(57)【要約】  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。【選択図】図１
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【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。
【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。
【図１】
2013510263.tif 000003
【図２】
2013510263.tif 000004
【図３】
2013510263.tif 000005
【図４】
2013510263.tif 000006
【図５】
2013510263.tif 000007
【図６】
2013510263.tif 000008
【図７】
2013510263.tif 000009
【図８】
2013510263.tif 000010
【図９】
2013510263.tif 000011
【図１０】
2013510263.tif 000012
【図１１】
2013510263.tif 000013
【図１２】
2013510263.tif 000014
【図１３】
2013510263.tif 000015
【図１４】
2013510263.tif 000016
【国際調査報告】
2013510263.tif 000017
2013510263.tif 000018
2013510263.tif 000019
2013510263.tif 000020