KR20050060779A - Structure for improving diffusivity in exchaust gas after-treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 촉매 컨버터와 같은 배기가스 후처리장치에서의 배기가스 확산도 향상을 위한 구조에 관한 것으로서, 종래에는 후처리장치의 하우징 내로 유입되는 배기가스의 흐름이 촉매 전단에서 중앙 또는 한쪽으로 집중되는 경향이 있었는 바, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 배기관에 장착되는 후처리장치에서 그 하우징 입구부를 배기가스의 흐름방향으로 갈수록 내경이 점차 축소되는 구조로 구성하고, 이 후처리장치 상류측의 배기관 및 상기 하우징 입구부의 내면에는 배기가스의 흐름에 회전을 줄 수 있는 나선형 구조의 홈을 형성시켜 구성함으로써, 배기가스가 하우징 입구부를 통과하여 하우징 콘(cone)부로 진입하면서 속도 증가 및 회전 발생에 의해 촉매 전단에서 보다 고르게 확산될 수 있도록 하고, 후처리장치의 정화율 및 효율 상승의 효과는 물론 촉매의 퇴적 집중화를 방지하여 촉매의 내구성이 보다 향상될 수 있도록 한 배기가스 후처리장치에서의 배기가스 확산도 향상을 위한 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure for improving exhaust gas diffusion in an exhaust gas aftertreatment device such as a catalytic converter. In the related art, a flow of exhaust gas flowing into a housing of the aftertreatment device is concentrated centrally or to one side in front of the catalyst. In order to solve such a problem, in order to solve this problem, in the after-treatment apparatus mounted on the exhaust pipe, the inlet portion of the housing has a structure in which the inner diameter gradually decreases toward the flow direction of the exhaust gas. The inner surface of the housing inlet is formed by forming a groove having a spiral structure that can rotate the flow of exhaust gas, so that the exhaust gas passes through the housing inlet and enters the housing cone, thereby increasing the speed and generating the catalyst by rotation. It is possible to spread more evenly at the front end and increase the purification rate and efficiency of the aftertreatment device. In addition, the present invention relates to a structure for improving exhaust gas diffusion in an exhaust gas aftertreatment device which prevents concentration of catalysts and improves durability of the catalyst.
Description
본 발명은 촉매 컨버터와 같은 배기가스 후처리장치에서의 배기가스 확산도 향상을 위한 구조에 관한 것으로서, 배기관에 장착되는 후처리장치에서 그 하우징 입구부를 배기가스의 흐름방향으로 갈수록 내경이 점차 축소되는 구조로 구성하고, 이 후처리장치 상류측의 배기관 및 상기 하우징 입구부의 내면에는 배기가스의 흐름에 회전을 줄 수 있는 나선형 구조의 홈을 형성시켜 구성함으로써, 배기가스가 하우징 입구부를 통과하여 하우징 콘(cone)부로 진입하면서 속도 증가 및 회전 발생에 의해 촉매 전단에서 보다 고르게 확산될 수 있도록 하고, 후처리장치의 정화율 및 효율 상승의 효과는 물론 촉매의 퇴적 집중화를 방지하여 촉매의 내구성이 보다 향상될 수 있도록 한 배기가스 후처리장치에서의 배기가스 확산도 향상을 위한 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a structure for improving exhaust gas diffusion degree in an exhaust gas aftertreatment device such as a catalytic converter, and the inner diameter of the housing inlet in the exhaust pipe is gradually reduced toward the flow direction of the exhaust gas. The exhaust pipe passes through the housing inlet and is formed by forming a groove in the exhaust pipe upstream of the post-treatment apparatus and the inner surface of the housing inlet so as to rotate the exhaust gas. As it enters the (cone) part, it can be spread more evenly at the front end of the catalyst by increasing the speed and generating the rotation, and the durability of the catalyst is improved by preventing the concentration of catalyst as well as the effect of increasing the purification rate and efficiency of the aftertreatment device. To improve the exhaust gas diffusion degree in the exhaust gas aftertreatment device. .
