KR100778550B1 - Automobile exhaust gas treatment method and processing device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단일의 처리장치에 의해 엔진에서 배기관으로 배출되는 배기가스의 특성에 따라 배기가스를 순차적이고 효율적으로 완벽하게 처리함으로써 환경오염을 저감시킬 수 있는 자동차 배기가스 처리방법 및 그 처리장치를 제공한다. 이와 같은 자동차 배기가스 처리방법 및 그 처리장치는 엔진으로부터 배출되어 배기가스 처리장치로 유입되는 배기가스 중의 유해물질을 분해 처리하는 자동차의 배기가스 처리방법에 있어서, 상기 배기가스 처리장치로 유입되는 배기가스가 광촉매 메쉬를 통과하도록 하는 동시에 자외선을 조사시켜 배기가스의 유해물질을 광화학반응에 의해 산화시켜서 분해 처리하는 자외선 분해처리단계와, 상기 자외선 분해처리단계가 수행된 배기가스에 잔류되는 유해물질을 마이크로웨이브를 조사시켜 산화 및 환원작용에 의해 분해 처리하는 마이크웨이브 분해처리단계와, 상기 마이크로웨이브 분해처리단계가 시행된 배기가스에 잔류되는 유해물질을 재가열하여 열분해 처리하는 열분해처리단계가 순차적으로 시행된 후 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a vehicle exhaust gas treatment method and a treatment apparatus which can reduce environmental pollution by completely and efficiently treating the exhaust gas according to the characteristics of the exhaust gas discharged from the engine to the exhaust pipe by a single treatment device. do. Such a vehicle exhaust gas treatment method and a treatment apparatus thereof are exhaust gas flowing into the exhaust gas treatment apparatus in a vehicle exhaust gas treatment method for decomposing harmful substances in exhaust gas discharged from an engine and introduced into the exhaust gas treatment apparatus. Ultraviolet decomposition step of decomposing and decomposing the harmful substances of the exhaust gas by photochemical reaction while allowing gas to pass through the photocatalyst mesh, and harmful substances remaining in the exhaust gas subjected to the ultraviolet decomposition treatment step. Microwave decomposition treatment step of irradiating microwaves and decomposing by oxidation and reduction action, and pyrolysis treatment step of thermally decomposing and thermally decomposing harmful substances remaining in the exhaust gas subjected to microwave decomposition treatment step After the discharge is characterized in that The.
Description
도 1은 본 발명에 따른 자동차 배기가스 처리방법을 설명하기 위한 공정도, 1 is a process chart for explaining a vehicle exhaust gas treatment method according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 자동차 배기가스 처리장치의 기술적 사상을 나타내는 도면이다. 2 is a view showing the technical concept of the vehicle exhaust gas treatment apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
20:배기관, 100:배기가스 처리장치,20: exhaust pipe, 100: exhaust gas treatment device,
110:분해케이스, 120:자외선분해처리부,110: decomposition case, 120: ultraviolet decomposition treatment unit,
122:광촉매 메쉬, 124:자외선발광체,122: photocatalyst mesh, 124: ultraviolet light emitter,
130:마이크로웨이브 조사부, 132:마이크로웨이브 조사기,130: microwave irradiation unit, 132: microwave irradiation unit,
134:전기승압장치, 140:고온분해처리부.134: electric booster, 140: high temperature decomposition treatment unit.
본 발명은 자동차 배기가스 처리방법 및 그 처리장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 엔진에서 배기관으로 배출되는 배기가스 중에 포함된 유해물질을 단일의 장치내에서 여러가지 방법으로 순차적으로 분해할 수 있는 자동차 배기가스 처리방법 및 그 처리장치에 관한 것이다. The present invention relates to a vehicle exhaust gas treatment method and a treatment apparatus thereof, and more particularly, automobile exhaust which can sequentially decompose harmful substances contained in exhaust gas discharged from an engine to an exhaust pipe in various ways in a single device. A gas treatment method and a treatment apparatus therefor.
