KR19990040246U - 디젤엔진 배기가스정화장치용 세라믹필터의 완충재. - Google Patents

Abstract

본 고안은 디젤엔진 배기가스정화장치용 세라믹필터의 완충재에 관한 것으로 세라믹필터의 외주연에 내열성과 고강성을 가지는 섬유재의 매트를 장착하여 케이스의 고정시 발생하는 충격을 흡수하여 필터의 손상을 방지하기 위한 것으로, 상기 완충재(5)는 필터(52)의 외주연에 장착되는 것으로, 그 재질은 세라믹화이버(ceramic fiber)이용하여 매트(mat;60)형으로 형성하며, 사이 매트(60)형 완충재는 필터(52)의 외주연에 이중 혹은 그 이상의 다중으로 적층되며, 이 때 매트(60)의 접합부위(62)가 상호 교차하도록(180。가 되도록함) 장착한 것이다.

이상과 같이 구성된 디젤엔진 배기가스정화장치용 세라믹필터의 완충재는 케이스의 접합공정이 용이하여 작업성의 향상과 제작시간의 단축을 초래하며, 충격에 의한 필터의 파손을 방지하여 내구성의 증대와 정화능력의 향상을 가져오는 유용한 고안이다.

Description

디젤엔진 배기가스정화장치용 세라믹필터의 완충재.

본 고안은 디젤엔진 배기가스정화장치용 세라믹필터의 완충재에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 세라믹필터와 케이스상간에 섬유질의 매트(mat)를 장착하여 케이스의 고정작업시 발생하는 충격이 세라믹필터에 미치지 못하게하여 충격에 의한 균등 등을 방지하여 정화능력의 향상을 이루기 위함이다.

상기 디젤엔진배기가스 정화장치는 디젤엔진의 현재상태를 각종데이터를 통하여 측정하여 연소부에 연료 및 공기를 급송하고 이 혼합기체에 점화수단으로 점화시킴으로서 세라믹필터에 포집된 유해성분, 입자상물질을 최대한 제거하여 배출되도록 한다.

상기와 같은 역할의 정화장치는 도 1에서와 같이 디젤엔진의 구성일측에 구비되는 것으로 디젤기관은 디젤엔진(10)의 배기관(11)은 각각의 배기매니폴더(12)로부터 배기가스를 집적하고, 배기관(11)의 후미는 중간에 제어밸브(13,14)를 가지고 연소기(15)측과 머플러(16)측으로 분리되고, 연소기(15)후방에는 송풍기(17)가 연결된다.

상기 디젤엔진(10)은 드로틀센서(18)와 회전수센서(19) 및 압력을 지시하는 바로메터(20)등으로부터의 신호값은 배기가스정화장치를 수행하기위한 입력값으로 ECU(Electronic Control Unit;21)로 보내지고, 여기에서는 최적의 연소상태로 제어하기 위하여 각각의 센서로부터의 입력신호를 기본값으로하여 솔레노이드(22,23,24)를 제어한다.

상기 솔레노이드(22,23,24)는 배기관(11)의 후방에서 연소기(15)와 머플러(16)측으로 분리되는 중도에 위치한 제어밸브(13,14)를 제어하고, 유해가스소각을 위한 연료를 연료탱크(25)로부터 연료를 공급하는 연료펌프(26)를 단속함과 아울러 연료펌프(26)로부터 연료의 분사력을 제공하도록 디젤엔진(10)의 동력을 이용하는 공기압축기(27)로부터 공급급송을 제어하는 공기압조절기(28)를 제어하여 연소기(15)에 장착되는 노즐(29)의 연료와 공기의 분사량을 조절한다.

상기 ECU(21)의 제어신호는 상술한 각 제어활동을 수행하고 점화트랜스(31)를 제어함으로서 점화봉이나 글로우플러그로 이루어진 점화수단(32)에 스파크를 유발시켜 유해가스의 연소가 최적의 조건에서 수행된다.

상기와 같이 디젤엔진의 배기가스내 분진을 비롯한 유해물질은 정화장치에서 세라믹필터(37)에 의해 포집되고, 포집된 분진은 버너(36)에 의한 연소작용으로 그 생성량을 최소화하는데, 이와 같이 분진과 유해물질의 포집과 연소에 필요한 연소기는 엔진에서 발생하는 배기가스를 유입시키는 인렛트랩(33)이 믹싱라이너바디(34)일측에 구비되고, 상기 믹싱라이너바디(34)의 선단에는 연료와 공기공급을 위한 노즐(29)과 스월러(35) 및 점화수단(32)을 가지는 버너어셈블리(36)가 장착된다.

상기 믹싱라이너바디(34)의 선단부는 버너어셈블리(36)와 연결되고 후단부는 세라믹필터(37)를 내장한 필터케이스(38)와 연결되는 절두원추형상의 믹싱라이너(39)가 구비되고, 상기 믹싱라이너(39)에는 인렛트랩(33)을 통하여 배기가스트랩(40)을 거친 배기가스를 유입시키기 위한 다수 개의 유입공(41)이 형성된다.

상기와 같은 연소기(15)는 인렛트랩(33)을 통하여 엔진의 배기가스가 믹싱라이너(39)로 유입되면 점화버너어셈블리(36)에 의하여 점화하며, 이어 스월러(35)를 통하여 공급되는 연소공기를 이용하여 믹싱라이너(39)내의 온도를 상승시켜 필터(37)에 포집된 분진과 유해물질을 연소한 후 대기로 배출한다.

상기와 같이 엔진의 배기가스내에 함유된 분진과 유해물질의 포집과 연소후 배출하는 필터(37)는 도 2에서와 같이 금속재의 원통형케이스(38)내에 장착되며 필터(37)로 사용되기위해서는 다음과 같은 요건을 충족하여야하는데, 이는 고온에 견딜수 있는 내열성이 뛰어나야하고, 미세한 다공의 형성이 가능하며, 통기성이 우수하여야한다.

이와 같은 요건을 충족하는 것이 바로 세라믹재로서 고온에 견디는 성질이 강하고, 그 구성의 근본이 흙과 같은 성질로서 중공성과 통기성과 뛰어난 재질이다.

이 같은 세라믹재필터(37)는 연소기(15)내에 장착시 외부에 의한 파손과 안정된 고정을 위해 금속재의 케이스(38)내에 구비되는데, 상기 케이스(38)는 원통형 혹은 타원과 같이 밴딩에 의해 절곡한 후 필터(37)를 내방에 장착한 상태에서 밴딩에 의해 절곡된 양 가장자리를 서로 고정한다.

상기와 같이 세라믹필터(37)를 장착한 상태에서 케이스(38)의 고정작업이 이루어질 경우 압착 혹은 기타의 고정공정시 필터(37)에 충격이 가해지고, 이로 인하여 세라믹재인 필터(37)에 균열이 발생하는 원인이 되고, 그 가운데 케이스(38)의 고정부위와 근접한 부분은 심한 경우 파손된 상태로 조립된다.

이와 같이 필터(37)에 균열 혹은 파손이 발생할 경우 포집효율이 저하되어 정화능력이 떨어지고, 지속적인 열부하시 균열부위에 집중적으로 작용하여 내구성이 저하되는 문제점이 있었다.

이에 본 고안에서는 상기한 여러 가지 문제점을 해결하기위해 안출된 것으로 세라믹필터의 외주연에 내열성과 고강성을 가지는 섬유재의 매트를 장착하여 케이스의 고정시 발생하는 충격을 흡수하여 필터의 손상을 방지하기 위함이다.

도 1은 본 고안의 설명을 위한 디젤엔진 배기가스정화장치의 전체구성도,

도 2는 종래 세라믹필터와 케이스의 결합상태를 도시한 횡단면도,

도 3은 본 고안이 적용된 연소기를 도시한 단면도,

도 4는 본 고안이 적용된 세라믹필터의 횡단면도,

*도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명*

5;완충재

52;필터

53;케이스

60;매트

62;접합부위

이하 첨부되는 도면과 관련하여 본 고안의 구성 및 작용에 대하여 설명한다.

도 3은 본 고안이 적용된 연소기를 도시한 단면도, 도 4는 본 고안이 적용된 세라믹필터의 횡단면도로서 함께 설명한다.

