KR102588581B1 - 디젤엔진 후처리장치의 요소수 믹서 - Google Patents

디젤엔진 후처리장치의 요소수 믹서 Download PDF

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Abstract

일 실시예는, 배기가스와 요소수의 유통경로에 배치되는 믹서로서, 전면으로 흘러 들어오는 상기 배기가스 및 상기 요소수를 반원 형상의 혼합홀들을 통해 후면측으로 유통시키는 차단판; 및 상기 차단판의 후면측에서 상기 혼합홀들의 원주에서 지름방향으로 연장되어 형성되는 혼합캡들을 포함하는 믹서를 제공한다.

Description

디젤엔진 후처리장치의 요소수 믹서{UREA MIXER OF DIESEL ENGINE AFTER-TREATMENT DEVICE}
본 실시예는 NOx(NO+NO2) 저감장치, 디젤엔진 배기가스 처리장치 및 디젤엔진의 배기가스 처리방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 배기가스와 요소수를 혼합시키는 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 가솔린 또는 디젤을 연료로 사용하는 가솔린 차량 또는 디젤 차량에는 배출되는 배기가스 중에서 일산화 탄소(CO), 탄화 수소(CnHm), 질소 산화물(NOx), 황산화물(SOx) 및 입자상 물질(Particulate Matter, PM)이 포함된다.
여기서, 차량에서 배출되는 일산화 탄소, 탄화 수소, 질소 산화물(NOx), 황산화물 및 입자상 물질(Particulate Matter, PM) 등의 배기가스 중 입자상 물질은 부유 분진의 발생을 가중시킴으로써 대기 오염의 주요 원인으로 알려져 있다.
상술한 바와 같은 대기 오염 물질에 따른 인간의 쾌적한 환경의 요구 및 각국의 환경 규제에 의하여 배기가스에 포함되는 대기 오염 물질에 대한 규제가 점차 증가하고 있으며, 이에 대한 대책으로 다양한 배기가스 저감 방법이 연구되고 있다.
즉, 배기가스에 포함되는 대기 오염 물질을 감소시키기 위하여 차량의 엔진 내부에서 자체적으로 오염 물질을 저감시키는 기술로서, 엔진 기술 및 고압분사장치 등의 전처리 기술이 개발되고 있으나, 배기가스의 규제가 강화됨에 따라 엔진 내부에서의 유해 가스 저감 기술만으로는 규제를 만족시키는데 한계가 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 차량의 엔진에서 연소된 후 배출되는 배기가스를 처리하는 후처리 기술(After-treatment Technology)이 제안되었으며, 상술한 후처리 기술은 산화 촉매, 매연 여과장치 및 질소 산화물 촉매로 구성된 배기가스 처리장치의 형태로 구현되고 있다.
따라서, 종래 배기가스 처리장치는 디젤산화촉매기(DOC, Diesel Oxidation Catalyst), 디젤미립자필터(DPF, Diesel Particular Filter), 선택적촉매환원기(SCR, Selective Catalytic Reduction) 등을 포함한다.
특히, 선택적촉매환원기(SCR)는 디젤미립자필터(DPF)의 후단에 배치되어, 디젤미립자필터(DPF)에 의해 배기가스에 포함된 입자상 물질들이 저감되면, 이후, 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 저감하는 장치로 사용된다.
선택적촉매환원기(SCR)에서는 배기가스에 포함된 질소 산화물(NOx)을 암모니아 성분(환원제: NH3)과 반응시켜 질소(N2)와 물(H2O)로 분해함으로써, 배기가스에 포함된 질소 산화물(N0x)을 저감한다.
한편, 전술한 반응을 일으키기 위해 배기가스와 요소수를 혼합하게 되는데, 이때, 배기가스와 요소수의 균일한 혼합이 요구된다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 일 측면에서, 배기가스와 요소수를 균일하게 혼합시키는 기술을 제공하는 것이다. 다른 측면에서, 본 실시예의 목적은, 배기가스와 요소수를 혼합하면서 배기가스의 유통 흐름을 과도하게 저하시키지 않는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 배기가스와 요소수의 유통경로에 배치되는 믹서로서, 전면으로 흘러 들어오는 상기 배기가스 및 상기 요소수를 반원 형상의 혼합홀들을 통해 후면측으로 유통시키는 차단판; 및 상기 차단판의 후면측에서 상기 혼합홀들의 원주에서 지름방향으로 연장되어 형성되는 혼합캡들을 포함하는 믹서를 제공한다.
