KR101864108B1 - 우레아 수용액 히팅장치 - Google Patents

우레아 수용액 히팅장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101864108B1
KR101864108B1 KR1020150023209A KR20150023209A KR101864108B1 KR 101864108 B1 KR101864108 B1 KR 101864108B1 KR 1020150023209 A KR1020150023209 A KR 1020150023209A KR 20150023209 A KR20150023209 A KR 20150023209A KR 101864108 B1 KR101864108 B1 KR 101864108B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling water
aqueous solution
heating unit
heating
urea
Prior art date
Application number
KR1020150023209A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160101278A (ko
Inventor
김식
전충극
김화남
표세준
Original Assignee
지금강(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지금강(주) filed Critical 지금강(주)
Priority to PCT/KR2015/001559 priority Critical patent/WO2016133227A1/ko
Priority to KR1020150023209A priority patent/KR101864108B1/ko
Publication of KR20160101278A publication Critical patent/KR20160101278A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101864108B1 publication Critical patent/KR101864108B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2896—Liquid catalyst carrier
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1406—Storage means for substances, e.g. tanks or reservoirs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

우레아 수용액 히팅장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 우레아 수용액 히팅장치는: 우레아 탱크 설치구에 설치되는 설치부와, 설치부에 연결되고, 우레아 탱크 내부로 연장되는 히팅부 및 히팅부에 구비되어 히팅부에서 발생되는 열을 확산하는 열전달부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

우레아 수용액 히팅장치{HEATING APPARATUS OF UREA WATER SOLUTION}
본 발명은 우레아 수용액 히팅장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히팅부의 열전달효율을 향상시키고, 전기히터방식 및 냉각수 순환방식의 호환이 가능한 우레아 수용액 히팅장치에 관한 것이다.
디젤 엔진이 장착된 차량은 배기 가스에 포함된 NOx를 저감하기 위해 SCR(Selective catalytic reduction) 촉매로 우레아 수용액을 분사한다.
우레아 수용액은 차량에 장착되는 우레아 탱크의 내부에 저장되는데, 외기 온도가 우레아 수용액의 어는점보다 낮아 동결되면 SCR 촉매의 전단으로 분사되지 못하게 된다. 이 경우, 차량은 엔진 출력이 제한되거나 엔진에서 배출되는 NOx를 저감시키지 못하는 문제점이 발생한다.
이에, 우레아 탱크의 내부에 저장된 우레아 수용액의 동결을 방지하기 위해, 우레아 탱크의 재질을 플라스틱으로 형성하거나, 엔진으로부터 배출된 냉각수를 우레아 탱크에 순환시키는 방법이 제시되었다.
그러나, 우레아 탱크의 재질을 플라스틱으로 형성하는 방법은 우레아 탱크가 저온에 장시간 노출될 경우에는 결국 우레아 수용액이 동결되는 문제점이 있었다.
