KR100937084B1 - 엔진용 배기 가스 정화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용나 선박 등의 엔진용 배기 가스 정화 장치에 관한 것으로, 촉매 액에 담근 황토볼과 카본체가 구획된 공간에 충진된 구조를 가짐으로써, 자동차나 선박 등의 가솔린이나 디젤 엔진으로부터 발생되는 배기 가스가 순차적으로 통과되면서 이에 함유된 미세 분진 등의 유해 물질이 흡착되어 제거된 후, 정화된 배기 가스만이 대기로 방출될 수 있도록 한 엔진용 배기 가스 정화 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 상부가 개구되고, 하부가 폐구되며, 폐구된 하부면을 관통하여 다수의 통공이 뚫린 유입관이 설치된 케이스; 상기 케이스의 개구된 상부에 설치되는 것으로 유출관이 관통되게 설치된 케이스뚜껑; 상기 케이스의 내부에 삽입되는 것으로, 망체로 형성되고, 길이 방향으로 격벽망이 설치되어 황토볼공간과 카본체공간으로 두 개의 공간을 구획하며, 일측 공간부에 케이스에 설치된 유입관이 삽입되게 바닥에 관통되게 망체통이 길이방향으로 설치되고, 높이가 케이스보다 작아서 케이스의 상부에 공간이 형성되도록 설치된 내통; 상기 내통의 개구된 상부에 설치되고, 황토볼공간의 상부를 덮는 부분은 막인 재질이고, 카본체공간의 상부를 덮는 부분은 망체로 형성된 내통뚜껑; 상기 황토볼공간에는 충진된 다수 개의 황토볼; 상기 카본체공간에 충진된 다수 개의 카본체;를 포함하여 구성된 엔진용 배기 가스 정화 장치가 제공된다.

배기 가스, 자동차, 선박, 황토볼, 카본체, 촉매

Description

엔진용 배기 가스 정화 장치{Purifier for exhaust gas}

본 발명은 자동차용나 선박 등의 엔진용 배기 가스 정화 장치에 관한 것으로, 촉매 액에 담근 황토볼과 카본체가 구획된 공간에 충진된 구조를 가짐으로써, 자동차나 선박 등의 가솔린이나 디젤 엔진으로부터 발생되는 배기 가스가 순차적으로 통과되면서 이에 함유된 미세 분진 등의 유해 물질이 흡착되어 제거된 후, 정화된 배기 가스만이 대기로 방출될 수 있도록 한 엔진용 배기 가스 정화 장치에 관한 것이다.

자동차에는 가솔린 엔진이나 디젤 엔진이 사용되고, 선박에는 주로 디젤 엔진이 사용된다. 이러한 내연기관에서 발생되는 배기 가스에는 많은 분진과 유해 물질이 함유되어 있다. 따라서 이를 대기로 배출하기 전에 반드시 유해 물질을 제거하는 정화의 단계를 거쳐야 한다.

이를 위해 자동차의 가솔린 엔진이나 디젤 엔진의 경우 촉매 장치를 거치고, 다시 머플러를 거쳐 유해 가스 성분을 제거하고 미세 분진 등을 제거하게 된다.

본 발명은 가솔린이나 디젤 엔진의 배기 가스에 포함된 유해 물질을 효과적으로 제거할 수 있도록 하여 대기 오염을 포함한 환경 오염의 원인이 되는 유해 물질과 분진을 보다 효과적으로 제거하기 위한 구조를 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 내연기관에서 배출되는 배기 가스에 포함된 유해물질과 분진을 제거하기 위하여 케이스의 내부에 황토볼과 카본체로 구획되게 충진하고, 상기 황토볼과 카본체는 유해 물질의 흡착력이 향상되도록 촉매 액에 함침되어 건조된 구조를 가지도록 하여, 배기 가스가 황토볼과 카본체를 순차적으로 통과하면서 유해 물질과 분진이 흡착되어 제거될 수 있도록 한다.

