KR101008721B1 - Apparatus for reducing particulate matter of diesel engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 디젤 엔진으로부터 배기가스가 배출되는 유로에 배치된 하우징과, 상기 하우징의 길이방향을 따라 형성되어 상기 하우징 내에 수용되는 것으로, 전기적으로 분할된 단위 필터부를 구비하는 필터와, 상기 단위 필터부 각각에 개별적으로 전기 신호를 전달하는 복수의 단위 전극들과, 상기 단위 전극으로 공급되는 전기 신호를 제어하며 단위 필터부 각각이 독립적으로 가열될 수 있도록 하는 제어부를 구비하는 디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치를 제공한다.The present invention includes a filter disposed in a flow path through which exhaust gas is discharged from a diesel engine, a filter formed along the longitudinal direction of the housing and accommodated in the housing, the filter including an electrically divided unit filter unit, and the unit filter; Reduction of particulate matter in a diesel engine having a plurality of unit electrodes which individually transmit electric signals to each of the units, and a control unit which controls the electric signals supplied to the unit electrodes and allows each of the unit filter units to be independently heated. Provide a device.
Description
본 발명은 디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디젤 엔진에서 배출되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 저감시켜 대기로 배출할 수 있게 하는 디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for reducing particulate matter in a diesel engine, and more particularly, to an apparatus for reducing particulate matter in a diesel engine to reduce particulate matter contained in exhaust gas discharged from a diesel engine to be discharged to the atmosphere. .
디젤 차량에 채용되는 디젤 엔진은 뛰어난 연비와 출력 등에도 불구하고, 디젤 엔진의 특성상 가솔린 엔진과 달리, 배기가스가 배출될 때 입자상 물질(Particulate Matter)이 상당량 배출된다. 입자상 물질은 대기를 오염시키는 주원인으로 인식되고 있는바, 그 규제가 강화되고 있는 추세이다. 이에 따라, 입자상 물질의 배출량을 줄이기 위해 디젤 차량에 디젤 입자상 물질 필터(Diesel Particulate Filter; DPF)가 장착되고 있다. Diesel engines employed in diesel vehicles, despite excellent fuel economy and power output, due to the characteristics of diesel engines, unlike gasoline engines, a large amount of particulate matter (Particulate Matter) is emitted when the exhaust gas is discharged. Particulate matter is recognized as the main cause of air pollution, and the regulation is being tightened. Accordingly, a diesel particulate filter (DPF) is installed in a diesel vehicle to reduce emissions of particulate matter.
상기 필터는 디젤 엔진에서 배출되는 입자상 물질을 포집하여 저감시키는 작용을 한다. 그런데, 필터를 사용함에 있어서, 포집된 입자상 물질을 어떤 방법으로 제거해서 재생시키느냐가 주된 과제로 대두되고 있다. 일 예로, 필터를 분리해서 세척하는 방법이 이용되기도 한다. 그러나, 이 방법은 디젤 차량에 추가적인 장치를 설치하지 않아도 되는 대신, 번거롭다는 단점이 있을 수 있다. The filter functions to capture and reduce particulate matter discharged from a diesel engine. In using a filter, however, the main problem is how to remove and regenerate the collected particulate matter. For example, a method of separating and cleaning a filter may be used. However, this method may be cumbersome, instead of having to install additional equipment in the diesel vehicle.
다른 예로, 필터에 포집된 입자상 물질을 연소하는 방법이 이용되기도 한다. 이 방법은 필터로 배기가스가 유입되는 쪽에 전기 히터나 디젤 버너를 설치하여, 배기가스의 온도를 입자상 물질이 연소될 수 있을 정도로 상승시키는 방법이다. 그러나, 이 방법은 전기 히터나 디젤 버너가 추가로 설치되므로, 구조가 복잡해지고, 제조 비용이 상승할 수 있다. 게다가, 전기 히터나 디젤 버터의 화염 부위에 인접해 있는 필터 부위가 과열되어 필터의 수명을 단축시키는 문제가 있을 수 있다.As another example, a method of burning particulate matter trapped in a filter may be used. This method installs an electric heater or a diesel burner on the side where exhaust gas flows into a filter, and raises the temperature of exhaust gas so that particulate matter can combust. However, since this method additionally installs an electric heater or a diesel burner, the structure is complicated and manufacturing costs can be increased. In addition, there may be a problem that the filter portion adjacent to the flame portion of the electric heater or diesel butter is overheated and shortens the life of the filter.
