KR20120081371A - 디젤엔진 배기가스 후처리 장치 - Google Patents
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Abstract
디젤엔진 배기가스 후처리 장치를 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치는, 디젤 산화 촉매(DOC; Diesel Oxidation Catalyst)와 이를 커버링 하는 중공의 DOC 커버로 구성된 산화 처리부; 산화 처리부 후방에 배치되며 디젤 입자 필터(DPF; Diesel Particulate Filter)와 이를 커버링 하는 중공의 DPF 커버로 구성된 흡착 처리부; 흡착 처리부 후방에 배치되는 배출부;를 포함하며, DOC 커버와 DPF 커버, DPF 커버와 아울렛 커버는 V-클램프로서 상호 연결되고, V-클램프로서 상호 연결되는 커버 간 이음새 안쪽에는 연결에 따른 처짐방지를 위해 리테이너가 설치되는 것을 구성의 요지로 한다.
Description
본 발명은 배기가스 후처리 장치에 관한 것으로, 상세하게는 디젤엔진 배기가스에 포함된 유해성분의 산화 및 흡착 처리를 통해 배기가스에 의한 환경오염을 줄일 수 있도록 한 디젤엔진 배기가스 후처리 장치에 관한 것이다.
오염물질을 최소화하고 대기환경 보존을 위한 디젤엔진의 후처리 장치로서, 디젤 산화 촉매(DOC; Diesel Oxidation Catalyst, 이하 'DOC'라 한다)와 디젤 입자 필터(DPF; Diesel Particulate Filter, 이하 'DPF'라 한다)를 결합시킨 형태의 촉매형 매연 여과 장치가 당업계에서 널리 채택되고 있다.
디젤엔진의 배기가스 정화는 주로 질소 산화물(NOx)과 입자상 물질(PM; 매연을 포함한 다양한 입자상 유해물질)을 대상으로 하며, 이러한 물질은 배기과정에서 상기 DOC 또는 DPF에 의해 흡착된다. 질소 산화물 및 입자상 물질이 계속해서 축적될 경우 장치의 처리성능이 떨어지므로, 주기적인 재생이 필요하다.
배기가스 후처리 장치에서 재생은 주로, 엔진 회전수를 높여 배기가스온도를 높이거나 별도의 재생장치를 작동시켜 장치 내에 흡착/포집된 입자상 물질을 가열 및 연소시켜 제거함으로써 이루어지며, 재생시기는 흡착/포집량이 증가하거나 일정 주기가 경과했을 경우, 차압센서에 의한 포집량 검출 또는 ECU에 기 입력된 설정주기에 따라 결정된다.
그 중 재생시기를 결정하는 상기 차압센서는, ECU와 전기적 연결을 위한 모듈 예컨대, 하네스(Harness)라는 전기 커텍터 모듈 내에 위치하면서 상기 DPF 전후방에서 입구와 출구 측 압력을 검출하고, 그 검출된 압력이 설정된 압력범위를 초과할 경우 DPF에 입자상 물질이 다량 축적된 것으로 판단하여 재생을 위한 명령신호를 출력, 이를 ECU에 전달한다.
도 1은 상기한 구성의 종래 디젤엔진 배기가스 후처리 장치에서 상기 DOC 및 DPF가 끼워져 이를 커버링 하는 커버 간 상호 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 외형을 이루는 커버(100)(110) 간의 상호 결합은 클램프(200)를 통해 이루어진다. 따라서 커버 간 상호 분리 및 재결합할 수 있도록 되어 있다. 그러나 이처럼 단순히 클램프(200) 만으로 두 개의 커버를 상호 연결시킨 종래 구조의 경우, 조립 후 두 커버의 단부가 맞닿는 연결부위에서 처짐이 발생해 배기가스의 누출이 발생하게 되는 문제가 있다.
