KR102438913B1 - 전열 히팅방식의 요소수 센더 및 이를 갖는 요소수 탱크 - Google Patents

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Abstract

전열식 요소수 센더는, 요소수 탱크의 상부벽에 형성된 장착홀에 장착되고 요소수 공급용 커넥터와 요소수 회수용 커넥터가 구비된 센더 장착부, 상기 센더 장착부로부터 하부로 연장하는 적어도 하나의 지지 부재에 의해 상기 요소수 탱크의 요소수 내에 침지되도록 설치되고 전원에 의해 발열되는 전열 소자들이 설치되는 히팅부 및 상기 히팅부를 상기 요소수로부터 밀봉시키는 몰딩 부재를 포함하는 히팅 지지부, 상기 요소수 공급용 커넥터 및 상기 요소수 회수용 커넥터와 각각 연결되며 상기 센더 장착부로부터 하부로 연장하며 하단부들이 상기 히팅 지지부에 배치되는 요소수 공급 튜브 및 요소수 회수 튜브, 그리고 상기 히팅 지지부에 설치되며 상기 요소수의 상태값을 측정하기 위한 센서 장치를 포함한다.

Description

전열 히팅방식의 요소수 센더 및 이를 갖는 요소수 탱크{ELECTRIC HEATING TYPE UREA SENDER AND UREA TANK HAVING THE SAME}
본 발명은 요소수 센더 및 이를 갖는 요소수 탱크에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 선택적 촉매 환원 시스템에서 사용되는 요소수 센더 및 이를 갖는 요소수 탱크에 관한 것이다.
디젤엔진과 같은 내연기관의 배기가스에 포함되는 유해 물질을 후처리하여 정화시키는 배기가스 정화 시스템의 일 예로서, 선택적 촉매 환원(Selective Catalytic Reduction; SCR) 시스템이 당해 분야에 알려져 있다.
선택적 촉매 환원 시스템(이하, 간단히 'SCR 시스템'이라 한다)은 내연기관의 배기가스 중 질소산화물(NOx)을 요소를 환원제로 사용하여 촉매 반응을 통해 질소와 물로 환원시킨다. SCR 시스템에는 환원제로서의 요소가 수용된 수용액(이하, 간단히 '요소수'라 한다)이 공급되는데, 이를 위해 요소수를 저장하는 요소수 탱크가 SCR 시스템에 채용된다. 요소수 탱크에는, SCR 시스템의 요소수 공급 모듈에 연결되어 요소수 탱크에 저장된 요소수를 SCR 시스템에 보내고 SCR 시스템으로부터 복귀하는 요소수를 요소수 탱크에 인도하는 요소수 센더가 장착된다.
종래의 요소수 센더에 있어서, 엔진 냉각수를 이용하여 동절기에 동결된 요소수를 해동할 수 있다. 그러나, 엔진의 시동 후 일정 시간이 지난 후에만 해동을 시작할 수 있고, 냉각수 순환을 위한 부가적인 장치들이 필요하여 제조 비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 과제는 제조 원가를 절감하고 구조가 단순하고 향상된 요소수 해동 성능을 갖는 전열식 히터방식의 요소수 센더를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 과제는 상술한 요소수 센더를 구비하는 요소수 탱크를 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 전열식 요소수 센더는, 요소수 탱크의 상부벽에 형성된 장착홀에 장착되고 요소수 공급용 커넥터와 요소수 회수용 커넥터가 구비된 센더 장착부, 상기 센더 장착부로부터 하부로 연장하는 적어도 하나의 지지 부재에 의해 상기 요소수 탱크의 요소수 내에 침지되도록 설치되고 전원에 의해 발열되는 전열 소자들이 설치되는 히팅부 및 상기 히팅부를 상기 요소수로부터 밀봉시키는 몰딩 부재를 포함하는 히팅 지지부, 상기 요소수 공급용 커넥터 및 상기 요소수 회수용 커넥터와 각각 연결되며 상기 센더 장착부로부터 하부로 연장하며 하단부들이 상기 히팅 지지부에 배치되는 요소수 공급 튜브 및 요소수 회수 튜브, 그리고 상기 히팅 지지부에 설치되며 상기 요소수의 상태값을 측정하기 위한 센서 장치를 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전열 소자들은 PTC (Positive Temperature Coefficient) 소자들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 히팅부는, 외부 전원이 인가되며 상기 전열 소자들이 각각 안착되는 전극부 및 상기 전열 소자들이 노출되도록 상기 전극부를 커버하는 절연 플레이트를 포함하는 적어도 하나의 전열 소자 플레이트, 및 상기 전열 소자 플레이트가 삽입 설치되는 슬롯을 가지며 상기 슬롯에 삽입된 상기 전열 소자들과 면 접촉하는 방열 플레이트를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방열 플레이트는 상기 슬롯을 가지며 수직 방향으로 연장하는 수직 방열 블록 및 상기 수직 방열 블록으로부터 수평 방향으로 연장하는 수평 방열 블록을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 슬롯의 양 측벽 사이의 거리는 내부로 갈수록 점차적으로 감소하고 상기 전열 소자 플레이트는 상기 슬롯 형상에 대응하는 쐐기 형상을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 절연 플레이트의 외측면과 상기 전극부의 외측면 사이의 각도는 2도 내지 6도의 범위 이내에 있을 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 센서 장치는 요소수의 농도 및 요소수의 수면의 레벨을 측정할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 센더 장착부로부터 하부로 연장하여 상기 히팅 지지부와 각각 체결되는 제1 및 제2 보호 튜브들을 포함하고, 상기 제1 및 제2 보호 튜브들 내부에는 제1 및 제2 전원 케이블들이 각각 배치될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 요소수 공급 튜브는, 상기 요소수 탱크 내의 요소수를 흡입하여 공급하기 위한 내측 요소수 공급관, 상기 내측 요소수 공급관 둘레를 따라 코일 형상으로 연장하는 전열선, 및 상기 내측 요소수 공급관 및 상기 전열선을 외부로부터 절연 및 밀봉시키는 외측 보호 튜브를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전열식 요소수 센더는, 상기 히팅 지지부 상에 고정 설치되고 상기 요소수 공급 튜브의 하단부가 체결되어 상기 요소수 공급 튜브를 통해 공급될 요소수를 필터링하기 위한 필터부를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 필터부는 상기 히팅 지지부 상에 고정되는 직육면체 형상의 필터 구조체 및 상기 필터 구조체 내부에서 상기 필터 구조체를 지지하는 복수 개의 지지 기둥들을 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 요소수 탱크는 상부벽에 관통 형성된 장착홀을 갖는 탱크 바디, 및 상기 장착홀에 탈착 가능하도록 장착되는 요소수 센더를 포함한다. 