본 발명에 의하여 배기 가스가 황토볼이 충진된 부분과 카본체가 충진된 부분을 거쳐 배출됨으로써, 배기 가스에 포함된 분진 등이 황토볼과 카본체에 의해 흡착 및 정화되고, 특히 황토볼과 카본체에 도포된 촉매 액에 의해 유해 물질의 흡착력이 더욱 향상됨으로써, 환경 오염의 큰 요인이었던 배기 가스의 정화가 매우 용이하게 이루어진다.

이러한 본 발명의 정화장치는 자동차에 설치된 머플러와 함께 설치할 수도 있으나, 머플러와 대체하여 설치할 수 있는 구조, 즉 소음기 역할을 하는 구조를 함께 적용할 경우에는 머플러의 기능과 향상된 배기 가스 정화의 기능을 가지도록 할 수 있게 된다.

본 발명은 자동차 또는 선박에 사용되는 가솔린 엔진이나 디젤 엔진의 배기 가스를 정화하는 장치이다. 특히 디젤 엔진의 배기 라인에 설치하여 사용할 경우 그 유용성이 더 크다.

그리고 자동차의 경우 머플러가 설치되는데, 본 발명은 머플러 대신 사용될 수도 있고, 머플러와 더불어 같이 사용될 수도 있다.

이와 같은 본 발명은 상부가 개구되고, 하부가 폐구되며, 폐구된 하부면을 관통하여 다수의 통공(1)이 뚫린 유입관(2)이 설치된 케이스(3); 상기 케이스(3)의 개구된 상부에 설치되는 것으로 유출관(4)이 관통되게 설치된 케이스뚜껑(5); 상기 케이스(3)의 내부에 삽입되는 것으로, 망체로 형성되고, 길이 방향으로 격벽망(6)이 설치되어 황토볼공간(7)과 카본체공간(8)으로 두 개의 공간을 구획하며, 일측 공간부에 케이스(3)에 설치된 유입관(2)이 삽입되게 바닥에 관통되게 망체통(9)이 길이방향으로 설치되고, 높이가 케이스(3)보다 작아서 케이스(3)의 상부에 공간이 형성되도록 설치된 내통(10); 상기 내통(10)의 개구된 상부에 설치되고, 황토볼공간(7)의 상부를 덮는 부분은 막인 재질이고, 카본체공간(8)의 상부를 덮는 부분은 망체로 형성된 내통뚜껑(11); 상기 황토볼공간(7)에는 충진된 다수 개의 황토볼(12); 상기 카본체공간(8)에 충진된 다수 개의 카본체(13);를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 황토볼(12)은 톱밥과, 톱밥의 외부를 둘러싼 황토로 성형되어, 700~1,000℃에서 소성된 것을 사용한다. 그리고 황토볼(12)은 톱밥없이 생황토만 둥글게 성형 및 건조된 후 사용될 수 있고, 생황토만으로 700~1,000℃에서 소성되어 사용될 수도 있다. 황토볼(12)은 직경 5~15mm의 범위가 바람직하나 어떠한 크기로 한정할 필요는 없다.

그리고 상기 황토볼(12)과 카본체(13)는 촉매 액에 담긴 후 건조된 것임을 특징으로 한다. 상기 촉매 액은 칡 25~35중량％, 송진 25~35중량％, 물 35~45중량％로 혼합하고; 상기 혼합액이 15~25중량％가 되도록 끓이며, 상기 끓인 후의 중량과 같은 중량의 쌀뜨물을 혼합하여 12~18℃에서 5~8일간 발효시키는 과정을 통해 제조된다.

또한 황토볼공간(7)은 카본체공간(8)의 부피보다 1.5~3.5배로 크고, 이는 이들 두 공간을 구획하는 격벽망(6)의 위치에 따라 결정되며, 황토볼(12)에 의한 정화작용 면적을 더 크도록 한다.

촉매 액에 사용되는 칡과 송진은 배기 가스에서의 유해 물질을 흡착하는 효과가 커서 본 발명에서 이용되는 것이고, 이들의 사용량은 같은 정도로 하는 것이 좋으며, 쌀뜨물을 이용한 발효액에 혼합하면 더 좋은 효과가 있음을 실험적으로 밝혀졌다.

본 발명에 사용되는 카본체는 카본 칩 형태로 유통되는 어떠한 제품을 사용하더라도 상관없다.

