KR101601481B1 - Apparatus for preventing urea over pour of SCR system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for preventing urea over pouring of an SCR system. The objective of the present invention is to provide the apparatus for preventing urea over pouring of the SCR system, which prevents an abnormal operation of the SCR system according to urea over pouring by preventing urea over pouring to an expansion section of an urea tank when a user pours the urea manually using an urea supplement pack, not an automatic pouring machine. Thus, the present invention provides the apparatus for preventing urea over pouring of the SCR system, which includes: a base which forms an internal passage linked to an outlet of an adaptor installed at an inlet of the urea tank and is installed at the outlet of the adaptor; a rotation axis which is installed at an end part of the base and supports rotation of a gate; and a pair of gates which open or close the internal passage of the base, by being combined to the end of the base through the rotation axis as being rotatable. When the urea tank is filled with the urea up to a fixed height during urea pouring, the gate blocks the internal passage of the base.

Description

SCR 시스템의 우레아 과주입 방지 장치 {Apparatus for preventing urea over pour of SCR system}[0001] The present invention relates to an SCR system,

본 발명은 SCR 시스템의 우레아 과주입 방지 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우레아 탱크로 주입되는 우레아의 과주입을 방지하여 우레아 과주입에 따른 SCR 시스템의 비정상 작동을 방지하는 우레아 과주입 방지 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a urea injection preventing apparatus for an SCR system, and more particularly, to a urea injection preventing apparatus which prevents over-injection of urea injected into a urea tank and prevents abnormal operation of the SCR system due to injection of urea .

최근 디젤 차량의 배기가스를 처리하는 기술로는 통상 입자상의 물질을 걸러주는 입자상물질 제거용 필터 시스템 또는 배기가스 라인에 촉매수용액을 분사하는 촉매분사시스템이 있다.BACKGROUND ART [0002] Recently, as a technique for treating exhaust gas of a diesel vehicle, there is usually a particulate matter filter system for filtering particulate matter or a catalyst injection system for spraying a catalyst aqueous solution in an exhaust gas line.

상기 촉매분사시스템은 근래에 촉매수용액으로 질소산화물 제거율이 우수한 우레아(Urea)를 이용하는 SCR(Selective Catalytic Reduction) 시스템이 주로 사용되고 있는 추세이다.The SCR (Selective Catalytic Reduction) system using Urea having a high nitrogen oxide removal rate as a catalyst aqueous solution has been mainly used in recent years as the catalyst injection system.

상기 SCR 시스템은 디젤엔진의 배기가스 중에서 질소산화물(NOx)을 저감하는 시스템으로서, 배기가스 중 질소산화물(NOx)과 암모니아(NH3)를 반응시켜 질소(N2)와 수증기(H2O)로 환원시키는 기술이며, 배기관을 통해서 나오는 배기가스 중 질소산화물(NOx)의 양을 센서를 통해서 확인하고 ECU에서 우레아(Urea) 분사량을 결정하여 배기관에 우레아를 분출하며, 이때 우레아가 암모니아(NH3)로 분리되어 촉매로 공급되어서 촉매 안에서 암모니아(NH3)와 질소산화물(NOx)이 반응하여 질소산화물(NOx)을 제거하게 된다.The SCR system is a system for reducing nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas of a diesel engine. The SCR system reduces NOx and NOx in the exhaust gas by reacting them with nitrogen (N2) and water vapor (H2O) The amount of nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas flowing through the exhaust pipe is checked through the sensor, and the amount of urea injection is determined by the ECU to eject urea into the exhaust pipe. At this time, the urea is separated into ammonia (NH3) Ammonia (NH3) and nitrogen oxide (NOx) react with each other in the catalyst to remove nitrogen oxide (NOx).

기존의 SCR 시스템은 NOx 센서를 통해 배기가스 중 질소산화물의 함유량을 검출하여 배기관에 분사하게 되는 우레아 분사량(소모량)을 결정하고 그에 따라 우레아 탱크의 우레아를 펌핑하여 배기관에 분사한다.The conventional SCR system detects the content of nitrogen oxides in the exhaust gas through the NOx sensor and determines the urea injection amount (consumption amount) to be injected into the exhaust pipe, thereby pumping urea in the urea tank and injecting the urea into the exhaust pipe.

