KR102482098B1 - 배출가스 정화장치의 주입구 구조 - Google Patents

배출가스 정화장치의 주입구 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 배출가스 정화장치의 주입구 구조는, 작업용 차량의 엔진에서 배출되는 배출가스를 배출가스 정화장치의 내부로 안내하는 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 배출가스 정화장치의 주입구 구조는, 상기 엔진에서 배출되는 상기 배출가스를 유입하도록 상기 엔진의 배출구에 일단부가 연결된 제1 주입구, 상기 배출가스 정화장치의 내부로 상기 배출가스를 공급하도록 상기 배출가스 정화장치의 유입구에 일단부가 연결된 제2 주입구, 및 상기 제1 주입구에서 상기 제2 주입구로 상기 배출가스를 안내하도록 상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구의 타단부에 양단부가 연결되고 상기 엔진과 상기 배출가스 정화장치의 사이에서 발생되는 진동과 외부 충격을 흡수하는 완충형 관연결재를 포함할 수 있다. 상기 완충형 관연결재는, 상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구보다 유연성과 탄성이 더 높은 재질로 형성되되, 상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구의 전체 길이보다 더 길게 마련될 수 있다.

Description

배출가스 정화장치의 주입구 구조 {INLET PIPE STRUCTURE FOR EXHAUST GAS CLEANING DEVICE}
본 발명은 작업용 차량의 엔진에서 배출되는 배출가스를 배출가스 정화장치의 내부로 안내하기 위한 주입구의 구조에 관한 것으로서, 더 상세하게는 엔진과 배출가스 정화장치 사이에 발생되는 진동 및 외부 충격을 원활하게 흡수하여 주입구의 파손을 방지할 수 있는 배출가스 정화장치의 주입구 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 배출가스 정화장치는 엔진에서 발생되는 배출가스를 처리하여 배출가스에 포함된 해로운 성분을 제거하는 장치이다.
최근에는 지구 온난화 및 대기 오염 등의 심화로 인하여 차량에서 배출되는 가스의 배출 규제가 강화되는 추세이다. 특히, 작업용 차량의 디젤 엔진에는 연료의 불완전 연소에 따라 일산화탄소나 탄화수소, 질소산화물 등의 유해 미립자가 배출가스에 다량 함유된 것이 사실이다.
따라서, 배출가스의 유해 미립자가 대기로 배출되는 것을 방지하기 위하여 디젤 엔진이 탑재된 작업용 차량에 고성능의 배출가스 정화장치를 적용하고 있다.
상기와 같은 배출가스 정화장치는 엔진의 연료 주성분, 연소 효율, 엔진 형상 및 엔진룸의 공간 형상 등에 따라 다양한 방식이 사용될 수 있다.
일례로, 배출가스 정화장치로는, 우레아(urea)와 같은 환원제를 이용한 선택적 환원촉매(Selective Catalytic Reduction, SCR) 방식, 디젤 산화 촉매(Diesel Oxidation Catalyst, DOC) 방식, 또는 배출가스 후처리(Diesel Particulate Filter, DPF) 방식, NOx 흡장 촉매(Lean NOx Trap, LNT) 방식 등이 다양하게 사용되고 있다.
최근에는 배출가스의 정화 성능을 더욱 높이기 위하여 위에서 언급한 배출가스 정화장치들을 다양하게 조합한 복합 방식으로 작업용 차량에 적용하고 있다.
기존에 사용되고 있는 복합 방식의 배출가스 정화장치로는, DOC(또는 DPF)와 SCR를 믹싱 파이프로 연결하여 배출가스를 연속적으로 정화시키는 구조가 대표적으로 사용되고 있다. 여기서, 믹싱 파이프는 DOC(또는 DPF)와 SCR 사이에서 환원제를 배출가스에 공급한 후 혼합하기 위한 구성이다.
한편, 배출가스 정화장치와 엔진에는 배출가스의 전달을 위한 주입구가 연통되게 연결되어 있다.
기존의 주입구가 금속 재질로만 형성되면, 엔진과 배출가스 정화장치 사이에 발생되는 진동 또는 외부 충격에 의해 주입구가 파손될 가능성이 높기 때문에 이를 개선하기 위한 기술이 활발하게 개발되고 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제10-2014-0075586호(발명의 명칭: 배출가스 후처리 시스템의 보상 장치, 공개일: 2014.06.19)에는, 배출가스를 배출가스 후처리 시스템으로 유입시키기 위한 연결관의 중간에 벨로우즈 유형으로 형성된 튜브 섹션을 배치한 구조가 개시되어 있다. 따라서, 한국공개특허 제10-2014-0075586호에서는, 튜브 섹션에 의해 연결관의 연결을 보상할 수 있고, 연결관에 발생되는 진동과 외부 충격도 일부 흡수할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 배출가스 정화장치(10)의 주입구(20) 구조가 도시된 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 주입구(20)의 분해 상태를 나타낸 도면이다.
