KR19980059999U - 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터에 관한 것으로, 특히 촉매온도의 초기 상승효과를 일으키기 위하여 촉매 컨버터의 시라우드를 2중관으로 형성하고 상기 2중관 사이에 전기히터를 설치하여, 촉매 컨버터의 외곽부 온도를 상승시킴으로서, 균일한 촉매 온도분포를 도모하도록 한 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터로, 촉매온도의 초기 상승효과를 일으키기 위한 촉매 컨버터(1)로, 이 촉매 컨버터(1)를 구성하는 시라우드(10)의 양단이 플렌지부(11)(11')에 의해 일체로 형성됨과 동시에 내측관(100)과 외측관(200)을 이루는 2중관으로 형성되고 상기 내측관(100)과 외측관(200) 사이에 전기히터(300)가 설치되어 초기 시동시 촉매 컨버터(1)를 예열할 수 있도록 구성된다.

Description

예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터

본 고안은 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터에 관한 것으로, 특히 촉매온도의 초기 상승효과를 일으키기 위하여 촉매 컨버터의 시라우드를 2중관으로 형성하고 상기 2중관 사이에 전기히터를 설치하여, 촉매 컨버터의 외곽부 온도를 상승시킴으로서, 균일한 촉매 온도분포를 도모하도록 한 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터에 관한 것이다.

일반적으로, 도 1에 도시된 바와같이 자동차 배기 매니 폴드에 설치되는 프론트 파이프는 프론트 파이프의 외부를 단열재로 둘러 싸도록 형성하므로 써, 배기 매니폴드로 부터 연소되어 나온 배기가스가 촉매를 조기에 활성화 온도(고온의 배기가스 온도)에 도달시켜 배기가스를 정화시킬 수 있도록 하였으며, 이 배기 파이프는 배기 매니폴드로부터 배기 가스를 외부로 방출하는 1본식과 2본식이 있으며 중간에 촉매 컨버터(1)와 소음기(2)가 설치되어 있다.

상기 소음기(2)는 엔진에서 배출되는 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키는 것으로서, 통상 그의 구조는 여러가지 형식이 있지만, 보통 1mm 정도의강판을 원통형상으로 만들어서 그 내부에 몇개의 공간으로 구분하여 배기 가스가 그들의 장벽을 통과한 음파의 간섭, 압력변동의 감소, 배기온도의 저하 등을 일으켜 점차로 소음(消音)되도록 설치된다.

한편, 배기 규제강화에 대한 대책으로 도 2 또는 도 3에 도시된 바와같이 촉매온도의 초기 상승효과를 일으키기 위하여 촉매 컨버터(1)가 필요하였다.

상기 촉매컨버터(1)로서는 펠리형(P)과 모노리드형(M)이 있다.

그 중 도 2는 펠리트형(P)으로 촉매작용을 하는 물질을 펠리트라고 불리는 직경 2∼4㎜의 입상 알루미나에 부착시킨 것이며, 도 3에 나타낸 모노리드형(M)은 촉매작용을 하는 물질을 격자상의 알루미나에 부착시킨 것이다.

또한 상기 촉매 컨버터(1)의 앞쪽의 파이프를 이중관으로 하거나 단열재 도포 방법 등을 사용하여 엔진을 시동 한 후 상기 촉매가 난기에 이르는 동안 배기열 손실을 방지하는 방법들이 고안 되고 사용되어 왔었다.

그러나, 상기와 같은 방법은 일단 촉매가 라이트오프(Light-off)(정화율이 50％가 되는 시점)온도에 이르러 정화기능이 정상적으로 작용하기 시작한 이후에는 오히려 촉매의 온도를 지나치게 높여 촉매의 수명을 떨어뜨리는 역기능이 문제화되고 있다.

즉, 초기 시동시 촉매 중심부(이하 모노리드라형)(20)는 배기가스의 고열로 인해 순식간에 온도가 상승하지만, 외곽부(이하 시라우드라함)(10)는 촉매 중심부(20)에 비해 온도가 상당히 낮다.