게다가, 엔진으로부터 배출된 냉각수를 우레아 탱크에 순환시키는 방법은 엔진에 의해 충분히 가열된 냉각수를 우레아 탱크로 순환시켜야 하므로, 엔진 시동 초기에서는 냉각수로 우레아 수용액을 용융시킬 수가 없었고, 냉각수를 순환시키기 위한 급배수관이 별도로 구비되어야 하며, 그 결과 냉각수를 순환시키기 위한 설치 구조가 복잡해지고 설치 비용이 증가하는 등의 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 특허등록공보 제0839949호(2008. 06. 20. 발명의 명칭: 도우징 시스템)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 우레아 탱크 내부에 구비되는 히팅부의 열전달효율을 향상시키고, 히팅부가 냉각수순환방식 또는 전기히터방식에 의해 우레아 수용액을 용융시킬 수 있어 호환성이 향상된 우레아 수용액 히팅장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 우레아 수용액 히팅장치는: 우레아 탱크 설치구에 설치되는 설치부와, 상기 설치부에 연결되고, 상기 우레아 탱크 내부로 연장되는 히팅부 및 상기 히팅부에 구비되어 상기 히팅부에서 발생되는 열을 확산하는 열전달부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 히팅부는 상기 설치부로부터 상기 우레아 탱크 내부로 연장되는 수직부 및 상기 수직부에서 일측으로 굴절되는 연장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전달부재는 상기 히팅부에 접하여 우레아 수용액에 상기 히팅부의 열을 전달하는 금속성의 열확산판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열확산판에는 복수개의 순환대류홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열확산판에는 상기 히팅부에 고정되도록 곡률지게 형성되어 자체탄성을 갖는 탄성편부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열전달부재는 상기 히팅부의 유동을 방지하는 완충부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 설치부에는 상기 히팅부에 냉각수 또는 전원을 공급하는 전환부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전환부는 상기 설치부에 구비되어 상기 히팅부와 연결되고, 냉각수가 상기 히팅부로 순환되도록 냉각수순환호스와 연결되는 냉각수 순환포트 및 상기 냉각수 순환포트에 구비되어 상기 냉각수 순환포트에 전원을 공급하는 전원공급포트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉각수 순환포트를 통해 냉각수가 공급될 때, 상기 전원공급포트를 봉인하는 마개를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 우레아 수용액 히팅장치는 설치부에 구비된 전환부에 의해 우레아 탱크 내부로 연장되는 히팅부에 냉각수를 순환시키거나, 히팅부에 외부전기를 공급하여 우레아 수용액을 용융시킬 수 있어 호환성이 향상된다.
또한, 본 발명은 히팅부가 열전도성 플라스틱으로 이루어져 부식을 방지하수 있으며, 제조가 용이하다.
또한, 본 발명은 히팅부에 열전달부재가 구비되어 열전달효율을 향상시키고, 연전달부재는 완충부에 의해 진동을 완충할 수 있다.
또한, 본 발명은 열확산판이 탄성편에 의해 히팅부에 고정됨으로써, 조립성이 향상되고, 별도의 체결부재를 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 내부를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 설치부를 보인 요부 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 냉각수 순환방식과 전기히터방식을 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 열전달부재를 보인 사시도이다.
도 7은 도 6의 B-B단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 열전달부재의 작용을 보인 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 내부를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 설치부를 보인 요부 확대도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 냉각수 순환방식과 전기히터방식을 보인 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 열전달부재를 보인 사시도이며, 도 7은 도 6의 B-B단면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 열전달부재의 작용을 보인 도면이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치(100)는 설치부(120), 히팅부(140) 및 열전달부재(150)를 포함한다.
도 1에서 도시된 바와 같이 우레아 탱크(110)는 내부에 우레아 수용액을 저장하며, 우레아 수용액의 열이 외부로 방출되는 것을 방지하기 위해 열전도율이 낮은 합성수지 등으로 제작될 수 있다. 이와 같이 우레아 탱크(110)가 플라스틱 재질로 제작됨으로써, 우레아 수용액이 어느점 이하의 저온에서 동결되는 것을 억제할 수 있다. 더욱이 우레아 탱크(110)에는 단열 효과가 더욱 향상되도록 단열재가 추가적으로 더 설치될 수 있다. 이러한 단열재로는 폴리우레탄, 폴리스틸렌, 중공 형태의 실리카겔 중 어느 하나가 채용될 수 있을 뿐만 아니라, 이들 중 어느 하나 이상이 조합될 수도 있다.
이러한 우레아 탱크(110)의 상단에는 설치부(120)가 장착되는 설치구(112)가 형성된다. 설치부(120)는 우레아 탱크(110)에 형성된 설치구(112)에 기립된 상태로 기구적으로 체결된다.