또 다른 예로, 필터에 포집된 입자상 물질이 낮은 온도에서도 연소될 수 있도록 연료에 첨가제를 추가하거나, 필터에 촉매를 적용하는 방법이 이용되기도 한다. 그러나, 연료에 첨가제를 추가하는 방법은 연료 성분 중에서 특히 황 성분이 일정 값 이하로 함유된 연료를 사용하여야 하는 단점이 있다. 그리고, 필터에 촉매를 적용하는 방법은 연료에 첨가제를 추가하는 방법만큼 입자상 물질이 연소할 수 있는 온도를 낮추지를 못해서, 추가적인 열원이나 첨가제 등을 필요로 하는 문제가 있다.As another example, a method of adding an additive to a fuel or applying a catalyst to the filter may be used so that particulate matter collected in the filter can be burned even at low temperatures. However, the method of adding an additive to the fuel has a disadvantage in that it is necessary to use a fuel which contains a sulfur content, in particular, below a certain value. In addition, the method of applying the catalyst to the filter does not lower the temperature at which the particulate matter can burn as the method of adding the additive to the fuel, there is a problem that requires an additional heat source or additive.
따라서, 본 발명은 비교적 간단한 구조로도 입자상 물질을 간편하게 저감할 수 있고, 디젤 입자상 물질 필터의 수명 단축을 방지하면서 입자상 물질에 대한 연소 효율을 높일 수 있는 디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is to provide a particulate matter reduction device of a diesel engine that can easily reduce particulate matter even with a relatively simple structure, and can increase the combustion efficiency for particulate matter while preventing the shortening of the lifetime of the diesel particulate filter. The purpose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 디젤 엔진으로부터 배기가스가 배출되는 유로에 배치된 하우징과, 상기 하우징의 길이방향을 따라 형성되어 상기 하우징 내에 수용되는 것으로, 전기적으로 분할된 단위 필터부를 구비하는 필터와, 상기 단위 필터부 각각에 개별적으로 전기 신호를 전달하는 복수의 단위 전극들과, 상기 단위 전극으로 공급되는 전기 신호를 제어하며 단위 필터부 각각이 독립적으로 가열될 수 있도록 하는 제어부를 구비하는 디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, the housing disposed in the flow path for exhaust gas from the diesel engine, and formed along the longitudinal direction of the housing is accommodated in the housing, the electrically divided unit filter unit A filter, a plurality of unit electrodes which individually transmit electric signals to each of the unit filter units, and a control unit which controls the electric signals supplied to the unit electrodes and allows each unit filter unit to be independently heated. It provides a particulate matter reduction device of a diesel engine provided.
본 발명에 따른 디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치는 별도의 전원을 이용하지 않고 차량 전원을 이용해서 필터를 직접 가열하여 입자상 물질을 연소시켜 제거하므로, 필터를 분리해서 세척하는 방식에 비해 편리할 수 있다. 그리고, 전기 히터나 디젤 버너에 의해 필터를 가열하는 방식에 비해, 구조가 단순해질 수 있고, 그로 인해 제조 비용이 절감될 수 있다. The particulate matter reduction apparatus of the diesel engine according to the present invention does not use a separate power source, so the filter is directly heated by using a vehicle power source to burn and remove particulate matter, which may be more convenient than the method of separating and washing the filter. . And, compared with the method of heating the filter by an electric heater or a diesel burner, the structure can be simplified, thereby reducing the manufacturing cost.
