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KR101430061B1 - 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템 및 이를 포함하는 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치 - Google Patents

강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템 및 이를 포함하는 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치 Download PDF

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KR101430061B1
KR101430061B1 KR1020140020286A KR20140020286A KR101430061B1 KR 101430061 B1 KR101430061 B1 KR 101430061B1 KR 1020140020286 A KR1020140020286 A KR 1020140020286A KR 20140020286 A KR20140020286 A KR 20140020286A KR 101430061 B1 KR101430061 B1 KR 101430061B1
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KR
South Korea
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exhaust gas
air supply
compressed air
soot
white smoke
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KR1020140020286A
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Inventor
김윤식
채송운
정홍석
김인철
이경복
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주식회사 이드리븐
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Abstract

본 발명은 디젤엔진에서 발생되는 배기가스가 버너에서 신선하면서도 과잉 공기와 많이 접촉하여 균일하게 혼합 및 가열되어, 필터로 유입된 매연이 필터에서 완전 연소되고 온도를 빨리 상승시킬 수 있도록 함으로써 대기중으로 배출되는 매연 및 백연을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 강제 고압 과잉 공기 공급 방식이 적용된 엔진에서는 터보 혹은 터보 인터쿨러의 공기 압력을 이용하여 버너로 신선하면서도 과잉 공기를, 강제 고압 과잉 공기 공급 방식이 적용되지 않은 엔진에서는 별도의 에어컴프레셔를 장착 및 이용하여 버너로 신선하면서도 과잉 공기를 공급하여 기존 보다 향상된 매연 및 백연 저감 성능을 발휘할 수 있는 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 장착 및 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템 및 이를 포함하는 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치에 관한 것이다.

Description

강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템 및 이를 포함하는 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치 {Burner system for smoke and white smoke reducing apparatus using high-pressure excess air by force and smoke and white smoke reducing apparatus of diesel engine having the same}
본 발명은 디젤엔진에서 발생되는 배기가스가 버너에서 신선하면서도 과잉 공기와 많이 접촉하여 균일하게 혼합 및 가열되어, 필터로 유입된 매연이 필터에서 완전 연소되고 온도를 빨리 상승시킬 수 있도록 함으로써 대기중으로 배출되는 매연 및 백연을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 강제 고압 과잉 공기 공급 방식이 적용된 엔진에서는 터보 혹은 터보 인터쿨러의 공기 압력을 이용하여 버너로 신선하면서도 과잉 공기를, 강제 고압 과잉 공기 공급 방식이 적용되지 않은 엔진에서는 별도의 에어컴프레셔를 장착 및 이용하여 버너로 신선하면서도 과잉 공기를 공급하여 기존 보다 향상된 매연 및 백연 저감 성능을 발휘할 수 있는 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템 및 이를 포함하는 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치에 관한 것이다.
디젤엔진은 가솔린 엔진보다 최대 토크가 높은 특징과 저렴한 연료비 등의 장점을 가져 자동차, 건설기계, 농기계, 선박 등에 널리 사용되고 있다.
그러나 디젤엔진은 가솔린 엔진보다 매연 배출량이 많기 때문에 환경오염을 가중시킨다는 단점이 있고, 이러한 매연의 문제는 인체에 유입 시 호흡기 질환, 폐에 흡착되어 폐암 등의 환경문제에 대한 인식이 높아지고 있는 현 상황에서 심각한 문제로 인식되고 있는 실정이다.
이러한 디젤엔진의 매연 문제를 해소하기 위하여 각종 매연 저감장치가 안출되었다.
이러한 매연 저감장치의 대부분은 디젤엔진에서 발생되는 배기가스가 촉매를 가지는 필터로 유입되어 매연이 필터에서 연소되도록 함으로써 공기중으로 배출되는 매연을 저감시킬 수 있도록 구성된다.
그런데 단순히 배기가스가 필터로 유입되도록 할 경우 연소율이 낮고, 고가의 귀금속 함량을 높이는 단점을 개선하기 위하여 필터로 유입되기 전 배기가스의 온도를 상승시켜 연소율이 향상되도록 하는 기술이 안출되었다.
