KR101195664B1 - 촉매 환원 장치 - Google Patents

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Abstract

촉매 환원 장치가 개시된다. 개시된 촉매 환원 장치는 배기가스의 스트림을 형성하는 배기 파이프와 연결되어 상기 배기가스 내 질소산화물을 환원시키는 촉매 환원 장치에 있어서, 상기 배기 파이프 상에 형성되며, 상류측에서 하류측으로 갈수록 일정구간 확경되는 확경부; 상기 확경부의 내부에 동축 방향으로 설치되며, 상기 배기가스의 배기압에 비례하여 이동하는 밸브체를 통해 배기유로면적을 변화시키고 상기 배기가스를 와류시키는 와류부; 및 상기 와류된 배기가스에 환원제를 분사하는 환원제 분사부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 배기가스와 환원제의 혼합률이 최적화됨으로써, 자동차 배기가스 내 질소산화물을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 배기가스 정화 장치를 저비용으로도 구축할 수 있게 된다.

Description

촉매 환원 장치{CATALYST REDUCTION APPARATUS}
본 발명의 실시예들은 촉매 환원 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차 배기가스 내 질소산화물을 효과적으로 저감시키기 위해 배기가스와 환원제의 혼합을 최적화하는 촉매 환원 장치에 관한 것이다.
디젤 엔진은 주로 일산화탄소(CO, Carbon Monoxide), 탄화수소(HC, Hydrocarbon), 질소산화물(NOx, Nitrogen Oxide) 및 입자상 물질(PM, Particulate Material)의 4가지 오염물질을 배출한다.
이러한 오염물질을 정화하기 위한 디젤 엔진의 배기가스 후처리시스템에 있어서, 디젤산화촉매장치(DOC, Diesel Oxidation Catalyst)는 일산화탄소와 탄화수소 및 일산화질소(NO, Nitrogen Monoxide)를 산화시키며, 디젤매연여과장치(DPF, Diesel Particulate Filter)는 입자상 물질을 정화한다.
한편, 질소산화물의 저감을 위해서는 환원반응이 필요하며, 일반적으로 선택적 촉매 환원(SCR, Selective Catalyst Reduction) 장치가 적용될 수 있다.
이때, 선택적 촉매 환원작용을 돕는 환원제는 배기 파이프 내부에 장착된 환원제 분사용 인젝터로부터 분사된다.
그러나, 엔진의 회전수나 부하 등을 파라미터로 하여 분사량을 제어하는 인젝터의 사용은 배기가스 정화 장치를 구성하는 데 있어서 비용을 증가시키며, 실제 배기유량 정보가 반영되지 않은 환원제 분사로 인한 환원제의 누수(slip) 문제 및 배기가스와 환원제의 최적 혼합률을 달성하지 못하는 문제를 갖고 있었다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 배기가스와 환원제의 혼합을 최적화함과 동시에 저비용으로 배기가스 정화 장치를 구축할 수 있는 촉매 환원 장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 다른 목적들은 하기의 실시예를 통해 당업자에 의해 도출될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따르면, 배기가스의 스트림을 형성하는 배기 파이프와 연결되어 상기 배기가스 내 질소산화물을 환원시키는 촉매 환원 장치에 있어서, 상기 배기 파이프 상에 형성되며, 상류측에서 하류측으로 갈수록 일정구간 확경되는 확경부, 상기 확경부의 내부에 동축 방향으로 설치되며, 상기 배기가스의 배기압에 비례하여 이동하는 밸브체를 통해 배기유로면적을 변화시키고 상기 배기가스를 와류시키는 와류부 및 상기 와류된 배기가스에 환원제를 분사하는 환원제 분사부를 포함하는 촉매 환원 장치가 제공된다.
상기 와류부는 상기 밸브체가 상기 확경부의 동축 방향으로 이동할 수 있도록 안내하는 안내부, 상기 안내부의 일단에 연결되고, 상기 확경부의 내주면에 대해 방사상으로 배치되어 상기 안내부를 지지하는 지지부 및 상기 밸브체와 상기 지지부 사이에 마련되며, 상기 밸브체가 유입되는 배기가스의 배기압에 비례한 크기만큼 이동할 수 있도록 탄성력을 구비한 탄성부를 포함할 수 있다.
상기 밸브체는 배기가스에 와류현상이 일어날 수 있도록 하는 원판 형상의 밸브체일 수 있다.
