KR101393545B1 - 요소수 펌프유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 요소수 펌프유닛은, 자속을 형성하는 전자석이 둘레방향으로 고정되어 배치되는 스테이터, 상기 스테이터의 내측면과 밀착되도록 삽입되어 고정되는 이너하우징, 샤프트가 그 중심부를 관통하여 고정되고, 상기 이너하우징의 입구를 통해서 삽입되어 회전가능하게 지지되며, 영구자석이 내장된 로터, 상기 입구를 폐쇄하도록 장착되되 상기 로터의 샤프트가 회전가능하게 관통하는 펌프어퍼케이싱, 상기 펌프어퍼케이싱을 통해서 돌출된 샤프트에 의해서 작동되도록 상기 펌프어퍼케이싱에 배치되는 펌프셋, 및 상기 펌프셋에 체결되되 상기 로터의 샤프트를 회전가능하게 축방향으로 지지하고 상기 펌프셋과 통하는 흡입구가 형성되는 펌프로우어케이싱을 포함하되, 상기 샤프트의 회전에 의해서 작동되는 펌프셋은, 상기 흡입구를 통해서 요소수를 흡입하고, 상기 펌프어퍼케이싱의 통로와 상기 로터의 외주면과 상기 이너하우징의 내주면 사이의 공간을 통해서 상기 로터를 기준으로 상기 펌프셋의 반대측으로 요소수를 토출한다.
따라서, 모터의 동축상 일측에 펌프셋을 구비하고, 상기 펌프셋으로 흡입된 요소수는 로터와 스테이터 사이의 공간을 통해서 모터의 타측으로 토출시킴으로써 조립구조를 개선하고, 원가를 절감할 수 있다. 또한, 로터와 스테이터 사이로 요소수가 통과하는 구조로 모터의 발열을 저감된다. 아울러, 스테이터의 내측으로 삽입되는 이너하우징과 스테이터의 실링구조가 개성되고 마찰부가 요소수에 의해서 윤활되어 내구성이 향상된다.

Description

요소수 펌프유닛{UREA SOLUTION PUMP UNIT}
본 발명은 인젝터가 배기라인의 배기가스로 요소수를 분사하도록 우레아 탱크에 담긴 우레아를 인젝터로 설정된 압력으로 펌핑하는 요소수 펌프유닛에 관한 것이다.
친환경 차량은 세계적으로 개발되고 있고, 각 국의 차동차 배기가스 배출기준도 점차 강화되고 있다. 또한, 이산화탄소의 규제로 차량 메이커들은 친환경 디젤차량을 개발하고 있다.
디젤차량의 배기가스 기준의 핵심은 질소산화물과 입자상물질이며, 이 중 질소산화물 저감기술은 LNT와 UREA-SCR이 주목된다. 특히, UREA-SCR은 대형 차량의 디젤엔진에서 배출되는 질소산화물을 저감하는데 유용하다.
UREA-SCR은 무해한 요소수(요소수)를 배기계에 분사하고, 분사된 요소수는 열분해를 통해서 암모니아로 변환되면, 변환된 암모니아는 질소산화물과 반응하여 물과 질소 등의 무해한 성분으로 변환시키는 선택적 환원 시스템으로, 요소수를 별도로 저장하는 저장시스템이 필요하다.
요소수 저장시스템은 요소수 탱크, 펌프, 주입구, 배관, 배선, 및 각종 센서류를 포함하고, 특히 펌프는 강염기성의 요소수를 안정적으로 펌핑하는 구조가 필요하다.
