KR20150062674A - Apparatus and Method for Urea Injection Control in Selective Catalytic Reduction System - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for urea injection control in a selective catalytic reduction (SCR) system. According to the present invention, an apparatus for urea injection control in the SCR system comprises: a distribution module pumping urea authorized as an aqueous solution from a tank in accordance with a control of a control module to be pressurized and authorized to an input module; an input module controlling an amount of inputted urea authorized to an injector in accordance with the control of the control module; and the control module controlling the input module.

Description

SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치 및 방법{Apparatus and Method for Urea Injection Control in Selective Catalytic Reduction System}Technical Field [0001] The present invention relates to an apparatus and a method for controlling urea supply in an SCR system,

본 발명은 선박 등에 설치된 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기 가스를 처리하는 SCR(Selective Catalytic Reduction System) 시스템에 관한 것으로, 특히 SCR 시스템에서 반응기로 유입되는 배기 가스에 우레아(Urea)를 투입하여서 반응기에 의해 배기 가스의 질소산화물을 제거하는 경우에, 배기 가스에 투입되는 우레아 량에 의거하여 반응기로부터 미처리되어 배출되는 질소산화물의 량을 예측하여서 해당 배출 질소산화물 량에 의거하여 투입 우레아 량을 결정하되 엔진 부하를 반영하여 결정된 투입 우레아 량을 투입함으로써, 반응기의 배기 가스 배출구에 질소산화물 량을 검출하기 위한 센서를 설치하지 않고서도 투입 우레아 량을 조절하여 질소산화물을 효율적으로 제거하도록 하는 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an SCR (Selective Catalytic Reduction System) system for processing exhaust gas discharged from a diesel engine installed in a ship or the like. In particular, in an SCR system, a Urea is introduced into an exhaust gas flowing into a reactor, In the case of removing the nitrogen oxide of the gas, the amount of the nitrogen oxide which is untreated and discharged from the reactor on the basis of the amount of urea injected into the exhaust gas is predicted, and the amount of the injected urea is determined on the basis of the amount of discharged nitrogen oxide, The urea supply control device of the SCR system for efficiently removing the nitrogen oxide by adjusting the amount of the input urea without installing a sensor for detecting the amount of nitrogen oxide in the exhaust gas outlet of the reactor, And methods.

일반적으로 선박에 사용되는 디젤 엔진에서 배출되는 배기가스 중 질소산화물과 황산화물은 국제연합(UN)의 산하기관인 IMO(International Maritime Organization, 국제 해사기구)로부터 배출규제를 받고 있는 대표적인 대기 오염물질들이다.Nitrogen oxides and sulfur oxides among exhaust gases emitted from diesel engines commonly used in ships are representative air pollutants subject to emission regulation from the International Maritime Organization (IMO), which is a member of the United Nations (UN).

질소산화물은 NO, NO2, NO3, N2O, N2O3, N2O4, N2O5를 통칭하지만 대부분의 질소산화물은 NO와 NO2이다. 황산화물은 석탄과 석유와 같은 연료에 포함된 황성분이 연소과정에서 산화된 것으로 주로 SO2이다.Nitrogen oxides refer to NO, NO2, NO3, N2O, N2O3, N2O4 and N2O5, but most nitrogen oxides are NO and NO2. Sulfur oxides are mainly SO2 in which sulfur components contained in fuels such as coal and petroleum are oxidized in the combustion process.

질소산화물은, 고온 영역에서 공기 중 질소와 산소가 반응하여 생성되는 Thermal NOx, 연료에서 발생되는 탄화수소가 공기 중의 질소와 반응하여 생성되는 Prompt NOx, 연료에 포함된 질소성분이 연소과정에서 산화되어 생성된 Fuel NOx로 구분된다.Nitrogen oxides are generated by the reaction of Nitrogen in the combustion process with thermal NOx generated by the reaction of nitrogen and oxygen in the air in the high temperature region, Prompt NOx generated by the reaction of hydrocarbons generated from the fuel with nitrogen in the air, Fueled NOx.

