KR20110023154A - Exhaust gas filter system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배기가스 필터 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배기가스를 정화하는 배기가스 필터 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas filter system, and more particularly, to an exhaust gas filter system for purifying exhaust gas.
일반적으로 엔진의 배기시스템은 배기 가스를 차량의 후방으로 배출하는 기능과 배기음을 저감시키는 기능을 한다.In general, the exhaust system of the engine functions to discharge the exhaust gas to the rear of the vehicle and to reduce the exhaust sound.
최근들어 배기가스를 정화하기 위해서 촉매장치가 사용되고 있으며, 이들은 유해한 배기가스를 무해한 질소, 이산화탄소, 또는 물로 변환한다.Recently, catalytic devices have been used to purify exhaust gases, which convert harmful emissions into harmless nitrogen, carbon dioxide, or water.
즉, 촉매장치는 탄화수소, 일산화탄소, 질소산화물(NOx)을 저감시키며, 입자상 물질을 포집하거나 태운다. That is, the catalytic device reduces hydrocarbons, carbon monoxide, and nitrogen oxides (NOx), and collects or burns particulate matter.
일반적으로 디젤에서 배출되는 입자상물질을 물리적으로 포집하여 연소시키는 촉매장치를 디젤매연여과장치(DPF, Diesel Particulate Filter) 라 일컬으며, 이러한 디젤매연여과장치는 배기 가스 흐름 방향으로 여러 개의 채널들이 형성된다.In general, a catalytic device that physically collects and burns particulate matter discharged from diesel is called a diesel particulate filter (DPF), and the diesel particulate filter has a plurality of channels formed in an exhaust gas flow direction. .
아울러, 상기 채널들 중 적어도 하나는 입구가 패쇄되고 출구가 개방되며, 상기 채널들 중 적어도 하나는 입구가 개방되고, 출구가 폐쇄되되, 입구 또는 출구 의 폐쇄된 부분이 교대로 배치되는 구조를 갖는다.In addition, at least one of the channels has a structure in which the inlet is closed and the outlet is open, and at least one of the channels is the inlet is opened, the outlet is closed, and the closed part of the inlet or outlet is alternately arranged. .
상기 채널들의 입구와 출구는 교대로 플러그로 막힌 구조를 갖고 있으며, 상기 채널을 형성하는 표면에 촉매층이 형성된 구조를 갖고 있다. 일반적으로, 촉매장치에는 그 내부로 배기가스가 투과되는 다공성의 필터가 사용되고 있으며, 이는 SiC 또는 AT재질로 형성된다. The inlet and the outlet of the channels are alternately plugged and have a structure in which a catalyst layer is formed on the surface of the channels. Generally, a porous filter through which exhaust gas is permeated is used in a catalytic device, which is formed of SiC or AT material.
한편, 입구측이 개방되고 배기측이 폐쇄된 채널의 표면 및 입구측이 폐쇄되고 배기측이 개방된 채널의 표면에 촉매층이 모두 형성되는 경우 원가가 증가하고, 배기가스의 투과도가 감소하는 문제점이 있다. On the other hand, when both the catalyst layer is formed on the surface of the channel in which the inlet side is closed and the exhaust side is closed and the channel of the inlet side is closed and the exhaust side is open, the cost increases and the permeability of the exhaust gas decreases. have.
아울러, 다공성인 담체의 표면에 촉매층을 형성할 때 표면의 미세 구멍을 통하여 코팅성분이 내부로 침투하기 때문에, 담체에 2가지의 촉매층을 형성하는 것은 쉽지 않았다.In addition, when the catalyst layer is formed on the surface of the porous carrier, since the coating component penetrates into the inside through the micropores on the surface, it is not easy to form two catalyst layers on the carrier.
본 발명의 목적은 촉매층이 형성된 구조를 개선하여 원가를 저감시키고 배기가스의 흐름을 개선함으로써 정화효율이 향상된 배기가스 필터 시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an exhaust gas filter system having improved purification efficiency by reducing the cost and improving the flow of exhaust gas by improving the structure in which the catalyst layer is formed.
아울러, 2가지의 촉매층을 용이하게 형성하는 배기가스 필터의 제작방법을 제공하는 것이다.In addition, the present invention provides a method for manufacturing an exhaust gas filter which easily forms two catalyst layers.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 배기가스가 투과되도록 다 공성인 담체를 포함하는 배기가스 필터의 제작방법은, 표면에 형성된 구멍을 통해서 상기 담체 내부에 충진재를 충진하는 충진단계, 제1코팅물질을 이용하여 상기 충진재가 충진된 상기 담체의 표면 위에 제1코팅층을 형성하는 제1코팅층형성단계, 상기 제1코팅층은 그대로 두고, 상기 충진재를 열 또는 화학적으로 제거하는 충진제제거단계, 및 제2코팅물질을 이용하여 상기 담체의 내부에 제2코팅층을 형성하는 제2코팅층형성단계를 포함한다.According to the present invention for achieving the above object, a method for manufacturing an exhaust gas filter comprising a porous carrier so that the exhaust gas is permeated, the filling step of filling the inside of the carrier through a hole formed in the surface, the first A first coating layer forming step of forming a first coating layer on the surface of the carrier filled with the coating material by using a coating material, a filler removing step of thermally or chemically removing the filler, leaving the first coating layer intact; and A second coating layer forming step of forming a second coating layer in the inside of the carrier using a second coating material.
상기 제1코팅층은 LNT, DFC, SCR, 또는 HC-SCR 중 선택된 하나 이상의 기능을 갖는 촉매성분을 포함할 수 있다.The first coating layer may include a catalyst component having at least one function selected from LNT, DFC, SCR, or HC-SCR.
상기 제2코팅층은 LNT, DFC, SCR, 또는 HC-SCR 중 선택된 하나 이상의 기능을 갖는 촉매성분을 포함할 수 있다.The second coating layer may include a catalyst component having at least one function selected from LNT, DFC, SCR, or HC-SCR.
본 발명의 실시예에 따른 배기가스 필터 시스템은, 한쪽 면에서 반대측 다른 쪽 면으로 배기가스가 흐르는 여러 개의 채널들이 형성되고, 상기 채널을 형성하는 표면을 통해서 한쪽 면에서 다른 쪽 면으로 배기가스가 투과하는 다공성의 담체, 상기 채널을 형성하는 표면에 형성된 제1코팅층, 및 상기 담체 내부에 형성된 제2코팅층을 포함한다.Exhaust gas filter system according to an embodiment of the present invention, a plurality of channels through which the exhaust gas flows from one side to the other side is formed, the exhaust gas from one side to the other side through the surface forming the channel It includes a porous carrier permeable, a first coating layer formed on the surface forming the channel, and a second coating layer formed inside the carrier.
상기 채널들은, 입구가 개방되고 출구가 플러그로 폐쇄된 제1채널, 및 입구가 플러그로 폐쇄되고 출구가 개방된 제2채널을 포함하고, 상기 제1코팅층은 상기 제1채널을 형성하는 내부 표면에 형성되고, 상기 제2코팅층은 상기 제1코팅층과 접하게 상기 담체의 내부에 형성되는 것을 특징으로 한다.The channels comprise a first channel with an inlet open and an outlet closed by a plug, and a second channel with an inlet closed by a plug and an outlet open, wherein the first coating layer forms an inner surface forming the first channel. The second coating layer is formed in the interior of the carrier in contact with the first coating layer.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 배기가스 필터 시스템에 의하면, 내부에 상기 충진재를 충전한 상태에서 상기 제1코팅층을 형성하고, 상기 충진재를 제거한 후, 그 내부에 상기 제2코팅층을 형성함으로써, 서로 다른 상기 제1,2코팅층을 용이하게 형성할 수 있다.According to the exhaust gas filter system according to the present invention as described above, by forming the first coating layer in the state filled with the filler therein, after removing the filler, by forming the second coating layer therein, The other first and second coating layers can be easily formed.
아울러, 입구가 개방된 상기 제1채널의 표면에는 상기 제1코팅층을 형성하고, 출구가 개방된 상기 제2채널의 표면에는 별도의 코팅층을 형성하지 않음으로써 원가가 절감되고 배기가스의 투과효율이 향상된다.In addition, the first coating layer is formed on the surface of the first channel with an inlet opening, and the coating layer is not formed on the surface of the second channel with the outlet opening, thereby reducing cost and permeation efficiency of exhaust gas. Is improved.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 필터의 제작방법을 도시한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing an exhaust gas filter according to an embodiment of the present invention.
도 1의 (a)를 참조하면, 담체(100)가 준비된다. 상기 담체(100)는 배기가스 필터의 적어도 일부를 형성하는 부분으로써, 표면을 통해서 상부면에서 하부면으로 배기가스가 투과되도록 다공성이다.Referring to Figure 1 (a), the
아울러, 본 발명의 실시예에서, 여러 개의 상기 담체(100)를 간격을 두고 상하로 배열하고, 입구와 출구에 플러그를 배치하여, 채널들을 갖는 하나의 배기가스 필터를 제작할 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, by arranging the plurality of the carrier (100) up and down at intervals, and by placing a plug at the inlet and the outlet, it is possible to manufacture one exhaust gas filter having channels.
상기 담체(100)는 SiC 재질로 제작되며, 다공성이므로 실제 그 표면은 매끈하지 않고 구멍이 형성된 까칠한 구조를 갖는다. 따라서, 상기 담체(100)의 표면에 촉매층을 형성할 때 그 성분이 구멍 내부로 침투되어 상기 촉매층을 형성하는 것이 쉽지 않다. Since the
도 1의 (b)를 참조하면, 상기 담체(100)의 표면에 촉매층을 형성하기 전에 내부에 충진재(110)를 먼저 충진한다. 상기 담체(100) 내부에 상기 충진재(110)가 충진되면, 상기 담체(100)의 표면에 형성된 구멍이 매워진다.Referring to FIG. 1B, the
도 1의 (c)를 참조하면, 상기 담체(100)의 표면이 상기 충진재(110)에 의해서 매끄러워진 상태에서, 제1코팅물질을 이용하여 상기 담체(100)의 표면에 제1코팅층(120)을 형성한다.Referring to FIG. 1C, in a state where the surface of the
아울러, 도 1의 (d)를 참조하면, 상기 담체(100)의 표면에 상기 제1코팅층(120)이 형성되면, 충진된 상기 충진재(110)를 제거한다. 상기 제1코팅층은 그대로 두고, 가열 또는 화학적으로 상기 충진재(110) 만을 선택적으로 제거한다.In addition, referring to Figure 1 (d), when the
도 1의 (e)를 참조하면, 내부에 충진된 상기 충진재(110)가 완전하게 제거되면, 제2코팅물질을 이용하여 상기 담체(100)의 내부에 제2코팅층(130)을 형성한다.Referring to FIG. 1E, when the
본 발명의 실시예에서, 배기가스는 1차로 상기 제1코팅층(120)을 통과하고, 2차로 상기 제2코팅층(130)을 순차적으로 통과하여 정화된다.In an embodiment of the present invention, the exhaust gas is first passed through the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 필터의 제작방법을 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an exhaust gas filter according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 배기가스 필터의 제작방법은 제1단계(S01), 제2단계(S02), 제3단계(S03), 제4단계(S04), 제5단계(S05), 및 제6단계(S06)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the method for manufacturing an exhaust gas filter includes a first step S01, a second step S02, a third step S03, a fourth step S04, a fifth step S05, and a fifth step S05. Sixth step (S06) is included.
상기 제1단계(S01)에서, 다공성의 상기 담체(100)가 준비되고, 상기 제2단 계(S02)에서, 상기 담체(100)의 내부에 상기 충진재(110)가 충진된다.In the first step S01, the
상기 제3단계(S03)에서, 상기 충진재(110)가 충진된 상기 담체(100)의 표면에 상기 제1코팅층(120)을 형성하고, 상기 제4단계(S04)에서, 상기 충진재(110)를 제거한다.In the third step (S03), the
상기 제5단계(S05)에서, 상기 담체(100)의 내부에 상기 제2코팅층(130)을 형성하고, 상기 제6단계(S06)에서, 플러깅 또는 열처리와 같은 마무리작업을 거쳐 배기가스 필터가 완성된다.In the fifth step (S05), the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 필터의 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of an exhaust gas filter according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 상기 담체(100)가 상부에서 하부로 배열되고, 그 사이에 제1채널(330a)과 제2채널(330b)이 형성된다. 물론, 하나의 담체에 상기 제1채널(330a)과 상기 제2채널(330b)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the
상기 제1채널(330a)의 입구(300)는 개방되고 그 출구는 폐쇄되며, 상기 제2채널(330b)의 입구는 폐쇄되고 그 출구(310)는 개방된다. The
좀 더 상세하게는, 상기 제2채널(330b)의 입구는 제1플러그(320a)로 폐쇄되고, 상기 제1채널(330a)의 출구는 제2플러그(320b)로 폐쇄된다.More specifically, the inlet of the
상기 제1채널(330a)의 상기 입구(300)로 들어온 배기가스는 출구측으로 이동하면서 상기 담체(100)를 투과하여 상기 제2채널(330b)로 이동하고, 개방된 상기 출구(310)로 배출된다.Exhaust gas entering the
한편, 상기 입구(300)가 개방된 상기 제1채널(330a)을 형성하는 내부 표면에는 상기 제1코팅층(120)이 형성되고, 상기 담체(100)의 내부에는 상기 제2코팅 층(130)이 형성된다.Meanwhile, the
따라서, 상기 제1채널(330a)로 유입된 배기가스는 1차로 상기 제1코팅층(120)에서 처리되고, 상기 담체(100)를 투과하면서 2차로 상기 제2코팅층(130)에서 처리된다. Therefore, the exhaust gas introduced into the
상기 제2채널(330b)을 형성하는 표면에는 별도의 코팅층이 형성되지 않으므로 배기가스의 흐름효율이 향상되고, 배압이 저감된 상태에서 유지된다.Since a separate coating layer is not formed on the surface forming the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 필터에 형성되는 제1코팅물질과 제2코팅물질의 기능을 보여주는 표이다.4 is a table showing the functions of the first coating material and the second coating material formed on the exhaust gas filter according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 상기 제1코팅층(120)은 LNT, DFC, HC-SCR, 또는 SCR의 기능을 갖는 촉매성분을 가질 수 있고, 상기 제2코팅층(130)도 LNT, DFC, HC-SCR, 또는 SCR의 기능을 갖는 촉매성분을 가질 수 있다.Referring to FIG. 4, the
상기 제1코팅층(120)의 제1촉매성분과 상기 제2코팅층(130)의 제2촉매성분이 배기가스에 포함된 유해물질을 순차적으로 처리함으로써 정화효율이 획기적으로 향상된다.The first catalyst component of the
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and easily changed and equalized by those skilled in the art from the embodiments of the present invention. It includes all changes to the extent deemed acceptable.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 필터의 제작방법을 도시한 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a method for manufacturing an exhaust gas filter according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 필터의 제작방법을 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an exhaust gas filter according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 필터의 개략적인 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view of an exhaust gas filter according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 필터에 형성되는 제1코팅물질과 제2코팅물질의 기능을 보여주는 표이다.4 is a table showing the functions of the first coating material and the second coating material formed on the exhaust gas filter according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: 담체100: carrier
110: 충진재110: filling material
120: 제1코팅층120: first coating layer
130: 제2코팅층130: second coating layer
300: 입구300: entrance
310: 출구310: exit
320a, 320b: 제1,2플러그320a, 320b: first and second plugs
330a, 330b: 제1,2채널330a, 330b: first and second channel
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WO2014178633A1 (en) * | 2013-05-02 | 2014-11-06 | 희성촉매 주식회사 | Gasoline particulate filter for gasoline direct injection engine |
WO2014178632A1 (en) * | 2013-05-02 | 2014-11-06 | 희성촉매 주식회사 | Catalyst system for purifying exhaust gas from gasoline engine |
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2009
- 2009-08-28 KR KR1020090080787A patent/KR20110023154A/en not_active Application Discontinuation
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WO2014178633A1 (en) * | 2013-05-02 | 2014-11-06 | 희성촉매 주식회사 | Gasoline particulate filter for gasoline direct injection engine |
WO2014178632A1 (en) * | 2013-05-02 | 2014-11-06 | 희성촉매 주식회사 | Catalyst system for purifying exhaust gas from gasoline engine |
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Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E601 | Decision to refuse application |