한국공개특허 1997-0072893호(배기가스 정화 장치 연소기) 등에는 버너를 통해 배기가스의 온도를 상승시켜 매연의 연소율이 향상되도록 하는 기술이 개시되어 있다.
그러나 상기와 같은 기술은 단지 버너를 통해 배기가스의 온도를 상승시키는 것일 뿐이어서 매연의 연소율이 극대화되지 못하였다. 즉, 필터로 유입되기 전 모든 배기가스가 균일하게 가열되는 것이 아니라 배기가스의 일부는 온도가 크게 상승되지만 일부 배기가스는 온도의 상승이 원활하지 못하여 종래에 비해 매연의 연소율이 크게 상승되지 못하는 문제점이 있다.
또한, 버너가 승온이 되지 않은 상태에서 작동되면 버너로 공급된 연료의 불완전 연소 등에 의해 HC와 그 산화물이 주성분인 백연(white some, 하얀 연기)이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 버너로 공기의 공급이 원활하지 못해 화염이 일정하게 유지되지 않으므로 매연저감 성능이 저하되는 단점이 있다.
KR 1997-0072893 A1 (1998.11.05.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 배기가스가 필터로 유입되기 전 버너에서 신선하면서도 과잉 공기와 많이 접촉하여 균일하게 혼합 및 가열되어 필터로 유입된 매연이 필터에서 완전 연소되고 온도를 빨리 상승시킬 수 있도록 함으로써 대기중으로 배출되는 매연 및 백연을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 강제 고압 과잉 공기 공급 방식이 적용된 엔진에서는 터보 혹은 터보 인터쿨러의 공기 압력을 이용하여 버너로 신선하면서도 과잉 공기를, 강제 고압 과잉 공기 공급 방식이 적용되지 않은 엔진에서는 별도의 에어컴프레셔를 장착 및 이용하여 버너로 신선하면서도 과잉 공기를 공급하여 기존 보다 향상된 매연 및 백연 저감 성능을 발휘할 수 있는 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템 및 이를 포함하는 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템은, 일측에 배기가스 유입구(110)가 형성되고 타측에 배기가스 배출구(120)가 형성되며, 내부가 중공 형성되는 외부 하우징(100); 상기 외부 하우징(100)의 내주면과 이격되게 배치되도록 상기 외부 하우징(100)의 내부에 구비되며, 내부에 중공된 연소실(200a)이 형성되는 내부 하우징(200);을 포함하여 이루어지며, 상기 외부 하우징(100)을 관통하여 상기 내부 하우징(200)과 연통되도록 상기 내부 하우징(200)의 일측에는 디젤연료 및 공기 공급구(220)와 압축공기 공급구(230)가 형성되고 타측은 개방되게 형성되며, 상기 내부 하우징(200)에는 공급되는 디젤연료를 연소실(200a)에서 연소되도록 하는 점화수단(240)이 구비되며, 상기 압축공기 공급구(230)는 터보차저(500) 및 인터쿨러(600)를 통해 압축된 공기가 유입되도록 제1압축공기 공급관(610)이 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 압축공기 공급구(230)에는 에어컴프레셔를 통해 압축된 공기가 유입되도록 제2압축공기 공급관(620)이 더 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내부 하우징(200)의 일측에 배기가스의 일부가 유입되는 배기가스 보조 유입구(210)가 형성되고, 상기 내부 하우징(200)의 내부에는 상기 배기가스 보조 유입구(210) 및 압축공기 공급구(230)가 연결되어 상기 배기가스 보조 유입구(210)로 유입된 배기가스가 공기와 혼합되어 내부 하우징(200)의 연소실(200a)로 공급되도록 하는 혼합실(200b)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배기가스 보조 유입구(210)는 상기 외부 하우징(100)의 배기가스 유입구(110) 내부에 배관으로 형성되며, 상기 배기가스 보조 유입구(210)의 입구부는 유입되는 배기가스의 유동 방향과 나란하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 배기가스 유입구(110)는 상기 외부 하우징(100)과 나란하게 형성되거나, 상기 배기가스 유입구(110)는 상기 외부 하우징(100)의 측면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1압축공기 공급관(610)에는 상기 압축공기 공급구(230)에서 인터쿨러(600)로 압축공기가 역류되는 것을 차단하는 체크밸브(630) 및 상기 제1압축공기 공급관(610)을 개폐하는 솔레노이드밸브(640)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 버너 시스템을 포함하는 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치는, 상기 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템(1000)을 포함하여 이루어지며, 디젤엔진(1100)의 배기관(1200)에 상기 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템(1000)의 배기가스 유입구(110)가 연결되고, 상기 배기가스 배출구(120)에 배기가스 내의 유기물 또는 입자상 물질(PM, Particulate Matters)을 연소시키는 촉매필터(1300, DPF, Diesel Particulate Filter)가 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템 및 이를 포함하는 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치는, 디젤엔진에서 발생한 배기가스가 버너의 화염 열기와 고르게 접촉됨으로써 배기가스가 균일하게 가열된 후 필터로 유입될 수 있어 필터에서의 매연 연소 효과가 우수하며, 강제 고압 과잉 공기를 버너로 공급하여 버너가 빠르게 가열되어 승온될 수 있어 버너의 초기 작동시 발생하는 백연을 저감시킬 수 있어, 기존보다 향상된 매연 및 백연 저감 성능을 발휘할 수 있는 장점이 있다.
이에 따라 대기중으로 배출되는 매연 및 백연의 배출량을 효과적으로 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템을 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템을 포함하는 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치를 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템을 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템을 포함하는 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치를 나타낸 구성도.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템 및 이를 포함하는 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템을 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템(1000)은, 일측에 배기가스 유입구(110)가 형성되고 타측에 배기가스 배출구(120)가 형성되며, 내부가 중공 형성되는 외부 하우징(100); 상기 외부 하우징(100)의 내주면과 이격되게 배치되도록 상기 외부 하우징(100)의 내부에 구비되며, 내부에 중공된 연소실(200a)이 형성되는 내부 하우징(200);을 포함하여 이루어지며, 상기 외부 하우징(100)을 관통하여 상기 내부 하우징(200)과 연통되도록 상기 내부 하우징(200)의 일측에는 디젤연료 및 공기 공급구(220)와 압축공기 공급구(230)가 형성되고 타측은 개방되게 형성되며, 상기 내부 하우징(200)에는 공급되는 디젤연료를 연소실(200a)에서 연소되도록 하는 점화수단(240)이 구비되며, 상기 압축공기 공급구(230)는 터보차저(500) 및 인터쿨러(600)를 통해 압축된 공기가 유입되도록 제1압축공기 공급관(610)이 연결된다.
우선, 외부 하우징(100)은 내부가 중공된 관 형태로 형성되어, 일측에 디젤엔진으로부터 배출되는 배기가스가 유입되도록 배기가스 유입구(110)가 형성되며 타측에 배기가스가 배출되는 배기가스 배출구(120)가 형성된다.
내부 하우징(200)은 외부 하우징(100)의 내부에 구비되되, 외부 하우징(100)의 내주면과 이격되게 배치되도록 외부 하우징(100)의 내부에 나란하게 구비된다. 내부 하우징(200)은 내부가 중공 형성되어 내부에서 디젤연료가 연소될 수 있도록 연소실(200a)로 형성되며, 내부 하우징(200)은 일측이 폐쇄되고 타측이 개방되게 형성된다.
그리고 외부 하우징(100)을 관통하여 내부 하우징(200)과 연통되도록 디젤연료 및 공기 공급구(220)와 압축공기 공급구(230)가 형성되며, 내부 하우징(200)에는 공급되는 디젤연료가 연소되도록 점화수단(240)이 구비된다. 이때, 디젤연료 및 공기 공급구(220)는 디젤연료와 공기를 동시에 분사하는 혼합 분사식 형태로 형성되며, 압축공기 공급구(230)는 버너의 산소 공급원으로써 외부 산소를 유입시키기 위해 사용된다.
여기에서 압축공기 공급구(230)는 터보차저(500) 및 인터쿨러(600)를 통해 압축된 공기가 유입되도록 제1압축공기 공급관(610)이 연결된다. 즉, 배기관의 배기가스를 동력원으로 하는 터보차저(500)에서 외부 공기를 압축시키고 압축된 공기는 인터쿨러(600)를 거쳐 디젤엔진의 흡기매니폴드(400)로 유입되며 일부 공기가 압축공기 공급구(230)로 유입되도록 인터쿨러(600)와 압축공기 공급구(230)가 연결된다.