일반적으로 자동차의 배기가스에는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 등의 인체에 유해한 물질이 다량 함유되어 대기환경을 오염시키는 주원인으로 작용되고 있다. 따라서 자동차의 배기관에는 배기가스중의 CO, HC 등을 산화시켜 CO₂와 H₂O로 만들며, NOx에 대해서는 환원시켜 N₂와 O₂로 변화시켜 배출시키도록 삼원촉매가 주로 사용되는 촉매컨버터를 채용되어 있다.In general, the exhaust gas of automobiles contains a large amount of harmful substances such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx), which act as a main cause of polluting the air environment. Therefore, in the exhaust pipe of the car, CO and HC in the exhaust gas are oxidized into CO₂ and H₂O, and NOx is reduced and converted into N₂ and O₂.
그러나 종래의 삼원촉매는 배기가스온도가 일정온도 이상인 조건하에서 그 정화효율을 유지할 수 있으므로 별도의 히터를 삼원촉매 입력측에 설치해야 하고, 또한 삼원촉매의 성분이 귀금속을 포함하고 있으므로 제품의 생산단가가 높아지게 되는 문제점이 있었다.However, since the conventional three-way catalyst can maintain its purification efficiency under the condition that the exhaust gas temperature is above a certain temperature, a separate heater must be installed on the input side of the three-way catalyst, and since the three-way catalyst contains precious metals, the production cost of the product There was a problem of being high.
그리고 삼원촉매방법에 의해 배기가스를 처리하는 경우에는 HC, CO, NOx 등의 각 오염물질에 대한 촉매를 각각 선택하여야 하고 촉매의 대부분이 고가이며 처리시 압력손실이 발생되는 문제점이 있고, 미반응 탄화수소나 SOx에 의한 촉매오염의 제거가 용이하지 못하여 정화효율이 저하되는 문제점이 있다.In the case of treating the exhaust gas by the three-way catalyst method, it is necessary to select a catalyst for each pollutant such as HC, CO, and NOx, and most of the catalysts are expensive and there is a problem that pressure loss occurs during the treatment. There is a problem that the purification efficiency is lowered because the catalyst contamination by hydrocarbon or SOx is not easy to remove.
이에 따라 최근에는 배기가스의 처리를 위한 다양한 장치들이 개발되고 있는데, 그 예로서 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0451427호의 "마이크로웨이브를 이용한 디젤 자동차의 배기가스 정화장치"가 제안되고 있다. 이에 따르면 반응기의 내부에 파이렉스관, 필터가 내장되고 상기 파이렉스관에는 고밀도 마이크로웨이브를 발진시키는 마그네트론과 연결된 코일이 권취되어 파워서플라이로부터 공급되는 고전압에 의한 공진작용이 수행되도록 구성된 것으로, 마이크로웨이브의 공진작용에 의해 무해한 가스로 분해되고, 불완전연소로 인해 생성된 탄화물로 되어 있는 먼지, 매연 등의 입자상 물질들은 마이크로웨이브에 유전가열원리를 이용하여 완전연소를 제거함으로서 최종적으로 물과 이산화탄소, 질소와 같은 무해한 성분만 대기중으로 배출되도록 하였다.Accordingly, various apparatuses for the treatment of exhaust gas have been recently developed. As an example, the "exhaust gas purification apparatus for diesel vehicles using microwaves" of Korean Patent Publication No. 10-0451427 has been proposed. According to this, a Pyrex tube and a filter are built in the reactor, and a coil connected to a magnetron for oscillating a high density microwave is wound in the Pyrex tube to perform a resonance action by a high voltage supplied from a power supply. Particles such as dust and soot, which are decomposed into harmless gases by the action, and carbides produced by incomplete combustion, are completely removed by using a dielectric heating principle in the microwave to finally remove water, carbon dioxide, and nitrogen. Only harmless components are allowed to be released into the atmosphere.
