KR102144271B1 - 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전기를 구동하는 엔진에서 발생하는 매연을 저감하기 위한 것으로서, 배압에 의해 파손되지 않고 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치는 발전기용 엔진에서 발생하는 배기가스가 유입되는 유입구와 상기 유입구로 유입되는 배기가스가 배출되는 배출구가 형성된 배기하우징, 상기 유입구와 상기 배출구의 사이에 위치하여 배기가스에 포함된 입자상 물질을 걸러내어 배출하는 매연필터, 상기 매연필터를 관통하여 형성되어 상기 배기가스가 상기 매연필터를 거치지 않고 바로 배출되는 바이패스유로, 상기 바이패스유로에서 배기가스가 배출되는 부분에 설치되는 유로배출구, 상기 유로배출구에 회전 가능하게 설치되어 상기 바이패스유로에 작용하는 배기가스의 압력이 미리 설정된 디스크 개방압력 이상이 발생하는 경우, 회전하여 상기 유로배출구를 개방하는 밸브디스크, 상기 밸브디스크가 상기 유로배출구를 개방한 상태에서 미리 설정된 디스크 개방압력 미만으로 하락되면 상기 밸브디스크에 의해 상기 유로배출구를 탄성력에 의해 밀폐하는 디스크지지부재, 및 상기 밸브디스크에 의해 상기 유로배출구의 개방을 감지하는 개방감지센서를 포함한다.

Description

반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치{Smoke reduction device for generator engine with non-rupturable disc valve that can be used repeatedly}

본 발명은 발전기를 구동하는 엔진에서 발생하는 매연을 저감하기 위한 것으로서, 배압에 의해 파손되지 않고 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기를 사용하는 사업장 또는 공동주택에는 단전에 대비하기 위한 비상발전기가 설치된다.

비상발전기는 엔진에 의해 구동하여 발전하는 데, 엔진은 연료를 태워 작동하기 때문에 연료를 태우면서 발생하는 배기가스가 그대로 공기중에 배출될 때에는 배기가스에 의한 환경오염이 발생한다.

이를 방지하기 위해 비상발전기의 엔진에는 배기가스에 입자상 물질을 제거하기 위한 매연저감장치가 설치되는데, 매연저감장치는 내부에 입자상 물질을 걸러내는 필터가 설치되어 일정 기간 사용 시 청소를 수행하지 않으면 입자상 물질이 내부에 축적되면서, 배기가스의 배출에 저항이 발생하여 배압이 발생하고, 배압이 발생하면, 배기가스가 엔진측으로 역류되면서 엔진이 정지되기 때문에 발전을 수행할 수 없는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위해 종래에는 한국공개특허공보 제10-2016-000831호(2016.1.5.공개)의 "연소 엔진용 배기 시스템"이 개시된 바가 있다.

상기한 종래의 연소 엔진용 배기 시스템은 적어도 하나의 배기 가스 정화 장치가 배기라인과 분기되는 분기덕트를 설치하고, 분기덕트에는 파열판을 설치하여 배기 가스 정화 장치가 제기능을 발휘하지 못해 배압이 증가되는 경우, 배기가스가 파열판을 파쇄하여 배기 가스 정화 장치를 거치지 않고 바로 배출됨으로써, 배압에 의한 엔진이 정지되는 것을 방지할 수 있었다.

하지만, 종래의 연소 엔진용 배기 시스템은 분기덕트가 배기 라인의 외부로 돌출되어 형성되기 때문에 부피가 커져 설치위치에 제약이 발생할 뿐만 아니라, 배압의 발생시 파열판이 파손됨에 따라 파열판의 교체로 인한 교체비용 및 교체시간이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 다른 종래의 기술에는 한국등록공보 제10-1471090호(2014.12.9공고)의 "과잉 포집 방지장치가 설치된 매연 여과장치"가 개시된 바가 있는데, 종래의 매연 여과장치는 이물질을 걸러내는 필터부를 통과하지 않고 우회하는 바이패스관을 설치하고, 바이패스관에는 압력에 따라 바이패스관을 개폐하는 개폐밸브를 설치하여 배압을 해소하도록 구성되었다.

하지만, 종래의 매연 여과장치는 우회하는 바이패스관이 외부에 설치되어 부피의 증대로 인해 설치공간의 제약이 발생하고, 개폐밸브가 작동하더라도 외부에서 개폐밸브의 작동상태를 파악할 수 없기 때문에 필터의 이상 및 고장을 파악할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 개폐밸브에만 의존하여 배압을 해소하기 때문에 배압을 해소하기 위한 효율성이 하락되는 문제점이 있으며, 개폐밸브가 바이패스관을 개방하는 압력을 조절할 수 없어 필터의 크기 및 공극률에 따라 개폐밸브를 재설계하여 설치해애하는 문제점이 있었다.