화석연료의 연소반응으로 생성된 질소산화물을 제거하기 위하여 SCR 시스템이 이용되고 있다. SCR 시스템에서는 반응기에 유입되는 배기 가스에 우레아를 무화시켜 주입함으로써, (식 1) 및 (식 2)에 나타낸 바와 같이 반응기에 구비된 촉매에 의해 배기 가스의 질소산화물을 질소와 물로 변환하여 제거한다.SCR systems have been used to remove nitrogen oxides generated by the combustion reaction of fossil fuels. In the SCR system, as shown in Equations (1) and (2), the nitrogen oxide of the exhaust gas is converted into nitrogen and water by a catalyst provided in the reactor and removed by injecting urea into the exhaust gas flowing into the reactor .

4NO + 4NH3 + O2 -> 4N2 + 6H2O (식 1)4NO + 4NH3 + O2 - > 4N2 + 6H2O (Formula 1)

6NO2 + 8NH3 -> 7N2 + 12H2O (식 2)6NO2 + 8NH3 - > 7N2 + 12H2O (Formula 2)

종래의 SCR 시스템에서는 반응기에 유입되는 배기 가스에 우레아를 주입하는 경우에, 탱크에 저장된 수용액 형태의 우레아를 우레아 공급장치에 의해 무화시켜서 주입하되 미리 설정된 일정량을 지속적으로 주입한다.In the conventional SCR system, when the urea is injected into the exhaust gas flowing into the reactor, the urea in the form of an aqueous solution stored in the tank is atomized by the urea supply device, and the predetermined amount is continuously injected.

이와 같은 우레아 공급장치는 탱크에 저장된 수용액 형태의 우레아를 무화시켜 반응기에 유입되는 배기 가스에 우레아를 지속적으로 주입함으로써 반응기로 하여금 우레아를 이용하여 해당 배기 가스의 질소산화물을 제거케 하는데, 반응기에 의해 질소산화물을 효율적으로 제거하기 위해서는 반응기로부터 미처리되어 배출되는 질소산화물 량을 파악하여 그에 대응되는 우레아 량을 배기 가스에 주입할 필요가 있다.Such a urea supply apparatus atomizes urea in the form of an aqueous solution stored in a tank and continuously injects urea into the exhaust gas flowing into the reactor, thereby causing the reactor to remove nitrogen oxides of the exhaust gas by using urea. In order to efficiently remove nitrogen oxides, it is necessary to grasp the amount of nitrogen oxides untreated and discharged from the reactor, and to inject the corresponding amount of urea into the exhaust gas.

그러나, 이와 같이 반응기로부터 배출되는 질소산화물 량을 파악하기 위해서는 반응기의 가스 배출구에 질소산화물 량을 검출하기 위한 센서를 별도로 설치하여 운용해야 하므로, SCR 시스템의 설비 비용을 증가시킴과 아울러 SCR 시스템의 유지 보수에도 불리하다는 문제점이 있다.However, in order to determine the amount of nitrogen oxides discharged from the reactor, a sensor for detecting the amount of nitrogen oxides in the gas outlet of the reactor must be separately installed and operated. Therefore, the cost of the SCR system is increased, There is a problem that it is disadvantageous to remuneration.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, SCR 시스템에서 반응기로 유입되는 배기 가스에 우레아를 투입하여서 반응기에 의해 배기 가스의 질소산화물을 제거하는 경우에, 배기 가스에 투입되는 우레아 량에 의거하여 반응기로부터 미처리되어 배출되는 질소산화물의 량을 예측하여서 해당 배출 질소산화물 량에 의거하여 투입 우레아 량을 결정하되 엔진 부하를 반영하여 결정된 투입 우레아 량을 투입함으로써, 반응기의 배기 가스 배출구에 질소산화물 량을 검출하기 위한 센서를 설치하지 않고서도 투입 우레아 량을 조절하여 질소산화물을 효율적으로 제거하도록 하는 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치 및 방법을 제공함에 목적이 있다.DISCLOSURE Technical Problem The present invention has been proposed in order to solve the conventional problems as described above. In the SCR system, when the urea is introduced into the exhaust gas flowing into the reactor and the nitrogen oxide of the exhaust gas is removed by the reactor, The amount of the injected urea is determined based on the amount of the discharged urea based on the amount of the discharged nitrogen oxide and the amount of the injected urea determined by reflecting the engine load, And an object of the present invention is to provide an apparatus and method for controlling the supply of urea in an SCR system in which nitrogen oxides are efficiently removed by adjusting the amount of charged urea even without providing a sensor for detecting the amount of nitrogen oxides at the discharge port.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치는, 탱크로부터 수용액 형태로 인가되는 우레아를 제어모듈의 제어에 따라 펌핑하여서 가압하여 투입모듈에 인가하는 배급모듈과; 상기 배급모듈로부터 가압되어서 인가되는 우레아를 압축 공기와 함께 인젝터에 인가하여 인젝터에 의해 우레아를 무화시켜서 반응기에 유입되는 배기 가스에 투입하되, 투입 우레아 량 검출신호를 제어모듈에 인가하고, 제어모듈의 제어에 따라 인젝터에 인가되는 투입 우레아 량을 조절하는 투입모듈과; 상기 배급모듈과 투입모듈을 제어하여서 반응기로 유입되는 배기 가스에 우레아를 투입시키되, 상기 투입모듈로부터 인가되는 투입 우레아 량 검출신호에 의거하여 투입 우레아 량을 파악하고, 해당 투입 우레아 량에 의거하여 반응기로부터 배출되는 질소산화물 량을 예측하고, 해당 예측된 질소산화물 량에 의거하여 투입할 우레아 량을 결정하되 엔진 부하를 반영하여 결정하여서, 해당 결정된 우레아 량으로 조절하여 투입하도록 상기 투입모듈을 제어하는 제어모듈을 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, there is provided an apparatus for regulating the supply of urea in an SCR system, comprising: a distribution module for pumping and pressurizing urea applied in the form of an aqueous solution from a tank under the control of a control module, The urea supplied from the distribution module is applied to the injector together with the compressed air to atomize the urea by the injector and to inject the urea into the exhaust gas flowing into the reactor, An injection module for controlling the amount of injected urea applied to the injector according to the control; And controlling the distribution module and the input module so as to inject urea into the exhaust gas flowing into the reactor. The amount of the charged urea is detected on the basis of the input urea amount detection signal applied from the input module, The amount of nitrogen oxides discharged from the engine is determined based on the estimated amount of nitrogen oxides, the amount of urea to be injected is determined in accordance with the engine load, Module.