본 발명의 목적은 인젝터가 배기라인의 배기가스로 요소수를 분사하도록 요소수를 안정적으로 인젝터로 펌핑하는 요소수 펌프유닛을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 요소수 펌프유닛은 자속을 형성하는 전자석이 둘레방향으로 고정되어 배치되는 스테이터, 상기 스테이터의 내측면과 밀착되도록 삽입되어 고정되는 이너하우징, 샤프트가 그 중심부를 관통하여 고정되고, 상기 이너하우징의 입구를 통해서 삽입되어 회전가능하게 지지되며, 영구자석이 내장된 로터, 상기 입구를 폐쇄하도록 장착되되 상기 로터의 샤프트가 회전가능하게 관통하는 펌프어퍼케이싱, 상기 펌프어퍼케이싱을 통해서 돌출된 샤프트에 의해서 작동되도록 상기 펌프어퍼케이싱에 배치되는 펌프셋, 및 상기 펌프셋에 체결되되 상기 로터의 샤프트를 회전가능하게 축방향으로 지지하고 상기 펌프셋과 통하는 흡입구가 형성되는 펌프로우어케이싱을 포함하되, 상기 샤프트의 회전에 의해서 작동되는 펌프셋은, 상기 흡입구를 통해서 요소수를 흡입하고, 상기 펌프어퍼케이싱의 통로와 상기 로터의 외주면과 상기 이너하우징의 내주면 사이의 공간을 통해서 상기 로터를 기준으로 상기 펌프셋의 반대측으로 요소수를 토출한다.
상기 로터를 중심으로 상기 펌프셋의 반대측에서, 상기 이너하우징과 상기 스테이터가 밀착되는 부분에는 제1실링부재가 개재된다.
상기 이너하우징의 제1상부면과 밀착되는 상기 스테이터의 내측면에는 상기 로터의 회전방향으로 제1홈이 형성되고, 상기 제1실링부재의 일부는 상기 제1홈에 삽입된다.
상기 이너하우징에는 상기 제1홈과 대응하는 돌기가 형성되고, 상기 돌기는 상기 제1실링부재를 압착시킨다.
상기 스테이터에는, 상기 로터의 샤프트를 회전가능하게 지지하는 어퍼베어링이 상기 로터를 기준으로 상기 펌프셋의 반대측에 배치되고, 상기 이너하우징의 내주면과 상기 로터의 외주면 사이로 공급된 요소수는 상기 배어링과 인접하여 상기 스테이터에 형성되는 둘레유로를 통해서 외부로 토출된다.
상기 스테이터의 상부 단부가 삽입되도록 상기 스테이터의 일측 둘레에 장착되는 어퍼캡, 및 그 중심부는 상기 스테이터의 내측으로 삽입되고, 그 중간부는 상기 어퍼캡에 삽입되며, 그 외측부는 상기 어퍼캡의 제2상부면에 밀착되되, 그 중심부를 따라서 요소수를 토출하는 토출구가 형성되고, 상기 스테이터로 전원을 공급하는 터미널이 인서트 사출되어 형성되는 어퍼케이싱을 포함한다.
상기 어퍼케이싱의 상기 중심부와 상기 스테이터의 단부가 밀착되는 부분에는 제2실링부재가 둘레방향으로 연속적으로 배치된다.
상기 제2실링부재는 상기 스테이터와 대향하는 상기 중심부의 대향면에 형성되는 제2홈에 안착되고, 상기 제2실링부재는 불소 실링콘 재질의 오링(O-ring)이고, 상기 어퍼캡은 스테인레스 재질이다.
상기 펌프셋은, 상기 로터의 샤프트에 의해서 회전하는 이너로터, 및 상기 이너로터의 외측에 편심되어 배치되고 상기 이너로터에 의해서 회전하는 아우터로터를 포함한다.
상기 펌프로우어케이싱의 중심부에 장착되어 상기 이너로터와 상기 아우터로터의 측면과 슬라이딩되고 하고, 그 중심부에는 상기 로터의 샤프트가 관통하는 제1샤프트홀이 형성되고, 상기 제1샤프트홀의 둘레에는 제1흡입유로가 형성되며, 세라믹 재질로 만들어지는 로우어플레이트를 포함한다.
상기 펌프로우어케이싱의 중심부에는 상기 제1샤프트홀을 통해 배치되는 샤프트를 축방향으로 지지하되, 스텐레스 재질로 만들어지는 핀이 배치된다.
상기 스테이터에는 상기 로터의 상부측 샤프트를 회전하도록 지지하는 어퍼베어링이 장착되고, 상기 펌프어퍼케이싱에는 상기 로터의 하부측 샤프트를 회전하도록 지지하는 로우어베어링이 장착되되, 상기 어퍼베어링과 상기 로우어베어링은 카본재질로 만들어진다.