그리고 대한민국 등록특허공보 공고번호 제10-0188233호에는 프라즈마 정화장치의 방전전극을 내산성, 내마모성 및 도전성이 우수한 금속 또는 그 합금으로 길이가 길게 구성하여 배기가스의 정화효율을 크게 높이고 수명을 연장시키도록 한 "플라즈마를 이용한 디젤자동차의 배기가스 정화장치"를 제안하고 있다. 또한 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0293565호의 "자동차 배기가스 재연소처리장치"에는 자동차 배기가스의 유해한 성분을 별도의 연소열의 부가없이 히트파이프(Heat pipe)를 써서 엔진에서 배출되는 배기가스의 온도를 열손실없이 이용하여 배기가스이 유해성분을 2차 연소시켜 완전연소에 가깝게 제거하고 잔존하는 마이크로 단위 의 미세한 입도의 유해성분은 내부가 공간부로 된 관형 필터를 통과하게 하므로서 여과되게 하여 최종적으로 배출되는 배기가스는 인체에 무해한 청정공기만을 배출되게 한 기술을 제안하고 있다.In addition, Korean Patent Publication No. 10-0188233 discloses that the discharge electrode of the plasma purification device is made of a metal or an alloy having excellent acid resistance, abrasion resistance, and conductivity, and has a long length to greatly increase the purification efficiency of the exhaust gas and extend its life. A "Plasma Exhaust Gas Purification System for Diesel Vehicles" is proposed. In addition, the automobile exhaust gas recombustion apparatus of Korean Patent Publication No. 10-0293565 includes the exhaust gas discharged from the engine by using a heat pipe to remove harmful components of the vehicle exhaust gas without adding combustion heat. By using the temperature without heat loss, the exhaust gas secondary combustion of harmful components removes them close to the complete combustion, and the remaining harmful components with a fine particle size of micro unit are filtered by passing through the tubular filter with the space part and finally discharged. The exhaust gas is proposed a technology that allows only clean air to be harmless to the human body.
그러나 상술한 바와 같은 종래기술들은 자동차의 배기가스를 처리함에 있어서 삼원촉매, 마이크로웨이브 또는 방전전극 등을 이용하여 해당 장치의 특성과 작용에 따라 배기가스를 처리하게 되지만 각각 개별적으로 설치되는 장치이므로 한번에 다양한 종류의 유해가스나 미세한 입자 형태의 유해물질을 모두 다 처리할 수 없고 그 처리효율 또한 한정되어 있으므로 유해한 배기가스나 미세 입자들이 불완전 처리되어 방출되므로서 환경오염을 완벽하게 차단시킬 수 없는 문제점이 있엇다. 이에 따라 배기가스의 완벽한 처리를 위해서는 별도로 각각의 처리장치를 부가적으로 설치하여야 하나 자동차의 구조적인 문제점으로 그 설치가 어렵고 배기라인이 지나치게 길어져 엔진출력에 악영향을 초래하게 등 다양한 문제점이 유발될 뿐만 아니라 설치비용이 과다하게 증가되는 문제점이 있었다.However, the prior art as described above is to process the exhaust gas in accordance with the characteristics and functions of the device by using a three-way catalyst, microwave or discharge electrode, etc. in treating the exhaust gas of the vehicle, but each is a separate device is installed at a time Since it is not possible to treat all kinds of harmful gases or fine particles, all of them are limited and their efficiency is limited. Therefore, harmful exhaust gases or fine particles are incompletely treated and released. There was. Accordingly, in order to complete the exhaust gas treatment, each treatment device must be additionally installed, but it is difficult to install due to the structural problems of the automobile, and the exhaust line is too long, which causes adverse effects on the engine output. There was a problem that the installation cost is excessively increased.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 단일의 처리장치에 의해 엔진에서 배기관으로 배출되는 배기가스의 특성에 따라 배기가스를 순차적이고 효율적으로 완벽하게 처리함으로써 환경오염을 저감시킬 수 있는 자동차 배기가스 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the conventional problems as described above to reduce the environmental pollution by completely and efficiently treating the exhaust gas according to the characteristics of the exhaust gas discharged from the engine to the exhaust pipe by a single processing device. It is an object of the present invention to provide an automobile exhaust gas treatment method.