한편, 도 1은 종래 SCR 시스템의 우레아 탱크를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 우레아 탱크의 주입구에 장착된 어댑터 및 필터부재를 나타낸 개략도이다.FIG. 1 is a view showing a urea tank of a conventional SCR system, and FIG. 2 is a schematic view showing an adapter and a filter member mounted on an inlet of a conventional urea tank.

통상 SCR 시스템에는 우레아 저장을 위한 우레아 탱크가 구비된다. 도 1에 보이듯, 상기 우레아 탱크(10)에는 기본적으로 우레아 주입 및 보충을 위해 우레아 주입구(11)가 형성되고, 시스템으로 우레아를 공급하고 우레아 수위를 검출하기 위해 센서 어셈블리(13)가 장착되고, 우레아 탱크(10) 내 부압 발생시 탱크의 변형 방지를 위해 대기중 공기 공급을 위한 에어벤트밸브(15)가 설치된다.Typically, the SCR system is equipped with a urea tank for urea storage. 1, the urea tank 10 is basically formed with a urea inlet 11 for urea injection and replenishment, a sensor assembly 13 is mounted to supply urea to the system and detect urea water level, An air vent valve 15 is provided for supplying air in the atmospheric air to prevent deformation of the tank when a negative pressure is generated in the urea tank 10. [

도 2에 보이듯, 상기 우레아 주입구(11)에는 우레아 주입시 주수 가이드 역할을 하는 어댑터(17)와 탱크 내 이물질 유입 방지를 위한 필터부재(19)가 장착된다.2, the urea inlet 11 is provided with an adapter 17 serving as a main guide for injecting urea and a filter member 19 for preventing foreign matter from entering the tank.

도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 우레아 탱크(10)는 센서 어셈블리(13)의 레벨 센서가 인식하는 풀 라인(full line) 구간과 온도 상승 및 빙결 발생 등에 의한 우레아 팽창시 우레아를 수용하기 위한 팽창 구간이 구분되어 있으며, 우레아 보충시에는 풀 라인까지만 우레아를 주입한다. 1, the urea tank 10 includes a full line section recognized by the level sensor of the sensor assembly 13, an expansion section for accommodating the urea during urea expansion due to temperature rise, . When urea replenishment is carried out, only urea is injected into the full line.

우레아 주입시, 자동주입기를 이용하는 경우 풀 라인까지 우레아가 채워지면 전자석을 내장한 어댑터(17)에 의해 우레아 주입이 멈추어지게 되는데, 우레아 보충용 팩을 이용하는 경우 레벨 센서의 오인식으로 팽창 구간까지 우레아가 과주입되는 문제가 발생한다.When the urea is injected, the urea injection stops by the adapter (17) with the electromagnet when the urea is filled up to the full line when using the automatic injector. When using the urea replenishment pack, A problem of being injected occurs.

SCR 시스템의 우레아 소모량은 통상 관련 법규에 의해 결정되는데, 우레아 탱크의 팽창 구간까지 우레아가 과주입되는 경우 레벨 센서의 인식 범위를 초과하게 되고, 이에 우레아가 비정상적으로 소모되는 것으로 ECU가 인식하게 되어 경고등 점등 및 엔진 출력 제한을 초래하게 된다.
The amount of urea consumed by the SCR system is normally determined by the related regulations. When the urea is over-inflated into the urea tank expansion range, the recognition range of the level sensor is exceeded and the ECU recognizes that the urea is consumed abnormally, Lighting and engine output limitation.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 자동주입기가 아닌 우레아 보충용 팩 등을 이용하여 사용자가 수동으로 우레아를 주입시 우레아 탱크의 팽창 구간까지 우레아가 과주입되는 것을 방지할 수 있는 SCR 시스템의 우레아 과주입 방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an SCR capable of preventing urea from being injected up to an expansion section of a urea tank when a user manually injects urea by using a urea replenishing pack, It is an object of the present invention to provide a urea and injection preventing device of the system.