상기 펌프로우어케이싱, 상기 스테이터, 및 상기 어퍼캡이 내측에 밀착되어 장착되고, 그 양단부는 상기 펌프로우어케이싱과 상기 어퍼캡을 축방향으로 고정하도록 코팅부가 형성되며, 스테인레스 재질로 만들어진다.
상기 로터의 내부에는 자성체가 내장되고, 외부는 절연재질로 몰딩되고, 상기 이너하우징, 상기 펌프셋은 스텐레스 재질로 제작되고, 상기 펌프로우어케이싱은 엔지니어링 플라스틱으로 제작된다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 모터의 동축상 일측에 펌프셋을 구비하고, 상기 펌프셋으로 흡입된 요소수는 로터와 스테이터 사이의 공간을 통해서 모터의 타측으로 토출시킴으로써 조립구조를 개선하고, 원가를 절감할 수 있다.
또한, 로터와 스테이터 사이로 요소수가 통과하는 구조로 모터의 발열을 저감된다. 아울러, 스테이터의 내측으로 삽입되는 이너하우징과 스테이터의 실링구조가 개성되고 마찰부가 요소수에 의해서 윤활되어 내구성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 요소수 펌프유닛의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 요소수 펌프유닛의 일부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 요소수 펌프유닛에 구비되는 이너하우징의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 요소수 펌프유닛의 조립순서를 보여주는 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배기 시스템과 관련된 기술을 보여주는 개략적인 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 요소수 펌프유닛의 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 펌프유닛(100)은 펌프로우어케이싱(105), 로우어플레이트(110), 펌프어퍼케이싱(115), 펌프셋(180), 로우어베어링(170), 이너하우징(120), 로터(132), 샤프트(134), 스테이터(130), 아우터하우징(165), 제1실링부재(160), 어퍼베어링(155), 어퍼캡(150), 어퍼케이싱(145), 및 제2실링부재(135)를 포함한다.
상기 펌프로우어케이싱(105)에는 흡입구(175)가 형성되고, 상기 아우터하우징(165)의 상부 단부에는 코킹부(152)가 형성되며, 상기 어퍼케이싱(145)에는 토출구(140)가 형성된다. 상기 흡입구(175)는 요소수가 담긴 환원제 탱크(도 5의 15)의 하부와 연결된다.
설명의 편의를 위해서, 상기 펌프로우어케이싱(105)이 배치된 방향이 하부이고, 상기 어퍼케이싱(145)이 배치된 방향이 상부이다.
상기 샤프트(134)의 길이방향 중심부에 상기 로터(132)가 고정되어 배치되고, 상기 로터(132)의 하부 샤프트(134)에 상기 펌프셋(180)이 구비된다.
상기 펌프셋(180)은 상기 펌프로우어케이싱(105)의 상기 흡입구(175)를 통해서 요소수를 흡입하고, 상기 이너하우징(120) 내부로 공급한다.
상기 이너하우징(120) 내부로 공급된 요소수는 상기 로터(132)의 외주면과 상기 이너하우징(120) 내주면 사이의 틈을 통해서 이동한다.
상기 로터(132)의 외주면과 상기 이너하우징(120) 내주면 사이의 틈을 통해서 이동한 요소수는 상기 스테이터(130) 상부의 상기 샤프트(134)와 인접하여 형성되는 통로와 상기 어퍼케이싱(145)의 중심부에 형성된 상기 토출구(140)를 통해서 인젝터(도 5의 17)로 공급된다.
상기 이너하우징(120)의 하부입구를 폐쇄하도록 상기 펌프어퍼케이싱(115)이 배치되고, 상기 로터(132)의 하부샤프트는 상기 펌프어퍼케이싱(115)의 중심부를 관통하여 배치된다.
여기서, 상기 로우어베어링(170)은 상기 펌프어퍼케이싱(115)에 배치되어 상기 샤프트(134)를 회전가능하게 지지한다.
상기 펌프어퍼케이싱(115)의 안쪽에 상기 펌프셋(180)이 배치되고, 상기 펌프셋(180)의 하부에 상기 펌프로우어케이싱(105)이 배치되며, 상기 펌프로우어케이싱(105) 안쪽에는 상기 로우어플레이트(110)가 배치되고, 상기 로우어플레이트(110)는 상기 펌프셋(180)의 하단면에 슬라이딩되도록 밀착된다.