본 발명의 다른 목적은 단일의 처리장치에 의해 엔진에서 배기관으로 배출되는 배기가스의 특성에 따라 배기가스를 순차적이고 효율적으로 완벽하게 처리할 수 있도록 구성됨으로써 설치가 용이하고 엔진출력에 악영향을 미치지 않으면서 환경오염을 현저히 저감시킬 수 있도록 한 자동차 배기가스 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is easy to install and does not adversely affect the engine output by being configured to process the exhaust gas in sequence and efficiently completely according to the characteristics of the exhaust gas discharged from the engine to the exhaust pipe by a single treatment device It is therefore an object of the present invention to provide a vehicle exhaust gas treatment apparatus that can significantly reduce environmental pollution.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 엔진으로부터 배출되어 배기가스 처리장치로 유입되는 배기가스 중의 유해물질을 분해 처리하는 자동차의 배기가스 처리방법에 있어서, 상기 배기가스 처리장치로 유입되는 배기가스가 광촉매 메쉬를 통과하도록 하는 동시에 자외선을 조사시켜 배기가스의 유해물질을 광화학반응에 의해 산화시켜서 분해 처리하는 자외선 분해처리단계와, 상기 자외선 분해처리단계가 수행된 배기가스에 잔류되는 유해물질을 마이크로웨이브를 조사시켜 산화 및 환원작용에 의해 분해 처리하는 마이크웨이브 분해처리단계와, 상기 마이크로웨이브 분해처리단계가 시행된 배기가스에 잔류되는 유해물질을 재가열하여 열분해 처리하는 열분해처리단계가 순차적으로 시행된 후 배출되도록 하는 것을 특징으로 한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, in the exhaust gas treatment method of a vehicle for decomposing the harmful substances in the exhaust gas discharged from the engine flowing into the exhaust gas treatment apparatus, the exhaust gas treatment The ultraviolet gas decomposing step for exhaust gas flowing into the apparatus through the photocatalyst mesh and irradiating ultraviolet rays to oxidize harmful substances of the exhaust gas by photochemical reaction and to decompose the exhaust gas to which the ultraviolet gas decomposing step is performed. Microwave cracking treatment step of decomposing and treating residual harmful substances by microwave and oxidation, and pyrolysis treatment of pyrolysis by reheating harmful substances remaining in the exhaust gas subjected to microwave decomposition treatment step. To ensure that the steps are performed sequentially and then discharged It features.
상술한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 엔 진으로부터 배출되는 배기가스 중의 유해물질이 분해 처리되도록 배기관상에 설치되는 자동차의 배기가스 처리장치에 있어서, 상기 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 유입되는 분해케이스와; 상기 분해케이스의 배기가스 유입측 내부에 설치되는 광촉매 메쉬와 상기 광촉매 메쉬에 자외선을 조사시키도록 설치되는 자외선발광체가 구비된 자외선분해처리부와; 상기 자외선분해처리부와 접한 분해케이스의 내부에 설치되고 마이크로웨이브를 발진시켜 유해가스를 분해시키는 마이크로웨이브 조사부와; 상기 마이크로웨이브 조사부와 접한 배출측에 설치되어 배기가스에 고열을 인가시켜 잔류되는 유해가스를 열분해시키는 고온분해처리부가 순차적으로 구성된 것을 특징으로 한다. According to a feature of the present invention for achieving the above-mentioned other object, the present invention is an exhaust gas treatment apparatus for a vehicle installed on the exhaust pipe so that harmful substances in the exhaust gas discharged from the engine is decomposed, the exhaust from the engine A decomposition case into which exhaust gas is introduced; An ultraviolet decomposition processing unit including a photocatalyst mesh installed inside the exhaust gas inlet side of the decomposition case and an ultraviolet light emitter disposed to irradiate ultraviolet rays to the photocatalyst mesh; A microwave irradiation unit installed inside the decomposition case in contact with the ultraviolet decomposition unit and oscillating the microwave to decompose harmful gas; It is installed on the discharge side in contact with the microwave irradiation unit is characterized in that the high-temperature decomposition treatment unit for sequentially pyrolyzing the residual harmful gas by applying high heat to the exhaust gas.
