KR101714229B1 - 요소수 주입장치 - Google Patents

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KR101714229B1
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정장현
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Abstract

본 발명은 요소수 탱크로 요소수를 주입할 때 요소수가 필러넥의 개구를 통해 넘쳐 누출됨을 방지할 수 있는 요소수 주입장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 요소수 주입장치는, 개구를 가진 필러넥; 상기 필러넥의 개구에 분리가능하게 삽입되어 요소수를 주입하는 주입건; 및 상기 필러넥의 개구에 인접한 내부에 설치되어 적어도 일부가 상기 주입건의 외면에 탄성적으로 밀착되는 벨로우즈 부츠;를 가진다.

Description

요소수 주입장치{UREA FILLER APPARATUS}
본 발명은 요소수 주입장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 요소수 탱크로 요소수를 주입할 때 요소수가 필러넥의 개구를 통해 넘쳐 누출됨을 방지할 수 있는 요소수 주입장치에 관한 것이다.
디젤엔진이 장착된 차량에서는 NOx를 저감하기 위한 방편의 하나로서, SCR(Selective catalytic reduction) 촉매를 적용하고 SCR 촉매의 전단에 요소수를 분사하도록 함으로써, 디젤엔진의 배기가스에 포함된 NOx가 저감되도록 한다.
이러한 요소수는 차량에 장착되는 요소수 탱크의 내부에 주입건(주입노즐) 등을 통해 주입될 수 있으며, 요소수 탱크에는 주입건이 삽입되는 필러넥(filler necks)이 연결되어 있다. 그리고, 필러넥의 내부에는 주입건을 가이드하거나 필러캡(filler cap)을 지지하는 리테이너가 설치되어 있다.
한편, 주입건의 삽입 내지 분리를 용이하게 하고자 리테이너의 내주면과 주입건의 외주면 사이에는 일정한 간극이 형성될 수 있다.
하지만, 필러넥에 삽입된 주입건을 통해 요소수 탱크 내로 요소수가 주입되면 요소수 탱크 내의 압력이 증가하고, 이에 요소수가 필러넥 내의 리테이너와 주입건 사이의 간극을 통해 요소수가 필러넥의 개구를 통해 넘쳐 누출될 수 있다.
이렇게 요소수가 필러넥의 개구를 통해 넘쳐 누출됨에 따라 요소수의 악취가 외부로 전파될 수 있고, 또한 필러넥의 개구 주변에 묻어 수분 증발 시에 하얀색 가루가 적출되어 그 미관이 저하되는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 여러단점을 극복하기 위하여 연구개발된 것으로, 요소수의 주입을 위하여 주입건이 필러넥의 내부에 삽입될 때, 주입건과 필러넥의 내부에서 간극이 발생됨을 방지함으로써 요소수가 필러넥의 개구를 통해 넘쳐 누출됨을 방지할 수 있는 요소수 주입장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 요소수 주입장치는,
개구를 가진 필러넥;
상기 필러넥의 개구에 분리가능하게 삽입되어 요소수를 주입하는 주입건; 및
상기 필러넥의 내부에 설치되고, 적어도 일부가 상기 주입건의 외면에 탄성적으로 밀착됨으로써 상기 주입건의 외부면과 상기 필러넥의 내부면 사이 공간을 폐쇄하는 폐쇄수단;을 포함할 수 있다.
상기 폐쇄수단은 반경방향으로 탄성변형되는 복수의 주름부를 가진 벨로우즈 부츠(bellows boots)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 벨로우즈 부츠는 요소수의 주입방향을 따라 그 직경이 축소되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 벨로우즈 부츠는 상기 주입건의 외경 보다 작은 내경을 가진 적어도 하나의 축경부를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 벨로우즈 부츠는 그 외면에 축선방향을 따라 형성된 하나 이상의 보강리브를 가진다.
상기 벨로우즈 부츠는 복수의 보강리브를 가지고, 상기 복수의 보강리브는 상기 벨로우즈 부츠의 외면에서 원주방향으로 이격되게 형성될 수 있다.