또한, 도면에서와 같이 단순히 클램프(200)를 이용해 커버들을 상호 연결시킨 종래 커버 간 결합구조는, 조립작업 시 커버(100)와 이와 연결될 다른 커버(110)의 센터가 정확히 일치하도록 커버들을 지그에 고정시킨 후, 서로 맞닿은 연결부분을 클램프(200)를 이용해 상호 연결시켜야만 했다. 따라서 조립작업에 상당한 시간이 소요되고 고도의 조립 정밀도가 요구되는 문제가 있다.
본 발명이 해결하려는 기술적 과제는, DOC와 DPF를 결합시킨 형태의 배기가스 후처리 장치를 구현함에 있어, 센터를 일치시키는 사전작업 없이도 센터가 정확히 일치하도록 커버 간 연결을 구현할 수 있으며, 연결 후에도 커버와 이웃하는 다른 커버가 서로 맞닿은 연결부위에 처짐이 전혀 발생하지 않는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치를 제공하고자 한다.
과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명의 실시예에 따르면, 디젤 산화 촉매(DOC; Diesel Oxidation Catalyst)와 디젤 산화 촉매가 삽입될 수 있는 공간을 내부에 형성한 중공의 DOC 커버로 이루어진 산화 처리부; 상기 산화 처리부 후방에 배치되며, 디젤 입자 필터(DPF; Diesel Particulate Filter)와 디젤 입자 필터가 삽입될 수 있는 공간을 내부에 형성한 중공의 DPF 커버로 구성된 흡착 처리부; 상기 흡착 처리부 후방에 배치되며, 상기 산화 처리부 및 흡착 처리부를 거쳐 정화 처리된 배기가스가 배출될 수 있는 출구를 갖는 중공의 아울렛 커버 및 아울렛 커버 일측을 커버링하는 엔드 플레이트로 구성된 배출부;를 포함하며, 상기 DOC 커버와 DPF 커버, DPF 커버와 아울렛 커버는 V-클램프로서 상호 연결되고, V-클램프로서 상호 연결되는 커버 간 이음새 안쪽에는 커버 간 연결에 따른 처짐방지를 위해 리테이너가 설치되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치를 제공한다.
본 실시예에서 상기 V-클램프를 통해 상호 이음되는 각 커버의 이음단부에는 외측으로 돌출된 이음 플랜지가 형성되고, 커버 이음 시 두 개의 이음 플랜지가 맞닿는 이음새에는 기밀성(氣密性) 유지를 위한 패킹이 개입될 수 있다.
또한, 상기 리테이너는, 상호 이음되는 두 개의 커버 중 어느 한 쪽 커버의 이음단부 내면에 그 일측이 용접을 통해 고정되며, 다른 측 자유단은 다른 한 쪽 커버의 이음단부 안쪽으로 연장될 수 있게 장착함이 바람직하다.
또한, 상기 리테이너는, 일정한 축방향 길이를 갖는 링 형상의 금속 구조물일 수 있으며, 원주방향으로는 커버 내면에 용접 시 용접할 수 있는 공간 확보를 위한 요홈부가 일정한 간격으로 형성된 구성임이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 배기가스 후처리 장치에 의하면, DOC와 DPF를 결합시킨 형태의 배기가스 후처리 장치를 구현함에 있어, 커버 간 연결부위 안쪽에 설치되는 리테이너로 인해 커버들을 상호 연결 시 센터를 일치시키는 사전작업 없이도 센터가 정확히 일치하도록 커버 간 연결을 구현할 수 있다. 즉, 커버 간 연결작업이 용이하게 이루어질 수 있어, 장치 조립성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 리테이너는 커버 간 연결부위 안쪽에 위치하면서 서로 상대 커버가 처지지 않도록 지지하는 내측 지지구 역할도 함께 수행하므로, 커버 간 연결 후 커버와 이웃하는 다른 커버가 서로 맞닿은 연결부위에 처짐이 전혀 발생하지 않게 되며, 그에 따른 배기가스 누출 또한 방지할 수 있다.
도 1은 종래 종래 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 외형을 구성하는 커버 간 상호 연결관계를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 외형을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 주요부를 보여주기 위한 일부 투과 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 내부 구성을 보여주기 위한 횡 단면도.
도 5는 도 4에 나타난 리테이너의 사시도.
도 6은 도 4에서 커버 간 상호 연결되는 부분을 확대 도시한 본 발명의 요부 확대 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 외형을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 주요부를 보여주기 위한 일부 투과 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 내부 구성을 보여주기 위한 횡 단면도.
도 5는 도 4에 나타난 리테이너의 사시도.
도 6은 도 4에서 커버 간 상호 연결되는 부분을 확대 도시한 본 발명의 요부 확대 단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 외형을 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 주요부를 보여주기 위한 일부 투과 사시도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치의 내부 구성을 보여주기 위한 횡 단면도이다
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 후처리 장치(이하, 간단하게 '후처리 장치'라 한다)는, 배기가스가 도입되고 도입된 배기가스에 포함된 정화 대상물 중 산화물을 1차로 산화 처리하는 산화 처리부(1), 매연을 포함한 다양한 입자상 유해물질에 대한 2차 흡착처리가 이루어지는 흡착 처리부(2), 흡착 처리부(2) 후방에 위치하는 배출부(3)로 구성된다.
산화 처리부(1)는 디젤 산화 촉매 즉,DOC(Diesel Oxidation Catalyst, 도 4의 도면부호 14 참조)를 포함하며, DOC(14)는 활발한 화학반응이 일어나도록 넓은 표면적을 갖는 허니콤(Honey comb) 구조의 촉매를 함유하고 있다. 상기 DOC(14)는 일산화 탄소(CO) 및 HC(탄화수소)를 제거하며, 배기가스 중에 있는 산화질소(NO)를 산화시켜 이산화 질소(NO2)로 변환시킨다.
위와 같은 DOC는 중공의 단열커버(10; 이하, 'DOC 커버'라 한다)로서 보호되며, DOC 커버(10) 일측 개방단에는 엔드 플레이트(12)가 장착되어 그 내부가 밀폐된다.
산화 처리부(1) 후방에 배치되는 상기 흡착 처리부(2)는, 장치 외형을 이루는 단열커버(20; 이하, DPF 커버) 내에 디젤 입자 필터 즉, DPF( Diesel Particulate Filter, 도 4의 도면부호 24 참조)가 설치된 구성으로 이루어지며, 1차 산화처리 후 배기가스에 포함된 입자상 물질(PM; 매연을 포함한 다양한 입자상 유해물질)을 걸러내는 역할을 수행한다.
산화 처리부(1)를 거치면서 1차 산화처리과정에서 발생한 상기 이산화 질소(NO2)는 상기 DPF(24)에 포집된 PM과 반응하여 산화질소(NO) 및 이산화 탄소(CO2)를 형성시키며, 이러한 화학적 과정에 의해서 상기 DPF(24)의 정화가 이루어진다.
배출부(3)는 상기 흡착 처리부(2) 후방에 배치되며, 정화처리를 통해 유해물질이 제거된 배기가스를 대기중으로 배출시키기 위한 경로를 형성하는 배관(부호 생략)이 연결된다. 이러한 배출부(3)는 속이 빈 중공의 아울렛 커버(30)를 엔드 플레이트(32)가 커버링함으로써 내부에 밀폐된 공간을 형성시킨 구성으로 이루어지며, 상기 배관과 이어지는 출구(34)를 구비한다.
상기 산화 처리부(1), 흡착 처리부(2), 배출부(3)는 배기가스가 이동되는 방향을 기준으로 앞에서부터 순서대로 직렬 배치됨으로써 본 실시예에 따른 하나의 후처리 장치를 이루며, 이와 같은 하나의 후처리 장치를 구현하기 위해서 상기 DOC 커버(10)와 DPF 커버(20), DPF 커버(20)와 아울렛 커버(30)는 V-클램프(4)를 매개로 상호 연결된다.
도 4의 도시와 같이, 상기 V-클램프(4)를 통해 상호 이음되는 각 커버의 이음단부에는 외측으로 돌출된 이음 플랜지(16) (26) (36)가 각각 형성되어 있으며, 커버 간 연결 시 두 개의 이음 플랜지가 맞닿는 이음새에는 기밀성(氣密性) 유지를 위한 패킹(5)이 개입된다. 이때 상기 패킹(5)은 금속패킹이거나 우수한 내열성을 갖춘 고무패킹일 수 있다.
본 실시예에서는 특히, V-클램프(4)로서 상호 연결되는 커버 간 이음새 안쪽에 커버 간 연결의 용이성 확보 및 연결에 따른 처짐방지를 위해 리테이너(6)가 설치된다. 이와 같은 리테이너(6)는 일정한 축방향 길이를 갖는 링 형상의 금속 구조물일 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 리테이너(6)는 바람직하게, 도 5의 도시와 같이 커버 내면에 용접 시 용접할 수 있는 공간 확보를 위한 요홈부(60)가 그 원주방향을 따라 일정한 간격으로 형성된 구성일 수 있다. 이처럼 요홈부(60)가 형성되면, 위와 같이 용접공간의 확보에 유리할 뿐 아니라, 리테이너(6) 직경이 커버 내경 보다 다소 크더라도 자체적으로 탄성변형이 가능해 리테이너(6)를 커버에 조립함에 있어서도 유리하다.
미설명 부호 7은 장치 내부로 도입되는 배기가스를 전방향에 걸쳐 고르게 확산 도입되도록 분산시키는 배플(Baffle)을 가리킨다.
도 6은 도 4에서 커버 간 상호 연결되는 부분을 확대 도시한 본 발명의 요부 확대 단면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 리테이너(6)는 상호 이음되는 두 개의 커버 중 어느 한 쪽 커버(10)의 이음단부 내면에 그 일측이 용접(도면에서 까만 점으로 표시된 부분 참조)을 통해 고정되며, 다른 측 자유단은 다른 한 쪽 커버(20)의 이음단부 안쪽으로 연장된다. 즉, 리테이너(6) 자유단 측 외연에 다른 한 쪽 커버(20)가 끼워지는 형태로 커버 간 상호 연결이 이루어지게 된다.
이처럼 중간에 리테이너(6)를 매개로 커버를 상호 연결하는 경우, V-클램프(4) 체결을 위해 이음 대상 커버의 이음 플랜지(16)(26)가 서로 맞닿도록 가조립 함에 있어, 리테이너(6) 자유단 측 방향에서 다른 한 쪽 커버(20)를 밀어 넣듯 끼워 넣는 간단한 작업만으로, 센터를 일치시키는 사전작업 없이도 센터가 정확히 일치하도록 커버 간 연결을 구현할 수 있다.
또한, 커버 간 이음부 안쪽으로 위와 같이 리테이너(6)가 끼워지면, 이러한 리테이너(6)가 중간에서 서로 상대 커버가 처지지 않도록 지지하는 지지구 역할도 하게 되므로, 커버 간 연결 후 진동 또는 자중에 의해 커버와 이웃하는 다른 커버가 서로 맞닿은 연결부위에 처짐이 발생하는 것을 막을 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 후처리 장치에 의하면, DOC와 DPF를 결합시킨 형태의 배기가스 후처리 장치를 구현함에 있어, 커버 간 연결부위 안쪽에 설치되는 리테이너로 인해 커버들을 상호 연결 시 센터를 일치시키는 사전작업 없이도 센터가 정확히 일치하도록 커버 간 연결을 구현할 수 있다. 즉, 커버 간 연결작업이 용이하게 이루어질 수 있어 장치 조립성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 리테이너는 커버 간 연결부위 안쪽에 위치하면서 서로 상대 커버가 처지지 않도록 지지하는 내측 지지구 역할도 함께 수행하므로, 커버 간 연결 후 커버와 이웃하는 다른 커버가 서로 맞닿은 연결부위에 처짐이 전혀 발생하지 않게 되며, 그에 따른 배기가스 누출 또한 방지할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 산화 처리부 2 : 흡착 처리부
3 : 배출부 4 : V-클램프
5 : 패킹 6 : 리테이너
10 : DOC 커버 12, 32 : 엔드 플레이트
14 : DOC(Diesel Oxidation Catalyst)
16, 26, 36 : 이음 플랜지
24 : DPF(Diesel Particulate Filter)
30 : 아울렛 커버
3 : 배출부 4 : V-클램프
5 : 패킹 6 : 리테이너
10 : DOC 커버 12, 32 : 엔드 플레이트
14 : DOC(Diesel Oxidation Catalyst)
16, 26, 36 : 이음 플랜지
24 : DPF(Diesel Particulate Filter)
30 : 아울렛 커버
Claims (4)
- 디젤 산화 촉매(DOC; Diesel Oxidation Catalyst)와 디젤 산화 촉매가 삽입될 수 있는 공간을 내부에 형성한 중공의 DOC 커버로 이루어진 산화 처리부;
상기 산화 처리부 후방에 배치되며, 디젤 입자 필터(DPF; Diesel Particulate Filter)와 디젤 입자 필터가 삽입될 수 있는 공간을 내부에 형성한 중공의 DPF 커버로 구성된 흡착 처리부;
상기 흡착 처리부 후방에 배치되며, 상기 산화 처리부 및 흡착 처리부를 거쳐 정화 처리된 배기가스가 배출될 수 있는 출구를 갖는 중공의 아울렛 커버 및 아울렛 커버 일측을 커버링하는 엔드 플레이트로 구성된 배출부;를 포함하며,
상기 DOC 커버와 DPF 커버, DPF 커버와 아울렛 커버는 V-클램프로서 상호 연결되고,
V-클램프로서 상호 연결되는 커버 간 이음새 안쪽에는 커버 간 연결에 따른 처짐방지를 위해 리테이너가 설치되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,
V-클램프를 통해 상호 이음되는 각 커버의 이음단부에는 외측으로 돌출된 이음 플랜지를 갖고, 커버 이음 시 두 개의 이음 플랜지가 맞닿는 이음새에는 패킹이 개입되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 리테이너는, 상호 이음되는 두 개의 커버 중 어느 한 쪽 커버의 이음단부 내면에 그 일측이 용접을 통해 고정되며, 다른 측 자유단은 다른 한 쪽 커버의 이음단부 안쪽으로 연장될 수 있게 장착되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치.
- 제 3 항에 있어서,
상기 리테이너는, 일정한 축방향 길이를 갖는 링 형상의 금속 구조물이며, 원주방향으로 일정한 간격에 걸쳐 요홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 디젤엔진 배기가스 후처리 장치.
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Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200033517A (ko) * | 2018-09-20 | 2020-03-30 | 세종공업 주식회사 | 가압링 밀폐구조를 가지는 디젤엔진의 배기가스 후처리장치 |
| KR20230032473A (ko) * | 2021-08-31 | 2023-03-07 | (주)세움 | 농기계용 수직형 배기가스 후처리 장치 |
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|---|---|---|---|---|
| KR200147165Y1 (ko) * | 1995-12-20 | 1999-06-15 | 정몽규 | 리테이너가 구비된 촉매변환장치 |
| KR200430997Y1 (ko) * | 2006-09-01 | 2006-11-13 | 존슨매티카탈리스트코리아 주식회사 | 클램프를 이용한 분리형 자동차용 매연저감장치 |
-
2011
- 2011-01-11 KR KR1020110002684A patent/KR101425876B1/ko active IP Right Grant
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