일반적으로, 자동차의 배기가스는 엔진에서 혼합기의 연소에 의해 생성되어 배기관을 통해 대기 중으로 방출되는 가스를 말하며, 이러한 배기가스에는 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 미연소탄화수소(HC) 등 유해물질이 다량 포함되어 있다.In general, the exhaust gas of an automobile refers to a gas generated by combustion of a mixer in an engine and released into the atmosphere through an exhaust pipe. The exhaust gas includes carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), and unburned hydrocarbons (HC). Contains a lot of harmful substances.
특히, 디젤 차량의 경우, 연비, 출력면에서 우수함에도 불구하고 가솔린 차량과는 달리 배기가스 내에 질소산화물과 입자상물질(PM)이 상당히 많이 함유되어 있다.In particular, diesel vehicles, although excellent in fuel economy and power output, unlike gasoline vehicles, nitrogen oxides and particulate matter (PM) are significantly contained in the exhaust gas.
각국에서는 디젤 차량이 총 대기오염의 매우 높은 비율을 차지하여 대기오염의 주범으로 인식되고 있기도 하며, 이에 대응하기 위하여 디젤 엔진의 배기가스 규제를 점차 강화하고 있는 추세이다.In many countries, diesel vehicles account for a very high percentage of total air pollution, which is recognized as a major contributor to air pollution. To cope with this, the emission regulations of diesel engines are gradually being tightened.
이러한 디젤 차량의 배기가스 규제에 있어서 그 주요한 대상물질은 질소산화물과 입자상물질이다.The main targets in the exhaust gas regulation of diesel vehicles are nitrogen oxides and particulate matter.
따라서, 이의 대응기술로로서 연료 분사시기 지연 및 배기가스 재순환 장치에 의한 질소산화물 농도 저감과, 입자상물질을 저감하기 위한 엔진의 연소성능 개선 및 개량에 중점을 두어 많은 연구가 이루어지고 있다. Therefore, as a countermeasure technique, many studies have been conducted focusing on the reduction of nitrogen oxide concentration by the fuel injection timing delay and the exhaust gas recirculation apparatus, and the improvement and improvement of the combustion performance of the engine for reducing particulate matter.
디젤 차량 배기가스 규제의 구체적인 대응책으로 엔진의 개량과 후처리 기술로 구분되고 있는데, 우선 디젤 차량의 엔진 개량 기술로는 연료실 개량, 흡기계 개량(터보 차저 + 인터쿨러), 연료분사계 개량(전자제어 고압 연료분사 장치), 배기가스 재순환 장치 등이 적용되고 있거나 개발 중에 있다. Concrete countermeasures for diesel vehicle emissions are classified into engine improvement and aftertreatment technology. First, engine improvement technology of diesel vehicles is improved fuel chamber, intake system (turbo charger + intercooler), and fuel injection system (electronic Control high pressure fuel injection devices), exhaust gas recirculation devices, and the like are being applied or under development.
또한, 후처리 기술로는 (1) 입자상물질 중 고비점 탄화수소를 정화하기 위한 산화촉매(Diesel Oxidation Catalyst, DOC), (2) 과잉 산소 분위기 하에서 질소산화물을 분해 또는 환원하는 DeNOx 촉매, (3) 입자상물질을 필터로 걸러주는 입자상물질 제거용 필터(Diesel Particulate Filter; DPF) 시스템 등이 있다.Further, post-treatment techniques include (1) Diesel Oxidation Catalyst (DOC) for purifying high boiling hydrocarbons in particulate matter, (2) DeNOx catalysts that decompose or reduce nitrogen oxides in an excess oxygen atmosphere, (3) There is a diesel particulate filter (DPF) system that filters particulate matter.