이와 같은 본 발명에 따른 자동차 배기가스 처리장치에서 상기 자외선분해처리부는 광촉매 메쉬와 자외선발광체가 교번적으로 반복 설치되어 광화학반응이 반복 수행되도록 구성되고, 상기 광촉매 메쉬는 내열성 및 내부식성을 갖는 메쉬에 이산화티탄늄(TiO₂)이 코딩되어 구성될 수 있다.In the vehicle exhaust gas treating apparatus according to the present invention, the ultraviolet decomposition treatment unit is configured such that the photocatalytic mesh and the ultraviolet light emitter are alternately installed repeatedly to perform the photochemical reaction, and the photocatalyst mesh is a mesh having heat resistance and corrosion resistance. Titanium dioxide (TiO₂) may be coded and constructed.
이와 같은 본 발명에 따른 자동차 배기가스 처리장치에서 상기 자외선발광체는 상기 광촉매 메쉬와 대응되는 분해케이스의 내면상에 설치되는 다수 개의 UV 발광다이오드로 구성될 수 있다. In the vehicle exhaust gas treatment apparatus according to the present invention, the ultraviolet light emitting body may be composed of a plurality of UV light emitting diodes installed on the inner surface of the decomposition case corresponding to the photocatalyst mesh.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 2에 의거하여 상세히 설명하고, 도 1 내지 도 2에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2, and like reference numerals refer to like elements in FIGS. 1 and 2. Meanwhile, the drawings and detailed descriptions of configurations, operations, and effects that can be easily understood by those skilled in the art from general technology in each drawing are briefly or omitted, and are illustrated based on parts related to the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 자동차 배기가스 처리방법을 설명하기 위한 공정도, 도 2는 본 발명에 따른 자동차 배기가스 처리장치의 기술적 사상을 나타내는 도면이다. 1 is a process chart for explaining a vehicle exhaust gas treatment method according to the present invention, Figure 2 is a view showing the technical idea of the vehicle exhaust gas treatment apparatus according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 자동차 배기가스 처리방법은 엔진으로부터 배출되어 배기가스 처리장치로 유입되는 배기가스 중의 유해물질을 자외선 분해처리단계(12)와, 마이크로웨이브 분해처리단계(14)와, 열분해처리단계(16)를 순차적으로 시행하여 처리한다.Referring to Figure 1, the vehicle exhaust gas treatment method according to the present invention ultraviolet
상기 자외선 분해처리단계(12)는 광촉매 메쉬에 자외선을 조사시켜 상기 배기가스 처리장치로 유입되어 상기 광촉매 메쉬로 통과되는 배기가스의 유해물질을 광화학반응에 의해 산화시켜서 분해 처리하는 단계로서 상기 광촉매 메쉬에 코팅되는 광촉매는 이산화티탄늄(TiO₂)이고 상기 광촉매 메쉬에 인가되는 자외선 254nm 정도의 파장을 갖는 UV-자외선으로 조사됨이 바람직하다. The ultraviolet
그리고 상기 배기가스가 유동되는 이산화티탄늄(TiO₂)이 코팅된 광촉매 메쉬에 자외선 램프가 빛을 조사하게 되면 전자(electron)와 전공대(electron hole)가 형성되어 강한 산화력을 가진 하이드록실 라디칼(OH)과 슈퍼옥사이드(O₂-)를 생성하게 되고, 이와 같이 생성된 하이드록실 라디칼(OH)과 슈퍼옥사이드(O₂-)가 유기화합물을 산화 분해시켜서 무해한 물(H₂O)과 탄산가스(CO₂)로 변화시키게 된다. 즉 배기가스 중에 포함된 유해물질을 산화분해시켜서 무해한 물과 탄산가스로 변화시키고 유해물질인 유기화합물을 분해시키게 되는 것으로 그 화학식은 일반적이므로 상세한 도시를 생략한다.When the ultraviolet lamp irradiates light on the titanium dioxide (TiO₂) coated photocatalyst mesh through which the exhaust gas flows, electrons and electron holes are formed to form hydroxyl radicals having strong oxidation power (OH). ) And superoxide (O₂-), and the resulting hydroxyl radical (OH) and superoxide (O₂-) oxidize and decompose organic compounds into harmless water (H₂O) and carbon dioxide (CO₂) Let's go. In other words, by oxidatively decomposing harmful substances contained in the exhaust gas into harmless water and carbon dioxide gas, and decomposing organic compounds which are harmful substances.
