フィルタ組立体及びこれを含む排気ガス低減装置
本発明は、エンジンから排気ガスが排出される流路上に配置されて格子状の区画により排気ガスが流動される通気流路が形成され、前記通気流路上の排気ガスに含まれた粒子状物質を捕集する筒状のディーゼル粒子状物質フィルタ(Diesel Particulate Filter)と、前記フィルタの両側面の中で少なくともいずれか一側面に配置されて前記フィルタの前記通気流路と連通される格子状を有し、電源の供給を受けて前記フィルタを加熱させる電極部と、を含み、前記フィルタの格子状の複数の区画領域は、交互的に開口及び閉口で形成されていることを特徴とするフィルタ組立体及びこれを利用した排気ガス低減装置に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フィルタ組立体及びこれを含む排気ガス低減装置に関し、より詳細には、フィルタ内部に流入される排気ガスの流動阻害を防止するように電極部の構造を改善したフィルタ組立体及びこれを含む排気ガス低減装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、ディーゼルエンジンは、燃費及び出力においてガソリンエンジンよりすぐれた長所を有している。しかし、ディーゼルエンジンは、その特性上、ガソリンエンジンとは異なり排気ガスの排出時に粒子状物質(PM:Particulate Matter)のような有害物質が一緒に排出される短所がある。
【0003】
このような粒子状物質は大気を汚染させる原因に認識されているため、多い国家では粒子状物質などのような有害物質の排出に関する規制が強化されている。
【0004】
一方、粒子状物質などのような有害物質に対する各国の排出規制を満たすために有害物質を低減させる技術が登場している。粒子状物質などのような有害物質を低減することができる技術では、ディーゼルエンジンとマフラー(muffler)の間の排気ガス流路にディーゼル粒子状物質フィルタ(DPM:Diesel Particulate Filter)を具備させて粒子状物質を捕集する。
【0005】
ここで、フィルタは、排気ガスとともに排出された粒子状物質を捕集する。フィルタに捕集された粒子状物質を再生させる方式は、フィルタを直接加熱してフィルタに捕集された粒子状物質を燃消させる。
【0006】
例えば、エンジンとフィルタの間に電気ヒーターまたはディーゼルバーナーなどを設置し、排気ガスの温度をフィルタ内部に捕集された粒子状物質が燃焼されるほどに上昇させる方式である。このようにフィルタを直接加熱するためにフィルタには電源が印加 される電極部が連結される。
【0007】
また他の例として、エンジンとフィルタの間に追加的に電気ヒーターまたはディーゼルバーナーなどを配置することは生産性の弱化をもたらすので、フィルタの少なくとも一側面に直接的に電極部を連結する方式がある。このようにフィルタの一側面に直接的に連結された電極部によりフィルタが加熱されることにより、フィルタの内部に捕集された粒子状物質などが燃焼される。
【0008】
また、電極部を使うフィルタは、電極部の形状によりフィルタの領域を遮断する問題点がある。
【0009】
一方、上述のフィルタを直接加熱する従来の方式は、フィルタの内部に流入される排気ガスが低温である場合、フィルタが冷却されるので、フィルタを加熱するために過度なエネルギーが必要となる問題点がある。また、従来のフィルタは、一般的に1個の捕集区域を有しているので、フィルタの過熱または過冷却によりフィルタの使用寿命が低下される問題点もあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
したがって、 前記のような従来の諸問題点を解消するために提案されたものであって、本発明の目的は、電極部とフィルタの排気ガスの通気性が確保されるように電極部の構造を改善したフィルタ組立体及びこれを含む排気ガス低減装置を提供することにある。
【0011】
本発明のほかの目的は、フィルタ内部を複数の捕集空間で区画し、これによって電極部の構造も対応させてフィルタの捕集効率を向上させたフィルタ組立体及びこれを含む排気ガス低減装置を提供することにある。
【0012】
本発明のまた他の目的は、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質を含む排気ガスの流れを妨害しないように電極部を構成して粒子状物質に対する燃焼効率を増加させることができるフィルタ組立体及びこれを含む排気ガス低減装置を提供することにある。
【0013】
本発明のまた他の目的は、フィルタ組立体を構成するフィルタに流入される低温の排気ガスを遮断してフィルタの冷却を防止することができるように構造が改善された排気ガス低減装置を提供することにある。
【0014】
本発明のまた他の目的は、フィルタ組立体を構成するフィルタの捕集区域を複数で形成してフィルタの捕集性能の向上及び過熱を防止することができる排気ガス低減装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記の目的を達成するために本発明は、エンジンから排気ガスが排出される流路上に配置されて格子状の区画により排気ガスが流動される通気流路が形成され、前記通気流路上の排気ガスに含まれた粒子状物質を捕集する筒状のディーゼル粒子状物質フィルタ(Diesel Particulate Filter)と、前記フィルタの両側面の中で少なくともいずれか一側面に配置され、電源の供給を受けて前記フィルタを加熱させる電極部と、を含み、前記フィルタの格子状の複数の区画領域は、交互的に開口及び閉口で形成されていることを特徴とするフィルタ組立体を提供する。
【0016】
好ましくは、ここで、前記電極部は、前記フィルタの前記通気流路と連通される格子形状を有する。
【0017】
好ましくは、前記電極部の格子状は、前記フィルタの格子状に対応して交互的に連通開口及び連通閉口で形成され、前記フィルタの開口と電極部の連通開口は相互連通される。
【0018】
そして、前記フィルタの内部空間を粒子状物質が各々捕集される少なくとも2個以上の捕集区域に区画する流路区画部40をさらに含むことができる。
【0019】
好ましくは、前記区画部材は、各々の捕集区域の相互断熱及び絶縁のために絶縁体である断熱部材で備える。
【0020】
好ましくは、ここで、前記電極部は、少なくとも2個以上で区画された捕集区域に対応して配置されるように複数個で備えることができる。
【0021】
好ましくは、前記電極部は、前記フィルタとの電気的接触の強化のために前記フィルタの閉口に挿入されるピンが設置される。
【0022】
また、前記電極部は、排気ガスの流れに妨害されないように排気ガスの流れ方向を基準として平行、好ましくは、水平にフィルタに設置される。
【0023】
そして、 好ましくは、前記電極部には、フィルタの閉口に取り付けられた少なくとも一つのリードラインが備われる。
【0024】
好ましくは、前記フィルタは、炭化ケイ素(SiC)を含むセラミック材質からなる。
【0025】
また、本発明は、前記フィルタを含むフィルタ組立体が少なくとも2個以上の捕集区域を有し、前記フィルタ組立体の両側面の中で少なくともいずれか一側面に配置されて少なくとも2個以上の捕集区域に対応する排気ガスの連通口が区画形成される流路区画部と、前記流路区画部に少なくとも一つ以上が配置され、前記連通口を開放及び閉鎖する開放位置及び閉鎖位置の間で往復移動する開閉部材と、前記連通口が前記開閉部材により選択的に開放及び閉鎖されるように前記開閉部材に駆動力を提供する駆動ユニットと、を含むことを特徴とする排気ガス低減装置を提供する。
【0026】
ここで、前記フィルタ組立体を構成するフィルタに電源を供給する電源供給部と、前記電源供給部からの電源が少なくとも2個以上に区画された前記捕集区域に印加されるように前記捕集区域に備われて、前記フィルタ組立体の前記捕集区域を加熱する複数の電極部と、前記フィルタに備われ、前記フィルタの温度を感知する温度感知部と、前記温度感知部により感知された信号に基づいて前記連通口が選択的に前記開閉部材により開放及び閉鎖されるように前記開閉部材に駆動力を提供する前記駆動ユニットを制御する制御部と、をさらに含むことができる。
【0027】
そして、前記駆動ユニットは、駆動力を発生するモータと、前記モータと開閉部材との間に介在され、前記モータから提供を受けた駆動力を前記開閉部材に伝達する駆動軸と、を含むことができる。
【0028】
前記連通口は、流路区画部の中心を基準として放射状で均等分割されることができる。
【0029】
好ましくは、前記連通口は、前記流路区画部の面積に対して面積等分割されることができる。
【0030】
一方、前記流路区画部は、放射状で均等分割された第1の連通口が形成される第1の流路区画部と、前記第1の流路区画部より小さい面積を有して同心円で形成され、放射状で均等分割された第2の連通口が形成される第2の流路区画部と、を含むことができる。
【0031】
そして、好ましくは、前記駆動軸の軸線は、前記流路区画部の中心に沿って貫通し、前記開閉部材は、前記駆動軸に連結されて前記連通口の前記開放位置及び前記閉鎖位置の間で往復回転して移動される。
【0032】
前記エンジンと前記開閉部材との間に前記開閉部材の回転運動に連動するように回転可能に連結され、前記フィルタの内部に供給される燃焼ガス、酸化剤または還元剤の供給路が形成された吸気部をさらに含むことができる。
【0033】
また、前記駆動軸と前記開閉部材は、複数個が備われ、面積等分割された前記連通口を各々フラップ(flap)方式で開放及び閉鎖することができる。
【0034】
前記駆動軸の軸線は、前記流路区画部の中心に沿って貫通し、前記開閉部材は、前記駆動軸に連結され、前記第1の連通口が開放及び閉鎖されるように往復回転して移動される第1の開閉部材と、前記駆動軸に連結され、前記第2の連通口が開放及び閉鎖されるように往復回転して移動される第2の開閉部材と、を含むことができる。
【0035】
好ましくは、前記流路区画部と前記開閉部材は、前記フィルタの両側面に配置され、前記制御部は、前記フィルタの両側面に配置された前記開閉部材が連動されて前記連通口を開放及び閉鎖するように前記駆動ユニットを制御する。
【0036】
その他の実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。
【発明の効果】
【0037】
本発明は、フィルタの開口と電極部の開口が連通されて排気ガスの通気性が確保されることにより、圧力減少及びフィルタの効率減少を防止することができ、これによって、製品の信頼性を向上させることができるフィルタ組立体を提供する。
【0038】
また、本発明は、フィルタの両側面に対して開口及び閉口を交互的に形成することにより、フィルタに流入されて排出される排気ガスがフィルタに再流入される逆流現状を防止することができ、効率的に再生が可能なフィルタ組立体を提供する。
【0039】
また、本発明は、電極を排気ガスの流れを妨害しないように設置して粒子状物質に対する燃焼効率を増加させることができる。
【0040】
