KR101979123B1 - Filter and Heating Apparatus of Urea Dosing System - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디젤연료를 사용하는 자동차의 배기가스 저감을 위한 우레아 도징 시스템의 우레아 공급에 관한 기술이다.The present invention relates to a urea supply of the urea dosing system for reducing the exhaust gas of a vehicle using diesel fuel.
본 발명의 출원 이전에 공개된 선행기술로는 초음파를 이용한 수위 및 농도 측정 장치에 관한 발명이 제시되어 있다. 초음파를 이용하여 우레아 탱크 안에서의 우레아(Urea)의 수위와 농도 및 온도를 측정하는 장치에 관한 것이다. 특히 농도를 초음파를 이용하여 측정하는데 특징이 있는 발명이다.Prior art disclosed before the application of the present invention has been proposed an invention relating to a water level and concentration measuring apparatus using ultrasonic waves. The present invention relates to an apparatus for measuring the water level, concentration, and temperature of urea in a urea tank using ultrasonic waves. In particular, the invention is characterized by measuring the concentration using ultrasonic waves.
또, 다른 선행기술로는 우레아 수용액 히팅 장치에 관한 기술이 개시되어 있다. 개시된 우레아 수용액 히팅장치는: 우레아 수용액이 수용되는 우레아 탱크와, 우레아 탱크의 설치구에 설치되는 설치부와, 설치부에 연결되고, 우레아 탱크 내부로 연장되는히팅튜브 및 설치부에 연결되어 히팅튜브에 열전달유체를 공급하는 간이히팅부 및 우레아 수용액의 온도에 따라 간이 히팅부를 제어하는 제어부를 포함하는 것으로 우레아 수용액을 히팅하는 기술이다. In addition, another prior art discloses a technique related to an aqueous solution of urea solution. The disclosed urea solution heating apparatus includes: a urea tank in which an aqueous solution of urea is accommodated, an installation portion installed in an installation hole of the urea tank, a heating tube connected to the installation portion, and a heating tube extending into the urea tank, and a heating tube connected to the installation portion. It comprises a simple heating unit for supplying a heat transfer fluid and a control unit for controlling the simple heating unit according to the temperature of the urea aqueous solution to heat the urea aqueous solution.
본 발명은 우레아를 사용하는 도징(Dosing) 시스템의 공통적인 해결과제인, 우레아 수용액의 필터링과 히팅에 방법이다. 작은 공간에서 우레아 수용액 속의 이물질을 필터링하고, 동결된 우레아는 녹이는 히팅은 구조가 복잡해지는 문제가 있다. 본 발명은 필터링과 히팅을 겸할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.The present invention is a method for the filtering and heating of an aqueous urea solution which is a common challenge for dosing systems using urea. Filtering foreign matter in the urea solution in a small space, the melting of the frozen urea has a problem that the structure becomes complicated. The present invention seeks to provide a method that can combine filtering and heating.
또 다른 해결 과제로는 우레아 탱크 속에서 우레아 수용액의 수위를 측정하는 방법이다. 본 발명은 기존에 초음파 등을 사용한 방법의 복잡성과 내구성의 문제를 해결하고자 한다.Another challenge is to measure the level of aqueous urea solution in a urea tank. The present invention seeks to solve the problems of complexity and durability of conventional methods using ultrasonic waves.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 탱크 상부에 설치되어 하부로부터 우레아를 흡입하는 시스템에서, 흡입부는 우레아 흡입 파이프와 우레아 흡입파이프를 둘러싸는 원기둥 형태의 히터 섬유로 구성되고, 상기 히터 섬유가 필터의 기능을 겸하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 흡입장치를 제공하다.The present invention is to solve the above problems, in the present invention is installed in the upper tank tank intake urea from the bottom, the suction portion is composed of a cylindrical heater fiber surrounding the urea suction pipe and the urea suction pipe, It provides a urea suction device of the SCR system, characterized in that the heater fiber also functions as a filter.