상기 필러넥의 내부에 마련된 리테이너를 더 포함하고, 상기 리테이너는 요소수의 주입방향으로 직경이 축소되는 축소관으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 리테이너의 일단은 상기 필러넥의 개구를 향하고, 상기 리테이너의 타단에는 상기 벨로우즈 부츠가 분리가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 벨로우즈 부츠는 상기 필러넥의 내부면에 부착되는 대직경부와, 상기 대직경부 보다 작은 직경의 소직경부를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 벨로우즈 부츠의 일단은 상기 리테이너에 결합되고, 상기 벨로우즈 부츠의 타단에는 차단부가 상기 벨로우즈 부츠의 외경방향으로 연장되며, 상기 차단부의 외측가장자리가 상기 필러넥의 내부면과 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 벨로우즈 부츠의 일단은 상기 리테이너 측에 클램프 밴드에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 요소수 주입장치는,
일정길이로 연장되고, 일단이 요소수 탱크에 접속되며, 타단에는 개구가 형성된 필러넥;
상기 필러넥의 내부에 설치된 금속재질의 리테이너; 및
복수의 주름부를 가지고, 상기 리테이너에 결합된 벨로우즈 부츠;를 포함하고,
상기 리테이너는 상기 필러넥의 내부면에 부착되는 대직경부 및 상기 대직경부 보다 작은 직경의 소직경부를 가지며,
상기 벨로우즈 부츠는 상기 리테이너의 소직경부에 분리가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 벨로우즈 부츠의 일단에는 상기 리테이너의 소직경부 보다 큰 내경을 가진 끼움부가 형성되고, 상기 벨로우즈 부츠의 끼움부가 상기 리테이너의 소직경부의 단부에 끼워진 상태에서 상기 끼움부의 외주면에 죄여지는 클램프 밴드에 의해 상기 벨로우즈 부츠의 끼움부는 상기 리테이너의 소직경부의 단부에 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 리테이너의 소직경부의 단부에는 외경방향을 향해 경사지게 형성된 테이퍼부가 형성되고, 상기 테이퍼부는 상기 벨로우즈 부츠의 끼움부의 내면에 끼워지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 요소수의 주입을 위하여 주입건이 필러넥의 내부에 삽입될 때, 주입건과 필러넥의 내부에서 간극이 발생됨을 방지함으로써 요소수가 필러넥의 개구를 통해 넘쳐 누출됨을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 요소수 주입장치의 필러넥이 요소수 탱크에 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 요소수 주입장치의 벨로우즈 부츠를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 의한 요소수 주입장치의 필러넥의 개구에 주입건이 삽입된 상태를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 요소수 주입장치를 도시한 도면이다.
본 발명은 주입건(5)에 의해 요소수 탱크(1)로 요소수를 주입하기 위한 요소수 주입장치이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 요소수 주입장치는, 요소수 탱크(1)에서 일정길이로 연장된 필러넥(10)과, 필러넥(10)의 내부로 분리가능하게 삽입되는 주입건(5)과, 필러넥(10)의 내부면과 주입건(5)의 외부면 사이 공간을 폐쇄하는 폐쇄수단을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 필러넥(10)은 일정 길이로 연장되고, 필러넥(10)의 일단은 요소수 탱크(1)의 일측에 소통가능하게 접속되며, 필러넥(10)의 타단에는 주입건(5)이 분리가능하게 삽입되는 개구(11)가 형성되어 있다.
이와 같이 필러넥(10)이 일정 길이로 연장되어 요소수 탱크(1)에 접속되는 구조로 이루어짐에 따라 차량 내의 협소한 공간 내에서 요소수 탱크(1) 측으로 요소수의 주입경로를 매우 효과적으로 구현할 수 있다.
주입건(5)이 필러넥(10)의 개구(11)에 삽입된 이후에, 주입펌프(미도시) 등을 구동시켜 일정량의 요소수를 필러넥(10)을 통해 요소수 탱크(1)로 매우 간편하게 주입할 수 있고, 요소수의 주입이 완료된 이후에는 주입건(5)이 펄러넥(10)의 개구(11)로부터 분리될 수 있으며, 그 이후에 필러넥(10)의 개구(11)는 폐쇄캡(미도시)에 의해 폐쇄될 수 있다.
필러넥(10)의 내부에는 주입건(5)의 삽입을 가이드하거나 폐쇄캡(미도시)을 지지하는 리테이너(20)가 설치되고, 리테이너(20)는 금속재질로 이루어진다.
리테이너(20)는 주입건(5)에 의해 요소수의 주입방향(도 2의 화살표 K방향 참조)으로 그 직경이 축소되는 축소관(contraction pipe)으로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 리테이너(20)는 필러넥(10)의 내부면에 부착되는 대직경부(21)와, 대직경부(21) 보다 작은 직경으로 이루어진 소직경부(22)와, 대직경부(21)와 소직경부(22)를 연결하는 연결부(23)를 가진다.
특히, 리테이너(20)의 대직경부(21)의 외면은 필러넥(10)의 내부면에 용접 등을 통해 고정적으로 부착될 수도 있다.
리테이너(20)의 일단 즉, 대직경부(21)의 단부는 필러넥(10)의 개구(11)에서 이격되고, 리테이너(20)의 타단 즉, 소직경부(22)의 단부는 요소수 탱크(1)를 향하도록 배치된다.