첨부한 도 1은 디젤 차량의 배기가스 후처리 시스템을 개략적으로 도시한 것으로, 배기관 도중에 CPF 시스템을 설치한 예를 보여주고 있다.FIG. 1 schematically shows an exhaust gas aftertreatment system of a diesel vehicle, and shows an example in which a CPF system is installed in the middle of an exhaust pipe.
도 1에서 도면부호 10은 WCC(Warm-up Catalytic Converter)를, 도면부호 20은 하우징(21) 내에 DOC(22)와 DPF(23)가 직렬 배치된 구조의 CPF(DOC+DPF)를, 도면부호 30과 40은 각각 센터 머플러와 메인 머플러를 나타낸다.In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a warm-up catalytic converter (WCC), reference numeral 20 denotes a CPF (DOC + DPF) having a structure in which the DOC 22 and the DPF 23 are arranged in series in the housing 21. Reference numerals 30 and 40 denote center mufflers and main mufflers, respectively.
여기서, WCC는 엔진의 배기 매니폴드에 근접하게 설치되는 촉매장치들을 총칭하는 것이다.Here, the WCC is a generic term for catalyst devices installed in close proximity to the exhaust manifold of the engine.
이러한 후처리 시스템에는 도 1에 도시하지 않은 다양한 후처리장치들이 추가 장착될 수 있으며, 또한 도 1에는 도시하지 않았지만 후처리장치인 촉매 컨버터의 상류측에 인젝터를 설치하여 이 인젝터를 통해 디젤연료가 분사되도록 함으로써 촉매 컨버터에서의 환원분위기가 조성되도록 하고 있다.The aftertreatment system may be additionally equipped with various aftertreatment devices not shown in FIG. 1, and an injector may be installed upstream of the catalytic converter which is not shown in FIG. 1, thereby providing diesel fuel. By spraying, the reducing atmosphere in the catalytic converter is formed.
한편, 엔진에서 연소 후 배출되는 배기가스는 CPF(20)와 같은 후처리장치를 제외한 배기관(1) 내에서의 유동에 큰 변화가 없다. On the other hand, the exhaust gas discharged after combustion in the engine does not have a great change in the flow in the exhaust pipe 1 except for the aftertreatment device such as the CPF 20.
특히, 통상의 배기관(1) 및 CPF(20)의 하우징(21) 전단의 입구부(21a)가 모두 내경이 일정한 구조로 되어 있어 배기가스가 하우징(21)의 콘(cone)부(21b)에서 확산되는 정도가 미약하고, 이로 인해 종래에는 CPF(20)의 하우징(21) 내로 유입되는 배기가스의 흐름이 촉매(22) 전단에서 중앙 또는 한쪽으로 집중되는 경향이 있었다.In particular, both the exhaust pipe 1 and the inlet portion 21a of the front end of the housing 21 of the CPF 20 have a constant internal diameter, so that the exhaust gas is a cone portion 21b of the housing 21. The diffusion rate in the CPF 20 tends to be weak, so that the flow of the exhaust gas flowing into the housing 21 of the CPF 20 is concentrated centrally or to one side in front of the catalyst 22.
