KR101758220B1 - Reducing agent mixing apparatus having impacter - Google Patents

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박인범
정환성
강정규
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Abstract

본 발명에 의한 환원제 믹싱장치는, 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 내부를 지나며, 후단측에 촉매가 장착되는 배기관; 상기 배기관의 내부유로 중 상기 촉매가 장착되는 지점으로부터 선단측으로 일정 거리 이격된 지점으로 환원제를 분사하는 인젝터; 및 상기 배기관의 내벽에 결합되는 원통 형상의 외측관과, 상기 외측관의 내부에 방사형으로 배열되어 상기 외측관 내부를 지나는 배기가스를 나선형으로 유동시키는 복수 개의 블레이드로 구성되는 스월유닛;을 포함하되, 상기 블레이드 중 환원제 분사경로 상에 위치하는 부위에 볼록한 형상의 임팩터가 형성되어, 상기 인젝터에서 분사된 환원제는 상기 임팩터에 충돌하여 난류를 발생시킨다.An apparatus for mixing a reducing agent according to the present invention includes: an exhaust pipe through which exhaust gas discharged from an engine passes inside and a catalyst is mounted on a rear end side; An injector for injecting a reducing agent into a portion of the internal flow path of the exhaust pipe that is spaced a predetermined distance from a point where the catalyst is mounted; And a swirl unit having a cylindrical outer tube coupled to an inner wall of the exhaust pipe and a plurality of blades arranged radially inside the outer tube and spirally flowing exhaust gas passing through the outer tube, , A convex shaped impactor is formed on a portion of the blade located on the reducing agent injection path, and the reducing agent injected from the injector collides with the impactor to generate turbulence.

Figure R1020160060944
Figure R1020160060944

Description

임팩터를 구비하는 환원제 믹싱장치 {Reducing agent mixing apparatus having impacter}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a mixing apparatus having an impactor,

본 발명은 배기가스의 유동경로를 나선형으로 가이드하는 블레이드를 구비하는 환원제 믹싱장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 환원제 분사경로 상에 위치하는 블레이드의 일면에 임팩터를 돌출 형성하여 배기가스에 환원제가 균일하게 혼합될 수 있도록 하는 환원제 믹싱장치에 관한 것이다.The present invention relates to a reducing agent mixing apparatus having a blade for guiding a flow path of an exhaust gas in a helical manner, and more particularly to a reducing agent mixing apparatus having a blade protruding from one side of a blade positioned on a reducing agent injection path, To a reducing agent mixing device capable of being mixed with a reducing agent.

디젤엔진은 엔진 내부로 분사된 연료가 피스톤의 압축으로 인한 온도상승으로 자기 착화를 일으켜 연소된다. 이와 같은 과정에서 연료와 공기의 불균일성 등으로 불완전 연소가 일어나며, 이때 미연 탄소와 같은 입자상물질(PM)이 발생된다. 이와 같은 매연은 호흡을 통하여 인체에 심각한 질병을 유발시킬 수가 있으며, 특히 디젤차량의 증가와 함께 사회적인 문제로 대두되고 있으며, 이러한 디젤 차량은 배기가스 중에 포함된 탄화수소(HC), 일산화탄소(CO), 입자상물질(PM), 질소산화물(NOx) 등을 처리하여 배기가스를 정화시키는 다양한 배기가스 후처리 장치가 개발되고 있다.The diesel engine ignites the fuel injected into the engine by self-ignition due to the temperature rise caused by the compression of the piston. In such a process, incomplete combustion occurs due to non-uniformity of fuel and air, and particulate matter (PM) such as unburned carbon is generated. This kind of smoke can cause serious diseases to the human body through respiration. Especially, with the increase of diesel vehicles, it is becoming a social problem. Such a diesel vehicle has hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO) Various exhaust gas post-treatment apparatuses for purifying exhaust gas by treating particulate matter (PM), nitrogen oxide (NOx), and the like have been developed.

이러한 배기가스 후처리장치에는 배기가스 중 포함된 탄화수소와 일산화탄소의 성분을 각각 촉매에 의한 산화반응으로 물과 이산화탄소로 변환시켜 주는 DOC(Diesel Oxidation Catalyst: 디젤산화촉매), 배기가스 중 포함된 매연 등과 같은 입자상물질을 포집하였다가 배기가스의 열에 의해 재생 연소시키는 DPF(Diesel Particulate Filter; 입자상물질 필터), 배기가스 중에 포함된 질소산화물을 촉매를 이용하여 물과 질소로 환원시켜 주는 SCR(Selective Catalytic Reduction: 선택적 촉매 환원장치) 등이 개발되고 있다.Such an exhaust gas post-treatment apparatus includes a DOC (Diesel Oxidation Catalyst) which converts the components of hydrocarbon and carbon monoxide contained in the exhaust gas into water and carbon dioxide through an oxidation reaction by a catalyst, exhaust gas contained in the exhaust gas A DPF (Diesel Particulate Filter) that collects the same particulate matter and regenerates and combusts it by the heat of the exhaust gas, a Selective Catalytic Reduction (SCR) which reduces the nitrogen oxide contained in the exhaust gas to water and nitrogen by using a catalyst : Selective catalytic reduction device).

특히, 디젤엔진은 가솔린엔진에 비해 열효율이 높고 이산화탄소의 배출량이 적지만, 입자상물질(PM)과 질소산화물(NOx)의 배출량이 가솔린엔진 보다 많은 단점이 있었다. 최근에는 디젤엔진의 배기가스 내의 질소산화물을 저감시키기 위하여 LNT(Lean NOx Trap) 또는 SCR시스템 등과 같은 배기가스 후처리시스템이 활발하게 연구 개발되고 있다.Particularly, although diesel engines have higher thermal efficiency and lower carbon dioxide emissions than gasoline engines, they have the disadvantage that particulate matter (PM) and nitrogen oxide (NOx) emissions are greater than those of gasoline engines. Recently, an exhaust gas aftertreatment system such as an LNT (Lean NOx Trap) or SCR system has been actively researched and developed to reduce nitrogen oxides in the exhaust gas of a diesel engine.

SCR시스템은 SCR의 전방단 즉, 상류 측에 요소(UREA)수용액 등과 같은 환원제를 분무하는 인젝터가 설치되고, 이러한 인젝터에 의해 분무되는 환원제가 암모니아로 분해되어 배기가스 내의 질소산화물이 환원반응을 통해 물과 질소로 분해 정화된다.In the SCR system, an injector for spraying a reducing agent such as an aqueous solution of urea (UREA) is installed at the upstream end of the SCR, and the reducing agent sprayed by the injector is decomposed into ammonia, whereby nitrogen oxides in the exhaust gas are reduced It is purified by water and nitrogen.

이때, 인젝터를 통해 분사되는 환원제가 보다 고르게 배기가스에 믹싱될 수 있도록 즉, 배기가스와 환원제 간의 접촉거리를 보다 길게 확보하여 환원제와 배기가스가 오랜 시간동안 믹싱될 수 있도록, 상기 배기가스를 나선형으로 유동시키는 스월유닛이 많이 사용되고 있다. 이와 같이 스월유닛을 사용하면, 배기가스가 직선으로 흐르는 것이 아니라 나선형으로 흐르므로 배기관의 길이를 증대시키지 아니하더라도 환원제와의 접촉거리가 증가되고, 이에 따라 환원제가 보다 고르게 배기가스에 믹싱될 수 있게 된다.At this time, the exhaust gas is spirally injected so that the reducing agent injected through the injector can be mixed with the exhaust gas more evenly, that is, the contact distance between the exhaust gas and the reducing agent is made longer and the reducing agent and the exhaust gas are mixed for a long time. A swirl unit is frequently used. When the swirl unit is used, the exhaust gas flows not in a straight line but in a spiral manner. Therefore, even if the length of the exhaust pipe is not increased, the contact distance with the reducing agent is increased. As a result, the reducing agent can be more evenly mixed with the exhaust gas do.

그러나 종래의 환원제 믹싱장치에 적용되는 인젝터는 환원제를 증기화시켜 분무하는 것이 아니라 작은 물방울 형상의 환원제를 기준치 이상의 압력과 속도로 분사하도록 구성되는바, 상기 스월유닛으로 분사된 환원제가 모든 배기가스에 고르게 혼합되지 못한다는 문제점이 있다. 특히, 인젝터에서 분사된 환원제 입자의 크기가 클수록 환원제가 배기가스에 혼합되지 못하게 된다.However, the injector applied to the conventional reductant mixing apparatus is configured not to spray the reducing agent by spraying but to spray the reducing agent in the form of droplets at a pressure and a speed higher than a reference value, and the reducing agent injected by the swirl unit is sprayed to all the exhaust gases There is a problem that it can not be mixed evenly. Particularly, the larger the size of the reducing agent particles injected from the injector, the less the reducing agent can mix with the exhaust gas.

물론, 상기 인젝터가 환원제를 작은 입자로 분무시키면 환원제가 배기가스에 고르게 혼합될 수 있지만, 이와 같이 인젝터가 환원제를 분무시키도록 구성되는 경우 단위 시간 당 환원제 공급량이 낮아지는바, 배기가스에 혼합되는 환원제 양이 감소되고, 이에 따라 배기가스 정화효율이 현저히 떨어진다는 심각한 문제가 발생된다.Of course, if the injector is sprayed with the small particles, the reducing agent can be uniformly mixed with the exhaust gas. However, when the injector is configured to spray the reducing agent, the amount of the reducing agent supplied per unit time is lowered, There is a serious problem that the amount of the reducing agent is reduced and thus the exhaust gas purifying efficiency is remarkably deteriorated.