디젤엔진의 배기가스정화장치용 연소기에 장착되어 분진과 유해물질의 포집을 수행하는 필터를 케이스와 조립시 발생하는 충격흡수와 온도유지를 위한 완충재를 구비한다.

상기 완충재(5)가 구비된 연소기(6)는 전체적인 형상이 원통을 기본으로 전방에는 버너어셈블리(50)와 연소실역할을 위한 믹싱라이너바디(51)가 구비되고, 그 후방으로 세라믹필터(52)가 케이스(53)와 함께 형성된다.

상기 버너어셈블리(50)는 압축공기의 공급을 위한 스월러(54)와 연료공급을 위한 노즐(55)이 결합하여 구성되고, 그 일측선단에는 점화수단인 글로우플러그(56)가 장착되어 스파크발생을 도모한다.

상기와 같이 구성된 버너어셈블리(50)는 엔진의 배기가스를 유입하는 인렛트랩(57)과 연소실(58)을 겸한 절두원추형의 믹싱라이너(59)가 형성된 믹싱라이너바디(51)의 일측에 삽입고정된다.

상기와 같이 버너어셈블리(50)의 화염과 믹싱라이너(59)에서 연소된 압축공기는 믹싱라이너(59)후방에 형성된 필터(52)의 내부로 유입되는데, 상기 필터(52)는 그 외주연에 세라믹화이버(ceramic fiber)로 형성된 섬유재의 매트(mat;60)를 장착하여 케이스(53)내에 고정되며, 상기 케이스(53)는 연소가스의 원할한 배출을 위해 토출구(61)측의 직경을 축소하여 유체의 유속을 증가시킨다.

상기 필터(52)의 외주연에 형성되는 매트(60)는 도 4에 도시된 바와 같이 이중 혹은 그 이상의 다중으로 적층되며, 이 때 매트(60)의 접합부위(62)가 상호 교차하도록(180。가 되도록함) 장착한다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용상태를 살펴보면; 먼저 세라믹재를 이용한 필터(52)를 형성하고, 케이스(53)는 원통형 혹은 타원형으로 밴딩절곡하여 믹싱라이너바디(51)와 체결하기위한 각종의 체결공을 구비한다.

상기와 같이 구비된 케이스(53)내에 장착되는 필터(52)는 그 외주연에 세라믹화이버로 구성된 섬유재의 매트(60)로 감싸 형성하며, 상기 매트(60)는 이중 혹은 그 이상의 다중으로 형성되는데, 접합부위(62)가 상호 교차하도록하여 고온의 압축공기가 이를 통하여 누유되는 것을 방지한다.

상기와 같이 필터(52)의 외주연에 매트(60)의 장착이 완료되면 금속재의 밴딩절곡된 케이스(53)를 이용하여 고정하며, 상기 케이스(53)의 접합부위는 통상의 고정수단을 이용하여 고정한다.

상기와 같이 케이스(53)의 고정작업에는 고정장치 혹은 공구에 의한 충격이 발생하고, 이는 필터(52)로 전이되지만 외주연에 형성된 섬유재의 매트(60)가 완충작용을하여 충격파가 필터(52)에 직접영향을 미치지 못하여 균열이나 파손 등과 같은 문제를 방지한다.

이상과 같이 구성된 디젤엔진 배기가스정화장치용 세라믹필터의 완충재는 케이스의 접합공정이 용이하여 작업성의 향상과 제작시간의 단축을 초래하며, 충격에 의한 필터의 파손을 방지하여 내구성의 증대와 정화능력의 향상을 가져오는 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 디젤엔진의 배기가스정화장치용 필터의 충격흡수와 온도유지를 위한 완충재를 구비함에 있어서;

   상기 완충재(5)는 필터(52)의 외주연에 장착되는 것으로, 그 재질은 세라믹화이버(ceramic fiber)이용하여 매트(mat;60)형으로 형성하며,

   사이 매트(60)형 완충재는 필터(52)의 외주연에 이중 혹은 그 이상의 다중으로 적층되며, 이 때 매트(60)의 접합부위(62)가 상호 교차하도록(180。가 되도록함) 장착한 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스정화장치용 세라믹필터의 완충재.