그리하여 본 발명의 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템 및 이를 포함하는 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치는, 디젤엔진에서 발생한 배기가스가 버너의 화염 열기와 고르게 접촉됨으로써 배기가스가 균일하게 가열된 후 필터로 유입될 수 있어 필터에서의 매연 연소 효과가 우수하며, 강제 고압 과잉 공기를 버너로 공급하여 버너가 빠르게 가열되어 승온될 수 있어 버너의 초기 작동시 발생하는 백연을 저감시킬 수 있어, 기존보다 향상된 매연 및 백연 저감 성능을 발휘할 수 있는 장점이 있으며, 이에 따라 대기중으로 배출되는 매연 및 백연의 배출량을 효과적으로 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 압축공기 공급구(230)에는 에어컴프레셔를 통해 압축된 공기가 유입되도록 제2압축공기 공급관(620)이 더 연결될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 압축공기 공급구(230)에 연결되도록 제2압축공기 공급관(620)이 추가로 형성되어 에어컴프레셔를 통해 압축된 공기가 유입되도록 구성될 수 있다. 그리하여 인터쿨러(600)를 통해 압축된 공기 및 에어컴프레셔를 통해 압축된 공기가 함께 압축공기 공급구(230)로 유입되도록 할 수 있어 연소실(200a) 내부로 공기의 공급을 원활하게 할 수 있다.
또한, 상기 내부 하우징(200)의 일측에 배기가스의 일부가 유입되는 배기가스 보조 유입구(210)가 형성되고, 상기 내부 하우징(200)의 내부에는 상기 배기가스 보조 유입구(210) 및 압축공기 공급구(230)가 연결되어 상기 배기가스 보조 유입구(210)로 유입된 배기가스가 공기와 혼합되어 내부 하우징(200)의 연소실(200a)로 공급되도록 하는 혼합실(200b)이 형성될 수 있다.
즉, 내부 하우징(200)은 일측에 배기가스 보조 유입구(210)가 형성되어 배기관을 통해 외부 하우징(100)의 내부로 유입되는 배기가스 중의 일부가 배기가스 보조 유입구(210) 통해 내부 하우징(200)의 내부로 유입된다. 이때, 외부 하우징(100)의 배기가스 유입구(110)로 유입된 배기가스 중의 일부는 배기가스 보조 유입구(210)를 따라 내부 하우징(200)의 내부로 유입되고, 나머지 배기가스는 외부 하우징(100)과 내부 하우징(200) 사이로 유입되도록 구성된다. 그리고 내부 하우징(200)의 내부에는 배기가스 보조 유입구(210) 및 압축공기 공급구(230)가 연결되어 배기가스 보조 유입구(210)로 유입된 배기가스가 압축공기 공급구(230)에서 공급되는 공기와 혼합되도록 혼합실(200b)이 형성되며, 혼합실(200b)은 연소실(200a)과 연통되어 배기가스와 공기가 혼합된 혼합기체가 연소실(200a) 내로 유입될 수 있다. 이때, 혼합실(200b)에는 연소실(200a)과 연통되도록 유입공(200b-1)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 배기가스 보조 유입구(210)는 상기 외부 하우징(100)의 배기가스 유입구(110) 내부에 배관으로 형성되며, 상기 배기가스 보조 유입구(210)의 입구부는 유입되는 배기가스의 유동 방향과 나란하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 외부 하우징(100)의 배기가스 유입구(110)로 유입되는 배기가스의 일부가 내부 하우징(200)으로 원활하게 유입되도록 배기가스 보조 유입구(210)의 입구부가 유입되는 배기가스의 유동 방향과 나란하게 형성되는 것이다. 그리하여 배기가스의 유동 저항을 줄일 수 있고, 내부 하우징(200)의 연소실(200a)로 배기가스의 유입이 원활해지며, 혼합실(200b)에서 배기가스 및 공기가 균일하게 혼합되어 연소실(200a)로 유입될 수 있다. 또한, 배기가스 보조 유입구(210)로 유입되는 배기가스의 압력이 상승되므로, 압축공기 공급구(230)를 통해 혼합실(200b)로 유입되는 공기의 압력에 의해 배기가스 보조 유입구(210)로 배기가스가 유입되지 않는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 배기가스 유입구(110)는 상기 외부 하우징(100)과 나란하게 형성되거나, 상기 배기가스 유입구(110)는 상기 외부 하우징(100)의 측면에 형성될 수 있다.