결국, 이로 인해 촉매의 중앙 또는 일부분으로 퇴적이 집중되는 현상이 발생하였고, 후처리장치들의 효율과 정화율이 떨어지는 것은 물론 촉매의 내구성에도 큰 악영향을 주고 있는 바, 이에 대한 개선방안이 절실히 요구되고 있는 실정이다. As a result, the concentration of sedimentation in the center or part of the catalyst is concentrated, and the efficiency and purification rate of the aftertreatment devices are lowered and the durability of the catalyst is greatly deteriorated. Therefore, improvement measures are urgently required. There is a situation.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 촉매 컨버터와 같은 후처리장치에서 그 하우징 입구부를 배기가스의 흐름방향으로 갈수록 내경이 점차 축소되는 구조로 구성하고, 이 후처리장치 상류측의 배기관 및 상기 하우징 입구부의 내면에는 배기가스의 흐름에 회전을 줄 수 있는 나선형 구조의 홈을 형성시켜 구성함으로써, 배기가스가 하우징 입구부를 통과하여 하우징 콘부로 진입하면서 속도 증가 및 회전 발생에 의해 촉매 전단에서 보다 고르게 확산될 수 있도록 하고, 후처리장치의 정화율 및 효율 상승의 효과는 물론 촉매의 퇴적 집중화를 방지하여 촉매의 내구성이 보다 향상될 수 있도록 한 배기가스 후처리장치에서의 배기가스 확산도 향상을 위한 구조를 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, and in the aftertreatment apparatus such as a catalytic converter, the inlet portion of the housing has a structure in which the inner diameter gradually decreases toward the flow direction of the exhaust gas. The exhaust pipe on the upstream side and the inner surface of the housing inlet portion are formed by forming a groove having a spiral structure that can rotate the flow of the exhaust gas so that the exhaust gas passes through the housing inlet portion and enters the housing cone portion, thereby increasing the speed and generating rotation. Exhaust gas from the exhaust gas aftertreatment device to more evenly diffuse at the front end of the catalyst and to improve the durability of the catalyst by preventing the concentration of catalyst as well as the purification rate and efficiency of the aftertreatment device. The purpose is to provide a structure for improving the gas diffusion degree.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일 실시예는, 배기관에 배기가스 정화를 위한 후처리장치를 설치하여 구성한 차량용 배기가스 처리 시스템에 있어서,One embodiment of the present invention, in the exhaust gas treatment system for vehicles comprising a post-treatment apparatus for exhaust gas purification in the exhaust pipe,
상기 후처리장치에서 배기가스가 유입되는 하우징 입구부를 그 내경이 배기가스의 흐름방향으로 갈수록 점차 축소되는 구조로 형성하고, 상기 후처리장치 상류측의 배기관 내면 및 상기 하우징 입구부 내면에 배기가스의 흐름에 회전을 줄 수 있는 나선형 구조의 홈을 형성하여서 된 것을 특징으로 한다.The inner diameter of the housing inlet portion into which the exhaust gas flows in the aftertreatment device is gradually reduced in the flow direction of the exhaust gas. Characterized by forming a groove of a spiral structure that can give a rotation to the flow.
본 발명의 다른 실시예는, 상기 후처리장치에서 배기가스가 유입되는 하우징 입구부 내부에 소정 두께의 횡벽을 설치하고, 이 횡벽에 배기가스가 통과하도록 된 다수개의 통공을 형성하되, 상기 각 통공을 그 내경이 배기가스 흐름방향으로 갈수록 점차 축소되는 구조로 형성하는 한편, 상기 후처리장치 상류측의 배기관 내면 및 상기 통공 내면에는 배기가스의 흐름에 회전을 줄 수 있는 나선형 구조의 홈을 형성하여서 된 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, a horizontal wall having a predetermined thickness is installed inside a housing inlet portion through which exhaust gas flows in the post-treatment apparatus, and a plurality of through-holes through which exhaust gas passes is formed in the horizontal wall, wherein each through-hole is formed. While the inner diameter thereof is gradually reduced toward the exhaust gas flow direction, a groove having a spiral structure is formed on the inner surface of the exhaust pipe upstream of the aftertreatment apparatus and the inner surface of the through hole to rotate the exhaust gas flow. It is characterized by.
본 발명은 CPF와 같은 배기가스 정화용 후처리장치의 하우징 전단 입구부 형상 및 구조를 변경하여 종래 후처리장치에서 상기 하우징 입구부를 지난 배기가스의 흐름이 촉매 전단에서 중앙 또는 한쪽으로 집중되는 현상을 개선한 배기가스 후처리장치에서의 배기가스 확산도 향상을 위한 구조에 관한 것이다.The present invention changes the shape and structure of the front end of the housing inlet of the exhaust gas purification aftertreatment device such as CPF to improve the phenomenon that the flow of exhaust gas past the housing inlet in the conventional aftertreatment is centrally or one-sided at the front end of the catalyst. A structure for improving the exhaust gas diffusion degree in an exhaust gas aftertreatment device.
