KR20210001021A - Exhaust gas aftertreatment system - Google Patents

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KR20210001021A
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윤제용
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Abstract

The present invention relates to a post-processing system for exhaust gas, which comprises: a diesel particulate filter (DPF) mounted on an exhaust line where exhaust gas discharged from an engine flows; a diesel oxidation catalyst disposed on an upstream side of the DPF; and a separation unit provided to be separable from the exhaust line between the engine and the DOC and having a storage space storing one or more auxiliary catalysts to be separable.

Description

배기가스 후처리시스템{EXHAUST GAS AFTERTREATMENT SYSTEM}Exhaust gas aftertreatment system {EXHAUST GAS AFTERTREATMENT SYSTEM}

본 발명은 배기가스 후처리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 DPF의 상류측에 배치된 DOC에 퇴적된 오염물질을 용이하게 제거할 수 있는 배기가스 후처리시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an exhaust gas post-treatment system, and more particularly, to an exhaust gas post-treatment system capable of easily removing pollutants deposited on a DOC disposed upstream of a DPF.

일반적으로 엔진은 혼합된 연료와 산소를 흡입한 후 압축, 폭발시킨다. 이때 생성된 배기가스는 배기 배관을 통해 대기 중으로 방출되는데, 이러한 배기가스에는 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx), 미연소탄화수소(HC) 등 인체에 유해한 물질이 다량 포함되어 있다.In general, engines inhale mixed fuel and oxygen and then compress and explode. At this time, the generated exhaust gas is released into the atmosphere through an exhaust pipe, and such exhaust gas contains a large amount of substances harmful to the human body such as carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NOx), and unburned hydrocarbons (HC).

특히, 가솔린을 사용하는 가솔린 엔진 및 LPG를 사용하는 LPG 엔진에 비해서 디젤(DISEL)을 사용하는 디젤 엔진은 산소 과잉 분위기에서 연소되므로 유해물질인 질소산화물(NOx)의 발생량이 많고, 린번 분위기에서 연소되므로 NOx(질소산화물)를 제거하기 힘들다. 이에 따라, 디젤 차량에는 상기와 같은 유해물질을 저감할 수 있도록 배기가스 후처리시스템이 장착되어 있다. Particularly, compared to gasoline engines using gasoline and LPG engines using LPG, diesel engines using diesel (DISEL) are burned in an oxygen-excessive atmosphere, so they generate more nitrogen oxides (NOx), which are harmful substances, and burn in a lean burn atmosphere Therefore, it is difficult to remove NOx (nitrogen oxide). Accordingly, the diesel vehicle is equipped with an exhaust gas post-treatment system to reduce such harmful substances.

배기가스 후처리시스템은 D0C(Disel Oxidation Catalyst), DPF(Disel Particulate Filter), SCR(Selective Catalytic Reduction), AOC(Ammonia Oxidation Catalyst)를 포함한다. DOC, DPF, SCR, 및 AOC는 공통하우징(common housing) 내에 장착됨으로써 패키징될 수 있다. The exhaust gas aftertreatment system includes Disel Oxidation Catalyst (DOC), Disel Particulate Filter (DPF), Selective Catalytic Reduction (SCR), and Amonia Oxidation Catalyst (AOC). DOC, DPF, SCR, and AOC can be packaged by being mounted in a common housing.

엔진의 배기매니폴드로부터 배출된 배기가스는 1차적으로 DOC을 통과하면서 매연이 저감되고, DOC을 통과한 배기가스는 DPF, SCR 및 AOC 등을 순차적으로 통과함으로써 매연 내지 질소산화물 등과 같은 유해물질이 저감되며, 유해물질이 저감된 배기가스가 대기로 배출된다.The exhaust gas discharged from the exhaust manifold of the engine primarily passes through the DOC, reducing soot, and the exhaust gas passing through the DOC sequentially passes through DPF, SCR, and AOC, so that harmful substances such as soot or nitrogen oxides are released. It is reduced, and the exhaust gas with reduced harmful substances is discharged to the atmosphere.

한편, DOC는 DPF의 재생 시에 배기가스의 승온성능을 담당하는 촉매이다. 차량의 주행거리가 누적됨에 따라 soot 등과 같은 오염물질이 DPF의 상류단에 연결된 배기파이프 및 DPF의 상류측에 배치된 DOC에 퇴적될 수 있고, 이로 인해 DOC에 퇴적된 오염물질로 인해 배기가스의 승온성능이 저하될 수 있다. 특히, DOC는 구조적으로 공통 하우징에 용접 등을 통해 고정될 수 있고, 이로 인해 DOC의 분리가 불가능한 구조이다. 이에 DOC의 분리를 통한 오염물질의 제거가 불가능하다. On the other hand, DOC is a catalyst responsible for the heating performance of exhaust gas during the regeneration of DPF. As the vehicle's mileage accumulates, pollutants such as soot may accumulate in the exhaust pipe connected to the upstream end of the DPF and the DOC disposed on the upstream side of the DPF. As a result, the pollutants accumulated in the DOC The heating performance may decrease. In particular, the DOC can be structurally fixed to a common housing through welding or the like, and thus, the DOC cannot be separated. Therefore, it is impossible to remove contaminants through separation of DOC.

