KR102421495B1 - Element water heating and element water injector cooling device for improvement of scr apparatus - Google Patents

Element water heating and element water injector cooling device for improvement of scr apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR102421495B1
KR102421495B1 KR1020220036483A KR20220036483A KR102421495B1 KR 102421495 B1 KR102421495 B1 KR 102421495B1 KR 1020220036483 A KR1020220036483 A KR 1020220036483A KR 20220036483 A KR20220036483 A KR 20220036483A KR 102421495 B1 KR102421495 B1 KR 102421495B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
urea water
circulation
cooling water
cooling
water tank
Prior art date
Application number
KR1020220036483A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정홍석
이상경
김상열
김윤식
김의석
Original Assignee
주식회사 에코닉스
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 주식회사 에코닉스 filed Critical 주식회사 에코닉스
Priority to KR1020220036483A priority Critical patent/KR102421495B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102421495B1 publication Critical patent/KR102421495B1/en

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
    • 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
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/02—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a heat exchanger
    • 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
    • F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
    • F01N2260/02—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device
    • F01N2260/024—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for cooling the device using a liquid
    • 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
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • 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
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1406—Storage means for substances, e.g. tanks or reservoirs
    • 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
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust 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
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1486—Means to prevent the substance from freezing

Landscapes

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

Abstract

The present invention relates to an injector cooling device for heating and injecting urea solution for improving performance of a selective catalytic reduction (SCR) device. The injector cooling device comprises a urea solution tank, an exhaust head exchanger, a circulation device of a coolant tank, an injector, and an air cooling type heat exchanger.

Description

선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치{ELEMENT WATER HEATING AND ELEMENT WATER INJECTOR COOLING DEVICE FOR IMPROVEMENT OF SCR APPARATUS}ELEMENT WATER HEATING AND ELEMENT WATER INJECTOR COOLING DEVICE FOR IMPROVEMENT OF SCR APPARATUS

본 발명은 요소수의 승온 장치의 경우 차량에서 배기되는 배기 열을 이용하여 냉각수를 승온하고 이를 탱크에 보관되어 있는 요소수와 단절된 상태에서의 열교환을 통해 외기의 온도 이상으로 승온시킴으로써, 낮은 열분해 온도의 배기가스에 분사하여도 비교적 작은 열량의 흡수로 보다 빠르게 암모니아로 열분해가 가능함은 물론 겨울철 요소수의 결빙 방지와 해동에 도움을 줄 수 있고, 요소수 승온 장치에 의해 이미 승온된 요소수의 경우에는 보다 적은 열량의 흡수로 열분해가 가능하므로 작은 열량 흡수로 인해 열량 흡수 시간이 단축되어 빠른 열분해가 가능함은 물론 빠른 열분해로 인해 배관의 길이를 줄일 수 있고 비교적 낮은 온도의 차량 주행에서도 배기가스 내 NOx의 저감율의 증가를 기대할 수 있으며, 냉각수 탱크의 순환장치를 작동시켜 냉각수를 순환시켜 줌으로써, 요소수 분사용 인젝터를 냉각시킬 수 있고, 매연저감장치 또는 SCR 담체의 소정의 위치에 배기열 교환기를 장착하여 줌으로써, 냉각수 탱크의 순환장치에서 공급되어 배기열 교환기를 통과한 냉각수를 온수로 만들어서 요소수 탱크 내 구비된 열교환용 SUS 파이프에 공급할 수 있음은 물론 배기 열을 사용하므로 연비에 영향이 없으며, 자연 순환방식의 경우, 압력차이와 밀도차이와 증기압 간헐순환 중에서 선택되는 형태로 사용함으로써, 동력을 사용하지 않아 경제적임은 물론 자연 순환방식을 사용하므로 별도의 제어가 필요 없어 A/S의 발생요인이 적고, 동력 순환방식의 경우, 냉각수 탱크에 추가 장착된 온도센서와 순환펌프 또는 모터를 구동시키므로 일정한 온도로 순환 제어가 가능할 뿐만 아니라 공냉식 열교환기에 팬(Fan)을 추가하여 요소수 분사용 인젝터에 공급될 냉각수의 온도를 추가적으로 낮추어 요소수 분사용 인젝터의 냉각 효율을 높일 수 있으며, 시중에 사용되는 차량용 냉각수를 사용하여도 무방한 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치에 관한 기술이다.In the case of a device for increasing the temperature of urea water, the cooling water is heated by using exhaust heat exhausted from the vehicle, and the temperature is raised above the temperature of the outside air through heat exchange in a state disconnected from the urea water stored in the tank, resulting in a low thermal decomposition temperature. Even if it is sprayed into the exhaust gas of Thermal decomposition is possible by absorbing less heat, so the heat absorption time is shortened due to the absorption of small amounts of heat, enabling rapid thermal decomposition. can be expected to increase the reduction rate, and by circulating the cooling water by operating the circulating device of the cooling water tank, the injector for urea water injection can be cooled, and an exhaust heat exchanger is installed at a predetermined position of the soot reduction device or the SCR carrier. By giving it, the cooling water supplied from the circulation device of the cooling water tank and passed through the exhaust heat exchanger can be turned into hot water and supplied to the SUS pipe for heat exchange provided in the urea water tank. In the case of , it is used in a form selected from pressure difference, density difference, and vapor pressure intermittent circulation, so it is economical because it does not use power, and there is no need for separate control because it uses a natural circulation method, so there are few A/S occurrence factors, In the case of the power circulation method, by driving the temperature sensor and circulation pump or motor additionally installed in the coolant tank, circulation control at a constant temperature is possible, and cooling water to be supplied to the injector for urea water injection by adding a fan to the air-cooled heat exchanger It is possible to increase the cooling efficiency of the injector for urea water injection by additionally lowering the temperature of It is a technology related to the cooling system.

환경오염에 관한 문제가 사회적으로 중요한 이슈로 부각되면서 화석연료를 사용하는 내연기관 자동차에 대한 배기가스 규제가 점차로 엄격해지고 있다.As the problem of environmental pollution has emerged as a socially important issue, exhaust gas regulations for internal combustion engine vehicles using fossil fuels are getting stricter.

특히, 버스나 트럭과 같이 디젤 연료(경유)를 사용하는 디젤 차량의 배기가스에 질소산화물(NOx)이 다량 포함되어 있으므로 최근의 자동차 배기가스 규제 기준은 질소산화물의 배출에 대해 더욱 엄격하게 규제하고 있다. In particular, the exhaust gas of diesel vehicles that use diesel fuel (diesel) such as buses and trucks contains a large amount of nitrogen oxides (NOx), so the recent automobile exhaust gas regulation standards are stricter on the emission of nitrogen oxides. have.

이러한 배출 기준에 대응하기 위해 차량에서 배기가스 중 질소산화물을 저감하기 위한 후처리 장치로서, LNT(Lean NOx Trap), SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 촉매 환원) 등의 DeNOx 촉매(Catalyst) 기술이 적용되고 있다. DeNOx catalyst (Catalyst) technology such as LNT (Lean NOx Trap) and SCR (Selective Catalytic Reduction) is applied as a post-treatment device for reducing nitrogen oxides in exhaust gas from vehicles to respond to these emission standards is becoming

DeNOx 촉매는 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)을 제거하는 촉매 환원의 한 형식으로, 우레아(Urea), 암모니아(NH3), 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC) 등과 같은 환원제를 배기가스에 전달하면 DeNOx 촉매에서 질소산화물(NOx)이 환원제와의 산화-환원 반응을 통해 환원된다.DeNOx catalyst is a type of catalytic reduction that removes nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas. Reducing agents such as urea, ammonia (NH 3 ), carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC) are added to exhaust gas. When delivered, nitrogen oxides (NOx) are reduced through oxidation-reduction reactions with a reducing agent in the DeNOx catalyst.

최근에는 희박 연소 엔진의 작동시 발생하는 배기가스 성분 중 질소산화물(NOx)을 제거하기 위하여 LNT를 후처리 장치로서 사용하고 있으며, LNT는 희박(lean)한 분위기에서 배기가스에 포함된 질소산화물(NOx)를 흡착 또는 흡장하고, 농후(rich)한 분위기에서 작동되면 흡착 또는 흡장된 질소산화물(NOx)를 탈착한다. Recently, LNT is used as a post-treatment device to remove nitrogen oxides (NOx) from exhaust gas components generated during the operation of lean-burn engines, and LNTs are nitrogen oxides ( NOx) is adsorbed or occluded, and when operated in a rich atmosphere, adsorbed or occluded nitrogen oxides (NOx) are desorbed.

선택적 환원촉매(Selective Catalytic Reduction: SCR) 시스템은 SCR 촉매에 환원제를 공급하여 디젤 엔진의 배기가스에 포함되어 있는 질소산화물(NOx)을 효과적으로 저감할 수 있도록 한 것으로, 배기가스에 암모니아와 같은 환원제를 공급하여 질소산화물(NOx)을 질소와 물로 환원시킨다. The Selective Catalytic Reduction (SCR) system effectively reduces nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas of diesel engines by supplying a reducing agent to the SCR catalyst. supply to reduce nitrogen oxides (NOx) to nitrogen and water.

SCR 시스템은 우레아(UREA), 암모니아, 일산화탄소, 탄화수소 등과 같은 환원제가 산소와 질소산화물(NOx) 중에서 질소산화물(NOx)과 더 잘 반응하도록 한다는 의미에서 선택적 촉매 환원이라고 명명된다. The SCR system is named selective catalytic reduction in the sense that it allows reducing agents such as urea, ammonia, carbon monoxide, hydrocarbons, etc. to react better with nitrogen oxides (NOx) in oxygen and nitrogen oxides (NOx).

즉, SCR 촉매를 장착한 디젤 차량에서 요소수를 인젝터를 이용하여 배기파이프 내에 분사하고, 이렇게 분사된 요소수가 배기가스의 열에 의해 암모니아로 분해되면, 분해된 암모니아가 SCR 촉매에서 배기가스 내 질소산화물과 반응하여 질소(N2)와 수증기(H2O)로 분해되는 환원 과정을 통해 배기가스에 포함된 질소산화물을 제거하게 된다.That is, in a diesel vehicle equipped with an SCR catalyst, urea water is injected into the exhaust pipe using an injector, and when the injected urea water is decomposed into ammonia by the heat of the exhaust gas, the decomposed ammonia is converted into nitrogen oxides in the exhaust gas by the SCR catalyst. It reacts with nitrogen (N 2 ) and removes nitrogen oxides contained in the exhaust gas through a reduction process that is decomposed into water vapor (H 2 O).

이와 같은 SCR 시스템은 현재 트럭 등의 대형 차량에 주로 적용되고 있으며, 최근에는 소형차 및 중형차까지도 적용 범위가 확대되고 있다. Such an SCR system is currently mainly applied to large vehicles such as trucks, and recently, the scope of application is expanding to small and medium-sized vehicles.

SCR 시스템이 적용된 차량의 경우 운행 중 질소산화물(NOx)을 제거하기 위해 요소수를 계속해서 사용하므로 차량에 연료(경유)를 충전하는 것처럼 요소수 또한 충전해야 한다. In the case of a vehicle to which the SCR system is applied, urea water is continuously used to remove nitrogen oxides (NOx) during operation, so urea water must be charged as well as fuel (diesel) in the vehicle.

이를 위해 SCR 시스템이 적용된 디젤 차량에는 연료탱크와 함께 요소수가 저장되는 요소수 탱크와, 요소수를 요소수 탱크에 주입하기 위한 필러 넥 등이 구비되어 있으며, 주유소에서 주입 건으로 필러 넥을 통해 요소수를 주입하여 요소수 탱크에 충전하는 방식이 이용되고 있다. To this end, a diesel vehicle to which the SCR system is applied is equipped with a urea water tank that stores urea water together with a fuel tank, and a filler neck for injecting urea water into the urea water tank. A method of filling the urea water tank by injecting is used.

그 밖에 배기가스 중 디젤 차량의 배기가스 처리 장치로서 입자상 물질(Particulate Matter, PM)을 저감하기 위한 후처리 기술로 DOC(Disel Oxidation Catalyst, 디젤 산화 촉매), DPF(Diesel Particulate Filter, 디젤 입자상 물질 필터), CPF(Catalyzed Particulate Filter) 등의 기술이 개발되어 차량에 적용되고 있다. In addition, DOC (Diesel Oxidation Catalyst), DPF (Diesel Particulate Filter, Diesel Particulate Filter) are post-treatment technologies to reduce particulate matter (PM) as an exhaust gas treatment device of diesel vehicles among exhaust gases. ) and CPF (Catalyzed Particulate Filter) have been developed and applied to vehicles.

종래의 디젤 차량용 연료 공급 장치의 경우, 엔진의 저온 시동 시에는 디젤 연료의 저온 특성으로 인하여 연료 내 파라핀이 생성되고, 이 경우 연료필터의 막힘 현상(필터 전, 후단 차압 발생)과 그로 인한 고압펌프로의 압력 및 유량 공급 저하, 엔진으로의 연료 공급량 저하 등이 나타나 엔진 부조 및 시동 꺼짐이 발생할 수 있다. In the case of a conventional fuel supply device for a diesel vehicle, when the engine is started at a low temperature, paraffin is generated in the fuel due to the low temperature characteristics of the diesel fuel. A decrease in the pressure and flow rate supply to the furnace, a decrease in the fuel supply to the engine, etc. may occur, resulting in engine misalignment and engine shutdown.

또한, 고압펌프의 냉각 및 윤활이 연료에 의해 이루어지기 때문에 연료 온도를 적정 온도 범위로 유지하는 것이 필요하다. In addition, since cooling and lubrication of the high-pressure pump are performed by fuel, it is necessary to maintain the fuel temperature in an appropriate temperature range.

요소수 탱크에 저장되는 요소수의 경우에도 어는점이 -11℃로 탱크 내 해동용 히터 용량이 부족하면 요소수의 공급에 문제가 발생할 수 있으며, 영하 15℃에서 7일 동안 주차 시 시동 후 20분 이내에 요소수 시스템이 정상적으로 동작할 것을 법규로 규정하고 있다. Even in the case of urea water stored in the urea water tank, if the freezing point is -11℃ and the heater capacity for defrosting in the tank is insufficient, there may be a problem in the supply of urea water. The law stipulates that the urea water system should operate normally within

상기 선택적 환원촉매(Selective Catalytic Reduction: SCR) System에서 사용되는 요소수는 영하 10℃ 이하에서 결빙되는 단점을 가지고 있으나, 이러한 단점을 보완하기 위해 OEM의 경우, 차량의 엔진 냉각수 라인(Line)을 요소수 탱크(Urea Tank)로 보내어 결빙을 방지하거나, 아니면 이미 결빙된 요소수를 해동하도록 하고 있다. The urea water used in the Selective Catalytic Reduction (SCR) System has a disadvantage of freezing at -10 ° C or less, but in order to compensate for this disadvantage, in the case of OEM, the engine coolant line of the vehicle is used as urea It is sent to the Urea Tank to prevent freezing or to thaw the already frozen urea water.

그러나 이러한 방법은 차량의 냉각 라인(Line)을 인위적으로 수정해야 하는 부담이 있고, 차종에 따른 전문적인 지식이 필요하며, 장착 후 발생하는 차량의 다양한 문제에서 자유로울 수 없어 시장에서의 적용이 힘든 상태이다. However, this method has a burden of artificially modifying the vehicle's cooling line, requires specialized knowledge depending on the vehicle type, and is difficult to apply in the market because it cannot be free from various problems of the vehicle that occur after installation. to be.

한편, 배기가스내로 분사되는 요소수는 200℃ 이상의 온도에서 암모니아로 열 분해되어 배기가스 내의 질소산화물(NOx)와 반응하며, 요소수의 열분해는 통상 200℃ ~ 400℃ 까지 온도에서 높은 온도일수록 높은 분해율을 보이는데, 400℃ 이상의 경우에는 열 분해된 암모니아가 산화되어 소멸하므로 그 이상의 온도는 제외한다. On the other hand, the urea water injected into the exhaust gas is thermally decomposed into ammonia at a temperature of 200 ° C. or higher and reacts with nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas, and the thermal decomposition of urea water is usually higher at a temperature of 200 ° C to 400 ° C. It shows a decomposition rate, and in the case of 400℃ or higher, the thermally decomposed ammonia is oxidized and disappears, so the temperature above that is excluded.

따라서, 요소수의 열 분해을 높이기 위해서는 높은 배기열과, 보다 많은 열량의 흡수를 위해 배관의 길이를 길게 하는 방법들이 상용되고 있다. Therefore, in order to increase the thermal decomposition of urea water, a method of lengthening the length of the pipe to absorb high exhaust heat and more heat is commonly used.

그러나 이러한 방법들은 사용에 제한이 많아 적용이 힘든 단점을 가지고 있고, 후 장착 시스템의 경우에는 엔진의 배기열을 높이는 것은 사실상 불가능하며, 배관의 길이를 길게 하는 것 또한 후 장착 시스템의 시장에서는 차량의 형태에 추종할 수밖에 없어 제한적인 것이다. However, these methods have many limitations in their use and are difficult to apply. In the case of a rear mounted system, it is virtually impossible to increase the exhaust heat of the engine, and lengthening the pipe is also a vehicle type in the market of the rear mounted system. It is limited because it has no choice but to follow.

그러므로, 본 요소수의 승온 장치의 경우 독립된 장치로 차량에서 배기되는 배기 열을 이용하여 냉각수를 승온시키고 이를 탱크에 보관되어 있는 요소수와 서로 단절된 상태로 열교환 시켜 탱크에 보관된 요소수를 외기의 온도 이상으로 승온시켜 주므로 낮은 열분해 온도의 배기가스에 분사하여도 비교적 작은 열량의 흡수로 보다 빠르게 암모니아로 열분해가 가능함은 물론 요소수의 결빙 방지와 해동에도 도움을 줄 수 있고, 요소수 승온 장치에 의해 이미 승온된 요소수의 경우에는 보다 적은 열량의 흡수로 열분해가 가능하므로 작은 열량 흡수로 인해 열량 흡수 시간이 단축되어 빠른 열분해가 가능함은 물론 빠른 열분해로 인해 배관의 길이를 줄일 수 있고 비교적 낮은 온도의 차량 주행에서도 배기가스 내 질소산화물(NOx)의 저감율의 증가를 기대할 수 있으며, 냉각수 탱크의 순환장치를 작동시켜 냉각수를 순환시켜 줌으로써, 요소수 분사용 인젝터를 냉각시킬 수 있고, 매연저감장치의 소정의 위치에 배기열 교환기를 장착하여 주므로 냉각수를 순환하여 온수로 만들어서 요소수 탱크에 공급할 수 있음은 물론 배기 열을 사용하므로 연비에 영향이 없으며, 유체의 자연 순환방식의 경우, 압력차, 밀도차이와 증기압 간헐순환 중에서 선택되는 형태로 사용하므로 동력을 사용하지 않아 경제적임은 물론 자연 순환방식을 사용하므로 별도의 제어가 필요 없어 A/S의 발생 요인이 적고, 동력 순환방식의 경우, 냉각수 탱크에 추가 장착된 온도센서와 순환펌프 또는 모터를 구동시키므로 일정한 온도로 순환 제어가 가능할 뿐만 아니라 공냉식 열교환기에 팬(Fan)을 추가하여 요소수 분사용 인젝터에 공급될 냉각수의 온도를 추가적으로 낮추어 냉각 효율을 높일 수 있는 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.Therefore, in the case of this urea water temperature increasing device, it is an independent device that uses the exhaust heat exhausted from the vehicle to raise the coolant temperature and exchanges heat with the urea water stored in the tank in a disconnected state to convert the urea water stored in the tank to the outside air. Because it raises the temperature above the temperature, even if it is injected into the exhaust gas with a low pyrolysis temperature, it is possible to pyrolyze into ammonia faster by absorbing a relatively small amount of heat, as well as help prevent freezing and thawing of urea water, In the case of urea water that has already been heated by the urea water, thermal decomposition is possible by absorbing less heat. An increase in the reduction rate of nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas can be expected even when driving a vehicle of Since the exhaust heat exchanger is installed at a predetermined location, it is possible to circulate the cooling water to make hot water and supply it to the urea water tank. and vapor pressure intermittent circulation, so it is economical because it does not use power, and because it uses a natural circulation method, there is no need for separate control, so there are fewer A/S occurrence factors. By driving the additionally installed temperature sensor and circulation pump or motor, it is possible to control circulation at a constant temperature, and by adding a fan to the air-cooled heat exchanger, the temperature of the coolant to be supplied to the injector for urea water injection is further lowered to increase the cooling efficiency. There is an urgent need for the development of a urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of a selective catalytic reduction (SCR) device.

KR 10-2017-0139820(2017. 12. 20)KR 10-2017-0139820 (2017. 12. 20)

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 요소수의 승온 장치의 경우 차량에서 배기되는 배기 열을 이용하여 냉각수를 승온시키고, 이를 이용하여, 탱크에 보관되어 있는 요소수와 서로 단절된 상태에서 열교환 시켜 외기의 온도 이상으로 승온시킴으로써, 낮은 열분해 온도의 배기가스에 분사하여도 비교적 작은 열량의 흡수로 보다 빠르게 암모니아로 열분해가 가능함은 물론 요소수의 결빙 방지와 해동에 도움을 줄 수 있는 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been conceived to solve the above problems, and in the case of a device for increasing the temperature of urea water, the cooling water is heated by using exhaust heat exhausted from the vehicle, and using this, the urea water stored in the tank and each other By exchanging heat in a disconnected state and raising the temperature above the outside temperature, even when sprayed into the exhaust gas with a low pyrolysis temperature, it absorbs a relatively small amount of heat and can be pyrolyzed to ammonia faster, as well as helping prevent freezing and thawing of urea water. An object of the present invention is to provide a urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of a selective catalytic reduction (SCR) device.

본 발명의 다른 목적은 요소수 승온 장치에 의해 이미 승온된 요소수의 경우에는 보다 적은 열량의 흡수로 열분해가 가능하므로 작은 열량 흡수로 인해 열량 흡수 시간이 단축되어 빠른 열분해가 가능함은 물론 빠른 열분해로 인해 배관의 길이를 줄일 수 있고 비교적 낮은 온도의 차량 주행에서도 배기가스 내 질소산화물(NOx)의 저감율의 증가를 기대할 수 있는 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is that in the case of urea water, which has already been heated by the urea water temperature increasing device, thermal decomposition is possible by absorbing less heat, so the heat absorption time is shortened due to small heat absorption, so that rapid thermal decomposition is possible as well as fast pyrolysis. Heating of urea water and injection of urea water to improve the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device, which can reduce the length of the pipe and can expect an increase in the reduction rate of nitrogen oxide (NOx) in exhaust gas even when driving a vehicle at a relatively low temperature To provide an injector cooling device.

본 발명의 다른 목적은 냉각수 탱크의 순환장치를 작동시켜 냉각수를 순환시켜 줌으로써, 요소수 분사용 인젝터를 냉각시킬 수 있는 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to operate the circulating device of the cooling water tank to circulate the cooling water, thereby heating urea water and injecting urea water for improving the performance of a selective catalytic reduction (SCR) device capable of cooling the injector for urea water injection. To provide a cooling device.

본 발명의 다른 목적은 매연저감장치의 소정의 위치에 배기열 교환기를 장착하여 줌으로써, 냉각수를 온수로 만들어서 요소수 탱크의 열교환기에 공급할 수 있음은 물론 배기 열을 사용하므로 연비에 영향이 없는 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to install an exhaust heat exchanger at a predetermined position in the exhaust gas reduction device, so that cooling water can be turned into hot water and supplied to the heat exchanger of the urea water tank. (SCR) to provide a urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the device.

본 발명의 다른 목적은 자연 순환방식의 경우, 압력차이와 밀도차이와 증기압 간헐순환 중에서 선택되는 형태로 사용함으로써, 동력을 사용하지 않아 경제적임은 물론 자연 순환방식을 사용하므로 별도의 제어가 필요 없어 A/S의 발생요인이 적은 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to use the natural circulation method in a form selected from the pressure difference, the density difference, and the vapor pressure intermittent circulation, so that it is economical because no power is used, and there is no need for a separate control because the natural circulation method is used. An object of the present invention is to provide a urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of a selective catalytic reduction (SCR) device with a low A/S occurrence factor.

본 발명의 다른 목적은 동력 순환방식의 경우, 냉각수 탱크에 추가 장착된 온도센서와 순환펌프 또는 모터를 구동시키므로 일정한 온도로 순환 제어가 가능할 뿐만 아니라 공냉식 열교환기에 팬(Fan)을 추가하여 냉각 효율을 높일 수 있는 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to control the circulation at a constant temperature by driving a temperature sensor and a circulation pump or a motor additionally installed in the cooling water tank in the case of the power circulation method, and to improve cooling efficiency by adding a fan to the air-cooled heat exchanger. An object of the present invention is to provide a urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of a selective catalytic reduction (SCR) device.

본 발명의 다른 목적은 시중에 사용되는 차량용 냉각수를 사용하여도 무방한 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of a selective catalytic reduction (SCR) device that can use commercially available vehicle coolant.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치는 자연 순환방식과 동력 순환방식에 모두 사용할 수 있고, 냉각수를 냉각수 탱크로 공급하면 상기 냉각수가 냉각수 탱크의 순환장치를 통해 배기열 교환기를 경유하여 데워진 온수가 요소수 탱크 내부의 열교환용 SUS 파이프를 거쳐 들어오는 기능과, 요소수를 보관하고, 결빙 방지와 해동을 위한 열교환용 SUS 파이프가 구비되고 요소수를 인젝터로 공급하기 위한 요소수 펌프를 취부하기 위한 기능을 갖는 요소수 탱크와; 매연저감장치 또는 SCR 담체의 소정의 위치에 장착하며, 냉각수 탱크의 순환장치를 통과한 냉각수를 온수로 만들어서 요소수 탱크에 구비된 열교환용 SUS 파이프로 공급하는 기능을 갖는 배기열 교환기와; 상기 요소수 탱크에 구비된 열교환용 SUS 파이프에 배기열 교환기에 의해 승온된 온수를 요소수 탱크의 열교환용 SUS 파이프로 공급하고, 공냉식 열교환기를 거쳐 요소수 분사용 인젝터의 냉각수 공급부로 공급하는 기능을 갖는 냉각수 탱크의 순환장치와; 상기 요소수 탱크 하부에 취부된 요소수 펌프로부터 요소수를 공급받아 배기관 내에 분사하는 기능과, 냉각수 탱크의 순환장치에서 공냉식 열교환기를 거쳐 냉각된 냉각수를 공급 받아 인젝터의 과열을 방지하는 기능을 갖으며, 요소수 유입구와, 냉각수 유입구와, 냉각수 순환구를 포함하는 인젝터와; 상기 냉각수 탱크의 순환장치로부터 냉각수를 공급받아 냉각시키는 기능을 갖는 공냉식 열교환기; 을 포함하며, 상기 자연 순환방식의 경우에는 냉각수 탱크의 순환장치와 배기열 교환기 사이에 저압 체크밸브를 설치하고, 공랭식 열교환기와 인젝터 사이에 저압 체크밸브를 설치하며, 상기 저압 체크밸브는 전 후단의 데워진 쪽과 차가운 쪽의 밀도차 또는 압력차를 유지하여, 원활한 흐름을 만들어 주고, 냉각수의 역류를 방지하여, 냉각수의 순환을 향상시키는 것이고, 자연 순환방식의 경우는 압력 차이와 밀도 차이와 증기압 간헐순환 중에서 선택되는 형태로 사용하므로 동력을 사용하지 않으며, 별도의 제어가 필요 없는 것이며, 상기 동력 순환방식의 경우에는 냉각수 탱크의 순환장치와 배기열 교환기 사이에 순환펌프 또는 모터를 설치하고, 냉각수 탱크의 순환장치와 공랭식 열교환기 사이에 순환펌프 또는 모터를 설치하며, 냉각수 탱크에 온도 센서를 설치하여, 상기 순환펌프 또는 모터는 냉각수가 일정한 온도로 순환 제어되게 하는 것이고, 상기 동력 순환방식의 경우에는 냉각수 탱크에 추가 장착된 온도센서와 순환펌프 또는 모터를 구동시켜 냉각수가 일정한 온도로 순환 제어되게 하고, 공냉식 열교환기에 팬(Fan)을 추가하여 인젝터로 공급되는 냉각수의 냉각 효율을 높일 수 있는 것이며, 동력 순환방식에서 온수 강제순환을 이용한 방식의 경우는 가장 많이 DIY하는 유형이며, 적은 연료소모로 안정적인 온도분포를 갖는 것이고, 시중에 사용되는 차량용 냉각수를 사용하여도 무방함을 포함함을 특징으로 한다.The urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object can be used in both the natural circulation method and the power circulation method, , when the cooling water is supplied to the cooling water tank, the hot water heated through the exhaust heat exchanger through the circulation device of the cooling water tank enters through the SUS pipe for heat exchange inside the urea water tank, stores the urea water, prevents freezing a urea water tank provided with a SUS pipe for heat exchange for thawing and having a function for attaching a urea water pump for supplying urea water to the injector; an exhaust heat exchanger mounted at a predetermined position of the exhaust gas reduction device or the SCR carrier, and having a function of supplying the cooling water that has passed through the circulation device of the cooling water tank into hot water to the SUS pipe for heat exchange provided in the urea water tank; The hot water heated by the exhaust heat exchanger is supplied to the SUS pipe for heat exchange provided in the urea water tank to the SUS pipe for heat exchange of the urea water tank, and through the air-cooled heat exchanger, the cooling water supply unit of the injector for urea water injection has a function of supplying it a circulating device for the cooling water tank; It has a function of receiving urea water from a urea water pump mounted on the lower part of the urea water tank and injecting it into the exhaust pipe, and a function of preventing overheating of the injector by receiving cooled cooling water from the circulating device of the cooling water tank through an air-cooled heat exchanger. , an injector including a urea water inlet, a cooling water inlet, and a cooling water circulation port; an air-cooled heat exchanger having a function of receiving cooling water from the circulation device of the cooling water tank and cooling it; In the case of the natural circulation method, a low-pressure check valve is installed between the circulation device of the cooling water tank and the exhaust heat exchanger, and a low-pressure check valve is installed between the air-cooled heat exchanger and the injector, and the low-pressure check valve is heated at the front and rear ends. By maintaining the density difference or pressure difference between the cold side and the cold side, it creates a smooth flow and prevents the reverse flow of the cooling water to improve the circulation of the cooling water. Since it is used in a form selected from among, no power is used and no separate control is required. In the case of the power circulation method, a circulation pump or motor is installed between the circulation device of the cooling water tank and the exhaust heat exchanger, A circulation pump or motor is installed between the device and the air-cooled heat exchanger, and a temperature sensor is installed in the cooling water tank, so that the circulation pump or motor controls the circulation of the cooling water at a constant temperature, and in the case of the power circulation method, the cooling water tank By driving a temperature sensor and a circulation pump or motor additionally mounted on the air conditioner, the cooling water is circulated at a constant temperature, and the cooling efficiency of the cooling water supplied to the injector can be increased by adding a fan to the air-cooled heat exchanger, and power circulation. In the case of the method using forced hot water circulation, it is the most DIY type, has a stable temperature distribution with low fuel consumption, and is characterized by including the use of commercially available vehicle coolant.

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

상술한 바와 같이, 본 발명인 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.As described above, the urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device of the present invention has the following effects.

첫째, 본 발명은 요소수의 승온 장치의 경우 차량에서 배기되는 배기 열을 이용하여 탱크에 보관되어 있는 요소수를 외기의 온도 이상으로 승온시킴으로써, 낮은 열분해 온도의 배기가스에 분사하여도 비교적 작은 열량의 흡수로 보다 빠르게 암모니아로 열분해가 가능함은 물론 겨울철 요소수의 결빙 방지와 해동에 도움을 줄 수 있다.First, in the case of a device for increasing the temperature of urea water, the present invention raises the temperature of the urea water stored in the tank above the temperature of the outside air by using the exhaust heat exhausted from the vehicle. It is possible to thermally decompose into ammonia more quickly through absorption of

둘째, 본 발명은 요소수 승온 장치에 의해 이미 승온된 요소수의 경우에는 보다 적은 열량의 흡수로 열분해가 가능하므로 작은 열량 흡수로 인해 열량 흡수 시간이 단축되어 빠른 열분해가 가능함은 물론 빠른 열분해로 인해 배관의 길이를 줄일 수 있고 비교적 낮은 온도의 차량 주행에서도 배기가스 내 질소산화물(NOx)의 저감율의 증가를 기대할 수 있다.Second, in the present invention, in the case of urea water, which has already been heated by the urea water temperature raising device, thermal decomposition is possible by absorbing less heat, so the heat absorption time is shortened due to small heat absorption, and rapid thermal decomposition is possible as well as rapid thermal decomposition. The length of the pipe can be reduced, and an increase in the reduction rate of nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas can be expected even when the vehicle is driven at a relatively low temperature.

셋째, 본 발명은 매연저감장치의 소정의 위치에 배기열 교환기를 장착하여 줌으로써, 냉각수 탱크의 순환장치에서 공급되어 배기열 교환기를 통과한 냉각수를 온수로 만들어서 요소수 탱크 내 구비된 열교환용 SUS 파이프에 공급할 수 있음은 물론 배기 열을 사용하므로 연비에 영향이 없다.Third, in the present invention, by mounting an exhaust heat exchanger at a predetermined position of the soot reduction device, the cooling water supplied from the circulation device of the cooling water tank and passed through the exhaust heat exchanger is made into hot water to be supplied to the SUS pipe for heat exchange provided in the urea water tank. Of course, since exhaust heat is used, fuel efficiency is not affected.

넷째, 본 발명은 자연 순환방식의 경우, 압력차, 밀도차이와 증기압 간헐순환 중에서 선택되는 형태로 사용함으로써, 동력을 사용하지 않아 경제적임은 물론 자연 순환방식을 사용하므로 별도의 제어가 필요 없어 A/S의 발생요인이 적다.Fourth, in the case of the natural circulation method, the present invention uses a form selected from pressure difference, density difference and vapor pressure intermittent circulation, so it is economical because power is not used, and there is no need for separate control because it uses a natural circulation method A There are few factors that cause /S.

다섯째, 본 발명은 동력 순환방식의 경우, 냉각수 탱크에 추가 장착된 온도센서와 순환펌프 또는 모터를 구동시키므로 일정한 온도로 순환 제어가 가능할 뿐만 아니라 공냉식 열교환기에 팬(Fan)을 추가하여 냉각 효율을 높일 수 있다.Fifth, in the case of the power circulation method, the present invention drives a temperature sensor and a circulation pump or a motor additionally installed in the cooling water tank, so that circulation control at a constant temperature is possible, and cooling efficiency is increased by adding a fan to the air-cooled heat exchanger. can

여섯째, 본 발명은 시중에 사용되는 차량용 냉각수를 사용하여도 무방하다.Sixth, in the present invention, it is ok to use a vehicle coolant used in the market.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치의 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치의 구성 중 요소수 분사용 인젝터에 형성된 요소수 공급부와 냉각수 주입구 및 순환구를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치에서 SCR 단독 시스템의 자연 순환방식을 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치에서 SCR과 DPF 결합시스템의 자연 순환방식을 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치에서 동력 순환방식을 설명하기 위해 나타낸 도면.1 is a view illustrating the configuration of a urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of a selective catalytic reduction (SCR) device according to an embodiment of the present invention.
2 is a urea water supply unit and a cooling water inlet formed in an injector for urea water injection among components of a urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of a selective catalytic reduction (SCR) device according to an embodiment of the present invention; A diagram showing the circulation.
Figure 3 is a view showing to explain the natural circulation method of the SCR alone system in the urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view showing to explain the natural circulation method of the SCR and DPF combination system in the urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device according to another embodiment of the present invention .
5 is a view illustrating a power circulation method in the urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, referring to preferred embodiments of the present invention together with the accompanying drawings, it is as follows. In the description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof Description will be omitted, and the following terms are defined in consideration of the functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, operator, etc., so the definition is the performance of the selective catalytic reduction (SCR) apparatus of the present invention It should be made based on the content throughout this specification describing the urea water heating and urea water injection injector cooling device for improvement.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of a selective catalytic reduction (SCR) device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치의 구성을 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치의 구성 중 요소수 분사용 인젝터에 형성된 요소수 공급부와 냉각수 주입구 및 순환구를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치에서 SCR 단독 시스템의 자연 순환방식을 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치에서 SCR과 DPF 결합시스템의 자연 순환방식을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.1 is a view illustrating the configuration of a urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of a selective catalytic reduction (SCR) apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is one of the present invention It is a view showing a urea water supply unit, a cooling water inlet and a circulation port formed in the urea water injection injector among the components of the urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device according to the embodiment, 3 is a view showing the natural circulation method of the SCR alone system in the urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a view shown to explain the natural circulation method of the SCR and DPF combination system in the urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device according to another embodiment of the present invention. .

본 발명인 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치는 요소수 탱크(10), 배기열 교환기(20), 냉각수 탱크의 순환장치(30), 냉각수 탱크(31), 인젝터(40), 요소수 유입구(41), 냉각수 유입구(42), 냉각수 순환구(43), 공냉식 열교환기(50), 매연저감장치 또는 SCR 담체(60), 저압 체크밸브(70), 순환펌프 또는 모터(80) 등으로 구성된다.The urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device of the present invention is a urea water tank 10, an exhaust heat exchanger 20, a circulating device 30 of a coolant tank, a coolant tank ( 31), injector 40, urea water inlet 41, cooling water inlet 42, cooling water circulation port 43, air-cooled heat exchanger 50, soot reduction device or SCR carrier 60, low pressure check valve 70 ), a circulation pump or motor 80, and the like.

도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명인 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치는 자연 순환방식과 동력 순환방식에 모두 사용할 수 있고, 냉각수를 냉각수 탱크(31)로 공급하면 상기 냉각수가 냉각수 탱크의 순환장치(30)를 통해 배기열 교환기(20)를 경유하여 데워진 온수가 요소수 탱크(10) 내부의 열교환용 SUS 파이프를 거쳐 들어오는 기능과, 요소수를 보관하고, 결빙 방지와 해동을 위한 열교환용 SUS 파이프가 구비되고 요소수를 인젝터(40)로 공급하기 위한 요소수 펌프를 취부하기 위한 기능을 갖는 요소수 탱크(10)와; 냉각수 탱크의 순환장치(30)를 통과한 냉각수를 온수로 만들어서 요소수 탱크(10)에 구비된 열교환용 SUS 파이프로 공급하는 기능을 갖는 배기열 교환기(20)와; 상기 요소수 탱크(10)에 구비된 열교환용 SUS 파이프에 배기열 교환기(20)에 의해 승온된 온수를 요소수 탱크(10)의 열교환용 SUS 파이프로 공급하고, 공냉식 열교환기(50)를 거쳐 요소수 분사용 인젝터(40)의 냉각수 공급부로 공급하는 기능을 갖는 냉각수 탱크의 순환장치(30)와; 상기 요소수 탱크(10) 하부에 취부된 요소수 펌프로부터 요소수를 공급받아 배기관 내에 분사하는 기능과, 냉각수 탱크의 순환장치(30)에서 공냉식 열교환기(50)를 거쳐 냉각된 냉각수를 공급 받아 인젝터의 과열을 방지하는 기능을 갖는 인젝터(40)와; 상기 냉각수 탱크의 순환장치(30)로부터 냉각수를 공급받아 냉각시키는 기능을 갖는 공냉식 열교환기(50); 을 구비한다.1 to 2, the urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device of the present invention can be used in both the natural circulation method and the power circulation method, and the cooling water is supplied to the cooling water tank 31, the cooling water is heated through the exhaust heat exchanger 20 through the circulation device 30 of the cooling water tank, and the hot water enters through the SUS pipe for heat exchange inside the urea water tank 10. , a urea water tank 10 having a function for storing the urea water, a SUS pipe for heat exchange for freezing prevention and thawing, and a function for attaching a urea water pump for supplying the urea water to the injector 40; an exhaust heat exchanger 20 having a function of converting the cooling water that has passed through the circulation device 30 of the cooling water tank into hot water and supplying it to the SUS pipe for heat exchange provided in the urea water tank 10; The hot water heated by the exhaust heat exchanger 20 is supplied to the SUS pipe for heat exchange provided in the urea water tank 10 to the SUS pipe for heat exchange of the urea water tank 10, and the urea through the air-cooled heat exchanger 50 a circulation device 30 of the coolant tank having a function of supplying the coolant to the coolant supply unit of the injector 40 for water injection; The function of receiving urea water from the urea water pump mounted on the lower part of the urea water tank 10 and injecting it into the exhaust pipe, and receiving the cooling water cooled through the air-cooled heat exchanger 50 from the circulating device 30 of the cooling water tank an injector 40 having a function of preventing overheating of the injector; an air-cooled heat exchanger (50) having a function of receiving and cooling cooling water from the circulation device (30) of the cooling water tank; to provide

상기 본 발명인 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치를 구성하는 각 기술적 수단들의 기능을 설명하면 다음과 같다.The function of each technical means constituting the urea water heating and urea water injection injector cooling apparatus for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) apparatus of the present invention will be described as follows.

본 발명인 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치는 자연 순환방식과 동력 순환방식에 모두 사용할 수 있다.The urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device of the present invention can be used in both the natural circulation method and the power circulation method.

상기 요소수 탱크(10)는 냉각수를 냉각수 탱크(31)로 공급하면 상기 냉각수가 냉각수 탱크의 순환장치(30)를 통해 배기열 교환기(20)를 경유하여 데워진 온수가 요소수 탱크(10) 내부의 열교환용 SUS 파이프를 거쳐 들어오는 기능과, 요소수를 보관하고, 결빙 방지와 해동을 위한 열교환용 SUS 파이프가 구비되고 요소수를 인젝터(40)로 공급하기 위한 요소수 펌프를 취부하기 위한 기능을 갖는다.In the urea water tank 10, when the cooling water is supplied to the cooling water tank 31, the hot water heated by the cooling water through the exhaust heat exchanger 20 through the circulation device 30 of the cooling water tank is converted into the urea water tank 10 inside. It has a function for entering through the SUS pipe for heat exchange, storing urea water, a SUS pipe for heat exchange for freezing prevention and thawing, and a function for attaching a urea water pump for supplying the urea water to the injector 40 .

상기 배기열 교환기(20)는 냉각수 탱크의 순환장치(30)를 통과한 냉각수를 온수로 만들어서 요소수 탱크(10)에 구비된 열교환용 SUS 파이프로 공급하는 기능을 갖는다.The exhaust heat exchanger 20 has a function of supplying the cooling water that has passed through the circulation device 30 of the cooling water tank into hot water to the SUS pipe for heat exchange provided in the urea water tank 10 .

여기서, 상기 배기열 교환기(20)는 매연저감장치 또는 SCR 담체(60)의 소정의 위치에 장착하는 것이다.Here, the exhaust heat exchanger 20 is mounted at a predetermined position of the exhaust gas reduction device or the SCR carrier 60 .

상기 냉각수 탱크의 순환장치(30)는 상기 요소수 탱크(10)에 구비된 열교환용 SUS 파이프에 배기열 교환기(20)에 의해 승온된 온수를 요소수 탱크(10)의 열교환용 SUS 파이프로 공급하고, 공냉식 열교환기(50)를 거쳐 요소수 분사용 인젝터(40)의 냉각수 공급부로 공급하는 기능을 갖는다.The circulation device 30 of the cooling water tank supplies the hot water heated by the exhaust heat exchanger 20 to the SUS pipe for heat exchange provided in the urea water tank 10 to the SUS pipe for heat exchange of the urea water tank 10 and , has a function of supplying the coolant to the cooling water supply unit of the injector 40 for urea water injection through the air-cooled heat exchanger 50 .

상기 인젝터(40)는 상기 요소수 탱크(10) 하부에 취부된 요소수 펌프로부터 요소수를 공급받아 배기관 내에 분사하는 기능과, 냉각수 탱크의 순환장치(30)에서 공냉식 열교환기(50)를 거쳐 냉각된 냉각수를 공급 받아 인젝터의 과열을 방지하는 기능을 갖는다.The injector 40 receives the urea water from the urea water pump mounted on the lower part of the urea water tank 10 and injects it into the exhaust pipe, and the cooling water tank circulation device 30 through the air-cooled heat exchanger 50 It has the function of preventing the injector from overheating by receiving the cooled coolant.

여기서, 상기 인젝터(40)는 도 2에 도시한 바와 같이, 요소수 유입구(41)와, 냉각수 유입구(42)와, 냉각수 순환구(43)를 포함한다.Here, the injector 40 includes a urea water inlet 41 , a cooling water inlet 42 , and a cooling water circulation port 43 as shown in FIG. 2 .

상기 공냉식 열교환기(50)는 상기 냉각수 탱크의 순환장치(30)로부터 냉각수를 공급받아 냉각시키는 기능을 갖는다.The air-cooled heat exchanger 50 has a function of receiving cooling water from the circulation device 30 of the cooling water tank and cooling it.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치에서 자연 순환방식을 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치에서 자연 순환방식을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.3 is a view showing a natural circulation method in the urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is the present invention It is a view shown to explain a natural circulation method in the urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device according to another embodiment of the present invention.

도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 자연 순환방식의 경우에는 도 1과 기능적인 면은 동일하며, 냉각수 탱크의 순환장치(30)와 배기열 교환기(20) 사이에 저압 체크밸브(70)를 더 설치하고, 공랭식 열교환기(50)와 인젝터(40) 사이에 저압 체크밸브(70)를 더 설치한 것이다.3 and 4, in the case of the natural circulation method of the present invention, the functional aspect is the same as that of FIG. 1, and a low-pressure check valve ( 70) is further installed, and a low-pressure check valve 70 is further installed between the air-cooled heat exchanger 50 and the injector 40 .

상기 저압 체크밸브(70)는 데워진 쪽과 그렇지 않아 차가운 쪽의 미세한 압력차를 유지하고 발생한 압력차에 의한 냉각수의 흐름을 유도하고 역방향의 흐름을 방지하며, 냉각수의 원활한 순환을 향상시키는 것이다.The low pressure check valve 70 maintains a minute pressure difference between the warm side and the cold side, induces the flow of cooling water due to the generated pressure difference, prevents the reverse flow, and improves the smooth circulation of the cooling water.

또한, 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치의 자연 순환방식의 경우는 압력 차이와 밀도 차이와 증기압 간헐순환 중에서 선택되는 형태로 사용하므로 동력을 사용하지 않으며, 별도의 제어가 필요 없는 것인데, 스팀가압의 형태인 압력 차이에 의한 경우에는 압력솥을 활용해서 스팀을 보내서 스팀이 물이 되게 하는 것이며, 구조와 원리가 단순하여 큰 고장이 없고 전원이 불필요하고. 입출구부의 온도차가 크며, 물 보충이 안되므로 압력용기가 대형이어야 하는 것이며, 밀도 차이에 의한 경우에는 온수와 냉수의 밀도 차이로 순환하며, 구조와 원리가 단순하여 큰 고장이 없고 전원이 불필요하고, 열원이 대형이므로 공간을 많이 차지하는 것이며, 증기압 간헐순환에 의한 경우에는 스팀 압에 의한 온수 순환, 볼탑 밸브를 제어하는 것이고, 적은 연료 소모로 인하여 전원이 불필요하며, 볼탑 가동부의 고장 발생 가능성이 있으므로 정교한 셋팅이 요구되는 것이다.In addition, in the case of the natural circulation method of the urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device, the power is used because it is selected from the pressure difference, the density difference, and the vapor pressure intermittent circulation. There is no need for separate control. In the case of a pressure difference, which is a form of steam pressurization, steam is sent by using a pressure cooker to turn steam into water. do. The temperature difference between the inlet and outlet is large, and the water cannot be replenished, so the pressure vessel must be large. Because it is large, it occupies a lot of space. In the case of intermittent circulation of steam pressure, it controls hot water circulation by steam pressure and the ball top valve. Due to low fuel consumption, no power is required, and there is a possibility of malfunction of the ball top moving part. this will be required

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치에서 동력 순환방식을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.5 is a view illustrating a power circulation method in the urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 동력 순환방식의 경우에는 도 1과 기능적인 면은 동일하며, 냉각수 탱크의 순환장치(30)와 배기열 교환기(20) 사이에 순환펌프 또는 모터(80)를 더 설치하고, 냉각수 탱크의 순환장치(30)와 공랭식 열교환기(50) 사이에 순환펌프 또는 모터(80)를 더 설치한 것이다.As shown in FIG. 5 , in the case of the power circulation method, the functional aspect is the same as that of FIG. 1 , and a circulation pump or motor 80 is further installed between the circulation device 30 of the cooling water tank and the exhaust heat exchanger 20 . installed, and a circulation pump or motor 80 is further installed between the circulation device 30 of the cooling water tank and the air-cooled heat exchanger 50 .

상기 순환펌프 또는 모터(80)는 냉각수가 일정한 온도로 순환 제어되게 하는 것이다.The circulation pump or motor 80 allows the cooling water to be circulated and controlled at a constant temperature.

또한, 상기 동력 순환방식의 경우에는 냉각수 탱크(31)에 추가 장착된 온도센서(미도시)와 순환펌프 또는 모터(80)를 구동시켜 냉각수가 일정한 온도로 순환 제어되게 하고, 공냉식 열교환기(50)에 팬(Fan)(미도시)을 추가하여 냉각 효율을 높일 수 있는 것이다.In addition, in the case of the power circulation method, a temperature sensor (not shown) additionally mounted on the cooling water tank 31 and a circulation pump or motor 80 are driven so that the cooling water is circulated at a constant temperature, and the air-cooled heat exchanger 50 ) by adding a fan (not shown) to increase the cooling efficiency.

선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치의 동력 순환방식에서 온수 강제순환을 이용한 방식의 경우는 가장 많이 DIY하는 유형이며, 적은 연료소모로 안정적인 온도분포가 장점이지만, 배터리나 전원이 필요하다는 단점이 있는 것이다.The method using forced circulation of hot water in the power circulation method of urea water heating and urea water injection injector cooling system for improving the performance of selective catalytic reduction (SCR) system is the most DIY type, and stable temperature distribution with low fuel consumption This is an advantage, but the disadvantage is that it requires a battery or power supply.

상술한 바와 같이, 본 발명은 요소수의 승온 장치의 경우 차량에서 배기되는 배기 열을 이용하여 냉각수를 승온 시키고 이를 이용하여 탱크에 보관되어 있는 요소수를 간접적으로 외기의 온도 이상으로 승온시킴으로써, 낮은 열분해 온도의 배기가스에 분사하여도 비교적 작은 열량의 흡수로 보다 빠르게 암모니아로 열분해가 가능함은 물론 요소수의 결빙 방지와 해동을 도울 수 있다. 또한, 승온되지 않은 대기온 상태의 요소수의 분사와 비교하면 배기가스 내로 분사된 요소수는 배기가스로부터 열량을 공급받아 열 분해되는데, 요소수 승온 장치에 의해 이미 승온된 요소수의 경우에는 보다 적은 열량의 흡수로 열분해가 가능하므로 작은 열량 흡수로 인해 열량 흡수 시간이 단축되어 빠른 열분해가 가능함은 물론 빠른 열분해로 인해 배관의 길이를 줄일 수 있고 비교적 낮은 온도의 차량 주행에서도 배기가스 내 NOx의 저감율의 증가를 기대할 수 있다.As described above, in the case of the urea water temperature increasing device, the present invention raises the temperature of the cooling water using exhaust heat exhausted from the vehicle and indirectly raises the temperature of the urea water stored in the tank above the temperature of the outside air by using it. Even if it is sprayed into the exhaust gas at the pyrolysis temperature, it can be pyrolyzed to ammonia faster by absorbing a relatively small amount of heat, as well as helping prevent freezing and thawing of urea water. In addition, compared to the injection of urea water in an atmospheric temperature state that has not been heated, the urea water injected into the exhaust gas is thermally decomposed by receiving heat from the exhaust gas. Since thermal decomposition is possible by absorbing a small amount of heat, the heat absorption time is shortened due to the absorption of a small amount of heat, which enables rapid thermal decomposition. can be expected to increase.

상술한 바와 같은, 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치는 디젤엔진을 갖는 차량에 적용할 수 있으므로 그 적용대상이 광범위하다.As described above, the urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device can be applied to a vehicle having a diesel engine, so its application target is wide.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해할 수 있을 것이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and that various modifications and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Anyone with ordinary skill in the art will understand.

10 : 요소수 탱크 20 : 배기열 교환기
30 : 냉각수 탱크의 순환장치 31 : 냉각수 탱크
40 : 인젝터 41 : 요소수 유입구
42 : 냉각수 유입구 43 : 냉각수 순환구
50 : 공냉식 열교환기 60 : 매연저감장치 또는 SCR 담체
70 : 저압 체크밸브 80 : 순환펌프 또는 모터10: urea water tank 20: exhaust heat exchanger
30: circulating device of the cooling water tank 31: cooling water tank
40: injector 41: urea water inlet
42: cooling water inlet 43: cooling water circulation port
50: air-cooled heat exchanger 60: soot reduction device or SCR carrier
70: low pressure check valve 80: circulation pump or motor

Claims (6)