본 발명에 따른 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치에 의하면, 상기 배급모듈은, 상기 제어모듈의 제어에 따라 탱크로부터 인가되는 우레아를 펌핑하여 가압하여서 상기 투입모듈에 인가하기 위한 펌프와; 상기 펌프를 경유하는 우레아 공급 계통을 수동으로 개폐하는 복수의 밸브를 포함하여 이루어진다.According to the urea supply control device of the SCR system according to the present invention, the distribution module includes: a pump for pumping and pressurizing the urea applied from the tank according to the control of the control module to apply to the injection module; And a plurality of valves for manually opening and closing the urea supply system via the pump.

그리고, 본 발명에 따른 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치에 의하면, 상기 투입모듈은, 상기 제어모듈의 제어에 따라 상기 배급모듈로부터 인젝터에 인가되는 우레아 량을 조절하는 제어밸브와; 상기 제어밸브로부터 인젝터에 인가되는 투입 우레아 량을 검출하여 투입 우레아 량 검출신호를 상기 제어모듈에 인가하는 플로우 메터와; 상기 제어밸브와 플로우 메터를 경유하는 우레아 공급 계통을 수동으로 개폐하는 복수의 밸브와; 인젝터에 인가되는 압축 공기의 공급 계통을 수동으로 개폐하는 복수의 밸브를 포함하여 이루어진다.According to the urea supply control device of the SCR system according to the present invention, the charging module includes a control valve for controlling an amount of urea applied to the injector from the distribution module under the control of the control module; A flow meter for detecting an amount of the input urea applied to the injector from the control valve and for applying an input urea amount detection signal to the control module; A plurality of valves for manually opening and closing the urea supply system via the control valve and the flow meter; And a plurality of valves for manually opening and closing the supply system of compressed air applied to the injector.

