KR20140080858A - 건설기계용 요소수 탱크의 설치구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설기계용 요소수 탱크의 설치구조에 관한 것으로서, 건설기계 상부선회체의 상부프레임 일측에 공구 등이 수납되는 공구 수납함과, 상기 공구 수납함의 상측 개구부를 개폐하는 공구 수납함 덮개가 포함된 스텝수단과; 상기 스텝수단의 공구 수납함의 내부에 설치되며, 일측에 배관 커넥터가 구비된 요소수 탱크와; 일단은 상기 요소수 탱크의 배관 커넥터와 연결되고, 그 타단의 주입구는 상기 요소수 탱크로부터 이격되어 공구 수납함 덮개로부터 벗어난 공구 수납함 외부에 설치되는 공급배관과; 상기 공급배관의 주입구에 탈착되는 캡;을 포함하여 구성된 것이다.
이러한 본 발명은 건설기계 스텝수단의 공구 수납함 내부에 위치한 요소수 탱크에 요소수를 공급함에 있어서, 공구 수납함으로부터 공구 수납함 덮개를 개방하지 않은 상태에서 요소수 탱크와 이격되어 설치된 주입구를 통해 요소수를 보충할 수 있어 요소수의 공급 안전성과 효율성을 배가시킬 수 있는 것이며, 요소수의 보충과정에서 스텝수단을 그대로 사용할 수 있으므로 건설기계의 이용 효율성이 더욱 향상될 수 있는 것이다.

Description

건설기계용 요소수 탱크의 설치구조{Installation structure of urea tank for construction machine}

본 발명은 건설기계의 배기가스에 포함된 질소산화물을 분해하기 위하여 사용되는 요소수가 저장된 요소수 탱크의 설치구조에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 요소수 탱크의 주입구를 요소수 탱크로부터 이격시켜 원격에서 공급할 수 있도록 구성함에 따라 요소수 탱크에 요소수의 공급을 안전하면서 간편하게 할 수 있도록 한 건설기계용 요소수 탱크의 설치구조와 관련된 것이다.

일반적으로 건설기계는 디젤엔진이 사용되고 있으며, 이러한 디젤엔진은 작동시 배기가스를 발생시키게 되고, 특히 디젤엔진의 경우 불완전 연소에 따라 일산화탄소나 탄화수소는 적게 방출하는 반면, 질소산화물(NOx)은 상대적으로 많은 양을 대기중에 배출하게 된다.

따라서 이와 같이 배기가스의 대부분을 차지하는 질소산화물(NOx)을 정화하기 위한 장치로서 DPF(Diesel Particulate Filter), SCR(Selective Catalytic Reduction), LNT(Lean NOx Trap), LNC(Lean NOx catalyst) 등의 매연 저감장치가 사용되고 있으며, 이중 SCR(선택적 촉매 환원)은 요소수(Urea water solution)를 촉매 전단의 배기가스에 분사해주면 열분해 반응과 가수분해 반응이 일어나 암모니아가 발생하게 되고, 이와 같이 발생된 암모니아가 촉매 내에서 산화질소와 반응을 일으켜 인체에 무해한 질소(N2)와 물(H2O)로 환원되도록 한 것이다.

이러한 선택적 촉매 환원 방식이 적용된 배기장치는 통상적으로 엔진의 배기관에 설치되어 배기가스 중의 질소산화물을 질소와 물로 환원시키는 선택적 환원촉매와, 요소수가 저장되는 요소수 탱크와, 요소수 탱크의 요소수를 촉매 전단의 배기가스에 분사하는 요소수 분무장치를 포함하여 구성되며, 이와 같은 요소수 저장탱크의 선행기술로는 국내 등록특허 10-1205232호 "디젤차량의 요소수 탱크"를 통해 이미 제시된 바 있다.

한편, 종래 요소수 탱크의 설치구조를 도 1 과 도 2 를 통해 자세히 살펴보면 건설기계 상부선회체의 상부프레임(30) 일측에는 운전자가 운전실에 용이하게 탑승할 수 있도록 그 탑승 경로 상에 스텝수단(10)이 구비되며, 그러한 스텝수단(10)의 하부에는 공구 등이 수납될 수 있도록 상측에 개구부(12)가 형성된 공구 수납함(11)이 형성되고, 공구 수납함(11)의 개구부(12)는 계단형태의 공구 수납함 덮개(13)에 의해 개폐될 수 있도록 구성되어 있으며, 공구 수납함 덮개(13)의 상면에는 미끄럼을 방지할 수 있도록 스텝플레이트(14)가 설치되어 있다.

그리고 공구 수납함(11)의 내부 한쪽에는 요소수를 보관하기 위한 요소수 탱크(20)가 함께 설치되어 있다.

따라서 종래에는 요소수 탱크(20)에 요소수를 보충하기 위해서는 우선 공구 수납함 덮개(13)를 공구 수납함(11)의 개구부(12)로부터 개방시킨 상태에서 공구 수납함(11) 내부에 위치한 요소수 탱크(20) 주입구의 캡(21)을 분리시킨 후 요소수 탱크(20)의 주입구를 통해 요소수를 공급해야 함에 따라 요소수를 보충하는 과정이 간단하지 않고, 요소수 탱크(20)의 주입구가 공구 수납함(11) 내부에 위치하고 있어 주변공간의 제약으로 인해 보충작업이 용이하지 못하며, 특히 요소수를 보충하는 동안에는 공구 수납함 덮개(13)가 열려 있게 되어 운전자가 스텝 플레이트(10)를 이용하지 못하게 되므로 운전실의 출입이 불가능해짐에 따라 건설기계의 이용 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 요소수 탱크에 요소수를 주입하기 위한 주입구를 공구 수납함의 외부에 위치되도록 구성함에 따라 요소수 탱크에 요소수를 공급시 공간의 제약 없이 간편하면서 안전하고 정확하게 주입할 수 있도록 한 것이며, 아울러 요소수를 공급하는 동안 운전자가 스텝수단을 자유롭게 이용할 수 있도록 한 건설기계용 요소수 탱크의 설치구조와 관련된 것이다.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 의하면 본 발명은,

건설기계 상부선회체의 상부프레임 일측에 구비되며, 공구 등이 수납되는 공구 수납함과, 공구 수납함의 상측 개구부를 개폐하는 공구 수납함 덮개로 이루어진 스텝수단과; 스텝수단의 공구 수납함의 내부에 설치되며, 일측에 배관 커넥터가 구비된 요소수 탱크와; 일단은 요소수 탱크의 배관 커넥터와 연결되고, 그 타단에는 주입구가 형성되며, 그 주입구는 요소수 탱크로부터 이격되어 공구 수납함 덮개로부터 벗어난 공구 수납함 외부에 설치되는 공급배관과; 공급배관의 주입구를 개폐하는 캡;을 포함하는 것과 관련된 것이다.

바람직하게 본 발명은,

공급배관의 외부에 전열선이 구비된 것과 관련된 것이다.

바람직하게 본 발명은,

공급배관이 유연성을 가지면서 길이가 연장될 수 있는 주름관 형태로 구성된 것과 관련된다.

본 발명은 건설기계의 스텝수단의 공구 수납함 내부에 위치한 요소수 탱크에 요소수를 공급함에 있어서, 공구 수납함의 공구 수납함 덮개를 개방하지 않은 상태에서 요소수 탱크와 이격되어 설치된 주입구를 통해 요소수 탱크로 요소수를 보충할 수 있도록 구성함에 따라 요소수 탱크에 요소수의 공급을 안전하면서 효과적으로 할 수 있는 것이며, 아울러 요소수의 보충과정에서 스텝수단을 사용하지 못했던 종래의 문제점을 해결함에 따라 건설기계의 이용효율성을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

도 1 은 종래의 구성에 따라 요소수 탱크가 내재되는 스텝수단을 예시한 요부 사시도이다.
도 2 는 종래의 구성에 따라 스텝수단 내부에 위치한 요소수 탱크를 예시한 요부 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 따라 요소수 탱크가 내재되는 스텝수단을 예시한 요부 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 따라 스텝수단 내부에 위치한 요소수 탱크를 예시한 요부 사시도이다.
도 5a 와 도 5b 는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 공급배관의 사용 예를 보인 요부 사시도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

우선, 본 발명은 건설기계용 요소수 탱크의 설치구조에 관한 것으로서, 본 발명의 구성은 건설기계 상부선회체의 상부프레임 일측에 구비되는 스텝수단과, 스텝수단의 내부에 설치되는 요소수 탱크와, 일단은 요소수 탱크에 연결되고 타단 주입구는 스텝수단의 외부에 위치되는 공급배관과, 공급배관의 주입구에 탈착되는 캡으로 크게 구분될 수 있으며, 이하 각 구성에 대해 도 3 과 도 4 를 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

스텝수단(100)은,

건설기계 상부선회체의 상부프레임(500) 한쪽에 위치하여 작업자가 운전실에 출입하기 위해 도움을 받는 계단형태의 구조물로서, 스텝수단(100)의 하부에는 일정한 크기의 공간이 형성되고, 그 공간은 각종 공구들을 수납한 후 필요에 따라 인출하여 사용할 수 있도록 공구 수납함(110)으로 구성되어 있으며, 공구 수납함(110)의 상부쪽으로 개방된 개구부(111)에는 계단의 형상을 가지는 공구 수납함 덮개(120)가 설치되는데, 이때 공구 수납함 덮개(120)의 상단은 공구 수납함(110)의 개구부(111) 일단에 힌지부(130)로 결합 되어 있어 공구 수납함 덮개(120)가 힌지부(130)를 중심으로 상하방향으로 회전되면서 공구 수납함(110)의 개구부(111)를 개폐할 수 있도록 구성된 것이다.

또한 공구 수납함 덮개(120)가 공구 수납함(110)의 개구부(111)를 폐쇄한 상태에서는 잠금수단(140)에 의해 임의로 개방되는 것이 방지될 수 있도록 한 것이며, 공구 수납함 덮개(120)의 수평한 상면에는 각각 표면이 요철형태를 가지는 스텝 플레이트(150)가 설치됨에 따라 작업자가 스텝수단(100)을 이용하여 운전실에 출입할 때 안전하게 출입할 수 있도록 한 것이다.

요소수 탱크(200)는,

배기가스에서 발생 되는 질소산화물을 분해하는 환원제인 요소수가 저장되는 수단으로서, 이러한 요소수 탱크(200)는 전술한 스텝수단(100)의 공구 수납함(110)의 내부 한쪽에 설치되는 것이며, 이와 같은 요소수 탱크(200)의 한쪽에는 기밀이 유지될 수 있도록 배관 커넥터(210)가 설치된 것이다.

아울러 요소수 탱크(200)는 건설기계의 운전에 따라 열이 발생하는 열원인 엔진, 유압펌프, 제어벨브 유압모터, 작동유 탱크 등의 부근에 설치할 수도 있지만 요소수 탱크(200)에 별도의 가온수단(도면중 미도시)을 구비하여 요소수의 동결을 방지할 수도 있는 것이다.

공급배관(300)은,

요소수 탱크(200)와 연결되어 요소수 탱크(200)에 요소수를 주입하기 위한 주입구(310)가 요소수 탱크(200)로부터 이격될 수 있도록 보조해주는 수단으로서, 요소수 탱크(200)와 함께 공구 수납함(110) 내부에 위치되면서 공급배관(300)의 일단은 전술한 요소수 탱크(200)의 배관 커넥터(210)와 기밀을 유지하도록 연결되며, 공급배관(300)의 타측은 요소수를 주입할 수 있는 주입구(310)로 구성되어 전술한 공구 수납함(110)의 개구부(111)로부터 이격된 공구 수납함(110)의 외부 일측에 노출되는 상태로 설치된 것이다.

즉, 요소수 탱크(200)에 요소수를 주입하기 위한 주입구(310)가 요소수 탱크(200)에 직접 형성되지 않고, 공구 수납함 덮개(120)로부터 벗어난 공구 수납함(110) 외부의 상면 또는 측면 등에 노출되는 상태로 설치되는 것이며, 이때 주입구(310)의 설치위치는 공구 수납함(110)의 외부로 한정될 필요는 없으며, 공급배관(300)의 길이와 함께 설계조건 및 사용환경에 따라 다양하게 변형시켜 요소수를 주입하기 용이한 위치에 선택하여 구성할 수도 있는 것이다.

또한 공급배관(300)을 통해 요소수 탱크(200)에 요소수를 주입함에 있어서, 혹한기중 요소수가 공급배관(300)에 채워져 있는 경우 공급배관(300) 내에서 요소수가 동결될 수 있으므로 공급배관(300)에 가열수단(도면중 미도시)이 구비될 필요가 있는 것이다.

따라서 이러한 가열수단의 일 예로는 외부로부터 전원을 공급받아 가열될 수 있는 전열선을 공급배관(300)의 외부에 감아 설치하여 공급배관(300)의 내부에 남아 있는 요소수의 동결을 방지할 수 있도록 한 것이며, 아울러 공급배관(300)에 구비된 전열선의 발열에 의해 공구 수납함(110)의 내부 온도를 높여 공구 수납함(110)의 내부에 위치하는 요소수 탱크(200)의 동결 또한 방지할 수도 있는 것이다.

또한 공급배관(300)의 외부에 전열선을 설치한 상태에서 그 외부로 단열재가 감싸지도록 구성함으로써 공급배관(300)의 동결을 더욱 효과적으로 방지하는 것도 바람직한 것이다.

캡(400)은,

공급배관(300)의 주입구(310)를 개폐하기 위한 수단으로 공구 수납함(110)의 개구부(111) 바깥쪽으로 노출되어 있는 공급배관(300)의 주입구(310)에 탈착되면서 평상시에는 캡(400)에 의해 공급배관(300)의 주입구(310)가 폐쇄될 수 있도록 한 것이며, 요소수 탱크(200)에 요소수를 보충할 경우 캡(400)을 개방하여 주입구(310)를 통해 요소수 탱크(200)에 요소수를 공급할 수 있도록 한 것이다.

이때 캡(400)은 주입구(310)로부터 분리될 때 캡(400)이 주입구(310)로부터 완전히 분리되도록 구성할 수도 있지만 캡(400)과 주입구(310)를 별도의 연결부재(도면중 미도시)로 연결시켜 주입구(310)로부터 캡(400)을 개방하더라도 연결부재에 의해 캡(400)이 주입구(310)의 근거리에 항시 위치될 수 있도록 함으로써 요소수를 보충하는 과정에서 주입구(310)로부터 분리된 캡(400)이 분실되는 것을 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

아울러 캡(400)과 주입구(310)를 연결부재로 연결시켜 사용하지 않을 경우에도 주입구(310)로부터 분리된 캡(400)이 분실되는 것을 방지할 수 있는 다른 수단으로서, 캡(400)의 상면에 자석부재(도면중 미도시)를 설치하여 주입구(310)로부터 캡(400)을 분리시킬 경우 캡(400)의 상면에 구비된 자석부재를 이용하여 주입구(310) 근방의 자성체에 캡(400)을 부착시켜둠에 따라 캡(400)의 분실을 방지할 수도 있는 것이다.

이러한 본 발명에 따라 공급배관(300)이 구비된 요소수 탱크(200)로 요소수가 공급되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

즉, 요소수 탱크(200)에 요소수를 공급할 경우 요소수 탱크(200)가 보관되어 있는 공구 수납함(110)의 공구 수납함 덮개(120)를 개방할 필요없이 공구 수납함 덮개(120)로부터 벗어난 공구 수납함(110)의 외측면에 위치하는 주입구(310)의 캡(400)을 개방한 상태에서 주입구(310)를 통해 요소수를 공급하게 되면 요소수가 공급배관(300)을 통해 요소수 탱크(200)의 내부로 공급됨에 따라 주변 공간의 제약 없이 요소수의 공급을 간편하면서 안전하게 할 수 있는 것이며, 이와 같이 요소수가 공급배관(300)을 통해 공급될 때 스텝수단(100)의 공구 수납함 덮개(120)를 개방시킬 필요가 없어 운전자는 스텝수단(100)을 통해 운전실로 용이하게 출입할 수 있는 것이다.

한편, 공급배관(300)의 다른 실시 예로 공급배관(300)의 주입구(310)를 통해 요소수를 주입할 때 요소수의 일부가 주입구(310) 외부에 흘려지는 경우 요소수가 스텝수단(100)에 묻게 되고, 이러한 요소수가 동결될 경우 작업자가 스텝수단(100)을 밟는 과정에서 미끄러져 낙상 등의 안전사고가 발생할 수도 있는 것이다.

따라서 공급배관(300)을 구성함에 있어서, 유연성을 가지면서 길이가 연장 조절될 수 있는 주름관 형태로 공급배관(300)을 구성함에 따라 요소수 탱크(200)에 요소수를 공급할 때 공구 수납함(110)의 외부에 설치되어 있는 공급배관(300)의 주입구(310)를 공급배관(300)과 함께 스텝수단(100)으로부터 벗어나는 바깥쪽까지 연장시킨 후 주입구(310)를 통해 요소수를 주입할 수 있으므로 요소수 탱크(200)에 요소수를 주입하는 과정에서 요소수 일부를 주입구(310) 외부에 흘리더라도 요소수에 의해 스텝수단(100)이 오염되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

아울러 전술한 바와 같이 공급배관(300)과 함께 주입구(310)가 공구 수납함(110)의 외부로부터 연장되도록 구성할 경우 공급배관(300)의 주입구(310)가 공구 수납함(110) 외부로부터 탈착될 필요가 있으므로 이러한 실시 예로서 공급배관(300)의 주입구(310)가 설치되는 공구 수납함(110) 외부 표면에는 주입구(310)가 관통되어 설치되는 관통공(112)을 형성하고, 그 관통공(112) 내주면 양측에 대향된 끼움홈(113)을 형성하고, 이러한 끼움홈(113)에 관통되어 끼워지는 주입구(310)의 외주면 양측에는 대향된 돌기(311)를 형성한 것이다.

따라서 공급배관(300)을 연장시키지 않을 경우에는 도5a 와 같이 주입구(310)가 관통공(112)에 끼워진 상태에서 주입구(310)의 돌기(311)가 관통공(112)의 끼움홈(113)과 일치되지 않도록 하여 주입구(310)의 돌기(311)가 관통공(112)의 저면에 걸린 상태가 되도록 함으로써 주입구(310)가 관통공(112)에서 분리되지 않도록 하며, 공급배관(300)과 함께 주입구(310)를 공구 수납함(110)의 관통공(112) 외부로 연장시킬 경우에는 도 5b 와 같이 주입구(310)를 회전시켜 주입구(310)의 돌기(311)와 관통공(112)의 끼움홈(113)이 일치되도록 하면 주입구(310)와 함께 공급배관(300)이 관통공(112)으로부터 인출되어 연장될 수 있으므로 연장된 공급배관(300)의 주입구(310)를 통해 요소수의 공급을 안전하면서 간편하게 할 수 있는 것이다.

이와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관한 방법을 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 스텝수단 110 : 공구 수납함
111 : 개구부 112 : 관통공
113 : 끼움홈 120 : 공구 수납함 덮개
130 : 힌지부 140 : 잠금수단
150 : 스텝 플레이트 200 : 요소수 탱크
210 : 배관 커넥터 300 : 공급배관
310 : 주입구 311 : 돌기
400 : 캡 500 : 상부 프레임

Claims (3)

1. 건설기계 상부선회체의 상부프레임 일측에 구비되며, 공구가 수납되는 공구 수납함과, 상기 공구 수납함의 상측 개구부를 개폐하는 공구 수납함 덮개가 포함된 스텝수단;
   상기 스텝수단의 공구 수납함의 내부에 설치되며, 일측에 배관 커넥터가 구비된 요소수 탱크;
   일단은 상기 요소수 탱크의 배관 커넥터와 연결되고, 그 타단에는 주입구가 형성되며, 상기 주입구는 상기 요소수 탱크로부터 이격되어 공구 수납함 외부에 노출되게 설치되는 공급배관;
   상기 공급배관의 주입구에 탈착되는 캡;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계용 요소수 탱크의 설치구조.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 공급배관 외부에 전열선이 구비된 것을 특징으로 하는 건설기계용 요소수 탱크의 설치구조.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 공급배관은,
   유연성을 가지면서 길이가 연장될 수 있는 주름관 형태로 구성된 것을 특징으로 하는 건설기계용 요소수 탱크의 설치구조.

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