설치부(120)에는 우레아 수용액이 공급되는 우레아 수용액 공급포트(122)가 구비되고, 우레아 수용액이 리턴되는 우레아 수용액 리턴포트(124)가 구비된다. 그리고, 설치부(120)의 하부에는 우레아 탱크(110) 내부로 연장되고, 우레아 수용액 공급포트(122)와 연결되어 SCR촉매로 우레아 수용액을 공급하는 흡입파이프(123)가 설치되며, 우레아 수용액 리턴포트(124)와 연결되어 SCR촉매로부터 리턴되는 우레아 수용액을 우레아 탱크(110)로 리턴시키는 리턴파이프(125)가 설치된다.
또한, 설치구(112)의 중앙에는 우레아 탱크(110) 내부로 연장되는 가이드(130)가 형성되고, 우레아 수용액의 수위 변경에 의해 가이드(130)를 따라 승강하는 플로터(132)가 구비된다. 따라서, 플로터(132)에 의해 우레아 수용액의 수위를 측정할 수 있다.
히팅부(140)는 설치부(120)에 연결되고, 우레아 탱크(110) 내부로 연장되며, 중공형성된다. 히팅부(140)는 설치부(120)로부터 우레아 탱크(110) 내부로 연장되는 수직부(142) 및 수직부(142)에서 일측으로 굴절되는 연장부(144)를 포함한다.
히팅부(140)는 열전도성 플라스틱 재질로 이루어진다. 열전도성 플라스틱은 열전도성이 우수한 플라스틱을 말하며, 기존 플라스틱에 비해 5 ~ 10배까지 열전달속도가 증가되어 금속과 거의 유사한 열전도성을 지닌다.
따라서, 열전도성 플라스틱 재질로 이루어지는 히팅부(140)로 후술되는 전환부(170)를 통해 냉각수가 공급되거나, 전원이 인가되면, 우레아 수용액에 열을 전달할 수 있다.
열전달부재(150)는 히팅부(140)에 구비되어 히팅부(140)에서 발생되는 열을 확산하는 것으로서, 히팅부(140)에 접하여 우레아 수용액에 히팅부(140)의 열을 전달하는 열확산판(152)을 포함한다. 열확산판(152)은 열전도성이 우수한 금속재질로 이루어질 수도 있고, 히팅부(140)와 동일한 열전도성 플라스틱 재질로 이루어질 수도 있다.
열확산판(152)은 히팅부(140)의 연장부(144)에 구비되어 히팅부(140)의 열을 확산하며, 열확산판(152)에는 복수개의 순환대류홀(154)이 형성된다. 이는 열확산판(152)의 상부와 하부를 연통시킴으로써, 우레아 수용액의 원활한 대류가 가능하게 한다.
열확산판(152)에는 히팅부(140)에 고정되도록 곡률지게 형성되어 자체탄성을 갖는 탄성편부(156)가 구비된다. 탄성편부(156)는 열확산판(152)의 가장자리에 'C'자 단면형상으로 형성되어 연장부(144)의 둘레 일부를 감싸며 탄성력에 의해 고정된다. 이로 인해 별도의 체결부재 없이 열확산판(152)을 히팅부(140)에 고정할 수 있다. 그리고, 열확산판(152)에는 가이드(130)와 플로터(132)가 안착되는 안착홈부(158)가 형성되고, 안착홈부(158)에는 복수개의 관통홀(159)이 형성된다.
그리고, 열전달부재(150)는 히팅부(140)의 유동을 방지하는 완충부(160)가 더 구비된다. 완충부(160)는 고무재질로 이루어지고, 열확산판(152)에 결합되고, 우레아 탱크(110) 내부 저면에 접촉된다. 완충부(160)의 둘레면에는 열확산판(152)에 체결되는 체결홈(162)이 형성되고, 중공 형성되며, 하단면은 요철 형상으로 형성된다. 이는 우레아 수용액의 대류가 완충부(160)에 의해 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 설치부(120)에는 히팅부(140)에 냉각수 또는 전원을 공급하는 전환부(170)가 구비된다. 히팅부(140)는 전환부(170)를 통해 냉각수의 순환될 경우, 냉각수의 순환에 의해 우레아 수용액을 용융할 수도 있고, 전환부(170)를 통해 전원이 인가될 경우, 전기히터방식에 의해 우레아 수용액을 용융할 수도 있다.