DOC에 퇴적된 soot 등과 같은 오염물질을 고온에 노출시켜 소각하는 방법이 있지만, 엔진에서 배출되는 배기가스의 온도를 높이는 데 한계가 있었으며, 또한 과도한 배기가스의 온도 상승은 엔진의 내구성 측면에서도 악영향을 미칠 수 있으므로 배기가스의 온도 상승에 의해 공통하우징에 고정된 DOC에 퇴적된 오염물질을 제거하는 것이 사실상 불가능하다. There is a method of incineration by exposing contaminants such as soot accumulated in DOC to high temperatures, but there is a limit to raising the temperature of exhaust gas emitted from the engine, and excessive temperature rise of the exhaust gas adversely affects the durability of the engine. It is virtually impossible to remove contaminants deposited in the DOC fixed to the common housing due to the increase in the temperature of the exhaust gas.

이와 같이, DPF의 강제 재생(서비스재생 또는 수동재생) 시에 DOC의 표면에 퇴적된 soot, 기타 이물질 등으로 인해 배기가스의 승온이 지연됨에 따라 DPF의 재생이 원활하게 이루어지지 못하는 단점이 있었다. As described above, there is a disadvantage in that the DPF is not smoothly regenerated due to the delay in the heating of the exhaust gas due to the soot deposited on the surface of the DOC and other foreign substances during the forced regeneration (service regeneration or manual regeneration) of the DPF.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in this background are prepared to enhance an understanding of the background of the invention, and may include matters other than those of the prior art known to those of ordinary skill in the field to which this technology belongs.

본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출한 것으로, 엔진에 무리가 가지 않는 수준에서 DOC에 퇴적된 오염물질을 용이하게 제거할 수 있는 배기가스 후처리시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention has been devised in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas post-treatment system capable of easily removing pollutants deposited in DOC at a level that does not cause excessive damage to the engine.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 흐르는 배기라인 상에 장착된 DPF(Disel Particulate Filter) 및 상기 DPF의 상류에 배치된 DOC(Disel Oxidation Catalyst)를 포함한 배기가스 후처리시스템에 있어서,The present invention for achieving the above object is after exhaust gas including a Disel Particulate Filter (DPF) mounted on an exhaust line through which exhaust gas discharged from an engine flows, and a Disel Oxidation Catalyst (DOC) disposed upstream of the DPF. In the processing system,

상기 배기라인에 분리가능하게 장착된 분리부를 포함하고, 상기 분리부는 상기 엔진과 상기 DOC 사이에 배치되며, 상기 분리부는 하나 이상의 보조 촉매를 수용하는 수용공간을 가질 수 있다.And a separating unit detachably mounted to the exhaust line, the separating unit disposed between the engine and the DOC, and the separating unit may have an accommodation space for accommodating one or more auxiliary catalysts.

상기 보조촉매는 배기가스와 반응하도록 상기 DOC와 동일한 구조 및 재질로 구성될 수 있다. The cocatalyst may be made of the same structure and material as the DOC so as to react with the exhaust gas.

상기 하나 이상의 보조촉매는 제1보조촉매, 및 상기 제1보조촉매의 하류측에 이격되게 배치된 제2보조촉매로 이루어질 수 있다. The one or more co-catalysts may include a first co-catalyst and a second co-catalyst disposed to be spaced apart from the downstream side of the first co-catalyst.

상기 제1보조촉매 및 상기 제2보조촉매는 원통형상의 장착부재 내에 수용되고, 상기 제1보조촉매 및 상기 제2보조촉매 사이에는 배기가스의 와류를 유도하는 와류 유도공간이 형성될 수 있다. The first auxiliary catalyst and the second auxiliary catalyst may be accommodated in a cylindrical mounting member, and a vortex induction space may be formed between the first auxiliary catalyst and the second auxiliary catalyst to induce a vortex of the exhaust gas.

상기 제1보조촉매는 상기 제2보조촉매의 부피 보다 큰 부피를 가질 수 있다. The first auxiliary catalyst may have a volume greater than that of the second auxiliary catalyst.

상기 제1보조촉매의 직경 및 상기 제2보조촉매의 직경이 동일하고, 상기 제1보조촉매의 길이가 상기 제2보조촉매의 길이 보다 길게 형성될 수 있다. The diameter of the first auxiliary catalyst and the diameter of the second auxiliary catalyst may be the same, and the length of the first auxiliary catalyst may be formed to be longer than the length of the second auxiliary catalyst.