また、本発明は、複数の捕集区域が形成されたフィルタ組立体の少なくとも一側面に複数の捕集区域に対応する複数の連通口が形成された流路区画部を配置し、複数の連通口を選択的に開閉することができる開閉部材を装着して各捕集区域に流入される低温の排気ガスを遮断することができ、これによって、フィルタの加熱に必要なエネルギーを節減することができる排気ガス低減装置が提供する。
【0041】
また、多量の酸素が含まれた排気ガスを遮断することにより、吸蔵還元触媒の還元雰囲気を容易に造成して効果的な還元反応を行うことができる。
【0042】
本発明の効果は、以上で言及した効果に制限されるものではないで、言及されなかったまた他の効果は、請求範囲の記載から当業者に明確に理解されるはずである。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】図1は、本発明に係る排気ガス低減装置の概略的な断面構成図である。
【図2】図2は、本発明に係る排気ガス低減装置の他の概略的な断面構成図である。
【図3】図3は、本発明に係るフィルタ組立体の分解斜視図である。
【図4】図4は、本発明に係るフィルタ組立体の結合斜視図である。
【図5】図5は、本発明に係るフィルタ組立体の側面構成図である。
【図6】図6は、本発明に係るフィルタ組立体の断面図である。
【図7】図7は、本発明に係るフィルタ組立体の他の形態を示す斜視図である。
【図8】図8は、本発明に係るフィルタ組立体の他の側面構成図である。
【図9】図9は、本発明に係る排気ガス低減装置の開閉部材が装着された流路区画部及びフィルタ組立体の分解斜視図である。
【図10】図10は、本発明に係る排気ガス低減装置の開閉部材が装着された流路区画部及びフィルタ組立体の結合斜視図である。
【図11】図11は、本発明に係る排気ガス低減装置のフィルタ組立体の両側面に流路区画部及び開閉部材が配置された概略断面構成図である。
【図12】図12は、本発明に係る排気ガス低減装置の流路区画部と開閉部材の作動様態を示す正面図である。
【図13】図13は、本発明に係る排気ガス低減装置の流路区画部と開閉部材の他の作動様態を示す正面図である。
【図14】図14は、本発明による排気ガス低減装置の開閉部材、流路区画部、フィルタ組立体及び吸気部の斜視図である。
【符号の説明】
【0044】
24:捕集区域
40:流路区画部
44:連通口
60:開閉部材
80:駆動ユニット
82:モータ
84:駆動軸
100:ハウジング
102:ハウジング本体
104:流入口
106:流出口
300:フィルタ組立体
320:フィルタ
322:フィルタ本体
324:通気流露
326:開口
328:閉口
340:電極部
342:電極部本体
344:連通開口
346:連通閉口
500:電源供給部
600:電源増幅部
700:温度感知部
900:制御部
【発明を実施するための形態】
【0045】
以下、本発明の利点及び特徴、そして、それを達成する構成及び方法について添付図面及び本発明の好ましい実施の形態を参照して詳細に説明する。
【0046】
しかし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではないで、相違である多様な実施形態で具現可能であるだけではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能である。したがって、添付された図面及び詳細な説明に開示された実施形態は、本発明の一例に過ぎないで、これは特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を限定しない。参考で、本発明を説明するにおいて、関連された公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に不明確にする恐れがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【0047】
本発明の好ましい実施形態では、車両に装着される排気ガス低減装置に対して説明しているが、これは船舶などのようにディーゼルエンジンが使われる装置であれば、いずれも適用できることをあらかじめ明らかにしておく。
【0048】
図1乃至図14に示したように、本発明に係る排気ガス低減装置1は、ハウジング100と、フィルタ組立体300と、流路区画部40と、開閉部材60と、駆動ユニット80と、電源供給部500と、電極部340と、温度感知部700と、制御部900と、を含む。
【0049】
ハウジング100は、ハウジング本体102、流入口104及び流出口106を含む。ハウジング本体102は、基本的にフィルタ組立体300、流路区画部40及び開閉部材60を収容する。ハウジング本体102は、内部に流動される排気ガスの流動抵抗を考慮して円筒状で備われる。勿論、ハウジング本体102は、本発明とは異なり、円筒状以外にも四角筒状のような多様な形状で形成してもよい。
【0050】
流入口104は、ディーゼルエンジン(図示せず)とフィルタ組立体300の間に形成されてディーゼルエンジンから排出された排気ガスをフィルタ組立体300にガイドする流路の役割をする。そして、流出口106は、フィルタ組立体300とマフラー(muffler)(図示せず)の間に形成されてフィルタ組立体300を通過した排気ガスをマフラーにガイドする流路の役割をする。
【0051】
ここで、流入口104及び流出口106は、ハウジング本体102の長手方向に沿ってハウジング本体102の両側部に形成される。しかし、流入口104及び流出口106は、本発明の一実施形態としてハウジング本体102の長手方向に沿って形成されただけで、流入口104及び流出口106は、ハウジング本体12の長手方向に対して横方向で形成されてもよい。
【0052】
本発明によるフィルタ組立体300は、フィルタ320及び電極部340を含む。フィルタ組立体300は、エンジンから排出された排気ガスに含有された粒子状物質を捕集する役割をする。
【0053】
前記フィルタ320は、エンジンから排気ガスが排出される流路上に配置され、排気ガスに含まれた粒子状物質を捕集する筒状のディーゼル粒子状物質フィルタ(Diesel Particulate Filter)320である。そして、フィルタ320は、フィルタ本体322と、通気流路324と、開口326と、閉口328と、を含む。
【0054】
前記フィルタ320は、炭化ケイ素(SiC)を含むセラミック材質からなる。
【0055】
フィルタ本体322は、フィルタ320の外観を形成する。
【0056】
フィルタ本体322の内部には、排気ガスが流動される通気流路324が形成され、このような通気流路324に流動される排気ガスに含有された粒子状物質はフィルタ本体322に捕集される。
【0057】
そして、フィルタ本体322の両側面には格子状により区画され、格子状に区画された領域は通気流路324で形成される。すなわち、フィルタ本体322には、格子状により区画された区画領域の数字ほど通気流路324が形成される。通気流路324を通過する排気ガスの有害物質は、フィルタ本体322の内部を複数の通気流路324で区画する隔壁により捕集される。
【0058】
フィルタ本体322に形成された格子状の複数の区画領域は、交互的に開口326及び閉口328で形成される。すなわち、開口326及び閉口328は相互連接して形成される。このような開口326及び閉口328は、各々の通気流路324を開放及び閉鎖する。
【0059】
一方、フィルタ本体322に形成された開口326及び閉口328は、通気流路に対して各々閉口328及び開口326で形成される。すなわち、フィルタ本体322の一側面には開口326が形成され、開口326と連通された通気流路324の他側には閉口328が形成される。このように通気流路324を基準として両方向に開口326及び閉口328が形成されることにより、開口326を通じて流入された排気ガスは多孔性隔壁を通じて隣接通気流路に流れ、隔壁を通過する過程で粒子状物質が捕集されてフィルタ本体322の他の一側に形成された隣接通気流路324の開口に排出される。
【0060】
特定様態として、本発明によるフィルタ本体322の内部は、隔壁により2個以上の捕集区域24に区画される。
【0061】
他の特定様態として、本発明によるフィルタ本体322の内部は、隔壁により4個の捕集区域24に区画される。すなわち、フィルタ本体322の捕集区域24は、90度で分割された隔壁により4個の捕集区域24に区画される。このようなフィルタ本体322の捕集区域24は、排気ガスが流動する流路の役割とともに排気ガスに含まれた粒子状物質を捕集する役割もする。
【0062】
本発明による流路区画部40は、区画部本体42及び区画部本体42に形成された連通口44を含む。
【0063】
前記流路区画部40は、流入口14に隣接したフィルタ組立体300の一側面に配置される。
【0064】
区画部本体42は、フィルタ組立部300の形状に対応して筒形状で形成される。
【0065】
前記区画部本体42は、円筒状のフィルタ組立体300に対応するように円筒状を有する。
【0066】
また、前記区画部本体42は、フィルタ組立部300の一側面に結合される。そして、区画部本体42の内部には、隔壁によりフィルタ組立体300の捕集区域24と連通される連通口44が形成される。
【0067】
前記連通口44は、区画部本体42に配置された隔壁により複数で形成される。
【0068】
本発明による連通口44は、フィルタ組立体300の捕集区域24に対応するように2個以上形成することができる。
【0069】
この時、一例として、前記フィルタ組立体300の捕集区域24が4個で形成される場合、前記連通口44も4個の捕集区域24に対応するように4個が形成される。各々の連通口44は、フィルタ組立体300の捕集区域24と連通されて排気ガスの通気性を確保する。すなわち、連通口44は、流路区画部40の中心を基準として放射状で均等分割されて形成される。
【0070】
次に、開閉部材60は、流路区画部40に配置されて連通口44を開放及び閉鎖する開放位置及び閉鎖位置の間で往復移動される。
【0071】
開閉部材60は、流路区画部40に1個が配置される。
【0072】
前記開閉部材60は、駆動ユニット80に連結されて駆動ユニット80からの駆動力により連通口44を選択的に開放及び閉鎖する。
【0073】
また、開閉部材60は、流路区画部40の中心に沿って貫通された駆動軸84に連結され、駆動軸84の駆動力により開放位置及び閉鎖位置の間で往復回転移動する。
【0074】
例えば、開閉部材60は、4個の連通口44を選択的に開放及び閉鎖するように作動される。すなわち、開閉部材60により4個の連通口44の中で1個が閉鎖されると、残りの3個の連通口44は開放される。開閉部材60は、駆動ユニット80から提供を受けた駆動力により区画部本体42の長手方向の横方向に回転運動する。
【0075】
また、前記開閉部材60は、流路区画部40に2個が具備されてもよい。この時、開閉部材60は、相互干渉を避けるために相互対向するように配置されることが好ましい。
【0076】
本発明による駆動ユニット80は、モータ82及び駆動軸84を含む。