또한, 상기 히터 섬유는 탄소 섬유로 만들어지고 외부에서 전기를 공급받기 위한 전선을 구비하는 것을 특징으로 한다. In addition, the heater fiber is characterized in that it is made of carbon fiber and has a wire for receiving electricity from the outside.
또한, 상기 히터 섬유에 전류를 공급하는 전원 공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, it characterized in that it further comprises a power supply for supplying a current to the heater fiber.
또한, 상기 히터 섬유의 전류를 공급하는 전원 공급장치를 제어하는 제어부를 더 포함한다. The apparatus may further include a control unit for controlling a power supply unit for supplying current of the heater fiber.
또한, 상기 히터 섬유의 안쪽에 우레아를 흡입하기 위한 우레아흡입구를 더 구비한다, In addition, the inside of the heater fiber is further provided with a urea suction port for sucking the urea,
또한, 상기 흡입관에는 수직방향으로 일정간격으로 온도센서가 더 구비될 수 있다. In addition, the suction pipe may be further provided with a temperature sensor at a predetermined interval in the vertical direction.
또한, 상기 히터 섬유는 상기 우레아 흡입 파이프 주위에 원주둘레로 전기적으로 구분되어 형성되며 전극이 각기 구비되어 상기 전원 공급장치에 의하여 각각 히팅을 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다. In addition, the heater fiber is formed to be electrically divided around the circumference around the urea suction pipe, characterized in that the electrode is provided with each can control the heating by the power supply.
또한, 상기 온도 센서의 온도가 설정온도 이상으로 측정되면, 상기 우레아 탱크의 우레아 양이 상기 설정온도 이상으로 측정되는 온도 센서의 아래쪽에 있는 것으로 판단하여, 상기 설정온도 이상으로 측정되는 온도 센서와 동일한 위치에 있는 히터 섬유의 가열을 상기 제어기에서 멈추도록 제어할 수 있다. In addition, when the temperature of the temperature sensor is measured above the set temperature, it is determined that the amount of urea in the urea tank is below the temperature sensor measured above the set temperature, the same as the temperature sensor measured above the set temperature The heating of the heater fiber in position can be controlled to stop at the controller.
또한, 정확한 우레아의 양을 측정하기 위하여, 상기 히트 섬유 외부로 전극이 형성되어 전극에 흐르는 전류를 측정하여 상기 우레아의 수위를 측정하는 전극형 수위센서를 더 구비할 수 있다. In addition, in order to measure the exact amount of urea, an electrode is formed outside the heat fiber to measure the current flowing through the electrode may further include an electrode-type level sensor for measuring the level of the urea.
또한, 상기 히트 섬유의 우레아 흡입부 끝단에는 우레아 품질 센서가 구비되어 우레아의 품질을 측정하여 상기 제어기에서 차량에 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 흡입장치. In addition, the urea suction device of the heat fiber is provided with a urea quality sensor at the end of the urea suction device of the SCR system, characterized in that to provide information to the vehicle by measuring the quality of the urea.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명은 내구성이 있고 신뢰성이 있는 우레아 수위 측정 시스템을 제공하고, 히터기능이 있는 섬유를 사용함으로써 필터기능과 히팅기능을 함께할 수 있도록 함으로써 구조가 간단한 우레아 도징시스템을 구성할 수 있는 효과가 있다. By the above configuration, the present invention provides a durable and reliable urea water level measurement system, and by using a fiber with a heater function to form a urea dosing system with a simple structure by enabling the filter function and the heating function. It can work.