본 발명에 의하면, DOC의 상류단에 위치한 배기파이프 상에 DOC 클리닝키트가 장착됨에 따라 DOC의 입구측 온도를 승온시켜 DOC에 퇴적된 오염물질(soot, 기타 이물질)을 제거할 수 있고, 이를 통해 DOC에 의한 배기가스의 승온성능이 개선될 수 있다. DOC 클리닝키트에 의해 DOC에 퇴적된 오염물질이 제거됨에 따라 DPF의 재생 시에 배기가스의 온도가 DPF의 재생에 적합한 온도까지 용이하게 상승시킬 수 있고, 이를 통해 DPF의 재생이 원활하게 진행될 수 있다. According to the present invention, as the DOC cleaning kit is mounted on the exhaust pipe located at the upstream end of the DOC, the temperature at the inlet side of the DOC can be raised to remove pollutants (soot, other foreign matter) accumulated in the DOC, through which The heating performance of exhaust gas by DOC can be improved. As the pollutants deposited on the DOC are removed by the DOC cleaning kit, the temperature of the exhaust gas can be easily raised to a temperature suitable for the regeneration of DPF during the regeneration of the DPF, and through this, the regeneration of the DPF can proceed smoothly. .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 후처리시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 DOC 클리닝키트를 도시한 도면이다.
도 3은 DOC에 오염물질이 퇴적되지 않은 상태에서 DPF를 수동 재생할 때, 엔진에서 배출된 배기가스의 온도, DOC의 입구로 유입되는 배기가스의 온도, DOC의 출구로부터 배출되는 배기가스의 온도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 DOC 클리닝키트가 DOC의 입구에 연결된 배기파이프에 장착된 상태에서 DPF를 수동 재생할 때, 엔진에서 배출된 배기가스의 온도, DOC의 입구로 유입되는 배기가스의 온도, DOC의 출구로부터 배출되는 배기가스의 온도를 나타낸 그래프이다.
도 5(a)는 DOC 클리닝키트가 장착되기 전에 DOC의 입구측에 오염물질이 퇴적된 상태를 나타내고, 도 5(b)는 DOC 클리닝키트에 의해 DOC의 입구측에 퇴적된 오염물질이 제거된 상태를 나타낸 사진이다.
도 6(a)는 DOC 클리닝키트가 장착되기 전에 DOC의 출구측에 오염물질이 퇴적된 상태를 나타내고, 도 6(b)는 DOC 클리닝키트에 의해 DOC의 출구측에 퇴적된 오염물질이 제거된 상태를 나타낸 사진이다. 1 is a view showing an exhaust gas post-treatment system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a DOC cleaning kit according to an embodiment of the present invention.
3 shows the temperature of the exhaust gas discharged from the engine, the temperature of the exhaust gas flowing into the inlet of the DOC, and the temperature of the exhaust gas discharged from the outlet of the DOC when manually regenerating the DPF in a state in which no pollutants are deposited in the DOC. This is the graph shown.
FIG. 4 shows the temperature of the exhaust gas discharged from the engine, the temperature of the exhaust gas flowing into the inlet of the DOC, and the DOC when manually regenerating the DPF while the DOC cleaning kit of the present invention is mounted on the exhaust pipe connected to the inlet of the DOC. It is a graph showing the temperature of exhaust gas discharged from the outlet.
5(a) shows a state in which contaminants are deposited on the inlet side of the DOC before the DOC cleaning kit is installed, and FIG. 5(b) shows the contaminants deposited on the inlet side of the DOC by the DOC cleaning kit. This is a picture showing the condition.
6(a) shows a state in which contaminants are deposited on the outlet side of the DOC before the DOC cleaning kit is installed, and FIG. 6(b) shows the contaminants deposited on the outlet side of the DOC by the DOC cleaning kit. This is a picture showing the condition.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing an embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function obstructs an understanding of the embodiment of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In describing the constituent elements of the embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. In addition, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시에에 따른 차량용 배기가스 후처리시스템(1)은 엔진(9)의 배기매니폴드로부터 연장된 배기파이프(2)에 장착된 D0C(3, Disel Oxidation Catalyst)와, DOC(3)의 하류 측에 배치된 DPF(4, Disel Particulate Filter)와, DPF(4)의 하류 측에 배치된 SCR(5, Selective Catalytic Reduction)와, SCR(5)의 하류 측에 배치된 AOC(6, Ammonia Oxidation Catalyst)를 포함한다. 1, a vehicle exhaust gas post-treatment system 1 according to an embodiment of the present invention is a D0C (3, Disel Oxidation Catalyst) mounted on an exhaust pipe 2 extending from an exhaust manifold of an engine 9 Wow, DPF (4, Disel Particulate Filter) arranged on the downstream side of DOC (3), SCR (5, Selective Catalytic Reduction) arranged on the downstream side of DPF (4), and on the downstream side of SCR (5). It includes a deployed AOC (6, Ammonia Oxidation Catalyst).

DOC(3), DPF(4), SCR(5), 및 AOC(6)는 공통 하우징(7, common housing) 내에 장착됨으로써 패키징될 수 있다. 엔진의 배기매니폴드로부터 배출된 배기가스는 배기파이프(2)를 통해 DOC(3) 로 유입될 수 있고, DOC(3)를 통과하는 배기가스는 1차적으로 매연이 저감되며, DOC(3)을 통과한 배기가스는 DPF(4), SCR(5) 및 AOC(6) 등을 순차적으로 통과함으로써 매연 내지 질소산화물 등과 같은 유해물질이 저감되며, 유해물질이 저감된 배기가스가 대기로 배출된다.DOC (3), DPF (4), SCR (5), and AOC (6) can be packaged by being mounted in a common housing (7). Exhaust gas discharged from the exhaust manifold of the engine can be introduced into the DOC (3) through the exhaust pipe (2), and the exhaust gas passing through the DOC (3) is primarily reduced soot, DOC (3) The exhaust gas passing through the DPF (4), SCR (5) and AOC (6) sequentially passes through, thereby reducing harmful substances such as soot or nitrogen oxides, and exhaust gas with reduced harmful substances is discharged to the atmosphere. .

DOC(3)는 디젤 산화 촉매장치(Disel Oxidation Catalyst)로서, 세라믹 담체에 코팅된 촉매의 산화작용으로 배기가스의 입자상 물질(PM, Particulate Matter) 중에 포함된 용해성 유기물질(SOF, Soluble Organic Fraction)과 유해한 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 등을 저감시키는 장치이다. DOC(3) is a diesel oxidation catalyst, which is a soluble organic fraction (SOF) contained in particulate matter (PM) in exhaust gas due to oxidation of the catalyst coated on a ceramic carrier. It is a device that reduces harmful carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC).

DOC(3)는 구조적으로 컨버터 케이스(7)에 용접 등을 통해 고정될 수 있고, 이로 인해 DOC(3)는 컨버터 케이스(7)로부터 분리되지 않는다. The DOC 3 can be structurally fixed to the converter case 7 by welding or the like, so that the DOC 3 is not separated from the converter case 7.

DPF(4)는 매연 저감 장치(Disel Particulate Filter)로서 디젤엔진의 배기가스 중 PM(매연, Particulate Matters), soot 등을 필터를 이용하여 물리적으로 포집하고 일정거리 주행 후 PM의 발화 온도 이상으로 배기가스 온도를 상승시켜 PM을 연소시켜 공해물질을 줄이는 장치이다. DPF(4)는 디젤엔진에서 배출되는 배기가스 성분 중에서 Soot(그을음)을 저감시켜 경유차량이 배출하는 미세먼지를 90 퍼센트 이상 걸러내고 질소산화물질도 80 퍼센트 이상 제거할 수 있다.DPF(4) is a Disel Particulate Filter, which physically collects PM (Particulate Matters) and soot among diesel engine exhaust gases using a filter and exhausts it above the ignition temperature of PM after driving for a certain distance. It is a device that reduces pollutants by increasing the gas temperature and burning PM. DPF (4) can filter more than 90 percent of fine dust emitted by diesel vehicles by reducing soot (soot) among exhaust gas components emitted from diesel engines, and remove more than 80 percent of nitrogen oxides.

SCR(5)은 선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction)시스템으로서, 요소(UREA)를 수용액 형태로 배기 가스라인에 공급하여 고온의 배기가스의 열을 이용하여 열분해시킴으로써 얻은 NH2-CO-NH2와 NOx를 반응시켜 NOx를 N2(질소) 와 O2(산소)로 변화시키는 장치이다.SCR (5) is a selective catalytic reduction system, which supplies urea (UREA) to the exhaust gas line in the form of an aqueous solution and uses the heat of the high-temperature exhaust gas to thermally decompose NH2-CO-NH2 and NOx. It is a device that reacts and converts NOx into N2 (nitrogen) and O2 (oxygen).

AOC(6)는 암모니아 산화촉매로서, 귀금속(백금, 팔라듐, 로듐)이 함침된 Cu 내포 제올라이트, 또는 귀금속이 함침된 Fe 내포 제올라이트, 또는 귀금속이 함침된 Cu, Si 내포 알루미나 촉매 조성물에 의해 암모니아를 산화시키는 장치이다. AOC (6) is an ammonia oxidation catalyst, which contains Cu-containing zeolite impregnated with noble metals (platinum, palladium, rhodium), or Fe-containing zeolite impregnated with noble metals, or ammonia by a noble metal-impregnated Cu, Si-containing alumina catalyst composition. It is an oxidizing device.

본 발명의 실시예에 따른 배기가스 후처리시스템(1)은 엔진(9)과 DOC(3) 사이에서 배기파이프(2)로부터 분리가능하게 장착된 분리부(21)를 포함할 수 있다. 분리부(21)는 DOC 클리닝키트(10)를 분리가능하게 수용하는 수용공간(22)을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 분리부(21)는 수용공간(22)을 가진 원통형부재로 구성될 수 있다. 분리부(21)의 양단은 배기파이프(2)에 클램프 등을 통해 분리가능하게 결합되는 플랜지를 가질 수 있다. The exhaust gas aftertreatment system 1 according to the embodiment of the present invention may include a separating portion 21 detachably mounted from the exhaust pipe 2 between the engine 9 and the DOC 3. The separating unit 21 may have an accommodation space 22 for separably receiving the DOC cleaning kit 10. According to an embodiment, the separating part 21 may be configured as a cylindrical member having an accommodation space 22. Both ends of the separating part 21 may have flanges that are detachably coupled to the exhaust pipe 2 through a clamp or the like.

DOC 클리닝키트(10)는 배기가스와 반응하도록 구성된 하나 이상의 보조촉매(11, 12)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 보조촉매(11, 12)는 제1보조촉매(11) 및 제1보조촉매(11)의 하류 측에 배치된 제2보조촉매(12)로 이루어질 수 있다. 제1보조촉매(11) 및 제2보조촉매(12)는 엔진(9)과 DOC(3) 사이에 배치될 수 있으며, 제1보조촉매(11)가 제2보조촉매(12) 보다 엔진(9)에 더 가깝게 배치될 수 있고, 제2보조촉매(12)는 DOC(3)의 입구와 소통하도록 배치될 수 있다. The DOC cleaning kit 10 may include one or more cocatalysts 11 and 12 configured to react with exhaust gas. The one or more cocatalysts 11 and 12 may be formed of a first cocatalyst 11 and a second cocatalyst 12 disposed on the downstream side of the first cocatalyst 11. The first auxiliary catalyst 11 and the second auxiliary catalyst 12 may be disposed between the engine 9 and the DOC 3, and the first auxiliary catalyst 11 is more than the second auxiliary catalyst 12. 9) may be disposed closer, and the second co-catalyst 12 may be disposed to communicate with the inlet of the DOC 3.

일 실시예에 따르면, 제1보조촉매(11) 및 제2보조촉매(12)는 DOC(3)와 동일한 재질 및 동일한 구조로 구성될 수 있고, 제1보조촉매(11) 및 제2보조촉매(12)는 DOC(3)와 동일하게 배기가스와 화학적으로 반응함으로써 배기가스 내에 함유된 유해물질 등을 저감할 수 있다. 제2보조촉매(12)는 제1보조촉매(11)의 하류 측에 이격되게 배치될 수 있고, 제1보조촉매(11)와 제2보조촉매(12)가 일정간격으로 이격됨으로써 와류유도공간(13)이 제1보조촉매(11) 및 제2보조촉매(12) 사이에 형성될 수 있다. 배기가스가 제1보조촉매(11)를 통과한 후에 와류유도공간(13)을 거쳐 제2보조촉매(12)로 유입됨에 따라 배기가스가 와류유도공간(13)을 통과하여 배기가스의 와류가 유도될 수 있다. According to an embodiment, the first auxiliary catalyst 11 and the second auxiliary catalyst 12 may be formed of the same material and the same structure as the DOC 3, and the first auxiliary catalyst 11 and the second auxiliary catalyst (12) can reduce harmful substances contained in the exhaust gas by chemically reacting with the exhaust gas in the same manner as the DOC (3). The second auxiliary catalyst 12 may be disposed to be spaced apart from the downstream side of the first auxiliary catalyst 11, and the first auxiliary catalyst 11 and the second auxiliary catalyst 12 are spaced apart at regular intervals, thereby inducing a vortex flow space. (13) may be formed between the first auxiliary catalyst 11 and the second auxiliary catalyst 12. After the exhaust gas passes through the first auxiliary catalyst 11, the exhaust gas passes through the vortex induction space 13 and into the second auxiliary catalyst 12, so that the eddy current of the exhaust gas is reduced. Can be induced.

제1보조촉매(11)는 제2보조촉매(12)의 부피 보다 큰 부피를 가질 수 있다. 예컨대, 제1보조촉매(11) 및 제2보조촉매(12)는 동일한 직경을 가질 수 있고, 제1보조촉매(11)의 길이(L1)가 제2보조촉매(12)의 길이(L2) 보다 길게 형성될 수 있다. The first auxiliary catalyst 11 may have a volume greater than that of the second auxiliary catalyst 12. For example, the first auxiliary catalyst 11 and the second auxiliary catalyst 12 may have the same diameter, and the length L1 of the first auxiliary catalyst 11 is the length L2 of the second auxiliary catalyst 12 It can be formed longer.

상술한 바와 같이, 제1보조촉매(11)의 부피가 제2보조촉매(12)의 부피 보다 상대적으로 크게 형성되고, 와류유도공간(13)이 제1보조촉매(11) 및 제2보조촉매(12) 사이에 형성됨에 따라 DOC 클리닝키트(10)를 통과하는 배기가스의 속도가 상대적으로 저감될 수 있으므로 배기가스의 흐름이 억제될 수 있고, 이를 통해 배기가스가 DOC 클리닝(10)과의 반응하는 시간을 충분히 확보할 수 있다. As described above, the volume of the first auxiliary catalyst 11 is formed relatively larger than the volume of the second auxiliary catalyst 12, and the vortex induction space 13 is formed with the first auxiliary catalyst 11 and the second auxiliary catalyst. (12) As it is formed between, the velocity of the exhaust gas passing through the DOC cleaning kit 10 can be relatively reduced, so the flow of the exhaust gas can be suppressed, through which the exhaust gas is You can secure enough time to react.

제1보조촉매(11) 및 제2보조촉매(12)가 원통형상의 장착부재(15) 내에 수용될 수 있고, 장착부재(15)는 DOC(3)의 상류 측에 위치한 분리부(21)의 수용공간(22) 내에 분리가능하게 수용될 수 있다. 특히, 장착부재(15)는 공통하우징(7)의 상류 측에 위치한 배기파이프(2)의 분리부(21) 내에 분리가능하게 장착될 수 있다. 배기파이프(2)의 분리부(21)는 엔진의 정지 상태에서 용이하게 분리될 수 있고, 이에 DOC 클리닝키트(10)가 배기파이프(2)의 분리부(21)의 수용공간(22) 내에 분리가능하게 장착될 수 있다. The first auxiliary catalyst 11 and the second auxiliary catalyst 12 may be accommodated in the cylindrical mounting member 15, and the mounting member 15 is of the separating portion 21 located upstream of the DOC 3 It may be removably accommodated in the accommodation space (22). In particular, the mounting member 15 may be detachably mounted in the separating portion 21 of the exhaust pipe 2 located on the upstream side of the common housing 7. The separation unit 21 of the exhaust pipe 2 can be easily separated from the engine stopped state, and thus the DOC cleaning kit 10 is placed in the receiving space 22 of the separation unit 21 of the exhaust pipe 2. It can be mounted detachably.

DOC(3)는 DPF(4)의 상류 측에 배치됨에 따라 DPF(4)의 강제 재생(서비스재생 또는 수동재생) 시에 배기가스의 온도를 승온시키는 역할을 할 수 있다. 하지만, 차량의 주행거리가 누적됨에 따라 오염물질(soot, 기타 이물질 등)이 DPF(4)의 상류단에 연결된 배기파이프(2) 및 DPF(4)의 상류측에 배치된 DOC(3)에 퇴적될 수 있고, 이로 인해 DOC(3)에 의한 배기가스의 온도를 승온시키는 성능이 저하될 수 있다. 특히, DOC(3)는 구조적으로 공통하우징(7)에 용접 등을 통해 고정되어 있으므로 DOC(3)를 분리하여 DOC(3)에 퇴적된 오염물질(soot, 기타 이물질 등)의 제거가 불가능하다. As the DOC 3 is disposed on the upstream side of the DPF 4, it may serve to raise the temperature of the exhaust gas when the DPF 4 is forcedly regenerated (service regeneration or manual regeneration). However, as the vehicle's mileage accumulates, pollutants (soot, other foreign matter, etc.) are transferred to the exhaust pipe 2 connected to the upstream end of the DPF 4 and the DOC 3 disposed on the upstream side of the DPF 4. It may be deposited, and thus the performance of raising the temperature of the exhaust gas by the DOC 3 may be degraded. In particular, since the DOC (3) is structurally fixed to the common housing (7) through welding, etc., it is impossible to remove the pollutants (soot, other foreign substances, etc.) accumulated in the DOC (3) by separating the DOC (3). .

DPF(4)의 정지상태 강제재생하기 전에 DOC(3)의 상류측 특히, 입구와 인접한 배기파이프(2)의 분리부(21) 내에 DOC 클리닝키트(10)가 장착된다. 배기가스는 DOC 클리닝키트(10) 내에서 2개의 보조촉매(11, 12) 및 와류유도공간(13)에 의해 그 흐름이 안정적으로 억제될 수 있고, 이를 통해 배기가스가 DOC 클리닝키트(10)를 통과하는 배기가스의 속도가 저감될 수 있으므로 배기가스가 DOC 클리닝키트(10)의 보조촉매(11, 12)들과 화학적으로 반응하는 시간을 충분히 확보할 수 있다. 이와 같이, 배기가스가 DOC 클리닝키트(10)의 보조촉매(11, 12)들과 충분히 화학반응함에 따라, DOC 클리닝키트(10)을 통과한 배기가스의 온도가 DOC(3)에 퇴적된 오염물질을 소각할 수 있는 정도의 온도까지 승온될 수 있고, DOC(3)에 퇴적된 오염물질이 배기가스의 고온에 의해 용이하게 소각될 수 있다. 특히, 분리부(21)는 엔진(9)에 비해 DOC(3)의 입구와 더 근접하도록 배치될 수 있고, 이에 의해 DOC 클리닝키트(10)를 통과한 배기가스가 DOC(3)의 승온을 보다 효율적이고 신속하게 진행할 수 있다.The DOC cleaning kit 10 is mounted on the upstream side of the DOC 3, in particular, in the separating portion 21 of the exhaust pipe 2 adjacent to the inlet before forcibly regenerating the DPF 4 in a stopped state. The exhaust gas can be stably suppressed in the DOC cleaning kit 10 by the two auxiliary catalysts 11 and 12 and the vortex induction space 13, and through this, the exhaust gas can be prevented from the DOC cleaning kit 10 Since the speed of the exhaust gas passing through may be reduced, a sufficient time for the exhaust gas to chemically react with the auxiliary catalysts 11 and 12 of the DOC cleaning kit 10 may be secured. In this way, as the exhaust gas sufficiently chemically reacts with the auxiliary catalysts 11 and 12 of the DOC cleaning kit 10, the temperature of the exhaust gas passing through the DOC cleaning kit 10 is accumulated in the DOC 3 The temperature can be raised to a temperature sufficient to incinerate the material, and pollutants deposited in the DOC 3 can be easily incinerated by the high temperature of the exhaust gas. In particular, the separation unit 21 may be arranged to be closer to the inlet of the DOC 3 compared to the engine 9, whereby the exhaust gas passing through the DOC cleaning kit 10 increases the temperature of the DOC 3 You can proceed more efficiently and quickly.

DOC 클리닝키트(10)는 DPF(4)의 재생 이전에 배기파이프(2)에 장착될 수 있고, DPF(4)의 재생작동을 통해 DOC 클리닝키트(10)가 DOC(3)에 퇴적된 오염물질을 제거(소각)함과 더불어 DPF(4)의 재생을 완료한 후에 DOC 클리닝키트(10)가 배기파이프(2)의 분리부(21)로부터 분리될 수 있다. The DOC cleaning kit 10 can be installed in the exhaust pipe 2 before the DPF 4 is regenerated, and the DOC cleaning kit 10 has accumulated on the DOC 3 through the regeneration operation of the DPF 4 The DOC cleaning kit 10 can be separated from the separating part 21 of the exhaust pipe 2 after the material is removed (incinerated) and regeneration of the DPF 4 is completed.

도 3은 DOC(3)에 오염물질이 퇴적되지 않은 상태에서 DPF(4)를 수동 재생할 때, 엔진에서 배출된 배기가스의 온도(A), DOC(3)의 입구로 유입되는 배기가스의 온도(B), DOC(3)의 출구로부터 배출되는 배기가스의 온도(C)를 나타낸 그래프이다. 도 3과 같이, DOC(3)에 오염물질이 퇴적되지 않은 상태에서 DPF(4)를 수동재생할 경우, 엔진에서 배출된 배기가스의 온도(A)가 대략 490℃ 수준이고, 배기가스의 배기파이프(2)를 통과하는 동안에 자연 냉각효과에 의해 DOC(3)의 입구로 유입되는 배기가스의 온도(B)가 대략 400℃ 수준이며, DOC(3)의 출구로부터 배출되는 배기가스의 온도(C)가 대략 620℃ 수준이다. 3 shows the temperature of exhaust gas discharged from the engine (A) and the temperature of exhaust gas flowing into the inlet of DOC 3 when the DPF 4 is manually regenerated in a state in which no pollutants have been deposited on the DOC 3 (B) is a graph showing the temperature (C) of the exhaust gas discharged from the outlet of the DOC (3). As shown in FIG. 3, when the DPF 4 is manually regenerated in a state in which no contaminants are deposited on the DOC 3, the temperature (A) of the exhaust gas discharged from the engine is approximately 490°C, and the exhaust pipe of the exhaust gas During passage (2), the temperature (B) of the exhaust gas flowing into the inlet of the DOC 3 due to the natural cooling effect is approximately 400°C, and the temperature of the exhaust gas discharged from the outlet of the DOC 3 (C ) Is about 620°C.

도 4는 본 발명의 DOC 클리닝키트(10)가 DOC(3)의 입구에 연결된 배기파이프(2)에 장착된 상태에서 DPF(4)를 수동 재생할 때, 엔진에서 배출된 배기가스의 온도(D), DOC(3)의 입구로 유입되는 배기가스의 온도(E), DOC(3)의 출구로부터 배출되는 배기가스의 온도(F)를 나타낸 그래프이다. 도 4와 같이, DOC 클리닝키트(10)가 DOC(3)의 입구에 연결된 배기파이프(2)에 장착된 상태에서 DPF(4)를 수동재생할 경우, 엔진에서 배출된 배기가스의 온도(D)가 대략 490℃ 수준이고, 배기가스가 DOC 클리닝키트(10)를 통과하면서 상승하고, 이에 DOC(3)의 입구로 유입되는 배기가스의 온도(E)가 대략 560℃로 상승한다. 즉, 도 3의 상태에 비해 DOC(3)의 유입되는 유입되는 배기가스의 온도(E)가 160℃ 정도 상승하고, 이에 고온의 배기가스가 DOC(3)에 퇴적된 오염물질을 소각하며, DOC(3)의 출구로부터 배출되는 배기가스의 온도(F)는 도 3과 동일하게 대략 620℃ 수준이다. 4 shows the temperature of the exhaust gas discharged from the engine when the DPF 4 is manually regenerated while the DOC cleaning kit 10 of the present invention is mounted on the exhaust pipe 2 connected to the inlet of the DOC 3 (D ), the temperature (E) of the exhaust gas flowing into the inlet of the DOC (3), and a graph showing the temperature (F) of the exhaust gas discharged from the outlet of the DOC (3). As shown in FIG. 4, when the DPF 4 is manually regenerated while the DOC cleaning kit 10 is mounted on the exhaust pipe 2 connected to the inlet of the DOC 3, the temperature of the exhaust gas discharged from the engine (D) Is about 490°C, and the exhaust gas rises while passing through the DOC cleaning kit 10, and thus the temperature E of the exhaust gas flowing into the inlet of the DOC 3 rises to about 560°C. That is, compared to the state of FIG. 3, the temperature (E) of the inflowing exhaust gas flowing into the DOC 3 is increased by about 160°C, and the high-temperature exhaust gas incinerates the pollutants deposited in the DOC 3, The temperature (F) of the exhaust gas discharged from the outlet of the DOC 3 is approximately 620°C as in FIG. 3.

도 5(a)는 DOC 클리닝키트(10)가 장착되기 전에 DOC(3)의 입구측에 오염물질이 퇴적된 상태를 나타내고, 도 5(b)는 DOC 클리닝키트(10)에 의해 DOC(3)의 입구측에 퇴적된 오염물질이 제거된 상태를 나타낸다. 도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하면, DOC(3)의 입구측에 퇴적된 오염물질이 DOC 클리닝키트(10)에 의해 깨끗하게 제거됨을 알 수 있다. Fig. 5(a) shows a state in which contaminants are deposited on the inlet side of the DOC 3 before the DOC cleaning kit 10 is mounted, and Fig. 5(b) shows the DOC 3 by the DOC cleaning kit 10. ) Shows the state in which contaminants deposited on the inlet side have been removed. 5(a) and 5(b), it can be seen that the contaminants deposited on the inlet side of the DOC 3 are cleanly removed by the DOC cleaning kit 10.

도 6(a)는 DOC 클리닝키트(10)가 장착되기 전에 DOC(3)의 출구측에 오염물질이 퇴적된 상태를 나타내고, 도 6(b)는 DOC 클리닝키트(10)에 의해 DOC(3)의 출구측에 퇴적된 오염물질이 제거된 상태를 나타낸다. 도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, DOC(3)의 출구측에 퇴적된 오염물질이 DOC 클리닝키트(10)에 의해 깨끗하게 제거됨을 알 수 있다. Fig. 6(a) shows a state in which contaminants are deposited on the outlet side of the DOC 3 before the DOC cleaning kit 10 is mounted, and Fig. 6(b) shows the DOC 3 by the DOC cleaning kit 10. ) Indicates the state in which contaminants deposited on the outlet side have been removed. 6(a) and 6(b), it can be seen that the contaminants accumulated on the outlet side of the DOC 3 are cleanly removed by the DOC cleaning kit 10.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

1: 배기가스 후처리시스템 2: 배기파이프
3: D0C 4: DPF
5: SCR 6: AOC
7: 공통 하우징 9: 엔진
10: DOC 클리닝키트
11: 제1보조촉매 12: 제2보조촉매
13: 와류유도공간 15: 장착부재
21: 분리부 22: 수용공간1: exhaust gas aftertreatment system 2: exhaust pipe
3: D0C 4: DPF
5: SCR 6: AOC
7: common housing 9: engine
10: DOC cleaning kit
11: first auxiliary catalyst 12: second auxiliary catalyst
13: vortex induction space 15: mounting member
21: separation unit 22: accommodation space

Claims (6)

엔진으로부터 배출ㄹ되는 배기가스가 흐르는 배기파이프 상에 장착된 DPF(Disel Particulate Filter) 및 상기 DPF의 상류 측에 배치된 DOC(Disel Oxidation Catalyst)를 포함한 배기가스 후처리시스템에 있어서, 상기 배기파이프에 분리가능하게 장착된 분리부를 포함하고,
상기 분리부는 상기 엔진과 상기 DOC 사이에 배치되며, 상기 분리부는 하나 이상의 보조촉매를 수용하는 수용공간을 가지는 배기가스 후처리시스템.In the exhaust gas post-treatment system including a Disel Particulate Filter (DPF) mounted on an exhaust pipe through which exhaust gas discharged from an engine flows and a Disel Oxidation Catalyst (DOC) disposed on an upstream side of the DPF, the exhaust gas Including a detachably mounted separating portion,
The separating unit is disposed between the engine and the DOC, and the separating unit has an accommodation space for accommodating one or more auxiliary catalysts. 청구항 1에 있어서,
상기 보조촉매는 배기가스와 반응하도록 상기 DOC와 동일한 구조 및 재질로 구성되는 배기가스 후처리시스템.The method according to claim 1,
The auxiliary catalyst is an exhaust gas post-treatment system composed of the same structure and material as the DOC so as to react with the exhaust gas. 청구항 1에 있어서,
상기 하나 이상의 촉매는 제1보조촉매, 및 상기 제1보조촉매의 하류측에 이격되게 배치된 제2보조촉매로 이루어지는 배기가스 후처리시스템. The method according to claim 1,
The at least one catalyst is an exhaust gas post-treatment system comprising a first auxiliary catalyst and a second auxiliary catalyst disposed to be spaced apart from the downstream side of the first auxiliary catalyst. 청구항 3에 있어서,
상기 제1보조촉매 및 상기 제2보조촉매는 원통형상의 장착부재 내에 수용되고, 상기 제1보조촉매 및 상기 제2보조촉매 사이에는 배기가스의 와류를 유도하는 와류 유도공간이 형성되는 배기가스 후처리시스템.The method of claim 3,
Exhaust gas post-treatment in which the first and second auxiliary catalysts are accommodated in a cylindrical mounting member, and a vortex induction space for inducing a vortex of the exhaust gas is formed between the first and second auxiliary catalysts system. 청구항 3에 있어서,
상기 제1보조촉매는 상기 제2보조촉매의 부피 보다 큰 부피를 가지는 배기가스 후처리시스템.The method of claim 3,
The exhaust gas post-treatment system wherein the first auxiliary catalyst has a volume greater than the volume of the second auxiliary catalyst. 청구항 3에 있어서,
상기 제1보조촉매의 직경 및 상기 제2보조촉매의 직경이 동일하고, 상기 제1보조촉매의 길이가 상기 제2보조촉매의 길이 보다 길게 형성된 배기가스 후처리시스템.
The method of claim 3,
The exhaust gas post-treatment system in which the diameter of the first auxiliary catalyst and the diameter of the second auxiliary catalyst are the same, and the length of the first auxiliary catalyst is longer than the length of the second auxiliary catalyst.
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