즉, 도 1과 같이 배기가스 유입구(110)가 외부 하우징(100)의 길이 방향으로 나란하게 I형으로 형성될 수 있으며, 도 3과 같이 배기가스 유입구(110)가 외부 하우징(100)의 측면인 외주면에 형성되어 배기가스의 유입 방향과 배출 방향이 L형으로 수직이 되거나 경사진 형태로 형성될 수 있다. 또한, 이외에도 다양한 형태로 변경될 수도 있다.
또한, 상기 제1압축공기 공급관(610)에는 상기 압축공기 공급구(230)에서 인터쿨러(600)로 압축공기가 역류되는 것을 차단하는 체크밸브(630) 및 상기 제1압축공기 공급관(610)을 개폐하는 솔레노이드밸브(640)가 설치될 수 있다.
즉, 체크밸브(630)에 의해 에어컴프레셔에 연결된 제2압축공기 공급관(620)을 통해 유입되는 공기의 압력에 의해 인터쿨러(600) 쪽으로 공기 및 배기가스가 역류되는 것을 방지할 수 있으며, 솔레노이드밸브(640)에 의해 제1압축공기 공급관(610)을 개폐하여 압축공기를 공급하거나 차단할 수 있다. 이때, 솔레노이드밸브(640) 만으로도 공기 및 배기가스가 역류되는 것을 차단할 수 있다. 또한, 솔레노이드밸브(640)는 2~3시간 간격으로 작동되어 일정시간동안 버너로 압축공기를 공급할 수 있다.
그리고 내부 하우징(200)에는 둘레에 다수개의 연통공(250)이 형성되어, 내부 하우징(200)과 외부 하우징(100)이 연통되도록 형성될 수 있다. 즉, 외부 하우징(100)과 내부 하우징(200) 사이로 유입된 배기가스 중의 일부가 내부 하우징(200)의 연소실(200a)로 유입되도록 구성된다. 또한, 회전 분배판(300)이 외부 하우징(100)과 내부 하우징(200) 사이에 결합되어 외부 하우징(100)과 내부 하우징(200) 사이를 통과하는 배기가스를 회전시키도록 구성될 수 있다. 이때, 회전 분배판(300)은 원주 방향을 따라 다수개의 경사 날개(310)가 형성되어 회전 분배판(300)을 통과하는 배기가스를 용이하게 회전시킬 수 있다. 그리하여 배기가스 유입구(110)로 유입된 배기가스는 외부 하우징(100)과 내부 하우징(200) 사이를 따라 유동되고, 회전 분배판(300)을 통과하며 배기가스에 와류가 형성된다. 이때, 회전 분배판(300)을 통과하기 전에 내부 하우징(200)에 형성된 다수개의 연통공(250)들을 통해 내부 하우징(200)의 내부인 연소실(200a)로 일부 배기가스가 유입된다. 그리고 배기가스 보조 유입구(210)로 유입된 일부 배기가스는 혼합실(200b)에서 공기와 혼합되어 연소실(200a)로 유입되고, 분사노즐(220-1)에서 분사되는 디젤연료와 공기가 혼합된 혼합기체가 점화수단(240)에 의해 연소되어 화염이 발생하며, 연소실(200a)에서 배기가스 및 화염이 혼합되어 배기가스 배출구(120) 쪽으로 배출된다. 여기에서 연소실(200a)에서 배출되는 배기가스 및 화염이 내부 하우징(200)의 타측(후단)에서 외부 하우징(100)과 내부 하우징(200) 사이를 통과한 배기가스와 혼합되어 배기가스 배출구(120)로 배출된다.