상기 로우어플레이트(110)는 상기 샤프트(134)가 관통하여 배치되고, 상기 펌프로우어케이싱(105)의 중심부에는 상기 샤프트(134)를 축방향으로 지지하는 핀(400)이 고정되어 배치된다.
도시한 바와 같이, 상기 펌프어퍼케이싱(115)과 상기 펌프로우어케이싱(105)은 상기 이너하우징(120)의 입구에 삽입되어 장착되는 구조이고, 상기 아우터하우징(165)의 하단부가 절곡되어 상기 펌프로우어케이싱(105)을 상기 펌프어퍼케이싱(115) 방향(상부방향)으로 지지하는 구조를 갖는다.
도 2를 참조하여, 펌프유닛의 상부구조에 대해서 좀 더 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 요소수 펌프유닛의 일부 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 이너하우징(120)의 제1상부면(121) 중심부로 상기 로터(132)의 샤프트(134)가 관통하도록 배치되고, 상기 이너하우징(120)의 제1상부면(121)과 대응하는 상기 스테이터(130)의 내측면에는 제1홈(205)이 형성되고, 상기 이너하우징(120)의 제1상부면(121)의 가장자리에는 상기 제1홈(205)과 대응하는 돌기(200)가 돌출되어 형성된다.
상기 제1홈(205) 안쪽으로 상기 제1실링부재(160)가 삽입되고, 상기 돌기(200)는 상기 제1홈(205)으로 삽입되어 상기 제1실링부재(160)를 탄성적으로 압축시킨다. 여기서, 상기 제1실링부재(160)는 30ㅁ10% 의 압축률을 가지고 상기 돌기(200)에 의해서 압축된다.
상기 스테이터(130)의 상부 중심부에 상기 샤프트(134)를 회전하도록 지지하는 어퍼베어링(155)이 배치되고, 상기 스테이터(130)에는 상기 어퍼베어링(155)과 인접하여 상기 이너하우징(120) 내부와 통하는 둘레유로(210)가 형성되고, 상기 둘레유로(210)는 상기 어퍼케이싱(145)의 상기 토출구(140)와 연결된다.
상기 스테이터(130)의 상단부는 상기 어퍼캡(150)의 내측으로 삽입되는 구조로, 상기 아우터하우징(165)의 상단부에 형성된 상기 코킹부(152)는 상기 어퍼캡(150)을 하부방향으로 지지하여 상기 어퍼캡(150)이 상기 스테이터(130)와 고정된 상태를 유지한다.
상기 어퍼케이싱(145)은 하부 중심부에 상기 스테이터(130)의 중심부로 삽입되는 중심부(146), 상기 어퍼캡(150)의 중심부로 삽입되는 중간부(147), 및 상기 어퍼캡(150)의 제2상부면(151)에 밀착되는 외측부(148)를 포함한다.
도시한 바와 같이, 상기 외측부(148)가 상부쪽에 형성되고, 상기 중심부(146)가 하부쪽에 형성되고, 상기 중간부(147)는 상기 외측부(148)와 상기 중심부(146) 사이에 형성된다. 상기 중심부(146)에는 상기 토출구(140)와 상기 둘레유로(210)를 연결하는 콘 형태의 통로가 형성된다.
상기 어퍼케이싱(145)에서 상기 스테이터(130)의 상부면과 밀착되는 부분에 제2홈(215)이 형성되고, 상기 제2홈(215)에 상기 제2실링부재(135)가 배치된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 제1실링부재(160)는 상기 이너하우징(120)과 상기 스테이터(130) 사이에 실링구조를 향상시키고, 상기 제2실링부재(135)는 상기 어퍼케이싱(145)과 상기 스테이터(130) 사이에 실링구조를 향상시킨다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 요소수 펌프유닛에 구비되는 이너하우징의 사시도이다.
도 3을 참조하면, 상기 이너하우징(120)은 상기 스테이터(130) 안쪽으로 삽입되는 부분의 단부 쪽에 상기 돌기(200)가 상기 로터(132)의 회전방향으로 연속적으로 형성된다.