즉, 도 1과 도 2에는 종래 기술에 따른 배출가스 정화장치(10)의 주입구(20) 구조에 대한 일례가 구체적으로 도시되어 있다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 배출가스 정화장치(10)의 주입구(20) 구조는, 엔진(미도시)과 배출가스 정화장치(10)의 사이에 주입구(20)를 연통되게 연결하되, 주입구(20)의 중간에 짧은 길이의 벨로우즈 관(26)을 연결한 구조이다.
주입구(20)는, 엔진에 일단부를 연결한 제1 주입구(22), 배출가스 정화장치(10)에 일단부를 연결한 제2 주입구(24), 및 제1 주입구(22)와 제2 주입구(24)의 타단부에 양단부를 연결한 벨로우즈 관(26)을 포함한다.
여기서, 주입구(20)에는 배출가스를 감지하기 위한 가스 센서(미도시)가 설치되기 위하여 센서 설치부(28, 29)가 형성된다. 센서 설치부(28, 29)는 제1 주입구(22)와 제2 주입구(24)에 각각 마련되고 있다. 따라서, 제1 주입구(22)와 제2 주입구(24)는 센서 설치부(28, 29)를 원활하게 형성하도록 충분한 길이로 길게 연장되어야만 하며, 그에 따라 벨로우즈 관(26)의 길이는 엔진과 배출가스 정화장치(10)의 사이에서 상대적으로 짧아진다.
그리고, 제1 주입구(22)와 제2 주입구(24)는 곡관 형상으로 절곡되어 양자의 타단부가 서로 마주보도록 배치된다. 제1 주입구(22)와 제2 주입구(24)를 절곡시킴으로써, 제1 주입구(22)와 제2 주입구(24)의 타단부에 벨로우즈 관(26)을 보다 간편하게 설치 가능하다. 만약, 제1 주입구(22)와 제2 주입구(24)의 타단부가 서로 마주보지 않게 서로 다른 방향으로 배치되면, 벨로우즈 관(26)의 설치가 불가능하거나, 벨로우즈 관(26)을 설치하더라도 벨로우즈 관(26)의 변형이 심화하여 진동과 외부 충격을 흡수할 능력이 감소한다.
또한, 벨로우즈 관(26)은 제1 주입구(22)와 제2 주입구(24) 사이에서 발생되는 진동 및 외부 충격을 안정적으로 흡수하도록 주름관 구조로 마련된다. 하지만, 종래에는 제1 주입구(22)와 제2 주입구(24)가 센서 설치부(28, 29)를 형성하기 위한 충분한 길이로 길게 연장되므로, 벨로우즈 관(26)의 길이가 상대적으로 짧아질 수밖에 없고, 그에 따라 벨로우즈 관(26)에 의해 진동 및 외부 충격을 흡수하는 성능도 대폭 낮아질 뿐만 아니라 벨로우즈 관(26)이 자주 손상되는 문제점이 있다.
또한, 종래에는 제1 주입구(22)의 일단부에 엔진과 연결되기 위한 플랜지부(23)가 형성된다. 상기와 같은 플랜지부(23)는 별도로 제작된 후 용접 방식에 의해 제1 주입구(22)의 일단부에 일체로 연결된다. 따라서, 종래의 플랜지부(23)는 용접 불량에 의해 제1 주입구(22)에 정상적으로 연결되지 않아 주입구(20)의 수명과 안전성이 크게 낮아지는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2014-0075586호(2014.06.19 공개)
본 발명의 실시예는, 주입구에 발생되는 진동 및 외부 충격을 원활하게 흡수하여 완충할 수 있고, 진동 및 외부 충격에 의한 주입구의 파손도 효과적으로 방지할 수 있는 배출가스 정화장치의 주입구 구조를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는, 주입구의 구조를 간단하게 제공할 수 있고, 진동 및 외부 충격을 흡수하기 위한 구성의 길이를 충분히 확보할 수 있는 배출가스 정화장치의 주입구 구조를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 작업용 차량의 엔진에서 배출되는 배출가스를 배출가스 정화장치의 내부로 안내하는 배출가스 정화장치의 주입구 구조에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 배출가스 정화장치의 주입구 구조는, 상기 엔진에서 배출되는 상기 배출가스를 유입하도록 상기 엔진의 배출구에 일단부가 연결된 제1 주입구, 상기 배출가스 정화장치의 내부로 상기 배출가스를 공급하도록 상기 배출가스 정화장치의 유입구에 일단부가 연결된 제2 주입구, 및 상기 제1 주입구에서 상기 제2 주입구로 상기 배출가스를 안내하도록 상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구의 타단부에 양단부가 연결되고 상기 엔진과 상기 배출가스 정화장치의 사이에서 발생되는 진동과 외부 충격을 흡수하는 완충형 관연결재를 포함할 수 있다.