이러한 전환부(170)는 도 4에서 도시된 바와 같이 설치부(120)에 구비되어 히팅부(140)와 연결되고, 냉각수가 히팅부(140)로 순환되도록 냉각수순환호스와 연결되는 냉각수 순환포트(172) 및 냉각수 순환포트(172) 및 냉각수 순환포트(172)에 구비되어 냉각수 순환포트(172)에 전원을 공급하는 전원공급포트(174)를 포함한다.
전원공급포트(174)는 설치부(120)에 형성되는 공간부(121)에 구비되고, 공간부(121)는 덮개에 의해 커버될 수 있다. 이때, 도 5에서 도시된 바와 같이 전원공급포트(174)를 이용한 전기히터방식으로 사용될 경우에는 공간부(121)에 히팅부(140)의 온도를 제어하는 회로기판이 마련되고, 회로기판은 외부로부터 공급되는 전원을 제어하여 전원공급포트(174)에 공급한다. 냉각수 순환포트(172)는 우레아 수용액 공급포트(122)와 우레아 수용액 리턴포트(124)와 같이 공간부(121)의 외측으로 돌출되어 구비된다.
그리고, 전원공급포트(174)에는 냉각수 순환포트(172)를 통해 냉각수가 공급될 때, 마개(175)에 의해 봉인된다. 이때, 마개(175)에는 오링이 구비되어 내압과 기밀성을 확보할 수 있어 냉각수 순환포트(172)를 통해 냉각수가 순환될 수 있다.
또한, 냉각수 순환포트(172)를 이용한 냉각수 순환방식일 경우, 히팅부(140)는 냉각수가 순환할 수 있는 히팅관으로 이루어지고, 전원공급포트(174)를 이용한 전기히터 방식일 경우에는 전원이 공급되는 히팅봉으로 이루어진다.(도 5참조)
이하, 상기한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치(100)의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치(100)의 조립을 살펴보면, 우레아 탱크(110)는 열이 외부로 방출되는 것을 방지하기 위해 열전도율이 낮은 합성수지로 제작되고, 단열재가 추가되어 우레아 수용액이 어는점 이하의 저온에서 동결되는 것을 억제할 수 있다.
그리고, 우레아 탱크(110)의 설치구(112)에는 설치부(120)가 결합된다. 설치부(120)는 설치구(112)에 기밀된 상태로 기구적으로 체결되며, 설치부(120)에는 우레아 탱크(110)의 내측으로 굴절 형성되는 우레아 수용액 공급포트(122)와 우레아 수용액 리턴포트(124) 및 전환부(170)가 구비된다.
우레아 수용액 공급포트(122)는 우레아 탱크(110) 내부로 연장되는 흡입파이프(123)와 연결되고, 우레아 수용액 리턴포트(124)는 리턴파이프(125)와 연결된다.
그리고, 설치부(120)에는 우레아 탱크(110) 내부로 연장되는 가이드(130)가 형성되고, 가이드(130)에는 우레아 수용액의 수위에 의해 가이드(130)를 따라 승강하는 플로터(132)가 구비되어 플로터(132)에 의해 우레아 수용액의 수위를 측정할 수 있다.
전환부(170)는 냉각수 순환포트(172)와 전원공급포트(174)로 이루어지며, 우레아 탱크(110)의 내부에 구비되는 히팅부(140)와 연결된다. 히팅부(140)는 도 2에서 도시된 바와 같이 수직부(142)와 연장부(144)로 이루어져 우레아 탱크(110)의 내부로 연장된다.
연장부(144)에는 열확산판(152)이 결합된다. 열확산판(152)의 결합은 열확산판(152)의 가장자리에 곡률지게 형성되는 탄성편부(156)에 형성되고, 열확산판(152)은 연장부(144)측으로 가압하게 되면, 탄성편부(156)의 자체탄성에 의해 탄성편부(156)가 연장부(144)의 둘레를 감싸면서 고정된다.
그리고, 열확산판(152)에는 완충부(160)가 결합된다. 완충부(160)의 저면은 우레아 탱크(110)의 바닥면에 접하여 히팅부(140)의 유동을 방지한다. 즉, 히팅부(140)는 상단이 설치부(120)에 고정되고, 하단은 완충부(160)에 의해 지지되어 외부충격 발생시 유동을 방지하고, 완충부(160)에 의해 충격을 감쇄할 수 있다.
이후, 히팅부(140)에 열원이 공급되면, 히팅부(140) 및 히팅부(140)에 구비되는 열확산판(152)에 의해 열전달되고, 우레아 수용액과 열교환되어 우레아 수용액을 용융시킬 수 있다. 이때, 열확산판(152)에는 순환대류홀(154)이 형성되어 도 7과 도 8에서 도시된 바와 같이 원활한 우레아 수용액의 원활한 순환대류를 형성할 수 있어 열효율을 향상시킨다. 더욱이 완충부(160)도 중공형성되고, 바닥면과 접하는 하단부가 요철형상으로 형성되어 완충부(160)를 통해서도 순환대류가 가능하다.
한편, 전환부(170)는 냉각수 순환포트(172)와 전원공급포트(174)로 이루어지며, 열원으로서 냉각수 또는 전기를 히팅부(140)에 공급할 수 있다. 즉, 히팅부(140)와 연결되는 전환부(170)는 냉각수 순환포트(172)에 의해 냉각수순환호스와 연결되어 히팅부(140)에 냉각수를 순환시켜 우레아 수용액을 용융할 수도 있고, 전원공급포트(174)에 외부전원이 연결되어 전원이 인가됨으로써, 전기히터방식에 의해 우레아 수용액을 용융할 수도 있다.
이를 보다 자세히 설명하면, 도 5에서 도시된 바와 같이 냉각수순환방식에 의해 우레아 수용액에 열을 전달할 경우, 냉각수 순환포트(172)는 엔진과 냉각수순환호스와 연결된 상태이고, 전원공급포트(174)는 마개(175)에 의해 봉인된 상태이다. 마개(175)에는 오링이 구비되어 냉각수 순환포트(172)는 내압과 기밀성을 확보할 수 있다. 이때, 히팅부(140)는 히팅관으로 이루어져 냉각수가 유동될 수 있다.
상기한 상태에서 우레아 수용액이 동력된 상태이면, 엔진으로부터 전달되는 냉각수 냉각수순환호스를 통해 냉각수 순환포트(172)로 공급되어 히팅부(140)를 통해 순환된다. 히팅부(140)를 순환하는 냉각수는 우레아 수용액과 열교환되어 동결된 우레아 수용액을 용융시킨다. 히팅부(140)에 의해 용융된 우레아 수용액은 흡입파이프(123)를 통해 흡입되어 우레아 수용액 공급포트(122)를 따라 SCR촉매로 전달되고, SCR촉매로부터 리턴되는 우레아 수용액은 우레아 수용액 리턴포트(124)와 리턴파이프(125)를 통해 리턴된다.
그리고, 전기히터방식에 의해 우레아 수용액에 열을 전달할 경우에는 마개(175)에 의해 봉인된 전원공급포트(174)를 개방하고, 전원공급포트(174)를 발전기와 전기적으로 연결시킨다. 이때, 전원공급포트(174)에서 분리된 마개(175)는 냉각수 순환포트(172)에 나사 결합되어 고정된다. 이는 냉각수 순환방식이 아니므로 냉각수 순환포트(172)를 차단하는 것으로서, 냉각수 순환포트(172) 내로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 마개(175)의 분실을 방지할 수 있다.