【0077】
前記駆動ユニット80は、連通口44が開閉部材60により選択的に開放及び閉鎖されるように開閉部材60に駆動力を提供する役割をする。
【0078】
モータ82は、駆動力を発生させる装置である。
【0079】
前記モータ82は、一般的なDCモータ及びACモータを使用することができる。しかし、本発明の一実施形態によるモータ82では、駆動軸84の回転角度を調節することができるステッピング(stepping)モータを使用することが好ましい。
【0080】
前記駆動軸84は、第1の駆動軸84a及び第2の駆動軸84bを含む。
【0081】
前記第1の駆動軸84aは、モータ82に連結されてモータ82からの駆動力により連動する。そして、第2の駆動軸84bは、開閉部材60に連結されて開閉部材60に駆動力を提供する。ここで、第1の駆動軸84a及び第2の駆動軸84bは、公知された技術であるかさ歯車(bevel gear)により噛み合う。勿論、モータ82と駆動軸84が流路区画部40の内部に収容されて直接的に開閉部材60に連結されてもよい。このように、駆動ユニット80には、開閉部材60に駆動力を提供することができる公知された多様な駆動方式を適用することができる。
【0082】
本発明による電極部340は、フィルタ320の両側面の中で少なくともいずれか一側面に配置されてフィルタ320の通気流路324と連通される格子状で備われる。電極部340は、電源供給部500からの電源の供給を受けてフィルタ320を加熱させる役割をする。ここで、電極部340はフィルタ320の両側面に各々配置される。
【0083】
本発明の電極部340は、電極部本体342と、連通開口344と、連通閉口346と、リードライン348と、を含む。
【0084】
電極部本体342は、電極部340の外観を形成し、円筒状のフィルタ320の断面形状に対応して円板形状で備われる。
【0085】
電極部本体342は、フィルタ320と接触配置されてフィルタ320を加熱させる役割をする。電極部本体342に供給された電源によりフィルタ320が加熱されることにより、フィルタ320内部に捕集された有害物質は燃焼される。
【0086】
電極部本体342には、格子状で連通開口344及び連通閉口346が交互的に形成される。ここで、連通開口344はフィルタ320の開口と相互連通される。電極部本体342の連通開口344とフィルタ320の開口326が相互連通されることにより、フィルタ320に流入される排気ガスは電極部本体342により流動抵抗なしに通気流路324に流動されることができる。
【0087】
電極部340には、フィルタ320との電気的接触を増加させるためにフィルタ320の閉口部に挿入されるピンを設置することができる。
【0088】
本発明の電極部340は、フィルタ320の側面により小さい断面積を有して配置されるが、フィルタ320に供給される熱量を考慮してそのサイズを変更することができる。また、電極部340の形状は、フィルタ320の断面形状とは相違に四角形状などで備えることができる。この時、連通開口344はフィルタ320の開口と相互連通されなければならない。
【0089】
特定様態として、本発明による電極部340は、4個の捕集区域24に対して4個を備えてフィルタ組立体300を構成する各々のフィルタ320に配置することができる。電極部340の形状は、捕集区域24で区画されたフィルタ320の形状に対応して備われる。しかし、電極部340の形状は、フィルタ320の形状と関係ない円形のような形状などを有しても良いし、電極部340の断面積は、フィルタの断面積と同一であってもよい。
【0090】
他の特定様態として、本発明による電極部340を4個を備えてフィルタ320に各々配置される場合、前記フィルタ320に各々連結される電極部340は、フィルタ320を通過する排気ガスの流れ方向と平行、好ましくは、水平になるようにフィルタ320に連結設置することにより、フィルタ320を通過する排気ガスの流れを妨害しないようにすることができる。
【0091】
この時、前記各々のフィルタ320に連結される電極部340は、フィルタ320内に埋め立てるか外面に取り付けることができる。
【0092】
前記リードライン348は、電極部本体342と電源供給部500を相互電気的に連結する。リードライン348は、電極部本体342によりフィルタ320が加熱されるように電源供給部500からの電源を電極部本体342に伝達する。
【0093】
リードライン348は、排気ガスの流動を阻害しないようにフィルタ320の連通閉口346部分に設置され、一つのリードライン348に供給される電流の密度が大きい場合には複数で設置することができる。
【0094】
ここで、前記4個の捕集区域24に対して4個が備われたフィルタ320に電極部340が各々連結設置される場合、前記各々の捕集区域24に温度を感知するように温度感知部700を複数で備えることができる。
【0095】
また、前記電極部340は、フィルタ320の両側部、すなわち、各捕集区域24に2個ずつ連結設置することができる。しかし、電極部340は各捕集区域24に1個ずつのみ連結してもよい。各捕集区域24に連結された電極部340は該当捕集区域24のみを加熱する。勿論、各捕集区域24の断熱のために隔壁はハウジング本体であることが好ましい。
【0096】
本発明による電源供給部500は、12Vまたは24Vの電圧を発生するバッテリーなどで構成される。電源供給部500は、電極部340と電気的に連結されて電極部120に電源を供給する。
【0097】
一方、本発明による排気ガス低減装置1は、電源供給部500からの電源を増幅して電極部340に供給する電源増幅部600をさらに含む。
【0098】
ここで、電源供給部500、電極部340及び電源増幅部600によりフィルタ320を加熱する過程は次のようである。電源供給部500からの電源供給によりフィルタ320の温度が上昇するほどフィルタ320の抵抗は低くなるので、フィルタ320の温度が低くなるほど電圧を高めてフィルタ320の温度が高くなるほど電圧を低めることが効率的である。
【0099】
この時、好ましくは、電源増幅部600は、増幅率を調整することができる。このような場合、電源増幅部600は、制御部900により増幅率を制御することができ、周波数変調(frequency modulation)により通電時間を調整することができる。
【0100】
温度感知部700は、フィルタ組立体300、特定的にはフィルタ組立体300を構成するフィルタ320の温度を感知する。
【0101】
前記温度感知部700により感知された信号は制御部900に伝送される。
【0102】
本発明による温度感知部700は、フィルタ320の各捕集区域24の温度を感知するように複数の捕集区域24に対応して備われることが好ましい。各捕集区域24に配置された温度感知部700により感知された信号は制御部900に伝送され、このような感知信号によって制御部900は開閉部材60の作動を制御する。
【0103】
勿論、開閉部材60の作動制御は駆動ユニット80の制御によって連動される。
【0104】
本発明による制御部900は、温度感知部700により感知された信号に基づいて連通口44が選択的に開閉部材60により開放及び閉鎖されるように開閉部材60に駆動力を提供する駆動ユニット80の作動を制御する。例えば、制御部900は、複数の捕集区域24の中でいずれか一つに配置された温度感知部700の感知信号が既設定された温度より低いと判断された場合、該当する捕集区域24の連通口44が閉鎖されるように開閉部材60の作動を制御する。このような開閉部材60の作動制御は、制御部900の制御による駆動ユニット80の作動制御を通じて行われる。
【0105】
図11に示したように、流路区画部40はフィルタ320の両側部に配置される。勿論、2個の流路区画部40に対応して開閉部材60も2個が配置される。制御部900は2個の開閉部材60がフィルタ320の両側面に備われた流路区画部40の連通口44を同時に開閉及び閉鎖するように2個の開閉部材60の作動を制御する。
【0106】
例えば、1個の捕集区域24を閉鎖する時、捕集区域24の両側面に隣接した連通口44を2個の開閉部材60で閉鎖して排気ガスが逆流することを防止する。フィルタ320を通じて排気ガスが通過される際には両側の連通口44を開放して排気ガスの通気性を確保する。
【0107】
一方、図12は、本発明に係る排気ガス低減装置の流路区画部と開閉部材の作動正面図及び平面図である。
【0108】
図12に示した(a)は、流路区画部40の正面図として、流路区画部40は、流路区画部40の面積に対して面積等分割された複数の連通口44を形成する。(b)は、流路区画部40の平面図として、複数の連通口44を各々開閉する複数の開閉部材60が配置される。
【0109】
ここで、複数の開閉部材60は、複数の連通口44を各々フラップ(flap)方式で開放及び閉鎖する。このようなフラップ方式の開閉部材60は、各々駆動軸84に連結され、制御部900の制御によって各々の連通口44を開閉する。4個で配置された開閉部材60は、制御部900の制御によって3個の連通口44を閉鎖することもでき、3個の連通口44を開放することもできる。開閉部材60の開閉作動は制御部の制御によって多様な組み合いで行われることができる。
【0110】
次に、図13は、本発明に係る排気ガス低減装置の流路区画部と開閉部材の作動正面図である。
【0111】
図13に示したように、本発明に係る排気ガス低減装置1の流路区画部40は、第1の流路区画部42及び第2の流路区画部44を含む。また、本発明による排気ガス低減装置1の開閉部材60は、第1の開閉部材62及び第2の開閉部材64を含む。
【0112】
前記第1の流路区画部42は、放射状で均等分割された第1の連通口42aを有する。第1の連通口42aは、本発明の一実施形態として、隔壁により4個に区画される。
【0113】
第2の流路区画部44は、第1の流路区画部42より小さい面積を有して同心円で形成され、放射状で均等分割された第2の連通口44aを有する。
【0114】
第2の連通口44aは、隔壁により4個に区画される。
【0115】
好ましくは、フィルタ320の捕集区域24は、第1の流路区画部42及び第2の流路区画部44に各々形成された第1の連通口42a及び第2の連通口44aに対応して二重で区画形成される。
【0116】
開閉部材60は、第1の流路区画部42の第1の連通口42aを開閉する第1の開閉部材62と、第2の流路区画部44の第2の連通口44aを開閉する第2の開閉部材64と、を含む。ここで、第1の開閉部材62及び第2の開閉部材64は、各々独立的に往復回転される。
【0117】
第1の開閉部材62及び第2の開閉部材64は、第1の流路区画部42及び第2の流路区画部44の中心に沿って貫通された駆動軸84により往復回転される。
【0118】
ここで、前記第1の開閉部材62及び第2の開閉部材64は、同一駆動軸84に連結され、駆動軸84は、二重に備われて結合及び解除によって第1の開閉部材62及び第2の開閉部材64を各々独立的に往復回転させることができる。
【0119】
このように本発明に係る排気ガス低減装置1は、フィルタ組立体300を構成するフィルタ320の捕集区域24を二重に細分化して各捕集区域24に流入される低温の排気ガスを遮断することができる長所がある。
【0120】
最後に、図14は、本発明に係る排気ガス低減装置の開閉部材、流路区画部、フィルタ及び吸気部の斜視図である。
【0121】
図14に示したように、本発明の排気ガス低減装置1は、ハウジング100と、フィルタ320と、流路区画部40と、開閉部材60と、駆動ユニット80と、電源供給部500と、電極部340と、温度感知部700と、制御部900と、吸気部400と、を含む。
【0122】
ここで、ハウジング100、フィルタ320、流路区画部40、開閉部材60、駆動ユニット80、電源供給部500、電極部340、温度感知部700及び制御部900は、上述の各々の構成要素と同一なので以下ではその説明は省略する。
【0123】
吸気部400は、エンジンと開閉部材60との間に開閉部材60の回転運動に連動するように回転可能に連結される。吸気部400には、フィルタ320の内部に供給される燃焼ガス、酸化剤または還元剤の供給路が形成される。吸気部400は、吸気管420、注入管440及び回転連結部460を含む。
【0124】
吸気管420は、開閉部材60に連通されるように開閉部材60に連結される。
【0125】
前記吸気管420は、回転連結部460の回転軸線に偏心を成して開閉部材60に連結される。吸気管420は、開閉部材60の回転に連動して回転され、注入管440から注入された燃焼ガス、酸化剤または還元剤がフィルタ320の内部に流入される流路を形成する。
【0126】
前記注入管440は、エンジンからの燃焼ガス、そして酸化剤、燃料と空気または還元剤がフィルタ320の内部にガイドされるようにエンジンに連通される。注入管440に注入された燃焼ガス、酸化剤または還元剤は、上述の吸気管420にガイドされてフィルタ320の内部に供給される。
【0127】
回転連結部460は、吸気管420と注入管440との間に介在される。回転連結部460は、開閉部材60の回転運動に沿って吸気管420が連動されるように吸気管420と連結される。ここで、回転連結部460に対して吸気管420は、偏心されて回転運動するように回転連結部460に回転運動される。回転連結部460は、回転ジョイント(rotable joint)などのように多様な結合方式で吸気管420と連結されることができる。燃料と空気が投入される場合には、燃焼の開始のために開閉部材60に点火装置を付加することができる。
【0128】
したがって、複数の捕集区域24が形成されたフィルタ320の少なくとも一側面に複数の捕集区域24に対応する複数の連通口44が形成された流路区画部40を配置し、複数の連通口44を選択的に開閉することができる開閉部材60を装着して各補修区域に流入される低温の排気ガスを遮断することができ、これによって、フィルターの加熱に必要なエネルギーを節減することができる。
【0129】
また、還元に必要な雰囲気を造成して吸蔵還元触媒に吸蔵された窒素酸化物の還元を効率的に実施することができる。また、吸気部400を通じて高温の排気ガスや酸化剤を投与してフィルタを手軽く再生させることができる。
【0130】
フィルタの再生に必要な場合には、排気ガスの一部のみを通過させて酸化反応を促進することができ、そのために開閉部材60には、全面的が開閉部材の1−25%に該当する一つあるいは多数の通気口を設置して再生を助けることができる。
【0131】
以上、添付した図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施例及び添付された図面に限定されるものではない。
【技術分野】
【0001】
本発明は、フィルタ組立体及びこれを含む排気ガス低減装置に関し、より詳細には、フィルタ内部に流入される排気ガスの流動阻害を防止するように電極部の構造を改善したフィルタ組立体及びこれを含む排気ガス低減装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、ディーゼルエンジンは、燃費及び出力においてガソリンエンジンよりすぐれた長所を有している。しかし、ディーゼルエンジンは、その特性上、ガソリンエンジンとは異なり排気ガスの排出時に粒子状物質(PM:Particulate Matter)のような有害物質が一緒に排出される短所がある。
【0003】
このような粒子状物質は大気を汚染させる原因に認識されているため、多い国家では粒子状物質などのような有害物質の排出に関する規制が強化されている。
【0004】
一方、粒子状物質などのような有害物質に対する各国の排出規制を満たすために有害物質を低減させる技術が登場している。粒子状物質などのような有害物質を低減することができる技術では、ディーゼルエンジンとマフラー(muffler)の間の排気ガス流路にディーゼル粒子状物質フィルタ(DPM:Diesel Particulate Filter)を具備させて粒子状物質を捕集する。
【0005】
ここで、フィルタは、排気ガスとともに排出された粒子状物質を捕集する。フィルタに捕集された粒子状物質を再生させる方式は、フィルタを直接加熱してフィルタに捕集された粒子状物質を燃消させる。
【0006】
例えば、エンジンとフィルタの間に電気ヒーターまたはディーゼルバーナーなどを設置し、排気ガスの温度をフィルタ内部に捕集された粒子状物質が燃焼されるほどに上昇させる方式である。このようにフィルタを直接加熱するためにフィルタには電源が印加 される電極部が連結される。
【0007】
また他の例として、エンジンとフィルタの間に追加的に電気ヒーターまたはディーゼルバーナーなどを配置することは生産性の弱化をもたらすので、フィルタの少なくとも一側面に直接的に電極部を連結する方式がある。このようにフィルタの一側面に直接的に連結された電極部によりフィルタが加熱されることにより、フィルタの内部に捕集された粒子状物質などが燃焼される。
【0008】
また、電極部を使うフィルタは、電極部の形状によりフィルタの領域を遮断する問題点がある。
【0009】
一方、上述のフィルタを直接加熱する従来の方式は、フィルタの内部に流入される排気ガスが低温である場合、フィルタが冷却されるので、フィルタを加熱するために過度なエネルギーが必要となる問題点がある。また、従来のフィルタは、一般的に1個の捕集区域を有しているので、フィルタの過熱または過冷却によりフィルタの使用寿命が低下される問題点もあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
したがって、 前記のような従来の諸問題点を解消するために提案されたものであって、本発明の目的は、電極部とフィルタの排気ガスの通気性が確保されるように電極部の構造を改善したフィルタ組立体及びこれを含む排気ガス低減装置を提供することにある。
【0011】
本発明のほかの目的は、フィルタ内部を複数の捕集空間で区画し、これによって電極部の構造も対応させてフィルタの捕集効率を向上させたフィルタ組立体及びこれを含む排気ガス低減装置を提供することにある。
【0012】
本発明のまた他の目的は、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質を含む排気ガスの流れを妨害しないように電極部を構成して粒子状物質に対する燃焼効率を増加させることができるフィルタ組立体及びこれを含む排気ガス低減装置を提供することにある。
【0013】
本発明のまた他の目的は、フィルタ組立体を構成するフィルタに流入される低温の排気ガスを遮断してフィルタの冷却を防止することができるように構造が改善された排気ガス低減装置を提供することにある。
【0014】
本発明のまた他の目的は、フィルタ組立体を構成するフィルタの捕集区域を複数で形成してフィルタの捕集性能の向上及び過熱を防止することができる排気ガス低減装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記の目的を達成するために本発明は、エンジンから排気ガスが排出される流路上に配置されて格子状の区画により排気ガスが流動される通気流路が形成され、前記通気流路上の排気ガスに含まれた粒子状物質を捕集する筒状のディーゼル粒子状物質フィルタ(Diesel Particulate Filter)と、前記フィルタの両側面の中で少なくともいずれか一側面に配置され、電源の供給を受けて前記フィルタを加熱させる電極部と、を含み、前記フィルタの格子状の複数の区画領域は、交互的に開口及び閉口で形成されていることを特徴とするフィルタ組立体を提供する。
【0016】
好ましくは、ここで、前記電極部は、前記フィルタの前記通気流路と連通される格子形状を有する。
【0017】
好ましくは、前記電極部の格子状は、前記フィルタの格子状に対応して交互的に連通開口及び連通閉口で形成され、前記フィルタの開口と電極部の連通開口は相互連通される。
【0018】
そして、前記フィルタの内部空間を粒子状物質が各々捕集される少なくとも2個以上の捕集区域に区画する流路区画部40をさらに含むことができる。
【0019】
好ましくは、前記区画部材は、各々の捕集区域の相互断熱及び絶縁のために絶縁体である断熱部材で備える。
【0020】
好ましくは、ここで、前記電極部は、少なくとも2個以上で区画された捕集区域に対応して配置されるように複数個で備えることができる。
【0021】
好ましくは、前記電極部は、前記フィルタとの電気的接触の強化のために前記フィルタの閉口に挿入されるピンが設置される。
【0022】
また、前記電極部は、排気ガスの流れに妨害されないように排気ガスの流れ方向を基準として平行、好ましくは、水平にフィルタに設置される。
【0023】
そして、 好ましくは、前記電極部には、フィルタの閉口に取り付けられた少なくとも一つのリードラインが備われる。
【0024】
好ましくは、前記フィルタは、炭化ケイ素(SiC)を含むセラミック材質からなる。
【0025】
また、本発明は、前記フィルタを含むフィルタ組立体が少なくとも2個以上の捕集区域を有し、前記フィルタ組立体の両側面の中で少なくともいずれか一側面に配置されて少なくとも2個以上の捕集区域に対応する排気ガスの連通口が区画形成される流路区画部と、前記流路区画部に少なくとも一つ以上が配置され、前記連通口を開放及び閉鎖する開放位置及び閉鎖位置の間で往復移動する開閉部材と、前記連通口が前記開閉部材により選択的に開放及び閉鎖されるように前記開閉部材に駆動力を提供する駆動ユニットと、を含むことを特徴とする排気ガス低減装置を提供する。
【0026】
ここで、前記フィルタ組立体を構成するフィルタに電源を供給する電源供給部と、前記電源供給部からの電源が少なくとも2個以上に区画された前記捕集区域に印加されるように前記捕集区域に備われて、前記フィルタ組立体の前記捕集区域を加熱する複数の電極部と、前記フィルタに備われ、前記フィルタの温度を感知する温度感知部と、前記温度感知部により感知された信号に基づいて前記連通口が選択的に前記開閉部材により開放及び閉鎖されるように前記開閉部材に駆動力を提供する前記駆動ユニットを制御する制御部と、をさらに含むことができる。
【0027】
そして、前記駆動ユニットは、駆動力を発生するモータと、前記モータと開閉部材との間に介在され、前記モータから提供を受けた駆動力を前記開閉部材に伝達する駆動軸と、を含むことができる。
【0028】
前記連通口は、流路区画部の中心を基準として放射状で均等分割されることができる。
【0029】
好ましくは、前記連通口は、前記流路区画部の面積に対して面積等分割されることができる。
【0030】
一方、前記流路区画部は、放射状で均等分割された第1の連通口が形成される第1の流路区画部と、前記第1の流路区画部より小さい面積を有して同心円で形成され、放射状で均等分割された第2の連通口が形成される第2の流路区画部と、を含むことができる。
【0031】
そして、好ましくは、前記駆動軸の軸線は、前記流路区画部の中心に沿って貫通し、前記開閉部材は、前記駆動軸に連結されて前記連通口の前記開放位置及び前記閉鎖位置の間で往復回転して移動される。
【0032】
前記エンジンと前記開閉部材との間に前記開閉部材の回転運動に連動するように回転可能に連結され、前記フィルタの内部に供給される燃焼ガス、酸化剤または還元剤の供給路が形成された吸気部をさらに含むことができる。
【0033】
また、前記駆動軸と前記開閉部材は、複数個が備われ、面積等分割された前記連通口を各々フラップ(flap)方式で開放及び閉鎖することができる。
【0034】
前記駆動軸の軸線は、前記流路区画部の中心に沿って貫通し、前記開閉部材は、前記駆動軸に連結され、前記第1の連通口が開放及び閉鎖されるように往復回転して移動される第1の開閉部材と、前記駆動軸に連結され、前記第2の連通口が開放及び閉鎖されるように往復回転して移動される第2の開閉部材と、を含むことができる。
【0035】
好ましくは、前記流路区画部と前記開閉部材は、前記フィルタの両側面に配置され、前記制御部は、前記フィルタの両側面に配置された前記開閉部材が連動されて前記連通口を開放及び閉鎖するように前記駆動ユニットを制御する。
【0036】
その他の実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。
【発明の効果】
【0037】
本発明は、フィルタの開口と電極部の開口が連通されて排気ガスの通気性が確保されることにより、圧力減少及びフィルタの効率減少を防止することができ、これによって、製品の信頼性を向上させることができるフィルタ組立体を提供する。
【0038】
また、本発明は、フィルタの両側面に対して開口及び閉口を交互的に形成することにより、フィルタに流入されて排出される排気ガスがフィルタに再流入される逆流現状を防止することができ、効率的に再生が可能なフィルタ組立体を提供する。
【0039】
また、本発明は、電極を排気ガスの流れを妨害しないように設置して粒子状物質に対する燃焼効率を増加させることができる。
【0040】
また、本発明は、複数の捕集区域が形成されたフィルタ組立体の少なくとも一側面に複数の捕集区域に対応する複数の連通口が形成された流路区画部を配置し、複数の連通口を選択的に開閉することができる開閉部材を装着して各捕集区域に流入される低温の排気ガスを遮断することができ、これによって、フィルタの加熱に必要なエネルギーを節減することができる排気ガス低減装置が提供する。
【0041】
また、多量の酸素が含まれた排気ガスを遮断することにより、吸蔵還元触媒の還元雰囲気を容易に造成して効果的な還元反応を行うことができる。
【0042】
本発明の効果は、以上で言及した効果に制限されるものではないで、言及されなかったまた他の効果は、請求範囲の記載から当業者に明確に理解されるはずである。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】図1は、本発明に係る排気ガス低減装置の概略的な断面構成図である。
【図2】図2は、本発明に係る排気ガス低減装置の他の概略的な断面構成図である。
【図3】図3は、本発明に係るフィルタ組立体の分解斜視図である。
【図4】図4は、本発明に係るフィルタ組立体の結合斜視図である。
【図5】図5は、本発明に係るフィルタ組立体の側面構成図である。
【図6】図6は、本発明に係るフィルタ組立体の断面図である。
【図7】図7は、本発明に係るフィルタ組立体の他の形態を示す斜視図である。
【図8】図8は、本発明に係るフィルタ組立体の他の側面構成図である。
【図9】図9は、本発明に係る排気ガス低減装置の開閉部材が装着された流路区画部及びフィルタ組立体の分解斜視図である。
【図10】図10は、本発明に係る排気ガス低減装置の開閉部材が装着された流路区画部及びフィルタ組立体の結合斜視図である。
【図11】図11は、本発明に係る排気ガス低減装置のフィルタ組立体の両側面に流路区画部及び開閉部材が配置された概略断面構成図である。
【図12】図12は、本発明に係る排気ガス低減装置の流路区画部と開閉部材の作動様態を示す正面図である。
【図13】図13は、本発明に係る排気ガス低減装置の流路区画部と開閉部材の他の作動様態を示す正面図である。
【図14】図14は、本発明による排気ガス低減装置の開閉部材、流路区画部、フィルタ組立体及び吸気部の斜視図である。
【符号の説明】
【0044】
24:捕集区域
40:流路区画部
44:連通口
60:開閉部材
80:駆動ユニット
82:モータ
84:駆動軸
100:ハウジング
102:ハウジング本体
104:流入口
106:流出口
300:フィルタ組立体
320:フィルタ
322:フィルタ本体
324:通気流露
326:開口
328:閉口
340:電極部
342:電極部本体
344:連通開口
346:連通閉口
500:電源供給部
600:電源増幅部
700:温度感知部
900:制御部
【発明を実施するための形態】
【0045】
以下、本発明の利点及び特徴、そして、それを達成する構成及び方法について添付図面及び本発明の好ましい実施の形態を参照して詳細に説明する。
【0046】
しかし、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではないで、相違である多様な実施形態で具現可能であるだけではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能である。したがって、添付された図面及び詳細な説明に開示された実施形態は、本発明の一例に過ぎないで、これは特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を限定しない。参考で、本発明を説明するにおいて、関連された公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に不明確にする恐れがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【0047】
本発明の好ましい実施形態では、車両に装着される排気ガス低減装置に対して説明しているが、これは船舶などのようにディーゼルエンジンが使われる装置であれば、いずれも適用できることをあらかじめ明らかにしておく。
【0048】
図1乃至図14に示したように、本発明に係る排気ガス低減装置1は、ハウジング100と、フィルタ組立体300と、流路区画部40と、開閉部材60と、駆動ユニット80と、電源供給部500と、電極部340と、温度感知部700と、制御部900と、を含む。
【0049】
ハウジング100は、ハウジング本体102、流入口104及び流出口106を含む。ハウジング本体102は、基本的にフィルタ組立体300、流路区画部40及び開閉部材60を収容する。ハウジング本体102は、内部に流動される排気ガスの流動抵抗を考慮して円筒状で備われる。勿論、ハウジング本体102は、本発明とは異なり、円筒状以外にも四角筒状のような多様な形状で形成してもよい。
【0050】
流入口104は、ディーゼルエンジン(図示せず)とフィルタ組立体300の間に形成されてディーゼルエンジンから排出された排気ガスをフィルタ組立体300にガイドする流路の役割をする。そして、流出口106は、フィルタ組立体300とマフラー(muffler)(図示せず)の間に形成されてフィルタ組立体300を通過した排気ガスをマフラーにガイドする流路の役割をする。
【0051】
ここで、流入口104及び流出口106は、ハウジング本体102の長手方向に沿ってハウジング本体102の両側部に形成される。しかし、流入口104及び流出口106は、本発明の一実施形態としてハウジング本体102の長手方向に沿って形成されただけで、流入口104及び流出口106は、ハウジング本体12の長手方向に対して横方向で形成されてもよい。
【0052】
本発明によるフィルタ組立体300は、フィルタ320及び電極部340を含む。フィルタ組立体300は、エンジンから排出された排気ガスに含有された粒子状物質を捕集する役割をする。
【0053】
前記フィルタ320は、エンジンから排気ガスが排出される流路上に配置され、排気ガスに含まれた粒子状物質を捕集する筒状のディーゼル粒子状物質フィルタ(Diesel Particulate Filter)320である。そして、フィルタ320は、フィルタ本体322と、通気流路324と、開口326と、閉口328と、を含む。
【0054】
前記フィルタ320は、炭化ケイ素(SiC)を含むセラミック材質からなる。
【0055】
フィルタ本体322は、フィルタ320の外観を形成する。
【0056】
フィルタ本体322の内部には、排気ガスが流動される通気流路324が形成され、このような通気流路324に流動される排気ガスに含有された粒子状物質はフィルタ本体322に捕集される。
【0057】
そして、フィルタ本体322の両側面には格子状により区画され、格子状に区画された領域は通気流路324で形成される。すなわち、フィルタ本体322には、格子状により区画された区画領域の数字ほど通気流路324が形成される。通気流路324を通過する排気ガスの有害物質は、フィルタ本体322の内部を複数の通気流路324で区画する隔壁により捕集される。
【0058】
フィルタ本体322に形成された格子状の複数の区画領域は、交互的に開口326及び閉口328で形成される。すなわち、開口326及び閉口328は相互連接して形成される。このような開口326及び閉口328は、各々の通気流路324を開放及び閉鎖する。
【0059】
一方、フィルタ本体322に形成された開口326及び閉口328は、通気流路に対して各々閉口328及び開口326で形成される。すなわち、フィルタ本体322の一側面には開口326が形成され、開口326と連通された通気流路324の他側には閉口328が形成される。このように通気流路324を基準として両方向に開口326及び閉口328が形成されることにより、開口326を通じて流入された排気ガスは多孔性隔壁を通じて隣接通気流路に流れ、隔壁を通過する過程で粒子状物質が捕集されてフィルタ本体322の他の一側に形成された隣接通気流路324の開口に排出される。
【0060】
特定様態として、本発明によるフィルタ本体322の内部は、隔壁により2個以上の捕集区域24に区画される。
【0061】
他の特定様態として、本発明によるフィルタ本体322の内部は、隔壁により4個の捕集区域24に区画される。すなわち、フィルタ本体322の捕集区域24は、90度で分割された隔壁により4個の捕集区域24に区画される。このようなフィルタ本体322の捕集区域24は、排気ガスが流動する流路の役割とともに排気ガスに含まれた粒子状物質を捕集する役割もする。
【0062】
本発明による流路区画部40は、区画部本体42及び区画部本体42に形成された連通口44を含む。
【0063】
前記流路区画部40は、流入口14に隣接したフィルタ組立体300の一側面に配置される。
【0064】
区画部本体42は、フィルタ組立部300の形状に対応して筒形状で形成される。
【0065】
前記区画部本体42は、円筒状のフィルタ組立体300に対応するように円筒状を有する。
【0066】
また、前記区画部本体42は、フィルタ組立部300の一側面に結合される。そして、区画部本体42の内部には、隔壁によりフィルタ組立体300の捕集区域24と連通される連通口44が形成される。
【0067】
前記連通口44は、区画部本体42に配置された隔壁により複数で形成される。
【0068】
本発明による連通口44は、フィルタ組立体300の捕集区域24に対応するように2個以上形成することができる。
【0069】
この時、一例として、前記フィルタ組立体300の捕集区域24が4個で形成される場合、前記連通口44も4個の捕集区域24に対応するように4個が形成される。各々の連通口44は、フィルタ組立体300の捕集区域24と連通されて排気ガスの通気性を確保する。すなわち、連通口44は、流路区画部40の中心を基準として放射状で均等分割されて形成される。
【0070】
次に、開閉部材60は、流路区画部40に配置されて連通口44を開放及び閉鎖する開放位置及び閉鎖位置の間で往復移動される。
【0071】
開閉部材60は、流路区画部40に1個が配置される。
【0072】
前記開閉部材60は、駆動ユニット80に連結されて駆動ユニット80からの駆動力により連通口44を選択的に開放及び閉鎖する。
【0073】
また、開閉部材60は、流路区画部40の中心に沿って貫通された駆動軸84に連結され、駆動軸84の駆動力により開放位置及び閉鎖位置の間で往復回転移動する。
【0074】
例えば、開閉部材60は、4個の連通口44を選択的に開放及び閉鎖するように作動される。すなわち、開閉部材60により4個の連通口44の中で1個が閉鎖されると、残りの3個の連通口44は開放される。開閉部材60は、駆動ユニット80から提供を受けた駆動力により区画部本体42の長手方向の横方向に回転運動する。
【0075】
また、前記開閉部材60は、流路区画部40に2個が具備されてもよい。この時、開閉部材60は、相互干渉を避けるために相互対向するように配置されることが好ましい。
【0076】
本発明による駆動ユニット80は、モータ82及び駆動軸84を含む。
【0077】
前記駆動ユニット80は、連通口44が開閉部材60により選択的に開放及び閉鎖されるように開閉部材60に駆動力を提供する役割をする。
【0078】
モータ82は、駆動力を発生させる装置である。
【0079】
前記モータ82は、一般的なDCモータ及びACモータを使用することができる。しかし、本発明の一実施形態によるモータ82では、駆動軸84の回転角度を調節することができるステッピング(stepping)モータを使用することが好ましい。
【0080】
前記駆動軸84は、第1の駆動軸84a及び第2の駆動軸84bを含む。
【0081】
前記第1の駆動軸84aは、モータ82に連結されてモータ82からの駆動力により連動する。そして、第2の駆動軸84bは、開閉部材60に連結されて開閉部材60に駆動力を提供する。ここで、第1の駆動軸84a及び第2の駆動軸84bは、公知された技術であるかさ歯車(bevel gear)により噛み合う。勿論、モータ82と駆動軸84が流路区画部40の内部に収容されて直接的に開閉部材60に連結されてもよい。このように、駆動ユニット80には、開閉部材60に駆動力を提供することができる公知された多様な駆動方式を適用することができる。
【0082】
本発明による電極部340は、フィルタ320の両側面の中で少なくともいずれか一側面に配置されてフィルタ320の通気流路324と連通される格子状で備われる。電極部340は、電源供給部500からの電源の供給を受けてフィルタ320を加熱させる役割をする。ここで、電極部340はフィルタ320の両側面に各々配置される。
【0083】
本発明の電極部340は、電極部本体342と、連通開口344と、連通閉口346と、リードライン348と、を含む。
【0084】
電極部本体342は、電極部340の外観を形成し、円筒状のフィルタ320の断面形状に対応して円板形状で備われる。
【0085】
電極部本体342は、フィルタ320と接触配置されてフィルタ320を加熱させる役割をする。電極部本体342に供給された電源によりフィルタ320が加熱されることにより、フィルタ320内部に捕集された有害物質は燃焼される。
【0086】
電極部本体342には、格子状で連通開口344及び連通閉口346が交互的に形成される。ここで、連通開口344はフィルタ320の開口と相互連通される。電極部本体342の連通開口344とフィルタ320の開口326が相互連通されることにより、フィルタ320に流入される排気ガスは電極部本体342により流動抵抗なしに通気流路324に流動されることができる。
【0087】
電極部340には、フィルタ320との電気的接触を増加させるためにフィルタ320の閉口部に挿入されるピンを設置することができる。
【0088】
本発明の電極部340は、フィルタ320の側面により小さい断面積を有して配置されるが、フィルタ320に供給される熱量を考慮してそのサイズを変更することができる。また、電極部340の形状は、フィルタ320の断面形状とは相違に四角形状などで備えることができる。この時、連通開口344はフィルタ320の開口と相互連通されなければならない。
【0089】
特定様態として、本発明による電極部340は、4個の捕集区域24に対して4個を備えてフィルタ組立体300を構成する各々のフィルタ320に配置することができる。電極部340の形状は、捕集区域24で区画されたフィルタ320の形状に対応して備われる。しかし、電極部340の形状は、フィルタ320の形状と関係ない円形のような形状などを有しても良いし、電極部340の断面積は、フィルタの断面積と同一であってもよい。
【0090】
他の特定様態として、本発明による電極部340を4個を備えてフィルタ320に各々配置される場合、前記フィルタ320に各々連結される電極部340は、フィルタ320を通過する排気ガスの流れ方向と平行、好ましくは、水平になるようにフィルタ320に連結設置することにより、フィルタ320を通過する排気ガスの流れを妨害しないようにすることができる。
【0091】
この時、前記各々のフィルタ320に連結される電極部340は、フィルタ320内に埋め立てるか外面に取り付けることができる。
【0092】
前記リードライン348は、電極部本体342と電源供給部500を相互電気的に連結する。リードライン348は、電極部本体342によりフィルタ320が加熱されるように電源供給部500からの電源を電極部本体342に伝達する。
【0093】
リードライン348は、排気ガスの流動を阻害しないようにフィルタ320の連通閉口346部分に設置され、一つのリードライン348に供給される電流の密度が大きい場合には複数で設置することができる。
【0094】
ここで、前記4個の捕集区域24に対して4個が備われたフィルタ320に電極部340が各々連結設置される場合、前記各々の捕集区域24に温度を感知するように温度感知部700を複数で備えることができる。
【0095】
また、前記電極部340は、フィルタ320の両側部、すなわち、各捕集区域24に2個ずつ連結設置することができる。しかし、電極部340は各捕集区域24に1個ずつのみ連結してもよい。各捕集区域24に連結された電極部340は該当捕集区域24のみを加熱する。勿論、各捕集区域24の断熱のために隔壁はハウジング本体であることが好ましい。
【0096】
本発明による電源供給部500は、12Vまたは24Vの電圧を発生するバッテリーなどで構成される。電源供給部500は、電極部340と電気的に連結されて電極部120に電源を供給する。
【0097】
一方、本発明による排気ガス低減装置1は、電源供給部500からの電源を増幅して電極部340に供給する電源増幅部600をさらに含む。
【0098】
ここで、電源供給部500、電極部340及び電源増幅部600によりフィルタ320を加熱する過程は次のようである。電源供給部500からの電源供給によりフィルタ320の温度が上昇するほどフィルタ320の抵抗は低くなるので、フィルタ320の温度が低くなるほど電圧を高めてフィルタ320の温度が高くなるほど電圧を低めることが効率的である。
【0099】
この時、好ましくは、電源増幅部600は、増幅率を調整することができる。このような場合、電源増幅部600は、制御部900により増幅率を制御することができ、周波数変調(frequency modulation)により通電時間を調整することができる。
【0100】
温度感知部700は、フィルタ組立体300、特定的にはフィルタ組立体300を構成するフィルタ320の温度を感知する。
【0101】
前記温度感知部700により感知された信号は制御部900に伝送される。
【0102】
本発明による温度感知部700は、フィルタ320の各捕集区域24の温度を感知するように複数の捕集区域24に対応して備われることが好ましい。各捕集区域24に配置された温度感知部700により感知された信号は制御部900に伝送され、このような感知信号によって制御部900は開閉部材60の作動を制御する。
【0103】
勿論、開閉部材60の作動制御は駆動ユニット80の制御によって連動される。
【0104】
本発明による制御部900は、温度感知部700により感知された信号に基づいて連通口44が選択的に開閉部材60により開放及び閉鎖されるように開閉部材60に駆動力を提供する駆動ユニット80の作動を制御する。例えば、制御部900は、複数の捕集区域24の中でいずれか一つに配置された温度感知部700の感知信号が既設定された温度より低いと判断された場合、該当する捕集区域24の連通口44が閉鎖されるように開閉部材60の作動を制御する。このような開閉部材60の作動制御は、制御部900の制御による駆動ユニット80の作動制御を通じて行われる。
【0105】
図11に示したように、流路区画部40はフィルタ320の両側部に配置される。勿論、2個の流路区画部40に対応して開閉部材60も2個が配置される。制御部900は2個の開閉部材60がフィルタ320の両側面に備われた流路区画部40の連通口44を同時に開閉及び閉鎖するように2個の開閉部材60の作動を制御する。
【0106】
例えば、1個の捕集区域24を閉鎖する時、捕集区域24の両側面に隣接した連通口44を2個の開閉部材60で閉鎖して排気ガスが逆流することを防止する。フィルタ320を通じて排気ガスが通過される際には両側の連通口44を開放して排気ガスの通気性を確保する。
