KR101528916B1 - 통합 언더플로어 촉매컨버터 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 통합형 언더플로어 촉매컨버터에 관한 것이다. 본 발명은 내부에 촉매를 포함하고 양측단부에 구비되는 제1 및 제2 촉매컨버터, 상기 제1 및 제2 촉매컨버터를 상호 연통시키는 유동가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 언더플로어 촉매컨버터 조립체를 제공한다. 본 발명에 의하면, 유해물질의 양에 따라 제1 촉매컨버터와 제2 촉매컨버터에서 처리하는 비율을 조절할 수 있어 최적의 촉매정화성능을 발휘할 수 있다는 효과가 있다.

웜업 촉매컨버터, 언더플로어 촉매컨버터, 통합형 언더플로어 촉매컨버터 조립체

Description

통합 언더플로어 촉매컨버터 조립체{Integrated underfloor catalytic converter assembly}

본 발명은 통합형 언더플로어 촉매컨버터 조립체에 관한 것이다. 보다 상세하게는 종래의 웜업 촉매컨버터와 언더플로어 촉매컨버터를 통합하여 하나의 캐닝 안에 두 개의 촉매가 있는 통합형 언더플로어 촉매컨버터 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 내연기관은 실린더블록의 연소실내에서의 연소된 연소가스가 실린더헤드와 배기매니폴드 및 배기파이프를 거쳐 대기로 배출되는 배기시스템이 구비되고, 이때, 엔진으로부터 배기되는 고온ㅇ고속ㅇ고압의 배기가스에 의한 대기와의 압력차에 따른 소음을 저감하도록 소음기를 장착하여 배기가스의 온도와 압력을 낮추어 배기소음을 저하시키고 있다.

또한, 배기가스 속에는 CO, HC 및 NOx 등의 유해가스 들이 다량으로 포함되어 있어 이를 그대로 대기로 방출하게 되면 환경을 오염시키고 호흡기 질환을 유발하는 등의 여러 문제를 가져오게 되므로 이들 유해가스를 무해한 CO2, H2O 및 N2로 산화, 환원시켜 배출하기 위한 촉매컨버터가 배기파이프 상에 구비된다.

도 1은 종래의 촉매 컨버터로 도 1의 (a)는 웜업 촉매컨버터를 도시한 그림이고, 도 1의 (b)는 언더플로어 촉매컨버터를 도시한 그림이다.

웜업 촉매컨버터(WCC: Warm-up Catalytic Converter, 10)는 엔진의 바로 뒤에 설치되고, 엔진의 웜업 이전에 배출되는 배기가스를 주로 정화하고, 언더플로어 촉매컨버터(UCC: Under-floor Catalytic Converter, 20)는 차량의 아래에 설치되고, 엔진의 웜업 이후에 배출되는 배기가스를 주로 정화한다.

유로4는 유럽연합(EU)이 경유승용차에 적용하는 배기가스 허용기준치로 종래는 상기 WCC(10)와 UCC(20)로 조합된 촉매컨버터를 이용하여 상기 유로4에서 정하는 에미션(Emission) 규제보다 배출되는 상기 배기가스내의 오염물질의 양이 적어지도록 촉매컨버터를 제조하였다.

그러나 이러한 촉매컨버터는 상기 WCC(10)와 UCC(20)의 촉매의 양이 증가되어도 정화된 오염물질의 양이 줄지 않고, 오히려 상기 오염물질의 양이 증가하는 현상을 보여 개발목표치가 만족되지 않게 되었다. 그리고 촉매의 양이 증가됨에 따라 촉매컨버터의 제조비용이 증가하는 현상이 나타난다.