폐쇄수단은 필러넥(10)의 개구(11)에 인접한 내부에 설치된 벨로우즈 부츠(30)를 포함할 수 있고, 벨로우즈 부츠(30)는 고무 등과 같이 탄성재질로 이루어져 반경방향으로 탄성 변형이 용이한 재질로 이루어질 수 있다.
벨로우즈 부츠(30)의 일단은 리테이너(20)의 타단 즉, 소직경부(22)의 단부에 분리가능하게 결합될 수 있고, 벨로우즈 부츠(30)의 타단은 요소수 탱크(1)를 향하도록 배치될 수 있다.
벨로우즈 부츠(30)는 외면에 형성된 복수의 주름부(31a, 31b, 31c)를 가지고, 복수의 주름부(31a, 31b, 31c)는 고무 등과 같은 탄성재질로 이루어짐에 따라 길이방향 및 반경방향으로 탄성변형이 용이하게 이루어질 수 있다. 특히, 복수의 주름부(31a, 31b, 31c) 중에서 적어도 일부의 주름부(31c)의 내면이 주입건(5)의 외면에 탄성적으로 밀착될 수 있고, 이를 통해 주입건(5)의 외면과 필러넥(10)의 내부면 사이 공간이 폐쇄될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 복수의 주름부(31a, 31b, 31c)는 요소수의 주입방향(도 2의 화살표 K방향 참조)을 따라 그 직경이 점차 축소되는 구조로 이루어질 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 벨로우즈 부츠(30)의 최하측에 위치한 주름부(31c)는 주입건(5)의 외경 보다 작은 내경을 가진 축경부(31c)로 이루어질 수 있다.
요컨대, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 벨로우즈 부츠(30)는 주입건(5)의 외경 보다 작은 내경을 가진 하나 이상의 축경부(31c)를 가짐에 따라 주입건(5)이 벨로우즈 부츠(30) 내로 삽입될 때 축경부(31c)가 외경방향으로 확장되면서 밀착될 수 있고, 이를 통해 주입건(5)의 외부면과 벨로우즈 부츠(30)의 내부면 사이의 공간은 확실하게 폐쇄될 수 있다.
한편, 벨로우즈 부츠(30)는 그 외면에 축선방향을 따라 형성된 하나 이상의 보강리브(33)를 가지고, 이러한 보강리브(33)에 의해 벨로우츠 부츠(30)는 축선방향으로의 강성이 보강될 수 있으며, 이를 통해 주입건(5)이 삽입 내지 분리될 때 벨로우즈 부츠(30)가 축선방향을 따라 변형됨(축선방향으로 뒤집힘 등)이 효과적으로 방지될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 벨로우즈 부츠(30)는 복수의 보강리브(33)를 가지고, 복수의 보강리브(33)는 도 3과 같이 벨로우즈 부츠(30)의 외면에서 원주방향으로 이격되게 형성될 수 있다.
특히, 보강리브(33)는 축경부(31c)의 외면에 형성됨으로써 축경부(31c)가 축선방향으로 변형됨을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
벨로우즈 부츠(30)의 일단에는 리테이너(20)의 타단 즉, 소직경부(22)의 단부에 끼워지는 끼움부(32)가 형성되고, 끼움부(32)는 소직경부(22) 보다 큰 외경을 가짐에 따라 소직경부(22)의 외면에 끼워질 수 있다. 벨로우즈 부츠(30)의 끼움부(32)가 리테이너(20)의 타단 즉, 소직경부(22)에 끼워진 상태에서 클램프 밴드(38)가 죄여짐에 따라 벨로우즈 부츠(30)는 리테이너(20) 측에 매우 견고하게 결합될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 벨로우즈 부츠(30)의 타단에는 차단부(35)가 벨로우즈 부츠(30)의 외경방향으로 연장되고, 도 3과 같이 차단부(35)의 외측가장자리가 필러넥(10)의 내부면과 접촉하도록 구성된다. 이에 따라, 도 2와 같이 차단부(35)에 의해 필러넥(10)의 내부면과 주입건(5)의 외부면 사이의 공간이 차단될 수 있으므로 요소수의 주입 시에 요소수가 필러넥(10)의 개구(11)를 통해 넘쳐 흐름이 효과적으로 방지될 수 있다.
한편, 리테이너(20)는 그 소직경부(22)의 단부에서 외경방향을 향해 경사지게 형성된 테이퍼부(28)를 가지고, 리테이너(20)의 테이퍼부(28)는 벨로우즈 부츠(30)의 끼움부(32)가 소직경부(22)의 외면에 끼워질 때, 테이퍼부(28)는 벨로우즈 부츠(30)의 끼움부(32)에 인접한 주름부(31a)의 내면에 끼워질 수 있고, 이를 통해 리테이너(20)와 벨로우즈 부츠(30)의 끼움부(32)는 기밀하게 밀봉 결합될 수 있다.
특히, 테이퍼부(28)는 벨로우즈 부츠(30)의 주름부(31a)에 대응하는 각도로 경사지게 형성됨으로써 벨로우즈 부츠(30)는 리테이너(20)에 대해 보다 기밀하게 밀봉 결합될 수 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
1: 요소수 탱크 5: 주입건
10: 필러넥 11: 개구
20: 리테이너 21: 대직경부
22: 소직경부 23: 연결부
30: 벨로우즈 부츠 31c: 축경부
32: 끼움부 35: 차단부

Claims (14)

  1. 개구를 가진 필러넥;
    상기 필러넥의 개구에 분리가능하게 삽입되어 요소수를 주입하는 주입건; 및
    상기 필러넥의 내부에 설치되고, 적어도 일부가 상기 주입건의 외면에 탄성적으로 밀착됨으로써 상기 주입건의 외부면과 상기 필러넥의 내부면 사이 공간을 폐쇄하는 폐쇄수단;을 포함하고,
    상기 폐쇄수단은 반경방향으로 탄성변형되는 복수의 주름부를 가진 벨로우즈 부츠(bellows boots)와, 상기 필러넥의 내부에 마련된 리테이너를 포함하며,
    상기 벨로우즈 부츠의 일단은 상기 리테이너에 결합되고, 상기 벨로우즈 부츠의 타단에는 차단부가 상기 벨로우즈 부츠의 외경방향으로 연장되며, 상기 차단부의 외측가장자리가 상기 필러넥의 내부면과 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 요소수 주입장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 벨로우즈 부츠는 요소수의 주입방향을 따라 그 직경이 축소되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 요소수 주입장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 벨로우즈 부츠는 상기 주입건의 외경 보다 작은 내경을 가진 적어도 하나의 축경부를 가지는 것을 특징으로 하는 요소수 주입장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 벨로우즈 부츠는 그 외면에 축선방향을 따라 형성된 하나 이상의 보강리브를 가지는 것을 특징으로 하는 요소수 주입장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 벨로우즈 부츠는 복수의 보강리브를 가지고, 상기 복수의 보강리브는 상기 벨로우즈 부츠의 외면에서 원주방향으로 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 요소수 주입장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 리테이너는 요소수의 주입방향으로 직경이 축소되는 축소관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 요소수 주입장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 리테이너의 일단은 상기 필러넥의 개구를 향하고, 상기 리테이너의 타단에는 상기 벨로우즈 부츠가 분리가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 요소수 주입장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 벨로우즈 부츠는 상기 필러넥의 내부면에 부착되는 대직경부와, 상기 대직경부 보다 작은 직경의 소직경부를 가지는 것을 특징으로 하는 요소수 주입장치.
  10. 삭제
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 벨로우즈 부츠의 일단은 상기 리테이너 측에 클램프 밴드에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 요소수 주입장치.
  12. 일정길이로 연장되고, 일단이 요소수 탱크에 접속되며, 타단에는 개구가 형성된 필러넥;
    상기 필러넥의 내부에 설치된 금속재질의 리테이너; 및
    복수의 주름부를 가지고, 상기 리테이너에 결합된 벨로우즈 부츠;를 포함하고,
    상기 리테이너는 상기 필러넥의 내부면에 부착되는 대직경부 및 상기 대직경부 보다 작은 직경의 소직경부를 가지며,
    상기 벨로우즈 부츠의 일단은 상기 리테이너의 소직경부에 분리가능하게 결합되고, 상기 벨로우즈 부츠의 타단에는 차단부가 상기 벨로우즈 부츠의 외경방향으로 연장되며, 상기 차단부의 외측가장자리가 상기 필러넥의 내부면과 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 요소수 주입장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 벨로우즈 부츠의 일단에는 상기 리테이너의 소직경부 보다 큰 내경을 가진 끼움부가 형성되고, 상기 벨로우즈 부츠의 끼움부가 상기 리테이너의 소직경부의 단부에 끼워진 상태에서 상기 끼움부의 외주면에 죄여지는 클램프 밴드에 의해 상기 벨로우즈 부츠의 끼움부는 상기 리테이너의 소직경부의 단부에 결합되는 것을 특징으로 하는 요소수 주입장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 리테이너의 소직경부의 단부에는 외경방향을 향해 경사지게 형성된 테이퍼부가 형성되고, 상기 테이퍼부는 상기 벨로우즈 부츠의 끼움부의 내면에 끼워지는 것을 특징으로 하는 요소수 주입장치.
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