KR 10-0999615 B1KR 10-0999615 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 블레이드를 이용하여 배기관 내부를 흐르는 배기가스를 나선형으로 유동시킴으로써 환원제를 보다 고르게 배기가스에 혼합시킬 수 있고, 인젝터에서 분사된 환원제의 입자 크기를 작게 분할하여 환원제를 보다 고르게 배기가스에 혼합시킬 수 있으며, 기준치 이상의 내구성을 갖도록 구성되는 환원제 믹싱장치를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of mixing a reducing agent more uniformly into an exhaust gas by flowing an exhaust gas flowing through an exhaust pipe in a spiral manner using a blade, Which is capable of mixing the reducing agent with the exhaust gas more uniformly and having a durability higher than a reference value.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 환원제 믹싱장치는, 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 내부를 지나며, 후단측에 촉매가 장착되는 배기관; 상기 배기관의 내부유로 중 상기 촉매가 장착되는 지점으로부터 선단측으로 일정 거리 이격된 지점으로 환원제를 분사하는 인젝터; 및 상기 배기관의 내벽에 결합되는 원통 형상의 외측관과, 상기 외측관의 내부에 방사형으로 배열되어 상기 외측관 내부를 지나는 배기가스를 나선형으로 유동시키는 복수 개의 블레이드로 구성되는 스월유닛;을 포함하되, 상기 블레이드 중 환원제 분사경로 상에 위치하는 부위에 볼록한 형상의 임팩터가 형성되어, 상기 인젝터에서 분사된 환원제는 상기 임팩터에 충돌하여 난류를 발생시킨다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for mixing reductant, comprising: an exhaust pipe through which exhaust gas discharged from an engine passes and a catalyst is mounted on a rear end; An injector for injecting a reducing agent into a portion of the internal flow path of the exhaust pipe that is spaced a predetermined distance from a point where the catalyst is mounted; And a swirl unit having a cylindrical outer tube coupled to an inner wall of the exhaust pipe and a plurality of blades arranged radially inside the outer tube and spirally flowing exhaust gas passing through the outer tube, , A convex shaped impactor is formed on a portion of the blade located on the reducing agent injection path, and the reducing agent injected from the injector collides with the impactor to generate turbulence.

상기 임팩터는 복수 개의 블레이드 중 일부 블레이드에 형성된다.The impactor is formed on some of the plurality of blades.

상기 임팩터는 둘 이상의 블레이드에 형성되고, 상기 임팩터가 형성된 둘 이상의 블레이드는 상기 외측관의 중심축을 기준으로 방사형으로 배열된다.The impactor is formed on two or more blades, and the two or more blades with the impactor are arranged radially with respect to the central axis of the outer tube.

상기 임팩터는 유선형으로 볼록하게 형성되되, 상기 인젝터를 향하는 측벽이 상기 촉매를 향하는 측벽보다 경사도가 크게 형성된다.The impactor is formed in a streamlined shape, and a sidewall facing the injector is formed to have a larger inclination than a sidewall facing the catalyst.

상기 임팩터는 상기 블레이드의 중단을 가압하는 프레스공정을 통해 제작된다.The impactor is fabricated through a pressing process that presses down the blade.

상기 외측관 중 상기 인젝터를 향하는 측의 끝단에는 다수 개의 삽입홈이 등간격으로 이격 배열되고, 상기 블레이드는 상기 외측관 내에 배치되었을 때 상기 삽입홈에 끼워맞춤 방식으로 삽입되는 삽입돌기를 구비한다.A plurality of insertion grooves are arranged at equal intervals on an end of the outer tube facing the injector and the blade has an insertion protrusion inserted into the insertion groove in a fitting manner when the blade is disposed in the outer tube.

상기 블레이드의 폭방향 양측 중 상기 인젝터를 향하는 측에는 체결홈이 형성되고, 각각의 블레이드에 형성된 체결홈에 끼워맞춤 방식으로 삽입되는 체결링을 더 포함한다.And a fastening ring formed on both sides of the blade in the width direction on the side facing the injector and inserted in a fastening groove formed in each blade.

상기 외측관과 상기 체결링은 동심원을 이루도록 배열되고, 상기 복수 개의 블레이드는 상기 체결링 내측에 위치한 부위가 상호 이격되도록 배열된다.The outer tube and the fastening ring are arranged concentrically, and the plurality of blades are arranged such that the portions located inside the fastening ring are spaced apart from each other.

본 발명에 의한 환원제 믹싱장치는, 배기관 내부를 흐르는 배기가스를 나선형으로 유동시킴으로써 환원제와 배기가스 접촉시간을 증가시킬 수 있고, 인젝터에서 분사된 환원제가 임팩터에 충돌되어 상기 환원제 입자들이 작은 크기로 분할되면서 난류를 발생시키는바 환원제를 보다 고르게 배기가스에 혼합시킬 수 있으며, 오랜 시간 동안 배기가스 압력이 인가되더라도 블레이드가 손상되거나 탈거되지 아니하므로 내구성이 높다는 장점이 있다.The reducing agent mixing apparatus according to the present invention can increase the contact time between the reducing agent and the exhaust gas by flowing the exhaust gas flowing in the exhaust pipe in a spiral manner and the reducing agent injected from the injector collides with the impactor, The reducing agent can be mixed with the exhaust gas more evenly and the durability is high because the blade is not damaged or detached even if the exhaust gas pressure is applied for a long time.

도 1은 본 발명에 의한 환원제 믹싱장치의 수직단면도이다.
도 2 및 도 4는 본 발명에 의한 환원제 믹싱장치에 포함되는 스월유닛의 분해사시도, 사시도 및 후면사시도이다.
도 5는 스월유닛에 포함되는 블레이드의 측면도이다.1 is a vertical sectional view of a reducing agent mixing apparatus according to the present invention.
2 and 4 are an exploded perspective view, a perspective view and a rear perspective view of the swirl unit included in the reducing agent mixing apparatus according to the present invention.
5 is a side view of the blade included in the swirl unit.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 환원제 믹싱장치의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of a reducing agent mixing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 환원제 믹싱장치의 수직단면도이고, 도 2 및 도 4는 본 발명에 의한 환원제 믹싱장치에 포함되는 스월유닛의 분해사시도, 사시도 및 후면사시도이다.FIG. 1 is a vertical sectional view of a reducing agent mixing apparatus according to the present invention, and FIGS. 2 and 4 are an exploded perspective view, a perspective view and a rear perspective view of a swirl unit included in a reducing agent mixing apparatus according to the present invention.