이에 따라 연소실(200a)에서 연소되어 발생되는 화염에 의해 일부 배기가스가 직접 가열되고, 외부 하우징(100)과 내부 하우징(200) 사이를 통과하는 배기가스는 내부 하우징(200)의 열에 의해 간접적으로 가열되며, 내부 하우징(200)의 후단에서 배기가스가 만나면서 화염과 혼합되어 배기가스의 온도를 균일하게 상승시킬 수 있다.
또한, 상기 압축공기 공급구(230)는 제1압축공기 공급구(230a) 및 제2압축공기 공급구(230b)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1압축공기 공급구(230a)는 상기 혼합실(200b)에 연결되고, 상기 제2압축공기 공급구(230b)는 상기 외부 하우징(100)을 관통하여 상기 내부 하우징(200)의 연소실(200a)과 연통되도록 형성될 수 있다. 그리고 도시된 바와 같이 제1압축공기 공급구(230a)에 제1압축공기 공급관(610) 및 제2압축공기 공급관(620)이 연결되고, 제2압축공기 공급구(230b)는 에어컴프레셔와 연결될 수 있다. 또한, 제2압축공기 공급구(230b)는 제1압축공기 공급관(610) 또는 제2압축공기 공급관(620)에 연결될 수도 있다.
또한, 상기 제2압축공기 공급구(230b)는 상기 내부 하우징(200)의 내부에 파이프 형태로 연장 형성되어 다수개의 공기 분사공(230b-1)이 형성될 수도 있다.
또한, 상기 내부 하우징(200)은 상기 회전 분배판(300)에 결합된 부분이 외부로 돌출되어 돌출부(260)가 형성되고, 상기 돌출부(260)의 일측에는 제1연통공(261)이 형성되고 타측에는 제2연통공(262)이 형성되어, 상기 외부 하우징(100)과 내부 하우징(200) 사이를 통과하는 배기가스의 일부가 상기 제1연통공(261)을 통해 연소실(200a)로 유입되어 상기 제2연통공(262)을 통해 상기 외부 하우징(100)과 내부 하우징(200) 사이로 유동될 수 있다.
또한, 상기 내부 하우징(200)의 타측 둘레에는 화염이 배출되는 화염 배출공(270)이 형성될 수 있다.
그리고 상기 버너 시스템을 포함하는 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치(2000)는, 상기 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템(1000)을 포함하여 이루어지며, 디젤엔진(1100)의 배기관(1200)에 상기 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템(1000)의 배기가스 유입구(110)가 연결되고, 상기 배기가스 배출구(120)에 배기가스 내의 유기물 또는 입자상 물질(PM, Particulate Matters)을 연소시키는 촉매필터(1300, DPF, Diesel Particulate Filter)가 연결된다.
즉, 도 2 및 도 4와 같이 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템(1000)으로 배기가스가 유입되도록 디젤엔진(1100)의 배기관(1200)이 외부 하우징(100)의 배기가스 유입구(110)에 연결되고, 버너(1000)를 통과하며 균일하게 가열된 배기가스가 촉매필터(1300)로 유입되도록 외부 하우징(100)의 배기가스 배출구(120)에 촉매필터(1300)가 연결된다. 이때, 촉매필터(1300)는 배기가스 내의 유기물 또는 입자상 물질(PM)을 연소시켜 매연을 감소시켜주는 장치이다.