또한, 필터를 청소하기 위해서는 여과장치를 분리해야하기 때문에 필터의 청소가 번거로운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 바이패스유로를 여과필터를 관통하는 형태로 배기하우징의 내부에 형성하여 부피의 증대로 인한 설치공간의 제약이 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 파열판을 대체하여 개폐디스크가 회전하면서 바이패스유로를 개폐하기 때문에 파열판의 교체에 따른 비용과 교체시간이 증가되는 것을 방지할 수 있는 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 예비적으로 배기가스를 정화할 수 있도록 예비처리부를 구성하여 여과필터에 입자상 물질의 축적시 예비처리부에 의해 배기가스를 처리함으로써, 배압 및 배기가스를 효과적으로 처리할 수 있으며, 밸브디스크를 디스크지지부재가 지지하기 때문에 필터의 종류 및 크기에 따라 밸브디스크의 작동압력을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 밸브디스크의 개도를 조절할 수 있는 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 밸브디스크에 개방감지센서가 설치되고, 알림부가 설치되어 밸브디스크의 작동에 따른 여과필터의 작동상태를 외부에서 용이하게 파악할 수 있으며, 청소매체를 내부로 분사할 수 있는 매체분사노즐이 설치되어 배기하우징을 분리하지 않고도 여과필터를 용이하게 청소하고 여과필터를 신속히 청소함에 따라 배압의 발생을 해소할 수 있는 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치는 발전기용 엔진에서 발생하는 배기가스가 유입되는 유입구와 상기 유입구로 유입되는 배기가스가 배출되는 배출구가 형성된 배기하우징, 상기 유입구와 상기 배출구의 사이에 위치하여 배기가스에 포함된 입자상 물질을 걸러내어 배출하는 매연필터, 상기 매연필터를 관통하여 형성되어 상기 배기가스가 상기 매연필터를 거치지 않고 바로 배출되는 바이패스유로, 상기 바이패스유로에서 배기가스가 배출되는 부분에 설치되는 유로배출구, 상기 유로배출구에 회전 가능하게 설치되어 상기 바이패스유로에 작용하는 배기가스의 압력이 미리 설정된 디스크 개방압력 이상이 발생하는 경우, 회전하여 상기 유로배출구를 개방하는 밸브디스크, 상기 밸브디스크가 상기 유로배출구를 개방한 상태에서 미리 설정된 디스크 개방압력 미만으로 하락되면 상기 밸브디스크에 의해 상기 유로배출구를 탄성력에 의해 밀폐하는 디스크지지부재, 및 상기 밸브디스크에 의해 상기 유로배출구의 개방을 감지하는 개방감지센서를 포함한다.

상기 개방감지센서에서 상기 밸브디스크의 개방을 감지한 감지신호를 전달받아 외부에 알리는 알림부를 포함하는 필터감시부를 포함할 수 있다.

상기 디스크지지부재는 상기 밸브디스크에 접촉되어 상기 밸브디스크를 지지하며, 상기 밸브디스크의 개도를 제한하는 지지봉, 상기 지지봉이 일단에서 출몰 가능하도록 설치되는 지지하우징, 상기 지지하우징에서 상기 지지봉을 탄성력에 의해 지지하여 상기 지지봉이 상기 밸브디스크에 상기 미리 설정된 디스크 작동압력이 작용할 경우, 상기 밸브디스크가 상이 바이패스유로를 개방하도록 상기 지지하우징에서 상기 지지봉을 탄성력에 의해 지지하는 지지스프링, 및 상기 지지봉을 지지하는 탄성력을 조절하여 상기 밸브디스크의 작동압력을 설정하도록 지지하우징에서 상기 지지스프링의 탄성력을 조절하는 작동압조절부재를 포함할 수 있다.

상기 매연필터를 배기가스가 지나지 않는 미처리부와 배기가스가 지나는 처리부를 구획하며 상기 처리부에 입자상 물질이 축적됨에 따라 상기 배기하우징의 배압이 상승하는 경우, 상기 미처리부를 개방하여 배기가스를 처리하여 배출하는 예비처리부를 포함할 수 있다.

상기 예비처리부는 상기 매연필터의 미처리부를 형성하도록 상기 매연필터의 일부를 가려 배기가스의 진입을 차단하는 유입차단부재, 상기 유입차단부재에 의해 가려진 상기 매연필터의 일부로 배기가스가 지나도록 상기 유입차단부재에 관통형성되는 배기관통공, 및 상기 밸브디스크를 개방하는 미리 설정된 디스크 작동압력보다 낮은 미리 설정된 예비 작동압력에 도달하면, 상기 배기관통공을 개방하여 미처리부에서 배기가스의 입자상 이물질을 걸러내도록 상기 배기관통공을 개폐하는 차단개폐부재를 포함할 수 있다.

상기 매연필터에서 배기가스가 유입되는 전방에 위치되어 상기 배기하우징의 외부에서 상기 매연필터를 청소하는 청소매체를 공급받아 분사하는 매체분사노즐을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 매연필터에 입자 물질의 축적으로 인해 배압이 발생할 경우, 밸브디스크가 바이패스유로를 개방하여 배압을 해소함으로써, 배압으로 인한 발전기용 엔진이 정지되는 것을 방지할 수 있으며, 바이패스유로가 매연필터를 관통하는 형태로 형성되어 부피의 증대로 인한 설치공간의 제약이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 밸브디스크가 회전하여 바이패스유로를 개폐하기 때문에 종래와 같이 파열판의 파손에 따른 교체비용이 증대 및 교체에 따른 시간이 소요되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 밸브디스크의 개방, 개방회수 및 개방시간을 개방감지센서가 감지하여 필터감시부로 제공하고, 알림부를 통해 외부에 매연필터의 상태를 알려줌으로써, 외부에서도 매연필터의 상태를 용이하게 확인할 수 있으며, 매연필터의 상태에 따른 조치를 취할 수 있다.

또한, 밸브디스크를 디스크지지부재가 지지하여 디스크지지부재에 의해 밸브디스크의 가압력을 조절하는 형태로 매연필터의 종류 또는 크기에 따른 밸브디스크의 작동압력을 조절할 수 있으며, 밸브디스크의 개도를 조절할 수 있다.

또한, 여과필터에서 입자상 물질에 의해 배압이 발생하는 경우, 예비처리부를 통해 배기가스를 처리하기 때문에 배압의 발생을 효율적으로 처리할 수 있다.

또한, 배기하우징의 내부로 청소매체를 분사하는 매체분사노즐이 설치되어 여과필터를 용이하게 청소할 수 있을 뿐만 아니라, 긴급시에 여과필터를 신속히 청소하여 배압의 발생을 해소할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치를 분해한 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치의 측단면도로서, 바이패스유로를 개방한 상태를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치의 측단면도로서, 예비처리부를 개방한 상태를 나타낸다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치(100)는 배기하우징(110)을 포함할 수 있다.

배기하우징(110)은 배기가스가 지나는 구성으로서, 배기하우징(110)의 일측에는 배기가스가 유입되는 유입구(111)가 형성되며, 타측에는 유입구(111)로 유입된 배기가스가 배출되는 배출구(113)가 형성될 수 있다.

유입구(111)는 발전기용 엔진에서 연료의 연소로 인한 배기가스가 배출되는 배기라인에 연결될 수 있으며, 배기하우징(110)은 유입구(111)와 배출구(113)의 둘레보다는 중간 부분이 더 큰 둘레를 가지는 원통 형상으로 형성될 수 있다.

배기하우징(110)은 배기가스에 의해 손상되지 않도록 금속으로 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치(100)는 매연필터(120)를 포함할 수 있다.

이 매연필터(120)는 배기가스에 포함된 입자상 물질을 걸러낼 수 있으며, 매연필터(120)는 유입구(111)와 배출구(113)의 사이에 배치되어 유입구(111)로 유입된 배기가스가 배출구(113)로 배출되기 이전에 입자상 물질을 걸러내어 입자상 물질의 배출로 인한 환경오염의 발생을 방지할 수 있다.

매연필터(120)는 입자상 물질을 흡착하는 세라믹 또는 미리 설정된 입경 이상의 입자상 물질을 걸러내도록 다공성 재질 또는 다공판으로 구현될 수 있으며, 다공판으로 구현될 경우에는 복수 개가 겹쳐져 설치될 수 있다.

매연필터(120)는 공지된 다양한 형태의 매연필터(120)로 구현될 수 있다.

한편, 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치(100)는 배기하우징(110)의 내부에 매연필터(120) 외의 화학적인 산화물과 반응하여 제거하기 위한 촉매를 포함하는 촉매필터를 더 포함하여 구성될 수도 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치(100)는 바이패스유로(130), 및 유로배출구(131)를 포함할 수 있다.

이 바이패스유로(130)는 유입구(111)로 유입된 배기가스를 매연필터(120)를 거치지 않고 배출구(113)로 바로 배출할 수 있다.

바이패스유로(130)는 매연필터(120)를 관통하여 형성할 수 있으며, 바이패스유로(130)는 매연필터(120)를 관통한 부분에 파이프를 설치하는 형태로 형성할 수 있다.

여기서, 바이패스유로(130)는 매연필터(120)를 관통하여 형성되기 때문에 배기하우징(110)의 외부로 돌출되는 부분을 최소화시킴으로써, 부피의 증가로 인해 설치장소의 제약이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

바이패스유로(130)는 매연필터(120)에 입자상 물질이 쌓여 배기가스가 용이하게 배출되지 못하고 배기하우징(110)의 유입측에 압력이 증가할 때, 유입구(111)로 유입된 배기가스가 매연필터(120)를 거치지 않고 바로 배출구(113)로 배출되도록 함으로써, 배압이 증가됨에 따라 발전기용 엔진의 시동이 꺼져 발전을 수행하지 못하는 것을 방지할 수 있다.

바이패스유로(130)에서 배기가스가 배출되는 끝단에는 유로배출구(131)가 형성될 수 있으며, 유로배출구(131)는 바이패스유로(130)에서 배출되는 배기가스를 배기하우징(110)에서 상향되어 배출되도록 바이패스유로(130)의 끝단에서 상향 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.

유로배출구(131)의 끝단에는 하기에 설명할 밸브디스크(140)가 겹쳐져 안착되는 안착플랜지(133)가 형성될 수 있으며, 안착플랜지(133)에는 밸브디스크(140)와 안착플랜지(133)의 사이로 배기가스가 배출되는 것을 차단하는 가스킷이 설치될 수 있다.

한편, 바이패스유로(130)에는 바이패스유로(130)를 지나는 배기가스에 입자상 물질을 걸러내는 유로필터(135)가 설치될 수 있으며, 유로필터(135)의 공극률은 매연필터(120)의 공극률보다는 크게 형성되어 일부의 입자상 물질만을 여과하여 배출할 수 있다.

여기서, 유로필터(135)는 매연필터(120)와 동일한 재료 또는 동일한 형태로 구성될 수 있으며, 유로필터(135)는 매연필터(120)의 공극률보다는 높게 형성되기 때문에 배기가스의 배기저항을 감소시켜 신속하게 배기할 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치(100)는 밸브디스크(140)를 포함할 수 있다.

이 밸브디스크(140)는 배기가스가 바이패스유로(130)를 통해 배출구(113)로 배출되도록 바이패스유로(130)를 개방하거나, 배기가스가 바이패스유로(130)로 유입되는 것을 차단할 수 있다.

밸브디스크(140)는 유로배출구(131)의 안착플랜지(133)에 겹쳐져 안착될 수 있으며, 밸브디스크(140)는 유로배출구(131)에서 힌지에 의해 회전 가능하게 설치되어 회전함에 따라 유로배출구(131)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.

밸브디스크(140)는 안착플랜지(133)와 대응되는 크기와 형상으로 형성될 수 있으며, 밸브디스크(140)는 안착플랜지(133)에서 겹쳐진 상태에서 일단이 힌지에 의해 결합되어 상향 회전할 경우, 안착플랜지(133)에서 이격되며 바이패스유로(130)를 개방하거나, 상향된 상태에서 하향되어 안착플랜지(133)에 겹쳐짐으로써, 바이패스유로(130)를 밀폐할 수 있다.

밸브디스크(140)는 하기에 설명할 디스크지지부재(160)에 의해 배기하우징(110)의 유입측 압력이 미리 설정된 디스크 작동압력 이상으로 작용할 경우, 바이패스유로(130)를 개방함으로써, 배기가스가 매연필터(120)를 거치지 않고 바로 배출되어 배압에 의한 엔진의 시동이 꺼지는 것을 방지할 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치(100)는 디스크지지부재(160)를 포함할 수 있다.

디스크지지부재(160)는 밸브디스크(140)를 탄성력에 의해 지지하여 배기하우징(110)의 유입측에 작용하는 압력이 낮아지면 밸브디스크(140)가 바이패스유로(130)를 밀폐하도록 지지할 수 있다.

디스크지지부재(160)는 밸브디스크(140)를 외부에서 가압하여 지지하는 형태로 밸브디스크(140)를 지지할 수 있으며, 디스크지지부재(160)는 배기하우징(110)에 관통형성된 지지부재공(115)을 통해 끼워져 밸브디스크(140)의 외면을 가압하여 누르는 형태로 밸브디스크(140)를 지지할 수 있다.

디스크지지부재(160)는 지지봉(161), 지지하우징(163), 지지스프링(165), 및 작동압조절부재(167)를 포함할 수 있다.

지지봉(161)은 밸브디스크(140)에 직접적으로 접촉되어 밸브디스크(140)를 가압하여 누를 수 있으며, 지지하우징(163)은 파이프 형태로 형성되고, 일단에서 지지봉(161)이 슬라이딩 이동 가능하게 설치될 수 있다.

그리고, 지지하우징(163)의 내부에는 지지봉(161)을 탄성력에 의해 지지하는 지지스프링(165)이 설치되어 밸브디스크(140)의 개방에 따라 지지봉(161)이 가압되면 지지봉(161)이 밸브디스크(140)를 탄성력에 의해 지지함으로써, 밸브디스크(140)에 미리 설정된 디스크 작동압력 이상으로 작용할 경우, 탄성력을 극복하여 바이패스유로(130)를 개방하고, 미리 설정된 디스크 작동압력 미만일 경우, 탄성력에 의해 바이패스유로(130)를 밀폐시킬 수 있다.

작동압조절부재(167)는 지지하우징(163)에서 지지스프링(165)을 가압하여 지지스프링(165)이 지지봉(161)을 가압하는 탄성력을 조절하는 형태로 밸브디스크(140)가 바이패스유로(130)를 개방하는 디스크 작동압력을 조절할 수 있다.

한편, 작동압조절부재(167)는 외면에 나사산이 형성되고, 지지하우징(163)의 내주에는 작동압조절부재(167)가 나사체결되는 나사산이 형성되어 작동압조절부재(167)가 지지하우징(163)의 내주에 나사체결되는 형태로 나사체결에 지지하우징(163)에서 상하로 이동함으로써, 지지스프링(165)이 지지봉(161)을 가압하는 탄성력을 조절할 수 있다.

그리고, 작동압조절부재(167)의 외면에는 드라이버 또는 렌치와 같은 공구에 의해 작동압조절부재(167)를 회전시켜 지지하우징(163)에서 이동시킬 수 있도록 공구가 끼워지는 공구홈이 형성될 수 있다.

이때, 작동압조절부재(167)는 배기하우징(110)의 외부에서 관통하여 설치되며 지지하우징(163)의 외측에서 나사체결되기 때문에 외부에서 공구를 이용하여 작동압조절부재(167)의 위치를 조절하는 형태로 지지스프링(165)이 지지봉(161)을 지지하는 탄성력을 조절할 수 있다.

지지하우징(163)의 외면에는 나사산이 형성되고, 지지하우징(163)이 관통하여 끼워지는 배기하우징(110)의 지지부재공(115)에도 나사산이 형성되어 지지하우징(163)이 배기하우징(110)에 나사체결에 따라 배기하우징(110)에서 디스크지지부재(160)가 위치되는 깊이를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 밸브디스크(140)의 개도를 조절할 수도 있다.

예컨대, 배기하우징(110)에서 작동압조절부재(167)가 위치되는 깊이가 깊어질수록 지지하우징(163)에서 지지봉(161)이 슬라이딩 이동하는 거리가 짧아지기 때문에 밸브디스크(140)의 회전 각도를 제한하는 형태로 밸브디스크(140)의 개도를 조절할 수 있다.

이때, 작동압조절부재(167)는 밸브디스크(140)를 유로배출구(131)에서 대략 75°미만으로 개방하도록 제한하여 밸브디스크(140)가 유로배출구(131)를 밀폐 시 용이하게 밀폐시킬 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치(100)는 예비처리부(150)를 포함할 수 있다.