믹서를 전면에서 바라볼 때, 상기 혼합캡들에 의해 후면측의 90% 이상이 가려져 보일 수 있다.
상기 혼합캡의 전면측에서 상기 혼합홀이 형성되고, 상기 혼합캡에서 전후 방향의 수직된 방향의 측면으로 혼합배출홀이 형성될 수 있다.
상기 혼합홀들은 상기 차단판의 중심으로부터 제1거리 떨어진 원주방향으로 형성되는 제1혼합홀들 및 상기 중심으로부터 제2거리 떨어진 원주방향으로 형성되는 제2혼합홀들로 구성될 수 있다.
상기 제1혼합홀들의 개수와 상기 제2혼합홀들의 개수가 동일할 수 있다.
상기 제1거리가 상기 제2거리보다 길고 상기 제1혼합홀의 크기가 상기 제2혼합홀의 크기보다 클 수 있다.
상기 제1혼합홀과 상기 제2혼합홀은 지름이 일직선으로 배치될 수 있다.
상기 혼합배출홀은 타원의 반쪽부분에 해당되는 형상이고, 단축반경이 장축반경의 0.1배 내지 0.8배에 해당될 수 있다.
상기 혼합캡의 반경은 상기 차단판 반경의 0.1배 내지 0.4배에 해당될 수 있다.
다른 실시예는, 배기가스와 요소수의 유통경로에 배치되는 믹서로서, 전면으로 흘러 들어오는 상기 배기가스 및 상기 요소수를 반원 형상의 혼합홀들 및 관통홀들을 통해 후면측으로 유통시키는 차단판; 및 상기 차단판의 후면측에서 상기 혼합홀들의 원주에서 지름방향으로 연장되어 형성되는 혼합캡들을 포함하는 믹서를 제공한다.
상기 관통홀들은 상기 차단판의 중심에 형성되는 제1관통홀 및 상기 제1관통홀로부터 상기 차단판의 반경방향으로 형성되는 제2관통홀들로 구성될 수 있다.
상기 제1관통홀의 크기가 상기 제2관통홀보다 크고, 상기 혼합홀의 크기가 상기 제1관통홀보다 클 수 있다.
상기 혼합캡의 전면측에서 상기 혼합홀이 형성되고, 상기 혼합캡에서 전후 방향의 수직된 방향의 측면으로 혼합배출홀이 형성될 수 있다.
상기 혼합배출홀은 타원의 반쪽부분에 해당되는 형상이고, 단축반경이 장축반경의 0.1배 내지 0.8배에 해당될 수 있다.
전면에서 바라볼 때, 상기 혼합캡들에 의해 후면측의 90% 이상이 가려져 보이고, 상기 관통홀들에 의해서는 후면측이 가려져 보이지 않을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 배기가스와 요소수를 균일하게 혼합시킬 수 있고, 배기가스와 요소수를 혼합하면서 배기가스의 유통 흐름을 과도하게 저하시키지 않을 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 제1예시에 따른 믹서의 전면측 사시도이다.
도 3은 제1예시에 따른 믹서의 후면측 사시도이다.
도 4는 제1예시에 따른 믹서의 전면도이다.
도 5는 제1예시에 따른 믹서의 후면도이다.
도 6은 제1예시에 따른 믹서의 측면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 혼합캡의 형상이다.
도 8은 제2예시에 따른 믹서의 전면측 사시도이다.
도 9는 제2예시에 따른 믹서의 후면측 사시도이다.
도 10은 제2예시에 따른 믹서의 전면도이다.
도 11은 제2예시에 따른 믹서의 후면도이다.
도 12는 제2예시에 따른 믹서의 측면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 디젤엔진 배기가스 처리 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 배기가스 처리 시스템(100)은 디젤엔진(110), 디젤산화촉매기(DOC: Diesel Oxidation Catalyst, 120), 디젤미립자필터(DPF: Diesel Particular Filter, 130), 혼합기(140) 및 선택적촉매환원기(SCR: Selective Catalytic Reduction, 150) 등을 포함할 수 있다.
디젤산화촉매기(120)는 그 후방에 배치되는 디젤미립자필터(130)의 재생을 위한 이산화질소(NO2)를 생성하는 역할을 하고, 디젤미립자필터(130)는 배기가스 중 입자상 물질(PM, Particulate Matter)을 물리적으로 포집하고 연소시켜 제거하는 역할을 할 수 있다.
디젤미립자필터(130)는 필터에 포집된 입자상 물질(PM)을 연소시켜 제거할 때 배기가스 온도를 높이고, 디젤산화촉매기(120)에서는 이산화질소(NO2)를 생성할 때 방출되는 반응열을 통해 배기가스의 온도를 상승시킬 수 있다.
이에 따라 디젤미립자필터(130)에 포집된 입자상물질(PM)은 디젤산화촉매기(120) 후단의 배기열을 이용하여 그의 활성온도 이상으로 승온시켜 입자상물질(PM)을 제거할 수 있다.
디젤산화촉매기(120)는 디젤엔진(110)으로부터 유입되는 배기가스에 포함되어 있는 일산화탄소와 탄화수소를 산화시켜 이산화탄소와 물로 바꿀 수 있다.
선택적촉매환원기(150)는 담체 형태로 구성되며, 담체는 구슬형, 세라믹 일체형, 금속 일체형 등으로 구현될 수 있다.
혼합기(140)는 요소수와 배기가스를 혼합시킬 수 있는데, 이렇게 요소수와 혼합된 배기가스가 선택적촉매환원기(150)로 공급되면서 배기가스에 포함되는 아산화질소의 량이 최소화될 수 있다.
혼합기(140)는 일측으로 디젤미립자필터(130)와 연통되면서 디젤미립자필터(130)로부터 배기가스(EG)를 전달받을 수 있다. 그리고, 혼합기(140)는 다른 일측으로 요소수공급관(142)과 연통되면서 요소수(UR)를 공급받을 수 있다.
혼합기(140) 내부에서 배기가스(EG)와 요소수(UR)가 혼합되는데, 혼합의 균질성을 높이기 위해 혼합기(140) 내부에는 믹서(200)가 배치될 수 있다.
믹서(200)는 배기가스(EG)와 요소수(UR)의 유통경로에 배치되면서 배기가스(EG)와 요소수(UR)의 균질한 혼합을 지원할 수 있다.
도 2는 제1예시에 따른 믹서의 전면측 사시도이고, 도 3은 제1예시에 따른 믹서의 후면측 사시도이고, 도 4는 제1예시에 따른 믹서의 전면도이고, 도 5는 제1예시에 따른 믹서의 후면도이고, 도 6은 제1예시에 따른 믹서의 측면도이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 믹서(200)는 차단판(210)과 혼합캡들(320, 330)을 포함할 수 있다.
차단판((210)의 전면(211)에 수직되는 방향을 가스흐름방향(Fdir)이라고 할 때, 배기가스와 요소수는 가스흐름방향(Fdir)을 따라 차단판전면(211)으로 흘러 들어올 수 있다.
차단판(210)에는 혼합홀들(220, 230)이 형성될 수 있는데, 이러한 혼합홀들(220, 230)을 통해 전면으로 흘러 들어오는 배기가스 및 요소수가 후면측으로 유통될 수 있다.
혼합홀들(220, 230)은 반원 형상을 가질 수 있다. 여기서, 반원 형상은 타원의 반쪽부분에 대응되는 형상을 포함하는 개념으로 이해할 수 있다.
혼합홀들(220, 230)은 제1혼합홀들(220)과 제2혼합홀들(230)로 구분될 수 있다. 제1혼합홀들(220)은 차단판(210)의 중심으로부터 제1거리 떨어진 원주방향(Cdir)으로 형성될 수 있고, 제2혼합홀들(230)은 차단판(210)의 중심으로부터 제2거리 떨어진 원주방향(Cdir)으로 형성될 수 있다.
여기서, 제1거리가 제2거리보다 길 수 있고, 제1혼합홀들(220)의 크기가 제2혼합홀들(230)의 크기보다 클 수 있다.
제1혼합홀들(220)은 지름에 대응되는 제1지름변(221)과 반원의 원주에 대응되는 제1원주변(222)을 포함할 수 있다. 그리고, 제2혼합홀들(230)은 지름에 대응되는 제2지름변(231)과 반원의 원주에 대응되는 제2원주변(232)을 포함할 수 있다.
제1혼합홀(220)과 제2혼합홀(230)은 지름이 일직선으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1혼합홀(220)의 제1지름변(221)과 제2혼합홀(230)의 제2지름변(231)은 차단판(210)의 반경방향(Rdir)으로 일직선을 이룰 수 있다.
제1혼합홀들(220)과 제2혼합홀들(230)은 동일한 개수로 형성될 수 있고, 원주변(222, 232)이 차단판(210)의 원주방향(Cdir)에서 동일한 방향으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1원주변들(222)은 차단판(210)의 원주방향(Cdir)에서 반시계방향으로 형성될 수 있고, 제2원주변들(232)은 차단판(210)의 원주방향(Cdir)에서 반시계방향으로 형성될 수 있다.
차단판(210)의 후면(212)에는 혼합홀들(220, 230)의 원주에서 지름방향으로 연장되어 형성되는 혼합캡들(320, 330)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1혼합캡들(320)은 제1혼합홀들(220)의 제1원주변(222)에서 제1지름변(221) 방향으로 연장되어 형성될 수 있고, 제2혼합캡들(330)은 제2혼합홀들(230)의 제2원주변(232)에서 제2지름변(231) 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
혼합캡들(320, 330)은 혼합홀들(220, 230)과의 사이에서 혼합배출홀들(321, 331)이 나타나도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 혼합캡들(320, 330)의 전면측(배기가스가 유입되는 측)에는 혼합홀들(220, 230)이 형성될 수 있고, 측면(차단판의 전후방향의 수직된 방향으로의 측면)으로 혼합배출홀(321, 331)이 형성될 수 있다.
배기가스와 요소수는 혼합홀들(220, 230)을 통해 유입된 후 혼합캡들(320, 330)에 의해 소용돌이(swirl)치면서 혼합된 후 혼합배출홀(321, 331)을 통해 차단판(210)의 후면측으로 흘러 나갈 수 있다.
차단판(210)을 전면에서 바라볼 때, 혼합캡들(320, 330)에 의해 후면측의 90% 이상이 가려져 보일 수 있다. 배기가스와 요소수의 입장에서 볼 때, 배기가스와 요소수는 차단판(210)에 부딪히거나 혼합캡들(320, 330)에 부딪힐 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 혼합캡의 형상이다.
도 7을 참조하면, 혼합캡(700)은 제1측(720)으로 혼합홀과 연통될 수 있고, 제2측(730)으로 혼합배출홀과 연통될 수 있다. 그리고, 혼합캡(700)은 구를 1/4로 절단한 면 형태를 가지는 혼합면(710)을 포함할 수 있다.
제1측(720)으로 유입되는 배기가스(EG)와 요소수(UR)는 혼합면(710)에 의해 소용돌이(swirl)치면서 혼합된 후 제2측(730)으로 배출될 수 있다.
제1측(720)면과 제2측(730)면은 서로 수직될 수 있다.
제1측(720)면은 반원의 형상일 수 있고, 제2측(730)면은 타원의 형상일 수 있다. 다른 측면에서 보면, 제1측(720)면과 연통되는 혼합홀은 반원의 형상일 수 있고, 제2측(730)면과 연통되는 혼합배출홀은 타원의 형상일 수 있다.
여기서, 타원의 장축반경을 제1반지름(R1)이라 하고, 타원의 단축반경을 제2반지름(R2)이라 하고, 반원의 반경을 제3반지름(R3)이라 할 때, 제2반지름(R2)은 제1반지름(R1)의 0.1배 내지 0.8배에 해당될 수 있다.
그리고, 혼합홀들이 형성되는 차단판의 반경에 비교할 때, 제3반지름(R3)은 차단판 반경의 0.1배 내지 0.4배에 해당될 수 있다.
도 8은 제2예시에 따른 믹서의 전면측 사시도이고, 도 9는 제2예시에 따른 믹서의 후면측 사시도이고, 도 10은 제2예시에 따른 믹서의 전면도이고, 도 11은 제2예시에 따른 믹서의 후면도이고, 도 12는 제2예시에 따른 믹서의 측면도이다.
도 8 내지 도 12를 참조하면, 믹서(800)는 차단판(810)과 혼합캡들(920)을 포함할 수 있다.
차단판(810)의 전면(811)에 수직되는 방향을 가스흐름방향(Fdir)이라고 할 때, 배기가스와 요소수는 가스흐름방향(Fdir)을 따라 차단판전면(811)으로 흘러 들어올 수 있다.
차단판(810)에는 혼합홀들(820) 및 관통홀(830, 840)이 형성될 수 있는데, 이러한 혼합홀들(820) 및 관통홀들(830, 840)을 통해 전면으로 흘러 들어오는 배기가스 및 요소수가 후면측으로 유통될 수 있다.
혼합홀들(820)은 차단판(810)의 중심으로부터 제3거리 떨어진 원주방향(Cdir)으로 형성될 수 있다. 그리고, 관통홀들(830, 840)은 차단판(810)의 반경방향(Rdir)으로 형성될 수 있는데, 이때, 관통홀들(830, 840)은 제1반경방향으로 일렬로 늘어서는 그룹과 제1반경방향에 수직되는 제2반경방향으로 일렬로 늘어서는 그룹으로 구분될 수 있다.
혼합홀들(820)은 반원 형상을 가질 수 있다. 여기서, 반원 형상은 타원의 반쪽부분에 대응되는 형상을 포함하는 개념으로 이해할 수 있다.
혼합홀들(820)은 지름에 대응되는 지름변(821)과 반원의 원주에 대응되는 원주변(822)을 포함할 수 있다.
차단판(810)의 중심과 지름변(821)은 반경방향(Rdir)으로 일직선 상에 배치될 수 있다. 그리고, 원주변(822)은 차단판(810)의 원주방향(Cidr)에서 동일한 방향으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 원주변(822)은 원주방향(Cdir)에서 반시계방향으로 형성될 수 있다.
관통홀들(830, 840)은 차단판(810)의 중심에 형성되는 제1관통홀(840)과 중심 이외의 위치에 배치되는 제2관통홀들(830)로 구분될 수 있다.
제1관통홀(840)의 크기가 제2관통홀(830)보다 크고, 혼합홀(820)의 크기가 제1관통홀(840)보다 클 수 있다.
차단판(810)의 후면(812)에는 혼합홀들(820)의 원주에서 지름방향으로 연장되어 형성되는 혼합캡들(920)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 혼합캡들(920)은 혼합홀들(820)의 원주변(822)에서 지름변(821) 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
혼합캡들(920)은 혼합홀들(820)과의 사이에서 혼합배출홀들(921)이 나타나도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 혼합캡들(920)의 전면측(배기가스가 유입되는 측)에는 혼합홀들(820)이 형성될 수 있고, 측면(차단판의 전후방향의 수직된 방향으로의 측면)으로 혼합배출홀(921)이 형성될 수 있다.
배기가스와 요소수는 혼합홀들(820)을 통해 유입된 후 혼합캡들(920)에 의해 소용돌이치면서 혼합된 후 혼합배출홀(921)을 통해 차단판(810)의 후면측으로 흘러 나갈 수 있다.
차단판(810)을 전면에서 바라볼 때, 혼합캡들(920)에 의해 후면측의 90% 이상이 가려져 보일 수 있다. 배기가스와 요소수의 입장에서 볼 때, 배기가스와 요소수는 차단판(810)에 부딪히거나 혼합캡들(920)에 부딪힐 수 있다.
도 7을 참조하여 설명한 혼합캡의 형상이 제2예시의 믹서에도 적용될 수 있다. 제2예시의 믹서에서 혼합배출홀은 타원의 반쪽 부분에 해당되는 형상일 수 있고, 단축반경이 장축반경의 0.1배 내지 0.8배에 해당될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 배기가스와 요소수를 균일하게 혼합시킬 수 있고, 배기가스와 요소수를 혼합하면서 배기가스의 유통 흐름을 과도하게 저하시키지 않을 수 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 배기가스 처리 시스템
110 : 디젤엔진
120 : 디젤산화촉매기
130 : 디젤미립자필터
140 : 혼합기
150 : 선택적촉매환원기
200 : 믹서
210 : 차단판
220 : 제1혼합홀
230 : 제2혼합홀
320 : 제1혼합캡
330 : 제2혼합캡
700 : 혼합캡
710 : 혼합면
720 : 제1측
730 : 제2측
800 : 믹서
810 : 차단판
820 : 혼합홀
830 : 제2관통홀
840 : 제1관통홀
920 : 혼합캡

Claims (15)

  1. 배기가스와 요소수의 유통경로에 배치되는 믹서로서,
    전면으로 흘러 들어오는 상기 배기가스 및 상기 요소수를 반원 형상의 혼합홀들을 통해 후면측으로 유통시키는 차단판; 및
    상기 차단판의 후면측에서 상기 혼합홀들의 원주에서 지름방향으로 연장되어 형성되는 혼합캡들
    을 포함하되,
    상기 혼합캡의 전면측에서 상기 혼합홀이 형성되고, 상기 혼합캡에서 전후 방향의 수직된 방향의 측면으로 혼합배출홀이 형성되며,
    상기 혼합홀들은 상기 차단판의 중심으로부터 제1거리 떨어진 원주방향으로 형성되는 제1혼합홀들 및 상기 중심으로부터 제2거리 떨어진 원주방향으로 형성되는 제2혼합홀들로 구성되고,
    상기 제1거리는 상기 제2거리보다 길고 상기 제1혼합홀의 크기는 상기 제2혼합홀의 크기보다 커서 제2혼합홀들이 상기 제1혼합홀들보다 상기 중심에 가깝게 배치되고,
    상기 제1혼합홀들의 개수와 상기 제2혼합홀들의 개수가 동일하고, 상기 차단판의 전면측에서 상기 제1혼합홀과 상기 제2혼합홀의 지름이 상기 차단판의 반경방향(Rdir)으로 일직선 상에 배치되어서 상기 제1혼합홀들과 상기 제2혼합홀들이 상기 중심으로부터 방사형으로 배치되는 믹서.
  2. 제1항에 있어서,
    전면에서 바라볼 때, 상기 혼합캡들에 의해 후면측의 90% 이상이 가려져 보이는 믹서.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 혼합배출홀은 타원의 반쪽부분에 해당되는 형상이고, 단축반경이 장축반경의 0.1배 내지 0.8배에 해당되는 믹서.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 혼합캡의 반경은 상기 차단판 반경의 0.1배 내지 0.4배에 해당되는 믹서.
  10. 배기가스와 요소수의 유통경로에 배치되는 믹서로서,
    전면으로 흘러 들어오는 상기 배기가스 및 상기 요소수를 반원 형상의 혼합홀들 및 관통홀들을 통해 후면측으로 유통시키는 차단판; 및
    상기 차단판의 후면측에서 상기 혼합홀들의 원주에서 지름방향으로 연장되어 형성되는 혼합캡들
    을 포함하되,
    상기 관통홀들은 상기 차단판의 중심에 형성되는 제1관통홀 및 일부는 상기 제1관통홀로부터 상기 차단판의 제1반경방향으로 일렬로 늘어서고, 상기 일부를 제외한 나머지는 상기 제1반경방향에 수직되는 제2반경방향으로 일렬로 늘어서서 상기 제1관통홀을 중심으로 열십자로 배치되는 제2관통홀들로 구성되고,
    상기 차단판은 상기 제1관통홀과 상기 제2관통홀들에 의해서 4개의 영역으로 구획되고,
    상기 혼합홀들은 상기 구획된 각각의 영역에 혼합홀이 하나씩 배치되도록 구성되며,
    상기 혼합캡의 전면측에서 상기 혼합홀이 형성되고, 상기 혼합캡에서 전후 방향의 수직된 방향의 측면으로 혼합배출홀이 형성되는 믹서.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1관통홀의 크기가 상기 제2관통홀보다 크고, 상기 혼합홀의 크기가 상기 제1관통홀보다 큰 믹서.
  13. 삭제
  14. 제10항에 있어서,
    상기 혼합배출홀은 타원의 반쪽부분에 해당되는 형상이고, 단축반경이 장축반경의 0.1배 내지 0.8배에 해당되는 믹서.
  15. 제10항에 있어서,
    전면에서 바라볼 때, 상기 혼합캡들에 의해 후면측의 90% 이상이 가려져 보이고, 상기 관통홀들에 의해서는 후면측이 가려져 보이지 않는 믹서.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140116037A1 (en) 2010-01-12 2014-05-01 Donaldson Company, Inc. Flow device for exhaust treatment system
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