따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 유로4에 규정된 배기가스의 오염물질의 배출량보다 더욱 낮게 정한 목표치에 만족하고, 촉 매컨버터의 제조비용을 줄일 수 있도록 촉매컨버터의 형상이 최적화된 촉매컨버터를 제공하는데 그 목적이 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 하나로 구성된 촉매컨버터 조립체에서 오염물질의 양에 따라 제1 촉매컨버터와 제2 촉매컨버터에서 정화되는 비율이 조절될 수 있어 최적의 촉매정화성능을 발휘할 수 있다는 효과가 있다. 또한 본 발명의 촉매컨버터는 유동가이드가 포함되어 있으므로 차량에 설치될 때 상기 유동가이드의 길이를 조절하여 상기 차량의 종류에 따라서 유기적으로 설치할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 정화효율이 증가되어 상기 촉매컨버터 조립체에서 정화되는 오염물질의 양이 증가되어 더욱 정화된 배기가스가 배출된다는 효과가 있고, 종래보다 부품수가 줄어들므로 중량이 감소하고 조립의 효율성이 증가될 뿐 아니라 이에 따른 비용도 감소되는 효과가 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 촉매를 포함하고 양측단부에 구비되는 제1 및 제2 촉매컨버터, 상기 제1 및 제2 촉매컨버터를 상호 연통시키는 유동가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 언더플로어 촉매컨버터 조립체를 제공한다.

또한, 상기 제1 촉매컨버터와 제2 촉매컨버터에 각각 포함되는 촉매제의 양은 배기가스 오염물질의 정도에 따라 조절이 가능하고, 상기 유동가이드의 길이는 차량의 설치공간의 조건에 따라 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 통합 언더플로어 촉매컨버터 조립체를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일실시예로 통합 언더플로어 촉매컨버터 조립체를 도시한 그림이다.

본 발명은 종래의 WCC(10)와 UCC(20)를 통합한 새로운 형태의 촉매컨버터인 통합 언더플로어 촉매컨버터(UCC) 조립체(100)를 제시한다. 상기 통합 UCC 조립체(100)는 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx) 및 입자상물질(PM) 등의 오염물질을 정화시킬 수 있는 촉매컨버터를 일측단에 설치한 제1 촉매컨버터(110)와 상기 오염물질을 정화시킬 수 있는 촉매컨버터를 타측단에 설치한 제2 촉매컨버터(120)가 포함되고, 상기 제1 촉매컨버터(110)와 제2 촉매컨버터(120)를 상호 연통시키는 유동가이드(130)로 구성되어 하나의 촉매컨버터 조립체로 형성된다.

종래의 촉매컨버터가 WCC(10)와 UCC(20)로 설치된 것은 배출되는 배기가스 오염물질의 정화성능을 높이기 위해 추가의 촉매컨버터가 설치된 것인데, 차량의 설치공간이 협소하여 상기 WCC(10)와 UCC(20)로 분리되어 설치된 것이다.

마찬가지로 상기 통합형 UCC 조립체(100)의 경우에도 종래의 UCC(20)가 설치되는 공간에 설치되므로 공간이 협소하여 다량의 촉매가 포함된 하나의 촉매컨버터가 설치되지 못하고, 제1 촉매컨버터(110)와 제2 촉매컨버터(120)로 나뉜 형태의 통합형 UCC 조립체(100)로 설치된다.

그러므로 상기 통합 UCC 조립체(100)는 한 개의 촉매캐닝 안에 두 개의 촉매가 존재함으로 상기 제1 촉매컨버터(110)와 제2 촉매컨버터(120)에 각각 포함되는 촉매의 양은 배출되는 오염물질의 양에 따라 유기적으로 조절될 수 있고, 에미션 규제에 대응하는 것도 유리해진다. 즉, 상기 통합형 UCC 조립체(100)에 포함되는 전체 촉매의 양은 변하지 않지만, 상기 제1 촉매컨버터(110)와 제2 촉매컨버터(120)에 각각 포함되는 촉매의 양은 조절될 수 있기 때문에 상기 통합 UCC 조립체(100)는 경우에 따라 최적의 촉매정화성능이 발휘될 수 있다.