상기 완충형 관연결재는, 상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구보다 유연성과 탄성이 더 높은 재질로 형성되되, 상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구의 전체 길이보다 더 길게 마련될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 주입구는, 상기 제1 주입구의 일단부에 마련되어 상기 엔진의 배출구에 장착되는 제1 장착부, 및 상기 제1 주입구의 타단부에 마련되어 상기 완충형 관연결재의 일단부에 연결되는 제1 연결부를 포함할 수 있다.
상기 제1 장착부와 상기 제1 연결부는 주조 방식에 의해 일체형 주물 제품으로 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 주입구는, 상기 제2 주입구의 일단부에 마련되어 상기 배출가스 정화장치의 유입구에 장착되는 제2 장착부, 및 상기 제2 주입구의 타단부에 마련되어 상기 완충형 관연결재의 타단부에 연결되는 제2 연결부를 포함할 수 있다.
상기 제2 장착부와 상기 제2 연결부는 주조 방식에 의해 일체형 주물 제품으로 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 연결부 또는 상기 제2 연결부 중 적어도 어느 하나에는 센서 설치부가 일체로 마련될 수 있다. 상기 센서 설치부에는 상기 제1 주입구 또는 상기 제2 주입구를 통과하는 배출가스를 감지하기 위한 가스 센서가 설치될 수 있다.
바람직하게, 상기 완충형 관연결재는 진동과 외부 충격을 흡수하기 위한 벨로우즈관 형상으로 제공될 수 있다.
여기서, 상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구는 서로를 향해 직선 형상으로 길게 연장될 수 있다. 상기 완충형 관연결재는 상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구의 사이에 상기 제1,2 주입구의 길이 방향을 따라 직선 형상으로 길게 배치될 수 있다.
그리고, 상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구의 길이는 상기 엔진과 상기 배출가스 정화장치의 이격 거리와 상관없이 일정하게 마련될 수 있고, 상기 완충형 관연결재의 길이는 상기 엔진과 상기 배출가스 정화장치의 이격 거리에 대응하는 길이로 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배출가스 정화장치의 주입구 구조는, 제1 주입구와 제2 주입구 사이에 완충형 관연결재를 연결하되, 완충형 관연결재가 제1,2 주입구보다 유연성과 탄성이 더 높은 재질로 더 길게 마련되므로, 완충형 관연결재에 의해 진동 및 외부 충격을 더 원활하게 흡수할 수 있고, 주입구의 설치 작업이 더 간편하게 이루어질 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 완충형 관연결재가 진동 및 외부 충격에 의해 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있고, 그로 인하여 주입구의 수명 및 사용 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배출가스 정화장치의 주입구 구조는, 제1 주입구와 제2 주입구를 일체형 주물 제품으로 형성한 구조이므로, 제1,2 주입구를 짧은 길이로 콤팩트하게 형성할 수 있고, 제1,2 주입구의 길이를 대폭 감소시킴에 따라 완충형 관연결재의 길이를 최대로 확장시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예의 주입구는, 엔진의 배출구와 배출가스 정화장치의 유입구에 설치하는 작업성을 향상시킬 수 있고, 완충형 관연결재의 성능을 더욱 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배출가스 정화장치의 주입구 구조는, 제1 주입구의 제1 연결부 또는 제2 주입구의 제2 연결부에 센서 설치부를 일체로 형성한 형태로 제1,2 주입구를 주조 방식으로 제조하므로, 제1 주입구 및 제2 주입구를 콤팩트한 일체화 구조로 마련할 수 있고, 제1 주입구 및 제2 주입구의 취급이 간편하여 설치 작업성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배출가스 정화장치의 주입구 구조는, 제1,2 주입구가 일정 길이로 마련되지만, 완충형 관연결재는 엔진의 배출구와 배출가스 정화장치의 유입구 사이의 이격 거리에 대응하는 길이로 마련되므로, 제1 주입구와 제2 주입구는 다양한 종류의 작업용 차량에서 공용으로 사용할 수 있고, 완충형 관연결재는 엔진과 배출가스 정화장치의 이격 거리에 따라 적정 길이의 제품을 선택하여 적절하게 설치할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 배출가스 정화장치의 주입구 구조가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 주입구의 분해 상태를 나타낸 도면이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배출가스 정화장치의 주입구 구조가 도시된 도면이다.
도 5는 도 3과 도 4에 도시된 주입구의 분해 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 주입구의 제1 주입구를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 5에 도시된 주입구의 제2 주입구를 나타낸 사시도이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3과 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 배출가스 정화장치(100)의 주입구(200) 구조가 도시된 도면이고, 도 5는 도 3과 도 4에 도시된 주입구(200)의 분해 상태를 나타낸 도면이다. 도 6은 도 5에 도시된 주입구(200)의 제1 주입구(210)를 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 5에 도시된 주입구(200)의 제2 주입구(220)를 나타낸 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 배출가스 정화장치(100)는, DOC 믹싱 모듈(110), SCR 모듈(120), 모듈 연결관(130) 및 주입구(200)를 포함한다.
여기서, DOC 믹싱 모듈(110)은, 작업용 차량의 엔진(미도시)에서 발생되는 배출가스(G)를 디젤 산화 촉매로 정화한 후 해당 디젤 산화 촉매에 의해 정화된 제1 정화 가스에 환원제를 혼합하여 혼합 가스를 만드는 장치이다. 참고로, 작업용 차량은 건설기계, 농기계 및 중장비 등와 같이 디젤 엔진을 사용하는 작업 차량으로 제공될 수 있다. 일례로, 작업용 차량으로는 로더(loader), 굴삭기(excavator), 트랙터(tractor) 및 크레인(crane) 등이 대표적이다.
DOC 믹싱 모듈(110)의 일단부는 모듈 연결관(130)과 연통되게 연결될 수 있고, DOC 믹싱 모듈(110)의 타단부는 주입구(200)에 의해 엔진의 배출구와 연통되게 연결될 수 있다. 따라서, 작업용 차량의 엔진에서 발생되는 배출가스(G)는 주입구(200)를 통해 DOC 믹싱 모듈(110)로 유입되어 DOC 믹싱 모듈(110)에서 처리된 후 모듈 연결관(130)을 통해 SCR 모듈(120)의 일단부로 전달될 수 있다.
그리고, SCR 모듈(120)은, DOC 믹싱 모듈(110)에서 배출되는 혼합 가스를 선택적 환원촉매로 정화한 후 해당 선택적 환원 촉매에 의해 정화된 제2 정화 가스를 외부로 배출하는 장치이다. 상기와 같은 SCR 모듈(120)은 선택적 환원촉매(Selective Catalytic Reduction, SCR) 방식으로 배출가스를 정화할 수 있다. 즉, SCR 모듈(120)은 우레아를 이용한 촉매 반응에 의해서 배출가스 중의 NOX(질소산화물)를 인체에 무해한 질소와 물로 바꿔줄 수 있다.
SCR 모듈(120)의 일단부는 모듈 연결관(130)과 연통되게 연결될 수 있고, SCR 모듈(120)의 타단부는 배출가스(G)를 외부로 배출하기 위한 배기관(122)과 연결될 수 있다. 따라서, DOC 믹싱 모듈(110)에서 배출되는 혼합 가스는 모듈 연결관(130)을 통해 SCR 모듈(120)로 유입되어 SCR 모듈(120)에서 처리된 후 배기관(122)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
또한, 모듈 연결관(130)은, DOC 믹싱 모듈(110)에서 SCR 모듈(120)로 가스를 안내하는 통로를 형성하는 관 형상의 부재이다. 모듈 연결관(130)은 DOC 믹싱 모듈(110)에서 SCR 모듈(120)로 혼합 가스를 안내하도록 DOC 믹싱 모듈(110)과 SCR 모듈(120) 사이에 연통되게 마련될 수 있다. 즉, 모듈 연결관(130)의 일단부는 DOC 믹싱 모듈(110)의 일단부에 연결될 수 있고, 모듈 연결관(130)의 타단부는 SCR 모듈(120)의 타단부에 연결될 수 있다.
이하, 본 실시예에서는 DOC 믹싱 모듈(110)과 SCR 모듈(120)이 길게 형성된 원통 구조로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 배출가스 정화장치(100)의 설계 조건 및 상황에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 DOC 믹싱 모듈(110)과 SCR 모듈(120)은 상호 인접된 위치에서 서로 나란하게 배치하되, 차체에 마련된 설치 공간의 형상에 대응하여 적절한 각도로 배치할 수 있다. 예를 들면, DOC 믹싱 모듈(110)과 SCR 모듈(120)이 상하방향으로 서로 이격된 위치에서 나란하게 배치될 수 있고, 모듈 연결관(130)은 직관 형태로 형성되어 DOC 믹싱 모듈(110)과 SCR 모듈(120)의 일단부에 직결된 구조로 배치될 수 있다.
한편, 주입구(200)는 엔진의 배출구에서 배출되는 배출가스(G)를 배출가스 정화장치(100)의 내부로 안내하는 관 형상의 부재이다. 주입구(200)의 일단부는 엔진의 배출구에 연통되게 연결될 수 있고, 주입구(200)의 타단부는 배출가스 정화장치(100)의 유입구(112)에 연통되게 연결될 수 있다.
실제로, 작업용 차량이 작동되면, 엔진에서 발생된 진동이 주입구(200)로 전달되거나, 작업용 차량이 주행 및 작동하는 과정에서 발생되는 각종 진동과 외부 충격이 주입구(200)에 전달될 수 있다. 이때, 엔진과 배출가스 정화장치(100)는 주입구(200)를 매개로 연결된 구조이므로, 진동 및 외부 충격에 따른 응력이 주입구(200)에 집중될 수 있고, 그에 따라 주입구(200)의 파손 위험이 증가될 수 있다. 이에 대응하기 위하여, 본 실시예의 주입구(200)는 진동 및 외부 충격을 안정적으로 흡수하여 완충할 수 있는 구조로 마련되는 것이 바람직하다.
도 3 내지 도 7를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 배출가스 정화장치(100)의 주입구(200) 구조는, 제1 주입구(210), 제2 주입구(220) 및 완충형 관연결재(230)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 주입구(210)는 엔진의 배출구에 연결될 수 있고, 제2 주입구(220)는 배출가스 정화장치(100)의 유입구(112)에 연결될 수 있으며, 완충형 관연결재(230)는 제1 주입구(210)와 제2 주입구(220) 사이에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 주입구(210)와 완충형 관연결재(230) 및 제2 주입구(220)는, 엔진에서 배출되는 배출가스(G)를 배출가스 정화장치(100)로 안내하도록 엔진에서 배출가스 정화장치(100)를 향해 서로 연통되게 연결될 수 있다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예의 제1 주입구(210)는, 엔진의 배출구에서 배출되는 배출가스(G)를 유입하도록 마련될 수 있다. 즉, 제1 주입구(210)의 일단부는 엔진의 배출구에 연통되게 연결될 수 있다. 상기와 같은 제1 주입구(210)의 내부에는 배출가스(G)가 통과되기 위한 제1 중공부(210a)가 중공되게 형성될 수 있다.
예를 들면, 제1 주입구(210)는, 엔진의 배출구에 장착되는 제1 장착부(212), 및 완충형 관연결재(230)의 일단부에 연결되는 제1 연결부(214)를 포함할 수 있다.
제1 장착부(212)는 제1 주입구(210)의 일단부에 마련될 수 있고, 제1 연결부(214)는 제1 주입구(210)의 타단부에 마련될 수 있다. 상기와 같은 제1 장착부(212)와 제1 연결부(214)는 주조 방식에 의해 일체형 주물 제품으로 형성될 수 있다.
따라서, 본 실시예의 제1 주입구(210)는, 주조를 통해 일체형 구조로 제조됨으로써, 도 1과 도 2에 도시된 제1 주입구(22)보다 더욱 콤팩트하게 짧은 길이로 형성될 수 있다. 그에 따라서, 본 실시예의 제1 주입구(210)는 도 1과 도 2에 도시된 제1 주입구(22)보다 상대적으로 짧은 길이로 형성될 뿐만 아니라 곡관 형상이 아닌 직관 형상으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 제1 주입구(210)의 제1 장착부(212)는 엔진의 배출구에 밀착되는 플랜지 형상으로 형성될 수 있다. 제1 장착부(212)의 외각 둘레부에는 둘레를 따라 체결 부재를 체결하기 위한 복수개의 체결홀(212a)이 서로 이격되게 형성될 수 있다. 따라서, 제1 주입구(210)는 도 1과 도 2에 도시된 제1 주입구(22)와 비교하여 플랜지 형상의 제1 장착부(212)를 일체로 마련한 구조이므로, 도 1과 도 2에 도시된 제1 주입구(22)의 플랜지부(23)가 생략되어 부품수가 감소될 수 있고, 플랜지부(23)의 용접 작업도 생략되어 제1 주입구(210)가 더 간편하게 제조될 수 있으며, 플랜지부(23)의 용접 불량에 의한 기존의 문제점도 미연에 해소될 수 있다.
제1 주입구(210)의 제1 연결부(214) 또는 후술하는 제2 주입구(220)의 제2 연결부(224) 중 적어도 어느 하나에는 가스 센서(240)를 설치하기 위한 센서 설치부(216)가 일체로 마련될 수 있다. 상기와 같은 가스 센서(240)는 배출가스(G)를 감지하기 위한 센서 부재로서, 배출가스(G)의 배출 여부, 배출가스(G)의 성분, 배출가스(G)의 온도, 배출가스(G)의 유량, 또는 배출가스(G)의 유속 중 적어도 하나를 감지하기 위해 사용될 수 있다.
이하, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 센서 설치부(216)가 제1 주입구(210)의 제1 연결부(214)에만 형성된 것으로 설명한다. 상기와 같은 센서 설치부(216)는 제1 주입구(210)의 주조 제작시 제1 주입구(210)와 함께 일체로 성형될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 제1 주입구(210)의 제1 연결부(214)가 도 1과 도 2에 도시된 제1 주입구(22)와 같이 센서 설치부(28, 29)의 설치 공간을 확보하기 위해 길게 형성될 필요성이 없고, 그로 인하여 제1 주입구(210)는 도 1과 도 2에 도시된 제1 주입구(22)와 비교하여 매우 짧은 길이로 형성될 수 있다.