상기 촉매 환원 장치는 상기 밸브체의 이동량을 산출하는 이동량 산출부 및 상기 밸브체의 이동량을 파라미터로 하여 상기 환원제 분사부의 환원제 분사량을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 환원제 분사부는 상기 배기 파이프의 외측에서 내측으로 장착되며, 상기 내측으로 장착된 상기 환원제 분사부의 끝단은 상기 배기가스의 유입 방향을 향하여 상기 환원제가 분사될 수 있도록 상기 배기 파이프 내 동축 방향으로 굴곡 형성될 수 있다.
상기 촉매 환원 장치는 상기 와류된 배기가스 내의 질소산화물과 상기 환원제를 반응시켜 상기 질소산화물을 환원시키는 질소산화물 환원부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배기가스의 스트림을 형성하는 배기 파이프와 연결되어 상기 배기가스 내 질소산화물을 환원시키는 촉매 환원 장치에 있어서, 상기 배기 파이프 내에 동축 방향으로 설치되며, 상기 배기가스의 배기압에 비례하여 이동하는 밸브체를 통해 상기 배기가스를 와류시키는 와류부, 상기 와류된 배기가스에 환원제를 분사하는 환원제 분사부, 상기 밸브체의 이동량을 산출하는 이동량 산출부 및 상기 밸브체의 이동량을 파라미터로 하여 상기 환원제 분사부의 환원제 분사량을 제어하는 제어부를 포함하는 촉매 환원 장치가 제공된다.
상기 와류부는 상기 밸브체가 상기 배기 파이프의 동축 방향으로 이동할 수 있도록 안내하는 안내부, 상기 안내부의 일단에 연결되고, 상기 배기 파이프의 내주면에 대해 방사상으로 배치되어 상기 안내부를 지지하는 지지부 및 상기 밸브체와 상기 지지부 사이에 마련되며, 상기 밸브체가 유입되는 배기가스의 배기압에 비례한 크기만큼 이동할 수 있도록 탄성력을 구비한 탄성부를 포함할 수 있다.
상기 밸브체는 배기가스에 와류현상이 일어날 수 있도록 하는 원판 형상의 밸브체일 수 있다.
상기 환원제 분사부는 상기 배기 파이프의 외측에서 내측으로 장착되며, 상기 내측으로 장착된 상기 환원제 분사부의 끝단은 상기 배기가스의 유입 방향을 향하여 상기 환원제가 분사될 수 있도록 상기 배기 파이프 내 동축 방향으로 굴곡 형성될 수 있다.
또한, 상기 촉매 환원 장치는 상기 와류된 배기가스 내의 질소산화물과 상기 환원제를 반응시켜 상기 질소산화물을 환원시키는 질소산화물 환원부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 배기가스와 환원제의 혼합률이 최적화됨으로써, 자동차 배기가스 내 질소산화물을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 배기가스 정화 장치를 저비용으로도 구축할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 환원 장치의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류부의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 배기가스의 배기압이 클 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 와류부의 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 배기가스의 배기압이 작을 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 와류부의 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 확경부와 밸브체에 의해 형성되는 배기유로면적의 단면을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동량 산출부와 제어부의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 확경부가 생략된 촉매 환원 장치의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 환원 장치(100)의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 환원 장치(100)는 배기 파이프(110) 상에 형성되어 하류측으로 갈수록 일정구간 확경되는 확경부(120), 확경부(120)의 내부에 동축 방향으로 설치되어 배기가스를 와류시키는 와류부(140), 와류된 배기가스에 환원제를 분사하는 환원제 분사부(150) 및 와류된 배기가스 내의 질소산화물과 상기 환원제를 반응시켜 질소산화물을 환원시키는 질소산화물 환원부(160)를 포함할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해, 촉매 환원 장치(100)가 디젤 엔진의 배기가스 정화 장치 내에서 DOC장치와 DPF의 후단에 배치되어 있다고 가정하여 설명하기로 한다.
먼저, 배기 파이프(110)로 유입되는 배기가스는 배기가스 중 유해물질에 대한 일부 정화 과정이 수행된 후의 배기가스이다. 즉, 디젤 엔진으로부터 배출된 배기가스는 DOC와 DPF를 먼저 통과한 후, 본 발명인 촉매 환원 장치(100)에 도달하게 된다. 이때, 배기가스 내 일산화탄소, 탄화수소 및 일산화질소는 DOC에서 산화되고, 입자상 물질은 DPF에서 정화된다.