예비처리부(150)는 매연필터(120)의 일부를 구획하여 예비적으로 배기가스를 처리하지 않는 미처리부(123)를 형성하여 매연필터(120)에 입자상 물질이 축적되어 막힌 경우, 예비처리부(150)를 통해 배기가스가 지나지 않은 미처리부(123)를 지나면서 배기가스에 포함된 입자상 물질을 걸러내어 배출할 수 있다.

예비처리부(150)는 유입차단부재(151), 배기관통공(152) 및 차단개폐부재(153)를 포함할 수 있다.

유입차단부재(151)는 매연필터(120)를 배기가스가 지나는 처리부(121)와 배기가스가 지나지 않는 미처리부(123)로 구획할 수 있으며, 유입차단부재(151)는 미처리부(123)로 배기가스가 유입되지 않도록 배기가스가 유입되는 매연필터(120)의 전방에서 매연필터(120)의 일부를 덮어 가릴 수 있다.

실시예에서는 매연필터(120)의 둘레에 미처리부(123)를 형성하도록 유입차단부재(151)를 링 형태로 형성하여 매연필터(120)의 전방에서 둘레 일부를 가리도록 설치하였지만, 유입차단부재(151)는 매연필터(120)의 중앙 부분 또는 매연필터(120)의 중앙을 중심으로 수 개로 등분하여 등분된 일부를 가리는 형태로 형성할 수도 있다.

유입차단부재(151)에는 미처리부(123)로 배기가스가 유입될 수 있도록 관통형성되는 배기관통공(152)이 형성되어 매연필터(120)의 처리부(121)에 입자상 물질이 축적되는 경우, 미처리부(123)를 통해 배기가스가 유입됨으로써, 배기가스를 처리하여 배출할 수 있다.

배기관통공(152)은 유입차단부재(151)의 둘레를 따라 복수 개가 형성될 수 있다.

차단개폐부재(153)는 배기관통공(152)을 개폐할 수 있으며, 차단개폐부재(153)는 개폐스프링(155)의 탄성력에 의해 배기관통공(152)에 밀착된 상태에서 배압에 의해 배기하우징(110)의 유입측 압력이 미리 설정된 예비 작동압력 이상으로 발생하는 경우, 배기관통공(152)에서 차단개폐부재(153)가 밀려나 배기관통공(152)을 개방함으로써, 미처리부(123)를 통해 배기가스를 처리하여 배출할 수 있다.

이때, 차단개폐부재(153)가 배기관통공(152)을 개방하는 예비 작동압력은 디스크 작동압력보다는 낮은 압력을 가져 밸브디스크(140)를 개방하기 전에 예비처리부(150)에서 배기가스를 처리하여 배출하고, 예비처리부(150)에서 배기가스를 처리하여도 압력이 상승하면, 밸브디스크(140)가 바이패스유로(130)를 개방하여 매연필터(120)의 여과 없이 배기가스를 배출할 수 있다.

여기서, 차단개폐부재(153)가 배기관통공(152)을 개방하는 압력은 차단개폐부재(153)를 지지하는 개폐스프링(155)의 탄성력에 의해 결정될 수 있다.

실시예에서는 차단개폐부재(153)가 배기관통공(152)에서 개폐스프링(155)에 의해 밀착되거나, 밀려나 개방되는 형태로 도시되었지만, 차단개폐부재(153)가 배기관통공(152)에 힌지에 의해 회전 가능하게 결합되고, 힌지에 개폐스프링(155)이 차단개폐부재(153)가 배기관통공(152)에 밀착하도록 설치되어 차단개폐부재(153)가 회전하면서, 배기관통공(152)을 개폐하도록 구성될 수도 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치(100)는 매체분사노즐(180)을 포함할 수 있다.

매체분사노즐(180)은 매연필터(120)의 막힘에 따라 매연필터(120)에 축적된 입자상 물질을 제거하기 위한 청소매체를 매연필터(120)에 분사할 수 있다.

매체분사노즐(180)은 일단은 배기가스가 매연필터(120)로 유입되는 매연필터(120)의 전방에 위치되어 매연필터(120)를 향해 청소매체를 분사할 수 있으며, 매체분사노즐(180)의 타단은 배기하우징(110)의 외부에서 청소매체를 공급할 수 있도록 배기하우징(110)에 연결될 수 있다.

청소매체는 휴대용 용기에 압축하여 충전된 상태에서 배기하우징(110)의 외부에서 호스를 통해 매체분사노즐(180)에 연결되어 휴대용 용기의 레버를 통해 매체분사노즐(180)을 통해 분사될 수 있다.

청소매체는 입자상 물질을 매연필터(120)에서 용이하게 탈리할 수 있는 재료 예컨대, 계면활성재를 포함하는 혼합재료일 수 있으며, 액상일 수 있다.

여기서, 청소매체는 휴대용 용기에 충전되어 시중에 판매되는 매연저감처리 장치의 청소제로 구현될 수 있으므로 청소매체에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

매체분사노즐(180)에는 외부에서 배기하우징(110)의 내부로만 유체의 유입을 허용하고 반대되는 방향으로 역류하는 것을 방지하여 매체분사노즐(180)을 통해 배기가스가 배출되는 것을 방지하기 위한 체크밸브가 설치될 수 있다.

매체분사노즐(180)은 배기하우징(110)의 매연필터의 둘레를 따라 복수 개가 설치될 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치(100)는 필터감시부(170)를 포함할 수 있다.

