KR20110065932A - 차량용 요소저장탱크의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 요소결빙방지용 히터와 센더 및 레벨센서를 하나의 구조체로 이루도록 하여 요소저장탱크의 제작성을 개선시킨 차량용 요소저장탱크의 구조에 관한 것으로, 일측에 요소를 주입하는 요소주입구(1)가 구비되고 타측에 내부압력을 조정하는 에어밴트(6)가 구비되고 내부에 요소가 저장되는 탱크본체(1)와; 상기 탱크본체(1)의 일측을 통해 연결되어 요소를 배기가스 라인으로 공급하는 센더(4)와; 상기 센더(4)의 일측을 통해 탱크본체(1)내부로 형성되어 요소의 저장량을 감지하는 레벨센스(3); 그리고 상기 센더의 상면에 관통공이 형성되고, 상기 관통공을 통해 탱크본체 내부로 설치되는 히터(10);로 구성되어 상기 센더(4)와 레벨센스(3) 그리고 히터(10)가 하나의 구조체로 형성되어 탱크본체에 결합되는 요소저장탱크의 구조를 제공하는데 기술적 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 히터가 센더와 일체화되어 조립됨으로써 요소저장탱크의 제작비용이 저렴해지고, 설치 및 제작과정이 간소화해지고, 견고한 설치가 이루어짐에 의해 고장발생이 적어 안정적인 요소공급이 가능해지고 및 겨울철 요소결빙이 방지되는 효과가 있다.

버스, 요소, 오염, 센더, 히터, 결합

Description

차량용 요소저장탱크의 구조{THE STRUCTURE OF UREA TANK FOR VEHICLE}

본 발명은 버스차량용 요소저장탱크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 요소결빙방지용 히터와 센더 및 레벨센서를 하나의 구조체로 이루도록 하여 요소저장탱크의 제작성을 개선시킨 차량용 요소저장탱크의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 형태에 따라 승용차나 버스 트럭 등으로분류하지만, 같은 차종이라도 사용하는 연료에 따라서 가솔린을 연료로 사용하는 가솔린차량, 디젤차량 도는 LPG차량으로 분류하기도 한다.

이 중에서 디젤 차량의 엔진은 저연비 이면서 고출력 및 고부하의 운전이 가능하여 그 수요가 계속증대하고 있다. 그러나, 디젤 차량에 의한 대기오염은 주로 배기가스에 포함되어 배출되는 NOx와 PM에 의한 것이며, 총 대기오염의 약 40%를 차지할 정도로 대기오염의 주범으로 인식되고 있고, 이에 대응하기 위하여 각국에서는 디젤엔진의 배기가스 규제를 점차 강화하고 있다.

디젤 차량은 산소 과잉분위기에서 연소되므로 가솔린엔진에 비해 유해물질인 NOx의 발생량이 상당히 많고, 린번분위기에서 연소되므로 NOx를 제거하기가 힘들다. 따라서 NOx저감을 위한 후처리 기술로써 가장 활발히 개발 진행되고 있는 것 이 Urea(요소)- SCR(Selective Catalytic Reduction)시스템이다. 이러한 시스템은 요소를 수용액 형태로 배기가스 라인에 분사하여 NOx와 요소(Urea)를 반응시켜 NOx를 산소와 질소가스로 변환시키는 시스템이다.

이러한 요소 - SCR시스템에는 요소를 저장하고, 배기가스라인에 분사하도록 요소저장탱크가 구비된다. 이하 요소저장탱크를 도시한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래 일반적인 요소저장탱크를 나타낸 도이다. 도시된 바와 같이, 탱크본체(1)의 일측에 요소주입구(2)가 형성되어, 이러한 주입구(2)를 통해 외부에서 필요로 하는 요소를 주입하게 된다. 그리고, 탱크본체(1)의 상면 일측을 통해 내부로 레벨센스(3)가 설치되고, 내부의 요소를 배기가스 라인으로 공급하기위한 센더(4)가 형성되어 있다. 그리고, 다른 일측을 통해 에어벤트(6)가 구비되어 내부의 공기압을 조절하게 된다.

그리고, 탱크본체(1)의 하부바닥 근처에 수평방향으로 히터(5)가 설치되는데 이러한 히터(5)는 통상적으로 겨울철 요소가 동결되는 것을 방지하기 위해서이다. 즉, 히터(5)를 통해 엔진에서 과열된 수분이 탱크본체(1)내부로 순환되면서 열전달이 이루어져 요소의 동결을 방지하게 되는 것이다.

상기와 같은 구조에서는 다음과 같은 문제점이 있다. 요소저장탱크를 제작하기 위해서는 히터(5)의 설치가 필수적인바, 종래 구조에서는 탱크본체(1) 히터를 삽입하고, 이러한 히터(5)를 고정시키는 작업이 필요하게 된다. 또한, 이러한 히터(5)의 연장선이 탱크본체(1)로부터 외부로 나와햐 하므로 이에따른 탱크본체(1) 의 외부관통공 작업이 이루어져야 하며, 이러한 외부관통공 주위로 요소의 흘러내림을 방지하기 위하여 실링처리 또한 필요하게 된다.

따라서 요소저장탱크의 제작작업 공수가 많아지고, 이에 따른 부품수가 증대하여 많은 비용이 소모되는 문제점이 있다.

또한, 히터의 탱크본체 내부 설치작업은 일일이 사람이 수작업으로 하여야 하므로 히터의 정확한 설치가 힘들어 잦은 고장을 야기할 뿐만 아니라 불량율이 높은 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 히터와 센더 및 레벨게이지를 하나로 일체화하여 제작함으로써 요소저장탱크의 제작비용의 절감은 물론 고장으로부터 자유로운 안정적인 요소공급이 이루어 질 수 있는 요소저장탱크의 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로서, 일측에 요소를 주입하는 요소주입구(1)가 구비되고, 타측에 내부압력을 조정하는 에어밴트(6)가 구비되고, 내부에 요소가 저장되는 탱크본체(1)와; 상기 탱크본체(1)의 일측을 통해 연결되어 요소를 배기가스 라인으로 공급하는 센더(4)와; 상기 센더(4)의 일측을 통해 탱크본체(1)내부로 형성되어 요소의 저장량을 감지하는 레벨센스(3); 그리고

상기 센더의 상면에 관통공이 형성되고, 상기 관통공을 통해 탱크본체 내부로 설치되는 히터(10);로 구성되어 상기 센더(4)와 레벨센스(3) 그리고 히터(10)가 하나의 구조체로 형성되어 탱크본체에 결합되는 요소저장탱크의 구조를 제공하는데 기술적 특징이 있다.

그리고 바람직 하기로는, 상기 센더의 상면에는 두개의 관통공이 형성되고, 상기 히터는 하나의 관통공을 통해 탱크본체 내부로 연결된 후, 타측 관통공을 통해 외부로 연결되는 U자 형태의 금속관으로 이루어지도록 한다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 히터가 센더와 일체화되어 조립됨으로써 요소저장탱크의 제작비용이 저렴해지는 효과가 있다.

또한, 설치 및 제작과정이 간소화해지고, 견고한 설치가 이루어짐에 의해 고장발생이 적어 안정적인 요소공급이 가능해지고 및 겨울철 요소결빙이 방지되는 다른 효과도 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명에 따른 요소저장탱크 구조를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도2는 본 발명에 의한 요소저장탱크의 구조를 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 요소를 내부에 저장하는 탱크본체(1)의 일측에 요소주입구(2)가 구비된다. 이러한 요소주입구(2)는 종래와 동일한 구조이므로 이하 자세한 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 탱크본체(1)의 요소주입구과 반대측 상면을 통하여 에어벤트(6)가 구비되어 있다. 이러한 에어벤트(6) 역시 종래와 동일한 구조이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

다음, 본 발명에서는 요소를 배기가스 라인으로 공급하는 센더(4)와 요소의 저장량을 체크하는 레벨센서(3) 및 요소결빙을 방지하는 히터(10)가 하나으 구조로 일체화를 이루도록 한다. 즉, 탱크본체 상면을 통해 관통공이 형성되고, 상기 관통공을 통하여 하나의 구조체로 이루어진다. 따라서 상기 관통공과 결합되도록 마개형태로 센더(4)를 기본으로 제작하고, 상기 센더(4)의 일측을 통해 하측으로 연장된 레벨센서(3)가 구비된다. 이러한 레벨센스의 하측길이는 탱크본체(1)내부에 저장되는 요소의 저장량을 파악 하기 위한 것으로 그에 따라 임의의 길이로 이루어지도록 한다.

그리고, 상기 센더의 일측 상면을 통하여 내부로 관통되는 두개의 관통공을 형성하고, 상기 관통공을 통하여 히터(10)가 설치되도록 한다. 여기서 히터(5)는 일종의 배관으로써 내부로는 엔진에서 과열된 수분이 흐르는 역할을 한다. 따라서 엔진에서 과열된 수분이 배관을 따라 흐르면서 탱크본체(1) 내부의 요소와 열전달되어 요소의 온도를 상승시켜 요소가 결빙되는 것을 막는 것이다. 이를 위해 엔진에서 과열된 수분이 흘러들어가는 배관이 하나의 관통공을 통해 탱크본체(1) 내부로 설치되고, 이러한 배관이 열전달된 후, 외부로 전달되도록 타측 관통공을 통해 외부로 빠져 나오도록 U자 관형태로 이루어지면 족할 것이다. 이러한 U자 관형태의 히터(10)는 내부가 비어있는 관으로써 상기 내부 관으로 엔진에서 과열된 수분이 전달되는 것이다.

한편, 이러한 U자관 형태의 히터(10)는 탱크 내부에서 안정적인 위치로 고정되고, 열전달이 잘 이루어지도록 하기 위해서는 금속재로 이루어지는 것이 바람직하다. 금속재로 이루어짐에 따라 히터(10)는 하측방향으로 고정된 형태를 유지하므로 좌,우 흔들림에 의한 레벨센서(3)와의 충돌이 방지될 뿐 아니라 탱크본체(1)내부로 설치가 용이하게 이루어 질 수 있기 때문이다.

그리고, 상기 센더(4)와 탱크본체(1)와의 실링은 종래에서도 사용되었으므로 특별히 달라지는 점이 없다. 다만 본 발명은 센더(4)이 상면으로부터 두개의 관통공을 형성하고 상기 관통공을 통하여 하측방향으로 히터(10)만 설치되도록 하면 족 하다. 따라서 종래와 같이 별도의 탱크본체(1)의 일측 관통공 형성이나, 이의 씰링문제 그리고, 탱크본체(1)의 내부설치문제 등에서 자유로워질 수 있게 된다. 단순히 기존의 센더(4) 및 레벨센서(3)의 설치과정과 동일하게 설치함으로써 히터(10)의 설치작업도 동시에 이루어 질 수 있게 된다. 물론, 센더(4)의 상면에 별도의 관통공 형성과 이를 통한 히터(10)의 설치는 별도 작업을 통해 제작하면 족할 것이다.

상기와 같이 기존의 센더(4) 및 레벨센서(3) 그리고 히터(10)가 하나의 구조체로 이루어짐에 따라 일일이 수작업으로 히터(10)의 설치작업이 불필요할 뿐만 아니라 히터(10)의 고장시에도 교환수리에 상당한 효율성을 가질 수 있게 된다. 즉, 종래의 구조에서 히터의 고장시 이를 수리하기 위해서는 탱크본체(10 내부의 요소를 모두 비운 다음, 센더(4)를 분해 개방한 후, 탱크본체(1) 내부 저면에 설치된 히터를 분해하고 다시 이를 설치하여야 하는 번거로운 과정을 거쳐야 한다. 이에 반하여 본 발명에서는 히터(10)가 고장 났을 경우 단순히 센더(4)만 개방한 후, 별도로 센더(4)에 부착된 히터(10)만 교체하고, 다시 결합하게 되어 탱크본체(1) 내부의 요소를 별도 건들임 없이 작업이 가능해지는 잇점도 있다.

이상에서 전술한 내용은 바람직한 실시예에 따른 예시들에 불과할 뿐이며, 상기의 실시예들에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 범위는 특허등록청구범위에서 나타나며, 당해 기술분야의 당업자에 의해 특허등록청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다 할 것이다.

도 1은 종래 요소저장탱크의 구조를 보인 단면도.

도2는 본 발명에 의한 요소저장탱크의 구조를 보인 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 탱크본체 2 : 요소주입구

3 : 레벨센스 4 : 센더

5,10 : 히터 6 : 에어밴트

Claims (3)

1. 차량용 요소저장탱크에 있어서,

   일측에 요소를 주입하는 요소주입구(1)가 구비되고, 타측에 내부압력을 조정하는 에어밴트(6)가 구비되고, 내부에 요소가 저장되는 탱크본체(1)와;

   상기 탱크본체(1)의 일측을 통해 연결되어 요소를 배기가스 라인으로 공급하는 센더(4)와;

   상기 센더(4)의 일측을 통해 탱크본체(1)내부로 형성되어 요소의 저장량을 감지하는 레벨센스(3); 그리고

   상기 센더의 상면에 관통공이 형성되고, 상기 관통공을 통해 탱크본체 내부로 설치되는 히터(10);로 구성되어 상기 센더(4)와 레벨센스(3) 그리고 히터(10)가 하나의 구조체로 형성되어 탱크본체에 결합되는 것을 특징으로 하는 요소저장탱크의 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 센더의 상면에는 두개의 관통공이 형성되고, 상기 히터는 하나의 관통공을 통해 탱크본체 내부로 연결된 후, 타측 관통공을 통해 외부로 연결되는 U자 형태로 이루어짐을 특징으로 하는 요소저장탱크의 구조.
3. 제2항에 있어서,

   상기 히터는 금속재질로 이루어짐을 특징으로 하는 요소저장탱크의 구조.

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