본 발명에 사용되는 황토볼(12)은 생황토를 둥근 볼의 형태로 성형하여 그대로 사용할 수도 있고, 이를 소성시켜 사용할 수도 있다. 그리고 생황토볼이나 소성된 생황토볼을 촉매 액에 담구어 건조시킨 후 사용할 수 있다.

생황토볼의 소성은 700~1,000℃에서 일어나는데, 이를 통해 견고하고 내부에 미세 기공이 형성되어져 배기 가스에 포함된 유해 가스를 정화하거나 분진 등을 흡착하는 능력이 향상된다.

그리고 본 발명의 또 다른 특징은 황토볼(12)과 카본체(13)가 촉매 액에 함침되어 코팅된 것이다. 촉매 액은 칡, 송진, 물, 쌀뜨물로 이루어지는데, 일정 혼합비로 혼합된 칡, 송진, 물로 이루어진 혼합액이 끓여 농축된다. 농축의 정도는 중량이 약 1/5가 되도록 하는 것이다. 이 후 쌀뜨물을 동량 혼합하여 12~18℃에서 5~8일간 발효시키는 단계가 요구된다. 발효는 대기 중에 있는 야생 효모의 작용으로 일어날 수 있고, 별도로 효모를 추가하여 발효시킬 수도 있다.

농축하는 것은 촉매 액의 기능을 향상시키고자 하는 것이고, 쌀뜨물을 혼합하여 발효시키는 것은 쌀뜨물의 냄새 흡착 능력이 뛰어난 특성을 이용하는 것으로, 배기 가스의 악취를 제거하기 위함이다. 쌀뜨물의 냄새 흡착 능력은 널리 알려진 사실이다.

상기와 같이 칡, 송진, 물, 쌀뜨물로 이루어지고, 발효된 촉매 액은 배기 가스의 유해 물질을 제거하는 효과가 있고, 특히 황토볼(12)과 카본체(13)에 코팅하 여 사용하는 것이 더 효과적인 것으로 밝혀졌다. 따라서 본 발명은 이와 같은 촉매 액을 황토볼(12)과 카본체(13)에 함침시켜 사용하고, 황토볼(12)과 카본체(13)를 촉매 액에 함침 시켜 건조시키면 황토볼(12)의 오염 물질 흡착능력이 향상된다.

이와 같이 황토볼(12)과 카본체(13)가 완성되면, 내통(10)의 황토볼공간(7)에는 황토볼(12)을, 카본체공간(8)에는 카본체(13)를 충진하게 된다. 황토볼공간(7)이 카본체공간(8)보다 더 크기 때문에 황토볼(12)에 의한 정화작용 면적이 더 크게 된다. 그 부피의 비율이 1.5~3.5배일 때 가장 좋은 결과를 얻을 수 있었으므로, 이의 비율로 공간을 형성시킴이 바람직하다. 그리고 황토볼공간(7)에는 망체통(9)이 있는데, 이에는 황토볼(12)은 충진하지 않는다.

그리고 내통(10)의 상부에 내통뚜껑(11)을 닫으면 하나의 독립된 내통(10)이 되고, 케이스(3)에 넣었다 뺐다 할 수 있는 구조가 되어, 황토볼(12)이나 카본체(13)의 교체가 용이하게 된다.

내통(10)의 망체통(9)이 케이스(3)에 설치된 유입관(2)이 삽입되도록 설치하고, 케이스뚜껑(5)을 케이스(3)의 상부에 조립하면 전체적인 구성은 완성된다.

도 1과 도 2에서와 같이, 유입관(2)의 고정을 위하여 유입관(2)의 상부에 고정봉(14)을 설치하여 이를 내통뚜껑(11)과 케이스뚜껑(5)을 관통시켜 나사 체결하도록 하는 구조도 가능하다.

상기와 같은 조립이 완성되면, 배기 가스는 유입관(2)을 통하여 유입되고, 유입관(2)에 뚫린 통공(1)을 통해 나가게 된다. 통공(1)을 나온 배기 가스는 내통(10)에 설치된 망체통(9)을 통과해 나와 황토볼공간(7)에 충진된 황토볼(12)과 접하여 반응하거나 유해 이물질 등이 흡착되어 진다.