상기 돌기(200)와 대응하여 상기 제1홈(205)도 상기 로터(132)의 회전방향으로 연속적으로 형성되고, 상기 제1실링부재(160)와 상기 제2실링부재(135)도 상기 로터(132)의 회전방향으로 연속적으로 형성되는 링형태를 가진다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 요소수 펌프유닛의 조립순서를 보여주는 분해 사시도이다. 본 발명의 실시예에 따라서 펌프유닛의 조립순서는 다양하게 변경될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 스테이터(130)의 선단부 홀을 통해서 상기 어퍼베어링(155)이 강제 압입되고, 상기 스테이터(130)의 후단부 홀을 통해서 상기 제1실링부재(160)가 삽입되어 상기 제1홈(205) 안에 장착된다.
그리고, 상기 이너하우징(120)이 상기 스테이터(130)의 후단부 홀을 통해서 강제 압입되어 장착된다. 이때, 상기 이너하우징(120)의 상기 돌기(200)는 상기 제1실링부재(160)를 설정된 압축률(30ㅁ10%)로 압축한다.
상기 이너하우징(120)이 상기 스테이터(130)에 고정된 후에, 상기 샤프트(134)와 상기 로터(132)를 상기 이너하우징(120) 안으로 삽입하여, 상기 샤프트(134)가 상기 어퍼베어링(155)을 통해서 삽입된다.
상기 펌프어퍼케이싱(115)의 중심부 홀에 상기 로우어베어링(170)을 장착하고, 상기 로우어베어링(170)에 상기 로터(132)의 샤프트(134)가 삽입되도록 상기 펌프어퍼케이싱(115)을 상기 이너하우징(120)에 강제 압입한다.
도시한 바와 같이, 상기 펌프어퍼케이싱(115)에는 상기 이너하우징(120)의 내부공간으로 통하는 제2통로(415)가 형성된다. 여기서, 상기 제2통로(415)는 상기 로터(132)의 회전방향으로 연장되는 형태이다.
상기 펌프어퍼케이싱(115)이 상기 이너하우징(120)에 조립된 후에, 상기 펌프어퍼케이싱(115)의 안쪽으로 상기 펌프셋(180)을 설치한다.
도시한 바와 같이, 상기 펌프셋(180)은 이너로터(180a)와 아우터로터(180b)를 포함하고, 상기 이너로터(180a)는 상기 로터(132)의 샤프트(134)에 의해서 회전하며, 상기 아우터로터(180b)는 상기 이너로터(180a)의 회전중심과는 편심되게 상기 이너로터(180a)의 외측에 배치된다.
아울러, 상기 이너로터(180a)가 회전하면 상기 아우터로터(180b)가 회전할 수 있도록, 상기 이너로터(180a)의 외주면과 상기 아우터로터(180b)의 내주면을 기어결합을 통해서 결합된다.
상기 핀(400)을 상기 펌프로우어케이싱(105)의 중심부에 안착시키고, 상기 로우어플레이트(110)를 상기 펌프로우어케이싱(105)의 중심부에 위치시킨다. 상기 로우어플레이트(110)의 중심부에는 제1샤프트홀(405)이 형성되고, 상기 제1샤프트홀(405)과 인접하여 상기 로터(132)의 회전방향으로 제1통로(410)가 형성된다.
상기 로우어플레이트(110)가 상기 펌프로우어케이싱(105)에 배치된 상태에서 상기 펌프로우어케이싱(105)을 상기 펌프어퍼케이싱(115)에 강제 압입한다.
본 발명의 실시예에서 상기 이너로터(180a)와 상기 아우터로터(180b)가 기업결합되는 부분에 상기 제1통로(410)와 상기 제2통로(415)가 형성된다.
상기 로터(132)의 상기 샤프트(134)는 상기 로우어베어링(170), 상기 이너로터(180a), 상기 제1샤프트홀(405)을 통해서 삽입되고 상기 핀(400)에 지지된다.
그리고, 상기 어퍼캡(150) 안으로 상기 스테이터(130)의 선단부를 강제 압입하고, 이 상태의 조립체를 상기 아우터하우징(165) 안으로 삽입하며, 상기 아우터하우징(165)의 선단부와 후단부를 코킹처리하여, 상기 아우터하우징(165)이 상기 어퍼캡(150)과 상기 펌프로우어케이싱(105)을 단단히 고정한다.