도 3 내지 도 5, 도 7을 참조하면, 본 실시예의 제2 주입구(220)는, 배출가스 정화장치(100)의 내부로 배출가스(G)를 공급하도록 마련될 수 있다. 즉, 제2 주입구(220)의 일단부는 배출가스 정화장치(100)의 유입구(112)에 연통되게 연결될 수 있다. 상기와 같은 제2 주입구(220)의 내부에는 제1 중공부(210a)와 배출가스(G)가 통과되기 위한 제2 중공부(220a)가 중공되게 형성될 수 있다.
예를 들면, 제2 주입구(220)는, 배출가스 정화장치(100)의 유입구(112)에 장착되는 제2 장착부(222), 및 완충형 관연결재(230)의 타단부에 연결되는 제2 연결부(224)를 포함할 수 있다.
제2 장착부(222)는 제2 주입구(220)의 일단부에 마련될 수 있고, 제2 연결부(224)는 제2 주입구(220)의 타단부에 마련될 수 있다. 상기와 같은 제2 장착부(222)와 제2 연결부(224)는 주조 방식에 의해 일체형 주물 제품으로 형성될 수 있다.
따라서, 본 실시예의 제2 주입구(220)는, 제1 주입구(210)와 마찬가지로 주조를 통해 일체형 구조로 제조됨으로써, 도 1과 도 2에 도시된 제2 주입구(24)보다 더욱 콤팩트하게 짧은 길이로 형성될 수 있다. 그에 따라서, 본 실시예의 제2 주입구(220)는 도 1과 도 2에 도시된 제2 주입구(24)보다 상대적으로 짧은 길이로 형성될 뿐만 아니라 곡관 형상이 아닌 직관 형상으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 제2 주입구(220)의 제2 장착부(222)는 배출가스 정화장치(100)의 유입구(112)에 삽입되어 겹쳐지는 구조로 연결될 수 있다. 제2 주입구(220)의 제2 장착부(222)에는 배출가스 정화장치(100)의 타단부의 내부에 배출가스(G)를 토출하기 위한 토출관(미도시)이 연결될 수 있다.
도 3 내지 도 5을 참조하면, 본 실시예의 완충형 관연결재(230)는, 엔진에서 배출가스 정화장치(100)로 배출가스(G)를 안내하는 관 형상의 연결 부재이되, 엔진과 배출가스 정화장치(100)의 사이에서 발생되는 진동과 외부 충격을 흡수하는 완충 부재이다. 완충형 관연결재(230)의 내부에는, 제1 주입구(210)에서 제2 주입구(220)로 배출가스(G)를 안내하기 위한 통로가 형성되어 제1 주입구(210)의 제1 중공부(210a) 및 제2 주입구(220)의 제2 중공부(220a)에 연결될 수 있다.
즉, 완충형 관연결재(230)의 일단부는 제1 주입구(210)의 제1 연결부(214)에 연통되게 연결될 수 있고, 완충형 관연결재(230)의 타단부는 제2 주입구(220)의 제2 연결부(224)에 연통되게 연결될 수 있다.
여기서, 완충형 관연결재(230)는, 제1 주입구(210)와 제2 주입구(220)보다 유연성과 탄성이 더 높은 재질로 형성될 수 있다. 일례로, 제1,2 주입구(200)는 철과 같은 주조 가능한 금속 재질로 형성될 수 있고, 완충형 관연결재(230)는 고무 재질 또는 플라스틱 재질로 형성되거나 또는 유연성과 탄성이 우수한 금속 재질로 형성될 수 있다. 상기와 같은 완충형 관연결재(230)는, 주입구(200)에 제공되는 진동 및 외부 충격에 따라 변형하면서 진동 및 외부 충격을 안정적으로 흡수하여 완충할 수 있고, 진동 및 외부 충격에 의한 파손을 방지하여 수명과 사용 안정성을 증가시킬 수 있다.
그리고, 완충형 관연결재(230)는 진동과 외부 충격을 흡수하기 위한 다양한 구조로 형성될 수 있다. 일례로, 완충형 관연결재(230)는 진동과 외부 충격을 원활하게 흡수 완충하기 위한 벨로우즈관 형상으로 제공될 수 있다. 즉, 완충형 관연결재(230)는 진동과 외부 충격에 의해 길이가 변경하거나 다양한 방향으로 절곡하면서 진동과 외부 충격을 흡수하여 완충할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 완충형 관연결재(230)가 진동과 외부 충격을 흡수 완충하기 위한 다양한 구조가 적용 가능하다.
또한, 제1 주입구(210)의 제1 연결부(214) 및 제2 주입구(220)의 제2 연결부(224)는, 서로를 향해 직선 형상으로 길게 연장될 수 있다. 이때, 완충형 관연결재(230)는 제1 주입구(210)와 제2 주입구(220)의 사이에서 제1,2 주입구(200)의 길이 방향을 따라 직선 형상으로 길게 배치될 수 있다. 따라서, 주입구(200)는 엔진의 배출구에서 배출가스 정화장치(100)의 유입구(112)를 향해 직선 형상으로 길게 마련되어 배출가스(G)의 유동 성능이 향상될 수 있고, 주입구(200)의 전체 구조가 간단하게 형성되어 설계 편이성 및 설치 작업성이 향상될 수 있다.
또한, 완충형 관연결재(230)는 제1 주입구(210)와 제2 주입구(220)의 전체 길이보다 더 길게 마련될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 완충형 관연결재(230)의 길이가 길어짐에 따라 주입구(200)에 작용되는 진동과 외부 충격을 더 원활하게 흡수 및 완충할 수 있다. 일례로, 도 1과 도 2에 도시된 종래의 벨로우즈 관(26)은 70㎜ 정도의 길이로 배치되지만, 본 실시예의 완충형 관연결재(230)는 도 1과 도 2의 주입구(20)와 동일한 설치 환경에서 대략 150㎜ 정도의 길이로 배치될 수 있다.
또한, 제1 주입구(210)와 제2 주입구(220)의 길이는 엔진과 배출가스 정화장치(100)의 이격 거리와 상관없이 일정한 길이로 마련될 수 있고, 완충형 관연결재(230)의 길이는 엔진과 배출가스 정화장치(100)의 이격 거리에 대응하는 길이로 길게 마련될 수 있다. 그로 인하여, 본 실시예의 제1 주입구(210)와 제2 주입구(220)는 다양한 종류의 작업용 차량에서 공용으로 사용 가능할 수 있고, 본 실시예의 완충형 관연결재(230)는 길이에 따라 다수개를 미리 준비하여 작업용 차량에 선택적으로 채용할 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 주입구(200)에 대한 부품의 공용화 및 유지보수의 편의성 향상을 기대할 수 있다.
한편, 완충형 관연결재(230)는 이중관 형상으로 형성하는 것이 바람직하다. 일례로, 완충형 관연결재(230)의 내부관은 제1 주입구(210)의 제1 중공부(210a)와 제2 주입구(220)의 제2 중공부(220a)에 연통되게 연결되는 원형관 형상으로 형성될 수 있고, 완충형 관연결재(230)의 외부관은 내부관의 외측 둘레를 감싸는 벨로우즈관 형상으로 형성될 수 있다. 완충형 관연결재(230)의 내부관은, 제1 주입구(210)의 제1 연결부(214) 및 제2 주입구(220)의 제2 연결부(224)에 삽입되어 서로 겹쳐진 구조로 연결되되, 절곡이 가능한 유연성이 높은 재질로 마련될 수 있다. 완충형 관연결재(230)의 외부관은, 클램프 부재를 사용하여 제1 주입구(210)의 제1 연결부(214) 및 제2 주입구(220)의 제2 연결부(224)에 연결되되, 절곡이 가능한 재질의 주름관 형상으로 마련될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 배출가스 정화장치(100)의 주입구(200) 구조에 대한 작동 및 작용 효과를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제1 주입구(210)와 제2 주입구(220)를 주조 방식에 의해 일체형 주물 제품으로 제조한다.
제1 주입구(210)의 제1 장착부(212)를 엔진의 배출구에 체결부재로 고정시키고, 제2 주입구(220)의 제2 장착부(222)를 배출가스 정화장치(100)의 유입구(112)에 연통되게 연결시킨다.
상기와 같이 제1 주입구(210)와 제2 주입구(220)의 설치가 완료되면, 완충형 관연결재(230)의 일단부가 제1 주입구(210)의 제1 연결부(214)에 연결하고, 완충형 관연결재(230)의 타단부가 제2 주입구(220)의 제2 연결부(224)에 연결한다.
따라서, 완충형 관연결재(230)는 제1 주입구(210)와 제2 주입구(220)의 이격 거리에 대응하는 길이로 선택하여 설치하되, 제1 주입구(210)와 제2 주입구(220) 사이에 직선 형상으로 길게 배치한다.
특히, 제1 주입구(210)와 제2 주입구(220)가 짧은 길이의 콤팩트한 일체 형상으로 형성되므로, 완충형 관연결재(230)의 길이를 더욱 증가시킬 수 있고, 그에 따라 완충형 관연결재(230)에 의한 진동 및 외부 충격의 완충 효율을 더욱 증대시킬 수 있다.
참고로, 제1 주입구(210)의 센서 설치부(216)에는 가스 센서(240)를 설치한다.
전술한 바와 같이, 주입구(200)가 엔진과 배출가스 정화장치(100)에 설치된 상태에서 작업용 차량을 작동시키면, 다양한 종류의 진동 및 외부 충격이 주입구(200)에 지속적으로 전달된다.
하지만, 완충형 관연결재(230)가 변형되면서 주입구(200)에 전달되는 진동 및 외부 충격이 흡수 완충되는 구조이므로, 주입구(200)의 전체가 받는 데미지를 감소시킬 수 있고, 진동 및 외부 충격에 의한 주입구(200)의 파손을 원활하게 방지하여 주입구(200)의 수명을 대폭 증가시킬 수 있다.
특히, 완충형 관연결재(230)의 길이를 최대로 배치함으로써 완충형 관연결재(230)의 변형 한계를 높여 진동 및 외부 충격에 의한 파손을 방지할 수 있고, 엔진과 배출가스 정화장치(100)의 배치 구조를 더 자유롭게 설계할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 배출가스 정화장치
110: DOC 믹싱 모듈
120: SCR 모듈
130: 모듈 연결관
200: 주입구
210: 제1 주입구
212: 제1 장착부
214: 제1 연결부
220: 제2 주입구
222: 제2 장착부
224: 제2 연결부
230: 완충형 관연결재

Claims (7)

  1. 작업용 차량의 엔진에서 배출되는 배출가스를 배출가스 정화장치의 내부로 안내하는 배출가스 정화장치의 주입구 구조로서,
    상기 엔진에서 배출되는 상기 배출가스를 유입하도록 상기 엔진의 배출구에 일단부가 연결된 제1 주입구;
    상기 배출가스 정화장치의 내부로 상기 배출가스를 공급하도록 상기 배출가스 정화장치의 유입구에 일단부가 연결된 제2 주입구; 및
    상기 제1 주입구에서 상기 제2 주입구로 상기 배출가스를 안내하도록 상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구의 타단부에 양단부가 연결되고, 상기 엔진과 상기 배출가스 정화장치의 사이에서 발생되는 진동과 외부 충격을 흡수하는 완충형 관연결재;를 포함하며,
    상기 완충형 관연결재는, 상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구보다 유연성과 탄성이 더 높은 재질로 형성되되, 상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구의 전체 길이보다 더 길게 마련되고,
    상기 제1 주입구는, 상기 엔진의 배출구에 장착되도록 상기 제1 주입구의 일단부에 플랜지 형상으로 형성되고 외각 둘레부에는 복수개의 체결홀이 이격 형성되는 제1 장착부; 및 상기 제1 주입구의 타단부에 마련되되 상기 제1 장착부와 일체로 형성되어 상기 완충형 관연결재의 일단부에 연결되는 제1 연결부;를 포함하며,
    상기 제2 주입구는, 상기 제2 주입구의 일단부에 마련되어 상기 배출가스 정화장치의 유입구에 장착되는 제2 장착부; 및 상기 제2 주입구의 타단부에 마련되되 상기 제2 장착부와 일체로 형성되어 상기 완충형 관연결재의 타단부에 연결되는 제2 연결부;를 포함하고,
    상기 제1 장착부와 상기 제1 연결부의 사잇각이 예각이 되도록 상기 제1 장착부는 상기 제1 연결부에 대해서 경사지게 형성되며, 상기 제2 장착부는 상기 제2 연결부에 대해서 평행하게 형성되고,
    서로 평행한 형태로 형성된 상기 완충형 관연결재의 양단은 서로 평행하게 배치된 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부에 각각 연결된 것을 특징으로 하는 배출가스 정화장치의 주입구 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주입구에는 상기 제1 주입구를 통과하는 상기 배출가스를 감지하는 가스 센서가 설치되는 센서 설치부가 일체로 마련되고,
    상기 센서 설치부의 중심을 통과하는 선과 상기 완충형 관연결재의 중심을 통과하는 선의 사잇각이 둔각이 되도록 상기 센서 설치부는 상기 제1 장착부에서부터 상기 제1 연결부를 향해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 배출가스 정화장치의 주입구 구조.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 완충형 관연결재는 진동과 외부 충격을 흡수하기 위한 벨로우즈관 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 배출가스 정화장치의 주입구 구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구는 서로를 향해 직선 형상으로 길게 연장되고,
    상기 완충형 관연결재는 상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구의 사이에 상기 제1,2 주입구의 길이 방향을 따라 직선 형상으로 길게 배치된 것을 특징으로 하는 배출가스 정화장치의 주입구 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 주입구와 상기 제2 주입구의 축방향 길이는 일정하게 마련되고,
    상기 완충형 관연결재의 축방향 길이는 상기 엔진과 상기 배출가스 정화장치의 이격 거리에 대응하는 길이로 마련되는 것을 특징으로 하는 배출가스 정화장치의 주입구 구조.
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