상기 요소수 센더는, 상기 장착홀에 탈착 가능하도록 장착되는 센더 장착부, 상기 센더 장착부로부터 하부로 연장하는 적어도 하나의 지지 부재에 의해 상기 요소수 탱크의 요소수 내에 침지되도록 설치되고, 전원에 의해 발열되는 전열 소자들을 갖는 적어도 하나의 전열 소자 플레이트, 상기 전열 소자 플레이트가 삽입되는 슬롯을 갖는 방열 플레이트, 및 상기 방열 플레이트를 상기 요소수로부터 밀봉시키는 몰딩 부재를 포함하는 히팅 지지부, 상기 센더 장착부로부터 하부로 연장하며 하단부들이 상기 히팅 지지부에 배치되는 요소수 공급 튜브 및 요소수 회수 튜브, 그리고 상기 히팅 지지부 상에 설치되며 상기 요소수의 상태값을 측정하기 위한 센서 장치를 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 전열 소자 플레이트는 상기 전열 소자들이 각각 안착되는 전극부 및 상기 전열 소자들이 노출되도록 상기 전극부를 커버하는 절연 플레이트를 포함하고, 상기 전열 소자의 발열면은 상기 방열 플레이트의 상기 슬롯의 내부면과 면 접촉할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방열 플레이트는 상기 슬롯을 갖는 제1 방열 블록 및 상기 제1 방열 블록으로부터 수평 방향으로 연장하는 제2 방열 블록을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 방열 블록의 상부면에는 제1 커넥터 핀이 구비되고, 상기 전극부의 상부에는 제2 커넥터 핀이 구비될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 센더 장착부로부터 하부로 연장하여 상기 제1 방열 블록과 각각 체결되는 제1 및 제2 보호 튜브들을 포함하고, 상기 제1 및 제2 보호 튜브들 내부에는 제1 및 제2 전원 케이블들이 각각 배치되고, 상기 제1 및 제2 전원 케이블들은 상기 제1 및 제2 커넥터 핀들과 전기적으로 연결될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 슬롯의 양 측벽 사이의 거리는 내부로 갈수록 점차적으로 감소하고 상기 전열 소자 플레이트는 상기 슬롯 형상에 대응하는 쐐기 형상을 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 요소수 공급 튜브는 상기 요소수 탱크 내의 요소수를 흡입하여 공급하기 위한 내측 요소수 공급관, 상기 내측 요소수 공급관 둘레를 따라 코일 형상으로 연장하는 전열선, 및 상기 내측 요소수 공급관 및 상기 전열선을 외부로부터 절연 및 밀봉시키는 외측 보호 튜브를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 센서 장치는 요소수의 농도 및 요소수의 수면의 레벨을 측정할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 요소수 센더는 상기 히팅 지지부 상에 고정 설치되고 상기 요소수 공급 튜브의 하단부가 체결되어 상기 요소수 공급 튜브를 통해 공급될 요소수를 필터링하기 위한 필터부를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 요소수 센더는 센더 장착부로부터 하부로 연장하는 적어도 하나의 지지 부재에 의해 요소수 탱크의 요소수 내에 침지되도록 설치되고, 전열 소자들이 설치되는 히팅부 및 상기 히팅부를 상기 요소수로부터 밀봉시키는 몰딩 부재를 포함하는 히팅 지지부를 포함할 수 있다. 상기 히팅부는 상기 전열 소자들로서의 PTC 소자들이 안착된 적어도 하나의 전열 소자 플레이트 및 상기 전열 소자 어셈블리가 삽입 설치되는 방열 플레이트를 포함할 수 있다. 상기 방열 플레이트는 상기 전열 소자 어셈블리가 삽입되는 슬롯을 가지며, 상기 슬롯의 내부면은 상기 PTC 소자의 발열면과 면 접촉할 수 있다.
따라서, 종래의 냉각수 관련 부품을 대신하여 제어기가 별도로 필요로 하지 않는 PTC 소자를 이용하여 상기 요소수 탱크 내의 요소수의 결빙을 방지하고 동결된 요소수를 해동할 수 있다.
또한, 복수 개의 상기 PTC 소자들을 갖는 전열 소자 플레이트를 쐐기 타입으로 상기 방열 플레이트의 상기 슬롯에 조립시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 PTC 소자들과의 열 접촉 면적이 증가되고 조립성이 향상되어 접촉 불량을 방지할 수 있다.
더욱이, 요소수 공급 튜브는 상기 요소수 탱크 내의 요소수를 흡입하여 공급하기 위한 내측 요소수 공급관, 상기 내측 요소수 공급관 둘레를 따라 코일 형상으로 연장하는 전열선, 및 상기 내측 요소수 공급관과 상기 전열선을 외부로부터 절연 및 밀봉시키는 외측 보호 튜브를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 전열선은 상기 내측 요소수 공급관 내의 요소수의 요소수의 결빙을 방지하고 동결된 요소수를 해동할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 요소수 센더가 설치된 요소수 탱크를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 요소수 센더를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 2의 요소수 센더의 센더 장착부에 접속된 튜브들 및 전원 라인을 나타내는 저면 사시도이다.
도 5는 도 2의 요소수 센더의 히팅 지지부 및 센서 장치를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 도 5의 히팅 지지부의 방열 플레이트를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 방열 플레이트의 슬롯에 삽입되는 발열 소자 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8의 방열 소자 어셈블리를 나타내는 정면도이다.
도 10은 도 9의 B-B' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 도 6의 A 부분을 나타내는 확대 단면도이다.