또한 촉매 컨버터(1)의 전후단에는 두꺼운 플랜지부(11)(11')가 설치되는 데, 이것은 촉매로 전달되는 열흐름의 히트 싱크(Heat sunk)역활을 하기 때문에, 촉매의 균일한 열균포에 나쁜 영향을 미친다.

왜냐하면 두꺼운 플랜지 때문에 열이 촉매의 시라우드(10)로 전달되는 시간이 지연되기 때문이다.

따라서, 중심부(20)와 시라우드(10)와의 온도차에 의한 링 오프 크랙(Ring-off crack)이 발생한다는 문제점이 있다.

본 고안은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 촉매온도의 초기 상승효과를 일으키기 위하여 촉매 컨버터의 시라우드를 2중관으로 형성하고 상기 2중관 사이에 전기히터를 설치하므로서, 촉매 컨버터의 외곽부 온도를 상승 시킴과 동시에 촉매 온도분포를 균일하게 하여 링오프 크랙을 방지하도록 하는 데에 있다.

도 1 은 일반적인 자동차 배기구조를 간략하게 나타낸 도,

도 2 는 종래 펠리트형 촉매컨버터를 일부 절결하여 나타낸 도,

도 3은 종래 모노리드형 촉매컨버터를 일부 절결하여 나타낸 도,

도 4는 본 고안 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터를 간략하게 나타낸 단면도,

도 5는 본 고안 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터의 작동상태를 간략적으로 나타낸 순서도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 촉매 컨버터 2 : 소음기

3 : 프론트 파이프 10 : 시라우드

11,11' : 플랜지부 20 : 촉매 중심부

100 : 내측관 200 : 외측관

300 : 전기히터

본 고안의 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명 하면 다음과 같다.

먼저, 종래와 동일한 명칭 및 형상에는 동일 붙이고 그에 대한 설명은 생략한다.

도면 중 도 4는 본 고안 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터를 간략하게 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 고안 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터의 작동상태를 간략적으로 나타낸 순서도이다.

본 고안은 도 5에 도시된 바와같이, 촉매온도의 초기 상승효과를 일으키기 위한 촉매 컨버터(1)로, 이 촉매 컨버터(1)를 구성하는 시라우드(10)의 양단이 플렌지부(11)(11')에 의해 일체로 형성됨과 동시에 내측관(100)과 외측관(200)을 이루는 2중관으로 형성되고 상기 내측관(100)과 외측관(200) 사이에 전기히터(300)가 설치되어 초기 시동시 촉매 컨버터(1)를 예열할 수 있도록 함에 그 기술적 구성상의 특징이 부여된다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터는 도 5에 도시된 바와같이, 자동차 초기 시동시 마이컴(도시하지 않음)에서 시라우드(10)의 내측판(100)과 외측판(200) 사이에 설치된 히터(300)를 온시키고, 일정시간 경과 후 시라우드의 온도(T)와 설정온도(Tc)를 비교하여 상기 설정온도(Tc) 보다 낮으면 계속적으로 히터(300)를 가열하고 상기 설정온도(Tc) 보다 높을 경우 히터(300)를 오프시켜 촉매 컨버터의 외곽부 온도를 상승시킨다.

본 고안은 촉매 컨버터의 시라우드를 2중관으로 형성하고 상기 2중관 사이에 전기히터를 설치하므로서, 촉매 컨버터의 외곽부 온도를 상승 시킴과 동시에 촉매 온도분포를 균일하게 하여 링오프 크랙을 방지할 수가 있는 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 촉매온도의 초기 상승효과를 일으키기 위한 촉매 컨버터에 있어서, 시라우드의 양단이 플렌지부에 의해 일체로 형성됨과 동시에 내측관과 외측관을 이루는 2중관으로 형성되고 상기 내측관과 외측관 사이에 전기히터가 설치되어 초기 시동시 촉매 컨버터를 예열할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 예열구조를 갖는 자동차 촉매 컨버터.