설치부(120)의 공간부(121)에는 회로기판이 구비되어 외부에서 인가되는 전원이 회로기판을 통해 전원공급포트(174)로 전달되고, 제어된다. 또한, 히팅부(140)는 히팅봉으로 이루어질 수 있다.
따라서, 열전도성 플라스틱으로 구성되는 히팅부(140)에 전기가 공급됨으로써, 히팅부(140)는 발열되어 동결된 우레아 수용액을 용융시킬 수 있다.
이처럼 우레아 탱크(110)의 내부로 연장되는 히팅부(140)에 냉각수 또는 전원을 공급할 수 있어 2가지 타입을 적용할 수 있어 호환성을 향상시키는 효과를 지닌다.
또한, 전원공급포트(174)에 결합되는 마개(175)의 결합여부에 따라 우레아 수용액을 융융하는 방식을 전환할 수 있어 사용상의 편의를 제공할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치에 의하면, 설치부에 구비된 전환부에 의해 우레아 탱크 내부로 연장되는 히팅부에 냉각수를 순환시키거나, 히팅부에 외부전기를 공급하여 우레아 수용액을 용융시킬 수 있어 호환성이 향상시킬 수 있고, 히팅부에 구비되는 열확산판에 의해 열교환효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 우레아 수용액 히팅장치 110 : 우레아 탱크
112 : 설치구 120 : 설치부
121 : 공간부 122 : 우레아 수용액 공급포트
123 : 흡입파이프 124 : 우레아 수용액 리턴포트
125 : 리턴파이프 130 : 가이드
132 : 플로터 140 : 히팅부
142 : 수직부 144 : 연장부
150 : 열전달부재 152 : 열확산판
154 : 순환대류홀 156 : 탄성편부
158 : 안착홈부 159 : 관통홀
160 : 완충부 162 : 체결홈
170 : 전환부 172 : 냉각수 순환포트
174 : 전원공급포트 175 : 마개

Claims (9)

  1. 우레아 탱크 설치구에 설치되는 설치부;
    상기 설치부에 연결되고, 상기 우레아 탱크 내부로 연장되는 히팅부; 및
    상기 히팅부에 구비되어 상기 히팅부에서 발생되는 열을 확산하는 열전달부재를 포함하고,
    상기 설치부에는 상기 히팅부에 냉각수 또는 전원을 공급하는 전환부가 구비되며,
    상기 전환부는 상기 설치부에 구비되어 상기 히팅부와 연결되고, 냉각수가 상기 히팅부로 순환되도록 냉각수순환호스와 연결되는 냉각수 순환포트 및 상기 냉각수 순환포트에 구비되어 상기 냉각수 순환포트에 전원을 공급하는 전원공급포트를 포함하고,
    상기 전원공급포트는 상기 냉각수 순환포트를 통해 냉각수가 공급될 때, 마개에 의해 봉인되는 것을 특징으로 하는 우레아 수용액 히팅장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 히팅부는 상기 설치부로부터 상기 우레아 탱크 내부로 연장되는 수직부; 및
    상기 수직부에서 일측으로 굴절되는 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레아 수용액 히팅장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 열전달부재는 상기 히팅부에 접하여 우레아 수용액에 상기 히팅부의 열을 전달하는 금속성의 열확산판을 포함하는 것을 특징으로 하는 우레아 수용액 히팅장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 열확산판에는 복수개의 순환대류홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 우레아 수용액 히팅장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 열확산판에는 상기 히팅부에 고정되도록 곡률지게 형성되어 자체탄성을 갖는 탄성편부가 구비되는 것을 특징으로 하는 우레아 수용액 히팅장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 열전달부재는 상기 히팅부의 유동을 방지하는 완충부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 우레아 수용액 히팅장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
KR1020150023209A 2015-02-16 2015-02-16 우레아 수용액 히팅장치 KR101864108B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2015/001559 WO2016133227A1 (ko) 2015-02-16 2015-02-16 우레아 수용액 히팅장치
KR1020150023209A KR101864108B1 (ko) 2015-02-16 2015-02-16 우레아 수용액 히팅장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150023209A KR101864108B1 (ko) 2015-02-16 2015-02-16 우레아 수용액 히팅장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160101278A KR20160101278A (ko) 2016-08-25