또한, 촉매가 활성화되기 위해서는 온도가 충분히 높아야 하지만, 촉매컨버터가 설치되는 위치에 따라 촉매컨버터의 온도는 다르며, 배기 매니폴드에 가까울수록 촉매는 온도가 빨리 상승되어 엔진이 가동될 때 많이 발생하는 HC를 줄이는데 유리하나, 온도가 과다하게 올라가면 오히려 촉매의 활성이 저하되는 경향이 있다. 그러므로 상기 통합 UCC 조립체(100)는 상기 배기 매니폴드에 가깝게 설치된 제1 촉매컨버터(110)와 상기 배기 매니폴드에서 상대적으로 멀리 설치된 제2 촉매컨버 터(120)를 조합하여 최적의 촉매정화성능이 발휘될 수 있다.

또한, 종래에는 WCC(10)와 UCC(20)로 두 개의 촉매컨버터가 사용됨에 따라 배기가스 규제에 따른 인증을 위한 절차에도 각각의 촉매컨버터에 대해 인증 절차를 받았으나, 본 발명의 통합 UCC 조립체(100)는 하나의 촉매컨버터 조립체에 대한 인증 절차만을 받으면 된다.

도 3은 본 발명의 통합 언더플로어 촉매컨버터 조립체를 장착한 형태를 도시한 그림이다.

종래의 UCC(20)가 설치되는 위치에 본 발명의 통합 UCC 조립체(100)가 설치된다. 그러므로 터보차져(30)에서 종래의 UCC(20)까지의 거리보다 상기 통합 UCC 조립체(100)의 제1 촉매컨버터(110)까지의 거리가 짧아진다. 상기와 같이 촉매가 전진 배치되기 때문에 촉매활성화온도(LOT)의 도달시간이 단축되기 때문에 더욱 빨리 배기가스를 정화할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 유동가이드(130)의 길이는 조절될 수 있으므로 실제 차량에 설치되는 과정이 종래의 촉매컨버터가 설치되는 과정보다 간편해진다는 장점이 있다.

한편, 종래의 WCC(10)와 UCC(20)가 제거되고 상기 UCC(20)의 위치에 통합형 UCC 조립체(100)가 설치되므로 부품의 수가 줄어들고 그에 따라 전체적인 중량이 감소될 뿐 아니라, 조립과정이 간편해지므로 조립의 효율성이 증대된다는 장점이 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질 적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1의 (a)는 종래의 촉매 컨버터로 웜업 촉매컨버터를 도시한 도면이다.

도 1의 (b)는 종래의 촉매 컨버터로 언더플로어 촉매컨버터를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일실시예로 통합 언더플로어 촉매컨버터 조립체를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 통합 언더플로어 촉매컨버터 조립체를 장착한 형태를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 통합 언더플로어 촉매컨버터 조립체

110: 제1 촉매컨버터 120: 제2 촉매컨버터

130: 유동가이드

Claims (3)

1. 서로 이격된 구조로 배치되고, 내부에는 배기가스 중에 포함된 오염물질을 정화하기 위한 촉매가 구비된 제1 및 제2 촉매컨버터(110, 120)와;

   상기 제1 및 제2 촉매컨버터(110, 120)를 상호 연통시키는 유동가이드(130);를 포함하여 구성되어지되,

   상기 제1 및 제2 촉매컨버터(110, 120)와 상기 유동가이드(130)는 하나의 통합된 조립체 형태로 일체로 형성되어, 상기 통합된 조립체(100)가 차량의 기존 언더플로우 촉매컨버터(UCC) 위치에 설치되며, 상기 통합된 조립체(100)에 포함된 전체 촉매의 양이 일정하게 유지되면서 상기 제1 촉매 컨버터(110)와 제2 촉매 컨버터(120)에 포함되는 촉매의 양을 각각 변화시킬 수 있으며,

   상기 유동가이드(130)의 길이는 차량이 설치 공간의 조건에 따라 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 통합 언더플로어 촉매컨버터 조립체.
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