필터감시부(170)는 매연필터(120)를 상태를 감시할 수 있다.

필터감시부(170)는 바이패스유로(130)의 개방상태를 감시하여 형태로 매연필터(120)를 상태를 감시하도록 밸브디스크(140)의 작동을 감시하는 개방감지센서(173)를 포함할 수 있다.

개방감지센서(173)는 밸브디스크(140)의 회전을 감지하는 형태로 바이패스유로(130)의 개방상태를 감시할 수 있으며, 개방감지센서(173)는 밸브디스크(140)의 개도, 또는 개방회수 또는 개방시간을 감지하여 필터감시부(170)로 제공할 수 있다.

필터감시부(170)는 개방감지센서(173)에서 밸브디스크(140)의 개방된 개도정보를 기초로 매연필터(120)의 여과성을 판단할 수 있다.

예컨대, 매연필터(120)의 입자상 물질이 축적되는 량에 따라 배기하우징(110)의 유입측에 압력도 비례하기 때문에 밸브디스크(140)의 개도도 비례하기 때문에 밸브디스크(140)의 개도에 따라 매연필터(120)의 여과성을 파악할 수 있다.

또한, 필터감시부(170)는 개방감지센서(173)에서 측정되는 밸브디스크(140)의 개방회수 및 개방시간를 저장하고, 저장된 정보를 기초로 밸브디스크(140)의 바이패스유로(130)를 개방하는 빈도 및 개방한 지속시간에 따른 매연필터(120)를 청소하도록 청소주기 또는 매연필터(120)의 고장여부를 판단할 수 있다.

예컨대, 필터감시부(170)는 바이패스유로(130)를 개방하는 빈도가 이전보다 점점 잦아지거나, 이전의 개방시간보다 점점 개방시간이 증대됨에 따라 매연필터(120)의 청소가 필요함으로 판단할 수 있고, 바이패스유로(130)의 개방하는 빈도와 개방시간이 불규칙하게 발생할 경우에는 매연필터(120)의 손상에 따른 고장이 발생함으로 판단할 수 있다.

필터감시부(170)는 알림부(171)를 포함할 수 있다.

알림부(171)는 개방감지센서(173)에서 감지된 밸브디스크(140)의 개방을 외부에 알려 매연필터(120)의 이상여부를 외부에서 용이하게 확인할 수 있다.

알림부(171)는 시각적으로 경고하는 램프 또는 청각적으로 경고하는 스피커로 구현될 수 있다.

그리고, 알림부(171)는 밸브디스크(140)의 개방을 알리거나, 매연필터(120)의 청소주기가 도래되었음을 알리거나, 매연필터(120)의 이상작동에 따른 고장을 각각 램프의 점등주기를 달리하거나, 서로 다른 색상의 램프를 점등하거나, 서로 다른 소리를 출력하는 형태로 판단한 정보들을 서로 다르게 외부에 알릴 수 있다.

개방감지센서(173)는 밸브디스크(140)의 힌지에 연결되어 밸브디스크(140)의 회전을 감지하는 형태로 밸브디스크(140)의 작동을 감지하거나, 실시예에서와 같이 디스크지지부재(160)에 설치되어 지지봉(161)의 슬라이딩 이동하는 거리를 감지하는 형태로 밸브디스크(140)의 개도, 개방시간, 개방회수를 측정할 수도 있다.

필터감시부(170)는 발전기용 엔진을 제어하는 제어반에 함께 구성되거나 제어반과는 별도로 구성될 수도 있다.

이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치(100)는 유입구(111)와 배출구(113)가 형성된 배기하우징(110)의 내부에 매연필터(120)가 설치되고, 매연필터(120)의 중앙을 관통하는 형태로 바이패스유로(130)가 형성된다.

바이패스유로(130)의 끝단에는 바이패스유로(130)를 통해 배출되는 배기가스가 상향되어 배출될 수 있도록 상부를 향해 휘어진 형태의 유로배출구(131)가 형성될 수 있으며, 유로배출구(131)에는 유로배출구(131)를 개폐하는 밸브디스크(140)가 힌지에 의해 회전 가능하게 결합된다.

그리고, 밸브디스크(140)는 미리 설정된 디스크 작동압력이 배기하우징(110)의 유입측에서 발생할 때에만 개방할 수 있도록 디스크지지부재(160)에 의해 지지된다.

디스크지지부재(160)는 배기하우징(110)을 관통하여 밸브디스크(140)에 지지되며, 디스크지지부재(160)는 지지하우징(163)이 배기하우징(110)에 체결되며, 지지하우징(163)의 내부에는 지지봉(161)이 슬라이딩 이동 가능하게 설치되어 지지봉(161)이 밸브디스크(140)에 접촉되고, 지지봉(161)은 지지하우징(163)의 내부에 삽입되는 지지스프링(165)에 의해 밸브디스크(140)를 탄성력에 의해 지지한다.

그리고, 지지스프링(165)은 지지하우징(163)에 체결되는 작동압조절부재(167)에 의해 지지봉(161)을 지지하는 탄성력을 조절하는 형태로 밸브디스크(140)가 바이패스유로(130)를 개방하는 디스크 작동압력을 조절할 수 있다.

물론 디스크지지부재(160)는 배기하우징(110)에서 디스크지지부재(160)가 위치되는 위치를 조절하는 형태로 밸브디스크(140)의 개도를 조절할 수도 있다.

또한, 매연필터(120)의 전방에는 매연필터(120)에 배기가스를 미처리하는 예비처리부(150)가 설치된다.

예비처리부(150)는 매연필터(120)에 배기가스가 지나지 않는 미처리부(123)를 구획하도록 매연필터(120)의 일부를 가리는 유입차단부재(151)가 설치되고, 유입차단부재(151)에는 배기가스가 미처리부(123)로 유입되는 배기관통공(152)이 형성되며, 배기관통공(152)에는 배기하우징(110)의 유입측 압력이 미리 설정된 예비 작동압력 이상이 작용할 경우, 배기관통공(152)을 개방하는 차단개폐부재(153)가 설치되는 형태로 구성될 수 있다.

그리고, 배기하우징(110)에는 매연필터(120)를 청소하는 청소매체를 매연필터(120) 전방에서 분사할 수 있는 매체공급노즐이 설치될 수 있다.

또한, 밸브디스크(140)에는 밸브디스크(140)의 개방을 감지하는 개방감지센서(173)가 설치되며, 개방감지센서(173)는 밸브디스크(140)의 개도, 개방시간, 개방회수 등을 감지하여 필터감시부(170)로 제공하며, 필터감시부(170)에는 개방감지센서(173)에서 감지된 정보를 기초로 바이패스유로(130)의 개방, 매연필터(120)의 청소주기, 매연필터(120)의 고장 등을 외부에 알리는 알림부(171)가 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치(100)는 단전으로 인해 발전기용 엔진이 작동하면, 발전기용 엔진은 연료를 태워 발전을 수행하고, 연로가 타면서 발생하는 배기가스가 배기하우징(110)의 유입구(111)로 유입된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 배기하우징(110)의 유입구(111)로 유입된 배기가스는 매연필터(120)를 거치면서 입자상 물질이 걸러지고, 배기하우징(110)의 배출구(113)를 통해 외부로 배출된다.

이때, 매연필터(120)를 지나는 배기가스는 예비처리부(150)가 위치되지 않는 처리부(121)를 지나면서 입자상 물질이 제거된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 매연필터(120)에 입자상 물질이 축적되면서 배기하우징(110)의 유입측 압력이 높아져 미리 설정된 예비 작동압력에 도달하면, 예비처리부(150)의 차단개폐부재(153)가 개방되면서, 미처리부(123)를 통해 배기가스가 지나면서, 배기가스에 포함된 입자상 물질을 걸러내어 배출구(113)를 통해 배출한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 미처리부(123)에서도 입자상 물질이 축적되면서 배기하우징(110)의 유입측 압력이 예비 작동압력보다 더 높아져 디스크 작동압력에 도달하면, 밸브디스크(140)가 개방되면서, 바이패스유로(130)를 통해 배기가스가 배출되면서, 배압을 해소함으로써, 배압에 의해 발전기용 엔진의 시동이 꺼지는 것을 방지할 수 있다.

한편, 밸브디스크(140)가 바이패스유로(130)를 개방하면, 개방감지센서(173)는 밸브디스크(140)의 개방을 감지하면, 필터감시부(170)는 알림부(171)를 통해 밸브디스크(140)가 개방됨을 외부에 알린다.

그리고, 개방감지센서(173)가 밸브디스크(140)의 개방회수 및 개방시간을 감지하여 개방회수가 잦아지고, 개방시간이 짧아지는 경우에는 매연필터(120)의 청소가 필요하다고 판단하여 알림부(171)를 통해 매연필터(120)의 청소가 필요함을 알림부(171)를 통해 외부에 알리며, 개방회수 및 개방시간이 불규칙적으로 발생하는 경우, 매연필터(120)의 고장이 발생하였음을 알림부(171)를 통해 외부에 알릴 수 있다.

또한, 개방감지센서(173)에서 밸브디스크(140)의 개방시간이 미리 설정된 시간 동안 지속되어 감지되는 경우, 매연필터(120)를 긴급하게 청소하기 위해 청소매체를 매체분사노즐(180)을 통해 주입하여 매연필터(120)를 청소하여 배압의 발생에 따른 발전기용 엔진이 정지하는 것을 방지할 수 있다.

물론, 매체분사노즐(180)로는 매연필터(120)의 청소주기가 도래되거나, 알림부(171)에 의해 청소주기가 발생함을 인지한 경우, 발전기용 엔진이 정지된 상태이더라도 청소매체를 공급하여 매연필터(120)를 청소함으로써, 추후 발전기용 엔진의 작동에 미리 대비할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치(100)는 매연필터(120)에 입자상 물질이 축적되어 배압이 상승하는 경우, 밸브디스크(140)가 바이패스유로(130)를 개방하여 매연필터(120)를 거치지 않고 배기가스를 바로 배출함으로써, 배압을 낮춰 발전기용 엔진의 정지되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 바이패스유로(130)가 매연필터(120)를 관통하는 형태로 설치되어 배기하우징(110)의 외부로 돌출되는 부분이 없어 부피가 커짐에 따라 설치장소의 제약이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 밸브디스크(140)를 개방을 개방감지센서(173)가 감지하고, 감지된 정보를 기초로 필터감시부(170)가 판단하여 매연필터(120)의 상태를 지속적으로 파악하여 대처할 수 있을 뿐만 아니라, 알림부(171)를 통해 매연필터(120)의 이상여부를 외부에서 용이하게 확인할 수 있다.

또한, 예비처리부(150)에 의해 매연필터(120)의 일부에 배기가스를 미처리하는 미처리부(123)를 구성하여 매연필터(120)에 입자상 물질이 축적되는 경우, 미처리부(123)를 통해 배기가스를 처리함으로써, 배압을 효과적으로 처리할 수 있다.

또한, 매연필터(120)에 축적된 입자상 물질을 제거하는 청소매체를 매체분사노즐(180)을 통해 분사하여 매연필터(120)를 분리하지 않고도 매연필터(120)를 용이하게 청소할 수 있을 뿐만 아니라, 발전기용 엔진이 작동 중에도 매연필터(120)를 청소하여 긴급 시에 배압 따른 발전기용 엔진이 정지하는 것을 신속히 해소할 수 있다.

또한, 밸브디스크(140)가 디스크지지부재(160)에 의해 지지되어 밸브디스크(140)의 개도를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 여과필터의 종류 또는 크기에 대응하여 밸브디스크(140)가 개방되는 압력을 조절할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

100: 발전기용 엔진의 매연저감장치 110: 배기하우징
111: 유입구 113: 배출구
115: 지지부재공 120: 매연필터
121: 처리부 123: 미처리부
130: 바이패스유로 131: 유로배출구
133: 안착플랜지 135: 유로필터
140: 밸브디스크 150: 예비처리부
151: 유입차단부재 152: 배기관통공
153: 차단개폐부재 155: 개폐스프링
160: 디스크지지부재 161: 지지봉
163: 지지하우징 165: 지지스프링
167: 작동압조절부재 170: 필터감시부
171: 알림부 173: 개방감지센서
180: 매체분사노즐

Claims (6)

1. 발전기용 엔진에서 발생하는 배기가스가 유입되는 유입구와 상기 유입구로 유입되는 배기가스가 배출되는 배출구가 형성된 배기하우징,
   상기 유입구와 상기 배출구의 사이에 위치하여 배기가스에 포함된 입자상 물질을 걸러내어 배출하는 매연필터,
   상기 매연필터를 관통하여 형성되어 상기 배기가스가 상기 매연필터를 거치지 않고 바로 배출되는 바이패스유로,
   상기 바이패스유로에서 배기가스가 배출되는 부분에 설치되는 유로배출구,
   상기 유로배출구에 회전 가능하게 설치되어 상기 바이패스유로에 작용하는 배기가스의 압력이 미리 설정된 디스크 개방압력 이상이 발생하는 경우, 회전하여 상기 유로배출구를 개방하는 밸브디스크,
   상기 밸브디스크가 상기 유로배출구를 개방한 상태에서 미리 설정된 디스크 개방압력 미만으로 하락되면 상기 밸브디스크에 의해 상기 유로배출구를 탄성력에 의해 밀폐하는 디스크지지부재, 및
   상기 밸브디스크에 의해 상기 유로배출구의 개방을 감지하는 개방감지센서를 포함하고,
   상기 디스크지지부재는 상기 밸브디스크에 접촉되어 상기 밸브디스크를 지지하며, 상기 밸브디스크의 개도를 제한하는 지지봉, 및 상기 지지봉이 일단에서 출몰 가능하도록 설치되는 지지하우징, 상기 지지하우징의 외면에 형성되는 나사산 및, 상기 배기하우징에서 상기 지지하우징의 위치를 조절하여 상기 밸브디스크의 개도를 조절하도록 상기 배기하우징에 형성되어 상기 지지하우징의 나사산이 나사체결되는 지지부재공을 포함하며,
   상기 매연필터를 배기가스가 지나지 않는 미처리부와 배기가스가 지나는 처리부를 구획하며 상기 처리부에 입자상 물질이 축적됨에 따라 상기 배기하우징의 배압이 상승하는 경우, 상기 미처리부를 개방하여 배기가스를 처리하여 배출하는 예비처리부를 포함하고,
   상기 예비처리부는 상기 매연필터의 미처리부를 형성하도록 상기 매연필터의 일부를 가려 배기가스의 진입을 차단하는 유입차단부재, 상기 유입차단부재에 의해 가려진 상기 매연필터의 일부로 배기가스가 지나도록 상기 유입차단부재에 관통형성되는 배기관통공, 및 상기 밸브디스크를 개방하는 미리 설정된 디스크 작동압력보다 낮은 미리 설정된 예비 작동압력에 도달하면, 상기 배기관통공을 개방하여 미처리부에서 배기가스의 입자상 이물질을 걸러내도록 상기 배기관통공을 배기가스의 압력에 의해 개폐하는 차단개폐부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 개방감지센서에서 상기 밸브디스크의 개방을 감지한 감지신호를 전달받아 외부에 알리는 알림부를 포함하는 필터감시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 디스크지지부재는
   상기 지지하우징에서 상기 지지봉을 탄성력에 의해 지지하여 상기 지지봉이 상기 밸브디스크에 상기 미리 설정된 디스크 작동압력이 작용할 경우, 상기 밸브디스크가 상기 바이패스유로를 개방하도록 상기 지지하우징에서 상기 지지봉을 탄성력에 의해 지지하는 지지스프링, 및
   상기 지지봉을 지지하는 탄성력을 조절하여 상기 밸브디스크의 작동압력을 설정하도록 지지하우징에서 상기 지지스프링의 탄성력을 조절하는 작동압조절부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반복사용이 가능한 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 매연필터에서 배기가스가 유입되는 전방에 위치되어 상기 배기하우징의 외부에서 상기 매연필터를 청소하는 청소매체를 공급받아 분사하는 매체분사노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 비파열 디스크 밸브를 갖는 발전기용 엔진의 매연저감장치.

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