또한 상기 하이드록실 라디칼(OH)의 산화력은 다른 산화제와 산화력을 비교하여 보면 월등히 높은 산화, 환원 전위를 가지기 때문에 NOx, 휘발성유기화합물, 각종 악취물질을 효과적으로 분해할 수 있고, 각종 폐수, 난분해성 오염물질, 환경호르몬 등을 완벽히 제거할 수 있을 뿐만 아니라 각종 병원균의 살균효과도 뛰어나다.In addition, the oxidizing power of the hydroxyl radical (OH) has an extremely high oxidation and reduction potential when compared with other oxidizing agents, and thus can effectively decompose NOx, volatile organic compounds and various odorous substances, and various wastewater and hardly decomposable pollutants. It can not only completely remove substances and environmental hormones, but also has excellent sterilizing effect of various pathogens.
상기 마이크로웨이브 분해처리단계(14)는 상기 자외선 분해처리단계(12)가 수행된 배기가스에 잔류되는 유해물질을 마이크로웨이브를 조사시켜 산화 및 환원작용에 의해 2차적으로 분해 처리시키는 단계로서, 이와 같은 단계(14)는 저전압을 승압시키는 전기승압장치로부터 인가되는 고전압에 의해 마이크로웨이브 조사기가 고밀도 마이크로웨이브를 발진 조사하게 되면 유해물질은 유전가열원리에 의해 온 도 400℃ 전후의 온도에서 산화 및 환원되면서 물, 이산화탄소 또는 질소 가스로 변환하게 되는데 이와 같은 반응의 예로서 이산화질소(NO₂)의 분해과정을 살펴보면 하기와 같다. 그리고 상기 마이크로웨이브 조사기에 의해 발진되는 주파수는 엔진의 출력이나 차종, 사용연료에 따라 300MHz ~ 30GHz 정도의 범위에서 조정하여 조사하게 되고 이때 상기 마이크로웨이브 조사기에는 주파수 12V ~ 24V의 저전압으로 인가되는 기초전압이 전기승압장치에 의해 대략 2000V 정도로 승압되어 공급됨으로서 가능하게 된다.The microwave
NO₂ ------> N+ + 2O- + e(여기전자) NO₂ ------> N + + 2O- + e
상기와 같은 화학식으로 반응되어 변화된 이온과 라디칼은 하기와 같은 재반응들이 발생하여 최종적으로 인체에 무해한 가스로 분해된다.The ions and radicals reacted and reacted with the chemical formulas above are decomposed into gases which are finally harmless to the human body by the following reactions.
N+ + N+ ------------>N₂N + + N + ------------> N₂
O- + H+ + H+ ------>H₂OO- + H + + H + ------> H₂O
C+ + O- + E ------>CO₂C + + O- + E ------> CO₂
CO- + E ------------->CO₂CO- + E -------------> CO₂
상기와 같은 화학식에 따른 반응에 의해 잔류되는 유해물질은 2차로 분해 처리되어 무해가스로 변화된 상태에서 후술되는 열분해처리단계(16)가 시행되도록 배 기가스 처리장치의 배출측으로 유동된다.Hazardous substances remaining by the reaction according to the above formula is secondaryly decomposed and flows to the discharge side of the exhaust gas treatment device so that the thermal
상기 열분해처리단계(16)는 상기 마이크로웨이브 분해처리단계(14)가 시행된 배기가스에 잔류되는 유해물질을 재가열하여 열분해 시키는 단계이고 이와 같은 단계에 의해 처리된 배기가스는 배기관을 타고 흘러 소음기를 통해 대기중으로 방출된다. 그리고 상기와 같은 열분해처리단계(16)는 예컨대 공급되는 전원에 의해 일정한 온도로 가열되는 히터에 의해 구성됨으로써 유해가스나 먼지, 그을음과 같은 유해물질을 고온의 열에 의해 분해시킬 수 있다.The pyrolysis treatment step (16) is a step of thermally decomposing the harmful substances remaining in the exhaust gas subjected to the microwave decomposition treatment step (14) by pyrolysis, and the exhaust gas treated by such a step flows through the exhaust pipe to silencer. Through the atmosphere. In addition, the