황토볼(12)에 의해 유해 물질이 흡착된 배기 가스는 다시 격벽망(6)을 통과해 카본체공간(8)으로 흘러가 카본체(13)와 반응하게 된다. 그리고 남아 있던 유해 물질이 카본체(13)에 흡착되어 제거된다.

배가 가스의 유해 물질은 황토볼(12)과 카본체(13)에 코팅된 촉매 액에 의해 흡착되고, 정화된 가스만 내통뚜껑(11)의 망체를 통해 배출된다. 내통뚜껑(11)은 황토볼공간(7)의 상부를 덮는 부분은 막인 재질이고, 카본체공간(8)의 상부를 덮는 부분은 망체로 형성되어 있으므로, 황토볼공간(7)으로 온 배기 가스는 모두가 카본체공간(8)으로 이동할 수 밖에 없고, 카본체(13)와 반응한 배기 가스는 내통뚜껑(11)의 망체를 통해 배출된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 내통뚜껑(11)과 케이스뚜껑(5)의 사이에는 일정 공간이 형성되어 카본체공간(8)을 나온 배기 가스가 용이하게 유출관(4)으로 나갈 수 있도록 하는 구조를 가진다.

상기와 같은 구조를 가진 본 발명은 유입관(2)을 통하고, 망체통(9)을 거치고, 다수의 황토볼(12)과 카본체(13)를 거리는 과정에서 배기 가스의 소음을 없애는 머플러의 기능을 하고, 황토볼(12)과 카본체(13)의 재질과 코팅된 촉매 액에 의해 유해 물질을 흡착하게 된다.

도 1은 본 발명의 분해 사시도

도 2는 본 발명의 수직 단면도

도 3은 본 발명의 수평 단면도

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 통공 2 : 유입관

3 : 케이스 4 : 유출관

5 : 케이스뚜껑 6 : 격벽망

7 : 황토볼공간 8 : 카본체공간

9 : 망체통 10 : 내통

11 : 내통뚜껑 12 : 황토볼

13 : 카본체 14 : 고정봉

Claims (4)

1. 상부가 개구되고, 하부가 폐구되며, 폐구된 하부면을 관통하여 다수의 통공(1)이 뚫린 유입관(2)이 설치된 케이스(3); 상기 케이스(3)의 개구된 상부에 설치되는 것으로 유출관(4)이 관통되게 설치된 케이스뚜껑(5); 상기 케이스(3)의 내부에 삽입되는 것으로, 망체로 형성되고, 길이 방향으로 격벽망(6)이 설치되어 황토볼공간(7)과 카본체공간(8)으로 두 개의 공간을 구획하며, 일측 공간부에 케이스(3)에 설치된 유입관(2)이 삽입되게 바닥에 관통되게 망체통(9)이 길이방향으로 설치되고, 높이가 케이스(3)보다 작아서 케이스(3)의 상부에 공간이 형성되도록 설치된 내통(10); 상기 내통(10)의 개구된 상부에 설치되고, 황토볼공간(7)의 상부를 덮는 부분은 막인 재질이고, 카본체공간(8)의 상부를 덮는 부분은 망체로 형성된 내통뚜껑(11); 상기 황토볼공간(7)에는 충진된 다수 개의 황토볼(12); 상기 카본체공간(8)에 충진된 다수 개의 카본체(13);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 황토볼(12)은 톱밥과, 톱밥의 외부를 둘러싼 황토로 성형되어, 700~1,000℃에서 소성된 것임을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 황토볼(12)과 카본체(13)는 촉매 액에 담긴 후 건조 된 것임을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 촉매 액은 칡 25~35중량％, 송진 25~35중량％, 물 35~45중량％로 혼합하고; 상기 혼합액이 15~25중량％가 되도록 끓이며, 상기 끓인 후의 중량과 같은 중량의 쌀뜨물을 혼합하여 5~8일간 발효시키는 과정을 통해 제조됨을 특징으로 하는 엔진용 배기 가스 정화 장치.

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