이에 본 발명에서는, 우레아 탱크의 주입구에 설치된 어댑터의 유출구와 연통하는 내부통로를 형성하고, 상기 어댑터의 유출구에 설치되는 베이스; 상기 베이스의 단부에 설치되어 하기 게이트의 회동을 지지하는 회전축; 상기 회전축을 통해 베이스의 단부에 회동가능하게 결합되어, 베이스의 내부통로를 개폐하는 한 쌍의 게이트;를 포함하여 구성되고, 우레아 주입시 상기 우레아 탱크의 소정 높이까지 우레아가 채워지면 상기 게이트가 베이스의 내부통로를 차단하게 된 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 과주입 방지 장치를 제공한다.According to the present invention, there is provided an air conditioner comprising: a base which forms an internal passage communicating with an outlet port of an adapter provided at an inlet of a urea tank; A rotation shaft installed at an end of the base to support rotation of the gate; And a pair of gates which are rotatably coupled to the ends of the base through the rotation shaft and open and close the inner passages of the base. When urea is filled up to a predetermined height of the urea tank at the time of urea injection, And the inner passage of the SCR system is blocked.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 한 쌍의 게이트는 우레아보다 비중이 작은 재질로 이루어진 제1게이트와 제2게이트로 구성되고, 상기 각 게이트는 베이스의 반경보다 크게 형성되어서, 우레아 주입시 상기 우레아 탱크의 소정 높이까지 우레아가 채워지면 우레아에 의해 각 게이트가 부유되어서 베이스의 내부통로를 차단하게 된다.
According to an embodiment of the present invention, the pair of gates is composed of a first gate and a second gate made of a material having a specific gravity smaller than that of urea, and each of the gates is formed to have a larger radius than the base, When the urea is filled up to the predetermined height of the tank, each gate is floated by the urea to block the inner passage of the base.

본 발명에 따른 SCR 시스템의 우레아 과주입 방지 장치는 우레아 보충용 팩 등을 이용하여 사용자가 수동으로 우레아를 주입할 시 우레아 탱크의 풀 라인을 넘어 팽창 구간까지 우레아가 과주입되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 우레아 과주입에 의한 경고등 점등 및 엔진 출력 제한 등의 현상을 방지하여 그로 인한 소비자 불만을 해소할 수 있다.
The urea injection preventing apparatus of the SCR system according to the present invention can prevent the urea injection over the full line of the urea tank when the user manually injects the urea using the urea replenishing pack or the like, Therefore, it is possible to prevent the phenomenon such as the warning lamp lighting by the injection of urea and the restriction of the engine output, thereby solving the consumer complaint.

도 1은 종래 SCR 시스템의 우레아 탱크를 나타낸 도면
도 2는 종래 우레아 탱크의 주입구에 장착된 어댑터 및 필터부재를 나타낸 개략도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 SCR 시스템의 우레아 과주입 방지 장치를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 SCR 시스템의 우레아 과주입 방지 장치의 작동형태를 나타낸 도면1 is a view showing a urea tank of a conventional SCR system
2 is a schematic view showing an adapter and a filter member mounted on an inlet of a conventional urea tank
3 is a view showing an urea injection preventing apparatus of an SCR system according to an embodiment of the present invention;
4 is a view showing an operation mode of the urea and injection preventing device of the SCR system according to the embodiment of the present invention

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

알려진 바와 같이, 우레아 탱크의 주입구에 설치되는 어댑터는 자동주입기를 이용하여 우레아 주입시 우레아 탱크의 풀 라인(full line)까지 우레아가 보충 주입되면 우레아 주입을 중단되게 하는 것으로서, 상기 주입구로 유입된 우레아의 유입을 위한 유입구(도 2 및 도 3의 17a 참조)와 우레아의 유출을 위한 유출구(도 2 및 도 3의 17b 참조)를 구비한다.As is known, the adapter installed at the inlet of the urea tank is used to stop the urea injection when the urea is replenished to the full line of the urea tank when the urea is injected by using the automatic injector. (See 17a in FIGS. 2 and 3) and an outlet (see 17b in FIGS. 2 and 3) for the outlet of the urea.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 우레아 과주입 방지 장치는 우레아 탱크의 주입구(11)에 설치되는 어댑터(17)의 유출구(17b)에 설치되며, 베이스(21)와 회전축(24) 및 한 쌍의 게이트(27,28)를 포함하여 구성된다.3, the urea injection preventing apparatus according to the embodiment of the present invention is installed in the outlet 17b of the adapter 17 installed in the inlet 11 of the urea tank, 24 and a pair of gates 27, 28.

베이스(21)는 어댑터(17)의 유출구(17b)와 연통하는 내부통로(22)를 구비한 것으로서, 일례로 어댑터(17)의 유출구(17b)에 상응하는 원통 모양으로 형성되고, 유출구(17b)의 내주면에 부착되어 연장된 형태로 설치된다.The base 21 has an internal passage 22 communicating with the outlet 17b of the adapter 17 and is formed into a cylindrical shape corresponding to the outlet 17b of the adapter 17, And is attached to the inner circumferential surface of the base plate.