본 발명에 의한 환원제 믹싱장치는 배기가스에 우레아 수용액 등과 같은 환원제를 분사시켜 배기가스에 포함된 NOx를 수소와 물로 환원시키기 위한 장치로서, 분사된 환원제와 배기가스 간의 접촉시간이 증대되도록 상기 배기가스를 나선형으로 유동시키되, 분사된 환원제가 더욱 작은 입자로 분할되어 보다 쉽게 배기가스와 혼합되고, 환원제가 블레이드(420)와 접촉하는 과정에서 난류가 발생되어 환원제와 배기가스가 고르게 혼합될 수 있도록 구성된다는 점에 가장 큰 특징이 있다.The reducing agent mixing apparatus according to the present invention is a device for reducing NOx contained in exhaust gas by injecting a reducing agent such as an urea aqueous solution into exhaust gas to reduce the contact time between the injected reducing agent and exhaust gas, The reducing agent is divided into smaller particles to be mixed with the exhaust gas more easily and turbulence is generated in the process of contacting the reducing agent with the blade 420 so that the reducing agent and the exhaust gas can be mixed evenly The most important feature is that it becomes.

즉, 본 발명에 의한 환원제 믹싱장치는, 엔진으로부터 배출되는 배기가스가 내부를 지나며 후단측에 촉매(200)가 장착되는 배기관(100)과, 상기 배기관(100)의 내부유로 중 상기 촉매(200)가 장착되는 지점으로부터 선단측으로 일정 거리 이격된 지점으로 환원제를 분사하는 인젝터(300)와, 상기 배기관(100)의 내벽에 결합되는 원통 형상의 외측관(410) 및 상기 외측관(410)의 내부에 방사형으로 배열되어 상기 외측관(410) 내부를 지나는 배기가스를 나선형으로 유동시키는 복수 개의 블레이드(420)로 구성되는 스월유닛(400)을 포함하되, 상기 블레이드(420) 중 환원제 분사경로 상에 위치하는 부위에 볼록한 형상의 임팩터(422)가 형성된다는 점에 구성상의 가장 큰 특징이 있다.That is, the reductant mixing apparatus according to the present invention includes an exhaust pipe 100 in which exhaust gas discharged from an engine passes through the inside of the exhaust pipe 100 and a catalyst 200 is mounted on a rear end side of the exhaust pipe 100, An injector 300 injecting a reducing agent to a position spaced a predetermined distance from the mounting point of the exhaust pipe 100, a cylindrical outer pipe 410 coupled to an inner wall of the exhaust pipe 100, And a plurality of blades (420) radially arranged inside the outer tube (410) so as to spirally flow the exhaust gas passing through the inside of the outer tube (410). The swirl unit (400) And the impactor 422 having a convex shape is formed at a portion located at a position where the impactor 422 is located.

상기 블레이드(420)의 표면이 매끈하게 형성되면 환원제가 블레이드(420)에 접촉되었을 때 상기 블레이드(420)의 일면을 타고 유동하므로 환원제가 작은 크기로 분할되는 효과가 발생되지 아니하고, 이에 따라 배기가스와의 혼합효율이 높아지지 아니하게 된다. 오히려, 환원제가 블레이드(420)의 표면을 따라 유동하는 경우 다수 개의 환원제 입자가 하나의 큰 액적으로 포집되어 자중에 의해 아래로 떨어짐으로써, 배기가스에 혼합되지 못하는 현상이 발생될 수 있다. 이와 같이 환원제가 액적으로 포집되어 떨어지면, 촉매(200)로 제공되는 환원제의 양이 감소하여 배기가스 정화효율이 떨어질 뿐만 아니라 환원제가 불필요하게 낭비된다는 문제가 발생된다.If the surface of the blade 420 is smoothly formed, the reducing agent flows on one side of the blade 420 when the reducing agent contacts the blade 420, so that the effect of dividing the reducing agent into a small size is not generated, So that the mixing efficiency with the resin can not be increased. Rather, when the reducing agent flows along the surface of the blade 420, a plurality of reducing agent particles are trapped by one large droplet and fall down by their own weight, so that the phenomenon that they can not be mixed with the exhaust gas may occur. When the reducing agent is collected and dropped in the droplet as described above, the amount of the reducing agent supplied to the catalyst 200 is reduced, and the efficiency of purifying the exhaust gas is lowered, and a reducing agent is unnecessarily wasted.

그러나 본 발명에 의한 환원제 믹싱장치는, 인젝터(300)에 의해 분사된 환원제가 스월유닛(400)으로 유입될 때 블레이드(420) 표면에 돌출 형성된 임팩터(422)에 부딪혀 작은 크기의 입자로 분할되는바, 상기 환원제가 보다 원활하게 배기가스에 혼합될 수 있다는 장점이 있다. 또한, 환원제가 임팩터(422)에 부딪히는 과정에서 상기 임팩터(422) 주변에는 난류가 발생되므로, 임팩터(422)에 부딪혀 파열된 인젝터(300)는 상기 난류를 따라 유동하게 되고, 배기가스와의 접촉시간이 증가함에 따라 배기가스와 보다 고르게 혼합될 수 있게 된다.However, when the reducing agent injected by the injector 300 is introduced into the swirl unit 400, the reducing agent mixing device according to the present invention may be divided into small-sized particles hitting the impactor 422 protruding from the surface of the blade 420 The advantage is that the reducing agent can be mixed into the exhaust gas more smoothly. The injector 300 ruptured due to the impact of the impactor 422 flows along the turbulent flow and the contact between the impactor 422 and the exhaust 422 is reduced, And can be more evenly mixed with the exhaust gas as the time increases.

한편, 임팩터(422)에는 환원제만 충돌하는 것이 아니라 배기가스도 충돌하여 난류를 발생시키므로, 임팩터(422)가 형성된 블레이드(420)는 배기가스를 나선형으로 유동시키는 역할을 정상적으로 수행하지 못하게 된다. 따라서 모든 블레이드(420)에 임팩터(422)가 형성되면, 상기 스월유닛(400)을 지나는 배기가스는 나선형으로 유동되지 못하게 된다는 문제가 발생된다.Meanwhile, since the impactor 422 not only collides with the reducing agent but also collides with the exhaust gas to generate turbulence, the blade 420 having the impactor 422 can not normally perform the role of spiraling the exhaust gas. Therefore, when the impactor 422 is formed on all the blades 420, there is a problem that the exhaust gas passing through the swirl unit 400 is not spirally moved.

따라서 상기 임팩터(422)는 복수 개의 블레이드(420) 중 일부 블레이드(420)(더 명확하게는 환원제의 분사경로 상에 위치하는 블레이드(420))에만 형성됨이 바람직하다. 즉, 상기 인젝터(300)가 환원제를 한 줄로 분사하는 경우 상기 임팩터(422)는 하나의 블레이드(420)에만 형성되고, 상기 인젝터(300)가 환원제를 세 줄로 분사하는 경우 상기 임팩터(422)는 본 실시예에 도시된 바와 같이 세 개의 블레이드(420)에 형성됨이 바람직하다.Accordingly, it is preferable that the impactor 422 is formed only on some blades 420 of the plurality of blades 420 (more specifically, the blades 420 located on the injection path of the reducing agent). That is, when the injector 300 injects the reducing agent in one line, the impactor 422 is formed in only one blade 420. When the injector 300 injects the reducing agent into three lines, the impactor 422 It is preferable to be formed in three blades 420 as shown in this embodiment.

이와 같이 상기 임팩터(422)가 일부 블레이드(420)에만 형성되면, 스월유닛(400)을 지나는 배기가스가 나선형으로 유동될 수 있으면서, 인젝터(300)에서 분사된 환원제가 작은 크기의 입자로 분할되고 난류가 발생되는 효과를 모두 얻을 수 있는바, 환원제와 배기가스가 매우 고르게 혼합될 수 있게 된다.When the impactor 422 is formed only on some of the blades 420, the exhaust gas passing through the swirl unit 400 can be spirally moved, and the reducing agent injected from the injector 300 is divided into particles of small size Since the turbulent effect can be obtained, the reducing agent and the exhaust gas can be mixed very uniformly.

한편, 상기 인젝터(300)가 환원제를 두 줄 이상으로 분사하도록 구성되어 상기 임팩터(422)가 둘 이상의 블레이드(420)에 형성되는 경우, 상기 인젝터(300)는 외측관(410)의 중심축을 기준으로 방사형으로 배열되는 지점에 환원제를 분사하고, 상기 임팩터(422)가 형성된 블레이드(420)들은 상기 외측관(410)의 중심축을 기준으로 방사형으로 배열됨이 바람직하다. 이와 같이 방사형으로 배열된 블레이드(420)에 환원제가 분사되도록 구성되면, 각 임팩터(422)에 충돌된 환원제 입자가 상호 간섭되지 아니하는바, 환원제가 고르게 배기가스에 믹싱된다는 효과를 얻을 수 있다.When the injector 300 is configured to inject the reducing agent in two or more lines and the impactor 422 is formed on the two or more blades 420, And the blades 420 formed with the impactor 422 are radially arranged with respect to the center axis of the outer tube 410. [ When the reducing agent is injected into the radially arranged blades 420, the reducing agent particles impinging on the respective impactors 422 do not interfere with each other, so that the effect that the reducing agent is evenly mixed into the exhaust gas can be obtained.

또한, 블레이드(420)의 외측단이 외측관(410)의 내측면에 용접 또는 접착되어 블레이드(420)와 외측관(410)이 결합되면, 상기 블레이드(420)에 배기가스 압력이 오랜 기간동안 인가되었을 때 블레이드(420)와 외측관(410) 사이의 연결부위에 응력이 집중되어 상기 블레이드(420)가 외측관(410)으로부터 분리될 우려가 있다. When the outer edge of the blade 420 is welded or adhered to the inner surface of the outer pipe 410 and the blade 420 and the outer pipe 410 are coupled to each other, The stress is concentrated at the connection portion between the blade 420 and the outer tube 410 when the blade 420 is applied and the blade 420 may be separated from the outer tube 410.

본 발명에 포함되는 스월유닛(400)은 외측관(410)과 블레이드(420) 간의 결합력이 향상될 수 있도록, 상기 외측관(410) 중 상기 인젝터(300)를 향하는 측의 끝단에는 다수 개의 삽입홈(412)이 등간격으로 이격 배열되고, 상기 블레이드(420)는 상기 외측관(410) 내에 배치되었을 때 상기 삽입홈(412)에 끼워맞춤 방식으로 삽입되는 삽입돌기(424)를 구비한다는 점에 구성상의 또 다른 특징이 있다. 이와 같이 블레이드(420)의 삽입돌기(424)가 외측관(410)의 삽입홈(412)에 삽입되도록 결합되면, 상기 삽입돌기(424)가 파단되지 아니하는 한 상기 블레이드(420)는 외측관(410)으로부터 분리되지 아니하므로, 스월유닛(400)의 내구성이 매우 높아진다는 장점이 있다.The swirl unit 400 included in the present invention may have a plurality of inserts 410 at the end of the outer tube 410 facing the injector 300 so that the coupling force between the outer tube 410 and the blade 420 may be improved. The grooves 412 are spaced at equal intervals and the blade 420 has insertion protrusions 424 that are inserted in the insertion groove 412 in a fitting manner when the blades 420 are disposed in the outer tube 410 There are other features in the configuration. When the insertion protrusion 424 of the blade 420 is coupled to be inserted into the insertion groove 412 of the outer tube 410 as long as the insertion protrusion 424 is not broken, Since the swirl unit 400 is not separated from the swirl unit 410, the durability of the swirl unit 400 is very high.

한편, 상기 복수 개의 블레이드(420) 중 외측관(410)의 중심축을 향하는 측이 일체로 고정될 수 있도록, 상기 블레이드(420)의 폭방향 양측 중 인젝터(300)를 향하는 측에는 체결홈(426)이 형성되고, 각각의 블레이드(420)에 형성된 체결홈(426)에 끼워맞춤 방식으로 삽입되는 체결링(430)이 추가로 구비될 수 있다. 이와 같이 복수 개의 블레이드(420)가 하나의 체결링(430)에 의해 연결되면, 상기 체결홈(426)이 파손되거나 체결링(430)이 파단되지 아니하는 한 상기 복수 개의 블레이드(420)는 일체로 연결된 상태를 유지할 수 있어 스월유닛(400)의 내구성이 더욱 높아진다는 효과를 얻을 수 있다.A coupling groove 426 is formed on both sides of the blade 420 facing the injector 300 so that the side of the outer tube 410 facing the central axis of the plurality of blades 420 can be integrally fixed. And a fastening ring 430 inserted into the fastening groove 426 formed in each of the blades 420 in a fitting manner may be additionally provided. As long as the plurality of blades 420 are connected by one fastening ring 430 as long as the fastening groove 426 is not broken or the fastening ring 430 is not broken, So that the durability of the swirl unit 400 can be further increased.

또한, 스월유닛(400)이 전체적으로 균형을 이룰 수 있도록, 다수 개의 블레이드(420)가 결합되는 외측관(410)과 체결링(430)은 동심원을 이루도록 배열됨이 바람직하다. 이때, 비교적 작은 크기에 체결링(430) 내측에 위치하는 각 블레이드(420)의 끝단들이 직접 결합되면 상기 체결링(430) 내부에는 배기가스가 통과할 수 있는 유로가 확보되지 못하므로, 상기 체결링(430)의 내측으로 유입된 배기가스가 원활하게 흐르지 못하는 현상이 발생될 수 있다. 또한, 체결링(430) 내부가 블레이드(420)로 밀집되어 있으면, 체결링(430) 내부를 향해 흐르던 배기가스가 블레이드(420)와 충돌될 때 소음과 진동이 크게 발생된다는 문제도 발생된다.The outer tube 410 and the clamping ring 430, which are coupled with the plurality of blades 420, are preferably arranged concentrically so that the swirl unit 400 can be balanced as a whole. At this time, when the ends of the blades 420 located inside the clamping ring 430 are directly coupled with each other at a relatively small size, a flow passage through which the exhaust gas can pass can not be secured in the clamping ring 430, The exhaust gas flowing into the inside of the ring 430 may not flow smoothly. When the inside of the fastening ring 430 is closely packed with the blades 420, noise and vibration are generated when the exhaust gas flowing toward the inside of the fastening ring 430 collides with the blade 420.

본 발명에 의한 환원제 믹싱장치는 이와 같은 문제점을 해결 할 수 있도록, 상기 복수 개의 블레이드(420)는 본 실시예에 도시된 바와 같이 체결링(430) 내측에 위치한 부위가 상호 이격되도록 배열됨이 바람직하다. 이와 같이 각 블레이드(420)의 내측 끝단이 상호 이격되면, 체결링(430)의 내측에 빈 공간이 확보되므로, 배기가스가 체결링(430) 내부를 통해서도 원활하게 흐를 수 있게 된다.In order to solve such a problem, the reducing agent mixing apparatus according to the present invention is preferably arranged such that the plurality of blades 420 are positioned so as to be spaced apart from each other at a location inside the clamping ring 430 as shown in this embodiment Do. When the inner ends of the blades 420 are spaced apart from each other, an empty space is secured inside the fastening ring 430, so that the exhaust gas can smoothly flow through the inside of the fastening ring 430.

도 5는 스월유닛(400)에 포함되는 블레이드(420)의 측면도이다.5 is a side view of the blade 420 included in the swirl unit 400. FIG.

인젝터(300)에서 분사되는 환원제가 충돌하는 임팩터(422)는 배기가스가 최대한 원활하게 유동할 수 있도록 유선형으로 볼록한 형상으로 형성됨이 바람직하다. 이때, 상기 임팩터(422)가 반구 형상으로 형성되면 인젝터(300)에서 분사된 환원제가 임팩터(422)에 부딪혔을 때 파열되지 아니하고 인젝터(300)의 외측면을 따라 미끄러질 수 있다. 이와 같이 환원제가 인젝터(300)의 외측면을 따라 미끄러지면, 환원제 입자가 작게 분할되는 효과도 미미해지고 난류도 거의 발생하지 아니하는바, 환원제가 배기가스에 고르게 혼합되지 못할 수 있다.It is preferable that the impactor 422 in which the reducing agent injected from the injector 300 collides is formed into a streamlined and convex shape so that the exhaust gas can flow as smoothly as possible. At this time, when the impactor 422 is formed in a hemispherical shape, when the reducing agent injected from the injector 300 bumps against the impactor 422, the impactor 422 may not rupture and may slide along the outer surface of the injector 300. When the reducing agent slips along the outer surface of the injector 300, the effect of reducing the size of the reducing agent particles is small and the turbulence is hardly generated, so that the reducing agent may not be uniformly mixed with the exhaust gas.

따라서 상기 임팩터(422)는 환원제 입자가 충돌하였을 때 표면을 타고 미끄러지지 아니하도록, 상기 인젝터(300)를 향하는 측벽(도 5에서는 좌측벽)이 촉매(200)를 향하는 측벽(도 5에서는 우측벽)보다 경사도가 크게 형성됨이 바람직하다. 이와 같이 임팩터(422)의 외측면 중 인젝터(300)를 향하는 측벽이 급격한 경사를 갖도록 제작되면 환원제 입자가 매우 큰 충격력으로 임팩터(422)에 충돌되는바, 상기 환원제 입자가 작게 분할될 수 있고, 이에 따라 난류가 효과적으로 발생될 수 있다는 장점이 있다. 또한 임팩터(422)의 외측면 중 촉매(200)를 향하는 측벽이 완만하게 형성되면 상기 임팩터(422)를 지나는 배기가스가 원활하게 흐를 수 있게 된다는 효과도 얻을 수 있다.Therefore, the impactor 422 has a side wall (a left side wall in FIG. 5) facing the injector 300 and a side wall (a right side wall in FIG. 5) facing the catalyst 200 so as not to slip on the surface when the reducing agent particles collide. It is preferable that the slope is formed larger than the slope. When the sidewall of the outer surface of the impactor 422 facing the injector 300 is formed to have a sharp slope, the reducing agent particles collide with the impactor 422 with a very large impact force, This has the advantage that turbulence can be generated effectively. Also, when the sidewall of the outer surface of the impactor 422 facing the catalyst 200 is gently formed, the exhaust gas passing through the impactor 422 can flow smoothly.

한편, 상기 임팩터(422)는 블레이드(420)의 표면에 추가적으로 적층되는 구조로 형성될 수도 있으나, 이와 같은 경우 블레이드(420)의 자중이 증가할 뿐만 아니라, 임팩터(422)를 제작하는데 많은 공정이 소요된다는 문제점이 있다. 따라서 상기 임팩터(422)는 블레이드(420)에 추가로 형성되는 것이 아니라, 상기 블레이드(420)의 중단 표면을 가압하는 프레스공정을 통해 제작됨이 바람직하다.The impactor 422 may be formed to be stacked on the surface of the blade 420. In this case, however, not only the weight of the blade 420 is increased but also a lot of steps are required to manufacture the impactor 422 There is a problem that it is required. Accordingly, the impactor 422 is not formed on the blade 420, but is formed through a pressing process for pressing the interrupted surface of the blade 420.

이와 같이 프레스공정으로 통해 임팩터(422)가 제작되면, 블레이드(420)의 중량이 증가하지 아니하며 임팩터(422) 제작이 매우 용이해질 뿐만아니라, 프레스에 의해 가압되어 오목해진 부위에서 배기가스의 난류가 발생되는바, 환원제 믹싱 효과가 더욱 향상된다는 장점이 있다.When the impactor 422 is manufactured through the pressing process as described above, the weight of the blade 420 is not increased, the manufacture of the impactor 422 becomes very easy, and the turbulence of the exhaust gas at the depressed and depressed portion by the press As a result, there is an advantage that the reducing agent mixing effect is further improved.

한편, 이때, 나선형으로 유동하는 배기가스의 회전반경은 블레이드(420)의 벤딩 각도에 따라 결정되는데, 선풍기와 같이 블레이드(420)의 벤딩 각도가 매우 크게 설정되면 배기가스의 회전반경이 점진적으로 커지게 되어 나선형으로 유동하는 배기가스가 배기관(100)의 내벽을 타격하게 되고, 이에 따라 환원제 입자가 배기관(100) 내벽에 포집될 우려가 있다. 따라서 본 발명에 포함되는 스월유닛(400)은 서큘레이터와 같이 배기가스의 회전반경이 일정하게 유지될 수 있도록, 상기 블레이드(420)의 일측 벤딩 각도(θ)가 50°로 설정됨이 바람직하다.At this time, the turning radius of the exhaust gas flowing in a helical shape is determined according to the bending angle of the blade 420. If the bending angle of the blade 420 is set to be very large like an electric fan, the turning radius of the exhaust gas gradually increases The exhaust gas flowing in a helical manner is struck on the inner wall of the exhaust pipe 100, so that the reducing agent particles may be collected on the inner wall of the exhaust pipe 100. Therefore, in the swirl unit 400 included in the present invention, it is preferable that the bending angle? Of one side of the blade 420 is set to 50 degrees so that the rotating radius of the exhaust gas can be kept constant like a circulator .

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.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. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

100 : 배기관 200 : 촉매
300 : 인젝터 400 : 스월유닛
410 : 외측관 412 : 삽입홈
420 : 블레이드 422 : 임팩터
424 : 삽입돌기 426 : 체결홈
430 : 체결링100: exhaust pipe 200: catalyst
300: Injector 400: Swirl unit
410: outer tube 412: insertion groove
420: Blade 422: Impactor
424: insertion protrusion 426: fastening groove
430: fastening ring

Claims (8)

엔진으로부터 배출되는 배기가스가 내부를 지나며, 후단측에 촉매가 장착되는 배기관;
상기 배기관의 내부유로 중 상기 촉매가 장착되는 지점으로부터 선단측으로 일정 거리 이격된 지점으로 환원제를 분사하는 인젝터; 및
상기 배기관의 내벽에 결합되는 원통 형상의 외측관과, 상기 외측관의 내부에 방사형으로 배열되어 상기 외측관 내부를 지나는 배기가스를 나선형으로 유동시키는 복수 개의 블레이드로 구성되는 스월유닛;
을 포함하되,
상기 블레이드 중 환원제 분사경로 상에 위치하는 부위에 볼록한 형상의 임팩터가 형성되어, 상기 인젝터에서 분사된 환원제는 상기 임팩터에 충돌하여 난류를 발생시키고,
상기 외측관 중 상기 인젝터를 향하는 측의 끝단에는 다수 개의 삽입홈이 등간격으로 이격 배열되고,
상기 블레이드는 상기 외측관 내에 배치되었을 때 상기 삽입홈에 끼워맞춤 방식으로 삽입되는 삽입돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 환원제 믹싱장치.An exhaust pipe through which the exhaust gas discharged from the engine passes, and a catalyst is mounted on the rear end side;
An injector for injecting a reducing agent into a portion of the internal flow path of the exhaust pipe that is spaced a predetermined distance from a point where the catalyst is mounted; And
A swirling unit including a cylindrical outer tube coupled to the inner wall of the exhaust pipe and a plurality of blades radially arranged in the outer tube and spirally flowing exhaust gas passing through the outer tube;
≪ / RTI >
Wherein a convex shaped impactor is formed on a portion of the blade located on the reducing agent injection path so that the reducing agent injected from the injector collides with the impactor to generate turbulence,
Wherein a plurality of insertion grooves are arranged at equal intervals in an end of the outer tube facing the injector,
Wherein the blade includes an insertion protrusion that is inserted into the insertion groove in a fitting manner when the blade is disposed in the outer tube. 청구항 1에 있어서,
상기 임팩터는 복수 개의 블레이드 중 일부 블레이드에 형성되는 것을 특징으로 하는 환원제 믹싱장치.The method according to claim 1,
Wherein the impactor is formed on some blades of the plurality of blades. 청구항 2에 있어서,
상기 임팩터는 둘 이상의 블레이드에 형성되고,
상기 임팩터가 형성된 둘 이상의 블레이드는 상기 외측관의 중심축을 기준으로 방사형으로 배열되는 것을 특징으로 하는 환원제 믹싱장치.The method of claim 2,
Wherein the impactor is formed on two or more blades,
Wherein the at least two blades having the impactor are arranged radially with respect to the central axis of the outer tube. 청구항 1에 있어서,
상기 임팩터는 유선형으로 볼록하게 형성되되, 상기 인젝터를 향하는 측벽이 상기 촉매를 향하는 측벽보다 경사도가 큰 것을 특징으로 하는 환원제 믹싱장치.The method according to claim 1,
Wherein the impactor is convexly formed in a streamline shape, and a sidewall facing the injector has a larger inclination than a sidewall facing the catalyst. 청구항 1에 있어서,
상기 임팩터는 상기 블레이드의 중단을 가압하는 프레스공정을 통해 제작되는 것을 특징으로 하는 환원제 믹싱장치.The method according to claim 1,
Wherein the impactor is manufactured through a pressing process that presses down the blade. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 블레이드의 폭방향 양측 중 상기 인젝터를 향하는 측에는 체결홈이 형성되고,
각각의 블레이드에 형성된 체결홈에 끼워맞춤 방식으로 삽입되는 체결링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환원제 믹싱장치.The method according to claim 1,
Wherein coupling grooves are formed on both sides of the blade in the width direction on the side facing the injector,
Further comprising a fastening ring inserted into the fastening groove formed in each of the blades in a fitting manner. 청구항 7에 있어서,
상기 외측관과 상기 체결링은 동심원을 이루도록 배열되고,
상기 복수 개의 블레이드는 상기 체결링 내측에 위치한 부위가 상호 이격되는 것을 특징으로 하는 환원제 믹싱장치.The method of claim 7,
Wherein the outer tube and the fastening ring are arranged concentrically,
Wherein the plurality of blades are spaced apart from each other at portions located inside the fastening ring.
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