이후, 상기 어퍼케이싱(145)의 내측면에 형성되는 제2홈(215)에 상기 제2실링부재(135)를 배치하고, 상기 어퍼케이싱(145)의 상기 중심부(146)를 상기 스테이터(130)에 삽입하고, 상기 중간부(147)를 상기 어퍼캡(150)에 삽입한다. 이때, 상기 어퍼케이싱(145)은 상기 스테이터(130)와 상기 어퍼캡(150)에 강제로 압입된다.
상기 스테이터(130)에 전원이 공급되면, 상기 로터(132)와 상기 샤프트(134)가 회전하고, 상기 샤프트(134)에 의해서 상기 이너로터(180a)와 상기 아우터로터(180b)가 회전하면, 상기 펌프로우어케이싱(105)에 형성된 흡입구(175), 상기 제1통로(410)를 통해서 상기 펌프셋(180)으로 요소수가 흡입된다.
아울러, 상기 펌프셋(180)으로 유입된 요소수는 상기 펌프어퍼케이싱(115)의 상기 제2통로(415), 상기 이너하우징(120)과 상기 로터(130) 사이의 틈, 상기 스테이터(130)에 형성된 둘레유로(210), 및 상기 어퍼케이싱(145)에 형성된 토출구(140)를 통해서 상기 인젝터(도 5의 17)로 공급된다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 펌프로우어케이싱(105)은 PPS(polyphenelene sulfide)재질로 만들어지며, 강도, 내열성, 및 내약품성이 우수한 엔지니어링 플라스틱재질이다.
상기 핀(400)은 스테인레스 재질로 상기 로터(132)의 샤프트(134)를 축방향으로 지지하며, 상기 펌프셋(180)은 스테인레스 재질로 만들어지고, 체적변화를 통해서 유체를 흡입하고 토출한다.
상기 로우어플레이트(110)는 세라믹 재질로 만들어지며 상기 펌프셋(180)의 축방향 마모를 방지하며, 상기 제1,2실링부재(160, 135)는 불소실리콘 재질로 만들어지며 요소수를 실링한다.
상기 이너하우징(120)은 스테인레스 재질로 만들어지면 상기 스테이터(130)와 상기 펌프셋(180)을 실링하며, 요소수의 이동통로 역할을 하며, 상기 펌프어퍼케이싱(115)도 스테인레스 재질로 만들어지고, 상기 로우어베어링(170)은 카본 재질로 만들어진다.
상기 로터(132)의 중심부를 관통하는 상기 샤프트(134)는 스테인레스 재질로 만들어지며, 상기 로터(132)의 내부에는 NdFeB의 자석이 내장되고, 외부에는 PPS 재질로 몰딩되며, 영구자석을 이용하여 회전력을 발생시킨다.
상기 스테이터(130)의 코어는 스틸재질로 만들어지고, 절연물은 PPS이며, 외부는 POM으로 몰딩되며, 전자석을 이용하여 상기 로터(132)의 회전을 유도한다.
상기 어퍼케이싱(145)은 PPS 재질로 만들어지면, 내부에 전원을 공급하는 터미널이 인서트 사출성형되며, BLDC모터의 기능을 수행하기 위해서 3상 전원을 공급하며, 요소수를 토출하는 기능을 동시에 수행한다. 아울러, 압입구조와 실링부재를 통해서 상기 스테이터(130)로 요소수가 침투하는 것을 방지한다.
상기 어퍼캡(150)은 스테인레스 재질로 만들어지며, 압입구조와 실링부재를 통해서 상기 스테이터(130)로 요소수가 침투하는 것을 방지한다.
상기 아우터하우징(165)도 스테인레스 재질로 만들어지며, 상기 어퍼캡(150)과 상기 펌프로우어케이싱(105)을 고정함으로써 상기 스테이터(130)로 요소수가 침투하는 것을 방지하고, 전체 펌프유닛을 보호한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배기 시스템과 관련된 기술을 보여주는 개략적인 구성도이다.
도 5를 참조하면, 엔진에 구비되는 환원제 분사시스템은 환원제탱크(10), 펑션유닛(12), 펌프유닛(15), 환원제라인(16), 인젝터(17), 배기라인(18), 컨버터(19), 배기센서(20), 온도센서(21), 환원제제어부(13), 및 차량제어부(14)를 포함한다.
