KR19990020048A - Catalytic converter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연소실에서 배출되는 배기가스의 온도에 따라 촉매 컨버터의 모노리드에 분산되는 배기가스의 분산위치를 조절하여 촉매의 정화효율을 높일 수 있도록 하는 것으로, 이는 배기가스가 배기되는 배기관과 연결되어서 통하도록 된 컨버터 내부에 촉매기능을 발휘하는 촉매체 및 모노리드를 형성하여 컨버터에서 배출되는 배기가스 중의 유해한 성분을 제거하도록 된 촉매 컨버터에 있어서, 컨버터의 확장부에 배기가스의 흐름과 직교하도록 입설되어서 컨버터의 배기 유입구가 메인 유입구와 서브 유입구로 구획되게 하는 가이드와, 이 가이드의 단부에 가이드와 수직되게 결합되어서 메인 유입구와 서브 유입구를 통해 모노리드에 분사되는 배기가스량을 조절하게 되는 바이메탈로 구성된 촉매 컨버터에 관한 것이다.The present invention is to adjust the dispersing position of the exhaust gas dispersed in the monolith of the catalytic converter according to the temperature of the exhaust gas discharged from the combustion chamber to increase the purification efficiency of the catalyst, which is connected to the exhaust pipe exhaust gas exhaust In a catalytic converter which forms a catalyst body and a monolith which have a catalytic function inside a converter to remove harmful components in the exhaust gas emitted from the converter, the catalytic converter is placed perpendicularly to the flow of the exhaust gas at the extension of the converter. A guide that divides the exhaust inlet of the converter into a main inlet and a sub inlet, and a bimetal that is coupled perpendicularly to the guide at the end of the guide to regulate the amount of exhaust gas injected into the monolith through the main inlet and the sub inlet. It relates to a catalytic converter.
Description
본 발명은 촉매 컨버터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연소실에서 배출되는 배기가스의 온도에 따라 촉매 컨버터의 모노리드에 분산되는 배기가스의 분산위치를 조절하여 촉매의 정화효율을 높일 수 있도록 하는 촉매 컨버터(catalytic converter)에 관한 것이다.The present invention relates to a catalytic converter, and more particularly, to a catalytic converter to increase the purification efficiency of the catalyst by adjusting the dispersion position of the exhaust gas dispersed in the monolith of the catalytic converter according to the temperature of the exhaust gas discharged from the combustion chamber. (catalytic converter).
대기의 오물질은 부유, 먼지 및 납을 포함하는 물질로서 아황산가스, 일산화탄소, 질소산화물 등이 있다. 특히, 자동차에서 배출되는 탄화수소 등의 발생의 주원인으로서는 연소실 내에 연료와 공기의 혼합기가 연소될 때 가까운 부분에서 화염이 꺼져서 도달하지 않으므로 미연소된 탄화수소가 남아서 그대로 배기되는 예가 있고, 또한 밸브의 오버랩 기간에 연소되지 않은 혼합기가 그대로 방출되는 예가 있으며, 또한 감속시 배기관의 진동도가 급증하여 이때 배기관 내에 부착되어있던 연료가 증발되어 혼합기가 과농하게 됨에 따라 연소실 내의 압력과 온도가 낮은 상태가 되어서 고농도의 탄화수소를 방출하게 된다.Air pollutants include suspended matter, dust, and lead, and include sulfur dioxide, carbon monoxide, and nitrogen oxides. In particular, the main cause of the generation of hydrocarbons and the like emitted from automobiles is that the flames are not reached in the near part when the mixture of fuel and air is combusted in the combustion chamber, so that unburned hydrocarbons remain and are exhausted as they are. There is an example in which the uncombusted mixer is discharged as it is, and the vibration of the exhaust pipe suddenly increases during deceleration, and the fuel attached to the exhaust pipe evaporates and the mixer becomes condensed. It will release hydrocarbons.
이에 따라서 종래의 탄화수소 등의 유해물질을 정화시키는 방법으로서, 배기가스가 배출되는 배기관에 이 배기관의 직경보다 큰 직경을 갖는 컨버터가 연이어 형성되도록 하면서 이 배기관과 컨버터가 일체형이 되도록 하며, 도 1에서와 같이 컨버터(101)에 세라믹 및 메탈의 직사각형의 알루미나 등이 촉매체(102) 등이 형성되도록 되어있다.Accordingly, a conventional method for purifying harmful substances such as hydrocarbons, such that a converter having a diameter larger than the diameter of the exhaust pipe is successively formed in the exhaust pipe through which the exhaust gas is discharged so that the exhaust pipe and the converter are integrated. As described above, the alumina of ceramic and metal rectangular alumina or the like is formed in the converter 101 such that the catalyst body 102 or the like is formed.
특히, 자동차의 배기가스를 정화하는 정화장치로 쓰이는 촉매의 형상은 모노리드(103)의 형상과 배기 파이프의 형상이 정해짐에 따라서 컨버터(101)의 형상이 국환되는 경우가 많다. 그러나 이러한 형상으로는 유체의 흐름상 모노리드(103)의 중앙부는 빠른 속도의 배기가스에 장기간 노출됨에 따라서 중앙으로 집중되어 모노리드(103)의 전면적을 균일하게 이용할 수 없기 때문에 일부분의 열화를 촉진시키는 결과를 초래하게 된다.In particular, the shape of the catalyst used as a purification device for purifying exhaust gas of automobiles is often the shape of the converter 101 as the shape of the monolith 103 and the shape of the exhaust pipe are determined. However, in such a shape, the central portion of the monolith 103 in the flow of fluid is concentrated in the center as it is exposed to a high speed exhaust gas for a long time, so that the entire area of the monolith 103 cannot be uniformly used to promote partial degradation. It will cause the result.
이를 극복하기위해서 종래에는 도 2에서와 같이 배기가스가 배출되는 배기관(미도시됨)에 이 배기관의 직경보다 큰 직경의 컨버터(201)가 연이어 연결되어있고, 이 컨버터(201) 내에는 세라믹 및 메탈의 촉매체(202) 및 모노리드(203)가 내입되어있으며, 이 컨버터(201) 양쪽의 배기유입구와 배기배출구가 경사 연결부품들로 배기관과 연이어 연결되어 통하도록 되어 배기가스는 엔진의 배기 매니폴드를 통하여 배기유입구에서 컨버터(201)의 촉매체(202) 그리고 모노리드(203)로 확산되어 배기가스가 정화되어서 배기배출구를 통해서 빠져 나갈 수 있도록 되어있다.In order to overcome this, conventionally, a converter 201 having a diameter larger than the diameter of the exhaust pipe is connected to an exhaust pipe (not shown) through which exhaust gas is discharged. As shown in FIG. A metal catalyst body 202 and a monolith 203 are incorporated. The exhaust inlet and the exhaust outlet of both converters 201 are connected to the exhaust pipe in inclined connecting parts so that the exhaust gas is exhausted from the engine. It spreads through the manifold from the exhaust inlet to the catalyst body 202 and the monolith 203 of the converter 201 so that the exhaust gas can be purified and exit through the exhaust outlet.
또한, 컨버터(201)의 배기유입구의 넥크부에 배기가스를 분할 확산시킬 수 있는 확산 유도파이프(204)를 형성하여 배기 유입구쪽으로부터 유입되는 배기가스의 중앙 집중화를 유도 분산시키어 컨버터(201) 내를 통과할 수 있도록 되어있다.In addition, a diffusion induction pipe 204 is formed in the neck portion of the exhaust inlet of the converter 201 so as to induce and centralize the exhaust gas flowing from the exhaust inlet, thereby inducing and dispersing the gas in the converter 201. It is supposed to pass through.
그리고 확산 유도파이프(204)는 다수개의 파이프(204)가 단일체로 형성되어 중앙쪽은 작은 직경이고, 그의 둘레면은 큰 직경의 칫수로 이루어져 있으며, 확산 유도파이프(204)의 배기배출구쪽이 중앙으로부터 원주방향으로 경사진 출구부를 가지는 파이프로 이루어져 있다.In addition, the diffusion induction pipe 204 has a plurality of pipes 204 formed in a single body, the center side is a small diameter, its circumferential surface is made of a large diameter dimension, the exhaust outlet side of the diffusion induction pipe 204 is the center It consists of a pipe having an outlet portion inclined from the circumferential direction.
이에따라 엔진의 연소실에서 배출되는 배기가스를 컨버터의 모노리드의 전면적에 골고루 확산 분포되도록 분사할 수 있는 것이다.Accordingly, the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine can be sprayed to be evenly distributed in the entire area of the monolith of the converter.
다수개의 파이프에 의해 연소실에서 배출되는 배기가스가 모노리드의 전면적에 확산되면서 분포되도록 하여 모노리드의 일정부분에 배기가스가 집중적으로 분사되는 것을 줄일 수 있으나, 엔진의 동작상태에 관계없이 배기가스를 모노리드의 전면적에 분사하기 때문에 시동초기 연소실에서 배출되는 배기가스가 효율적으로 정화되지 않고 후단으로 배출되는 결점을 갖는다. 즉, 모노리드의 작동특성상 모노리드의 자체온도가 상승되어도 배기가스에 포함되어있는 유해한 성분을 정화할 수있는데, 시동초기부터 배기가스가 모노리드의 전면적에 분산되어 분사되기 때문에 모노리드를 가열하는 시간이 길어짐으로써, 모노리드가 가열되는 동안 배기가스를 효율적으로 정화하지 못하는 것이다.The exhaust gas discharged from the combustion chamber by the plurality of pipes is distributed while spreading over the entire surface of the monolith to reduce the concentration of the exhaust gas in a certain portion of the monolith. Since it is injected over the entire area of the monolith, there is a drawback that the exhaust gas discharged from the initial combustion chamber is discharged to the rear stage without being efficiently purified. That is, even if the monolith's own temperature is increased due to the operating characteristics of the monolith, it is possible to purify the harmful components contained in the exhaust gas, and since the exhaust gas is injected and dispersed in the entire area of the monolith from the beginning of the start, the monolith is heated. As time goes by, the exhaust gas does not purify efficiently while the monolith is heated.
이에 본 발명은 상기한 바와같은 종래의 결점을 해결하기위해서 안출된 것으로, 시동 초기 연소실에서 배출되어 컨버터의 모노리드에 분사되는 배기가스의 분사면적을 줄이는 한편, 모노리드의 온도가 상승되게 되면 배기가스가 분사되는 모노리드의 면적을 넓힘으로써, 시동초기 배기가스의 정화율을 향상시킴과 동시에 배기가스가 모노리드의 일부분에 집중적으로 분사되는 것을 방지할 수 있도록 하는 촉매 컨버터를 제공하고자 하는데 그 목적이 있는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, and while reducing the injection area of the exhaust gas discharged from the initial combustion chamber and injected into the monolith of the converter, the exhaust temperature is increased when the temperature of the monolith increases The purpose of the present invention is to provide a catalytic converter which increases the area of the monolith in which gas is injected, thereby improving the purification rate of the initial start-up exhaust gas and preventing the exhaust gas from being concentrated in a portion of the monolith. Is there.
도 1은 종래 발명의 일 실시예를 도시한 개략도.1 is a schematic diagram showing one embodiment of the prior invention;
도 2는 종래 발명의 다른 실시예를 도시한 개략도.Figure 2 is a schematic diagram showing another embodiment of the prior invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 도시한 개략도.3 is a schematic diagram illustrating one embodiment of the present invention;
도 4는 도 3의 요부확대 단면도.4 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. 3;
도 5는 본 발명의 작동상태를 도시한 개략도이다.5 is a schematic diagram showing an operating state of the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 컨버터 2 : 촉매체1: converter 2: catalyst
3 : 모노리드 4 : 가이드3: monolead 4: guide
5 : 바이메탈 6 : 서브 유입구5: bimetal 6: sub inlet
7 : 메인 유입구 8 : 개폐구7: main inlet 8: opening and closing
9 : 배기 유입구 10 : 확장부9: exhaust inlet 10: expansion
상기한 바와같은 목적을 달성하기위한 본 발명은 배기가스가 배기되는 배기관과 연결되어서 통하도록 된 컨버터 내부에 촉매기능을 발휘하는 촉매체 및 모노리드를 형성하여 컨버터에서 배출되는 배기가스 중의 유해한 성분을 제거하도록 된 촉매 컨버터에 있어서, 컨버터의 확장부에 배기가스의 흐름과 직교하도록 입설되어서 컨버터의 배기 유입구가 메인 유입구와 서브 유입구로 구획되게 하는 가이드와, 이 가이드의 단부에 가이드와 수직되게 결합되어서 메인 유입구와 서브 유입구를 통해 모노리드에 분사되는 배기가스량을 조절하게 되는 바이메탈을 포함하여 구성되어짐을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is to form a catalyst body and a monolith to exhibit a catalytic function in the converter is connected to the exhaust pipe through which the exhaust gas is exhausted to eliminate harmful components in the exhaust gas discharged from the converter A catalytic converter intended for removal, comprising: a guide which is placed in the extension of the converter so as to be orthogonal to the flow of exhaust gas so that the exhaust inlet of the converter is divided into a main inlet and a sub inlet, and is coupled perpendicularly to the guide at the end of the guide. It characterized in that it comprises a bimetal to control the amount of exhaust gas injected into the monolith through the main inlet and the sub inlet.
특히, 서브 유입구에서 배출되는 배기가스가 분사되는 모노리드보다 메인 유입구에서 배출되는 배기가스가 분사되는 모노리드에 로딩되는 귀금속량을 많게 설정하여 원가절감을 유도할 수 있도록 한 것이다.In particular, it is possible to induce cost reduction by setting the amount of precious metal loaded on the monolith to which the exhaust gas discharged from the main inlet is injected rather than the monolith to which the exhaust gas discharged from the sub inlet is injected.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 구성을 예시도면과 함께 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration according to an embodiment of the present invention in more detail with an exemplary drawing as follows.
도 3은 본 발명에 따른 촉매 컨버터의 일 실시예를 도시한 개략도이고, 4는 도 3의 요부확대 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따라 촉매 컨버터의 작동상태를 도시한 개략도이다.Figure 3 is a schematic diagram showing an embodiment of the catalytic converter according to the present invention, 4 is an enlarged cross-sectional view of the main portion of Figure 3, Figure 5 is a schematic diagram showing the operating state of the catalytic converter according to the present invention.
배기가스가 배출되는 배기관에 이 배기관의 직경보다 큰 직경의 컨버터(1)가 연결되어있고, 이 컨버터(1) 내에는 세라믹 및 메탈의 촉매체(2) 및 모노리드(3)가 내입되어있으며, 이 컨버터(1) 양쪽의 배기유입구(9)와 배기배출구가 경사 연결부품들로 배기관과 연결되어서 배기가스는 엔진의 배기 매니폴드를 통하여 배기유입구(9)에서 컨버터(1)의 촉매체(2) 그리고 모노리드(3)로 확산되어 배기가스가 정화되어서 배기배출구를 통해서 빠져 나갈 수 있도록 되어있다.A converter 1 having a diameter larger than the diameter of the exhaust pipe is connected to an exhaust pipe through which exhaust gas is discharged, and a catalyst body 2 and a monolith 3 of ceramic and metal are embedded in the converter 1. The exhaust inlet 9 and the exhaust outlet on both sides of the converter 1 are connected to the exhaust pipe with inclined connecting parts so that the exhaust gas passes through the engine manifold of the engine at the exhaust inlet 9 at the catalyst body of the converter 1. 2) It is diffused to the monolith (3) and the exhaust gas is purified so that it can exit through the exhaust outlet.
컨버터(1)의 배기 유입구(9)가 메인 유입구(7)와 서브 유입구(6)로 구획되게 하는 가이드(4)가 컨버터(1)의 확장부(10)에 배기가스의 흐름과 직교하도록 입설되어있고, 메인 유입구(7)와 서브 유입구(6)를 통해 모노리드(3)에 분사되는 배기가스량을 조절하게 되는 바이메탈(5)이 가이드(4)의 단부에 가이드(4)와 수직되게 결합되어있다. 특히, 서브 유입구(6)에서 배출되는 배기가스가 분사되는 모노리드(3)보다 메인 유입구(7)에서 배출되는 배기가스가 분사되는 모노리드(3)에 로딩되는 귀금속량을 높여 시동초기 배기가스가 집중적으로 분사되는 중앙부의 손상을 줄일 수 있도록 한다.A guide (4) allowing the exhaust inlet (9) of the converter (1) to be divided into a main inlet (7) and a sub inlet (6) is placed in the extension (10) of the converter (1) so as to be orthogonal to the flow of exhaust gas. And a bimetal 5, which controls the amount of exhaust gas injected into the monolith 3 through the main inlet 7 and the sub inlet 6, is perpendicular to the guide 4 at the end of the guide 4. It is. In particular, the initial exhaust gas is increased by increasing the amount of precious metal loaded into the monolith 3 into which the exhaust gas discharged from the main inlet 7 is injected, rather than the monolith 3 from which the exhaust gas discharged from the sub inlet 6 is injected. It is possible to reduce the damage of the central part sprayed intensively.
이와같이 구성된 본 발명의 작동을 설명한다.The operation of the present invention thus constructed will be described.
엔진의 시동초기 연소실에서 배출되는 배기가스는 배기관과 배기 유입구(9)를 통해서 컨버터(1)에 유입되게 된다. 이때 가이드(4)의 단부에 결합되어있는 바이메탈(5)이 도 3에서와 같이 수평상태를 유비하기 때문에 바이메탈(5)에 의해 개폐구(8)가 닫힌 상태를 유지함으로써, 연소실에서 배출되는 배기가스가 모노리드(3)의 중앙부에 집중적으로 분사되게 된다. 이에따라 배기가스에 의해 모노리드(3)가 짧은 시간내에 가열되어서 시동후 짧은 시간내에 배기가스를 정화하여 유해한 성분의 배기가스가 배출되는 것을 줄일 수 있는 것이다.The exhaust gas discharged from the initial combustion chamber of the engine is introduced into the converter 1 through the exhaust pipe and the exhaust inlet 9. At this time, since the bimetal 5 coupled to the end of the guide 4 has a horizontal state as shown in FIG. 3, the exhaust gas discharged from the combustion chamber is maintained by keeping the opening and closing opening 8 closed by the bimetal 5. Is concentrated in the central portion of the monolith (3). Accordingly, the monolith 3 is heated by the exhaust gas within a short time, and the exhaust gas is purified within a short time after starting, thereby reducing the emission of harmful components.
시동후 연소실에서 배출되는 배기가스는 모노리드(3)의 중앙부에 분사되는 한편, 바이메탈(5)을 닿으면서 모노리드(3)에 분사되기 때문에 바이메탈(5)의 도 5에서와 같이 서서히 중앙으로 구부러지게 된다.Exhaust gas discharged from the combustion chamber after starting is injected into the center portion of the monolith 3, while being injected into the monolith 3 while touching the bimetal 5, so that the bimetal 5 is gradually moved to the center as shown in FIG. Will bend.
이에따라 연소실에서 배출되는 배기가스가 메인 유입구(7)를 통해서 모노리드(3)의 중앙에 분사되어짐과 동시에 서브 유입구(6)를 통해서 모노리드(3)의 주변에 분사되게 된다. 즉, 모노리드(3)가 배기가스를 정상적으로 정화할 수 있을정도로 가열되게 되면, 배기 유입구(9)를 통해 유입되는 배기가스가 메인 유입구(7)와 서브 유입구(6)로 분할되어 모노리드(3)의 전면에 분사되어 배기가스의 정화효율을 높일 수 있는 것이다.Accordingly, the exhaust gas discharged from the combustion chamber is injected into the center of the monolith 3 through the main inlet 7 and also around the monolith 3 through the sub inlet 6. That is, when the monolith 3 is heated to the extent that it can normally clean the exhaust gas, the exhaust gas flowing through the exhaust inlet 9 is divided into the main inlet 7 and the sub inlet 6 to monolith ( It is injected to the front of 3) to increase the purification efficiency of exhaust gas.
이상에서와 같이 본 발명은 컨버터의 입구에 배기가스에 의해 가열되어 개폐되는 바이메탈을 설치하여서 시동초기 배기가스가 모노리드의 중앙에 집중적으로 분사되도록 하는 한편, 모노리드가 일정온도까지 가열되게 되면 연소실에서 배출되는 배기가스를 모노리드의 전면에 분사함으로써, 촉매 컨버터의 정화효율을 높일 수 있는 것이다.As described above, the present invention installs a bimetal that is heated and opened by the exhaust gas at the inlet of the converter so that the initial exhaust gas is concentrated in the center of the monolith, while the monolith is heated to a predetermined temperature when the combustion chamber By injecting the exhaust gas discharged from the monolith to the front surface, it is possible to increase the purification efficiency of the catalytic converter.
Claims (2)
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| KR1019970043487A KR19990020048A (en) | 1997-08-30 | 1997-08-30 | Catalytic converter |
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| KR1019970043487A KR19990020048A (en) | 1997-08-30 | 1997-08-30 | Catalytic converter |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| KR1019970043487A KR19990020048A (en) | 1997-08-30 | 1997-08-30 | Catalytic converter |
Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100489112B1 (en) * | 2002-04-22 | 2005-05-12 | 현대자동차주식회사 | Variable-diameter Exhaust system |
| KR20110138556A (en) * | 2010-06-21 | 2011-12-28 | 현대자동차주식회사 | Exhaust gas purification system of diesel vehicle |
-
1997
- 1997-08-30 KR KR1019970043487A patent/KR19990020048A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100489112B1 (en) * | 2002-04-22 | 2005-05-12 | 현대자동차주식회사 | Variable-diameter Exhaust system |
| KR20110138556A (en) * | 2010-06-21 | 2011-12-28 | 현대자동차주식회사 | Exhaust gas purification system of diesel vehicle |
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