종래의 배기가스 처리 시스템에서는 배기관과 후처리장치의 하우징 입구부가 모두 직경이 일정한 구조로 되어 있었는 바, 배기가스가 후처리장치의 하우징 입구부로 유입되고 난 후 하우징의 콘부에서 확산되는 정도가 미약하였고, 배기가스의 흐름이 촉매 전단에서 중앙 또는 한쪽으로 집중되는 경향이 있었는 바, 촉매의 퇴적 집중, 촉매의 정화효율 및 내구성 저하의 여러 문제점이 있었다.In the conventional exhaust gas treatment system, both the exhaust pipe and the housing inlet of the aftertreatment device have a constant diameter. Therefore, the exhaust gas is introduced into the housing inlet of the aftertreatment device and is diffused from the cone of the housing. In addition, since the flow of exhaust gas tended to be concentrated centrally or to one side of the front end of the catalyst, there were various problems of concentration of catalyst deposition, purification efficiency of catalyst, and deterioration of durability.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the present invention.
첨부한 도 2는 본 발명의 일 실시예가 적용된 후처리장치, 즉 촉매 컨버터를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 촉매 컨버터에서 하우징 입구부를 확대하여 나타낸 단면도이며, 도 4는 본 발명에서 배기관 내면에 형성한 나선형 홈 구조를 보여주기 위한 배기관의 단면사시도이다. 2 is a view showing an aftertreatment apparatus to which an embodiment of the present invention is applied, that is, a catalytic converter, FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a housing inlet in the catalytic converter of FIG. 2, and FIG. 4 is an inner surface of an exhaust pipe in the present invention. Cross-sectional perspective view of the exhaust pipe to show the spiral groove structure formed in.
이에 도시한 바와 같이, 후처리장치로서 CPF와 같은 촉매 컨버터(20)에서 배기가스가 유입되는 촉매(22) 전방의 하우징 입구부(21a)를 그 내경이, 종래와 같이 일정한 구조가 아닌, 배기가스 흐름방향으로 갈수록 점차 축소되는 구조로 형성한다.As shown in the drawing, the inner inlet portion 21a of the housing 22 in front of the catalyst 22 into which the exhaust gas flows in the catalytic converter 20, such as CPF, is exhausted as a post-treatment device. It is formed in a structure that gradually decreases toward the gas flow direction.
즉, 도 3에서 플랜지(21c)가 형성된 입구부(21a) 전단 끝의 내경을 D1이라 하고, 콘(cone)부(21b)로 이어지는 입구부(21a) 후단 끝의 내경을 D2라 할 때, 배기가스 흐름방향으로 갈수록 내경을 점차 축소시켜 두 직경의 관계가 D1 > D2가 되도록 구성하는 것이다.That is, when the inner diameter of the front end of the inlet portion 21a in which the flange 21c is formed in FIG. 3 is referred to as D1, and the inner diameter of the rear end of the inlet portion 21a leading to the cone portion 21b is referred to as D2, The inner diameter is gradually reduced toward the exhaust gas flow direction so that the relationship between the two diameters is D1> D2.
이와 함께, 상기 촉매 컨버터(20) 상류측의 배기관(1)과 촉매 컨버터(20)의 하우징 입구부(21a) 내면에는 나선형 구조의 홈(2, 24)을 형성하는데, 이때 배기관(1) 및 하우징 입구부(21a)의 내면 모두 나선형 구조의 홈(2,24)을 다중열로 형성하는 것도 실시 가능하다.In addition, the exhaust pipe 1 upstream of the catalytic converter 20 and the inner inlet 21a of the housing inlet 21a of the catalytic converter 20 are formed with grooves 2 and 24 having a spiral structure, wherein the exhaust pipe 1 and It is also possible to form the grooves 2 and 24 of the spiral structure in multiple rows on both inner surfaces of the housing inlet portion 21a.