촉매 환원 장치(100)로 상기 정화된 배기가스가 유입되면, 본 발명의 일 실시예에 따른 와류부(140)가 유입되는 배기가스의 배기압에 따라 하류측으로 이동하는 밸브체(142)를 통해 배기유로면적(130)을 가변시키며, 유입된 배기가스는 상기 와류부(140)를 지나면서 와류 현상을 나타내게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 확경부(120)는 상기 밸브체(142)의 이동에 따라 배기 파이프(110) 내 배기유로면적(130)이 가변될 수 있도록 하류측으로 갈수록 확경되는 구성을 가질 수 있다.
정리하면, 배기가스 유량이 많아 배기압이 큰 경우에는 밸브체(142)가 하류측으로 이동하면서 배기유로면적(130)이 커지고, 배기가스 유량이 적어 배기압이 작은 경우에는 밸브체(142)가 상류측으로 이동하면서 배기유로면적(130)이 작아진다.
이를 통해, 배기가스 유량의 변화가 발생하더라도 촉매 환원 장치(100)로 유입되는 배기가스에 와류 현상이 지속적으로 유지될 수 있으며, 이와 같이 와류된 배기가스는 환원제 분사부(150)에서 분사되는 환원제와 고르게 혼합될 수 있게 된다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 확경부(120)와 와류부(140)의 기능에 따른 배기가스의 흐름을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 와류부(140)의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 와류부(140)는 밸브체(142), 밸브체(142)를 안내하는 안내부(202), 안내부(202)를 지지하는 지지부(204) 및 밸브체(142)가 배기가스의 배기압에 비례한 크기만큼 이동할 수 있도록 하는 탄성부(206)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브체(142)는 와류부(140)를 지나는 배기가스에 와류현상이 일어날 수 있도록 하는 원판 형상의 밸브체일 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
안내부(202)는 확경부(120)의 동축 방향으로 설치되며, 밸브체(142)가 배기가스의 배기압에 비례하여 확경부(120)의 동축 방향으로 이동할 수 있도록 안내하는 역할을 수행한다. 예를 들어, 안내부(202)는 레일일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부(204)는 안내부(202)의 일단에 연결되어 안내부(202)를 지지하는 역할을 수행한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라, 지지부(204)는 확경부(120)의 내주면에 대해 방사상으로 배치될 수 있다.
계속하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부(206)는 밸브체(142)와 지지부(204) 사이에 마련되며, 밸브체(142)가 배기가스의 배기압에 비례한 크기만큼 이동할 수 있도록 스프링 역할을 한다.
도 4는 배기가스의 배기압이 클 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 와류부(140)의 상태를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 배기가스의 배기압이 높아짐에 따라 밸브체(142)는 하류측으로 이동하며, 탄성부(206)에 의해 유입되는 배기가스의 배기압에 비례한 크기만큼만 이동된다.
상기와 같이 밸브체(142)가 이동하여 확경부(120)와 밸브체(142) 사이에 형성되는 배기유로면적(130)을 증가시키면, 유입된 배기가스는 증가된 배기유로면적(130)을 통과하게 되며, 이로써, 배기가스의 배기압이 증가하더라도 배기가스의 와류 현상은 적정 수준을 유지할 수 있다.
즉, 배기유로면적(130)은 밸브체(142)를 지나는 배기가스의 와류 발생 정도를 결정한다.
반대로, 도 5는 배기가스의 배기압이 작을 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 와류부(140)의 상태를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 배기 파이프(110)로 소량의 배기가스가 유입되는 경우라면, 탄성부(206)는 확경부(120) 내부 배기가스의 배기압이 낮아짐에 따라 이완되며, 이에 의해 밸브체(142)는 상류측 방향으로 배기가스의 배기압에 비례한 크기만큼 이동한다.
상기와 같은 밸브체(142)의 이동에 의해 배기유로면적(130)이 감소되면, 유입된 배기가스는 감소된 배기유로면적(130)을 통과하게 되며, 이로써, 환원제와의 혼합에 유리한 와류 현상은 소멸되지 않고 지속될 수 있다.
이와 같이, 배기유로면적(130)의 변화는 밸브체(142)를 지나는 배기가스에 환원제와의 혼합에 필요한 적정 수준의 와류 현상이 일어날 수 있도록 유지하는 역할을 한다.
한편, 도 6은 확경부(120)와 밸브체(142)에 의해 형성되는 배기유로면적(130)의 단면을 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 밸브체(142)를 지나는 배기가스는 확경부(120)의 내주면과 밸브체(142)의 외주면 사이에 형성된 배기유로면적(130)을 통과하며, 이때 상기 배기가스에 와류 현상이 발생됨을 확인할 수 있다.