그리하여 디젤엔진에서 발생된 배기가스는 버너에서 균일하게 특정 온도로 가열되고, 촉매필터로 유입되어 미립자가 산화되어 매연이 제거된다. 이에 따라 대기중으로 배출되는 매연의 배출량을 효과적으로 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고 도시된 바와 같이 터보인터쿨러 압력을 이용한 매연저감장치용 버너 시스템(1000)과 촉매필터(1300) 사이에는 촉매에 의해 유기물이나 입자상 물질을 제거하는 산화촉매(1400, DOC, Diesel Oxidation Catalyst)가 연결되어, 배기가스에 포함된 매연을 효과적으로 저감시킬 수도 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 장착 및 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템
100 : 외부 하우징
110 : 배기가스 유입구 120 : 배기가스 배출구
200 : 내부 하우징
200a : 연소실 200b : 혼합실
200b-1 : 유입공
210 : 배기가스 보조 유입구 220 : 디젤연료 및 공기 공급구
220-1 : 분사노즐
230 : 압축공기 공급구 230a : 제1압축공기 공급구
230b : 제2압축공기 공급구 230b-1 : 공기 분사공
240 : 점화수단 250 : 연통공
260 : 돌출부 261 : 제1연통공
262 : 제2연통공 270 : 화염 배출공
300 : 회전 분배판 310 : 경사 날개
400 : 흡기매니폴드 500 : 터보차저
600 : 인터쿨러 610 : 제1압축공기 공급관
620 : 제2압축공기 공급관 630 : 체크밸브
640 : 솔레노이드밸브
1100 : 디젤엔진 1200 : 배기관
1300 : 촉매필터(DPF, Diesel Particulate Filter)
1400 : 산화촉매(DOC, Diesel Oxidation Catalyst)
2000 : 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치

Claims (7)

  1. 일측에 배기가스 유입구(110)가 형성되고 타측에 배기가스 배출구(120)가 형성되며, 내부가 중공 형성되는 외부 하우징(100);
    상기 외부 하우징(100)의 내주면과 이격되게 배치되도록 상기 외부 하우징(100)의 내부에 구비되며, 내부에 중공된 연소실(200a)이 형성되는 내부 하우징(200);을 포함하여 이루어지며,
    상기 외부 하우징(100)을 관통하여 상기 내부 하우징(200)과 연통되도록 상기 내부 하우징(200)의 일측에는 디젤연료 및 공기 공급구(220)와 압축공기 공급구(230)가 형성되고 타측은 개방되게 형성되며, 상기 내부 하우징(200)에는 공급되는 디젤연료를 연소실(200a)에서 연소되도록 하는 점화수단(240)이 구비되며,
    상기 압축공기 공급구(230)는 터보차저(500) 및 인터쿨러(600)를 통해 압축된 공기가 유입되도록 제1압축공기 공급관(610)이 연결되며,
    상기 내부 하우징(200)의 일측에 배기가스의 일부가 유입되는 배기가스 보조 유입구(210)가 형성되고, 상기 내부 하우징(200)의 내부에는 상기 배기가스 보조 유입구(210)와 연결되어 상기 배기가스 보조 유입구(210)로 유입된 배기가스가 내부 하우징(200)의 연소실(200a)로 공급되도록 하는 혼합실(200b)이 형성되어,
    상기 배기가스 보조 유입구(210)를 통과한 배기가스가 상기 혼합실(200b)에서 확장되어 유속이 감소되어 상기 연소실(200a)로 공급되는 것을 특징으로 하는 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축공기 공급구(230)에는 에어컴프레셔를 통해 압축된 공기가 유입되도록 제2압축공기 공급관(620)이 더 연결되는 것을 특징으로 하는 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배기가스 보조 유입구(210)는 상기 외부 하우징(100)의 배기가스 유입구(110) 내부에 배관으로 형성되며, 상기 배기가스 보조 유입구(210)의 입구부는 유입되는 배기가스의 유동 방향과 나란하게 형성되는 것을 특징으로 하는 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배기가스 유입구(110)는 상기 외부 하우징(100)과 나란하게 형성되거나, 상기 배기가스 유입구(110)는 상기 외부 하우징(100)의 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1압축공기 공급관(610)에는 상기 압축공기 공급구(230)에서 인터쿨러(600)로 압축공기가 역류되는 것을 차단하는 체크밸브(630) 및 상기 제1압축공기 공급관(610)을 개폐하는 솔레노이드밸브(640)가 설치되는 것을 특징으로 하는 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템.
  7. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항의 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템(1000)을 포함하여 이루어지며,
    디젤엔진(1100)의 배기관(1200)에 상기 강제 고압 과잉 공기 공급 방식을 이용한 매연 및 백연 저감장치용 버너 시스템(1000)의 배기가스 유입구(110)가 연결되고, 상기 배기가스 배출구(120)에 배기가스 내의 유기물 또는 입자상 물질(PM, Particulate Matters)을 연소시키는 촉매필터(1300, DPF, Diesel Particulate Filter)가 연결되는 것을 특징으로 하는 디젤엔진의 매연 및 백연 저감장치.
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