이러한 본 발명의 구조에서는 촉매 컨버터(20)의 입구부(21a) 내경이 배기가스 흐름방향에 대해 점차 축소되는 구조로 되어 있음으로 해서 배기가스 흐름의 속도성분을 증가시키게 되고, 또한 나선형 홈(2,24)에 의해 배기가스 흐름에 회전을 주게 되는 바, 촉매(22) 전단에서 배기가스의 확산이 증가하게 된다.In the structure of the present invention, since the inner diameter of the inlet portion 21a of the catalytic converter 20 is gradually reduced with respect to the exhaust gas flow direction, the velocity component of the exhaust gas flow is increased, and the spiral groove 2 24, the rotation of the exhaust gas stream is increased, and the diffusion of the exhaust gas at the front end of the catalyst 22 is increased.
또한, 배기가스가 촉매 컨버터(20)의 입구부(21a)를 지나면서 단면이 축소된 이후 콘부(21b)로 유입되면서 단면이 확장되므로, 속도성분이 압력성분으로 바뀌면서 압력차에 의한 배기가스의 확산이 증가하게 된다.In addition, since the cross section is reduced while the exhaust gas passes through the inlet portion 21a of the catalytic converter 20 and then flows into the cone portion 21b, the velocity component is changed to the pressure component, thereby reducing the exhaust gas due to the pressure difference. Diffusion is increased.
한편, 첨부한 도 5와 도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 도 5는 촉매 컨버터의 하우징 입구부를 나타내고, 도 6은 도 5의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도이다.5 and 6 show another embodiment of the present invention, FIG. 5 shows a housing inlet of the catalytic converter, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line 'A-A' of FIG.
이에 도시한 바와 같이, 촉매 컨버터 하우징(21)의 콘부(21b) 내로 진입하는 배기가스의 확산도를 크게 하기 위한 본 발명의 다른 실시예로서, 촉매 컨버터(20)의 하우징 입구부(21a) 내부에 소정 두께의 횡벽(25)을 설치하고, 이 횡벽(25)에 도 5와 같이 배기가스가 통과하게 되는 다수개의 통공(26a,26b)을 형성한다.As shown in the figure, as another embodiment of the present invention for increasing the diffusion degree of the exhaust gas entering the cone portion 21b of the catalytic converter housing 21, the inside of the housing inlet portion 21a of the catalytic converter 20 A horizontal wall 25 having a predetermined thickness is provided, and a plurality of through holes 26a and 26b through which the exhaust gas passes through are formed in the horizontal wall 25 as shown in FIG.
도 5의 실시예에서는 큰 직경의 통공(26a)이 상하 및 좌우로 총 4개가 형성되고 있으며, 이러한 큰 직경의 통공(26a) 주변으로 상대적으로 작은 직경의 통공(26b) 4개가 형성되고 있다.In the embodiment of FIG. 5, four large diameter holes 26a are formed up and down and left and right, and four relatively small diameter holes 26b are formed around the large diameter hole 26a.
또한, 상기 각 통공(26a,26b)은 그 내경을 도 2 내지 도 4의 실시예와 마찬가지로 배기가스 흐름방향으로 갈수록 점차 축소시켜 형성시키며, 상기 촉매 컨버터(20) 상류측의 배기관(1)과 상기 각 통공(26a,26b)의 내면에도 역시 마찬가지로 나선형 구조의 홈(2,27)이 형성된다.In addition, the through holes 26a and 26b are formed to gradually reduce their inner diameters in the exhaust gas flow direction as in the embodiments of FIGS. 2 to 4, and the exhaust pipe 1 upstream of the catalytic converter 20 is formed. The inner surfaces of each of the through holes 26a and 26b are likewise formed with grooves 2 and 27 of a spiral structure.