한편 본 발명에 따른 자동차 배기가스 처리방법은 상술한 바와 같이 광촉매에 의한 자외선 분해처리단계(12)와, 마이크로웨이브 분해처리단계(14)와, 열분해처리단계(16)에 의한 다단의 처리과정에 의해 분해된 후 배출되므로 유해물질의 배출량이 현저히 감소되어 환경오염을 저감시킬 수 있는 것이다.On the other hand, the vehicle exhaust gas treatment method according to the present invention is a multi-stage process by the ultraviolet
이하 본 발명에 따른 자동차 배기가스 처리장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, a vehicle exhaust gas treating apparatus according to the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 자동차 배기가스 처리장치(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 대기중으로 방출되도록 구성되는 배기관(20)상에 설치되는 분해케이스(110)와, 상기 분해케이스(110)의 내부에 내장되는 광촉매 메쉬(122)와 상기 광촉매 메쉬(122)에 자외선을 조사시키도록 설치되는 자외선발광 체(124)가 교번적으로 반복 설치되어 구성된 자외선분해처리부(120)와, 상기 자외선분해처리부(120)와 접한 분해케이스(110)의 내부에 설치되어 마이크로웨이브를 발진시켜 유해가스를 분해시키는 마이크로웨이브 조사부(130)와, 상기 마이크로웨이브 조사부(130)와 접한 배출측에 배기가스에 고열을 인가시켜 잔류되는 유해가스를 분해시키는 고온분해처리부(140)가 내장된다.Automobile exhaust
상기 분해케이스(110)는 상기 자외선분해처리부(120), 마이크로웨이브 조사부(130) 및 고온분해처리부(140)가 내장되도록 일정한 크기의 내부공간이 형성된 케이스본체(112)와, 상기 케이스본체(112)의 입구측에 형성되어 엔진측과 연결되는 배기관(20)과 접속되는 입구측 연결부(114)와, 상기 케이스본체(112)의 배출측에 형성되어 소음기측과 연결되는 배기관(20)과 접속되는 배출측 연결부(116)가 형성된다.The
상기 자외선분해처리부(120)에서 광촉매 메쉬(122)는 알루미늄 등와 같은 내열성 내부식성을 갖는 재질로 형성된 여러 장의 메쉬에 광촉매로서 이산화티탄늄(TiO₂)이 코딩되어 형성되는데, 상기 메쉬에 코딩되는 광촉매는 상기한 이산화티탄늄(TiO₂)으로 제한되는 것은 아니며 CdS와 같은 금속황화물, CdSe와 같은 금속 켈코게나이트 또는 Si, Ga, As 등으로도 형성될 수 있다.In the ultraviolet
상기 자외선발광체(124)는 자외선이 방출되는 다양한 형태의 자외선 램 프(UV-LAMP)로 구성되어 상기 광촉매 메쉬(124)측에 자외선을 조사시킴으로서 광화학반응이 수행되면서 유해 배기가스를 분해시키는 작용을 수행하게 된다. 바람직하게 상기 자외선발광체(124)는 상기 광촉매 메쉬(122)측과 접한 분해케이스(110)의 내면상에 일정한 간격으로 설치되는 자외선 발광다이오드(LED)로 구성되는데, 상기 자외선 발광다이오드는 대략 200nm 에서 400nm의 파장범위를 갖는 것으로 구성될 수 있지만 본 실시예에서는 254nm의 파장을 갖는 것으로 구성된다.The
그리고 상기 자외선분해처리부(120)의 바람직한 설치구조는 예컨대 상기 케이스본체(112)의 내부에 다수의 광촉매 메쉬(122)가 설치되고 상기 광촉매 메쉬(122)측으로 자외선이 조사되도록 상기 케이스본체(112)를 통해 삽입되어 그 내주면상으로 배치되는 다수의 자외선 발광다이오드(LED)가 설치된다. In addition, a preferable installation structure of the ultraviolet
상기 마이크로웨이브 조사부(130)는 고밀도 마이트로웨이브를 발진시키는 마이크로웨이브 조사기(132)와, 상기 마이크로웨이브 조사기(132)에 전기적으로 접속되어 고전압을 인가시키도록 12 ~ 24V의 저전압을 인가받아 고전압으로 승압시키는 전기승압장치(134)가 구성된다. The
그리고 상기 마이크로웨이브 조사기(132)는 바람직하게 300MHz ~ 30GHz 주파수 범위의 고주파를 발진시키는 마그네트론으로 형성되고, 상기 전기승압장치(134)는 약 12V의 저전압을 1500~3000V 정도로 승압할 수 있도록 구성된 것이 바람직하 다.In addition, the
