KR101989816B1 - Scr 시스템의 우레아 흡입장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 우레아 도징시스템에 사용되는 우레아 흡입부와 우레아 수위 측정부를 제공한다. 본 발명의 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. 이러한 구성에 의하여 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 있는 발명이다.

Description

SCR 시스템의 우레아 흡입장치{Filter and Heating Apparatus of Urea Dosing System}
본 발명은 디젤연료를 사용하는 자동차의 배기가스 저감을 위한 우레아 도징 시스템의 우레아 공급에 관한 기술이다.
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.
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.
등록특허공보 10-1725108 등록특허공보 10-1567933
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.
또 다른 해결 과제로는 우레아 탱크 속에서 우레아 수용액의 수위를 측정하는 방법이다. 본 발명은 기존에 초음파 등을 사용한 방법의 복잡성과 내구성의 문제를 해결하고자 한다.
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.
또한, 상기 히터 섬유는 탄소 섬유로 만들어지고 외부에서 전기를 공급받기 위한 전선을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 히터 섬유에 전류를 공급하는 전원 공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 히터 섬유의 전류를 공급하는 전원 공급장치를 제어하는 제어부를 더 포함한다.
또한, 상기 히터 섬유의 안쪽에 우레아를 흡입하기 위한 우레아흡입구를 더 구비한다,
또한, 상기 흡입관에는 수직방향으로 일정간격으로 온도센서가 더 구비될 수 있다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
본 발명의 상세한 설명을 위하여 도면을 인용하며, 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 우레아의 동결을 방지하기 위한 우레아 히터와 우레아 도징시스템의 안전한 동작을 위한 우레아 필터의 구성을 하나로 합친 탄소섬유로 구성된 우레아 히팅 필터이다.
본 발명은 우레아를 가열하기 위한 히터와 덩어리진 우레아와 이물질의 흡입을 방지하기 위한 우레아 필터를 하나의 구성으로 제공함으로써 간단한 구조의 우레하 흡인부를 구성하는 것이다.
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.
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.
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.
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.
또 다른 구성으로는 상기 히터섬유필터에 전기를 공급하기 위한 전선과 전원 공급장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 전원공급장치를 제어하기 위한 제어부를 더 구비한다.
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.
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.
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.
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.
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 히터섬유필터

Claims (1)

  1. 탱크 상부에 설치되어 하부로부터 우레아를 흡입하는 SCR 시스템의 우레아 흡입장치에 있어서,
    흡입부는 우레아흡입파이프와 우레아 흡입관을 둘러싸는 원기둥 형태의 탄소 섬유로 만들어지는 히터섬유필터로 구성되어 우레아의 불순물을 제거하는 우레아 필터의 기능을 하고, 시동시 우레아의 원활한 공급을 위하여 상기 히터섬유필터와 상기 우레아흡입파이프 사이에 상기 우레아흡입파이프 주위를 나선형으로 돌아 내려가는 홈을 구비하고 상기 홈은 상기 히터 섬유필터의 안쪽에 우레아를 흡입하기위한 우레아 흡입구로 연결 구성되며,
    상기 흡입관에는 수직방향으로 일정간격으로 온도센서가 구비되고,
    상기 히터 섬유필터는 상기 우레아 흡입관 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.
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