이때, 배기관(1) 및 입구부 각 통공(26a,26b)의 내면에 나선형 구조의 홈(2,27)을 다중열로 형성하는 것도 실시 가능하며, 물론 통공(26a,26b)의 배치와 수는 도 5 및 도 6에 도시한 바로 한정되지 않고 변경이 가능하다.At this time, it is also possible to form a plurality of grooves (2, 27) of the spiral structure in the inner surface of each of the exhaust pipe (1) and the inlet portion (26a, 26b), of course, the number and arrangement of the through holes (26a, 26b) 5 is not limited to those illustrated in FIG. 6 and may be changed.
이러한 본 발명의 구조에서는 통공(26a,26b)의 내경이 배기가스 흐름방향에 대해 점차 축소되는 구조로 되어 있음으로 해서 배기가스 흐름의 속도성분을 증가시키는 동시에 나선형 홈(2,27)에 의해 배기가스 흐름에 회전을 주게 되는 바, 촉매(22) 전단에서 배기가스의 확산이 증가하게 된다.In the structure of the present invention, the inner diameter of the through holes 26a and 26b is gradually reduced with respect to the exhaust gas flow direction, thereby increasing the velocity component of the exhaust gas flow and exhausting the helical grooves 2 and 27. The rotation of the gas streams increases the diffusion of exhaust gases at the front end of the catalyst 22.
또한, 배기가스가 입구부(21a)의 통공(26a,26b)을 지나면서 단면이 축소된 이후 콘부(21b)로 유입되면서 단면이 확장되므로, 속도성분이 압력성분으로 바뀌면서 압력차에 의한 배기가스의 확산이 증가하게 된다.In addition, since the cross-section is expanded as the exhaust gas passes through the through holes 26a and 26b of the inlet portion 21a and then enters the cone portion 21b, the cross-section expands. Will increase the diffusion.
이와 같이 하여, 본 발명의 구조가 적용되는 경우, 종래의 후처리장치에 비해 촉매 전단에서의 배기가스 확산도를 크게 증가시킬 수 있고, 배기가스 흐름이 고르게 전달되면서 배가가스 물질들이 촉매의 각 셀에 고르게 퇴적되도록 할 수 있다.In this way, when the structure of the present invention is applied, it is possible to greatly increase the exhaust gas diffusion at the front end of the catalyst as compared to the conventional aftertreatment device, and the exhaust gas flows evenly to the exhaust gas materials in each cell of the catalyst. It can be deposited evenly.
이러한 본 발명의 구조는 앞서 설명한 예, 즉 CPF(DOC+DPF) 시스템과 같은 촉매 컨버터를 포함한 배기가스 정화용 촉매 또는 필터가 내장되는 모든 배기가스 후처리장치에 널리 적용될 수 있다. The structure of the present invention can be widely applied to all the exhaust gas aftertreatment apparatuses in which the catalyst or filter for exhaust gas purification including the catalytic converter such as the above-described example, CPF (DOC + DPF) system is built in.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 배기가스 처리장치의 정화효율 향상 구조에 의하면, 배기관에 장착되는 후처리장치에서 그 하우징 입구부를 배기가스의 흐름방향으로 갈수록 내경이 점차 축소되는 구조로 구성하고, 상기 배기관 및 입구부 내면에는 배기가스의 흐름에 회전을 줄 수 있는 나선형 구조의 홈을 형성시켜 구성함으로써, 다음과 같은 효과가 있게 된다.As described above, according to the structure for improving the purification efficiency of the exhaust gas treating apparatus according to the present invention, in the after-treatment apparatus mounted on the exhaust pipe, the inner diameter of the housing is gradually reduced toward the flow direction of the exhaust gas. In addition, the exhaust pipe and the inner surface of the inlet portion is formed by forming a groove having a spiral structure that can rotate the flow of exhaust gas, thereby having the following effects.
