KR101724950B1 - Urea dosing injector cooling apparatus and method using the cooling water in reservoir tank - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 우레아 도징 인젝터 냉각 장치 및 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 리저버 탱크 내부의 냉각수를 이용하여 SCR(selective catalytic reduction)에 사용되는 우레아를 도징하는 인젝터의 가열을 방지하는 리저버 탱크 냉각수를 이용한 우레아 도징 인젝터 냉각 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for cooling a urea injection injector, and more particularly, to an apparatus and a method for cooling a urea injection injector using a cooling water in a reservoir tank and a reservoir tank cooling water for preventing heating of an injector used for selective catalytic reduction (SCR) The present invention relates to an urea dosing injector cooling apparatus and a method thereof.
디젤 엔진에서 배출되는 배기가스에는 심각한 대기오염을 유발하는 질소산화물(NOx)가 포함되어 있어 이를 제거하기 위한 촉매적 환원방법이 사용되고 있다. 이를 위해, 디젤 엔진의 배기관에는 배기가스 중 PM(입자상물질)을 물리적으로 포집하고 연소시켜 제거하기 위한 배기가스 후처리 장치의 일종인 DOC(Diesel oxidation catalyst) 또는 DPF(Diesel particulate filter)와 NOx를 효과적으로 제거하기 위한 SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매가 연속적으로 장착되어 있다.The exhaust gas emitted from the diesel engine contains nitrogen oxides (NOx) that cause severe air pollution and a catalytic reduction method is used to remove the NOx. To this end, a Diesel oxidation catalyst (DOC) or a diesel particulate filter (DPF), which is a kind of exhaust gas post-treatment apparatus for physically collecting and burning PM (particulate matter) SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst is continuously installed to effectively remove it.
상기 SCR 촉매 시스템은 일종의 환원제인 우레아(UREA, 요소수)를 SCR 촉매에 분사하여 NOx를 효과적으로 저감시킬 수 있는 시스템으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 우레아 탱크 내의 우레아를 SCR 촉매(2)의 입구에 장착된 우레아 도징 인젝터(4)를 이용하여 상기 SCR 촉매(2)에 분사하여 NOx를 저감시키는 방법을 말한다.The SCR catalyst system is a system capable of effectively reducing NOx by injecting Urea (urea water), which is a kind of reducing agent, into the SCR catalyst. As shown in FIG. 1, the urea in the urea tank is introduced into the SCR catalyst Is injected into the
즉, 상기 SCR 촉매 시스템은 배기관에서 분사된 우레아가 배기관 내의 열에 의해 열분해되거나 SCR 촉매(2)와 접촉하며 분해되어 한 분자의 요소는 두 분자의 암모니아로 전환되고, 이렇게 전환된 암모니아는 배기가스 중의 질소산화물과의 SCR 반응에 이용됨으로써, 반응 결과의 산물인 무해한 질소와 물을 외부로 배출시키는 시스템이다.That is, in the SCR catalyst system, the urea injected from the exhaust pipe is pyrolyzed by heat in the exhaust pipe or in contact with the
이때, 상기 엔진 룸 내의 온도가 상승하면 그 전도열에 의하여 상기 우레아가 고온에 노출됨으로 인해 도 2에 도시된 것 과 같이 우레아 고체 결정 및 부산물이 발생하여 우레아 도징 인젝터(4)의 막힘이 발생하게 되고, 부식성이 강화되어 상기 우레아 도징 인젝터(4) 내부 구조물의 부식이 발생하여 상기 우레아 도징 인젝터(4)의 노즐부(24)가 막히게 되어 우레아 수용액이 분사되지 않아 SCR 촉매 시스템의 작동 불량을 발생시키게 된다. At this time, when the temperature in the engine room rises, the urea is exposed to a high temperature due to the heat of conduction, so that urea solid crystals and byproducts are generated as shown in Fig. 2, and clogging of the
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 평균 온도가 약90℃인 엔진 내부의 냉각수로 상기 우레아 도징 인젝터(4)를 냉각하였으나, 이는 상기 우레아 도징 인젝터(4)의 한계 온도인 약120℃와 대비하여 온도 여유 마진이 약 30℃ 정도로 냉각 성능이 부족한 문제점이 있다.In order to solve this problem, the
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 리저버 탱크(reservoir tank) 내부의 냉각수를 이용하여 SCR(selective catalytic reduction)에 사용되는 우레아를 도징하는 상기 우레아 도징 인젝터의 가열을 방지하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to prevent the heating of the urea dosing injector for dosing urea used in selective catalytic reduction (SCR) by using cooling water in a reservoir tank .
우레아 도징 인젝터의 냉각 장치에 있어서, 상기 우레아 도징 인젝터로 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급부와 상기 우레아 도징 인젝터로부터 토출된 상기 냉각수가 유입되는 냉각수 유입부가 형성된 리저버 탱크, 상기 리저버 탱크로부터 상기 우레아 도징 인젝터로 상기 냉각수를 순환시키는 워터펌프로 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기 우레아 도징 인젝터로 리저버 탱크의 냉각수를 공급하여 상기 우레아 도징 인젝터를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.A cooling device for a urea dosing injector, comprising: a cooling water supply part for supplying cooling water to the urea dosing injector; a reservoir tank having a cooling water inflow part for flowing the cooling water discharged from the urea dosing injector; And a water pump for circulating the cooling water. The cooling water of the reservoir tank is supplied to the urea dosing injector to cool the urea dosing injector.
본 발명에 따르면, 한계 온도가 약 120℃인 우레아 도징 인젝터를 평균 온도가 약 90℃인 엔진 내부 냉각수가 아닌 평균 온도가 약 50℃인 리저버 탱크 내부 냉각수를 이용하여 냉각함으로써, 종래의 상기 우레아 도징 인젝터의 한계 온도 대비 약 30℃ 정도의 온도 여유 마진에서 상기 우레아 도징 인젝터의 한계 온도 대비 약 70℃ 정도의 온도 여유 마진을 확보하여 상기 우레아 도징 인젝터의 냉각 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the urea dosing injector having a limit temperature of about 120 캜 is cooled by using cooling water in the reservoir tank whose average temperature is about 50 캜, not the engine internal cooling water whose average temperature is about 90 캜, The cooling margin of the urea injection injector can be improved by securing a temperature margin margin of about 70 캜 to the limit temperature of the urea injection injector at a temperature margin margin of about 30 캜 as compared with the limit temperature of the injector.
도 1은 종래의 우레아 도징 인젝터 냉각 장치를 도시한 도면.
도 2는 우레아 도징 인젝터 노즐부 막힘을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 우레아 도징 인젝터 냉각 장치를 도시한 도면.1 shows a conventional urea-dosing injector cooling device;
2 shows clogging of a urea dosing injector nozzle part;
3 shows a urea dosing injector cooling apparatus according to the present invention.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공 되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Therefore, the shapes and the like of the elements in the drawings can be exaggeratedly expressed to emphasize a clearer description. It should be noted that the same components are denoted by the same reference numerals in the drawings. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.
도 3은 본 발명에 따른 우레아 도징 인젝터 냉각 장치를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a urea-dosing injector cooling apparatus according to the present invention.
본 발명은 우레아 도징 인젝터(4)에 리저버 탱크(8)의 냉각수를 공급하여 상기 우레아 도징 인젝터(4)를 냉각하기 위한 것으로, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 우레아 도징 인젝터(4)로 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급부(10)와 상기 우레아 도징 인젝터로부터 상기 냉각수가 유입되는 냉각수 유입부(12)가 형성된 리저버 탱크(8)와 상기 리저버 탱크(8)로부터 상기 우레아 도징 인젝터(4)로 상기 리저버 탱크(8)의 냉각수를 순환시키는 워터펌프(14)를 포함하여 이루어진다.The present invention is for cooling the
상기 리저버 탱크(8)에서 상기 냉각수 공급부(10)는 상기 냉각수 유입부(12)보다 낮은 위치에 형성되며, 상기 워터펌프(14)에 의해 상기 리저버 탱크(8)의 냉각수가 상기 우레아 도징 인젝터(4)로 공급되고, 다시 상기 리저버 탱크(8)로 유입 되게 된다.The cooling
상기 리저버 탱크(8)는 엔진 룸에 위치한 라디에이터(18)의 측면에 상기 라디에이터(18)의 오버플로우 관(20)과 연결되어 위치하며, 상기 엔진 룸으로 유입되는 차량의 주행풍에 의해 냉각된다.The
상기 리저버 탱크(8)에는 상기 차량이 전진하는 방향을 향해 방열핀(16)이 설치되어 차량의 주행풍과의 접촉 면적을 넓혀 상기 리저버 탱크(8)의 냉각 효과를 더욱 증대시키게 된다.The
상기와 같은 우레아 도징 인젝터(4) 냉각 장치의 운전 방법은 다음과 같다.The operation method of the
먼저 상기 우레아 도징 인젝터(4)의 운전 온도를 측정한 후, 상기 우레아 도징 인젝터(4)의 한계 온도 대비 상기 운전 온도가 한계 마진 설정 온도 보다 낮으면, 엔진 내부 냉각수 라인(6)에 흐르는 엔진 내부에서의 냉각수의 공급을 중단하는 동시에, 상기 리저버 탱크(8)의 냉각수를 상기 우레아 도징 인젝터(4)로 공급하는 것이다.If the operation temperature is lower than the limit temperature of the
예를 들어, 상기 한계 마진 설정 온도를 30℃로 하고 상기 우레아 도징 인젝터(4)의 한계 온도가 120℃라고 할 때, 상기 운전 온도가 90℃ 이상이 되면 상기 엔진 내부에서의 냉각수의 공급을 중단하는 동시에 평균 온도가 50℃인 상기 리저버 탱크(8)의 냉각수를 상기 우레아 도징 인젝터(4)로 공급하여 상기 우레아 도징 인젝터(4)를 냉각시키게 된다.For example, when the limit margin setting temperature is 30 ° C and the limit temperature of the
상기 우레아 도징 인젝터(4) 냉각 장치를 냉각시키는 또 다른 운전 방법은 다음과 같다.Another operation method for cooling the
먼저 상기 우레아 도징 인젝터(4)의 운전 온도를 측정한 후, 상기 우레아 도징 인젝터(4)의 한계 온도 대비 상기 운전 온도가 한계 마진 설정 온도보다 낮으면, 상기 리저버 탱크(8)의 냉각수 양을 확인하게 된다.First, after the operation temperature of the
상기 리저버 탱크(8)의 냉각수가 일정 수위 이상이면 상기 엔진 내부에서의 냉각수 공급을 중단하는 동시에 상기 리저버 탱크(8)의 냉각수를 상기 우레아 도징 인젝터(4)로 공급하게 되지만, 상기 리저버 탱크(8)의 냉각수가 일정 수위 미만이면 상기 엔진 내부에서의 냉각수의 공급을 유지하면서 상기 리저버 탱크(8)의 냉각수를 상기 엔진 내부에서의 냉각수에 혼합시킨 뒤 상기 우레아 도징 인젝터(4)로 공급하는 것이다.The cooling water in the engine is stopped and the cooling water of the
예를 들어, 상기 한계 마진 설정 온도를 30℃로 하고 상기 우레아 도징 인젝터(4)의 한계 온도가 120℃라고 할 때, 상기 운전 온도가 90℃ 이상이 되면 상기 리저버 탱크(8)의 냉각수 양을 확인한다.For example, assuming that the limit margin setting temperature is 30 ° C and the limit temperature of the
상기 리저버 탱크(8)의 냉각수가 일정 수위 이상일 경우 상기 엔진 내부에서의 냉각수 공급을 중단하는 동시에 상기 리저버 탱크(8)의 냉각수를 상기 우레아 도징 인젝터(4)로 공급하게 되고, 상기 리저버 탱크(8)의 냉각수가 일정 수위 미만일 경우 상기 리저버 탱크(8)의 냉각수가 부족하기 때문에 상기 엔진 내부에서의 냉각수의 공급을 유지하면서 상기 리저버 탱크(8)의 냉각수를 상기 엔진 내부에서의 냉각수에 혼합시킨 뒤 상기 우레아 도징 인젝터(4)로 공급하여 상기 우레아 도징 인젝터(4)를 냉각시키게 된다.When the cooling water of the
상기 리저버 탱크(8)의 냉각수와 상기 엔진 내부에서의 냉각수는 상기 리저버 탱크(8)의 냉각수와 상기 엔진 내부에서의 냉각수가 상기 우레아 도징 인젝터(4)에 유입되기 전에 위치한 믹서(22)에서 혼합된다.The cooling water in the
이상에서 설명된 본 발명의 리저버 탱크 냉각수를 이용한 우레아 도징 인젝터 냉각 장치 및 그 방법의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments of the urea dosing injector cooling apparatus using the reservoir tank cooling water of the present invention described above are merely illustrative and those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent It will be appreciated that other embodiments are possible. It is therefore to be understood that the invention is not limited to the form set forth in the foregoing description. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
2 : SCR 촉매
4 : 우레아 도징 인젝터(Urea dosing injector)
6 : 엔진 내부 냉각수 라인
8 : 리저버 탱크(Reservoir tank)
10 : 리저버 탱크의 냉각수 공급부
12 : 리저버 탱크의 냉각수 유입부
14 : 워터 펌프(Water pump)
16 : 방열핀
18 : 라디에이터
20 : 오버플로우 관
22 : 믹서(mixer)
24 : 우레아 도징 인젝터 노즐부2: SCR catalyst
4: Urea dosing injector
6: Engine coolant line
8: Reservoir tank
10: Cooling water supply part of the reservoir tank
12: Cooling water inflow portion of the reservoir tank
14: Water pump
16: heat sink fin
18: Radiator
20: Overflow pipe
22: mixer
24: urea dosing injector nozzle part
Claims (12)
상기 우레아 도징 인젝터로 리저버 탱크의 냉각수를 공급하여 냉각하는 것으로,
상기 우레아 도징 인젝터의 운전 온도를 측정한 후, 상기 우레아 도징 인젝터의 한계 온도 대비 상기 운전 온도가 한계 마진 설정 온도보다 낮으면, 상기 리저버 탱크의 냉각수 양을 확인하고,
상기 리저버 탱크의 냉각수가 일정 수위 이상이면, 엔진 내부에서의 냉각수 공급을 중단하는 동시에 상기 리저버 탱크의 냉각수를 상기 우레아 도징 인젝터로 공급하며,
상기 리저버 탱크의 냉각수가 일정 수위 미만이면, 상기 엔진 내부에서의 냉각수의 공급을 유지하면서 상기 리저버 탱크의 냉각수를 상기 엔진 내부에서의 냉각수에 혼합시킨 뒤 상기 우레아 도징 인젝터로 공급하는 것
을 특징으로 하는 리저버 탱크 냉각수를 이용한 우레아 도징 인젝터 냉각 방법.In a cooling method of a urea dosing injector,
The cooling water of the reservoir tank is supplied and cooled by the urea dosing injector,
Wherein the controller checks an operation temperature of the urea injection injector and then checks the amount of cooling water in the reservoir tank when the operation temperature is lower than a limit temperature of the urea injection injector,
When the cooling water in the reservoir tank is at a certain level or more, the supply of the cooling water in the engine is stopped and the cooling water in the reservoir tank is supplied to the urea dosing injector,
The cooling water of the reservoir tank is mixed with the cooling water in the engine while the supply of cooling water in the engine is maintained and the cooling water is supplied to the urea dosing injector if the cooling water of the reservoir tank is less than a certain level
And cooling the urea dosing injector using the reservoir tank cooling water.
상기 냉각수는,
상기 리저버 탱크의 냉각수 공급부를 통해 상기 우레아 도징 인젝터로 공급되고, 상기 리저버 탱크의 냉각수 유입부를 통해 상기 우레아 도징 인젝터에서 유입되며, 상기 냉각수 공급부의 위치가 상기 냉각수 유입부의 위치보다 낮은 것을 특징으로 하는 리저버 탱크 냉각수를 이용한 우레아 도징 인젝터 냉각 방법.The method according to claim 1,
The cooling water,
Wherein the cooling water is supplied to the urea dosing injector through a cooling water supply part of the reservoir tank and flows into the urea dosing injector through a cooling water inflow part of the reservoir tank and the position of the cooling water supply part is lower than the position of the cooling water inflow part. Cooling method of urea dosing injector using tank coolant.
상기 냉각수가 상기 우레아 도징 인젝터로 공급되고, 상기 리저버 탱크로 유입되는 것을 워터펌프에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 리저버 탱크 냉각수를 이용한 우레아 도징 인젝터 냉각 방법.The method according to claim 1,
Wherein the cooling water is supplied to the urea dosing injector and introduced into the reservoir tank by a water pump.
상기 리저버 탱크는 라디에이터의 오버플로우 관과 연결되며, 상기 라디에이터의 측면에 위치한 것을 특징으로 하는 리저버 탱크 냉각수를 이용한 우레아 도징 인젝터 냉각 방법.The method according to claim 1,
Wherein the reservoir tank is connected to an overflow pipe of the radiator and is located at a side of the radiator.
상기 리저버 탱크는 엔진 룸에 위치하며 차량 주행풍에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 리저버 탱크 냉각수를 이용한 우레아 도징 인젝터 냉각 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the reservoir tank is located in the engine compartment and is cooled by the vehicle running wind.
상기 리저버 탱크에는 방열핀이 차량이 전진하는 방향을 향해 설치된 것을 특징으로 하는 리저버 탱크 냉각수를 이용한 우레아 도징 인젝터 냉각 방법.6. The method of claim 5,
And the radiator fins are provided in the reservoir tank toward the direction in which the vehicle advances.
상기 냉각수의 평균온도는 50℃인 것을 특징으로 하는 리저버 탱크 냉각수를 이용한 우레아 도징 인젝터 냉각 방법.The method according to claim 6,
And the average temperature of the cooling water is 50 DEG C. 6. A method of cooling a urea dosing injector using a reservoir tank cooling water.
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KR (1) | KR101724950B1 (en) |
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- 2015-11-19 KR KR1020150162803A patent/KR101724950B1/en active IP Right Grant
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