이하에서는 다시 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 환원 장치(100)의 상세한 구성을 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 분사부(150)는 와류부(140)를 지난 배기가스에 환원제를 분사한다.
보다 상세하게, 환원제 분사부(150)는 상기 배기 파이프(110)의 외측에서 내측으로 장착되며, 상기 내측으로 장착된 상기 환원제 분사부(150)의 끝단은 상기 배기가스의 유입 방향을 향하여 상기 환원제가 분사될 수 있도록 상기 배기 파이프(110) 내 동축 방향으로 굴곡 형성될 수 있다.
환원제가 와류부(140)를 지난 배기가스에 분사되면, 환원제는 배기가스의 열에 의해 암모니아(NH3)로 전환되고, 암모니아로 전환된 환원제는 배기가스 내 질소산화물과 함께 질소산화물 환원부(160)로 유입된다.
이때, 환원제는 요소(urea)일 수 있으며, 환원제로서 암모니아를 직접 사용할 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
계속하여, 질소산화물 환원부(160)로 유입된 배기가스 내 질소산화물은 암모니아와 함께 선택적 촉매 환원작용에 의해 질소 가스(N2)와 물(H2O)로 환원된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 질소산화물 환원부(160)는 선택적 촉매 환원 장치일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동량 산출부(710)와 제어부(720)의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 환원 장치(100)는 이동량 산출부(710)와 제어부(720)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동량 산출부(710)는 밸브체(142)의 이동량을 산출할 수 있으며, 제어부(720)는 밸브체(142)의 이동량을 파라미터로 하여 환원제 분사부(150)의 환원제 분사량을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동량 산출부(710)는 탄성부(206)의 압축량을 이용하여 밸브체(142)의 이동량을 산출할 수 있다. 그러나 이에 한정됨이 없이 감지 센서 등을 이용하여 밸브체(142)의 이동량(확경부(120) 내에서의 밸브체(142)의 위치)을 산출할 수도 있을 것이다.
보다 상세하게, 이동량 산출부(710)는 확경부(120)의 외주면에 장착되어 밸브체(142)의 이동량을 산출하고, 제어부(720)는 밸브체(142)의 이동량을 파라미터로 하여 환원제 분사량을 제어함으로써, 배기가스와 환원제가 최적의 비율로 혼합될 수 있도록 한다.
예를 들어, 제어부(720)는 이동량 산출부(710)에 의해 산출된 이동량을 미리 설정된 기준에 적용하여 질소산화물과 최적의 비율로 혼합될 수 있는 양의 환원제를 분사할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 환원 장치(100)는 밸브체(142)의 이동량을 파라미터로 하여 환원제 분사량을 결정함으로써, 고가의 환원제 분사용 인젝터를 대체하여 비용을 절감하는 효과가 있으며, 환원제의 누수 문제 또한 해결할 수 있다.
이상에서는, 유입되는 배기가스의 배기압에 따라 밸브체(142)가 하류측으로 이동하면서 확경부(120)와 함께 배기유로면적(130)을 가변시키고, 상기 가변 배기유로면적(130)을 통과한 배기가스에 밸브체(142)의 이동량을 파라미터로 한 환원제를 분사하는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배기유로면적(130)의 변화 없이 밸브체(142)를 지난 배기가스에 밸브체(142)의 이동량을 파라미터로 한 환원제를 분사할 수도 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 확경부(120)는 사용자의 필요에 따라 생략될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 확경부(120)가 생략된 촉매 환원 장치(800)의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 확경부(120)가 생략된 촉매 환원 장치(800)는 배기 파이프(810) 내에 동축 방향으로 설치되어 밸브체(822)를 통하여 배기가스를 와류시키는 와류부(820), 와류된 배기가스에 환원제를 분사하는 환원제 분사부(830), 밸브체(822)의 이동량을 산출하는 이동량 산출부(840), 밸브체(822)의 이동량을 파라미터로 하여 환원제 분사부(830)의 환원제 분사량을 제어하는 제어부(850) 및 와류된 배기가스 내의 질소산화물과 상기 환원제를 반응시켜 질소산화물을 환원시키는 질소산화물 환원부(860)를 포함할 수 있다.