도 12는 도 5의 히팅 지지부의 후단 상부에 형성된 제1 및 제2 삽입홀들을 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 5의 히팅 지지부 상에 장착되는 필터를 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 5의 센서 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문 에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 선택적 촉매 환원 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 선택적 촉매 환원(selective catalyst reduction, SCR) 시스템(10)은 엔진(도시되지 않음)으로부터 배기가스가 배출되는 배기 파이프(20)에 설치되는 선택적 촉매 환원 장치(30), SCR 장치(30)의 전방의 배기 파이프(20)에 설치되어 배기가스 내의 질소산화물을 환원시키기 위한 환원제를 분사하는 환원제 분사 모듈(40), 환원제 저장 탱크(100)에 저장된 환원제를 환원제 분사 모듈(40)로 공급하기 위한 환원제 공급 모듈(50), 및 상기 환원제의 공급 및 분사를 제어하기 위한 도징 제어부(60)를 포함할 수 있다. 또한, SCR 시스템(10)은 SCR 장치(30)의 전방의 배기 파이프(20)에 설치되는 디젤 산화 촉매(diesel oxidation catalyst, DOC) 장치(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, SCR 시스템(10)은 내연 기관이 사용되는 승용차량, 화물차량, 건설기계, 농기계, 선박 등에 적용될 수 있다. 상기 내연 기관은 디젤 엔진을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것을 아니다.
예를 들면, 배기 파이프(20)는 상기 디젤 엔진의 배기 매니폴드에 연결되어 상기 엔진으로부터 배기가스가 배출될 수 있다. 상기 DOC 장치는 상기 디젤 엔진의 배기가스에 포함된 일산화탄소 및 탄화수소를 산화시킬 수 있다. SCR 장치(30)는 상기 DOC 장치 하류의 배기 파이프(20)에 설치되어 질소산화물(NOX)을 환원시킬 수 있다.
환원제 분사 모듈(40)은 엔진으로부터 배출되는 배기가스 내의 질소산화물을 환원시키기 위하여 요소수와 같은 환원제를 분사할 수 있다. 환원제 분사 모듈(40)은 도징 제어부(60)의 제어 하에 요소수를 SCR 장치(30)의 전방의 배기 파이프(20) 내에 분사할 수 있다.
엔진으로부터 배출된 배기가스의 온도는 수백 ℃에 이르는 고온이므로, 배기 파이프(20) 내에 분사된 상기 환원제는 곧바로 기화될 수 있다. 기화된 환원제는 배기가스와 혼합되고, 상기 환원제와 상기 질소산화물을 선택적 촉매 환원 장치(30)를 이용하여 촉매 반응시켜 상기 질소산화물을 질소 가스와 물로 환원시킬 수 있다.
환원제 공급 모듈(50)은 요소수 공급관(42)을 통해 요소수를 환원제 분사 모듈(40)로 공급할 수 있다. 또한, 환원제 공급 모듈(50)은 요소수 공급관(52)과 요소수 회수관(54)을 통해 요소수 탱크(100)에 설치된 요소수 센더(200)에 연결될 수 있다.
환원제 공급 모듈(50)은 요소수 탱크(100)로부터 요소수를 흡입하고 요소수 탱크(100)로 요소수를 회수시키기 위한 펌프 장치를 가질 수 있다. 상기 펌프 장치는 도징 제어부(60)의 제어 하에 요소수를 요소수 공급관(52)을 통해 요소수 탱크(100)로부터 환원제 분사 모듈(40)로 공급하고 공급하고 남은 요소수를 요소수 회수관(54)을 통해 요소수 탱크(100)로 회수시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 도징 제어부(60)는 요소수 탱크(100) 내의 요소수 센더(200)에 설치된 센서 장치로부터 요소수의 상태값들을 수신하고 상기 상태값들에 기초하여 환원제 분사 모듈(40)과 환원제 공급 모듈(50)의 동작들을 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 센서 장치는 요소수 탱크(100) 내의 요소수의 수면의 레벨, 요소수의 농도, 요소수의 온도 등에 관한 상태값들을 측정할 수 있다.
또한, 도징 제어부(60)는 요소수 센더(200)에 설치되어 요소수를 가열하기 위한 전열 소자들에 전력을 공급하는 전원 공급부(70)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 요소수 탱크(100) 내의 요소수가 동결점(예를 들면, 영하 11℃) 이하의 온도에서 동결되기 시작하면, 도징 제어부(60)는 상기 전열 소자들에 전력을 공급하도록 제어하여 상기 요소수를 가열할 수 있다.
또한, 도징 제어부(60)는 요소수 센서(200)에 설치되어 요소수를 공급하기 위한 요소수 공급 튜브에 설치되는 전열 라인에 전력을 공급하는 전원 공급부(70)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 요소수 탱크(100) 내의 요소수 공급 튜브 내의 요소수가 동결되지 시작하면, 도징 제어부(60)는 상기 전열 라인에 전력을 공급하도록 제어하여 상기 요소수 공급 튜브 내의 요소수를 가열할 수 있다.
후술하는 바와 같이, 요소수 센더(200)는 요소수 탱크(100) 내의 요소수에 침지되도록 설치되어 요소수 탱크(100) 내의 요소수를 SCR 시스템(10)으로 공급하고 회수시킬 수 있다. 또한, 요소수 센더(200)는 요소수 탱크(100) 내의 요소수를 가열하기 위한 전열 소자들을 구비하는 히팅부 및 요소수 탱크(100) 내의 요소수의 상태값들을 획득하기 위한 센서 장치를 포함하여, SCR 시스템(10)의 성능을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 상기 요소수 센서에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 요소수 센더가 설치된 요소수 탱크를 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 요소수 센더를 나타내는 사시도이다. 도 4는 도 2의 요소수 센더의 센더 장착부에 접속된 튜브들 및 전원 라인을 나타내는 저면 사시도이다. 도 5는 도 2의 요소수 센더의 히팅 지지부 및 센서 장치를 나타내는 사시도이다. 도 6은 도 5의 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 7은 도 5의 히팅 지지부의 방열 플레이트를 나타내는 사시도이다. 도 8은 도 7의 방열 플레이트의 슬롯에 삽입되는 전열 소자 어셈블리를 나타내는 사시도이다. 도 9는 도 8의 방열 소자 어셈블리를 나타내는 정면도이다. 도 10은 도 9의 B-B' 라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 11은 도 6의 A 부분을 나타내는 확대 단면도이다. 도 12는 도 5의 히팅 지지부의 후단 상부에 형성된 제1 및 제2 삽입홀들을 나타내는 사시도이다. 도 13은 도 5의 히팅 지지부 상에 장착되는 필터를 나타내는 사시도이다. 도 14는 도 5의 센서 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 1 내지 도 13을 참조하면, 요소수 센더(200)는 센더 장착부(210), 요소수 공급 튜브(224a), 요소수 회수 튜브(224b), 히팅 지지부(230) 및 센서 장치(250)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 요소수 센더(200)는 요소수 탱크(100)에 설치될 수 있다. 요소수 센더(200)는 환원제 공급 모듈(50)에 연결되어 요소수 탱크(100) 내에 저장된 요소수를 SCR 시스템에 공급하고 상기 SCR 시스템으로부터 요소수를 회수하여 요소수 탱크(100) 내에 저장시킬 수 있다. 요소수 센더(200)는 요소수 탱크(100) 내의 요소수의 결빙을 방지하고 동결된 요소수를 해동하기 위한 전열 소자들(246)을 포함할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 전열 소자(246)는 외부 전원에 의해 발열하는 PCT(positive temperature coefficient, PTC) 소자와 같은 전기 발열체 소자를 포함할 수 있다. 이에 따라, 요소수 센더(200)는 전열식 히터방식의 센더 모듈일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 요소수 탱크(100)는 전체적으로 직육면체 형상을 갖는 탱크 바디(110)를 포함할 수 있다. 탱크 바디(110)의 상부벽에는 장착홀(112)이 관통 형성될 수 있다. 요소수 센더(200)의 센더 장착부(210)는 탱크 바디(110)의 장착홀(112)에 탈착 가능하도록 장착될 수 있다.
또한, 탱크 바디(110)의 상부벽에는 요소수 주입홀(122)이 형성될 수 있다. 요소수 주입홀(122)에는 요소수 주입을 위한 플러그(120)가 장착될 수 있다. 플러그(120)는 탱크 바디(110)의 요소수 주입홀(122)에 탈착 가능하도록 장착될 수 있다. 요소수 주입홀(122)의 위치는 이에 제한되지는 않으며, 예를 들면, 탱크 바디(110)의 측벽에 위치할 수 있다.
센더 장착부(210)는 요소수 주입홀(122)에 장착되는 하우징(212)을 포함할 수 있다. 하우징(212)은 요소수 주입홀(122)에 장착되는 디스크 형상의 베이스 및 상기 베이스에 구비되는 요소수 공급용 커넥터(214a) 및 요소수 회수용 커넥터(214b)를 포함할 수 있다. 하우징(212)의 상기 베이스는 패킹 부재를 개재하여 나사 체결을 이용하여 장착홀(112)에 장착될 수 있다.
또한, 하우징(212)은 상기 베이스에 구비되는 전원 공급 및 신호 전달용 커넥터(216)를 더 포함할 수 있다. 하우징(212)에는 탱크 바디(110)의 내부와 외부를 연통시키는 에어벤트 관(218)이 구비될 수 있다.
요소수 공급용 커넥터(214a)는 환원제 공급 모듈(50)의 요소수 공급관(52)과 연결되고, 요소수 회수용 커넥터(214b)는 환원제 공급 모듈(50)의 요소수 회수관(54)과 연결될 수 있다.
요소수 공급 튜브(224a)는 센더 장착부(210)로부터 하부로 연장하여 요소수 공급 튜브(224a)의 하단부는 요소수 탱크(100) 내의 요소수 내에 침지될 수 있다. 요소수 공급 튜브(224a)는 요소수 공급용 커넥터(214a)와 연결될 수 있다. 따라서, 탱크 바디(110) 내부의 요소수는 환원제 공급 모듈(50)의 펌프 장치(56)에 의해 요소수 공급 튜브(224a), 요소수 공급용 커넥터(214a) 및 요소수 공급관(52)을 통해 환원제 공급 모듈(50)로 전달될 수 있다.
요소수 회수 튜브(224b)는 센더 장착부(210)로부터 하부로 연장하여 요소수 회부 튜브(224b)의 하단부는 요소수 탱크(100) 내의 요소수 내에 침지될 수 있다. 요소수 회수 튜브(224b)는 요소수 회수용 커넥터(214b)와 연결될 수 있다. 따라서, 환원제 공급 모듈(50)로부터의 요소수는 환원제 공급 모듈(50)의 펌프 장치(56)에 의해 요소수 회수관(54), 요소수 회수용 커넥터(214b) 및 요소수 회수 튜브(224b)를 통해 탱크 바디(110) 내부로 복귀될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 히팅 지지부(230)는 센더 장착부(210)로부터 하부로 연장하는 적어도 하나의 지지 부재에 의해 요소수 탱크(100)의 요소수 내로 침지되도록 설치될 수 있다. 요소수 공급 튜브(224a) 및 요소수 회부 튜브(224b)의 하단부들은 히팅 지지부(230)에 배치될 수 있다. 히팅 지지부(230)는 전원에 의해 발열되는 전열 소자들(246)을 갖는 적어도 하나의 전열 소자 플레이트(240), 전열 소자 플레이트(240)가 삽입되는 슬롯(234)을 갖는 방열 플레이트(232) 및 방열 플레이트(232)를 요소수로부터 밀봉시키는 몰딩 부재(233)를 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 히팅 지지부(230)는 상기 지지 부재로서의 제1 및 제2 보호 튜브들(222a, 222b)에 의해 센더 장착부(210)에 지지될 수 있다. 제1 및 제2 보호 튜브들(222a, 222b)은 센더 장착부(210)로부터 하부로 연장하여 히팅 지지부(230)와 각각 체결될 수 있다.
제1 보호 튜브(222a) 내부에는 제1 전원 케이블(223a)이 배치되고 제2 보호 튜브(222b) 내부에는 제2 전원 케이블(223b)이 배치될 수 있다. 제1 및 제2 보호 튜브들(222a, 222b)은 후술하는 바와 같이 PCT 소자(246)에 전원을 공급하기 위한 제1 및 제2 전원 케이블들(223a, 223b)을 외부로부터 절연 및 밀봉시키는 역할을 수행할 수 있다. 제1 및 제2 전원 케이블들(223a, 223b)의 상단부들은 센더 장착부(210)의 전원 공급용 커넥터(216)의 핀들에 각각 연결될 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 보호 튜브들(222a, 222b)은 요소수에 내식성을 갖는 스테인리스 스틸과 같은 금속 물질을 포함할 수 있다.
요소수 공급 튜브(224a)는 내측 요소수 공급관(225a), 전열선(225b) 및 외측 보호 튜브(225c)를 포함할 수 있다. 내측 요소수 공급관(225a)의 하단부는 히팅 지지부(230)에 배치되어 요소수 탱크(100) 내의 요소수 내에 침지될 수 있다. 내측 요소수 공급관(225a)의 상단부는 센더 장착부(210)의 요소수 공급용 커넥터(214a)와 연통되어 환원제 공급 모듈(50)의 요소수 공급관(52)과 연결될 수 있다. 전열선(225b)은 내측 요소수 공급관(225a)의 둘레를 따라 코일 형상으로 연장할 수 있다. 센더 장착부(210)의 전원 공급용 커넥터(216)의 핀에 연결될 수 있다.
이에 따라, 전열선(225b)은 내측 요소수 공급관(225a) 내의 요소수의 요소수의 결빙을 방지하고 동결된 요소수를 해동할 수 있다. 외측 보호 튜브(225c)는 내측 요소수 공급관(225a) 및 전열선(225b)을 외부로부터 절연 및 밀봉시킬 수 있다.
요소수 회수 튜브(224b)의 적어도 일부는 요소수 공급 튜브(224a)와 접촉하도록 연장할 수 있다. 요소수 회수 튜브(224b)는 고정 클립(228)에 의해 요소수 공급 튜브(224a)에 고정될 수 있다. 이에 따라, 전열선(225b)을 갖는 요소수 공급 튜브(224a)로부터의 열을 전달받아 요소수 회수 튜브(224b) 내의 요소수의 결빙을 방지하고 동결된 요소수를 해동할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 히팅 지지부(230)는 전열 소자들(246)이 설치되는 히팅부 및 상기 히팅부를 요소수로부터 밀봉시키는 몰딩 부재(233)를 포함할 수 있다. 또한, 센서 장치(250)는 히팅 지지부(230)의 상부면 상에 설치될 수 있다. 히팅 지지부(230)는 센서 장치(250)를 지지하기 위한 지지 구조물로서의 역할을 수행할 수 있다.
상기 히팅부는 전열 소자들(246)이 안착된 적어도 하나의 전열 소자 플레이트(240) 및 전열 소자 플레이트(240)가 삽입 설치되는 방열 플레이트(232)를 포함할 수 있다. 방열 플레이트(232)는 전열 소자 플레이트(240)가 삽입되는 슬롯(234)을 가지며, 슬롯(234)의 일면은 전열 소자(246)의 발열면과 면 접촉할 수 있다.
방열 플레이트(232)는 슬롯(234)을 가지며 수직 방향(Z 방향)으로 연장하는 제1 방열 블록으로서의 수직 방열 블록(232a) 및 수직 방열 블록(232a)으로부터 수평 방향(X 방향)으로 연장하는 제2 방열 블록으로서의 수평 방열 블록(232b)를 포함할 수 있다. 슬롯(234)은 수직 방열 블록(232a)의 상부면으로부터 수직 방향(Z 방향)으로 연장할 수 있다. 수평 방열 블록(232b)은 요소수와의 열 접촉 면적을 증가시키기 위하여 격자 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 수직 방열 블록(232a) 및 수평 방열 블록(232b)은 서로 일체로 형성될 수 있다.
방열 플레이트(232)는 전열 소자(246)의 발열면에 전원을 공급하기 위한 제1 전극으로서의 역할을 수행할 수 있다. 방열 플레이트(232)의 수직 방열 블록(232)의 상부면에는 제1 커넥터 핀(235)이 설치되고, 제1 커넥터 핀(235)에 의해 방열 플레이트(232)는 제1 보호 튜브(222a) 내의 제1 전원 케이블(223a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 방열 플레이트(232)는 알루미늄, 구리 등과 같은 금속 물질을 포함할 수 있다.
몰딩 부재(233)는 방열 플레이트(232)를 요소수로부터 밀봉시킬 수 있다. 몰딩 부재(233)는 방열 플레이트(232)로부터의 열을 요소수로 전달하기 위하여 우수한 열 전도율을 갖는 플라스틱 물질을 포함할 수 있다. 몰딩 부재(233)는 플라스틱 사출 성형에 의해 형성된 열 전도성 수지를 포함할 수 있다.
따라서, 히팅 지지부(230)는 우수한 열 전도성을 갖는 알루미늄 재질의 격자 형상의 방열 플레이트(232) 및 방열 플레이트(232)를 코팅하고 내식성과 전기 절연성을 갖는 열전도성 몰딩 부재(233)를 포함할 수 있다. 방열 플레이트(232) 및 몰딩 부재(233)는 상대적으로 우수한 열 전도율을 갖는 물질을 포함하므로, 히팅 지지부(230)는 요소수 탱크(100) 내의 요소수의 결빙을 효과적으로 방지하고 동결된 요소수를 효율적으로 해동할 수 있다.
도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 전열 소자 플레이트(240)는 방열 플레이트(232)의 슬롯(234)에 삽입될 수 있다. 예를 들면, 2개의 전열 소자 플레이트들(240)이 방열 플레이트(232)의 슬롯들(234)에 각각 삽입되고, 하나의 전열 소자 플레이트(240)는 3개의 전열 소자들(246)이 배치될 수 있다. 하지만, 상기 전열 소자 플레이트들 및 상기 전열 소자들의 개수들은 이에 제한되지 않음을 이해할 수 있을 것이다.
구체적으로, 전열 소자 플레이트(240)는 전열 소자들(246)이 각각 안착되는 전극부(242) 및 전열 소자들(246)이 노출되도록 전극부(242)를 둘러싸는 절연 플레이트(244)를 포함할 수 있다. 절연 플레이트(244)는 전극부(242)의 일부를 노출시키는 안착 홈(245)을 정의하고, 전열 소자(246)는 안착 홈(245) 내의 전극부(242) 상에 안착될 수 있다. 전열 소자(246)의 제1 면은 전극부(242)와 면 접촉하고, 절연 플레이트(244)에 의해 노출되고 상기 제1 면에 반대하는 전열 소자(246)의 제2 면, 즉 발열면은 슬롯(234)의 내부면은 면 접촉할 수 있다.
전극부(242)는 전열 소자(246)의 상기 제1 면에 전원을 공급하기 위한 제2 전극으로서의 역할을 수행할 수 있다. 전극부(242)의 상부에는 제2 커넥터 핀(243)이 연장하고, 제2 커넥터 핀(243)에 의해 전극부(242)는 제2 보호 튜브(222b) 내의 제2 전원 케이블(223b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 전극부(242)는 구리를 포함할 수 있다. 전열 소자 플레이트(240)는 동판 형태의 전극부(242)를 이용하여 플라스틱 사출 성형에 의해 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 전열 소자(246)는 PTC 소자를 포함할 수 있다. 상기 PTC 소자는 예를 들면, 티탄산바륨계(BaTiO3) 반도체와 같은 물질을 포함하여, 온도가 상승하면 전기 저항이 급격히 커지는 성질을 이용하는 반도체 소자일 수 있다. 전열 소자(246)는 방열 플레이트(232)와의 밀착 정도에 따라 히터 성능이 결정되므로, 최대한 밀착시키기 위하여 전열 소자 플레이트(240)는 쐐기 타입으로 조립되는 구조를 가질 수 있다.
전열 소자 플레이트(240)는 쐐기 형상을 가질 수 있다. 전극부(242)의 외측면에 대하여 절연 플레이트(244)의 외측면(244a)은 기 설정된 각도(θ)로 기울어질 수 있다. 예를 들면, 전극부(242)의 외측면에 대한 절연 플레이트(244)의 외측면(244a)의 각도(θ)는 2도 내지 6도의 범위 이내에 있을 수 있다. 전열 소자 플레이트(240)의 두께는 아래로 갈수록 점차적으로 감소할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 전열 소자 플레이트(240)의 쐐기 형상에 대응하여 슬롯(234)의 양 측벽 사이의 거리는 내부로 갈수록 점차적으로 감소할 수 있다. 쐐기 형상을 갖는 전열 소자 플레이트(240)는 방열 플레이트(232)의 슬롯(234) 내부로 삽입될 수 있다. 이에 따라, 전열 소자(246)의 상기 제1 면과 전극부(242) 사이 그리고 상기 제1 면에 반대하는 전열 소자(246)의 제2 면, 즉 발열면 및 슬롯(234)의 내부면 사이의 접촉 면적 및 접촉력이 증가되어 상기 PTC 소자의 조립성이 향상되고 접촉 불량을 방지할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 방열 플레이트(232)의 수직 방열 블록(232a)은 수직 방향(Z 방향)으로 연장하는 플레이트 형상을 가지고, 수직 방열 블록(232a)을 밀봉시키는 몰딩 부재(233)의 상부에는 제1 및 제2 보호 튜브들(222a, 222b)의 하단부들이 삽입되는 제1 및 제2 삽입홀들(236a, 236b)이 형성될 수 있다. 제1 및 제2 보호 튜브들(222a, 222b)의 하단부들은 O-링(237)을 사이에 두고 몰딩 부재(233)의 제1 및 제2 삽입홀들(236a, 236b)에 기밀하게 결합될 수 있다. 몰딩 부재(233)의 제1 및 제2 삽입홀들(236a, 236b)에는 제1 및 제2 커넥터 핀들(235, 243)이 노출되도록 배치되고, 노출된 커넥터 핀들(235, 243)은 제1 및 제2 보호 튜브들(222a, 222b) 내의 제1 및 제2 전원 케이블들(223a, 223b)과 전기적으로 연결될 수 있다.
방열 플레이트(232)의 수평 방열 블록(232b)은 수직 방향(Z 방향)에 직교하는 제1 및 제2 수평 방향들(X, Y 방향)으로 연장하는 플레이트 형상을 가지고, 수평 방열 블록(232b)을 밀봉시키는 몰딩 부재(233)의 상부면은 요소수 공급 튜브(224a)와 요소수 회수 튜브(224b)의 하단부들 및 센서 장치(250)를 각각 지지할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예들에 있어서, 요소수 센더(200)는 요소수 공급 튜브(224a)를 통해 공급될 요소수를 필터링하기 위한 필터부(260)를 더 포함할 수 있다. 필터부(260)는 히팅 지지부(230) 상에 고정 설치될 수 있다. 필터부(260)는 수평 방열 블록(232b)을 밀봉시키는 몰딩 부재(233)의 상부면 상에 고정될 수 있다. 필터부(260)는 직육면체 형상의 필터 구조체(262) 및 필터 구조체(262) 내부에서 상기 필터 구조체를 지지하는 복수 개의 지지 기둥들(264)을 포함할 수 있다.
요소수 공급 튜브(224a)의 하단부는 필터 구조체(262) 내부로 삽입 고정되어 내측 요소수 공급관(225a)의 하단부는 필터 구조체(262) 내부에 위치할 수 있다. 따라서, 내측 요소수 공급관(225a)은 필터 구조체(262)를 통해 필터링된 요소수를 흡입하여 공급할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 센서 장치(250)는 히팅 지지부(230) 상에 고정 설치될 수 있다. 센서 장치(250)는 수평 방열 블록(232b)을 밀봉시키는 몰딩 부재(233)의 상부면 상에 고정될 수 있다. 센서 장치(250)로의 전원 공급 및 신호 전달을 위한 케이블들은 제3 보호 튜브(226) 내부에 배치될 수 있다. 제3 보호 튜브(226)는 센더 장착부(210)로부터 하부로 연장하여 히팅 지지부(230) 상에 장착된 센서 장치(250)와 연결될 수 있다. 상기 케이블들은 전원 케이블 및 CAN 통신 케이블을 포함할 수 있다. 상기 케이블들은 센더 장착부(210)의 전원 공급 및 신호 전달용 커넥터(216)에 연결될 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 센서 장치(250)는 요소수 탱크(100) 내의 요소수의 상태값들을 검출할 수 있다. 예를 들면, 센서 장치(250)는 상기 상태값들로서 요소수의 농도 및 요소수의 수면의 레벨을 측정할 수 있다.
센서 장치(250)는 요소수 내에 침지되도록 배치되는 센서 하우징(252)을 포함할 수 있다. 센서 하우징(252) 하부에는 요소수의 농도를 측정하기 위한 제1 센서부(Primary Transducer)(254a) 및 요소수의 수면의 레벨을 측정하기 위한 제2 센서부(Secondary Transducer)(254b)가 배치될 수 있다.
센서 하우징(252)의 베이스 플레이트 상에는 적어도 2개의 반사판들(256)이 배치되고, 제1 센서부(254a)는 발진부에서 주사된 초음파가 경사판(255)을 거쳐 2개의 반사판들(256)에 의해 반사되어 돌아오는 시간들을 측정하여 센서 하우징(252) 내부의 요소수의 농도값을 산출할 수 있다. 상기 초음파의 왕복 시간과 왕복 거리를 이용하여 초음파의 속도를 산출하고, 요소수의 농도별 속도에 대한 테이블을 통해 요소수의 농도값을 산출할 수 있다. 2개의 반사판들을 사용하여 노이즈를 제거할 수 있다.
센서 하우징(252)의 상부에는 개구부(253)가 형성되고, 제2 센서부(254b)는 발진부에서 수직으로 주사된 초음파가 개구부(253)를 통해 요소수의 수면에서 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 요소수의 수면의 레벨을 산출할 수 있다.
이와 다르게, 상기 센서 장치는 서로 분리된 농도 센서와 레벨 센서를 포함할 수 있다. 상기 농도는 센서는 초음파 타입의 농도 센서일 수 있다. 상기 레벨 센서는 플로트(float)를 사용하는 레벨 센서 또는 초음파 타입의 레벨 센서일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 요소수 센더(200)는 히팅 지지부(230)의 하부면에 설치되는 충격 흡수 댐퍼(270)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 충격 흡수 댐퍼(270)는 히팅 지지부(230)의 하부면에 고정되는 고무 재질의 흡착 블록을 포함할 수 있다. 충격 흡수 댐퍼(270)는 요소수 탱크(100)의 바닥면에 흡착 지지되어 히팅 지지부(230)를 요소수 탱크(100)의 바닥면 상에서 지지시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 요소수 센더(200)는 센더 장착부(210)로부터 하부로 연장하는 적어도 하나의 지지 부재(222a, 222b)에 의해 요소수 탱크(100)의 요소수 내에 침지되도록 설치되고, PTC 소자들(246)이 설치되는 히팅부 및 상기 히팅부를 상기 요소수로부터 밀봉시키는 몰딩 부재(233)를 포함하는 히팅 지지부(230)를 포함할 수 있다. 상기 히팅부는 PTC 소자들(246)이 안착된 적어도 하나의 전열 소자 플레이트(240) 및 전열 소자 플레이트(240)가 삽입 설치되는 방열 플레이트(232)를 포함할 수 있다. 방열 플레이트(232)는 전열 소자 플레이트(240)가 삽입되는 슬롯(234)을 가지며, 슬롯(234)의 일면은 PTC 소자(246)의 발열면과 면 접촉할 수 있다.
따라서, 종래의 냉각수 관련 부품을 대신하여 제어기가 별도로 필요로 하지 않는 PTC 소자를 이용하여 요소수 탱크(100) 내의 요소수의 결빙을 방지하고 동결된 요소수를 해동할 수 있다.
또한, 복수 개의 PTC 소자들(246)을 갖는 전열 소자 플레이트(240)를 쐐기 타입으로 방열 플레이트(232)의 슬롯(234)에 조립시킬 수 있다. 이에 따라, PTC 소자들(246)과의 열 접촉 면적이 증가되고 조립성이 향상되어 접촉 불량을 방지할 수 있다.
더욱이, 요소수 공급 튜브(224a)는 요소수 탱크(100) 내의 요소수를 흡입하여 공급하기 위한 내측 요소수 공급관(225a), 내측 요소수 공급관(225a) 둘레를 따라 코일 형상으로 연장하는 전열선(225b), 및 내측 요소수 공급관(225a) 및 전열선(225b)을 외부로부터 절연 및 밀봉시키는 외측 보호 튜브(225c)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 전열선(225b)은 내측 요소수 공급관(225a) 내의 요소수의 요소수의 결빙을 방지하고 동결된 요소수를 해동할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 선택적 촉매 환원 시스템 20: 배기 파이프
30: 선택적 촉매 환원 장치 40: 환원제 분사 모듈
50: 환원제 공급 모듈 52: 요소수 공급관
54: 요소수 회수관 60: 도징 제어부
70: 전원 공급부 100: 요소수 탱크
110: 탱크 바디 112: 장착홀
120: 플러그 122: 요소수 주입홀
200: 요소수 센더 210: 센더 장착부
212: 하우징 214a: 요소수 공급용 커넥터
214b: 요소수 회수용 커넥터
216: 전원 공급 및 신호 전달용 커넥터
218: 에어벤트 관 222a: 제1 보호 튜브
222b: 제2 보호 튜브 223a: 제1 전원 케이블
223b: 제2 전원 케이블 224a: 요소수 공급 튜브
224b: 요소수 회수 튜브 225a: 내측 요소수 공급관
225b: 전열선 225c: 외부 보호 튜브
226: 제3 보호 튜브 230: 히팅 지지부
232: 방열 플레이트 232a: 수직 방열 블록
232b: 수평 방열 블록 233: 몰딩 부재
234: 슬롯 235: 제1 커넥터 핀
240: 전열 소자 플레이트 242: 전극부
243: 제2 커넥터 핀 244: 절연 플레이트
246: 전열 소자 250: 센서 장치
252: 센서 하우징 253: 개구부
254a: 제1 센서부 254b: 제2 센서부
255: 경사판 256: 반사판
260: 필터부 262: 필터 구조체
264: 지지 기둥 270: 충격 흡수 댐퍼

Claims (20)

  1. 요소수 탱크의 상부벽에 형성된 장착홀에 장착되고, 요소수 공급용 커넥터와 요소수 회수용 커넥터가 구비된 센더 장착부;
    상기 센더 장착부로부터 하부로 연장하는 적어도 하나의 지지 부재에 의해 상기 요소수 탱크의 요소수 내에 침지되도록 설치되고, 전원에 의해 발열되는 전열 소자들이 설치되는 히팅부 및 상기 히팅부를 상기 요소수로부터 밀봉시키는 몰딩 부재를 포함하는 히팅 지지부;
    상기 요소수 공급용 커넥터 및 상기 요소수 회수용 커넥터와 각각 연결되며, 상기 센더 장착부로부터 하부로 연장하며 하단부들이 상기 히팅 지지부에 배치되는 요소수 공급 튜브 및 요소수 회수 튜브; 및
    상기 히팅 지지부에 설치되며, 상기 요소수의 상태값을 측정하기 위한 센서 장치를 포함하는 전열식 요소수 센더.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전열 소자들은 PTC (Positive Temperature Coefficient) 소자들을 포함하는 전열식 요소수 센더.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 히팅부는
    외부 전원이 인가되며 상기 전열 소자들이 각각 안착되는 전극부 및 상기 전열 소자들이 노출되도록 상기 전극부를 커버하는 절연 플레이트를 포함하는 적어도 하나의 전열 소자 플레이트; 및
    상기 전열 소자 플레이트가 삽입 설치되는 슬롯을 가지며 상기 슬롯에 삽입된 상기 전열 소자들과 면 접촉하는 방열 플레이트를 포함하는 전열식 요소수 센더.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 방열 플레이트는 상기 슬롯을 가지며 수직 방향으로 연장하는 수직 방열 블록 및 상기 수직 방열 블록으로부터 수평 방향으로 연장하는 수평 방열 블록을 포함하는 전열식 요소수 센더.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 슬롯의 양 측벽 사이의 거리는 내부로 갈수록 점차적으로 감소하고 상기 전열 소자 플레이트는 상기 슬롯 형상에 대응하는 쐐기 형상을 갖는 전열식 요소수 센더.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 절연 플레이트의 외측면과 상기 전극부의 외측면 사이의 각도는 2도 내지 6도의 범위 이내에 있는 전열식 요소수 센더.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 센서 장치는 요소수의 농도 및 요소수의 수면의 레벨을 측정하는 전열식 요소수 센더.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 센더 장착부로부터 하부로 연장하여 상기 히팅 지지부와 각각 체결되는 제1 및 제2 보호 튜브들을 포함하고, 상기 제1 및 제2 보호 튜브들 내부에는 제1 및 제2 전원 케이블들이 각각 배치되는 전열식 요소수 센더.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 요소수 공급 튜브는
    상기 요소수 탱크 내의 요소수를 흡입하여 공급하기 위한 내측 요소수 공급관;
    상기 내측 요소수 공급관 둘레를 따라 코일 형상으로 연장하는 전열선; 및
    상기 내측 요소수 공급관 및 상기 전열선을 외부로부터 절연 및 밀봉시키는 외측 보호 튜브를 포함하는 전열식 요소수 센더.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 히팅 지지부 상에 고정 설치되고 상기 요소수 공급 튜브의 하단부가 체결되어 상기 요소수 공급 튜브를 통해 공급될 요소수를 필터링하기 위한 필터부를 더 포함하는 전열식 요소수 센더.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 필터부는 상기 히팅 지지부 상에 고정되는 직육면체 형상의 필터 구조체 및 상기 필터 구조체 내부에서 상기 필터 구조체를 지지하는 복수 개의 지지 기둥들을 포함하는 전열식 요소수 센더.
  12. 상부벽에 관통 형성된 장착홀을 갖는 탱크 바디; 및
    상기 장착홀에 탈착 가능하도록 장착되는 요소수 센더를 포함하고,
    상기 요소수 센더는,
    상기 장착홀에 탈착 가능하도록 장착되는 센더 장착부;
    상기 센더 장착부로부터 하부로 연장하는 적어도 하나의 지지 부재에 의해 상기 탱크 바디의 요소수 내에 침지되도록 설치되고, 전원에 의해 발열되는 전열 소자들을 갖는 적어도 하나의 전열 소자 플레이트, 상기 전열 소자 플레이트가 삽입되는 슬롯을 갖는 방열 플레이트, 및 상기 방열 플레이트를 상기 요소수로부터 밀봉시키는 몰딩 부재를 포함하는 히팅 지지부;
    상기 센더 장착부로부터 하부로 연장하며 하단부들이 상기 히팅 지지부에 배치되는 요소수 공급 튜브 및 요소수 회수 튜브; 및
    상기 히팅 지지부 상에 설치되며, 상기 요소수의 상태값을 측정하기 위한 센서 장치를 포함하는 요소수 탱크.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 전열 소자 플레이트는 상기 전열 소자들이 각각 안착되는 전극부 및 상기 전열 소자들이 노출되도록 상기 전극부를 커버하는 절연 플레이트를 포함하고,
    상기 전열 소자의 발열면은 상기 방열 플레이트의 상기 슬롯의 내부면과 면 접촉하는 요소수 탱크.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 방열 플레이트는 상기 슬롯을 갖는 제1 방열 블록 및 상기 제1 방열 블록으로부터 수평 방향으로 연장하는 제2 방열 블록을 포함하는 요소수 탱크.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 제2 방열 블록의 상부면에는 제1 커넥터 핀이 구비되고, 상기 전극부의 상부에는 제2 커넥터 핀이 구비되는 요소수 탱크.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 센더 장착부로부터 하부로 연장하여 상기 제1 방열 블록과 각각 체결되는 제1 및 제2 보호 튜브들을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 보호 튜브들 내부에는 제1 및 제2 전원 케이블들이 각각 배치되고, 상기 제1 및 제2 전원 케이블들은 상기 제1 및 제2 커넥터 핀들과 전기적으로 연결되는 요소수 탱크.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 슬롯의 양 측벽 사이의 거리는 내부로 갈수록 점차적으로 감소하고 상기 전열 소자 플레이트는 상기 슬롯 형상에 대응하는 쐐기 형상을 갖는 요소수 탱크.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 요소수 공급 튜브는
    상기 요소수 탱크 내의 요소수를 흡입하여 공급하기 위한 내측 요소수 공급관;
    상기 내측 요소수 공급관 둘레를 따라 코일 형상으로 연장하는 전열선; 및
    상기 내측 요소수 공급관 및 상기 전열선을 외부로부터 절연 및 밀봉시키는 외측 보호 튜브를 포함하는 요소수 탱크.
  19. 제 12 항에 있어서, 상기 센서 장치는 요소수의 농도 및 요소수의 수면의 레벨을 측정하는 요소수 탱크.
  20. 제 12 항에 있어서, 상기 요소수 센더는, 상기 히팅 지지부 상에 고정 설치되고 상기 요소수 공급 튜브의 하단부가 체결되어 상기 요소수 공급 튜브를 통해 공급될 요소수를 필터링하기 위한 필터부를 더 포함하는 요소수 탱크.
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