회전축(24)은 게이트(27,28)의 회전 운동을 지지하는 것으로, 베이스(21)의 단부에 고정되게 설치되며, 이때 그 축선방향이 베이스(21)의 직경방향과 일치되게 배치된다.The rotary shaft 24 supports the rotary motion of the gates 27 and 28 and is fixed to the end of the base 21 so that the axial direction thereof is aligned with the radial direction of the base 21.

그리고, 한 쌍의 게이트(27,28)는 우레아보다 비중이 작은 재질로 형성된 제1게이트(27)와 제2게이트(28)로 이루어지며, 제1게이트(27)는 제1연결부(27a)를 통해 회전축(24)에 회동 가능하게 결합되고, 제2게이트(28)는 제2연결부(28a)를 통해 회전축(24)에 회동 가능하게 결합된다.The pair of gates 27 and 28 is composed of a first gate 27 and a second gate 28 formed of a material having a specific gravity smaller than that of the urea and the first gate 27 is connected to the first connection portion 27a, And the second gate 28 is rotatably coupled to the rotation shaft 24 through the second connection portion 28a.

일례로, 상기 제1연결부(27a)와 제2연결부(28a)는 회전축(24) 상에서 일렬로 배치되어 제1게이트(27)와 제2게이트(28)의 동시 회동을 가능하게 한다.For example, the first connection part 27a and the second connection part 28a are arranged in a line on the rotation axis 24 to allow simultaneous rotation of the first gate 27 and the second gate 28.

이때 상기 각 게이트(27,28)는 반원 모양의 판상으로 형성되며, 회전축(24)을 기준으로 베이스(21)의 반경보다 크게 형성되고, 이에 우레아 탱크의 풀 라인까지 채워진 우레아에 의해 부유될 시 베이스(21)의 내부통로(22, 우레아가 통과하는 유로)를 가로막을 수 있게 된다. 이때 게이트(27,28)는 자중에 의해 열려 있다가 풀 라인까지 채워진 우레아에 의해 부유되어 닫히게 된다.In this case, each of the gates 27 and 28 is formed in a semicircular plate shape and is formed larger than the radius of the base 21 with respect to the rotation axis 24, and when the urea is floated by the urea filled up to the full line of the urea tank It is possible to block the inner passage 22 (the passage through which the urea passes) of the base 21. At this time, the gates 27 and 28 are opened by their own weight, and are floated and closed by the urea filled up to the full line.

또한 상기 각 게이트(27,28)는 우레아에 의해 부유되어 회전축(24)을 기준으로 회동될 시 베이스(21)의 단부에 닿아서 회전이 차단되어 180° 이상 회전하지 않게 된다.Each of the gates 27 and 28 floats by the urea and contacts the end of the base 21 when it is rotated with respect to the rotation axis 24 so that the rotation is blocked and the rotation is not rotated by 180 degrees or more.

아울러, 회전축(24)을 베이스(21)의 단부에 직경방향으로 부착할 때 소정의 위치에 배치함으로써, 제1게이트(27)와 제2게이트(28)가 우레아에 의해 부유될 시 회전축(24)을 기준으로 양측으로 펼쳐져 베이스(21)의 내부통로(22)를 차단할 수 있도록 한다.When the first gate 27 and the second gate 28 are floated by the urea by disposing the rotary shaft 24 at a predetermined position when the rotary shaft 24 is attached to the end of the base 21 in the radial direction, So that the inner passage 22 of the base 21 can be blocked.

도 4를 참조하여 설명하면, 우레아 보충용 팩을 이용하여 사용자가 수동으로 우레아 탱크에 우레아를 주입할 시, 우레아 수위가 우레아 탱크의 풀 라인에 도달하기 전에는 도 4의 좌측 도면에 보이듯 자중에 의해 제1게이트(27)와 제2게이트(28)가 오픈되어 어댑터(17) 및 베이스(21)를 통과한 우레아가 우레아 탱크 내부에 공급되나, 우레아 수위가 우레아 탱크의 풀 라인에 도달한 이후에는 우레아 수면에 게이트가 닿아서 부유하게 되고 결국 도 4의 우측 도면에 보이듯 게이트(27,28)가 회전축(24)을 기준으로 회동하여 베이스(21)의 단부에 밀착하게 되어 베이스(21)의 내부통로(22)를 가로막아 어댑터(17)로 유입되는 우레아의 주입을 차단하게 된다.4, when a user manually injects urea into the urea tank using the urea replenishing pack, before the urea water level reaches the full line of the urea tank, as shown in the left drawing of FIG. 4, The first gate 27 and the second gate 28 are opened and the urea that has passed through the adapter 17 and the base 21 is supplied into the urea tank. However, after the urea water level reaches the full line of the urea tank, The gates 27 and 28 rotate on the basis of the rotation axis 24 and come into close contact with the ends of the base 21 as shown in the right drawing of FIG. 4, (22) and blocks the injection of the urea flowing into the adapter (17).

우레아 탱크의 풀 라인까지 우레아가 채워지면 게이트(27,28)에 의해 어댑터(17)의 유출구(17b)가 닫히면서 주입되는 우레아 양보다 어댑터(17)를 통과하여 우레아 탱크 내부로 유입되는 우레아 양이 매우 적어지게 되고, 결국 유량 차에 의해 어댑터(17) 밖으로 우레아가 넘치게 되어 풀 라인까지 우레아가 주입되었음을 사용자가 인지하고 우레아 주입을 멈추게 된다.When the urea is filled up to the full line of the urea tank, the urea amount passing through the adapter 17 and flowing into the urea tank is smaller than the amount of urea injected when the outlet 17b of the adapter 17 is closed by the gates 27, So that the urea is overflowed out of the adapter 17 by the flow rate difference, and the user recognizes that the urea is injected to the full line and stops the urea injection.

이와 같이 본 발명에 따른 우레아 과주입 방지 장치는 우레아 보충용 팩을 이용하여 수동으로 우레아 주입시 우레아 탱크의 풀 라인까지 우레아가 채워지면 우레아가 어댑터 밖으로 넘치게 되어 사용자가 우레아 주입을 멈추게 되어 우레아 과주입을 방지할 수 있게 되며, 이에 우레아 과주입으로 인한 우레아 소모량 적음을 경고하는 경고등 점등 및 엔진 출력 제한 현상을 미연에 방지할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, when urea is filled up to the full line of the urea tank by manually injecting the urea using the urea replenishing pack, the urea floats out of the adapter and the user stops the urea injection. Therefore, it becomes possible to prevent the warning lamp lighting and the engine output restriction phenomenon warning that the urea consumption and the urea consumption are reduced due to the injection of the urea.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Modified forms are also included within the scope of the present invention.

11 : 우레아 탱크의 주입구
17 : 어댑터
17b : 어댑터의 유출구
21 : 베이스
22 : 베이스의 내부통로
24 : 회전축
27 : 제1게이트
27a : 제1연결부
28 : 제2게이트
28a : 제2연결부11: inlet of urea tank
17: Adapter
17b: outlet of the adapter
21: Base
22: Internal passage of the base
24:
27: First gate
27a: first connection portion
28: second gate
28a: second connection portion

Claims (2)

우레아 탱크의 주입구에 설치된 어댑터의 유출구와 연통하는 내부통로를 형성하고, 상기 어댑터의 유출구에 설치되는 베이스;
상기 베이스의 단부에 설치되어 하기 게이트의 회동을 지지하는 회전축;
상기 회전축을 통해 베이스의 단부에 회동가능하게 결합되어, 베이스의 내부통로를 개폐하는 한 쌍의 게이트;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 과주입 방지 장치.
A base provided at an outlet of the adapter to form an internal passage communicating with an outlet of an adapter provided at an inlet of the urea tank;
A rotation shaft installed at an end of the base to support rotation of the gate;
A pair of gates pivotably coupled to the ends of the base through the rotation shaft and opening / closing the inner passages of the base;
And an urea injection preventing device of the SCR system.
청구항 1에 있어서,
상기 한 쌍의 게이트는 우레아보다 비중이 작은 재질로 이루어진 제1게이트와 제2게이트로 구성되고, 상기 각 게이트는 베이스의 반경보다 크게 형성되어서, 우레아 주입시 상기 우레아 탱크의 소정 높이까지 우레아가 채워지면 우레아에 의해 각 게이트가 부유되어서 베이스의 내부통로를 차단하게 된 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 과주입 방지 장치.
The method according to claim 1,
The pair of gates is composed of a first gate and a second gate made of a material having a specific gravity smaller than that of urea, and each of the gates is formed to be larger than the radius of the base, so that urea is filled up to a predetermined height of the urea tank Wherein each gate is floated by the ground urea to block the inner passage of the base.
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