도 1은 본 발명의 전체 시스템 구성도
도 2은 본 발명의 우레아 흡입부 단면도
도 3은 본 발명의 우레아 흡입부 횡단면도
도 4는 본 발명의 온도센서를 구비한 우레아 흡입부
도 5는 본 발명의 전극 수위 센서를 구비한 우레아 흡입부
도 6는 본 발명의 히터섬유필터를 우레아흡입파이프에 전기적으로 분리되도록 설치한 구성이다.1 is an overall system configuration of the present invention
Figure 2 is a cross-sectional view of the urea suction unit of the present invention
Figure 3 is a cross-sectional view of the urea suction unit of the present invention
4 is a urea suction unit having a temperature sensor of the present invention
5 is a urea suction unit having an electrode level sensor of the present invention
6 is a configuration in which the heater fiber filter of the present invention is electrically separated from the urea suction pipe.
본 발명의 상세한 설명을 위하여 도면을 인용하며, 상세히 설명하고자 한다.Reference is made to the drawings for a detailed description of the invention and will be described in detail.
본 발명은 우레아의 동결을 방지하기 위한 우레아 히터와 우레아 도징시스템의 안전한 동작을 위한 우레아 필터의 구성을 하나로 합친 탄소섬유로 구성된 우레아 히팅 필터이다.The present invention is a urea heating filter composed of carbon fiber incorporating the configuration of the urea heater for preventing the freezing of urea and the urea filter for the safe operation of the urea dosing system.
본 발명은 우레아를 가열하기 위한 히터와 덩어리진 우레아와 이물질의 흡입을 방지하기 위한 우레아 필터를 하나의 구성으로 제공함으로써 간단한 구조의 우레하 흡인부를 구성하는 것이다. The present invention provides a urea suction unit having a simple structure by providing a heater for heating urea, a lumped urea, and a urea filter for preventing inhalation of foreign substances in one configuration.
이를 위하여 도 2에 제시된 바와 같이 우레아 흡입 파이프(14)와 그 주위를 감싸는 히터섬유필터(12)가 구비되면 상기 히터섬유필터(12)는 탄소섬유로 구성되어 전극을 통하여 전기를 공급함으로써 히터로써 사용 가능하며, 탄소섬유로 필터를 겸할 수 있게 촘촘히 구성함으로써 필터의 기능도 함께 구비한다. 이를 위하여서는 금속성의 섬유로도 히터로 사용이 가능하며, 금속을 필터기능이 있도록 매우 가늘게 구성하여 금속성의 필터와 히터로 사용하는 것도 가능하다. To this end, as shown in FIG. 2, when the
또한, 상기 히터섬유필터의 또 다른 기능은 최초 내연기관 시동시에 우레아의 빠른 공급을 위하여, 상기 탄소섬유로 구성된 히터섬유필터의 섬유 사이의 공간에 우레아를 흡수하여 보관하고 있음으로써, 초기 디젤엔진의 구동 시에 섬유히터에 전원이 공급됨으로써 상기 섬유사이에 흡수된 우레아가 빠르게 녹아내려 상기 도징 시스템에 공급되는 특징이 있다. In addition, another function of the heater fiber filter is that the initial diesel engine by absorbing and storing the urea in the space between the fibers of the heater fiber filter composed of the carbon fiber for rapid supply of urea at the start of the first internal combustion engine When the power is supplied to the fiber heater during the driving of the urea absorbed between the fibers is characterized in that the melt is quickly supplied to the dosing system.
이를 위하여 우레아 흡입부에 구비되는 상기 히터섬유필터는 다른 부분 보다 우래아를 흡수하여 보관하는 공간을 더 많이 만들기 위하여 필요한 용량만큼 두껍고 넓게 구성할 수 있다. To this end, the heater fiber filter provided in the urea suction unit may be configured to be thick and wide as necessary to make more space for absorbing and storing urea than other parts.