앞서 도 1 내지 도7에서 설명한 촉매 환원 장치(100)에 관한 구성은 확경부(120)에 의한 가변 배기유로면적(130)을 제외하고는 본 실시예에도 그대로 적용 가능하다. 이에, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 촉매 환원 장치 110 : 배기 파이프
120 : 확경부 130 : 배기유로면적
140 : 와류부 142 : 밸브체
150 : 환원제 분사부 160 : 질소산화물 환원부
202 : 안내부 204 : 지지부
206 : 탄성부 710 : 이동량 산출부
720 : 제어부 800 : 촉매 환원 장치
810 : 배기 파이프 820 : 와류부
822 : 밸브체 830 : 환원제 분사부
840 : 이동량 산출부 850 : 제어부
860 : 질소산화물 환원부

Claims (11)

  1. 배기가스의 스트림을 형성하는 배기 파이프와 연결되어 상기 배기가스 내 질소산화물을 환원시키는 촉매 환원 장치에 있어서,
    상기 배기 파이프 상에 형성되며, 상류측에서 하류측으로 갈수록 일정구간 확경되는 확경부;
    상기 확경부의 내부에 동축 방향으로 설치되며, 상기 배기가스의 배기압에 비례하여 이동하는 밸브체를 통해 배기유로면적을 변화시키고 상기 배기가스를 와류시키는 와류부; 및
    상기 와류된 배기가스에 환원제를 분사하는 환원제 분사부를 포함하는 촉매 환원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 와류부는,
    상기 밸브체가 상기 확경부의 동축 방향으로 이동할 수 있도록 안내하는 안내부;
    상기 안내부의 일단에 연결되고, 상기 확경부의 내주면에 대해 방사상으로 배치되어 상기 안내부를 지지하는 지지부; 및
    상기 밸브체와 상기 지지부 사이에 마련되며, 상기 밸브체가 유입되는 배기가스의 배기압에 비례한 크기만큼 이동할 수 있도록 탄성력을 구비한 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 환원 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 밸브체는 배기가스에 와류현상이 일어날 수 있도록 하는 원판 형상의 밸브체임을 특징으로 하는 촉매 환원 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 밸브체의 이동량을 산출하는 이동량 산출부; 및
    상기 밸브체의 이동량을 파라미터로 하여 상기 환원제 분사부의 환원제 분사량을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 환원 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 환원제 분사부는 상기 배기 파이프의 외측에서 내측으로 장착되며, 상기 내측으로 장착된 상기 환원제 분사부의 끝단은 상기 배기가스의 유입 방향을 향하여 상기 환원제가 분사될 수 있도록 상기 배기 파이프 내 동축 방향으로 굴곡 형성됨을 특징으로 하는 촉매 환원 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 와류된 배기가스 내의 질소산화물과 상기 환원제를 반응시켜 상기 질소산화물을 환원시키는 질소산화물 환원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 환원 장치.
  7. 배기가스의 스트림을 형성하는 배기 파이프와 연결되어 상기 배기가스 내 질소산화물을 환원시키는 촉매 환원 장치에 있어서,
    상기 배기 파이프 내에 동축 방향으로 설치되며, 상기 배기가스의 배기압에 비례하여 이동하는 밸브체를 통해 상기 배기가스를 와류시키는 와류부;
    상기 와류된 배기가스에 환원제를 분사하는 환원제 분사부;
    상기 밸브체의 이동량을 산출하는 이동량 산출부; 및
    상기 밸브체의 이동량을 파라미터로 하여 상기 환원제 분사부의 환원제 분사량을 제어하는 제어부를 포함하는 촉매 환원 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 와류부는,
    상기 밸브체가 상기 배기 파이프의 동축 방향으로 이동할 수 있도록 안내하는 안내부;
    상기 안내부의 일단에 연결되고, 상기 배기 파이프의 내주면에 대해 방사상으로 배치되어 상기 안내부를 지지하는 지지부; 및
    상기 밸브체와 상기 지지부 사이에 마련되며, 상기 밸브체가 유입되는 배기가스의 배기압에 비례한 크기만큼 이동할 수 있도록 탄성력을 구비한 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 환원 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 밸브체는 배기가스에 와류현상이 일어날 수 있도록 하는 원판 형상의 밸브체임을 특징으로 하는 촉매 환원 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 환원제 분사부는 상기 배기 파이프의 외측에서 내측으로 장착되며, 상기 내측으로 장착된 상기 환원제 분사부의 끝단은 상기 배기가스의 유입 방향을 향하여 상기 환원제가 분사될 수 있도록 상기 배기 파이프 내 동축 방향으로 굴곡 형성됨을 특징으로 하는 촉매 환원 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 와류된 배기가스 내의 질소산화물과 상기 환원제를 반응시켜 상기 질소산화물을 환원시키는 질소산화물 환원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉매 환원 장치.
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