1) 배기가스가 하우징 입구부를 통과하여 콘부로 진행되면서 후처리장치 내부에 고르게 확산되도록 할 수 있다. 1) As the exhaust gas passes through the housing inlet part and proceeds to the cone part, the exhaust gas can be evenly distributed inside the aftertreatment device.
2) 이로 인해 후처리장치의 정화율 및 효율 향상이 기대되며, 배기가스 저감 효과를 상승시킬 수 있다, 특히, CPF의 수트(soot) 재생 효과 증대로 대기로 방출되는 배기가스 내 PM 성분을 저감시킬 수 있다.2) As a result, the purification rate and efficiency of the aftertreatment device are expected to be improved, and the exhaust gas reduction effect can be increased. In particular, the PM component in the exhaust gas emitted to the atmosphere is reduced by increasing the soot regeneration effect of the CPF. You can.
3) 배가가스 물질들이 후처리장치의 한쪽으로 집중 퇴적되는 것을 막을 수 있으므로 후처리장치의 내구성 향상이 기대된다.3) Since the exhaust gas materials can be prevented from being concentrated on one side of the aftertreatment device, the durability of the aftertreatment device is expected to be improved.
4) CPF의 재생에 필요한 인젝터 분사 연료의 양을 줄일 수 있는 바, 연료 소비를 줄일 수 있는 이점이 있고, 이미션 매칭(Emission Matching)의 최적화가 가능하다. 4) Since the amount of injector injected fuel required for regeneration of CPF can be reduced, fuel consumption can be reduced, and emission matching can be optimized.
도 1은 통상적인 디젤 차량의 배기가스 후처리 시스템 예를 개략적으로 나타낸 구성도,1 is a configuration diagram schematically showing an example of an exhaust gas aftertreatment system of a conventional diesel vehicle;
도 2는 본 발명의 일 실시예가 적용된 후처리장치를 나타낸 도면, 2 is a view showing a post-processing apparatus to which an embodiment of the present invention is applied;
도 3은 도 2의 후처리장치에서 하우징 입구부를 확대하여 나타낸 단면도,3 is an enlarged cross-sectional view of a housing inlet in the aftertreatment device of FIG. 2;
도 4는 본 발명에서 배기관 내면에 형성한 나선형 홈을 보여주기 위한 단면사시도,Figure 4 is a cross-sectional perspective view showing a spiral groove formed on the inner surface of the exhaust pipe in the present invention,
도 5는 본 발명의 다른 실시예가 적용된 후처리장치의 하우징 입구부를 나타낸 도면,5 is a view showing a housing inlet of the aftertreatment apparatus to which another embodiment of the present invention is applied;
도 6은 도 5의 선 'A-A'를 따라 취한 단면도.6 is a cross-sectional view taken along the line 'A-A' of FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 배기관 2 : 나선형 홈1: exhaust pipe 2: spiral groove
20 : 촉매 컨버터 21 : 하우징20 catalytic converter 21 housing
21a : 입구부 21b : 콘(cone)부21a: entrance 21b: cone
22 : DOC 24 : 나선형 홈22: DOC 24: spiral groove
25 : 횡벽 26a, 26b : 통공25: transverse wall 26a, 26b: through hole
27 : 나선형 홈27: spiral groove
Claims (3)
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|---|---|---|---|
| KR1020030092498A KR20050060779A (en) | 2003-12-17 | 2003-12-17 | Structure for improving diffusivity in exchaust gas after-treatment apparatus |
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| KR (1) | KR20050060779A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100778576B1 (en) * | 2006-08-16 | 2007-11-22 | 현대자동차주식회사 | A catalytic converter apparatus for exhaust gas of vehicle |
-
2003
- 2003-12-17 KR KR1020030092498A patent/KR20050060779A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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