KR20140073985A - Urea tank in urea supply system for selective catalyst reduction device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예는 배기 가스의 후처리를 위한 선택적 촉매 환원(Selective Catalyst Reduction: 이하 'SCR' 이라고 한다) 장치로 요소 수용액(이하에서는 편의 상 " 요소수" 라고 한다)을 공급하기 위한 요소수 공급 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 요소수의 빙결 내구성을 개선한 요소수 탱크에 관한 것이다.An embodiment of the present invention is directed to a selective catalyst reduction (hereinafter referred to as 'SCR') apparatus for post-treatment of exhaust gas, which includes a number of elements for supplying urea aqueous solution More particularly, to a urea water tank which improves freezing durability of urea water.
최근 환경오염에 관한 문제가 주요 이슈로 부각되기 시작하면서 자동차의 경우에도 화석연료를 사용하지 않는 친환경 자동차인 전기 자동차, 수소 자동차, 태양열 자동차 및 하이브리드 자동차가 활발하게 개발 및 시판되고 있는 실정이다. Recently, as the issue of environmental pollution has become a major issue, electric cars, hydrogen cars, solar cars, and hybrid cars, which are environment-friendly vehicles that do not use fossil fuels, are being actively developed and marketed.
그러나 친환경 자동차들의 등장에도 아직까지는 가솔린이나 디젤을 연료로서 사용하는 자동차가 자동차 시장의 주를 이루고 있으며, 앞으로도 상당기간 동안 그 명맥을 유지할 것으로 전망된다. However, in the emergence of eco-friendly vehicles, automobiles using gasoline or diesel as the fuel have been the mainstay of the automobile market, and it is expected that it will maintain its position for a long time in the future.
이와 같이 가솔린이나 디젤과 같은 화석연료를 사용하는 내연기관 자동차의 경우에는 배기가스에 의한 환경오염이 심각하다는 문제가 있다. 특히 버스나 트럭과 같은 디젤 자동차의 경우에는 매연과 질소 산화물(NOx) 그리고 매연을 포함한 미세먼지의 배출이 심각한 문제로 인식되고 있으며, 각 국에서는 이와 같은 디젤 차량의 배기가스 문제를 해결하기 위하여 관련 규정을 마련하여 배기가스의 방출을 엄격하게 규제하고 있는 실정이다. In the case of an internal combustion engine vehicle using fossil fuels such as gasoline or diesel, environmental pollution due to exhaust gas is serious. Particularly, in the case of diesel vehicles such as buses and trucks, the emission of fine dust including soot, nitrogen oxides (NOx) and soot is recognized as a serious problem. In order to solve the exhaust gas problem of such diesel vehicles, Regulations have been established to strictly regulate the emission of exhaust gas.
일반적으로, 디젤 엔진의 배기 시스템은 배기 가스 중에 함유된 공해 물질인 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 입자상 물질(Particulate Matter), 질소산화물(NOx) 등을 감소시키기 위해 DOC(Diesel Oxidation Catalyst), DPF((Diesel Particulate matter Filter), 및 SCR(Selective Catalyst Reduction), LNT(Lean NOx Trap) 등과 같은 배기가스 후처리장치를 구비하고 있다.BACKGROUND ART Generally, an exhaust system of a diesel engine has a DOC (Diesel Oxidation Catalyst) to reduce pollutants such as carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), particulate matter, nitrogen oxides (NOx) , A DPF (Diesel Particulate matter Filter), an SCR (Selective Catalyst Reduction), an LNT (Lean NOx Trap), and the like.
이 중에서, SCR을 적용한 배기가스 후처리장치(이하, 'SCR 장치' 라고 한다)는 배기 파이프의 내부로 요소수와 같은 환원제를 분사하여 배기 가스 중의 질소산화물을 질소와 산소로 환원시키는 기능을 하게 된다.Among them, an exhaust gas after-treatment apparatus (hereinafter referred to as "SCR apparatus") to which SCR is applied functions to reduce a nitrogen oxide in the exhaust gas to nitrogen and oxygen by injecting a reducing agent such as urea water into the exhaust pipe do.
즉, 상기 SCR 장치는 배기 파이프의 내부로 환원제가 분사되면, 그 환원제가 배기가스의 열에 의해 암모니아(NH3)로 전환되고, SCR 촉매에 의한 배기가스 중의 질소산화물과 암모니아의 촉매 반응으로서 질소산화물을 질소 가스(N2)와 물(H2O)로 환원시킬 수 있다.That is, when the reducing agent is injected into the exhaust pipe, the SCR device converts the reducing agent into ammonia (NH 3 ) by the heat of the exhaust gas, and the catalytic reaction of nitrogen oxide and ammonia in the exhaust gas by the SCR catalyst Can be reduced with nitrogen gas (N 2 ) and water (H 2 O).
이와 같이 SCR 장치를 통해 요소수를 배기 파이프의 내부로 분사하기 위해서는 요소수를 SCR 장치로 공급하기 위한 요소수 공급 시스템이 필요하다.Thus, in order to inject the urea water into the exhaust pipe through the SCR device, a urea water supply system is required to supply the urea water to the SCR device.
요소수 공급 시스템은 기본적으로, 요소수를 저장하는 요소수 탱크와, 요소수 탱크의 내부에 구성되며 요소수를 SCR 장치로 펌핑(압송)하기 위한 펌프를 구비하고 있다.The urea water supply system basically includes an urea water tank for storing the number of urea water and a pump for pumping (pumping) the urea water into the urea water tank inside the urea water tank.
한편, 도 1에서와 같이 대형 트럭에 채용되는 요소수 탱크(1)는 플라스틱 재질로 이루어지며, 차량의 레이아웃을 고려하여 대부분 직육면체 형상으로 형성되어 있다. 요소수 탱크(1)는 마운트 브라켓(3)을 통해 차체(5)에 고정될 수 있다. 1, the
그러나, 상기와 같은 요소수 탱크(1)에 저장된 요소수는 어는점이 -11.5℃로서 겨울철이나 추운 지역의 저온 조건에서 운행되는 차량의 경우 쉽게 빙결될 수 있다.However, the number of urea stored in the urea
이와 같은 요소수 탱크(1) 내부의 요소수 빙결 시, 요소수는 상측으로부터 단단한 빙결층을 생성하기 시작하여 아래 부분으로 갈수록 그 빙결 범위를 넓혀간다.When the urea water in the
즉, 요소수 탱크(1) 내부의 요소수는 영하 11℃ 이하에서 빙결 시 대략 10% 정도 부피가 팽창하는데, 요소수 탱크(1)는 요소수의 상부부터 단단한 빙결층이 형성되기 때문에 아래 부분에서의 빙결 시 부피 팽창으로 인하여 측면이 볼록하게 변형될 수 있다.That is, the number of urea in the urea
이와 같은 현상은 요소수 탱크(1)의 모서리 쪽에서 많은 변형을 유도하여 그 부분으로 응력이 집중되고, 더 나아가 마운트 브라켓(3)의 변형을 야기함으로써 요소수 탱크(1)의 내구력을 감소시킬 수 있다.Such a phenomenon induces a lot of deformation at the edge of the
본 발명의 실시예들은 요소수 빙결로 인한 부피 팽창을 상하 방향으로 유도하고, 수평 방향으로의 팽창을 억제할 수 있도록 한 선택적 촉매 환원 장치용 요소수 공급 시스템의 요소수 탱크를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention seek to provide a urea water tank of a urea water supply system for a selective catalytic reduction device capable of inducing a volume expansion due to urea water freezing up and down and suppressing expansion in a horizontal direction.
본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소수 공급 시스템의 요소수 탱크는, 선택적 촉매 환원 장치로 요소수를 공급하기 위한 것으로서, 요소수를 저장하는 탱크 본체를 포함하며, 상기 탱크 본체는 둘레 방향으로 적어도 하나의 주름부를 형성할 수 있다.The urea water tank of the urea water supply system for the selective catalytic reduction device according to the embodiment of the present invention is for supplying the urea water to the selective catalytic reduction device and includes a tank main body for storing urea water, At least one wrinkle portion may be formed in the circumferential direction.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소수 공급 시스템의 요소수 탱크에 있어서, 상기 탱크 본체는 차체에 상하 방향으로 배치될 수 있다.Further, in the urea water tank of the urea water supply system for the selective catalytic reduction device according to the embodiment of the present invention, the tank main body may be vertically disposed on the vehicle body.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소수 공급 시스템의 요소수 탱크에 있어서, 상기 주름부는 복수 개로서 상기 탱크 본체의 상하 방향으로 평행하게 형성될 수 있다.In addition, in the urea water tank of the urea water supply system for the selective catalytic reduction device according to the embodiment of the present invention, a plurality of the pleats may be formed parallel to the up and down direction of the tank body.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소수 공급 시스템의 요소수 탱크는, 선택적 촉매 환원 장치로 요소수를 공급하기 위한 것으로서, 요소수를 저장하는 탱크 본체를 포함하며, 상기 탱크 본체는 둘레 방향에 따른 스프링 상수 보다 상하 방향에 따른 스프링 상수가 상대적으로 작은 것으로 이루어질 수 있다.The urea water tank of the urea water supply system for the selective catalytic reduction device according to the embodiment of the present invention is for supplying urea water to the selective catalytic reduction device and includes a tank main body for storing urea water, The main body may have a relatively small spring constant along the vertical direction than the spring constant along the circumferential direction.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소수 공급 시스템의 요소수 탱크에 있어서, 상기 탱크 본체는 차체에 상하 방향으로 배치되며, 상기 탱크 본체에는 상하 방향으로 평행한 복수 개의 주름부들이 형성될 수 있다.Further, in the urea water tank of the urea water supply system for the selective catalytic reduction device according to the embodiment of the present invention, the tank main body is vertically disposed on the vehicle body, and the tank main body is provided with a plurality of wrinkles Parts can be formed.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소수 공급 시스템의 요소수 탱크에 있어서, 상기 주름부는 요소수의 빙결에 따른 상기 요소수 탱크의 변형을 상하 방향으로 유도할 수 있다.Further, in the urea water tank of the urea water supply system for the selective catalytic reduction device according to the embodiment of the present invention, the wrinkle portion may guide the deformation of the urea water tank in the up and down direction in accordance with icing of urea water.
본 발명의 실시예는 요소수의 빙결로 인한 부피 팽창을 주름부를 통해 유연성이 큰 상하 방향으로 유도하고, 유연성이 작은 수평 방향으로의 팽창을 억제함으로써 측면이 볼록하게 변형되는 현상을 방지할 수 있다.The embodiment of the present invention can prevent the side surface from being deformed convexly by suppressing the expansion in the horizontal direction in which the volumetric expansion due to freezing of urea water is induced in the up and down direction with high flexibility through the wrinkle portion and the flexibility is small .
따라서, 본 발명의 실시예에서는 요소수의 빙결로 인한 부피 팽창을 주름부를 통해 제어함으로써 탱크 본체의 모서리 쪽으로 집중되는 피로 반복 하중을 분산시키며 탱크 본체와 마운트 브라켓의 강건성을 확보할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the volumetric expansion due to icing of the urea water is controlled through the wrinkles, thereby dispersing the fatigue cyclic load concentrated on the corner of the tank main body, and ensuring the robustness of the tank main body and the mount bracket.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 요소수 탱크를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소수 공급 시스템의 요소수 탱크를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 측면 구성도이다.These drawings are for the purpose of describing an exemplary embodiment of the present invention, and therefore the technical idea of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a perspective view showing a conventional urea water tank according to the prior art.
2 is a perspective view showing a urea water tank of a urea water supply system for a selective catalytic reduction apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a side view of the configuration of Fig. 2. Fig.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. .
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소수 공급 시스템의 요소수 탱크를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 측면 구성도이다.FIG. 2 is a perspective view showing a urea water tank of a urea water supply system for a selective catalytic reduction apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a side view of FIG. 2.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예는 디젤 차량의 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 정화하기 위한 배기가스 후처리 시스템에 적용될 수 있다.2 and 3, the embodiment of the present invention can be applied to an exhaust gas after-treatment system for purifying exhaust gas discharged from an engine of a diesel vehicle.
예를 들면, 상기 배기가스 후처리 시스템은 엔진에서 배출되는 배기 가스 중의 질소산화물을 질소와 산소로 환원시켜 주는 선택적 촉매 환원(Selective Catalyst Reduction: 이하 'SCR' 이라고 한다) 장치를 포함하고 있다.For example, the exhaust gas after-treatment system includes Selective Catalyst Reduction (hereinafter referred to as 'SCR') apparatus that reduces nitrogen oxides in the exhaust gas discharged from the engine to nitrogen and oxygen.
여기서, 상기 SCR 장치는 배기 가스의 스트림을 형성하는 배기 파이프에 SCR 촉매가 연결 설치되고, 인젝터 등을 통해 배기 파이프의 내부로 요소수와 같은 환원제를 분사할 수 있는 구성으로 이루어진다.Here, the SCR apparatus is configured such that an SCR catalyst is connected to an exhaust pipe forming a stream of exhaust gas, and a reducing agent such as urea water can be injected into the exhaust pipe through an injector or the like.
따라서, 상기 SCR 장치는 배기 파이프의 내부로 환원제가 분사되면, 그 환원제가 배기가스의 열에 의해 암모니아(NH3)로 전환되고, SCR 촉매에 의한 배기가스 중의 질소산화물과 암모니아의 촉매 반응으로서 질소산화물을 질소 가스(N2)와 물(H2O)로 환원시킬 수 있다.Therefore, when the reducing agent is injected into the exhaust pipe, the SCR device converts the reducing agent into ammonia (NH 3 ) by the heat of the exhaust gas, and as a catalytic reaction of nitrogen oxide and ammonia in the exhaust gas by the SCR catalyst, Can be reduced with nitrogen gas (N 2 ) and water (H 2 O).
본 발명의 실시예에 따른 요소수 탱크(100)는 요소수를 SCR 장치로 공급하기 위한 요소수 공급 시스템에 구성되는 것으로, 요소수를 저장하는 탱크 본체(11)를 포함하고 있다.The
예를 들면, 상기 요소수 탱크(100)는 대형 트럭에 채용되는 직육면체 형상의 플라스틱 탱크로서 구비되는 바, 요소수를 저장하며 차체에 상하 방향으로 설치될 수 있다.For example, the
여기서, 상기 탱크 본체(11)는 마운트 브라켓(13)을 통해 차체에 고정되게 설치되는 바, 마운트 브라켓(13)은 탱크 본체(11)의 양측면, 후면 및 하부면을 지지한다.The tank
한편, 상기 요소수 탱크(1)에 수용된 요소수는 요소 성분이 수분에 녹아 액체 상태로 존재하며 어는점이 외기온 -11.5℃ 정도로서 겨울철이나 추운 지역의 저온 조건에서 쉽게 결빙될 수 있다.On the other hand, the number of urea contained in the
본 발명의 실시예에 따른 상기 요소수 탱크(100)는 요소수 빙결로 인한 부피 팽창을 상하 방향으로 유도하고, 수평 방향으로의 팽창을 억제할 수 있는 구조로 이루어진다.The
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 요소수 탱크(100)는 요소수 빙결로 인한 부피 팽창을 상하 방향으로 유도할 수 있도록 탱크 본체(11)에 형성되는 주름부(31)를 포함한다.For this purpose, the
상기 주름부(31)는 탱크 본체(11)의 둘레 방향을 따라 형성되는 바, 복수 개로서 탱크 본체(11)의 상하 방향으로 평행하게 형성될 수 있다. 즉, 주름부(31)는 탱크 본체(11)의 상하 방향을 따라 일정 간격으로 이격되며, 탱크 본체(11)의 둘레 방향을 따라서 소정 깊이로 패인 홈 형상으로 이루어질 수 있다.The pleats 31 are formed along the circumferential direction of the
상기와 같이 본 발명의 실시예에서는 탱크 본체(11)에 주름부(31)를 형성함에 따라, 그 탱크 본체(11)는 둘레 방향에 따른 스프링 상수 보다 상하 방향에 따른 스프링 상수가 상대적으로 작게 구성될 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, as the pleats 31 are formed in the
상기 주름부(31)는 요소수의 빙결에 따른 요소수 탱크(1)의 변형을 상하 방향으로 유도하며, 요소수 탱크(1)에 대한 수평 방향으로의 팽창을 억제하는 기능을 하게 된다.The wrinkle part 31 guides the deformation of the
즉, 상기 주름부(31)에 의해 탱크 본체(11)의 상하 방향으로는 스프링 상수가 작아 변형이 쉽게 일어나고, 둘레 방향으로는 스프링 상수가 커 변형이 쉽게 일어나지 않게 된다.That is, since the spring constant is small in the up-and-down direction of the tank
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소수 공급 시스템의 요소수 탱크(100)에 의하면, 요소수의 빙결로 인한 부피 팽창을 주름부(31)를 통해 유연성이 큰 상하 방향으로 유도하고, 유연성이 작은 수평 방향으로의 팽창을 억제함으로써 측면이 볼록하게 변형되는 현상을 방지할 수 있다.Therefore, according to the
이로써, 본 발명의 실시예에서는 요소수의 빙결로 인한 부피 팽창을 주름부(31)를 통해 제어함으로써 탱크 본체(11)의 모서리 쪽으로 집중되는 피로 반복 하중을 분산시키며 탱크 본체(11)와 마운트 브라켓(13)의 강건성을 확보할 수 있다.Thus, in the embodiment of the present invention, volume expansion due to freezing of urea water is controlled through the corrugated portion 31 to disperse fatigue cyclic loads concentrated on the edge of the tank
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.
11... 탱크 본체
13... 마운트 브라켓
31... 주름부11 ... tank body
13 ... Mount bracket
31 ... crease
Claims (5)
요소수를 저장하는 탱크 본체를 포함하며, 상기 탱크 본체는 둘레 방향으로 적어도 하나의 주름부를 형성하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소수 공급 시스템의 요소수 탱크.A urea water tank of a urea water supply system for supplying urea water to a selective catalytic reduction device,
Wherein the tank body comprises at least one wrinkle portion in the circumferential direction, the tank body including a tank body for storing a number of urea water, wherein the tank body forms at least one wrinkle portion in the circumferential direction.
상기 탱크 본체는 차체에 상하 방향으로 배치되며, 상기 주름부는 복수 개로서 상기 탱크 본체의 상하 방향으로 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소수 공급 시스템의 요소수 탱크.The method according to claim 1,
Wherein the tank main body is vertically disposed on the vehicle body, and the plurality of the pleats are formed in parallel in the vertical direction of the tank main body.
요소수를 저장하는 탱크 본체를 포함하며, 상기 탱크 본체는 둘레 방향에 따른 스프링 상수 보다 상하 방향에 따른 스프링 상수가 상대적으로 작은 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소수 공급 시스템의 요소수 탱크.A urea water tank of a urea water supply system for supplying urea water to a selective catalytic reduction device,
Wherein the tank main body has a spring constant that is relatively smaller in a vertical direction than a spring constant along the circumferential direction.
상기 탱크 본체는 차체에 상하 방향으로 배치되며, 상기 탱크 본체에는 상하 방향으로 평행한 복수 개의 주름부들이 형성되는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소수 공급 시스템의 요소수 탱크.The method of claim 3,
Wherein the tank body is vertically disposed on a vehicle body, and the tank body is formed with a plurality of vertically parallel wrinkles.
상기 주름부는 요소수의 빙결에 따른 상기 요소수 탱크의 변형을 상하 방향으로 유도하는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소수 공급 시스템의 요소수 탱크.The method according to claim 1 or 4,
Wherein the wrinkle portion guides the deformation of the urea water tank in the up and down direction in accordance with icing of the urea water.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN106968768A (en) * | 2017-03-31 | 2017-07-21 | 山东统亚模塑科技实业有限公司 | A kind of urea for vehicle box assembly |
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- 2012-12-07 KR KR1020120142074A patent/KR20140073985A/en active Search and Examination
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CN106968768A (en) * | 2017-03-31 | 2017-07-21 | 山东统亚模塑科技实业有限公司 | A kind of urea for vehicle box assembly |
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