선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치에 있어서,
자연 순환방식과 동력 순환방식에 모두 사용할 수 있고,
냉각수를 냉각수 탱크로 공급하면 상기 냉각수가 냉각수 탱크의 순환장치를 통해 배기열 교환기를 경유하여 데워진 온수가 요소수 탱크 내부의 열교환용 SUS 파이프를 거쳐 들어오는 기능과, 요소수를 보관하고, 결빙 방지와 해동을 위한 열교환용 SUS 파이프가 구비되고 요소수를 인젝터로 공급하기 위한 요소수 펌프를 취부하기 위한 기능을 갖는 요소수 탱크와;
매연저감장치 또는 SCR 담체의 소정의 위치에 장착하며, 냉각수 탱크의 순환장치를 통과한 냉각수를 온수로 만들어서 요소수 탱크에 구비된 열교환용 SUS 파이프로 공급하는 기능을 갖는 배기열 교환기와;
상기 요소수 탱크에 구비된 열교환용 SUS 파이프에 배기열 교환기에 의해 승온된 온수를 요소수 탱크의 열교환용 SUS 파이프로 공급하고, 공냉식 열교환기를 거쳐 요소수 분사용 인젝터의 냉각수 공급부로 공급하는 기능을 갖는 냉각수 탱크의 순환장치와;
상기 요소수 탱크 하부에 취부된 요소수 펌프로부터 요소수를 공급받아 배기관 내에 분사하는 기능과, 냉각수 탱크의 순환장치에서 공냉식 열교환기를 거쳐 냉각된 냉각수를 공급 받아 인젝터의 과열을 방지하는 기능을 갖으며, 요소수 유입구와, 냉각수 유입구와, 냉각수 순환구를 포함하는 인젝터와;
상기 냉각수 탱크의 순환장치로부터 냉각수를 공급받아 냉각시키는 기능을 갖는 공냉식 열교환기; 을 포함하며, 상기 자연 순환방식의 경우에는 냉각수 탱크의 순환장치와 배기열 교환기 사이에 저압 체크밸브를 설치하고, 공랭식 열교환기와 인젝터 사이에 저압 체크밸브를 설치하며, 상기 저압 체크밸브는 전 후단의 데워진 쪽과 차가운 쪽의 밀도차 또는 압력차를 유지하여, 원활한 흐름을 만들어 주고, 냉각수의 역류를 방지하여, 냉각수의 순환을 향상시키는 것이고, 자연 순환방식의 경우는 압력 차이와 밀도 차이와 증기압 간헐순환 중에서 선택되는 형태로 사용하므로 동력을 사용하지 않으며, 별도의 제어가 필요 없는 것이며, 상기 동력 순환방식의 경우에는 냉각수 탱크의 순환장치와 배기열 교환기 사이에 순환펌프 또는 모터를 설치하고, 냉각수 탱크의 순환장치와 공랭식 열교환기 사이에 순환펌프 또는 모터를 설치하며, 냉각수 탱크에 온도 센서를 설치하여, 상기 순환펌프 또는 모터는 냉각수가 일정한 온도로 순환 제어되게 하는 것이고, 상기 동력 순환방식의 경우에는 냉각수 탱크에 추가 장착된 온도센서와 순환펌프 또는 모터를 구동시켜 냉각수가 일정한 온도로 순환 제어되게 하고, 공냉식 열교환기에 팬(Fan)을 추가하여 인젝터로 공급되는 냉각수의 냉각 효율을 높일 수 있는 것이며, 동력 순환방식에서 온수 강제순환을 이용한 방식의 경우는 가장 많이 DIY하는 유형이며, 적은 연료소모로 안정적인 온도분포를 갖는 것이고, 시중에 사용되는 차량용 냉각수를 사용하여도 무방함을 포함함을 특징으로 선택적 촉매 환원(SCR) 장치의 성능 향상을 위한 요소수 가열 및 요소수 분사 인젝터 냉각 장치.In the urea water heating and urea water injection injector cooling device for improving the performance of the selective catalytic reduction (SCR) device,
It can be used for both natural circulation and power circulation.
When cooling water is supplied to the cooling water tank, the hot water heated through the exhaust heat exchanger through the circulation device of the cooling water tank enters through the SUS pipe for heat exchange inside the urea water tank, stores the urea water, prevents freezing and thawing a urea water tank provided with a SUS pipe for heat exchange and having a function for attaching a urea water pump for supplying urea water to the injector;
an exhaust heat exchanger mounted at a predetermined position of the exhaust gas reduction device or the SCR carrier, and having a function of supplying the cooling water that has passed through the circulation device of the cooling water tank into hot water to the SUS pipe for heat exchange provided in the urea water tank;
The hot water heated by the exhaust heat exchanger is supplied to the SUS pipe for heat exchange provided in the urea water tank to the SUS pipe for heat exchange of the urea water tank, and through the air-cooled heat exchanger, the cooling water supply unit of the injector for urea water injection has a function of supplying it a circulating device for the cooling water tank;
It has a function to receive urea water from the urea water pump mounted on the lower part of the urea water tank and inject it into the exhaust pipe, and to receive cooled coolant from the circulating device of the cooling water tank through an air-cooled heat exchanger to prevent overheating of the injector. , an injector including a urea water inlet, a cooling water inlet, and a cooling water circulation port;
an air-cooled heat exchanger having a function of receiving cooling water from the circulation device of the cooling water tank and cooling it; In the case of the natural circulation method, a low-pressure check valve is installed between the circulation device of the coolant tank and the exhaust heat exchanger, and a low-pressure check valve is installed between the air-cooled heat exchanger and the injector, and the low-pressure check valve is heated at the front and rear ends. By maintaining the density difference or pressure difference between the cold side and the cold side, it creates a smooth flow and prevents the reverse flow of the cooling water to improve the circulation of the cooling water. Since it is used in a form selected from among, no power is used and no separate control is required. In the case of the power circulation method, a circulation pump or motor is installed between the circulation device of the cooling water tank and the exhaust heat exchanger, A circulation pump or motor is installed between the device and the air-cooled heat exchanger, and a temperature sensor is installed in the cooling water tank, so that the circulation pump or motor controls the circulation of the cooling water at a constant temperature, and in the case of the power circulation method, the cooling water tank By driving a temperature sensor and a circulation pump or motor additionally mounted on the air conditioner, the cooling water is circulated at a constant temperature, and the cooling efficiency of the cooling water supplied to the injector can be increased by adding a fan to the air-cooled heat exchanger, and power circulation. In the case of the method using forced circulation of hot water, it is the most DIY type, has a stable temperature distribution with low fuel consumption, and selective catalytic reduction, characterized in that it is ok to use commercially available vehicle coolant. (SCR) Urea water heating and urea water injection injector cooling device to improve the performance of the device. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020220036483A 2022-03-24 2022-03-24 Element water heating and element water injector cooling device for improvement of scr apparatus KR102421495B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220036483A KR102421495B1 (en) 2022-03-24 2022-03-24 Element water heating and element water injector cooling device for improvement of scr apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220036483A KR102421495B1 (en) 2022-03-24 2022-03-24 Element water heating and element water injector cooling device for improvement of scr apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102421495B1 true KR102421495B1 (en) 2022-07-15

Family

ID=82401020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220036483A KR102421495B1 (en) 2022-03-24 2022-03-24 Element water heating and element water injector cooling device for improvement of scr apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102421495B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130003982A (en) * 2011-07-01 2013-01-09 현대자동차주식회사 Urea supply system for selective catalyst reduction device and control method of the same
KR20170139820A (en) 2016-06-10 2017-12-20 현대자동차주식회사 Fuel and urea heating system for vehicle
KR20220007989A (en) * 2020-07-13 2022-01-20 주식회사 에코닉스 Elemental water temperature and injector cooling system using vehicle exhaust heat

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130003982A (en) * 2011-07-01 2013-01-09 현대자동차주식회사 Urea supply system for selective catalyst reduction device and control method of the same
KR20170139820A (en) 2016-06-10 2017-12-20 현대자동차주식회사 Fuel and urea heating system for vehicle
KR20220007989A (en) * 2020-07-13 2022-01-20 주식회사 에코닉스 Elemental water temperature and injector cooling system using vehicle exhaust heat

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10060319B2 (en) Internal combustion engine
EP1388648B1 (en) A Method and System for Freeze Protecting Liquid NOx Reductants for Vehicle Application
US8828342B1 (en) DPF energy conservation
US11441502B2 (en) Start-up method for a vehicle with a hybrid propulsion system
KR101831425B1 (en) SYSTEM INTENDED TO REDUCE THE AMOUNT OF NOx IN THE EXHAUST GASES OF A MOTOR VEHICLE
US8516800B2 (en) System and method for introducing a reductant agent
US20130000729A1 (en) Def pump and tank thawing system and method
KR102413070B1 (en) Cooling device for reducing agent dosing module and engine cooling system having the same
US20100114463A1 (en) System for cold starting machine
US20150113961A1 (en) Diesel Engine Nox Reduction
US8505280B2 (en) Process for controlling the injection of urea in a selective catalytic reduction system
CN115929443A (en) EATS for converting NOx emissions in exhaust from an engine
KR20220007989A (en) Elemental water temperature and injector cooling system using vehicle exhaust heat
KR102421495B1 (en) Element water heating and element water injector cooling device for improvement of scr apparatus
CN111997807B (en) Vehicle heating method and system and vehicle
KR101766127B1 (en) Urea solution storing tank
KR102440662B1 (en) Fuel and urea heating system for vehicle
KR20070033599A (en) EBR cooling system using elements of SRC system
PT2411647E (en) Method for monitoring pollutant emissions from a combustion engine, power train, and vehicle fitted with said power train
US10378405B2 (en) Method for managing temperatures in aftertreatment system
US11629624B1 (en) DEF thawing apparatus and method for diesel engine SCR systems
US11905869B2 (en) Exhaust aftertreatment system
KR20230053889A (en) Refrigerant Control Method of Urea Injector Cooling System of Exchanging Heat with Urea Tank
KR102540883B1 (en) Heating Fluid Circulation type SCR System and Vehicle therefor
KR20230053890A (en) Refrigerant Control Method of Urea Injector Cooling System of Exchanging Heat with Radiator

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant