KR20140120653A - Exhaust gas purification device - Google Patents

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Abstract

An exhaust gas purification device is disclosed. The exhaust gas purification device comprises a selective catalyst reduction (SCR) device for purifying exhaust gas; an urea solution storage tank for storing an urea solution; a venting line by which the urea solution storage tank is connected to the SCR device to supply ammonia gas (NH_3) generated in the urea solution storage tank to the SCR device; and a vent valve installed in the urea solution storage tank to discharge the ammonia gas (NH_3) from the urea solution storage tank. The present invention can fundamentally prevent the leakage of the ammonia gas (NH_3) by venting the ammonia gas (NH_3) generated in the urea solution storage tank to supply the ammonia gas to the SCR device.

Description

배기정화장치{Exhaust gas purification device}[0001] Exhaust gas purification device [0002]

본 발명은 배기정화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 요소수용액을 이용하여 배기가스에 함유된 질소산화물을 정화시키는 배기정화장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust purification apparatus, and more particularly, to an exhaust purification apparatus for purifying nitrogen oxides contained in an exhaust gas using an urea aqueous solution.

일반적으로 차량은 엔진을 이용하여 연료를 연소해서 차량의 구동에 필요한 동력을 만들고 있다. 엔진을 이용한 연료의 연소 과정에는 필연적으로 연소가스가 발생되고, 이러한 연소가스는 배기장치를 통해 대기 중으로 방출되고 있다.Generally, a vehicle uses an engine to burn fuel, thereby generating power necessary for driving the vehicle. Combustion gas is inevitably generated in the combustion process of the fuel using the engine, and such combustion gas is released to the atmosphere through the exhaust device.

최근 들어 지구 환경에 대한 관심이 커지면서 차량으로부터 배출되는 배기가스에 함유된 유해 물질을 저감하기 위해 많은 연구와 개발이 진행되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, as the interest in the global environment has increased, many researches and developments are under way to reduce harmful substances contained in exhaust gas emitted from vehicles.

특히 차량에 사용되고 있는 디젤 엔진 혹은 가솔린 엔진으로부터 배출되는 배기가스 중에는 지구 환경에 특히 유해한 입자상 물질(particle material)과 질소 산화물(NOx)을 저감하기 위해 많은 노력들이 기울어지고 있다.Particularly, exhaust gas discharged from a diesel engine or a gasoline engine used in a vehicle is making a lot of efforts to reduce particulate matter and nitrogen oxides (NOx), which are particularly harmful to the global environment.

상기 입자상 물질은 디젤매연필터(DPF; Diesel Particulate Filter)를 통해 저감하는 기술이 주류를 이루고 있고, 상기 질소산화물(NOx)을 저감하는 기술로는 LNT(Lean NOx Trap Catalyst)와 UREA-SCR(UREA-Selective Catalyst Reduction) 및 DPNR(Diesel PM and NOx Reduction) 기술들이 주류를 이루고 있다.(NOx trap catalyst), UREA-SCR (UREA-SCR, UREA-SCR, and UREA-SCR) are known technologies for reducing the particulate matter through a diesel particulate filter (DPF) -Selective Catalyst Reduction) and DPNR (Diesel PM and NOx Reduction) technologies.

상기 UREA-SCR 시스템은 암모니아(NH3)에 의한 선택적 촉매반응으로 질소 산화물(NOx)을 저감하는 기술로서 활성화 온도 범위가 광범위하여 질소 산화물(NOx)의 정화율이 높은 특징이 있다.The UREA-SCR system is a technology for reducing nitrogen oxides (NOx) by selective catalytic reaction with ammonia (NH 3 ), and has a wide activation temperature range and high purification rate of nitrogen oxides (NOx).

상기 암모니아(NH3) 그 자체는 유독하고 발암물질이기 때문에, 인체에 무해한 요소수(UREA) 혹은 요소수용액 형태로 UREA-SCR 시스템에 사용되고 있는 바, 요소수용액 중에 요소의 함량이 32.5%인 요소수용액(독일자동차공업협회가 등록한 요소수용액의 상표로서 Adblue(애드블루)라고 함)이 차량용 UREA-SCR 시스템에 사용되고 있다.Since NH 3 itself is toxic and carcinogenic, it is used in the UREA-SCR system in the form of Urea or Urea-SCR system which is harmless to the human body. In the Urea-SCR system, the urea aqueous solution in which the urea content is 32.5% (Adblue (Ad Blue) as a trademark of urea aqueous solution registered by the German Automobile Manufacturers Association) is used in the UREA-SCR system for automobiles.

상기 요소수용액(DIN70070)의 특징은 무색, 무취, 무독, 비가연성이며 비료나 화학산업에 널리 쓰이고, 애드블루 요소수용액은 빙점이 -11℃이고, 얼면서 부피가 약 7% 팽창하는 경향이 있으며, PH9~11로서 강염기성 물질이고, 부식성이 매우 강하여 SUS재질을 제외한 대부분의 금속제를 부식시킨다.The urea aqueous solution (DIN70070) is colorless, odorless, non-toxic, non-flammable and widely used in the fertilizer and chemical industries, and the aqueous solution of Adb Blue urea has a freezing point of -11 ° C and tends to expand by about 7% , PH9 ~ 11, which is a strong basic substance, and is highly corrosive, so that most metals except SUS materials are corroded.

상기 요소수용액을 사용하는 UREA-SCR 시스템은 요소수용액을 저장하는 저장탱크와, 요소수용액을 펌핑하여 공급하는 펌프 및, 가열을 위한 히터 등이 구비한 요소수용액 공급시스템을 구비하고 있는 바, 요소수용액 저장탱크에 수용된 요소수용액을 장기간의 차량 미운행으로 방치할 경우에, 암모니아 가스가 발생하여 주변 환경을 오염시키거나 불쾌한 냄새를 유발시킬 염려가 있었다.The UREA-SCR system using the urea aqueous solution is provided with a urea aqueous solution supply system including a storage tank for storing urea aqueous solution, a pump for pumping urea aqueous solution, and a heater for heating, When the urea aqueous solution contained in the storage tank is left unremoved for a long period of time, ammonia gas may be generated to pollute the surrounding environment or cause an unpleasant smell.

그리고 요소수용액 저장탱크에서 암모니아 가스의 유출을 방지하기 위해 스틸 재질의 씰링 커버를 적용하고 있지만, 차량의 중량 증가와 원가 상승을 초래할 뿐만 아니라 암모니아 가스의 누출을 원천적으로 방지할 수 없는 결점이 있었다.In order to prevent leakage of ammonia gas from the urea aqueous solution storage tank, a sealing cover made of a steel material is used. However, the weight of the vehicle is increased and the cost is increased, and ammonia gas leakage can not be prevented.

본 발명의 실시예는, 요소수용액 저장탱크에서 발생하는 암모니아 가스의 외부 누출을 원천적으로 방지하여 차량의 상품성을 향상시키고, 주변 환경 오염을 예방할 수 있도록 한 배기정화장치를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION An embodiment of the present invention is to provide an exhaust purifying apparatus that can prevent an external leakage of ammonia gas generated in a urea aqueous solution storage tank to improve the commerciality of a vehicle and prevent environmental pollution.

본 발명의 실시예에 따른 배기정화장치는, 배기가스를 정화시키는 선택적 촉매 감소장치(SCR), 요소수용액을 저장하는 요소수용액 저장탱크, 상기 요소수용액 저장탱크에서 생성된 암모니아 가스(NH3)가 상기 SCR로 공급되게 상기 요소수용액 저장탱크를 상기 SCR과 연결하는 벤팅라인 및 상기 요소수용액 저장탱크에 설치되어 상기 암모니아 가스(NH3)가 상기 요소수용액 저장탱크로부터 배출되게 하는 벤트밸브를 포함할 수 있다.An exhaust purification apparatus according to an embodiment of the present invention includes a selective catalytic reduction device (SCR) for purifying exhaust gas, an urea aqueous solution storage tank for storing urea aqueous solution, ammonia gas (NH 3 ) generated in the urea aqueous solution storage tank A venting line connecting the urea aqueous solution storage tank to the SCR to be supplied to the SCR, and a vent valve installed in the urea aqueous solution storage tank for discharging the ammonia gas (NH 3 ) from the urea aqueous solution storage tank have.

상기 SCR에 의해 정화된 배기가스를 외부로 유도하도록 상기 SCR에 배기관로가 연결되고, 상기 배기관로에는 내연기관의 운전 상태에 따라 상기 배기관로를 개폐하는 개폐밸브가 설치될 수 있다.An exhaust pipe line is connected to the SCR so as to induce the exhaust gas purified by the SCR to the outside, and an opening / closing valve for opening / closing the exhaust pipe line may be installed in the exhaust pipe line depending on the operation state of the internal combustion engine.

상기 개폐밸브는 솔레노이드밸브를 포함할 수 있다.The on-off valve may include a solenoid valve.

상기 벤팅라인에는 상기 배기가스가 상기 요소수용액 저장탱크로 역류되는 것을 방지하는 과압밸브가 설치될 수 있다.The venting line may be provided with an overpressure valve to prevent the exhaust gas from flowing back to the urea aqueous solution storage tank.

상기 배기가스의 유동 경로에서 상기 SCR보다 상류에는 상기 배기가스를 정화시키는 디젤산화촉매가 설치될 수 있다.A diesel oxidation catalyst for purifying the exhaust gas may be installed upstream of the SCR in the flow path of the exhaust gas.

본 발명의 다른 실시예에 따른 배기정화장치는, 배기가스를 정화시키는 디젤산화촉매(DOC)와, 디젤 입자상 물질 필터(DPF)및, 선택적 촉매 감소장치(SCR); 상기 DOC와 DPF 및 SCR을 순차적으로 연결함과 더불어 상기 배기가스의 배출 경로를 형성하는 배기관로; 요소수용액을 저장하는 요소수용액 저장탱크; 상기 요소수용액 저장탱크에서 생성된 암모니아 가스(NH3)를 상기 배기관로를 따라 유동하는 상기 배기가스의 압력차를 이용하여 상기 SCR로 공급되게 하는 벤팅장치; 및 상기 요소수용액 저장탱크에 설치되어 상기 암모니아 가스(NH3)가 상기 요소수용액 저장탱크로부터 상기 벤팅장치로 배출되게 하는 벤트밸브를 포함할 수 있다.An exhaust purifying apparatus according to another embodiment of the present invention includes a diesel oxidation catalyst (DOC) for purifying exhaust gas, a diesel particulate filter (DPF), a selective catalytic reduction device (SCR); An exhaust pipe connecting the DOC, the DPF, and the SCR sequentially and forming a discharge path of the exhaust gas; An urea aqueous solution storage tank for storing urea aqueous solution; A venting device for supplying ammonia gas (NH 3 ) generated in the urea aqueous solution storage tank to the SCR using a pressure difference of the exhaust gas flowing along the exhaust pipe; And a vent valve installed in the urea aqueous solution storage tank for discharging the ammonia gas (NH 3 ) from the urea aqueous solution storage tank to the venting device.

상기 벤팅장치는 상기 벤트밸브와 연결된 벤팅라인; 상기 벤팅라인으로부터 분지되어 상기 배기관로의 상기 DOC의 전단에 연결된 제1분기관로; 상기 벤팅라인으로부터 분지되어 상기 배기관로의 상기 DPF의 후단과 상기 SCR의 전단 사이에 연결된 제2분기관로; 상기 벤팅라인과 상기 제1분기관로 및 제2분기관로 사이의 분지부에 설치된 제트펌프를 포함할 수 있다.A venting line connected to the vent valve; A first branch pipe branched from the venting line and connected to the front end of the DOC to the exhaust pipe; A second branch pipe branched from the venting line and connected between a rear end of the DPF to the exhaust pipe and a front end of the SCR; And a jet pump installed at a branching portion between the venting line and the first branch conduit and the second branch conduit.

상기 제트펌프는 상기 제1분기관로와 연결된 노즐; 상기 제2분기관로와 연결된 혼합통로; 및 상기 벤팅라인과 연결된 저압유체 유입통로를 포함할 수 있다.The jet pump includes a nozzle connected to the first branch passage; A mixing passage connected to the second branch passage; And a low pressure fluid inlet passage connected to the venting line.

상기 배기가스가 상기 요소수용액 저장탱크로 역류되는 것을 방지하는 과압밸브(OPV)가 상기 벤트밸브에 내장될 수 있다.An overvoltage valve (OPV) for preventing the exhaust gas from flowing back to the urea aqueous solution storage tank may be embedded in the vent valve.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기정화장치는, 배기가스를 정화시키는 디젤산화촉매(DOC)와, 디젤 입자상 물질 필터(DPF)및, 선택적 촉매 감소장치(SCR); 상기 DOC와 DPF 및 SCR을 순차적으로 연결함과 더불어 상기 배기가스의 배출 경로를 형성하는 배기관로; 요소수용액을 저장하는 요소수용액 저장탱크; 상기 DPF와 상기 SCR사이의 상기 배기관로에 설치되어 상기 요소수용액과 상기 배기가스를 혼합하는 SCR믹서; 상기 요소수용액을 상기 배기관로에 분사하는 SCR인젝터; 상기 요소수용액 저장탱크에서 생성된 암모니아 가스(NH3)를 상기 배기관로를 따라 유동하는 상기 배기가스의 압력차를 이용하여 상기 SCR로 공급되게 하는 벤팅장치; 및 상기 요소수용액 저장탱크에 설치되어 상기 암모니아 가스(NH3)가 상기 요소수용액 저장탱크로부터 상기 벤팅장치로 배출되게 하는 벤트밸브를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an exhaust purifying apparatus comprising a diesel oxidation catalyst (DOC) for purifying exhaust gas, a diesel particulate filter (DPF), a selective catalytic reduction device (SCR); An exhaust pipe connecting the DOC, the DPF, and the SCR sequentially and forming a discharge path of the exhaust gas; An urea aqueous solution storage tank for storing urea aqueous solution; An SCR mixer installed in the exhaust pipe between the DPF and the SCR to mix the urea aqueous solution and the exhaust gas; An SCR injector for injecting the urea aqueous solution into the exhaust pipe; A venting device for supplying ammonia gas (NH3) generated in the urea aqueous solution storage tank to the SCR using a pressure difference of the exhaust gas flowing along the exhaust pipe; And a vent valve installed in the urea aqueous solution storage tank for allowing the ammonia gas (NH3) to be discharged from the urea aqueous solution storage tank to the venting apparatus.

상기 벤팅장치는 상기 벤트밸브와 연결된 벤팅라인; 상기 벤팅라인으로부터 분지되어 상기 배기관로의 상기 DPF의 후단과 상기SCR믹서의 전단 사이에 연결된 제1분기관로; 상기 벤팅라인으로부터 분지되어 상기 배기관로의 상기 SCR믹서의 후단과 상기 SCR의 전단 사이에 제2분기관로; 상기 벤팅라인과 상기 제1분기관로 및 제2분기관로 사이의 분지부에 설치된 제트펌프를 포함할 수 있다.A venting line connected to the vent valve; A first branch tube branched from the venting line and connected between a rear end of the DPF to the exhaust pipe and a front end of the SCR mixer; A second branch pipe branched from the venting line and between the rear end of the SCR mixer to the exhaust pipe and the front end of the SCR; And a jet pump installed at a branching portion between the venting line and the first branch conduit and the second branch conduit.

상기 제트펌프는 상기 제1분기관로와 연결된 노즐; 상기 제2분기관로와 연결된 혼합통로; 및 상기 벤팅라인과 연결된 저압유체 유입통로를 포함할 수 있다.The jet pump includes a nozzle connected to the first branch passage; A mixing passage connected to the second branch passage; And a low pressure fluid inlet passage connected to the venting line.

상기 DPF의 후단과 상기 SCR믹서의 전단 사이의 상기 배기관로에는 상기 배기관로를 따라 유동하는 상기 배기가스의 유동 압력에 따라 상기 배기관로를 개폐하는 가변밸브가 설치될 수 있다.The exhaust pipe between the rear end of the DPF and the front end of the SCR mixer may be provided with a variable valve that opens and closes the exhaust pipe according to the flow pressure of the exhaust gas flowing along the exhaust pipe.

상기 가변밸브는 밸브하우징; 상기 밸브하우징에 힌지축을 매개로 회전가능하게 설치된 밸브플랩; 및 상기 밸브플랩을 탄력적으로 지지하는 지지스프링을 포함할 수 있다.The variable valve includes a valve housing; A valve flap rotatably mounted on the valve housing via a hinge shaft; And a support spring for elastically supporting the valve flap.

상기 DPF의 후단과 상기 SCR믹서의 전단 사이의 상기 배기관로에는 다수개의 홀이 관통해서 형성된 다공파이프가 설치될 수 있다.The exhaust pipe between the rear end of the DPF and the front end of the SCR mixer may be provided with a porous pipe through which a plurality of holes pass.

상기 배기가스가 상기 벤팅라인을 통해 상기 요소수용액 저장탱크로 역류하는 것을 방지하는 정압밸브가 상기 벤팅라인에 설치될 수 있다.A static pressure valve may be installed in the venting line to prevent the exhaust gas from flowing back to the urea aqueous solution storage tank through the venting line.

상기 요소수용액 저장탱크에는 상기 요소수용액을 펌핑하는 펌프와, 이 펌프에서 펌핑된 상기 요소수용액에 포함되어 있는 이물질을 걸러주는 필터가 각각 내장되고; 상기 필터는 상기 SCR인젝터와 공급관로를 통해 연결되며; 상기 공급관로에는 압력을 조절하는 릴리이프밸브가 설치될 수 있다.Wherein the urea aqueous solution storage tank contains a pump for pumping the urea aqueous solution and a filter for filtering foreign matters contained in the urea aqueous solution pumped by the pump; The filter is connected to the SCR injector through a supply line; The supply line may be provided with a relief valve for regulating the pressure.

상기 요소수용액 저장탱크에는 상기 요소수용액을 충진하기 위해 필러파이프가 설치되고; 상기 필러파이프에는 상기 요소수용액 저장탱크 내부에 부압이 형성될 때에 외기가 유입되게 하는 정부압밸브가 설치될 수 있다.Wherein the urea aqueous solution storage tank is provided with a filler pipe for filling the urea aqueous solution; The filler pipe may be provided with a state-of-the-art valve that allows the outside air to flow when the negative pressure is formed in the urea aqueous solution storage tank.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배기정화장치는, 배기가스를 정화시키는 디젤산화촉매(DOC)와, 디젤 입자상 물질 필터(DPF)및, 선택적 촉매 감소장치(SCR); 상기 DOC와 DPF 및 SCR을 순차적으로 연결함과 더불어 상기 배기가스의 배출 경로를 형성하는 배기관로; 요소수용액을 저장하는 요소수용액 저장탱크; 상기 DPF와 상기 SCR사이의 상기 배기관로에 설치되어 상기 요소수용액과 상기 배기가스를 혼합하는 SCR믹서; 상기 요소수용액을 상기 배기관로에 분사하는 SCR인젝터; 상기 요소수용액 저장탱크에 설치되어 상기 요소수용액을 펌핑해서 상기 SCR인젝터로 공급하는 펌프; 상기 펌프와 상기 SCR인젝터를 연결하는 공급관로; 상기 공급관로에 설치되어 상기 공급관로를 통해 공급되는 요소수용액의 공급 압력을 이용해서 상기 요소수용액 저장탱크에서 생성된 암모니아 가스(NH3)를 상기 SCR인젝터로 공급되게 하는 벤팅장치; 및 상기 요소수용액 저장탱크에 설치되어 상기 암모니아 가스(NH3)가 상기 요소수용액 저장탱크로부터 상기 벤팅장치로 배출되게 하는 벤트밸브를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an exhaust purifying apparatus comprising a diesel oxidation catalyst (DOC) for purifying exhaust gas, a diesel particulate filter (DPF), a selective catalytic reduction device (SCR); An exhaust pipe connecting the DOC, the DPF, and the SCR sequentially and forming a discharge path of the exhaust gas; An urea aqueous solution storage tank for storing urea aqueous solution; An SCR mixer installed in the exhaust pipe between the DPF and the SCR to mix the urea aqueous solution and the exhaust gas; An SCR injector for injecting the urea aqueous solution into the exhaust pipe; A pump installed in the urea aqueous solution storage tank to pump the urea aqueous solution to the SCR injector; A supply pipe connecting the pump and the SCR injector; A venting device installed in the supply pipe to supply ammonia gas (NH 3 ) generated in the urea aqueous solution storage tank to the SCR injector using a supply pressure of the urea aqueous solution supplied through the supply pipe; And a vent valve installed in the urea aqueous solution storage tank for discharging the ammonia gas (NH 3 ) from the urea aqueous solution storage tank to the venting device.

상기 벤팅장치는 상기 필터와 상기 공급관로를 통해 연결된 노즐; 상기 SCR인젝터와 상기 공급관로를 통해 연결된 혼합통로; 상기 벤트밸브와 벤팅라인을 통해 연결된 저압유체 유입통로를 구비한 제트펌프를 포함할 수 있다.Wherein the venting device comprises: a nozzle connected to the filter and the supply line; A mixing passage connected to the SCR injector through the supply pipe; And a jet pump having a low-pressure fluid inlet passage connected to the vent valve through a venting line.

상기 벤팅라인에는 상기 요소수용액의 역류하는 것을 방지하기 위해 일방향 체크밸브가 설치될 수 있다.The venting line may be provided with a one-way check valve to prevent the urea aqueous solution from flowing backward.

본 발명의 실시예에 따른 배기정화장치에 의하면, 요소수용액 저장탱크에서 발생되는 암모니아 가스를 SCR(Selective Catalyst Reduction; 선택적 촉매 감소장치)로 배출하여 암모니아 가스의 외부 누출을 원천적으로 방지함으로써, 차량의 상품성을 향상시키고, 주변 환경의 오염을 효과적으로 예방할 수 있다.According to the exhaust purifying apparatus of the present invention, the ammonia gas generated in the urea aqueous solution storage tank is discharged to SCR (Selective Catalyst Reduction; selective catalytic reduction device) to prevent external leakage of ammonia gas, It is possible to improve the merchantability and effectively prevent contamination of the surrounding environment.

또한 구조가 간단하여 차량의 중량 및 원가절감을 도모할 수 있다.Further, the structure is simple, and the weight and cost of the vehicle can be reduced.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 배기정화장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 배기정화장치의 구성도이다.
도 3은 제트펌프의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예의 제1변형예에 따른 배기정화장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예의 제2변형예에 따른 배기정화장치의 구성도이다.
도 6은 배기가스 유동 저항체로서 가변밸브의 사시도이다.
도 7은 배기가스 유동 저항체로서 다공파이프의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 배기정화장치의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 배기정화장치의 구성도이다. 1 is a configuration diagram of an exhaust purification apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of an exhaust purification apparatus according to a second embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of the jet pump.
4 is a configuration diagram of an exhaust purification apparatus according to a first modification of the second embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram of an exhaust purification apparatus according to a second modification of the second embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of a variable valve as an exhaust gas flow resistor.
7 is a perspective view of a porous pipe as an exhaust gas flow resistor.
8 is a configuration diagram of an exhaust purification apparatus according to the third embodiment of the present invention.
9 is a configuration diagram of an exhaust purification apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하면, 연료를 연소하여 동력을 발생시키는 내연기관은 연료의 연소 과정에 발생된 배기가스를 내연기관의 외부로 배출하는 배기계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an internal combustion engine that generates power by burning fuel may include an exhaust system that discharges the exhaust gas generated in a combustion process of the fuel to the outside of the internal combustion engine.

본 발명의 실시예가 적용되는 배기계는 배기가스를 정화시키는 디젤산화촉매(DOC; Diesel Oxidize Catalyst)와, SCR(Selective Catalyst Reduction; 선택적 촉매 감소장치) 및, 상기 DOC와 SCR을 연결함과 더불어 배기가스의 배출 경로를 형성하는 배기관로(10)를 포함할 수 있다.The exhaust system to which the embodiment of the present invention is applied includes a diesel oxidation catalyst (DOC) for purifying exhaust gas, a selective catalytic reduction (SCR) and a catalytic reduction unit (SCR) And an exhaust pipe 10 forming an exhaust path of the exhaust gas.

상기 배기가스의 유동 경로에서 상기 DOC는 상기 SCR보다 상류에 위치될 수 있다. In the flow path of the exhaust gas, the DOC may be located upstream of the SCR.

또한 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 정화시켜 저감하기 위해 요소수용액을 사용할 수 있다.Furthermore, an aqueous urea solution can be used to purify and reduce nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas.

상기 요소수용액은 소정 용적을 가진 요소수용액 저장탱크(20)에 수용되어 저장될 수 있다.The urea aqueous solution may be stored and stored in the urea aqueous solution storage tank 20 having a predetermined volume.

상기 요소수용액 저장탱크(20)에는 소정 양의 요소수용액(30)이 저장될 수 있고, 상기 요소수용액 저장탱크(20)에 저장된 요소수용액(30)은 주변 기온의 변화에 따라 암모니아 가스(NH3)를 발생시킬 수 있다. 통상적으로는 주변 온도가 25℃ 이상이 되면 요소수용액이 증발하여 암모니아 가스(NH3)를 발생시킬 수 있다.The urea aqueous solution reservoir tank 20, is NH (ammonia gas according to a change of ambient temperature three elements solution (30) stored in a predetermined amount, and the urea aqueous solution 30 can be stored, the urea aqueous solution reservoir tank 20 Can be generated. Normally, when the ambient temperature is 25 ° C or higher, the aqueous urea solution evaporates to generate ammonia gas (NH 3 ).

상기 요소수용액 저장탱크(20)의 내부에 암모니아 가스(NH3)가 발생되면, 요소수용액 저장탱크(20) 내부의 압력이 상승하게 되고, 이를 해소하기 위해 요소수용액 저장탱크(20)의 상부에는 벤트밸브(40)가 설치될 수 있다.When ammonia gas (NH 3 ) is generated in the urea aqueous solution storage tank 20, the pressure in the urea aqueous solution storage tank 20 rises. To solve this problem, the upper part of the urea aqueous solution storage tank 20 A vent valve 40 may be provided.

상기 벤트밸브(40)는 벤팅라인(Venting line; 50)을 통해 상기 SCR과 연통되게 연결될 수 있다.The vent valve 40 may be connected to the SCR through a venting line 50.

이에 따라 상기 요소수용액 저장탱크(20)의 내부에서 발생하여 상기 벤트밸브(40)를 통해 외부로 배출되는 암모니아 가스 (NH3)는 상기 벤팅라인(50)을 통해 상기 SCR로 공급된다.Ammonia gas (NH 3 ) generated in the urea aqueous solution storage tank 20 and discharged to the outside through the vent valve 40 is supplied to the SCR through the venting line 50.

상기 SCR로 공급된 암모니아 가스(NH3)는, 내연기관의 운전 정지시에 상기SCR을 통해 배기관로(10)를 거쳐서 외부로 누출될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 상기 배기관로(10)에는 개폐밸브(60)가 설치될 수 있다.Since the ammonia gas (NH3) supplied to the SCR may leak to the outside through the exhaust pipe (10) through the SCR when the internal combustion engine is stopped, the exhaust gas passage (10) (60) can be installed.

상기 개폐밸브(60)는 솔레노이드밸브로 구성할 수 있고, 전자제어유니트 혹은 엔진제어유니트(ECU)의 제어신호를 인가받아 개폐 작동할 수 있다.The on-off valve 60 may be constituted by a solenoid valve, and may be opened and closed by receiving a control signal from an electronic control unit or an engine control unit (ECU).

상기 전자제어유니트는 내연기관을 탑재한 차량이 운행하지 않을 때에는 상기 개폐밸브(60)를 매개로 상기 배기관로(10)를 막아서 상기 SCR로 공급된 암모니아 가스(NH3)가 배기관로(10)를 통해 외부로 누설되는 것을 방지하고, 차량이 운행될 경우에는 상기 개폐밸브(60)를 개방하여 배기관로(10)를 통해 배기가스가 외부로 원활하게 배출될 수 있도록 한다.When the vehicle equipped with the internal combustion engine is not in operation, the electronic control unit blocks the exhaust pipe 10 via the opening / closing valve 60 so that ammonia gas (NH 3 ) supplied to the SCR is introduced into the exhaust pipe 10, So that the exhaust gas can be smoothly discharged to the outside through the exhaust pipe 10 by opening the on-off valve 60 when the vehicle is operated.

상기 벤팅라인(50)에는 과압밸브(OPV; Over Pressure Valve)가 설치되어, 배기가스가 벤팅라인(50)을 통해 요소수용액 저장탱크(20)로 역류되는 것을 방지할 수 있다.The venting line 50 is provided with an overpressure valve (OPV) to prevent the exhaust gas from flowing back to the urea aqueous solution storage tank 20 through the venting line 50.

상기 벤팅라인(50)을 통해 상기 SCR로 공급된 암모니아 가스(NH3)는 내연기관의 작동시에 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)과 화학반응을 하여 배기가스를 정화시킴으로써 배기가스의 질소산화물의 배출을 저감시킨다.The ammonia gas (NH 3 ) supplied to the SCR through the venting line 50 is chemically reacted with the nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas during the operation of the internal combustion engine to purify the exhaust gas, Thereby reducing the emission of oxides.

본 발명의 제2실시예를 도시한 도 2를 참조하면, 연료를 연소하여 동력을 발생시키는 내연기관은 연료의 연소 과정에 발생된 배기가스를 내연기관의 외부로 배출하는 배기계를 포함할 수 있다.2, which illustrates a second embodiment of the present invention, an internal combustion engine that generates power by burning fuel may include an exhaust system that exhausts the exhaust gas generated during the combustion process of the fuel to the outside of the internal combustion engine .

본 발명의 실시예가 적용되는 배기계는 배기가스를 정화시키는 디젤산화촉매(DOC; Diesel Oxidize Catalyst)와, DPF(Diesel Particulate Filter; 디젤 입자상 물질 필터), SCR(Selective Catalyst Reduction; 선택적 촉매 감소장치) 및, 상기 DOC와 DPF 및 SCR을 연결함과 더불어 배기가스의 배출 경로를 형성하는 배기관로(110)를 포함할 수 있다.The exhaust system to which the embodiment of the present invention is applied includes a diesel oxidation catalyst (DOC) for purifying exhaust gas, a diesel particulate filter (DPF), a selective catalytic reduction (SCR) And an exhaust pipe line 110 connecting the DOC to the DPF and the SCR and forming an exhaust path for the exhaust gas.

또한 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 정화시켜 저감하기 위해 요소수용액을 사용할 수 있다.Furthermore, an aqueous urea solution can be used to purify and reduce nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas.

상기 요소수용액은 소정 용적을 가진 요소수용액 저장탱크(120)에 수용되어 저장될 수 있다.The urea aqueous solution may be stored and stored in the urea aqueous solution storage tank 120 having a predetermined volume.

상기 요소수용액 저장탱크(120)에는 소정 양의 요소수용액이 저장될 수 있고, 상기 요소수용액 저장탱크(120)에 저장된 요소수용액이 주변 기온의 변화에 따라 암모니아 가스(NH3)를 발생시키면 요소수용액 저장탱크(120) 내부의 압력이 상승하게 되고, 이를 해소하기 위해 요소수용액 저장탱크(120)의 상부에 벤트밸브(140)가 설치될 수 있다.When a urea aqueous solution stored in the urea aqueous solution storage tank 120 generates ammonia gas (NH 3 ) according to a change in ambient temperature, the urea aqueous solution storage tank 120 may store a predetermined amount of urea aqueous solution, The pressure inside the storage tank 120 is increased. In order to solve this problem, the vent valve 140 may be installed on the upper portion of the urea aqueous solution storage tank 120.

상기 벤트밸브(140)는 벤팅라인(150)을 통해 상기 배기관로(110)와 연통되게 연결될 수 있다. 상기 벤팅라인(150)의 선단부에는 분지부가 형성되고, 이 분지부로부터 제1분기관로(152)와 제2분기관로(154)가 각각 분지될 수 있다.The vent valve 140 may be connected to the exhaust line 110 through a venting line 150. A branch portion is formed at the front end of the venting line 150, and the first branch passage 152 and the second branch passage 154 can be branched from the branch portion.

상기 제1분기관로(152)는 상기 분지부로부터 상기 DOC 전단의 배기관로(110)에 연결될 수 있고, 상기 제2분기관로(154)는 상기 분지부로부터 상기 DPF 후단과 상기 SCR 전단 사이의 상기 배기관로(110)에 연결될 수 있다.The first branch tractor 152 may be connected to the exhaust line 110 of the front end of the DOC from the branch portion and the second branch tractor 154 may be connected to the DPF rear end and the SCR front end To the exhaust pipe line 110 of the engine.

즉 상기 제1분기관로(152)와 제2분기관로(154)는 배기관로(110)에서 압력차가 발생하는 2곳에 연결된다.That is, the first branch passage 152 and the second branch passage 154 are connected to two places where a pressure difference is generated in the exhaust passage 110.

본 제2실시예에서는 상기 DOC와 상기 DPF가 배기관로(110)에서 배기가스의 유동을 방해하는 저항체 역할을 하여 압력차를 발생시키는 역할을 하게 된다.In the second embodiment, the DOC and the DPF serve as a resistor for preventing the flow of exhaust gas from the exhaust pipe 110, thereby generating a pressure difference.

상기 분지부에는 제트펌프(160)가 설치될 수 있다. 상기 제트펌프(160)는 기히 공지된 바와 같이 노즐에서 분출되는 고압 유체의 운동에너지를 이용하여 저압 유체를 펌핑하는 역할을 한다.A jet pump 160 may be installed in the branch portion. The jet pump 160 serves to pump the low-pressure fluid by using the kinetic energy of the high-pressure fluid ejected from the nozzle as is well known.

상기 벤트밸브(140)에는 상기 과압밸브(OPV)가 일체로 내장될 수 있다.The overpressure valve (OPV) may be integrated with the vent valve 140.

상기 벤팅라인(150)과 상기 제트펌프(160), 상기 제1분기관로(152) 및 제2분기관로(154)는 상기 벤트밸브(140)를 통해 배출되는 암모니아 가스(NH3)를 배기가스의 압력을 이용하여 상기 SCR로 공급되게 하는 벤팅장치를 구성할 수 있다.The venting line 150, the jet pump 160, the first branch conduit 152 and the second branch conduit 154 are connected to the vent valve 140 via an ammonia gas (NH 3 ) It is possible to construct a venting device for supplying the exhaust gas to the SCR by using the pressure of the exhaust gas.

도 3을 참조하면, 상기 제트펌프(160)는 대체로 사각 단면을 가지는 펌프하우징(162)의 한쪽 부위에 노즐(164)이 형성되고, 상기 노즐(164)의 반대편에는 혼합통로(166)가 형성되며, 상기 노즐(164)과 직교하는 방향으로 저압유체 유입통로(168)가 각각 형성된 구조를 가질 수 있다.3, a nozzle 164 is formed on one side of the pump housing 162 having a generally rectangular cross section and a mixing passage 166 is formed on the opposite side of the nozzle 164 And a low-pressure fluid inflow passage 168 is formed in a direction orthogonal to the nozzle 164, respectively.

상기 펌프하우징(162)의 노즐(164)에는 상기 제1분기관로(152)가 연결되고, 상기 혼합통로(166)에는 상기 제2분기관로(154)가 연결되며, 상기 저압유체 유입통로(168)에는 상기 벤팅라인(150)이 각각 연결될 수 있다.The first branch passage 152 is connected to the nozzle 164 of the pump housing 162 and the second branch passage 154 is connected to the mixing passage 166. The low- And the venting line 150 may be connected to the venting line 168.

상기 제1분기관로(152)로부터 고압의 배기가스가 상기 노즐(164)로 유입된 다음에 노즐(164)을 통해 상기 혼합통로(166)로 분출되면, 상기 노즐(164) 주변에는 상대적으로 부압이 형성되고, 이렇게 형성된 부압은 상기 저압유체 유입통로(168)에 작용해서 저압유체 유입통로(168)를 통해 상기 벤팅라인(150)에 잔류하는 암모니아 가스(NH3)를 흡입하여 상기 혼합통로(166)로 송출하게 된다.When exhaust gas of high pressure is introduced into the nozzle 164 from the first branch passage 152 and then injected into the mixing passage 166 through the nozzle 164, And the negative pressure thus formed acts on the low-pressure fluid inflow passage 168 to suck the ammonia gas (NH 3 ) remaining in the venting line 150 through the low-pressure fluid inflow passage 168, (166).

따라서 상기 혼합통로(166)에서는 상기 노즐(164)을 통해 분출되는 배기가스와 상기 벤팅라인(150)을 통해 유입된 암모니아 가스(NH3)가 혼합되어 상기 제2분기관로(154)를 통해 상기 배기관로(110)를 거쳐서 상기 SCR로 공급되게 된다.Therefore, in the mixing passage 166, the exhaust gas sprayed through the nozzle 164 and the ammonia gas (NH 3 ) introduced through the venting line 150 are mixed and passed through the second branch passage 154 And is supplied to the SCR via the exhaust pipe passage 110. [

상기 SCR로 공급된 배기가스와 암모니아 가스(NH3)의 혼합기체는 상기 SCR에서 질소산화물(NOx)과 화학반응을 하여 배기가스의 질소산화물(NOx)의 배출을 저감하게 된다.The mixed gas of the exhaust gas and the ammonia gas (NH 3 ) supplied to the SCR chemically reacts with the nitrogen oxide (NOx) in the SCR to reduce the emission of nitrogen oxides (NOx) of the exhaust gas.

그러므로 상기 요소수용액 저장탱크(120)에서 발생된 암모니아 가스(NH3)는 배기가스의 배출 압력으로 자연스럽게 상기 SCR로 송출되어, 암모니아 가스(NH3)의 누출을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.Therefore, the ammonia gas (NH 3 ) generated in the urea aqueous solution storage tank 120 is naturally discharged to the SCR by the discharge pressure of the exhaust gas, thereby effectively preventing leakage of the ammonia gas (NH 3 ).

도 4를 참조하면, 배기가스의 유동 경로를 형성하는 상기 배기관로(110)에는 상류로부터 하류로 갈수록 DOC와 DPF 및 SCR이 순차적으로 연결되어, 상기 배기관로(110)를 통해 유동하는 배기가스를 정화시키게 되어 있다.Referring to FIG. 4, DOC, DPF, and SCR are sequentially connected to the exhaust pipe line 110 forming the exhaust gas flow path, and the exhaust gas flowing through the exhaust pipe line 110 It is to purify.

상기 배기관로(110)에 상기 제1분기관로(152)와 연결되는 부위와, 상기 제2분기관로(154)가 연결되는 부위 사이에 차압력을 발생시키기 위해 배기가스의 유동 저항체로서 SCR믹서(170)를 사용할 수 있다.As the flow resistance of exhaust gas to generate a differential pressure between a portion connected to the first branch passage 152 and a portion connected to the second branch passage 154 in the exhaust passage 110, A mixer 170 may be used.

즉 상기 제1분기관로(152)는 상기 DPF의 후단과 상기 SCR믹서(170)의 전단 사이의 배기관로(110)에 연결되고, 상기 제2분기관로(154)는 상기 SCR믹서(170)의 후단과 상기 SCR의 전단 사이의 배기관로(110)에 연결될 수 있다. That is, the first branch passage 152 is connected to the exhaust passage 110 between the rear end of the DPF and the front end of the SCR mixer 170, and the second branch passage 154 is connected to the SCR mixer 170 And the exhaust passage 110 between the rear end of the SCR and the front end of the SCR.

상기 SCR믹서(170)의 전단에는 요소수용액을 배기관로(110)에 분사하는 SCR인젝터(180)가 설치될 수 있다.A SCR injector 180 may be installed at a front end of the SCR mixer 170 to inject urea aqueous solution onto the exhaust pipe 110.

상기 SCR인젝터(170)를 통해 요소수용액이 배기관로(110)에 분사되어 상기 SCR믹서(170)로 유입되면, 상기 SCR믹서(170)는 요소수용액과 배기가스를 혼합하는 역할을 한다.When the urea aqueous solution is injected into the exhaust pipe 110 through the SCR injector 170 and flows into the SCR mixer 170, the SCR mixer 170 mixes the urea aqueous solution and the exhaust gas.

도 5를 참조하면, 필요에 따라 배기가스 유동 저항체로서 가변밸브(190)를 상기 배기관로(110)에 추가로 설치할 수 있다.Referring to FIG. 5, a variable valve 190 may be additionally provided in the exhaust passage 110 as an exhaust gas flow resistor, if necessary.

상기 가변밸브(190)는 상기 제1분기관로(152)가 배기관로(110)에 연결되는 부위와, 상기 제2분기관로(154)가 배기관로(110)에 연결되는 부위 사이에 설치된다.The variable valve 190 is installed between a portion where the first branch passage 152 is connected to the exhaust passage 110 and a portion where the second branch passage 154 is connected to the exhaust passage 110 do.

도 6을 참조하면, 상기 가변밸브(190)는 상기 배기관로(110)를 통해 유동하는 배기가스의 압력에 따라 배기관로(110)를 개폐하는 형태로서, 밸브하우징(190a)과, 이 밸브하우징(190a)에 힌지축(190b)을 매개로 회전가능하게 설치된 밸브플랩(190c) 및, 상기 밸브플랩(190c)을 탄력적으로 지지하는 지지스프링(190d) 등을 구비할 수 있다.6, the variable valve 190 opens and closes the exhaust pipe 110 according to the pressure of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 110, and includes a valve housing 190a, A valve flap 190c rotatably mounted on the hinge shaft 190a through a hinge shaft 190b and a support spring 190d for elastically supporting the valve flap 190c.

상기와 같이 가변밸브(190)를 배기관로(110)에 설치하면, 내연기관의 저부하운전시에는 상기 가변밸브(190)가 배기관로(110)를 통해 유동하는 배기가스의 유동 저항체 역할을 하여, 2개의 분기관로(152, 154) 사이에 적절한 압력차가 발생되게 함으로써, 요소수용액 저장탱크(120)로부터 방출되는 암모니아 가스(NH3)가 상기 SCR에 원활하게 공급되게 한다.When the variable valve 190 is installed in the exhaust pipe 110 as described above, the variable valve 190 serves as a flow resistance of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 110 during the low load operation of the internal combustion engine , An appropriate pressure difference is generated between the two branch passages 152 and 154 so that the ammonia gas (NH 3 ) emitted from the urea aqueous solution storage tank 120 is smoothly supplied to the SCR.

내연기관의 고부하 운전시에는 상기 가변밸브(190)가 배기가스의 압력으로 완전히 개방되어, 배기가스의 유동 저항체 역할을 하지 않으므로 내연기관의 출력을 향상시킬 수 있다.During the high-load operation of the internal combustion engine, the variable valve (190) is completely opened to the exhaust gas pressure and does not serve as a flow resistance of the exhaust gas, so that the output of the internal combustion engine can be improved.

도 7을 참조하면, 상기 배기가스 유동 저항체로서 다수개의 홀(194a)이 관통해서 형성된 다공파이프(194)를 사용할 수 있다.Referring to FIG. 7, a porous pipe 194 formed through a plurality of holes 194a may be used as the exhaust gas flow resistor.

본 발명의 제3실 예를 나타내는 도 8을 참조하면, 필요에 따라 상기 벤팅라인(150)에는 배기가스가 상기 요소수용액 저장탱크(120)로 역류하는 것을 방지하기 위해 정압밸브 혹은 일방향 체크밸브(156)를 설치할 수 있다.8 showing a third embodiment of the present invention, the venting line 150 may be provided with a positive pressure valve or a one-way check valve (not shown) to prevent exhaust gas from flowing back to the urea aqueous solution storage tank 120 156 may be installed.

상기 정압밸브(156)는 상기 벤트밸브(140)에 일체로 내장하여 설치할 수 있다.The static pressure valve 156 may be installed integrally with the vent valve 140.

상기 요소수용액 저장탱크(120)의 내부에는 요소수용액을 펌핑하여 공급하는 펌프(122)와, 이 펌프(122)에서 펌핑된 요소수용액에 함유된 이물질을 걸러주는 필터(124)가 각각 내장되게 설치될 수 있다.A pump 122 for pumping and supplying an urea aqueous solution and a filter 124 for filtering foreign substances contained in the urea aqueous solution pumped by the pump 122 are installed in the urea aqueous solution storage tank 120, .

상기 필터(124)는 상기 공급관로(158)를 통해 상기 SCR인젝터(180)와 연결되어, 상기 필터(124)에서 이물질이 걸러진 요소수용액이 상기 공급관로(158)를 거쳐서 상기 SCR인젝터(180)를 매개로 상기 배기관로(110)로 분산될 수 있다.The filter 124 is connected to the SCR injector 180 via the supply pipe 158 so that the urea aqueous solution filtered by the filter 124 is supplied to the SCR injector 180 via the supply pipe 158. [ To the exhaust pipe (110).

또한 상기 공급관로(158)로 공급되는 요소수용액의 공급 압력을 조절하기 위해 상기 공급관로(158)에 릴리이프밸브(126)가 설치될 수 있다.Also, a relief valve 126 may be installed in the supply line 158 to adjust the supply pressure of the urea aqueous solution supplied to the supply line 158.

그리고 상기 요소수용액 저장탱크(120)에 요소수용액을 충진하기 위해 필러파이프(128)가 설치될 수 있다.A filler pipe 128 may be installed to fill the urea aqueous solution storage tank 120 with urea aqueous solution.

상기 필러파이프(128)에는 상기 제트펌프(160)에 의해 생성된 부압에 의해 요소수용액 저장탱크(120) 내부의 암모니아 가스(NH3)가 원활하게 상기 제트펌프(160)로 유입될 수 있도록 요소수용액 저장탱크(120) 내부에 부압이 형성될 때에 외기가 유입되게 하는 정부압밸브(129)가 설치될 수 있다.The filler pipe 128 is connected to the jet pump 160 so that the ammonia gas NH 3 in the urea aqueous solution storage tank 120 can be smoothly introduced into the jet pump 160 by the negative pressure generated by the jet pump 160. A control valve 129 for allowing the outside air to flow when a negative pressure is formed in the aqueous solution storage tank 120 may be installed.

상기 정부압밸브(129)는 상기 필러파이프(128)의 필러캡(128a)에 설치되거나 혹은 상기 요소수용액 저장탱크(120)의 상부에 설치될 수 있다.The control valve 129 may be installed on the filler cap 128a of the filler pipe 128 or on the upper portion of the urea aqueous solution storage tank 120.

본 발명의 제4실시예를 나타내는 도 9를 참조하면, 상기 필터(124)와 상기 SCR인젝터(180) 사이의 공급관로(158)에는 상기 제트펌프(160)가 설치될 수 있다.Referring to FIG. 9 showing a fourth embodiment of the present invention, the jet pump 160 may be installed in the supply line 158 between the filter 124 and the SCR injector 180.

상기 제트펌프(160)의 노즐(164)은 상기 필터(124)와 공급관로(158)를 통해 연결되고, 상기 제트펌프(160)의 혼합통로(166)는 상기 공급관로(158)를 통해 상기 SCR인젝터(180)와 연결되며, 상기 제트펌프(160)의 저압유체 유입통로(168)는 벤팅라인(150)을 통해 상기 벤트밸브(140)와 연결될 수 있다.The nozzle 164 of the jet pump 160 is connected to the filter 124 through a supply pipe 158 and the mixing passage 166 of the jet pump 160 is connected to the SCR injector 180 and the low pressure fluid inflow passage 168 of the jet pump 160 may be connected to the vent valve 140 through the venting line 150.

상기 벤팅라인(150)에는 내연기관의 운전이 정지되었을 때에 요소수용액이 벤팅라인(150)으로 역류하여 동결되면서 벤트밸브(140)를 동파하는 것을 방지하기 위해 정압밸브 혹은 일방향 체크밸브(156)가 설치될 수 있다.A positive pressure valve or a one-way check valve 156 is provided in the venting line 150 in order to prevent the urea aqueous solution from flowing back to the venting line 150 when the internal combustion engine is stopped to freeze the vent valve 140 while being frozen Can be installed.

상기 제트펌프(160)와 상기 벤팅라인(150)은 벤팅장치를 구성한다.The jet pump 160 and the venting line 150 constitute a venting device.

상기 체크밸브(202)는 상기 벤팅라인(200)에 설치하거나 혹은 상기 벤트밸브(140)에 내장하여 일체로 구성할 수 있다.The check valve 202 may be integrally formed with the venting line 200 or with the vent valve 140.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.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. Various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

10: 배기관로
20: 요소수용액 저장탱크
30: 요소수용액
40: 벤트밸브
50: 벤팅라인
60: 개폐밸브
160: 제트펌프
170: SCR믹서
180: SCR인젝터
190: 가변밸브
194: 다공파이프10: By exhaust pipe
20: urea aqueous solution storage tank
30: urea aqueous solution
40: Bent valve
50: Venting line
60: opening and closing valve
160: Jet pump
170: SCR mixer
180: SCR injector
190: Variable valve
194: Perforated pipe

Claims (21)

배기가스를 정화시키는 선택적 촉매 감소장치(SCR);
요소수용액을 저장하는 요소수용액 저장탱크;
상기 요소수용액 저장탱크에서 생성된 암모니아 가스(NH3)가 상기 SCR로 공급되게 상기 요소수용액 저장탱크를 상기 SCR과 연결하는 벤팅라인; 및
상기 요소수용액 저장탱크에 설치되어 상기 암모니아 가스(NH3)가 상기 요소수용액 저장탱크로부터 배출되게 하는 벤트밸브;
를 포함하는 배기정화장치.A selective catalytic reduction device (SCR) for purifying the exhaust gas;
An urea aqueous solution storage tank for storing urea aqueous solution;
A venting line connecting the urea aqueous solution storage tank to the SCR so that ammonia gas (NH 3 ) generated in the urea aqueous solution storage tank is supplied to the SCR; And
A vent valve installed in the urea aqueous solution storage tank for discharging the ammonia gas (NH 3 ) from the urea aqueous solution storage tank;
And an exhaust purifier. 제1항에 있어서,
상기 SCR에 의해 정화된 배기가스를 외부로 유도하도록 상기 SCR에 배기관로가 연결되고;
상기 배기관로에는 내연기관의 운전 상태에 따라 상기 배기관로를 개폐하는 개폐밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 배기정화장치.The method according to claim 1,
An exhaust line is connected to the SCR to direct the exhaust gas purified by the SCR to the outside;
Wherein the exhaust pipe is provided with an on-off valve for opening / closing the exhaust pipe according to an operating state of the internal combustion engine. 제2항에 있어서,
상기 개폐밸브는 솔레노이드밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기정화장치.3. The method of claim 2,
Wherein the on-off valve includes a solenoid valve. 제1항에 있어서,
상기 벤팅라인에는 상기 배기가스가 상기 요소수용액 저장탱크로 역류되는 것을 방지하는 과압밸브(OPV)가 설치된 배기정화장치.The method according to claim 1,
Wherein the venting line is provided with an over-pressure valve (OPV) for preventing the exhaust gas from flowing back to the urea aqueous solution storage tank. 제1항에 있어서,
상기 배기가스의 유동 경로에서 상기 SCR보다 상류에는 상기 배기가스를 정화시키는 디젤산화촉매(DOC)가 설치된 것을 특징으로 하는 배기정화장치.The method according to claim 1,
Wherein a diesel oxidation catalyst (DOC) for purifying the exhaust gas is installed upstream of the SCR in the flow path of the exhaust gas. 배기가스를 정화시키는 디젤산화촉매(DOC)와, 디젤 입자상 물질 필터(DPF)및, 선택적 촉매 감소장치(SCR);
상기 DOC와 DPF 및 SCR을 순차적으로 연결함과 더불어 상기 배기가스의 배출 경로를 형성하는 배기관로;
요소수용액을 저장하는 요소수용액 저장탱크;
상기 요소수용액 저장탱크에서 생성된 암모니아 가스(NH3)를 상기 배기관로를 따라 유동하는 상기 배기가스의 압력차를 이용하여 상기 SCR로 공급되게 하는 벤팅장치; 및
상기 요소수용액 저장탱크에 설치되어 상기 암모니아 가스(NH3)가 상기 요소수용액 저장탱크로부터 상기 벤팅장치로 배출되게 하는 벤트밸브;
를 포함하는 배기정화장치.A diesel oxidation catalyst (DOC) for purifying the exhaust gas, a diesel particulate filter (DPF) and a selective catalytic reduction device (SCR);
An exhaust pipe connecting the DOC, the DPF, and the SCR sequentially and forming a discharge path of the exhaust gas;
An urea aqueous solution storage tank for storing urea aqueous solution;
A venting device for supplying ammonia gas (NH 3 ) generated in the urea aqueous solution storage tank to the SCR using a pressure difference of the exhaust gas flowing along the exhaust pipe; And
A vent valve installed in the urea aqueous solution storage tank to discharge the ammonia gas (NH 3 ) from the urea aqueous solution storage tank to the venting device;
And an exhaust purifier. 제6항에 있어서,
상기 벤팅장치는
상기 벤트밸브와 연결된 벤팅라인;
상기 벤팅라인으로부터 분지되어 상기 배기관로의 상기 DCO의 전단에 연결된 제1분기관로;
상기 벤팅라인으로부터 분지되어 상기 배기관로의 상기 DPF의 후단과 상기 SCR의 전단 사이에 연결된 제2분기관로;
상기 벤팅라인과 상기 제1분기관로 및 제2분기관로 사이의 분지부에 설치된 제트펌프;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기정화장치.The method according to claim 6,
The venting device
A venting line connected to the vent valve;
A first branch tube branched from the venting line and connected to the front end of the DCO to the exhaust pipe;
A second branch pipe branched from the venting line and connected between a rear end of the DPF to the exhaust pipe and a front end of the SCR;
A jet pump installed at a branching portion between the venting line and the first branch passage and the second branch passage;
And an exhaust gas purifying device for purifying exhaust gas. 제7항에 있어서,
상기 제트펌프는
상기 제1분기관로와 연결된 노즐;
상기 제2분기관로와 연결된 혼합통로; 및
상기 벤팅라인과 연결된 저압유체 유입통로;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기정화장치.8. The method of claim 7,
The jet pump
A nozzle connected to the first branch passage;
A mixing passage connected to the second branch passage; And
A low pressure fluid inlet passage connected to the venting line;
And an exhaust gas purifying device for purifying exhaust gas. 제6항에 있어서,
상기 배기가스가 상기 요소수용액 저장탱크로 역류되는 것을 방지하는 과압밸브(OPV)가 상기 벤트밸브에 내장된 것을 특징으로 하는 배기정화장치.The method according to claim 6,
Wherein an over-pressure valve (OPV) for preventing the exhaust gas from flowing back to the urea aqueous solution storage tank is built in the vent valve. 배기가스를 정화시키는 디젤산화촉매(DOC)와, 디젤 입자상 물질 필터(DPF)및, 선택적 촉매 감소장치(SCR);
상기 DOC와 DPF 및 SCR을 순차적으로 연결함과 더불어 상기 배기가스의 배출 경로를 형성하는 배기관로;
요소수용액을 저장하는 요소수용액 저장탱크;
상기 DPF와 상기 SCR사이의 상기 배기관로에 설치되어 상기 요소수용액과 상기 배기가스를 혼합하는 SCR믹서;
상기 요소수용액을 상기 배기관로에 분사하는 SCR인젝터;
상기 요소수용액 저장탱크에서 생성된 암모니아 가스(NH3)를 상기 배기관로를 따라 유동하는 상기 배기가스의 압력차를 이용하여 상기 SCR로 공급되게 하는 벤팅장치; 및
상기 요소수용액 저장탱크에 설치되어 상기 암모니아 가스(NH3)가 상기 요소수용액 저장탱크로부터 상기 벤팅장치로 배출되게 하는 벤트밸브;
를 포함하는 배기정화장치.A diesel oxidation catalyst (DOC) for purifying the exhaust gas, a diesel particulate filter (DPF) and a selective catalytic reduction device (SCR);
An exhaust pipe connecting the DOC, the DPF, and the SCR sequentially and forming a discharge path of the exhaust gas;
An urea aqueous solution storage tank for storing urea aqueous solution;
An SCR mixer installed in the exhaust pipe between the DPF and the SCR to mix the urea aqueous solution and the exhaust gas;
An SCR injector for injecting the urea aqueous solution into the exhaust pipe;
A venting device for supplying ammonia gas (NH 3 ) generated in the urea aqueous solution storage tank to the SCR using a pressure difference of the exhaust gas flowing along the exhaust pipe; And
A vent valve installed in the urea aqueous solution storage tank to discharge the ammonia gas (NH 3 ) from the urea aqueous solution storage tank to the venting device;
And an exhaust purifier. 제10항에 있어서,
상기 벤팅장치는
상기 벤트밸브와 연결된 벤팅라인;
상기 벤팅라인으로부터 분지되어 상기 배기관로의 상기 DPF의 후단과 상기SCR믹서의 전단 사이에 연결된 제1분기관로;
상기 벤팅라인으로부터 분지되어 상기 배기관로의 상기 SCR믹서의 후단과 상기 SCR의 전단 사이에 제2분기관로;
상기 벤팅라인과 상기 제1분기관로 및 제2분기관로 사이의 분지부에 설치된 제트펌프;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기정화장치.11. The method of claim 10,
The venting device
A venting line connected to the vent valve;
A first branch tube branched from the venting line and connected between a rear end of the DPF to the exhaust pipe and a front end of the SCR mixer;
A second branch pipe branched from the venting line and between the rear end of the SCR mixer to the exhaust pipe and the front end of the SCR;
A jet pump installed at a branching portion between the venting line and the first branch passage and the second branch passage;
And an exhaust gas purifying device for purifying exhaust gas. 제11항에 있어서,
상기 제트펌프는
상기 제1분기관로와 연결된 노즐;
상기 제2분기관로와 연결된 혼합통로; 및
상기 벤팅라인과 연결된 저압유체 유입통로;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기정화장치.12. The method of claim 11,
The jet pump
A nozzle connected to the first branch passage;
A mixing passage connected to the second branch passage; And
A low pressure fluid inlet passage connected to the venting line;
And an exhaust gas purifying device for purifying exhaust gas. 제10항에 있어서,
상기 DPF의 후단과 상기 SCR믹서의 전단 사이의 상기 배기관로에는 상기 배기관로를 따라 유동하는 상기 배기가스의 유동 압력에 따라 상기 배기관로를 개폐하는 가변밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 배기정화장치.11. The method of claim 10,
Wherein the exhaust pipe between the rear end of the DPF and the front end of the SCR mixer is provided with a variable valve that opens and closes the exhaust pipe according to a flow pressure of the exhaust gas flowing along the exhaust pipe. 제13항에 있어서,
상기 가변밸브는
밸브하우징;
상기 밸브하우징에 힌지축을 매개로 회전가능하게 설치된 밸브플랩; 및
상기 밸브플랩을 탄력적으로 지지하는 지지스프링;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 배기정화장치.14. The method of claim 13,
The variable valve
Valve housing;
A valve flap rotatably mounted on the valve housing via a hinge shaft; And
A support spring for elastically supporting the valve flap;
And an exhaust gas purifying device for purifying exhaust gas. 제10항에 있어서,
상기 DPF의 후단과 상기 SCR믹서의 전단 사이의 상기 배기관로에는 다수개의 홀이 관통해서 형성된 다공파이프가 설치된 것을 특징으로 하는 배기정화장치.11. The method of claim 10,
Wherein the exhaust pipe between the rear end of the DPF and the front end of the SCR mixer is provided with a porous pipe through which a plurality of holes are formed. 제11항에 있어서,
상기 배기가스가 상기 벤팅라인을 통해 상기 요소수용액 저장탱크로 역류하는 것을 방지하는 정압밸브가 상기 벤팅라인에 설치된 것을 특징으로 하는 배기정화장치.12. The method of claim 11,
Wherein a static pressure valve for preventing the exhaust gas from flowing back to the urea aqueous solution storage tank through the venting line is installed in the venting line. 제10항에 있어서,
상기 요소수용액 저장탱크에는 상기 요소수용액을 펌핑하는 펌프와, 이 펌프에서 펌핑된 상기 요소수용액에 포함되어 있는 이물질을 걸러주는 필터가 각각 내장되고;
상기 필터는 상기 SCR인젝터와 공급관로를 통해 연결되며;
상기 공급관로에는 압력을 조절하는 릴리이프밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 배기정화장치.11. The method of claim 10,
Wherein the urea aqueous solution storage tank contains a pump for pumping the urea aqueous solution and a filter for filtering foreign matters contained in the urea aqueous solution pumped by the pump;
The filter is connected to the SCR injector through a supply line;
And a relief valve for regulating pressure is installed in the supply line. 제10항에 있어서,
상기 요소수용액 저장탱크에는 상기 요소수용액을 충진하기 위해 필러파이프가 설치되고;
상기 필러파이프에는 상기 요소수용액 저장탱크 내부에 부압이 형성될 때에 외기가 유입되게 하는 정부압밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 배기정화장치.11. The method of claim 10,
Wherein the urea aqueous solution storage tank is provided with a filler pipe for filling the urea aqueous solution;
Wherein the filler pipe is provided with a pressure valve for allowing outside air to flow when a negative pressure is formed in the urea aqueous solution storage tank. 배기가스를 정화시키는 디젤산화촉매(DOC)와, 디젤 입자상 물질 필터(DPF)및, 선택적 촉매 감소장치(SCR);
상기 DOC와 DPF 및 SCR을 순차적으로 연결함과 더불어 상기 배기가스의 배출 경로를 형성하는 배기관로;
요소수용액을 저장하는 요소수용액 저장탱크;
상기 DPF와 상기 SCR사이의 상기 배기관로에 설치되어 상기 요소수용액과 상기 배기가스를 혼합하는 SCR믹서;
상기 요소수용액을 상기 배기관로에 분사하는 SCR인젝터;
상기 요소수용액 저장탱크에 설치되어 상기 요소수용액을 펌핑해서 상기 SCR인젝터로 공급하는 펌프;
상기 펌프와 상기 SCR인젝터를 연결하는 공급관로;
상기 공급관로에 설치되어 상기 공급관로를 통해 공급되는 요소수용액의 공급 압력을 이용해서 상기 요소수용액 저장탱크에서 생성된 암모니아 가스(NH3)를 상기 SCR인젝터로 공급되게 하는 벤팅장치; 및
상기 요소수용액 저장탱크에 설치되어 상기 암모니아 가스(NH3)가 상기 요소수용액 저장탱크로부터 상기 벤팅장치로 배출되게 하는 벤트밸브;
를 포함하는 배기정화장치.A diesel oxidation catalyst (DOC) for purifying the exhaust gas, a diesel particulate filter (DPF) and a selective catalytic reduction device (SCR);
An exhaust pipe connecting the DOC, the DPF, and the SCR sequentially and forming a discharge path of the exhaust gas;
An urea aqueous solution storage tank for storing urea aqueous solution;
An SCR mixer installed in the exhaust pipe between the DPF and the SCR to mix the urea aqueous solution and the exhaust gas;
An SCR injector for injecting the urea aqueous solution into the exhaust pipe;
A pump installed in the urea aqueous solution storage tank to pump the urea aqueous solution to the SCR injector;
A supply pipe connecting the pump and the SCR injector;
A venting device installed in the supply pipe to supply ammonia gas (NH 3 ) generated in the urea aqueous solution storage tank to the SCR injector using a supply pressure of the urea aqueous solution supplied through the supply pipe; And
A vent valve installed in the urea aqueous solution storage tank to discharge the ammonia gas (NH 3 ) from the urea aqueous solution storage tank to the venting device;
And an exhaust purifier. 제19항에 있어서,
상기 벤팅장치는
상기 필터와 상기 공급관로를 통해 연결된 노즐;
상기 SCR인젝터와 상기 공급관로를 통해 연결된 혼합통로;
상기 벤트밸브와 벤팅라인을 통해 연결된 저압유체 유입통로를 구비한 제트펌프;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기정화장치.20. The method of claim 19,
The venting device
A nozzle connected through the filter and the supply line;
A mixing passage connected to the SCR injector through the supply pipe;
A jet pump having a low-pressure fluid inflow passage connected to the vent valve through a venting line;
And an exhaust gas purifying device for purifying exhaust gas. 제19항에 있어서,
상기 벤팅라인에는 상기 요소수용액의 역류하는 것을 방지하기 위해 일방향 체크밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 배기정화장치.20. The method of claim 19,
Wherein the venting line is provided with a one-way check valve to prevent the urea aqueous solution from flowing backward.
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