상기 고온분해처리부(140)는 바람직하게 일정한 신호에 따라 공급되는 전원에 의해 가열되는 히터로 구성되어 상기 자외선분해처리부(120) 및 마이크로웨이브 조사부(130)에 의해 1차 및 2차의 분해처리과정이 수행된 상태에서도 분해되지 않은 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx) 등과 같은 유해가스나 유해 고형물을 재가열하여 열분해 시키게 된다. 그리고 상기 히터는 예컨대 상기 분해케이스의 내부공간과 단면형상이 유사하도록 대략 타원형의 판상 부재에 다수의 배기가스 이동공이 타공된 구조로 형성되어 인가되는 전원에 의해 가열되도록 구성되거나 코일 형상을 갖는 히터로 구성될 수 있고, 또한 상기 히터상에는 온도감지센서(미도시)가 구성되어 상기 히터의 가열온도를 감지, 인가하여 제어부에 의한 온/오프 동작이 수행되도록 함으로써 항상 정해진 고온의 열이 유지되면서 최적의 열분해 상태가 유지되도록 구성될 수 있다. The high temperature
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차 배기가스 처리방법 및 그 처리장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. As described above, the vehicle exhaust gas treatment method and the treatment apparatus according to the preferred embodiment of the present invention have been shown in accordance with the above description and the drawings, but this is only an example and the scope does not depart from the spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made therein.
본 발명에 의한 자동차 배기가스 처리방법 및 그 처리장치에 의하면, 단일의 처리장치 내부에 배기가스를 다양한 분해방법으로 순차적으로 분해하게 되므로서 다양한 종류의 유해가스나 미세한 입자 형태의 유해물질을 보다 더 완벽하게 처리할 수 있게 되어 배기가스 처리효율의 향상에 따른 환경오염을 현저히 저감시킬 수 있는 효과가 있다. According to the vehicle exhaust gas treatment method and apparatus therefor according to the present invention, since the exhaust gas is sequentially decomposed in a single treatment apparatus by various decomposition methods, various kinds of harmful gases or harmful substances in the form of fine particles are more and more. Since it can be completely treated, there is an effect that can significantly reduce the environmental pollution due to the improvement of the exhaust gas treatment efficiency.
그리고 본 발명에 의한 자동차 배기가스 처리방법 및 그 처리장치에 의하면, 배기가스를 다양한 처리방법에 의해 효율적으로 분해할 수 있는 처리장치가 단일의 처리장치 내에 순차적으로 구성되므로 배기가스의 처리효율을 향상시키기 위한 별도의 부가장치가 불필요하게 되고, 또한 배기가스 처리장치가 단순한 구조의 단일 장치이므로 자동차의 구조나 엔진출력에 악영향을 미치지 않으면서 간편하게 장착하여 사용할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the automobile exhaust gas treatment method and the treatment apparatus according to the present invention, since the treatment apparatus capable of efficiently decomposing the exhaust gas by various treatment methods is sequentially configured in a single treatment apparatus, the treatment efficiency of the exhaust gas is improved. In order to eliminate the need for a separate additional device, and since the exhaust gas treatment device is a single device having a simple structure, there is an advantage that it can be easily installed and used without adversely affecting the structure or engine output of the vehicle.
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