상기 환원제탱크(10) 내부에는 요소수와 같은 환원제(11)가 충진된다. 상기 환원제라인(16)은 상기 환원제탱크(10)에서 상기 인젝터(17)로 환원제를 공급하기 위한 통로를 제공하고, 상기 펌프유닛(15)은 상기 환원제탱크(10)에 충진된 환원제(11)를 상기 인젝터(17)로 펌핑한다.
상기 펑션유닛(12)은 상기 환원제탱크(10)에 충진된 환원제(11)의 온도, 레벨, 필터 기능을 수행하고, 동결방지나 히팅 기능을 더 포함할 수 있다.
상기 환원제제어부(13)는 상기 차량제어부(14)의 제어하에 상기 배기센서(20)와 상기 온도센서(21)의 신호를 기초로, 상기 펑션유닛(12), 상기 펌프유닛(15), 및 상기 인젝터(17)를 제어하여 상기 배기라인(18) 안으로 설정된 양의 환원제(11)를 안정적으로 분사한다.
상기 컨버터(19)는 상기 인젝터(17)에서 분사된 환원제(UREA)를 이용하여 배기가스에 포함된 질소산화물을 질소와 물로 전환한다.
상기 환원제(11)로 사용되는 요소수(UREA solution)은 무색, 무취, 무독, 비가연, 강염기성(PH 10)이며, 물에 32.5%비율로 혼합되며, 어는 점은 섭씨 -11.5℃이며, 어는점에서 부피는 11% 팽창한다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 펌프유닛 105: 로우어케이싱
110: 로우어플레이트 115: 펌프어퍼케이싱
120: 이너하우징 121: 제1상부면
130: 스테이터 132: 로터
134: 샤프트 135: 제2실링부재
140: 토출구 145: 어퍼케이싱
146: 중심부 147: 중간부
148: 외측부 150: 어퍼캡
151: 제2상부면 152: 코킹부
155: 어퍼베어링 160: 제1실링부재
165: 아우터하우징 170: 로우어베어링
175: 흡입구 180: 펌프셋
180a: 이너로터 180b: 아우터로터
200: 돌기 205: 제1홈
210: 둘레유로 215: 제2홈
400: 핀 405: 제1샤프트홀
410: 제1통로 415: 제2통로

Claims (15)

  1. 자속을 형성하는 전자석이 둘레방향으로 고정되어 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터의 내측면과 밀착되도록 삽입되어 고정되는 이너하우징;
    샤프트가 그 중심부를 관통하여 고정되고, 상기 이너하우징의 입구를 통해서 삽입되어 회전가능하게 지지되며, 영구자석이 내장된 로터;
    상기 이너하우징의 입구를 폐쇄하도록 장착되되 상기 로터의 샤프트가 회전가능하게 관통하는 펌프어퍼케이싱;
    상기 펌프어퍼케이싱을 통해서 돌출된 샤프트에 의해서 작동되도록 상기 펌프어퍼케이싱에 배치되는 펌프셋; 및
    상기 펌프셋에 체결되되 상기 로터의 샤프트를 회전가능하게 축방향으로 지지하고 상기 펌프셋과 통하는 흡입구가 형성되는 펌프로우어케이싱; 을 포함하되,
    상기 샤프트의 회전에 의해서 작동되는 펌프셋은,
    상기 흡입구를 통해서 요소수를 흡입하고, 상기 펌프어퍼케이싱의 통로와 상기 로터의 외주면과 상기 이너하우징의 내주면 사이의 공간을 통해서 상기 로터를 기준으로 상기 펌프셋의 반대측으로 요소수를 토출하고,
    상기 로터를 중심으로 상기 펌프셋의 반대측에서, 상기 이너하우징과 상기 스테이터가 밀착되는 부분에는 제1실링부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 요소수 펌프유닛.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 이너하우징의 제1상부면과 밀착되는 상기 스테이터의 내측면에는 상기 로터의 회전방향으로 제1홈이 형성되고,
    상기 제1실링부재의 일부는 상기 제1홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 요소수 펌프유닛.
  4. 제3항에서,
    상기 이너하우징에는 상기 제1홈과 대응하는 돌기가 형성되고, 상기 돌기는 상기 제1실링부재를 압착시키는 것을 특징으로 하는 요소수 펌프유닛.
  5. 제1항에서,
    상기 스테이터에는,
    상기 로터의 샤프트를 회전가능하게 지지하는 어퍼베어링이 상기 로터를 기준으로 상기 펌프셋의 반대측에 배치되고,
    상기 이너하우징의 내주면과 상기 로터의 외주면 사이로 공급된 요소수는 상기 배어링과 인접하여 상기 스테이터에 형성되는 둘레유로를 통해서 외부로 토출되는 것을 특징으로 하는 요소수 펌프유닛.
  6. 제5항에서,
    상기 스테이터의 상부 단부가 삽입되도록 상기 스테이터의 일측 둘레에 장착되는 어퍼캡; 및
    그 중심부는 상기 스테이터의 내측으로 삽입되고, 그 중간부는 상기 어퍼캡에 삽입되며, 그 외측부는 상기 어퍼캡의 제2상부면에 밀착되되, 그 중심부를 따라서 요소수를 토출하는 토출구가 형성되고, 상기 스테이터로 전원을 공급하는 터미널이 인서트 사출되어 형성되는 어퍼케이싱;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 요소수 펌프유닛.
  7. 제6항에서,
    상기 어퍼케이싱의 상기 중심부와 상기 스테이터의 단부가 밀착되는 부분에는 제2실링부재가 둘레방향으로 연속적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 요소수 펌프유닛.
  8. 제7항에서,
    상기 제2실링부재는 상기 스테이터와 대향하는 상기 중심부의 대향면에 형성되는 제2홈에 안착되는 것을 특징으로 하는 요소수 펌프유닛.
  9. 제7항에서,
    상기 제2실링부재는 불소 실리콘 재질의 오링(O-ring)이고, 상기 어퍼캡은 스테인레스 재질인 것을 특징으로 하는 요소수 펌프유닛.
  10. 제1항에서,
    상기 펌프셋은,
    상기 로터의 샤프트에 의해서 회전하는 이너로터; 및
    상기 이너로터의 외측에 편심되어 배치되고 상기 이너로터에 의해서 회전하는 아우터로터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 요소수 펌프유닛.
  11. 제10항에서,
    상기 펌프로우어케이싱의 중심부에 장착되어 상기 이너로터와 상기 아우터로터의 측면과 슬라이딩되고 하고, 그 중심부에는 상기 로터의 샤프트가 관통하는 제1샤프트홀이 형성되고,
    상기 제1샤프트홀의 둘레에는 제1흡입유로가 형성되며, 세라믹 재질로 만들어지는 로우어플레이트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 요소수 펌프유닛.
  12. 제11항에서,
    상기 펌프로우어케이싱의 중심부에는 상기 제1샤프트홀을 통해 배치되는 샤프트를 축방향으로 지지하되, 스텐레스 재질로 만들어지는 핀이 배치되는 것을 특징으로 하는 요소수 펌프유닛.
  13. 제1항에서,
    상기 스테이터에는 상기 로터의 상부측 샤프트를 회전하도록 지지하는 어퍼베어링이 장착되고,
    상기 펌프어퍼케이싱에는 상기 로터의 하부측 샤프트를 회전하도록 지지하는 로우어베어링이 장착되되,
    상기 어퍼베어링과 상기 로우어베어링은 카본재질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 요소수 펌프유닛.
  14. 제6항에서,
    상기 펌프로우어케이싱, 상기 스테이터, 및 상기 어퍼캡이 내측에 밀착되어 장착되고,
    그 양단부는 상기 펌프로우어케이싱과 상기 어퍼캡을 축방향으로 고정하도록 코팅부가 형성되며, 스테인레스 재질로 만들어지는 것을 특징으로 하는 요소수 펌프유닛.
  15. 제1항에서,
    상기 로터의 내부에는 자성체가 내장되고, 외부는 절연재질로 몰딩되고,
    상기 이너하우징, 상기 펌프셋은 스텐레스 재질로 제작되고, 상기 펌프로우어케이싱은 엔지니어링 플라스틱으로 제작되는 것을 특징으로 하는 요소수 펌프유닛.
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