또한, 시동시 우레아의 원활한 공급을 위하여 상기 히터섬유필터와 상기 우레아흡입파이프 사이에 상기 우레아흡입파이프 주위를 나선형으로 돌아 내려가는 홈을 구비하고 상기 홈은 상기 우레아 흡입구로 연결되도록 구성하였다. 이러한 구성에 의하여 시동 시에 나오는 배기가스를 저감하기 위하여 상기 히터섬유필터에 전기를 공급함으로써 상기 히터섬유필터의 발열로 상기 히터섬유필터와 상기 우레아 흡입파이프 사이에 형성된 상기 나선형 홈을 통하여 우레아 흡입파이프로 공급될 수 있도록 한다. In addition, in order to smoothly supply the urea at startup, the heater fiber filter and the urea suction pipe is provided with a groove that spirally goes around the urea suction pipe and the groove is configured to be connected to the urea suction port. The urea suction pipe is provided through the spiral groove formed between the heater fiber filter and the urea suction pipe by heating the heater fiber filter by supplying electricity to the heater fiber filter to reduce the exhaust gas generated at the start. To be supplied.
또 다른 구성으로는 상기 히터섬유필터에 전기를 공급하기 위한 전선과 전원 공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 전원공급장치를 제어하기 위한 제어부를 더 구비한다. Another configuration is characterized in that it further comprises a wire and a power supply for supplying electricity to the heater fiber filter. A control unit for controlling the power supply is further provided.
또한, 상기 우레아 흡입관에 수직방향으로 온도센서가 더 구비될 수 있다. 상기 온도센서는 위에서 아래쪽으로 갈수록 설치 간격을 촘촘하게 구성될 수 있다. 상기 온도센서는 우레아의 온도측정과 우레아 수위센서로 사용될 수 있다. 상기 히터 섬유필터에 전기를 공급하여 가열되는 경우 상기 온도센서가 우레아에 잠겨진 경우 온도센서의 온도증가가 적으며, 우레아에 잠기지 않은 경우 온도가 급속히 올라가는 성질을 이용하여 상기 온도센서를 이용한 우레아 수위센서를 구비할 수 있다. In addition, the urea suction tube may be further provided with a temperature sensor in a vertical direction. The temperature sensor may be configured closer to the installation interval from the top to the bottom. The temperature sensor can be used as a urea temperature measurement and urea level sensor. In case of heating by supplying electricity to the heater fiber filter, when the temperature sensor is immersed in urea, the temperature increase of the temperature sensor is small. It may be provided.
또한, 상기 히터섬유필터는 상기 우레아 흡입 파이프 주위에 원주둘레로 전기적으로 구분되어 형성되며 전극이 각기 구비되어 상기 전원 공급장치에 의하여 각각 히팅을 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의하여 상기 우레아와 접촉한 히터섬유필터는 가열하고, 그렇지 않은 히터섬유필터는 가열하지 않으므로써 히터의 적절한 사용이 가능하다. In addition, the heater fiber filter is electrically divided around the urea suction pipe is formed around the circumference and is provided with electrodes, characterized in that the heating can be controlled by the power supply, respectively. By such a configuration, the heater fiber filter in contact with the urea is heated, and the heater fiber filter that is not in contact with the urea can be used properly without heating.
또한, 정확한 우레아의 양을 측정하기 위하여, 상기 히트 섬유 외부로 전극이 형성되어 전극에 흐르는 전류를 측정하여 상기 우레아의 수위를 측정하는 전극형 수위센서를 더 구비할 수 있다. 상기의 구성에 의하여 전극에 흐르는 전도도를 측정함으로써 우레아의 수위를 측정할 수 있다. In addition, in order to measure the exact amount of urea, an electrode is formed outside the heat fiber to measure the current flowing through the electrode may further include an electrode-type level sensor for measuring the level of the urea. The water level of urea can be measured by measuring the conductivity which flows through an electrode by the said structure.
또한, 상기 히트 섬유의 우레아 흡입부 끝단에는 우레아 품질 센서가 구비되어 우레아의 품질을 측정할 수 있다. 상기 우레아 품질센서는 광학식, 전기식 및 초음파식 등이 구비될 수 있다. 광학식 우레아 품질센서는 우레아 용액의 굴절율을 측정함으로써 우레아의 품질을 측정할 수 있다. In addition, the urea suction sensor end of the heat fiber is provided with a urea quality sensor can measure the quality of the urea. The urea quality sensor may be provided with optical, electrical and ultrasonic. The optical urea quality sensor can measure the quality of urea by measuring the refractive index of the urea solution.
1. 우레아 탱크
2. 우레아펌프 및 제어기 어셈블리
3. 상부연결부
4. 하부연결부
5. 우레아흡입부
11. 전원 공급용 전선
12. 히터섬유필터
13. 우레아 흡입구
14. 우레아 흡입 파이프
15. 온도센서
16. 수위센서
17. 상하가 분리된 히터섬유필터1. Urea Tank
2. Urea Pump and Controller Assembly
3. Upper Connection
4. Lower connection
5. Urea suction
11. Power supply wire
12. Heater Fiber Filter
13. Urea intake
14. Urea suction pipe
15. Temperature sensor
16. Water level sensor
17. Heater fiber filter separated up and down
Claims (5)
우레아 흡입부는 우레아 흡입 파이프와 우레아 흡입 파이프을 둘러싸는 원기둥 형태의 탄소 섬유로 만들어지는 히터 섬유필터로 구성되어 우레아의 불순물을 제거하는 우레아 필터의 기능을 하고,
상기 히터 섬유필터의 안쪽에 우레아를 흡입하기위한 우레아 흡입구가 구비되며,
상기 우레아 흡입 파이프에는 수직방향으로 일정간격으로 온도센서가 구비되고,
상기 히터 섬유필터는 상기 우레아 흡입 파이프 주위에 원주둘레로 전기적으로 구분되어 형성되고, 전극이 각기 구비되어 전원 공급장치에 의하여 각각 히팅을 제어할 수 있도록 함으로써,
상기 온도센서의 온도가 설정온도 이상으로 측정되면, 상기 우레아 탱크의 우레아 양이 상기 설정온도 이상으로 측정되는 온도 센서의 아래쪽에 있는 것으로 판단하여, 상기 설정온도 이상으로 측정되는 온도 센서와 동일한 위치에 있는 히터 섬유필터의 가열을 멈추도록 제어하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 흡입장치.In the urea suction device of the SCR system installed on the urea tank to suck the urea from the bottom,
The urea suction unit is composed of a heater fiber filter made of cylindrical carbon fibers surrounding the urea suction pipe and the urea suction pipe, and functions as a urea filter to remove impurities of urea,
A urea suction port for suctioning urea is provided inside the heater fiber filter.
The urea suction pipe is provided with a temperature sensor at regular intervals in the vertical direction,
The heater fiber filter is electrically divided around the urea suction pipe and formed around the circumference, and provided with electrodes to control heating by a power supply, respectively.
If the temperature of the temperature sensor is measured above the set temperature, it is determined that the amount of urea in the urea tank is below the temperature sensor measured above the set temperature, the same position as the temperature sensor measured above the set temperature The urea suction device of the SCR system, characterized in that to control to stop the heating of the heater fiber filter.
상기 히터 섬유필터의 외부로 전극을 형성하여 전극에 흐르는 전류를 측정하여 상기 우레아의 수위를 측정하는 전극형 수위센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 흡입장치.The method of claim 1,
The electrode urea suction device of the SCR system, characterized in that it further comprises an electrode level sensor for measuring the level of the urea by measuring the current flowing through the electrode to form an electrode to the outside of the heater fiber filter.
상기 히터 섬유필터의 우레아 흡입부 끝단에는 우레아 품질센서가 더 구비되어 우레아의 품질을 측정하여 차량에 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 흡입장치.The method of claim 2,
The urea suction device of the SCR system, characterized in that the urea quality sensor is further provided at the end of the heater fiber filter to provide information to the vehicle by measuring the quality of the urea.
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