KR101864108B1 true KR101864108B1 (ko) 2018-06-05

Family

ID=56692666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150023209A KR101864108B1 (ko) 2015-02-16 2015-02-16 우레아 수용액 히팅장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101864108B1 (ko)
WO (1) WO2016133227A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102335379B1 (ko) * 2017-07-10 2021-12-06 현대자동차주식회사 히터 확장형 우레아 탱크 모듈 및 우레아 도징 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008267682A (ja) * 2007-04-19 2008-11-06 Denso Corp 流体加熱装置ならびにそれを備えた排気後処理装置
KR101437118B1 (ko) * 2012-10-19 2014-09-02 주식회사 테스크 센서지지구가 구비된 디젤차량용 요소수탱크

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8459013B2 (en) * 2008-12-30 2013-06-11 Daimler Trucks North America Llc Urea tank with closure member for vehicle exhaust system
KR20100096358A (ko) * 2009-02-24 2010-09-02 주식회사 엑사이엔씨 히터 어셈블리
KR101278574B1 (ko) * 2011-07-29 2013-06-26 자동차부품연구원 엔진 배기 정화장치 및 이를 사용한 운송수단
KR101487332B1 (ko) * 2013-03-25 2015-01-28 지금강 주식회사 동결방지 기능이 있는 우레아 탱크
KR101459463B1 (ko) * 2013-04-29 2014-11-10 현대자동차 주식회사 요소수를 저장하는 탱크유닛

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008267682A (ja) * 2007-04-19 2008-11-06 Denso Corp 流体加熱装置ならびにそれを備えた排気後処理装置
KR101437118B1 (ko) * 2012-10-19 2014-09-02 주식회사 테스크 센서지지구가 구비된 디젤차량용 요소수탱크

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016133227A1 (ko) 2016-08-25
KR20160101278A (ko) 2016-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104373177B (zh) 尿素溶液泵送模块
US10071713B2 (en) Plastic heat-conducting component for a system for supplying and/or distributing a window-washing liquid for a motor vehicle
US10773568B2 (en) Fluid-heating device
KR101864108B1 (ko) 우레아 수용액 히팅장치
JP2015532387A (ja) 液体添加剤を供給する装置
KR20140060802A (ko) 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치
CN209488023U (zh) 一种具有散热功能的稳压电源柜
KR101567933B1 (ko) 우레아 수용액 히팅장치
KR101561623B1 (ko) 전기히터 및 냉각수 호환이 가능한 센더모듈
JP2014114702A (ja) 車両用リザーブタンク装置
CN110014946B (zh) 充电装置、车辆和充电系统
KR101864109B1 (ko) 우레아 수용액 간접히팅장치
KR101553593B1 (ko) 우레아 수용액 발열히터
KR102053024B1 (ko) 냉각수 가열식 히터
US20180264936A1 (en) Liquid tank with a radiator
CN110014945B (zh) 车辆的充电装置以及车辆
CN105509305A (zh) 一种汽车空调加热用的ptc水加热器
CN111075542A (zh) 带有用于引导加热流体的集成的流体通道的还原剂箱
CN210564744U (zh) 一种内部液冷的汽车电子水泵
JP5470803B2 (ja) 局部洗浄用の温水タンク装置
CN209136416U (zh) 一种智能马桶的即热模块
KR20150106050A (ko) 열전 소자를 이용한 냉수/온수 제조기
JP2013010370A (ja) ウィンドウウォッシャー液加熱装置
CN214206241U (zh) 电子设备散热器及手机散热壳
KR20190110696A (ko) 컨버터 냉각장치 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 컨버터 냉각장치를 구비한 자동차

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant