KR20140055171A

KR20140055171A - 냉각을 위해 과급공기를 이용하는 이유체 인젝터 및 이를 구비한 질소산화물 저감장치

Info

Publication number: KR20140055171A
Application number: KR1020120121587A
Authority: KR
Inventors: 노희환; 설동일; 홍창우; 김세훈; 오정모; 박진규; 이기형
Original assignee: 주식회사에스티엑스종합기술원; 한양대학교 에리카산학협력단
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2014-05-09

Abstract

본 발명은 배기통로의 열에 의해서 인젝터 바디가 가열되는 것을 방지할 수 있으며, 인젝터의 분사부를 통해서 분사되는 유체의 냉각 및 기화 또는 미립화를 촉진할 수 있는 인젝터를 제공하기 위한 것으로서, 본 발명의 인젝터는, 인젝터에 의해서 분사될 유체가 공급되는 공급부가 형성된 상단부와, 공급된 유체가 분사되는 분사부가 형성된 하단부를 갖는 인젝터 바디와, 인젝터 바디의 하단부 주변을 감도록 마련된 나선형 냉각 통로를 포함하고, 상기 나선형 냉각 통로에는 냉각용 공기가 공급됨으로써, 인젝터를 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

Description

냉각을 위해 과급공기를 이용하는 이유체 인젝터 및 이를 구비한 질소산화물 저감장치{TWO-FLUID INJECTOR USING CHARGE AIR FOR COOLING AND DEVICE FOR REDUCING NITROGEN OXIDE WITH THE SAME}

본 발명은, SCR 시스템(선택적 촉매 감소 장치)과 같은, 엔진의 배기가스 중의 질소 산화물을 저감하기 위한 배기가스 저감 장치에 이용될 수 있는 인젝터에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로, 과급공기를 이용하여 배기통로부터 인젝터에 전달되는 열을 흡수함으로써 냉각이 가능한 인젝터에 관한 것이다.

최근들어, 자동차 등의 배기가스에 대한 규제가 강화됨에 따라, 엔진의 배기가스 중의 질소산화물을 저감하기 위하여 엔진의 배기통로에 설치되는, 예를 들어, SCR(selectively catalystic reduction) 시스템 또는 LNT(lean NOx Trap) 시스템과 같은 DeNOx(질소산화물 저감) 시스템의 이용이 증가되고 있으며, 또한 탄화수소, 우레아(urea) 등을 환원제로 하는 촉매컨버터의 이용이 보편화되고 있다.

이와 같은 촉매 컨버터의 질소산화물 정화 효율은 환원제의 적정 공급 방법에 의존도가 높기 때문에, 환원제의 정확한 공급을 위하여 촉매컨버터의 전단의 배기통로에 인젝터를 장착하는 방법이 주로 이용되고 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 이와 같은 용도로 이용될 수 있는 종래의 인젝터가 도시된다.

도 1에 도시된 인젝터(10)는 인젝터의 몸통을 이루는 인젝터 바디(injector body; 11)로 구성되며, 인젝터 바디(11)의 일단에는 연료를 공급하는 연료라인(f)과 연결되는 공급부(12)가 마련되고, 공급부(12)와 반대쪽인 인젝터 바디(11)의 타단에는 연료가 분사되는 분사부(13)가 마련된다. 또한, 인젝터 바디(11)의 일측에는, 공급부(12)를 통해서 공급된 연료가 전기적 신호에 의해서만 분사부(13)로부터 분사될 수 있도록 제어하는 제어커넥터(14)가 마련되어, 전기적 신호가 제어커넥터(14)에 가해지면 분사부(13)가 개방되어 공급부(12)를 통해서 공급된 연료가 고압으로 분사된다.

또한, 인젝터 바디(11)는 케이스(15)에 의해서 둘러싸여 있고, 케이스(15)의 양단에는 인젝터 바디(11)를 연료라인(f) 및 배기통로(도시안됨)에 용이하게 연결하기 위한 어댑터(16a, 16b)가 마련되어 있다. 케이스(15)의 둘레에는 방열핀(16c)이 설치되어 있다(공개특허 10-2009-0094675 참조).

따라서, 어댑터(16a, 16b)에 의해서 연료라인(f)의 연료가 공급부(12)에 용이하게 공급될 수 있고, 동시에 분사부(13)를 통해서 분사된 연료가 배기통로로 용이하게 유입될 수 있다. 또한, 인젝터(10)가 설치되는 배기통로로부터 인젝터 바디(11)로 전달되는 열이 방열핀(16c)을 통해서 주위로 방출될 수 있도록 구성되어 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 인젝터(10)는, 열방출을 위해서 마련된 방열핀(16)이 방열핀(16)보다 더 고온인 배기통로의 열을 흡수하게 되기때문에, 이렇게 흡수된 열이 인젝터 바디(11)에 전달되어 인젝터가 녹는다는 문제점을 가지고 있다.

도 2에 도시된 인젝터(100)는 인젝터의 몸통을 이루는 인젝터 바디(110)로 구성되며, 인젝터 바디(110)의 일단에는 산화제 또는 환원제(예를 들어, 엔진 연료)를 공급하는 산화제 또는 환원제 공급라인(f)과 연결되는 공급부(111)가 마련되고, 공급부(111)와 반대쪽인 인젝터 바디(110)의 타단에는 공급된 산화제 또는 환원제가 분사되는 분사부(112)가 마련된다. 또한, 인젝터 바디(110)의 일측에는, 공급부(111)를 통해서 공급된 산화제 또는 환원제가 전기적 신호에 의해서만 분사부(112)로부터 분사될 수 있도록 제어하는 제어커넥터(113)가 마련되어, 전기적 신호가 제어커넥터(113)에 가해지면 분사부(112)가 개방되어 공급부(111)를 통해서 공급된 연료가 고압으로 분사된다(공개특허 10-2009-0094675 참조).

또한, 인젝터 바디(110)는 케이스(120)에 의해서 둘러싸여 있어, 외부의 충격으로부터 보호되며, 고온의 엔진 배기 가스가 흐르는 배기통로(도시 안됨)의 열이 인젝터 바디(10)에 직접적으로 전달되는 것이 방지된다. 케이스(120)의 양단에는 인젝터 바디(110)를 연료라인(f) 및 배기통로에 용이하게 연결하기 위한 제 1 및 제 2 어댑터(121, 122)가 마련되어 있다. 케이스(120)의 내측의 분사부(112) 쪽에 인슐레이터(130)가 내장되도록 설치되어, 배기통로의 열에 의해서 분사부(112)의 온도가 상승되는 것을 방지한다.

또한, 케이스(120)의 내측에는 배기통로의 열이 분사부(112)로 전달되는 것을 차단하기 위한 인슐레이터(130)가 분사부(112) 쪽에 배치되어 있어, 배기통로와 상대적으로 가까운 상기 분사부(112)의 온도가 상승되는 것이 방지될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 인슐레이터(130)는 상기 분사부(112)에 대하여 교차하는 방향으로 형성되는 판형부(131)를 기본으로 하면서 그 분사부(112)에서 배기통로쪽으로 연장되는 연장부(132)를 갖도록 형성되어 있어, 인젝터 바디(110)로 전달되는 열이 효과적으로 차단될 수 있다.

또한, 인슐레이터(130)는 단열성능이 우수하고 고온에서도 내구성이 우수하며 열전도율이 낮은 세라믹으로 이루어지는 것이 바람직하다.

케이스(120)의 분사부(112) 쪽에는 분사부(112)와의 기밀을 유지하여 고온고압의 배기가스가 분사부(112) 쪽으로 역류되는 것을 방지하기 위한 홀더(140)가 설치된다. 분사부(112)는 케이스(120)를 통해 배기통로와 연결되기 때문에 항상 배기가스에 노출되어 있는 상태가 되는데, 이때 고온고압의 배기가스가 케이스(120)와 분사부(112) 사이의 틈새를 통해 케이스(120) 내부로 유입될 수 있는바, 이를 방지하기 위한 것으로, 홀더(140)는 인슐레이터(130)에 내접되게 설치되어있다.

인젝터바디의 공급부(111)와 분사부(112)에는 케이스(120) 또는 홀더(140)와의 사이에 기밀을 유지하기 위한 오링(150)이 설치되어 있다. 공급부(111)에 설치된 오링(150)은 상기 공급부(111)와 케이스(120) 사이의 기밀을 유지하여 연료라인(f)에서의 연료가 케이스(120)와인젝터 바디(110) 사이의 틈새로 유입되는 것을 방지한다. 또한, 상기 분사부(112)에 설치된 오링(150)은 상기 분사부(112)와 상기 홀더(140) 사이의 기밀을 더욱 확고히 하여 배기가스가 케이스(120) 내부로 유입되는 것을 방지함과 동시에 인젝터 바디(110)의 진동을 흡수하는 기능을 겸한다.

케이스(120)의 중간부위와 인젝터 바디(110) 사이에는, 배기통로로부터 케이스(120)에 전달된 열에 의하여 상기 인젝터 바디(110)가 가열되는 것을 방지하기 위한, 도시된 바와 같은 속인 빈 공간부(160)가 형성되어 있다.

그러나 배기통로로부터의 열이 공간부(160)를 거쳐서 인젝터 바디(110)에 전달되므로 결과적으로 인젝터 바디(110)의 온도가 상승되고, 따라서 인젝터(100)의 내구성에 문제가 발생할 수 있다.

상기 설명드린 바와 같이, 방열핀을 포함하는 케이스를 가진 인젝터는 냉각 능력이 주행풍에 의존되기 때문에 정차중에는 오히려 배기통로의 열을 흡수하여 인젝터의 온도가 상승하는 영향을 받게 되고 이에 따라 환원제의 열화 및 고착에 의한 플러깅 현상을 보일 수 있다. 인젝터와 케이스 사이에 단열재를 형성하여 열을 차단하는 방식은 인젝터의 분사부에는 열차단 효율이 높지만, 배기통로에서 케이스를 통하여 전달되는 열이 공간부로 전달되어 결과적으로 인젝터 바디의 온도를 상승시킬 수 있어서 내구성에 문제가 발생할 수 있다. 또한, 리턴 포트를 가진 인젝터의 경우에는 환원제가 재순환되므로, 환원제의 온도 상승이 저장 탱크의 온도 상승으로 이어진다는 문제를 갖는다.

공개특허 10-2009-0094675

본 발명은 배기통로의 열에 의해서 인젝터 바디가 가열되는 것을 방지할 수 있으며, 인젝터의 분사부를 통해서 분사되는 유체의 냉각 및 기화 또는 미립화를 촉진할 수 있는 인젝터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 인젝터는, 인젝터에 의해서 분사될 유체가 공급되는 공급부가 형성된 상단부와, 공급된 유체가 분사되는 분사부가 형성된 하단부를 갖는 인젝터 바디와, 인젝터 바디의 하단부 주변을 감도록 마련된 냉각 통로를 포함하고, 상기 냉각 통로에는 냉각용 공기가 공급된다.

본 발명의 일실예에 따른 인젝터는 상기 인젝터 바디의 분사부에 연통되도록 마련되어 상기 분사부에서 분사되는 유체를 가이드하는 콘형 가이드를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실예에 따른 인제터는 상기 콘형 가이드의 단부에 마련되고 플랜지 형상인 장착 어댑터를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실예에 따른 인젝터는 상기 나선형 냉각 통로의 하류 측에 유체 연통 가능하게 연결되고, 상기 인젝터 바디의 하단부를 둘러싸는 링 형상의 공기공급실을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실예에 따른 인젝터에 있어서, 상기 공기공급실에는 적어도 하나 이상의 미세공이 형성되어 상기 공기공급실과 상기 분사부의 내부 또는 상기 콘형 가이드의 내부가 서로 연통될 수 있다.

본 발명의 일실예에 따른 인젝터에 있어서, 상기 미세공은 사전 결정된 간격으로 2개 이상 형성될 수 있고, 사전 결정된 간격은 90도 간격일 수 있으며, 미세공은 4개 형성될 수도 있다.

본 발명의 일실예에 따른 인젝터는 인젝터 바디를 덮는 케이스를 더 포함하며, 상기 케이스는 상기 인젝터 바디의 상단부 측을 덮는 상부 케이스와 상기 인젝터 바디의 하단부 측을 덮는 하부 케이스를 구비하고, 상기 상부 케이스 또는 하부 케이스에는 상기 상부 케이스와 상기 하부 케이스를 서로 결합 또는 분리시킬 수 있는 고정 걸쇠가 마련될 수 있다.

본 발명의 일실예에 따른 인젝터는 인젝터 바디의 일측에는 전기적 신호에 따라 상기 분사부에서의 유체 분사를 허용 또는 중지하기 위한 제어커넥터를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실예에 따른 인젝터에 있어서, 냉각용 공기는 과급기에서 압축되고 인터쿨러에서 냉각된 것일 수 있다.

본원 발명의 다른 실시예에 따르면, 질소산화물 저감장치는, 연료를 연소시켜 동력을 발생하는 엔진, 과급공기를 생성하기 위한 과급기, 상기 과급기에서 생성된 과급공기를 냉각하기 위한 인터쿨러 및 상기 엔진의 배기 가스를 배출하기 위한 배기통를 포함하는 질소산화물 저감장치에 있어서, 상기 배기통로에 마련된 촉매컨버터와, 상기 촉매컨버터의 상류쪽에서 상기 배기통로에 마련된 본 발명의 일실시예 따른 인젝터와, 상기 인젝터에 공급되는 환원제를 저장하기 위한 환원제 공급원과, 상기 인젝터의 공급부에 상기 환원제를 공급하기 위한 환원제 공급관과, 상기 인터쿨러의 하류측에서 분기하여 상기 냉각된 과급공기를 상기 인젝터에 공급하기 위한 과급공기관을 포함한다.

배기가스 저감장치에서 이유체 인젝터의 냉각에 과급공기를 이용함으로써, 인젝터를 효과적으로 냉각시킬 수 있어, 배기통로의 고온에 대한 인젝터의 내구성 향상이 가능하다. 또한, 일정한 양의 과급공기가 인젝터의 분사부 측으로 뚫린 미세공을 통하여 분출되므로, 분출된 과급공기가 분사된 유체(환원제)의 미립화와 기화를 더욱 촉진시킬 수 있어 분사효과를 더욱 높이는 것이 가능하다.

도 1은 케이스를 방열핀 형상으로 구성하여 주행풍에 의한 공랭 방식의 종래 인젝터를 나타내는 단면도,
도 2는 인젝터와 케이스 사이에 단열개를 형성하여 열을 차단하는 방식의 종래 인젝터를 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 인젝터를 포함하는 질소산화물 저감 시스템이 마련된 엔진의 흡기 및 배기 계통을 나타내는 개략도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인젝터가 배기통로에 부착된 상태를 도시하는 측면도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 인젝터의 부분 측면 투시도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 인젝터의 단면도,
도 7은 도 6의 A-A'선에 따라 자른 단면도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일시예에 따른 인젝터를 포함하는 DeNOx(질소산화물 저감) 시스템이 마련된, 엔진의 흡기와 배기 계통을 나타내는 설명도이다.

도 3을 참조하면, 엔진의 연소실(1)에서 배출되는 배기가스가 배기통로(2)를 통과하면서, 배기통로(2) 도중에 마련된 과급기(5)의 터빈을 회전시킨다. 과급기(5)의 터빈에 연결된 연결된 압축기는 흡기통로(4)를 통하여 유입되는 공기를 압축하여 과급공기(charge air)를 형성시켜 인터쿨러(6)로 보낸다. 인터쿨러(6)에서, 예를 들면, 수냉 또는 공냉에 의해서 일정한 온도로 냉각된 과급 공기의 대부분은 엔진의 연소실(1)로 유입되고, 냉각된 과급 공기의 일부는 인터쿨러(6)의 후단에서 분기된 과급공기관(7)을 통해서 배기통로(200) 도중에 마련된 질소산화물 저감 시스템의 촉매컨버터(3) 전단에 마련된 이유체 인젝터(200)에 공급된다. 이유체 인젝터(200)는 또한 환원제 공급원(9)으로부터 도관을 통해 환원제를 공급받는다.

여기서, 질소산화물 저감 시스템은, 예를 들어, SCR(selectively catalystic reduction) 시스템 또는 LNT(lean NOx Trap) 시스템일 수 있으며, 촉매컨버터(3)에서 환원제로 이용되는 촉매는, 예를 들어, 탄화수소, 우레아(urea) 등일 수 있다.

또한, 바람직하게, 엔진의 출력 향상을 위해 사용되는 과급기는 터빈 측의 베인 각도를 조절하여 과급 능력을 조정할 수 있다. 따라서, 과급기는 엔진의 연소실에 필요한 과급공기 외에 잉여 과급공기를 형성하기가 용이하고, 이를 이유체 인젝터(200)에 공급할 수 있다.

도 4는 배기통로(2)에 장착된 본 발명에 따른 이유체 인젝터(200)의 부착 위치 및 부착 자세를 설명하는 측면도이다.

도 4를 참조하면, 배기통로(2)에서 촉매컨버터(3)의 전단 쪽, 즉 배기 가스의 흐름에서 상류쪽에 환원제 공급통로(8)가 배기통로(2)의 축에 대해서 바람직하게, 약 30도의 각도로 형성되어 있고, 이유체 인젝터(200)는 촉매컨버터(3)의 전단에 형성된 환원제 공급통로(8)의 자유단에, 배기통로(2)의 축에 대해서 환원제 공급통로(8)와 동일한 각도로 고정되어 있다. 이때, 후술하는 바와 같이, 이유체 인젝터(200)의 콘형 가이드(240; 도 5 참조)의 자유단에는 이유체 인젝터(200)의 환원제 공급 통로(8)에 대한 부착을 돕기위해서 플랜지 형상의 장착 어댑터(223)가 마련되고, 또한 이유체 인젝터(200)의 장착 어댑터(223)와 결합하는 플랜지부가 환원제 공급통로(8) 자유단 입구 부분에 마련된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이유체 인젝터를 도시하는 측면 투시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이유체 인젝터의 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 이유체 인젝터(200)는 인젝터 바디(injector body; 210), 이 인젝터 바디(210)의 외관을 둘러싸는 케이스(224, 225), 케이스(225)의 내부에서 인젝터 바디(210)의 하부측을 둘러싸도록 마련되는 나선형 냉각 통로(230)를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 인젝터 바디(210)의 하부측을 냉각하기 위하여 나선형 냉각 통로(230)를 마련하였지만, 나선형에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 상하 지그제그 모양의 관으로 냉각 통로를 형성할 수도 있을 것이다. 또한, 둥근 관으로 구성된 냉각 통로에 냉각핀을 설치하여 열교환을 더욱 촉진시킬 수도 있을 것이다.

인젝터 바디(210)의 상부에는 환원제를 공급받는 환원제 공급부(211)가 형성되며 환원제 공급부(211)의 상측에는 환원제 공급원(9)의 환원제를 공급하는 공급 도관과 연결을 위한 환원제 공급 어탭터(221)가 마련된다.

인젝터 바디(210)의 하부에는 환원제를 분출하는 환원제 분사부(212)가 형성되며, 환원제 분사부(212)의 하단에는 일정한 퍼짐 각도를 갖는 콘형 가이드(240)가 마련된다.

환원제 분사부(212)를 둘러싸는 콘형 가이드(240)의 상단부에는 미세공(232)이 형성되어 있어 이를 통해서 환원제 분사부(212) 내와 콘형 가이드(240)로 둘러싸인 공간이 공기 공급실(231)이 서로 연통된다.

콘형 가이드(240)의 하단에는 배기통로(2)에 마련된 환원제 공급 통로(8)에 대한 부착을 용이하게 하기 위해서 플랜지 형상의 장착 어댑터(223)가 마련되며, 장착 어댑터(223)에는 환원제 공급 통로(8)의 플랜지부와 나사 결합 등을 위해 이용될 수 있는 개구가 마련되어 있다.

인젝터 바디(210)의 일측에는 공급부(211)를 통해 내부로 공급된 환원제가 전기적 신호에 의해서만 상기 분사부(212)를 통해 분사될 수 있도록 하는 제어커넥터부(213)가 구비된다. 즉, 커넥터부(213)에는 질소산화물 저감 시스템의 제어장치(도시 안됨)의 전기적 신호를 받을 수 있도록 통상의 전기배선 등이 연결될 수 있으며, 커넥터부(113)에 전기적 신호가 가해지면 분사부(212)가 개방되면서 고압의 환원제가 분사된다.

또한, 이유체 인젝터(200)는, 케이스(225)의 내부에서 환원제 분사부(212)의 둘레에 마련되고, 나선형 냉각 통로(230)의 일단에 유체 유동가능하게 연결되며, 그 내부가 비어 있는 튜브 형상의 공기 공급실(231)을 포함한다. 공기 공급실(231)의 바닥측에는 분사부(212)로 둘러싸인 내부 공간 또는 콘형 가이드(240)의 상부로 둘러싸인 내부 공간과 공기 공급실(231)을 연통하는 미세공(232)이 약 90도 간격으로 형성된다.

나선형 냉각 통로(230)의 타단에는, 인터쿨러(6)의 하류측에서 분기되어 인터쿨러(6)에서 냉각된 과급공기를 공급하기 위한 과급공기관(7)이 연결되는 과급공기 어탭터(22)가 마련된다.

케이스(224, 225)는 상부 케이스(224) 및 하부 케이스(225)로 나뉘어 있고, 하부케이스(225)와 상부케이스(224)가 분리 및 재결합될 수 있어, 인젝터 바디(210)의 교환을 용이하게 한다. 또한, 하부케이스(225)와 상부케이스(224)는 상부케이스(224)의 하단 측 홈에 하부케이스(225)의 상단 측 상부케이스 고정걸쇠(226)를 끼우는 형태로 결합된다.

인젝터 바디(210)와 케이스(224, 225) 사이에는 인젝터 바디(210)의 상부측 및 하부측에 씰링(250)이 제공되어 그 사이에서의 환원제와 배기가스의 누설을 예방되도록 밀봉된다.

상부 케이스(224)의 상단측을 통해서 환원제 공급어댑터(221)가 돌출되도록 마련되어 있어 환원제 공급 도관의 연결을 용이하게 하고 이 환원제 공급어댑터(221)를 통하여 환원제가 유입되도록 한다. 하부 케이스(225)의 측부를 통해서 과급 공기 어댑터(222)가 돌출되도록 설치되며 과급 공기관(7)의 연결을 용이하게 하고, 이 과급 공기 어댑터(222)를 통하여 과급 공기가 유입되도록 한다. 또한, 상부 케이스(225)의 다른 측부에 통해서 제어커넥터(213)가 돌출되도록 설치되어, 질소산화물 저감 시스템의 제어장치 등으로부터의 전기적 신호를 전달하는 전기배선과 연결될 수 있다.

도 7은 도 6의 A-A'선을 따라 자른 단면도로서, 공기 공급실(231)에 형성되어 콘형 가이드(240)로 둘러싸인 내부 공간에 또는 분사부(212)로 둘어싸인 내부 공간에 연통하는 복수의 미세공(232)을 도시한다. 미세공(232)은 분사부(212)의 축 둘레를 따라서 90도 간격으로 배치된다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 이유체 인젝터(200)에 공급되는 과급공기의 흐름과 작용에 대해서 설명한다.

인터쿨러(6)의 하류측에서 분기된 과급공기관(7)을 통해서 공급되는 과급공기가 어댑터(222)를 통해서 유입되어 과급공기 어댑터(222)에 연결된 나선형 냉각 통로(230)를 통과하면서 인젝터 바디(210)와 케이스(224, 225)를 냉각시킨다. 계속해서, 과급공기는 나선형 냉각 통로(230) 하류측에 연결된 공기 공급실(231)에 유입되어 공기공급실(231)에 채워지게 되며, 공기공급실(231)은 일정한 압력이 유지되게 된다. 공기공급실(231)을 채운 과급 공기는 일정한 볼륨을 가지며 배기통로(2)에서 전달된 열을 차단하고 냉각시킨다.

다음에, 공기 공급실을 채운 과급공기는 공기공급실(231)의 바닥부에 형성되고 콘형 가이드(240)(또는 분사부(212))로 둘러싸인 내부 공간에 연통되는 미세공(232)을 통하여 콘형 가이드(240) 안에서 분출된다. 이와 같은 분출에 의하여, 환원제 분사부(212)에서 분사된 환원제의 입자가 더욱 미립화되고, 인젝터 바디(210)와 케이스에서 전달받은 열을 흡수한 채로 분출된 과급공기는 분사된 환원제와 섞이면서 환원제의 미립화와 기화를 더욱 촉진시킨다.

또한, 이때, 일정한 퍼짐 각도를 갖는 콘형 가이드(240)는 분사된 환원제와 분출된 과급공기가 잘 섞이면서 확산되도록 공간을 형성시켜 준다. 미세공(232) 치수는 일정하게 함으로써 일정한 양의 과급공기가 분출되게 하여, 결과적으로 이유체 인젝터(200)에 유입되는 과급 공기의 유량이 일정하게 한다.

또한, 나선형 냉각 통로(230)는 인터쿨러에서 냉각된 과급공기가 흐르는 유로로서, 인젝터 바디(210)의 하부측에 마련되어 있어, 배기통로(2)에 장착시, 배기통로(2)로부터의 열이 장착 어댑터(223) 및 콘형 가이드(240)를 순차적으로 거쳐서 또는 방사에 의해서 인젝터 바디(210)로 전달되는 열을 효과적으로 차단할 수 있다.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 알 수 있을 것이다.

1 : 연소실 2 : 배기통로
3 : 촉매컨버터 4 : 흡기통로
5 : 과급기 6 : 인터쿨러
7 : 과급공기관 8 : 환원제 공급 통로
9 : 환원제 공급원 200 : 이유체 인젝터
210 : 인젝터 바디 211 : 환원제 공급부
212 : 환원제 분사부 213 : 제어커넥터
221 : 환원제 공급 어댑터 222 : 과급공기 어댑터
223 : 장착 어댑터 224 : 상부 케이스
225 : 하부 케이스 226 : 고정걸쇠
230 : 나선형 냉각 통로 231 : 공기 공급실
232 : 미세공 240 : 콘형 가이드
250 : 실링

Claims

인젝터에 있어서,
상기 인젝터에 의해서 분사될 유체가 공급되는 공급부가 형성된 상단부와, 상기 공급된 유체가 분사되는 분사부가 형성된 하단부를 갖는 인젝터 바디와,
상기 인젝터 바디의 하단부 주변을 감도록 마련된 냉각 통로를 포함하고,
상기 냉각 통로 내부를 통해서 냉각용 공기가 흘러가는
인젝터.
제 1 항에 있어서,
상기 인젝터 바디의 분사부에 연통되도록 마련되어 상기 분사부에서 분사되는 유체를 가이드하는 콘형 가이드를 더 포함하는
인젝터.
제 2 항에 있어서,
상기 콘형 가이드의 단부에 마련되고 플랜지 형상인 장착 어댑터를 더 포함하는
인젝터.
제 1 항에 있어서,
상기 냉각 통로의 하류 측에 유체 연통 가능하게 연결되고, 상기 인젝터 바디의 하단부를 둘러싸는 링 형상의 공기공급실을 더 포함하는
인젝터.
제 4 항에 있어서,
상기 공기공급실에는 적어도 하나 이상의 미세공이 형성되어 상기 공기공급실과 상기 분사부의 내부 또는 상기 콘형 가이드의 내부가 서로 연통되는
인젝터.
제 5 항에 있어서,
상기 미세공은 사전 결정된 간격으로 2개 이상 형성된
인젝터.
제 6 항에 있어서,
상기 사전 결정된 간격은 90도 간격인
인젝터.
제 6 항에 있어서,
상기 미세공은 4개 형성된
인젝터.
제 1 항에 있어서,
상기 인젝터 바디를 덮는 케이스를 더 포함하며,
상기 케이스는 상기 인젝터 바디의 상단부 측을 덮는 상부 케이스와 상기 인젝터 바디의 하단부 측을 덮는 하부 케이스를 구비하고,
상기 상부 케이스 또는 하부 케이스에는 상기 상부 케이스와 상기 하부 케이스를 서로 결합 또는 분리시킬 수 있는 고정 걸쇠가 마련된
인젝터.
제 1 항에 있어서,
상기 인젝터 바디의 일측에는 전기적 신호에 따라 상기 분사부에서의 유체 분사를 허용 또는 중지하기 위한 제어커넥터를 더 포함하는
인젝터.
제 1 항에 있어서,
상기 냉각 통로는 나선형 냉각 통로인
인젝터.
제 1 항에 있어서,
상기 냉각용 공기는 과급기에서 압축되고 인터쿨러에서 냉각된
인젝터.
연료를 연소시켜 동력을 발생하는 엔진, 과급공기를 생성하기 위한 과급기, 상기 과급기에서 생성된 과급공기를 냉각하기 위한 인터쿨러 및 상기 엔진의 배기 가스를 배출하기 위한 배기통를 포함하는 질소산화물 저감장치에 있어서,
상기 배기통로에 마련된 촉매컨버터와,
상기 촉매컨버터의 상류쪽에서 상기 배기통로에 마련된 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항의 인젝터와,
상기 인젝터에 공급되는 환원제를 저장하기 위한 환원제 공급원과,
상기 인젝터의 공급부에 상기 환원제를 공급하기 위한 환원제 공급관과,
상기 인터쿨러의 하류측에서 분기하여 상기 냉각된 과급공기를 상기 인젝터에 공급하기 위한 과급공기관을 포함하는
질소산화물 저감장치.
제 13 항에 있어서,
상기 배기통로는 상기 인젝터의 부착을 위해 상기 배기 통로의 축에 대해서 사전 결정된 각도로 마련된 환원제 공급 통로를 갖는
질소산화물 저감장치.
제 14 항에 있어서,
상기 사전 결정된 각도는 30도인
질소산화물 저감장치.