또한, 본 발명의 디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치에서, 상기 단위 필터부는 개별적으로 가열되므로, 필터가 일체로 이루어져서 필터 전체를 가열하는 것보다, 전력 소모를 감소시킬 수 있다.In addition, in the particulate matter reduction apparatus of the diesel engine of the present invention, since the unit filter portion is individually heated, it is possible to reduce the power consumption than to form the filter integrally to heat the entire filter.
또한, 필터의 일부 영역에서 과열되지 않고 비교적 고르게 가열되므로, 필터의 수명이 충분히 확보될 수 있다. In addition, since the heating is relatively evenly performed without overheating in some regions of the filter, the life of the filter can be sufficiently secured.
게다가, 입자상 물질이 낮은 온도에서도 연소될 수 있도록 연료에 첨가제를 추가하지 않아도 되므로, 차량에 특정 연료만을 사용하지 않지 않아도 되는 효과가 있을 수 있다.In addition, since it is not necessary to add an additive to the fuel so that the particulate matter can be burned even at low temperatures, there may be an effect of not using only a specific fuel in the vehicle.
이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical configuration of the present invention according to the accompanying drawings in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치에 대한 구성도이다.1 is a block diagram of a particulate matter reduction apparatus of a diesel engine according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치(100)는 하우징(110)과, 필터(120)와, 단위 전극들(131,132)과, 제어부(140)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the particulate
하우징(110)은 디젤 엔진으로부터 배기가스가 배출되는 유로 상에 설치된다. 디젤 엔진으로부터 배출된 배기가스는 하우징(110) 내로 유입된다. 하우징(110)의 양측에는 배기관들(181,182)이 각각 연통되게 설치될 수 있는 구조로 이루어질 수 있다. 여기서, 배기관들(181,182) 중 하나는 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기가 스를 하우징(110)으로 유도하고, 나머지 하나는 하우징(110)을 거친 배기가스가 머플러 또는 대기 중으로 배출되도록 유도하는 것이다.The
필터(120)는 하우징(110) 내에 수용될 수 있는 크기로 이루어진다. 상기 필터(120)는 하우징(110) 내로 유입되는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 포집하는 기능을 한다. The
이러한 필터(120)는 상기 하우징(110)의 길이방향을 따라 형성되고, 전기적으로 분할된 단위 필터부(121)를 구비한다. 예를 들어 상기 필터(120)는 원기둥 또는 타원 형상으로 이루어지고, 상기 단위 필터부(121)는 일정 각도 마다 분할되게 형성된 것이다. 상기 단위 필터부(121)가 90도 마다 분할된 것이면, 상기 단위 필터부(121)는 4개가 되고, 상기 단위 필터부(121)가 60도 마다 분할된 것이면, 상기 단위 필터부(121)는 6개가 된다. 이러한, 단위 필터부(121)의 단면적이 작아서 발열부피가 작고 저항이 큰 경우에는 복수의 필터 조각들을 병렬 연결하여 하나의 단위 필터부(121)를 구성할 수 있다.The
단위 전극들(131,132)은 단위 필터부(121) 각각에 개별적으로 전기 신호를 전달한다. 이러한 단위 전극들(131,132)에는 차량 전원(150)으로부터 전원이 공급되어 필터를 직접 가열할 수 있게 한다. 이를 위해, 단위 전극들(131,132)은 도전성 재질로 이루어져 필터(120)에 배치된다. 이러한 단위 전극들(131,132)은 차량 전원(150)에 전기적으로 연결될 수 있다. The
상기 단위 전극들(131,132)이 차량 전원(150)으로부터 전원을 공급받으면, 단위 필터부(121) 각각으로 전류가 흐를 수 있게 한다. 이에 따라, 각각의 단위 필터부(121)에 저항 열이 발생하면서 가열된다. 이와 같이 단위 필터부(121)가 가열되면, 단위 필터부(121)의 일부 영역에서 과열 현상이 발생하지 않고, 단위 필터부(121) 전체에 걸쳐 비교적 고르게 가열되어 단위 필터부(121)에 포집된 입자상 물질이 연소되어 단위 필터부(121)가 재생될 수 있다. 그 결과, 필터의 재생 효율이 높아질 수 있다.When the
여기서, 차량 전원(150)은 차량의 종류에 따라 12V 또는 24V를 출력하는 전원일 수 있다. 여기서, 단위 전극들(131,132) 중 하나는 차량 전원(150)의 정극(正極)에 전기적으로 연결되고, 나머지 하나는 차량 전원(150)의 부극(負極)에 전기적으로 연결된다. 차량 전원(150)으로부터 단위 전극들(131,132)로 전원이 전달되도록, 단위 전극들(131,132)과 차량 전원(150)은 전선들로 각각 연결될 수 있다.Here, the
제어부(140)는 단위 전극으로 공급되는 전기 신호를 제어한다. 그리고, 제어부(140)는 단위 필터부(121) 각각이 독립적으로 가열될 수 있도록 한다. 이러한 제어부(140)는 온도 센서(141)를 더 구비할 수 있다. 상기 온도 센서(141)는 필터의 온도를 측정하기 위한 것이다. 여기서, 온도 센서(141)는 하우징(110) 내에서 필터(120)에 접촉되지 않게 설치될 수 있다. 이 경우, 온도 센서(141)는 배기가스가 필터로 유입되는 쪽이나, 필터로부터 배기가스가 배출되는 쪽에 위치될 수 있다. The
전술한 위치에 놓인 온도 센서(141)는 하우징(110) 내의 온도를 측정하여 필터(120)의 온도를 간접적으로 측정하게 된다. 여기서, 하우징(110) 내의 온도와 필터(120) 온도 사이의 상관 관계를 실험을 통해 미리 설정해 둠으로써, 필터(120) 의 온도를 정확히 측정해낼 수 있다. 다른 예로, 온도 센서(141)는 필터(120)에 접촉되어 필터의 온도를 직접적으로 측정하는 것도 가능하다. 온도 센서(141)로는 열전대(thermo couple) 등이 이용될 수 있다.The
제어부(140)는 온도 센서(141)로부터 측정된 온도 정보를 제공받는다. 제어부(140)는 제공받은 온도 정보를 토대로, 필터(120)의 온도가 설정 온도를 초과하지 않도록 필터(120)로 공급되는 전기 신호의 흐름을 제어한다. 즉, 제어부(140)는 온도 센서(141)에서 측정된 온도 값을 설정된 온도 값과 비교한다. 이때, 제어부(140)는 측정된 온도 값이 설정된 온도 값보다 낮다고 판단되면, 필터(120)로 공급되는 전원을 온(on)시켜 필터가 가열될 수 있게 한다. 만일, 제어부(140)는 측정된 온도 값이 설정된 온도 값에 도달한 것으로 판단되면, 필터(120)로 공급되는 전원을 오프(off)시켜 필터가 더 이상 가열되지 않게 한다. 이는, 필터(120)가 한계 온도를 초과해서 과열되는 것을 막아서 손상되지 않게 하는 것이다. 상기 제어부(140)는 차량의 전자제어장치와 독립되게 구성되거나, 차량의 전자제어장치에 통합되어 구성될 수 있다. 또한 제어부(140)는 단위 필터부(121)를 통해 흐르는 전류 값의 측정치를 제어요소로 설정하여 전원을 제어할 수도 있다.The
상기 디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치(100)의 동작과정을 설명한다.An operation process of the particulate
우선, 차량 시동이 걸려 있는 등과 같이 차량 전장에 차량 전원(150)이 공급된 상태에서, 온도 센서(141)는 필터(120)의 온도를 측정해서 제어부(140)로 전송한다. 제어부(140)는 온도 센서(141)로부터 측정된 온도 값이 설정된 온도 값보다 낮다고 판단되면, 차량 전원(150)으로부터 필터(120)로 공급되는 전원을 공급하여 각각의 단위 전극들(131,132)로 전원이 공급되게 한다. 단위 전극들(131,132) 각각으로부터 단위 필터부(121) 각각으로 전류가 흐르게 되어 단위 필터부(121)들 각각에 저항 열이 발생하게 된다. First, in a state in which the
단위 필터부(121)로 전류가 계속하여 흐르게 되면, 단위 필터부(121)들의 온도가 상승하게 된다. 단위 필터부(121)의 온도가 단위 필터부(121)에 포집된 입자상 물질을 연소시킬 수 있을 만큼 상승하게 되면, 입자상 물질이 연소되기 시작한다. 입자상 물질이 연소되는 과정에서, 제어부(140)는 단위 필터부(121)의 온도가 설정된 온도에 도달한 것으로 판단되면, 단위 필터부(121)로 공급되는 전원을 오프 시켜 필터의 온도가 더 이상 상승하지 않게 한다. If current continues to flow to the
이에 따라, 단위 필터부(121)의 온도가 한계 온도를 초과함으로 인해 단위 필터부(121)의 손상이 방지될 수 있다. 그리고, 단위 필터부(121)로 전원이 더 이상 공급되지 않으면, 단위 필터부(121)의 온도가 하강하기 시작하여 설정된 온도보다 낮아지게 된다. 그러면, 제어부(140)는 단위 필터부(121)로 공급되는 전원을 온 시켜 단위 필터부(121)를 가열시킨다. 이러한 과정을 거쳐 입자상 물질이 완전히 연소되면, 단위 필터부(121)의 재생이 이루어질 수 있게 된다. Accordingly, damage to the
이처럼 본 실시예에 따르면, 단위 필터부(121)를 직접 가열하는 방식에 의해, 단위 필터부(121)에 포집된 입자상 물질을 연소시켜 제거하므로, 필터를 분리해서 세척하는 종래의 방식에 비해 편리하다. 그리고, 본 실시예는 별도의 전원을 이용하지 않고 차량 전원(150)을 이용해서 단위 전극들에 전류를 흘려 단위 필터부(121)를 가열하는 방식이므로, 전기 히터나 디젤 버너에 의해 단위 필터부(121) 를 가열하는 방식에 비해, 구조가 단순해질 수 있다. 이에 따라, 제조 비용이 절감될 수 있다.As described above, according to the present exemplary embodiment, since the particulate matter collected in the
또한, 상기 단위 필터부(121)는 개별적으로 가열되므로, 필터가 일체로 이루어져서 필터 전체를 가열하는 것보다, 전력 소모를 감소시킬 수 있다.In addition, since the
아울러, 단위 필터부(121)의 일부 영역에서 과열되는 현상이 방지되어, 단위 필터부(121)의 수명이 충분히 확보될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따르면, 입자상 물질이 낮은 온도에서도 연소될 수 있도록 연료에 첨가제를 추가하지 않아도 된다. 이에 따라, 차량에 특정 연료만을 사용하지 않을 수 있다.In addition, a phenomenon in which overheating occurs in a portion of the
한편, 필터(120)는 입자상 물질을 포집할 수 있는 범주에서 다양한 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 필터(120)는 다공성 구조나, 벌집 형상을 갖는 구조로 이루어질 수 있다. 그리고, 필터(120)는 높은 열에 잘 견디는 실리콘 카바이드(silicon carbide) 등의 재질로 형성될 수 있다. 이때, 상기 필터(120)에는 입자상 물질이 연소될 수 있는 온도를 낮추기 위한 촉매가 코팅되는 것도 가능하다. 필터(120)에 촉매가 코팅되어 있는 경우에 기존의 방법은 배기가스 전체를 가열시킬 필요가 있지만, 직접가열 방식인 본 발명에서는 촉매가 있는 활성점 자체가 가열이 되어 더욱 낮은 배기가스 온도에서도 재생이 쉽게 이루어진다. 또한 필터에는 산화 촉매 또는 질소 산화물 흡장 환원촉매(NOx Storage Reduction Catalyst)가 코팅될 수 있다. 이러한 산화 촉매 또는 질소 산화물 흡장 환원촉매는, 단위 전극들에 전기 신호를 인가하여 단위 필터부(121)를 직접 가열하는 과정에서 필터의 온도를 촉매의 활성온도에 적합하도록 유지할 수 있게 한다.Meanwhile, the
한편, 인접하는 단위 필터부(121)들 사이에는 비전도성 접착제층(125)이 개재된 것이 바람직하다. 비전도성 접착제층(125)의 재질로는 소정의 부재들을 접착할 수 있으면서 전기를 흐르지 않게 하는 것으로 이루어진다. 이러한 비전도성 접착제층(125)의 일예로, 실리콘 접착제일 수 있다.On the other hand, it is preferable that the non-conductive
도 2는 도 1에 있어서, 단위 필터부들 각각에 형성된 단위 전극들을 도시한 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view illustrating unit electrodes formed in each unit filter unit in FIG. 1.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 단위 전극들의 일예로, 상기 단위 전극들은 제 1 전극(131)과, 제 2 전극(132)을 구비할 수 있다.As shown in FIG. 2, as an example of the unit electrodes, the unit electrodes may include a
제 1 전극(131)은 상기 단위 필터부들(121)의 일측에 형성되어 상기 단위 필터부들(121)에게 공통적으로 전기 신호를 전달한다. 이러한 제 1 전극(131)은 도 2에 도시된 바와 같이 띠 형태의 도전체로 형성되어 단위 필터부들(121)에 부착될 수도 있고, 판형상으로 이루어져서 단위 필터부들(121)의 일면에 부착되는 것도 가능하다. 한편, 하우징(110) 내에 습기가 차는 경우도 있으므로, 상기 습기가 외부로 빠져나갈 수 있도록 단위 전극은 단위 필터부들(121)의 일부에만 형성된 것이 유리하다.The
제 2 전극(132)은 상기 단위 필터부들(121)의 타측에 형성되어 상기 단위 필터부들(121)마다 전기적으로 분리되어 형성된다.The
즉, 제 1 전극(131)이, 배기가스가 유입되는 단위 필터부들(121)의 앞부분에 형성되면, 제 2 전극(132)은, 배기가스가 배출되는 단위 필터부들(121)들의 뒷부분에 형성된다. 한편, 제 1 및 제 2 전극(132)들에 연결되는 전선들은 고열에 노출 될 수 있으므로, 고온에 강한 내열성 피복재로 코팅된 것이 바람직하다.That is, when the
도 3은 도 1에 있어서, 단위 필터부들 각각에 형성된 단위 전극들의 변형예를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a modified example of unit electrodes formed in each of the unit filter units in FIG. 1.
단위 전극들의 변형예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 단위 전극들 중에서 제 1 전극(231)은 상기 단위 필터부들(121)의 일측에 형성되어 상기 단위 필터부들(121)마다 전기적으로 분리되어 형성된다. 이러한 제 1 전극(131)은 단위 필터부들(121) 각각이 독립적으로 가열될 수 있게 한다.As a modified example of the unit electrodes, as shown in FIG. 3, the
이러한 제 1 전극(131)은 차량 전원(150)의 부극에 전기적으로 연결되면서 접지되어 접지 전극의 기능을 하고, 제 2 전극(132)은 차량 전원(150)의 정극에 전기적으로 연결되어 전원 전극의 기능을 하는 것이 바람직하다. 이는 단위 필터부들(121)에서 배기가스가 유입되는 부분의 입자성 물질의 오염도가 높은데, 이러한 입자상 물질이 축적되어 제 1 전극(131)이 입자상 물질에 의해 통전될 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 전극(131)은 접지되어 있는 상태이므로, 제 1 전극(131)이 통전되어 파손되는 것을 방지할 수 있다.The
한편, 상기 단위 전극(231,132)은, 복수의 와이어들이 그물형태로 형성되어 상기 단위 필터부들(121) 내에 매립되거나 외면에 부착될 수 있다. 이러한 구조는, 단위 필터부들(121)에 전체에 균일하게 전원이 인가되게 하여 단위 필터부들(121)의 일부 영역에서 과열 현상이 발생하지 않고, 단위 필터부들(121) 전체에 걸쳐 고르게 가열되게 한다. 여기서, 상기 와이어의 굵기는 0.1mm 내지 0.5 mm 로 이루어진 것이 바람직하다. 와이어의 굵기가 0.1 mm 이하이면 산화 등에 의해 손 상될 수 있고 0.5 mm 이상 이면, 단위 필터부들(121)를 통해 배기가스가 배출되기 어려울 수 있다.The
한편, 상기 제어부(140)는, 상기 단위 필터부들(121) 각각에 전기 신호를 순차적으로 인가할 수 있다.The
도 4 및 도 5는 단위 필터부들 각각에 순차적으로 전원이 인가되어 가열되는 상태를 도시한 개략도이다.4 and 5 are schematic diagrams illustrating a state in which power is sequentially applied to each of the unit filter units and is heated.
여기서 단위 필터부는 시계 반대 방향으로 제 1, 2, 3, 4 단위 필터부(121a,121b,121c,121d)인 것으로 정의한다.Here, the unit filter unit is defined as being the first, second, third, and fourth
우선, 도 4를 참조하면, 제어부(140)에 의해 제 1 단위 필터부(121a)로 전원이 인가되어 상기 제 1 단위 필터부(121a)가 가열된다. 제 1 단위 필터부(121a)의 열의 일부는 제 2, 4 단위 필터부(121b,121d)로 전달되어 상기 제 2, 4 단위 필터부(121b,121d)도 가열된다. First, referring to FIG. 4, power is applied to the first
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(140)에 의해 제 2 단위 필터부(121b)로 전원이 인가되어 제 2 단위 필터부(121b)가 가열된다. 여기서, 제 2 단위 필터부(121b)는 제 1 단위 필터부(121a)의 열을 전달받아 가열된 상태이므로, 제 2 단위 필터부(121b)를 가열하기 위해 소모되는 전원은 제 1 단위 필터부(121a)를 가열하는 경우 보다 적어지게 된다. 그리고, 미도시되었지만, 제어부(140)에 의해 제 3,4 단위 필터부(121c,121d)로 전원이 인가되어 필터 전체가 가열된다.Next, as shown in FIG. 5, power is applied to the second
한편, 도 1로 다시 돌아가면, 하우징(110)과 필터 사이에 단열 부재(160)가 더 구비될 수 있다. 단열 부재(160)는 하우징(110)과 필터 사이에 개재되어, 필터 로부터 발생한 열이 하우징(110)으로 전달되는 것을 방지한다. 이에 따라, 하우징(110)이 반복적으로 열 변형되거나 과열되어 손상되는 것이 방지될 수 있다. 단열 부재(160)는 내열성이 우수한 재질, 예컨대, 운모가 포함된 질석(vermiculite)으로 형성될 수 있다.Meanwhile, referring back to FIG. 1, an insulating
한편, 차량 전원(150)으로부터 공급되는 전원을 증폭하기 위한 전원 증폭부(170)가 더 구비될 수 있다. 전원 증폭부(170)는 차량 전원(150)으로부터 필터(120)로 공급되는 전압을 높여서 필터로 공급할 수 있게 한다. 즉, 전원 증폭부(170)는 필터(120)로 공급되는 전압이 낮아서 필터(120)의 온도가 설정된 온도까지 상승하지 않는 경우, 필터(120)의 온도가 설정된 온도까지 충분히 상승할 수 있을 정도로 전압을 높여서 필터(120)로 공급할 수 있게 한다. On the other hand, a
전원 공급에 의해 필터의 온도가 상승할수록 필터(120)의 저항은 낮아지므로, 필터(120)의 온도가 낮아질수록 전압을 높이고, 필터(120)의 온도가 높아질수록 전압을 낮추는 것이 효율적일 수 있다. 따라서, 전원 증폭부(170)는 증폭률이 조정될 수 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 전원 증폭부(170)는 전원 제어부(140)에 의해 증폭률이 제어될 수 있고, 주파수 변조(Frequency modulation)에 의해 통전 시간이 조정될 수 있다.Since the resistance of the
도 6은 본 발명의 변형예에 따른 디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치의 동작 상태를 도시한 구성도이다.6 is a configuration diagram showing an operating state of the particulate matter reduction apparatus of the diesel engine according to a modification of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치(200)의 변형예로, 상기 유로(181a,181b)는 복수개로 분기되도록 형성되고, 상기 하우징(110)은 상기 유로(181a,181b) 각각에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 유로(181a,181b)에는 밸브(190)가 배치될 수 있다. 상기 밸브(190)는 배기가스의 흐름을 제어하는 것으로, 복수의 유로(181a,181b)들 중 어느 하나로 배기가스를 안내한다.As shown in FIG. 6, in the modified example of the particulate
이러한 밸브(190)의 일예로, 유로가 분기되는 지점에 배치된 3 Way 밸브일 수 있다. 상기 3 Way 밸브는 유입되는 배기가스가 복수의 분기된 유로(181a,181b) 중 어느 하나로 선택적으로 이동되게 한다. 또한, 밸브(190)의 다른 예로, 상기 유로(181a,181b)에서 분기되는 지점 이후 마다 밸브를 설치하여 필터(120a, 120b)들 중 어느 하나로 배기가스가 이동하도록 하는 것도 가능하다.For example, the
이러한 구조로 이루어진 본 발명의 디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치(200)는 재생되고 있지 않는 필터(120a)로 배기가스를 보내어, 재생되고 있는 필터(120b)로 배기가스가 유입되지 않게 한다. 이에 따라, 필터(120b)를 가열하여 재생시키는데 있어서, 가열되는 필터(120b)가 배기가스에 의해 냉각되어 많은 전력이 소모되는 것을 방지할 수 있다. The particulate
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, this is merely exemplary, and any person skilled in the art to which the present invention pertains may have various modifications and equivalent other embodiments. Will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치에 대한 구성도이다.1 is a block diagram of a particulate matter reduction apparatus of a diesel engine according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 있어서, 단위 필터부들 각각에 형성된 단위 전극들을 도시한 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view illustrating unit electrodes formed in each unit filter unit in FIG. 1.
도 3은 도 1에 있어서, 단위 필터부들 각각에 형성된 단위 전극들의 변형예를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a modified example of unit electrodes formed in each of the unit filter units in FIG. 1.
도 4 및 도 5는 단위 필터부들 각각에 순차적으로 전원이 인가되어 가열되는 상태를 도시한 개략도이다.4 and 5 are schematic diagrams illustrating a state in which power is sequentially applied to each of the unit filter units and is heated.
도 6은 본 발명의 변형예에 따른 디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치의 동작 상태를 도시한 구성도이다.6 is a configuration diagram showing an operating state of the particulate matter reduction apparatus of the diesel engine according to a modification of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100..디젤 엔진의 입자상 물질 저감장치100..Diesel reduction device of diesel engine
110..하우징 120..필터110.
121..단위 필터부 131,132..단위 전극들121.
131..제 1 전극 132..제 2 전극131.
140..제어부 141..온도센서 140.
150..차량전원 160..단열부재150.
170..전원 증폭부 181,182..배기관들170.
Claims (12)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020080083450A KR101008721B1 (en) | 2008-08-26 | 2008-08-26 | Apparatus for reducing particulate matter of diesel engine |
EP09715872.9A EP2258931B1 (en) | 2008-02-25 | 2009-02-23 | Particulate matter reducing apparatus for diesel engine |
PCT/KR2009/000844 WO2009107951A2 (en) | 2008-02-25 | 2009-02-23 | Particulate matter reducing apparatus for diesel engine |
US12/919,425 US8747502B2 (en) | 2008-02-25 | 2009-02-23 | Particulate matter reduction apparatus for diesel engine |
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KR1020080083450A KR101008721B1 (en) | 2008-08-26 | 2008-08-26 | Apparatus for reducing particulate matter of diesel engine |
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KR20060047096A (en) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | 한국전기연구원 | Regenerative diesel particulate filter system using microwave reflector |
-
2008
- 2008-08-26 KR KR1020080083450A patent/KR101008721B1/en not_active IP Right Cessation
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