【0107】
一方、図12は、本発明に係る排気ガス低減装置の流路区画部と開閉部材の作動正面図及び平面図である。
【0108】
図12に示した(a)は、流路区画部40の正面図として、流路区画部40は、流路区画部40の面積に対して面積等分割された複数の連通口44を形成する。(b)は、流路区画部40の平面図として、複数の連通口44を各々開閉する複数の開閉部材60が配置される。
【0109】
ここで、複数の開閉部材60は、複数の連通口44を各々フラップ(flap)方式で開放及び閉鎖する。このようなフラップ方式の開閉部材60は、各々駆動軸84に連結され、制御部900の制御によって各々の連通口44を開閉する。4個で配置された開閉部材60は、制御部900の制御によって3個の連通口44を閉鎖することもでき、3個の連通口44を開放することもできる。開閉部材60の開閉作動は制御部の制御によって多様な組み合いで行われることができる。
【0110】
次に、図13は、本発明に係る排気ガス低減装置の流路区画部と開閉部材の作動正面図である。
【0111】
図13に示したように、本発明に係る排気ガス低減装置1の流路区画部40は、第1の流路区画部42及び第2の流路区画部44を含む。また、本発明による排気ガス低減装置1の開閉部材60は、第1の開閉部材62及び第2の開閉部材64を含む。
【0112】
前記第1の流路区画部42は、放射状で均等分割された第1の連通口42aを有する。第1の連通口42aは、本発明の一実施形態として、隔壁により4個に区画される。
【0113】
第2の流路区画部44は、第1の流路区画部42より小さい面積を有して同心円で形成され、放射状で均等分割された第2の連通口44aを有する。
【0114】
第2の連通口44aは、隔壁により4個に区画される。
【0115】
好ましくは、フィルタ320の捕集区域24は、第1の流路区画部42及び第2の流路区画部44に各々形成された第1の連通口42a及び第2の連通口44aに対応して二重で区画形成される。
【0116】
開閉部材60は、第1の流路区画部42の第1の連通口42aを開閉する第1の開閉部材62と、第2の流路区画部44の第2の連通口44aを開閉する第2の開閉部材64と、を含む。ここで、第1の開閉部材62及び第2の開閉部材64は、各々独立的に往復回転される。
【0117】
第1の開閉部材62及び第2の開閉部材64は、第1の流路区画部42及び第2の流路区画部44の中心に沿って貫通された駆動軸84により往復回転される。
【0118】
ここで、前記第1の開閉部材62及び第2の開閉部材64は、同一駆動軸84に連結され、駆動軸84は、二重に備われて結合及び解除によって第1の開閉部材62及び第2の開閉部材64を各々独立的に往復回転させることができる。
【0119】
このように本発明に係る排気ガス低減装置1は、フィルタ組立体300を構成するフィルタ320の捕集区域24を二重に細分化して各捕集区域24に流入される低温の排気ガスを遮断することができる長所がある。
【0120】
最後に、図14は、本発明に係る排気ガス低減装置の開閉部材、流路区画部、フィルタ及び吸気部の斜視図である。
【0121】
図14に示したように、本発明の排気ガス低減装置1は、ハウジング100と、フィルタ320と、流路区画部40と、開閉部材60と、駆動ユニット80と、電源供給部500と、電極部340と、温度感知部700と、制御部900と、吸気部400と、を含む。
【0122】
ここで、ハウジング100、フィルタ320、流路区画部40、開閉部材60、駆動ユニット80、電源供給部500、電極部340、温度感知部700及び制御部900は、上述の各々の構成要素と同一なので以下ではその説明は省略する。
【0123】
吸気部400は、エンジンと開閉部材60との間に開閉部材60の回転運動に連動するように回転可能に連結される。吸気部400には、フィルタ320の内部に供給される燃焼ガス、酸化剤または還元剤の供給路が形成される。吸気部400は、吸気管420、注入管440及び回転連結部460を含む。
【0124】
吸気管420は、開閉部材60に連通されるように開閉部材60に連結される。
【0125】
前記吸気管420は、回転連結部460の回転軸線に偏心を成して開閉部材60に連結される。吸気管420は、開閉部材60の回転に連動して回転され、注入管440から注入された燃焼ガス、酸化剤または還元剤がフィルタ320の内部に流入される流路を形成する。
【0126】
前記注入管440は、エンジンからの燃焼ガス、そして酸化剤、燃料と空気または還元剤がフィルタ320の内部にガイドされるようにエンジンに連通される。注入管440に注入された燃焼ガス、酸化剤または還元剤は、上述の吸気管420にガイドされてフィルタ320の内部に供給される。
【0127】
回転連結部460は、吸気管420と注入管440との間に介在される。回転連結部460は、開閉部材60の回転運動に沿って吸気管420が連動されるように吸気管420と連結される。ここで、回転連結部460に対して吸気管420は、偏心されて回転運動するように回転連結部460に回転運動される。回転連結部460は、回転ジョイント(rotable joint)などのように多様な結合方式で吸気管420と連結されることができる。燃料と空気が投入される場合には、燃焼の開始のために開閉部材60に点火装置を付加することができる。
【0128】
したがって、複数の捕集区域24が形成されたフィルタ320の少なくとも一側面に複数の捕集区域24に対応する複数の連通口44が形成された流路区画部40を配置し、複数の連通口44を選択的に開閉することができる開閉部材60を装着して各補修区域に流入される低温の排気ガスを遮断することができ、これによって、フィルターの加熱に必要なエネルギーを節減することができる。
【0129】
また、還元に必要な雰囲気を造成して吸蔵還元触媒に吸蔵された窒素酸化物の還元を効率的に実施することができる。また、吸気部400を通じて高温の排気ガスや酸化剤を投与してフィルタを手軽く再生させることができる。
【0130】
フィルタの再生に必要な場合には、排気ガスの一部のみを通過させて酸化反応を促進することができ、そのために開閉部材60には、全面的が開閉部材の1−25%に該当する一つあるいは多数の通気口を設置して再生を助けることができる。
【0131】
以上、添付した図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施例及び添付された図面に限定されるものではない。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジンから排気ガスが排出される流路上に配置されて格子状の区画により排気ガスが流動される通気流路が形成され、前記通気流路上の排気ガスに含まれた粒子状物質を捕集する筒状のディーゼル粒子状物質フィルタ(Diesel Particulate Filter)と、
前記フィルタの両側面の中で少なくともいずれか一側面に配置され、電源の供給を受けて前記フィルタを加熱させる電極部と、を含み、
前記フィルタの格子柄形状の複数の区画領域は、交互的に開口及び閉口に形成されていることを特徴とするフィルタ組立体。
【請求項2】
前記電極部は、前記フィルタの前記通気流路と連通される格子形状を有することを特徴とする請求項1に記載のフィルタ組立体。
【請求項3】
前記電極部の格子形状は、前記フィルタの格子形状に対応して交互的に連通開口及び連通閉口で形成され、
前記フィルタの前記開口と前記電極部の前記連通開口は相互連通されることを特徴とする請求項2に記載のフィルタ組立体。
【請求項4】
前記フィルタの内部空間を粒子状物質が各々捕集される少なくとも2個以上の捕集区域に区画する流路区画部をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のフィルタ組立体。
【請求項5】
前記流路区画部は、各々の前記捕集区域の相互絶縁及び断熱のために絶縁体である断熱部材で備われることを特徴とする請求項4に記載のフィルタ組立体。
【請求項6】
前記電極部は、少なくとも2個以上に区画された前記捕集区域に対応して配置されるように複数個で備われることを特徴とする請求項4に記載のフィルタ組立体。
【請求項7】
前記捕集区域に対応して配置されるように備われた複数個の電極部は、フィルタを通過する排気ガスの流れ方向と平行になるようにフィルタに連結設置されることを特徴とする請求項6に記載のフィルタ組立体。
【請求項8】
前記電極部は、前記フィルタとの電気的な接触強化のために前記フィルタの閉口に挿入されるピンが設置されることを特徴とする請求項3に記載のフィルタ組立体。
【請求項9】
前記電極部は、前記フィルタの閉口に取り付けられた少なくとも一つのリードラインが備われることを特徴とする請求項3に記載のフィルタ組立体。
【請求項10】
前記フィルタは、炭化ケイ素(SiC)を含むセラミック材質からなったことを特徴とする請求項3に記載のフィルタ組立体。
【請求項11】
前記フィルタには酸化触媒または還元触媒がコーティングされたことを特徴とする請求項1に記載のフィルタ組立体。
【請求項12】
請求項1乃至請求項11の中でいずれか一項によるフィルタ組立体が少なくとも2個以上の捕集区域を有し、
前記フィルタ組立体の両側面の中で少なくともいずれか一側面に配置されて少なくとも2個以上の捕集区域に対応する排気ガスの連通口が区画形成される流路区画部と、
前記流路区画部に少なくとも一つ以上が配置され、前記連通口を開放及び閉鎖する開放位置及び閉鎖位置の間で往復移動される開閉部材と、
前記連通口が前記開閉部材により選択的に開放及び閉鎖されるように前記開閉部材に駆動力を提供する駆動ユニットと、を含むことを特徴とする排気ガス低減装置。
【請求項13】
前記フィルタ組立体に電源を供給する電源供給部と、
前記電源供給部からの電源が少なくとも2個以上に区画された前記捕集区域に印加 されるように前記捕集区域に備われ、前記フィルタ組立体の前記捕集区域を加熱する複数の電極部と、
前記フィルタ組立体に備われ、前記フィルタの温度を感知する温度感知部と、
前記温度感知部により感知された信号に基づいて前記連通口が選択的に前記開閉部材により開放及び閉鎖されるように前記開閉部材に駆動力を提供する前記駆動ユニットを制御する制御部と、をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の排気ガス低減装置。
【請求項14】
エンジンと開閉部材との間に開閉部材の回転運動に連動されるように回転可能に連結され、前記フィルタの内部に供給される燃焼ガス、酸化剤、燃料と空気または還元剤の供給路が形成された吸気部をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の排気ガス低減装置。
【請求項15】
前記駆動ユニットは、駆動力を発生するモータと、
前記モータと前記開閉部材との間に介在され、前記モータから提供を受けた駆動力を前記開閉部材に伝達する駆動軸と、を含むことを特徴とする請求項13に記載の排気ガス低減装置。
【請求項16】
前記連通口は、前記流路区画部の中心を基準として放射状で均等分割されることを特徴とする請求項15に記載の排気ガス低減装置。
【請求項17】
前記連通口は、前記流路区画部の面積に対して面積等分割されることを特徴とする請求項15に記載の排気ガス低減装置。
【請求項18】
前記流路区画部は、放射状で均等分割された第1の連通口が形成される第1の流路区画部と、
前記第1の流路区画部より小さい面積を有して同心円で形成され、放射状で均等分割された第2の連通口が形成される第2の流路区画部と、を含むことを特徴とする請求項15に記載の排気ガス低減装置。
【請求項19】
前記駆動軸の軸線は、前記流路区画部の中心に沿って貫通し、
前記開閉部材は、前記駆動軸に連結されて前記連通口の前記開放位置及び前記閉鎖位置の間で往復回転移動されることを特徴とする請求項16に記載の排気ガス低減装置。
【請求項20】
前記駆動軸と前記開閉部材は、複数個が備われ、面積等分割された前記連通口を各々フラップ(flap)方式で開放及び閉鎖することを特徴とする請求項17に記載の排気ガス低減装置。
【請求項21】
前記駆動軸の軸線は、前記流路区画部の中心に沿って貫通し、
前記開閉部材は、前記駆動軸に連結され、前記第1の連通口が開放及び閉鎖されるように往復回転移動される第1の開閉部材と、
前記駆動軸に連結され、前記第2の連通口が開放及び閉鎖されるように往復回転移動される第2の開閉部材と、を含むことを特徴とする請求項18に記載の排気ガス低減装置。
【請求項22】
前記第1の連通口と前記第2の連通口が別途の駆動軸により開放及び閉鎖されるように往復回転移動される第1の開閉部材と第2の開閉部材とを含むことを特徴とする請求項18に記載の排気ガス低減装置。
【請求項23】
前記流路区画部と前記開閉部材は、前記フィルタの両側面に配置され、
前記制御部は、前記フィルタの両側面に配置された前記開閉部材が連動されて前記連通口を開放及び閉鎖するように、前記駆動ユニットを制御することを特徴とする請求項13に記載の排気ガス低減装置。
【請求項24】
高温の燃焼ガスの発生のための燃焼装置がさらに含まれることを特徴とする請求項14に記載の排気ガス低減装置。
【請求項25】
燃料と空気が供給される場合、燃焼の開始のための点火装置が開閉部材にさらに含まれることを特徴とする請求項14又は請求項18に記載の排気ガス低減装置。
【請求項26】
開閉部材に全面的が開閉部材の1−25%に該当する一つあるいは多数の通気口が設置されたことを特徴とする請求項14又は請求項18に記載の排気ガス低減装置。
【請求項1】
エンジンから排気ガスが排出される流路上に配置されて格子状の区画により排気ガスが流動される通気流路が形成され、前記通気流路上の排気ガスに含まれた粒子状物質を捕集する筒状のディーゼル粒子状物質フィルタ(Diesel Particulate Filter)と、
前記フィルタの両側面の中で少なくともいずれか一側面に配置され、電源の供給を受けて前記フィルタを加熱させる電極部と、を含み、
前記フィルタの格子柄形状の複数の区画領域は、交互的に開口及び閉口に形成されていることを特徴とするフィルタ組立体。
【請求項2】
前記電極部は、前記フィルタの前記通気流路と連通される格子形状を有することを特徴とする請求項1に記載のフィルタ組立体。
【請求項3】
前記電極部の格子形状は、前記フィルタの格子形状に対応して交互的に連通開口及び連通閉口で形成され、
前記フィルタの前記開口と前記電極部の前記連通開口は相互連通されることを特徴とする請求項2に記載のフィルタ組立体。
【請求項4】
前記フィルタの内部空間を粒子状物質が各々捕集される少なくとも2個以上の捕集区域に区画する流路区画部をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のフィルタ組立体。
【請求項5】
前記流路区画部は、各々の前記捕集区域の相互絶縁及び断熱のために絶縁体である断熱部材で備われることを特徴とする請求項4に記載のフィルタ組立体。
【請求項6】
前記電極部は、少なくとも2個以上に区画された前記捕集区域に対応して配置されるように複数個で備われることを特徴とする請求項4に記載のフィルタ組立体。
【請求項7】
前記捕集区域に対応して配置されるように備われた複数個の電極部は、フィルタを通過する排気ガスの流れ方向と平行になるようにフィルタに連結設置されることを特徴とする請求項6に記載のフィルタ組立体。
【請求項8】
前記電極部は、前記フィルタとの電気的な接触強化のために前記フィルタの閉口に挿入されるピンが設置されることを特徴とする請求項3に記載のフィルタ組立体。
【請求項9】
前記電極部は、前記フィルタの閉口に取り付けられた少なくとも一つのリードラインが備われることを特徴とする請求項3に記載のフィルタ組立体。
【請求項10】
前記フィルタは、炭化ケイ素(SiC)を含むセラミック材質からなったことを特徴とする請求項3に記載のフィルタ組立体。
【請求項11】
前記フィルタには酸化触媒または還元触媒がコーティングされたことを特徴とする請求項1に記載のフィルタ組立体。
【請求項12】
請求項1乃至請求項11の中でいずれか一項によるフィルタ組立体が少なくとも2個以上の捕集区域を有し、
前記フィルタ組立体の両側面の中で少なくともいずれか一側面に配置されて少なくとも2個以上の捕集区域に対応する排気ガスの連通口が区画形成される流路区画部と、
前記流路区画部に少なくとも一つ以上が配置され、前記連通口を開放及び閉鎖する開放位置及び閉鎖位置の間で往復移動される開閉部材と、
前記連通口が前記開閉部材により選択的に開放及び閉鎖されるように前記開閉部材に駆動力を提供する駆動ユニットと、を含むことを特徴とする排気ガス低減装置。
【請求項13】
前記フィルタ組立体に電源を供給する電源供給部と、
前記電源供給部からの電源が少なくとも2個以上に区画された前記捕集区域に印加 されるように前記捕集区域に備われ、前記フィルタ組立体の前記捕集区域を加熱する複数の電極部と、
前記フィルタ組立体に備われ、前記フィルタの温度を感知する温度感知部と、
前記温度感知部により感知された信号に基づいて前記連通口が選択的に前記開閉部材により開放及び閉鎖されるように前記開閉部材に駆動力を提供する前記駆動ユニットを制御する制御部と、をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の排気ガス低減装置。
【請求項14】
エンジンと開閉部材との間に開閉部材の回転運動に連動されるように回転可能に連結され、前記フィルタの内部に供給される燃焼ガス、酸化剤、燃料と空気または還元剤の供給路が形成された吸気部をさらに含むことを特徴とする請求項12に記載の排気ガス低減装置。
【請求項15】
前記駆動ユニットは、駆動力を発生するモータと、
前記モータと前記開閉部材との間に介在され、前記モータから提供を受けた駆動力を前記開閉部材に伝達する駆動軸と、を含むことを特徴とする請求項13に記載の排気ガス低減装置。
【請求項16】
前記連通口は、前記流路区画部の中心を基準として放射状で均等分割されることを特徴とする請求項15に記載の排気ガス低減装置。
【請求項17】
前記連通口は、前記流路区画部の面積に対して面積等分割されることを特徴とする請求項15に記載の排気ガス低減装置。
【請求項18】
前記流路区画部は、放射状で均等分割された第1の連通口が形成される第1の流路区画部と、
前記第1の流路区画部より小さい面積を有して同心円で形成され、放射状で均等分割された第2の連通口が形成される第2の流路区画部と、を含むことを特徴とする請求項15に記載の排気ガス低減装置。
【請求項19】
前記駆動軸の軸線は、前記流路区画部の中心に沿って貫通し、
前記開閉部材は、前記駆動軸に連結されて前記連通口の前記開放位置及び前記閉鎖位置の間で往復回転移動されることを特徴とする請求項16に記載の排気ガス低減装置。
【請求項20】
前記駆動軸と前記開閉部材は、複数個が備われ、面積等分割された前記連通口を各々フラップ(flap)方式で開放及び閉鎖することを特徴とする請求項17に記載の排気ガス低減装置。
【請求項21】
前記駆動軸の軸線は、前記流路区画部の中心に沿って貫通し、
前記開閉部材は、前記駆動軸に連結され、前記第1の連通口が開放及び閉鎖されるように往復回転移動される第1の開閉部材と、
前記駆動軸に連結され、前記第2の連通口が開放及び閉鎖されるように往復回転移動される第2の開閉部材と、を含むことを特徴とする請求項18に記載の排気ガス低減装置。
【請求項22】
前記第1の連通口と前記第2の連通口が別途の駆動軸により開放及び閉鎖されるように往復回転移動される第1の開閉部材と第2の開閉部材とを含むことを特徴とする請求項18に記載の排気ガス低減装置。
【請求項23】
前記流路区画部と前記開閉部材は、前記フィルタの両側面に配置され、
前記制御部は、前記フィルタの両側面に配置された前記開閉部材が連動されて前記連通口を開放及び閉鎖するように、前記駆動ユニットを制御することを特徴とする請求項13に記載の排気ガス低減装置。
【請求項24】
高温の燃焼ガスの発生のための燃焼装置がさらに含まれることを特徴とする請求項14に記載の排気ガス低減装置。
【請求項25】
燃料と空気が供給される場合、燃焼の開始のための点火装置が開閉部材にさらに含まれることを特徴とする請求項14又は請求項18に記載の排気ガス低減装置。
【請求項26】
開閉部材に全面的が開閉部材の1−25%に該当する一つあるいは多数の通気口が設置されたことを特徴とする請求項14又は請求項18に記載の排気ガス低減装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【公表番号】特表2013−510263(P2013−510263A)
【公表日】平成25年3月21日(2013.3.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−537828(P2012−537828)
【出願日】平成22年11月10日(2010.11.10)
【国際出願番号】PCT/KR2010/007924
【国際公開番号】WO2011/059233
【国際公開日】平成23年5月19日(2011.5.19)
【出願人】(512119816)チェジュ ナショナル ユニバーシティ インダストリーアカデミック コオペレーション ファウンデーション (1)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成25年3月21日(2013.3.21)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年11月10日(2010.11.10)
【国際出願番号】PCT/KR2010/007924
【国際公開番号】WO2011/059233
【国際公開日】平成23年5月19日(2011.5.19)
【出願人】(512119816)チェジュ ナショナル ユニバーシティ インダストリーアカデミック コオペレーション ファウンデーション (1)
【Fターム(参考)】
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