또한, 본 발명에 따른 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치에 의하면, 상기 제어모듈은, 상기 배급모듈과 투입모듈을 제어하여 우레아 공급을 진행하되, 우레아 공급 조절 프로그램에 의거하여 우레아 공급 조절을 위한 제반 제어 처리를 수행하는 마이컴과; 상기 우레아 공급 조절 프로그램을 저장하여 상기 마이컴에 제공하고, 마이컴의 제어에 따라 우레아 공급 조절에 필요한 제반 데이터를 저장하는 메모리와; 상기 마이컴의 제어에 따라 우레아 공급 조절 처리시에 생성되는 제반 데이터를 표시하는 표시부와; 수동 조작에 의해 우레아 공급 조절을 위한 제반 데이터 및 명령을 상기 마이컴에 입력하는 조작부와; 상기 마이컴으로부터 인가되는 제어신호를 상기 배급모듈에서 사용 가능하게 정합 처리하는 제1 정합부와; 상기 마이컴으로부터 인가되는 제어신호를 상기 투입모듈에서 사용 가능하게 정합 처리하는 제2 정합부와; 상기 투입모듈로부터 인가되는 투입 우레아 량 검출신호를 마이컴에서 처리 가능하게 정합 처리하는 제3 정합부와; 엔진으로부터 인가되는 엔진 부하 신호를 마이컴에서 처리 가능하게 정합 처리하는 제4 정합부를 포함하여 이루어진다.According to another aspect of the present invention, there is provided an urea supply control apparatus for an urea supply control system, wherein the control module controls the supply module and the supply module to supply urea, A microcomputer for performing a process; A memory for storing the urea supply control program and providing the microcontroller with the urea supply control program according to the control of the microcomputer; A display unit for displaying various data generated in the urea supply adjusting process under the control of the microcomputer; An operation unit for inputting various data and commands for controlling the urea supply by manual operation to the microcomputer; A first matching unit for matching a control signal applied from the microcomputer so as to be usable in the distribution module; A second matching unit for matching a control signal applied from the microcomputer so as to be usable in the input module; A third matching unit for matching the input urea amount detection signal applied from the input module so that the input urea amount detection signal can be processed by the microcomputer; And a fourth matching section for matching the engine load signal applied from the engine so as to be processable by the microcomputer.

아울러, 본 발명에 따른 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치에 의하면, 상기 마이컴은 투입모듈로부터 제3 정합부를 통해 인가되는 검출신호에 의거하여 투입 우레아 량을 파악하고, 해당 투입 우레아 량에 의거하여 반응기로부터 배출되는 질소산화물 량을 예측하고, 해당 예측된 질소산화물 량에 의거하여 투입할 우레아 량을 결정하되 제4 정합부를 통해 인가되는 엔진 부하 신호에 따른 엔진 부하를 반영하여 투입할 우레아 량을 결정한다.In addition, according to the present invention, the microcomputer calculates the amount of the applied urea based on the detection signal applied through the third matching unit from the input module, The amount of urea to be injected is determined based on the predicted amount of nitrogen oxides and the amount of urea to be injected is determined in accordance with the engine load according to the engine load signal applied through the fourth matching portion.

그리고, 본 발명에 따른 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치에 의하면, 상기 마이컴은 제2 정합부를 통해 투입모듈에 제어신호를 출력하여 투입모듈의 제어밸브를 제어하여 상기 결정된 투입 우레아 량을 배기 가스에 투입하되, 투입모듈의 플로우 메터로부터 제3 정합부를 통해 인가되는 투입 우레아 량 검출신호에 의거하여 인젝터로의 투입 우레아 량을 확인하면서 상기 결정된 우레아 량을 투입하도록 투입모듈의 제어밸브를 제어한다.According to the urea supply control device of the SCR system according to the present invention, the microcomputer outputs a control signal to the input module through the second matching part to control the control valve of the input module to inject the determined amount of the input urea into the exhaust gas And controls the control valve of the closing module so as to input the determined urea amount while confirming the amount of the urea supplied to the injector based on the input urea amount detecting signal applied through the third matching part from the flow meter of the closing module.

한편, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 방법은, 제어모듈은 투입모듈의 플로우 메터로부터 인가되는 투입 우레아 량 검출신호에 의거하여 투입 우레아 량을 파악하는 단계와; 제어모듈이 파악된 투입 우레아 량에 의거하여 반응기로부터 배출되는 질소산화물 량을 예측하는 단계와; 제어모듈이 예측된 질소산화물 량에 의거하여 투입할 우레아 량을 결정하되 엔진 부하 신호에 따른 엔진 부하를 반영하여 투입할 우레아 량을 결정하는 단계와; 제어모듈이 투입모듈의 제어밸브를 제어하여 상기 결정된 우레아 량을 배기 가스에 투입하는 단계를 포함하여 이루어진다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling the supply of urea in an SCR system, the method comprising the steps of: determining an amount of urea supplied to the control module based on an input urea amount detection signal applied from a flow meter of the input module; Wow; Predicting the amount of nitrogen oxides discharged from the reactor based on the amount of injected urea detected by the control module; Determining a quantity of urea to be injected based on the predicted amount of nitrogen oxides, and determining an amount of urea to be injected in accordance with an engine load according to an engine load signal; And the control module controls the control valve of the charging module to inject the determined amount of urea into the exhaust gas.

또한, 본 발명에 따른 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 방법에 의하면, 상기 제어모듈은 투입모듈의 플로우 메터로부터 인가되는 투입 우레아 량 검출신호에 의거하여 인젝터로의 투입 우레아 량을 확인하면서 상기 결정된 우레아 량을 투입하도록 투입모듈의 제어밸브를 제어하는 단계를 더 포함한다.According to the method of controlling the supply of urea in the SCR system according to the present invention, the control module controls the amount of urea supplied to the injector while confirming the amount of the urea supplied to the injector based on the input urea amount detection signal applied from the flow meter of the injection module And controlling the control valve of the charging module to charge the charging module.

본 발명에 의하면, SCR 시스템에서 반응기로 유입되는 배기 가스에 우레아를 투입하여서 반응기에 의해 배기 가스의 질소산화물을 제거하는 경우에, 배기 가스에 투입되는 우레아 량에 의거하여 반응기로부터 미처리되어 배출되는 질소산화물의 량을 예측하여서 해당 배출 질소산화물 량에 의거하여 투입 우레아 량을 결정하되 엔진 부하를 반영하여 결정된 투입 우레아 량을 투입함으로써, 반응기의 배기 가스 배출구에 질소산화물 량을 검출하기 위한 센서를 설치하지 않고서도 투입 우레아 량을 조절하여 질소산화물을 효율적으로 제거하므로, SCR 시스템의 설비 비용을 감소시킴과 아울러 SCR 시스템의 유지 보수에도 매우 유리하다.According to the present invention, when the urea is introduced into the exhaust gas flowing into the reactor in the SCR system and the nitrogen oxide of the exhaust gas is removed by the reactor, the amount of nitrogen released from the reactor A sensor for detecting the amount of nitrogen oxides in the exhaust gas outlet of the reactor is provided by predicting the amount of oxide and determining the amount of charged urea based on the amount of discharged nitrogen oxide, It is possible to efficiently remove nitrogen oxides by controlling the amount of injected urea without reducing the equipment cost of the SCR system, and is also very advantageous in maintenance of the SCR system.

도 1은 본 발명에 따른 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치를 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 적용된 배급모듈을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 적용된 투입모듈을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용된 제어모듈을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 과정을 예시한 도면이다.
1 is a diagram illustrating an apparatus for controlling urea supply in an SCR system according to the present invention.
2 is a diagram illustrating a distribution module applied to the present invention.
3 is a diagram illustrating an input module applied to the present invention.
4 is a diagram illustrating a control module applied to the present invention.
5 is a diagram illustrating a process of controlling urea supply in an SCR system according to the present invention.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 하나의 실시예로서 설명하는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is to be understood that the present invention is not limited to the technical spirit and essential structure and operation of the present invention.

본 발명은 CR 시스템에서 반응기로 유입되는 배기 가스에 우레아를 투입하여서 반응기에 의해 배기 가스의 질소산화물을 제거하는 경우에, 배기 가스에 투입되는 우레아 량에 의거하여 반응기로부터 미처리되어 배출되는 질소산화물의 량을 예측하여서 해당 배출 질소산화물 량에 의거하여 투입 우레아 량을 결정하되 엔진 부하를 반영하여 결정된 투입 우레아 량을 투입함으로써, 반응기의 배기 가스 배출구에 질소산화물 량을 검출하기 위한 센서를 설치하지 않고서도 투입 우레아 량을 조절하여 질소산화물을 효율적으로 제거하도록 구현된다.The present invention relates to a process for removing nitrogen oxides of exhaust gas from a reactor by introducing urea into an exhaust gas flowing into a reactor in a CR system, The amount of the injected urea is determined based on the amount of the discharged urea based on the amount of the discharged nitrogen oxide, and the amount of the injected urea determined by reflecting the engine load is supplied, without installing a sensor for detecting the amount of nitrogen oxide in the exhaust gas outlet of the reactor And the amount of injected urea is adjusted to efficiently remove nitrogen oxides.

이와 같이 구현하기 위한 본 발명에 따른 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치는, 도 1에 예시한 바와 같이, 탱크(110), 배급모듈(120), 투입모듈(130), 인젝터(135) 및 제어모듈(140)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, the urea supply control device of the SCR system according to the present invention includes a tank 110, a distribution module 120, an input module 130, an injector 135, (140).

탱크(110)는 수용액 형태의 우레아를 저장하고, 해당 우레아를 배급모듈(120) 측으로 인가한다. 배급모듈(120)은 탱크(110)로부터 인가되는 우레아를 펌핑하여서 가압하여 투입모듈(130)에 인가한다.The tank 110 stores urea in the form of an aqueous solution and applies the urea to the distribution module 120 side. The distribution module 120 pumps and applies the urea applied from the tank 110 to the charging module 130.

그리고, 투입모듈(130)은 배급모듈(120)로부터 가압되어서 인가되는 우레아를 압축 공기와 함께 인젝터(135)에 인가함으로써, 우레아를 인젝터(135)에 의해 무화시켜서 반응기(200)에 유입되는 배기 가스에 투입한다.The injection module 130 atomizes the urea by the injector 135 by applying the urea which is pressurized and applied from the distribution module 120 together with the compressed air to the injector 135, Gas.

이와 같이 디젤 엔진으로부터 반응기(200)에 유입되는 배기 가스에 우레아를 투입함으로써, 반응기(200)에 구비된 촉매에 의해 배기 가스의 질소산화물을 질소와 물로 변환하여 제거한다(촉매에 의해 배기 가스의 질소산화물을 질소와 물로 변환하여 제거하는 처리는 공지되어 있는 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략함).By injecting urea into the exhaust gas flowing into the reactor 200 from the diesel engine, the nitrogen oxide of the exhaust gas is converted into nitrogen and water by the catalyst provided in the reactor 200 and is removed The process of converting nitrogen oxides into nitrogen and water to remove them is well known and a detailed description thereof will be omitted).

배급모듈(120)은 투입모듈(130)로 공급되는 우레아를 펌핑하여 가압하기 위한 펌프를 구비하고, 제어모듈(140)의 제어에 따라 펌프를 구동하여 우레아를 가압하여 투입모듈(130)에 인가한다.The rationing module 120 includes a pump for pumping and pressurizing the urea supplied to the input module 130. The rationing module 120 drives the pump under the control of the control module 140 to pressurize the urea and apply do.

투입모듈(130)은 인젝터(135)를 통해 배기 가스에 우레아를 투입하는 경우에 인젝터(135)에 투입되는 우레아 량을 검출하여 투입 우레아 량 검출신호를 제어모듈(140)에 전송하고, 제어모듈(140)의 제어에 따라 인젝터(135)에 투입되는 우레아 량을 조절한다.The injection module 130 detects the amount of urea injected into the injector 135 when the urea is injected into the exhaust gas through the injector 135 and transmits the input urea amount detection signal to the control module 140, And controls the amount of urea injected into the injector 135 under the control of the controller 140.

제어모듈(140)은 배급모듈(120)과 투입모듈(130)을 제어하여서 반응기(200)로 유입되는 배기 가스에 우레아를 투입시키되, 투입모듈(130)로부터 인가되는 투입 우레아 량 검출신호에 의거하여 투입 우레아 량을 파악하고, 해당 투입 우레아 량에 의거하여 반응기(200)로부터 배출되는 질소산화물 량을 예측하고, 해당 질소산화물 량에 의거하여 투입할 우레아 량을 결정하여서, 해당 결정된 우레아 량을 투입하도록 투입모듈(130)을 제어한다. 그리고, 제어모듈(140)은 투입할 우레아 량을 결정하는 경우에 엔진으로부터 인가되는 엔진 부하 신호에 따른 엔진 부하를 반영하여 투입할 우레아 량을 결정한다.The control module 140 controls the distribution module 120 and the input module 130 to apply the urea to the exhaust gas flowing into the reactor 200. The control module 140 controls the flow rate of the urea based on the input urea amount detection signal And the amount of urea to be injected is determined based on the amount of nitrogen oxides discharged from the reactor 200 based on the amount of injected urea, The input module 130 is controlled. The control module 140 determines the amount of urea to be injected in accordance with the engine load according to the engine load signal applied from the engine in determining the amount of urea to be introduced.

아울러, 투입모듈(130)은 배급모듈(120)로부터 인가되는 우레아를 압축 공기와 함께 인젝터(135)에 인가하여 인젝터(135)에 의해 우레아를 무화시켜서 반응기(200)에 유입되는 배기 가스에 투입하되, 제어모듈(140)의 제어에 따라 우레아 량을 조절하여 투입한다.The injection module 130 applies the urea supplied from the distribution module 120 to the injector 135 together with the compressed air to atomize the urea by the injector 135 and inject it into the exhaust gas flowing into the reactor 200 The control module 140 controls the amount of urea to be supplied.

한편, 배급모듈(120)은, 도 2에 예시한 바와 같이, 복수의 밸브(V11, V12)와 펌프(P)를 구비하여 이루어진다. 펌프(P)는 제어모듈(140)로부터 인가되는 제어신호1에 따라 구동되어 탱크(110)로부터 밸브(V11)를 통해 유입되는 수용액 형태의 우레아를 가압하여 밸브(V12)를 통해 투입모듈(130)에 인가한다. 그리고, 밸브(V11, V12)는 수동 조작되어서 우레아 공급 배관을 개폐하는데, 밸브(V11)는 탱크(110)로부터 인가되는 우레아 유입 경로를 수동으로 개폐하고, 밸브(V12)는 밸브(V11) 및 펌프(P)를 경유하여 인가되는 우레아 유입 경로를 수동으로 개폐한다. 이와 같은 밸브(V11, V12)는 우레아 공급 계통에 대한 유지 보수 작업을 진행하는 경우에 유용하게 사용될 수 있다.The distribution module 120 includes a plurality of valves V11 and V12 and a pump P as shown in FIG. The pump P is driven in accordance with the control signal 1 applied from the control module 140 to pressurize the urea in the form of an aqueous solution flowing from the tank 110 through the valve V11 and supply the urea in the form of aqueous solution through the valve V12 . The valves V11 and V12 are manually operated to open and close the urea supply piping. The valve V11 manually opens and closes the urea inflow path from the tank 110 and the valve V12 opens and closes the valves V11 and V11. The urea inlet path applied via the pump P is manually opened and closed. The valves V11 and V12 may be useful for maintenance work on the urea supply system.

또한, 투입모듈(130)은, 도 3에 예시한 바와 같이, 복수의 밸브(V21~V25), 제어밸브(CV) 및 플로우 메터(FM; Flowmeter)를 구비하여 이루어진다. 제어밸브(CV)는 제어모듈(140)로부터 인가되는 제어신호2에 따라 우레아 량을 조절하여 인젝터(135)에 인가함으로써, 제어모듈(140)의 제어에 따라 배기 가스에 무화시켜 투입되는 우레아 량을 조절한다. 그리고, 플로우 메터(FM)는 인젝터(135)에 투입되는 우레아 량을 검출하여 해당 검출신호를 제어모듈(140)에 인가하여 투입 우레아 량을 제어모듈(140)에 알려줌으로써, 제어모듈(140)로 하여금 해당 투입 우레아 량에 의거하여 반응기(200)로부터 배출되는 질소산화물 량을 예측하고, 해당 질소산화물 량에 의거하여 투입할 우레아 량을 결정하되 엔진 부하 신호에 따른 엔진 부하를 반영하여 투입할 우레아 량을 결정하여서, 해당 결정된 우레아 량을 투입하도록 제어밸브(CV)를 제어케 한다.The input module 130 includes a plurality of valves V21 to V25, a control valve CV, and a flow meter (FM) as illustrated in FIG. The control valve CV regulates the amount of urea in accordance with the control signal 2 applied from the control module 140 and applies the urea amount to the injector 135 to control the amount of urea introduced into the exhaust gas in accordance with the control of the control module 140 . The flow meter FM detects the amount of urea injected into the injector 135 and applies a corresponding detection signal to the control module 140 to notify the control module 140 of the amount of the urea supplied to the control module 140, To predict the amount of nitrogen oxides discharged from the reactor 200 on the basis of the input urea amount and to determine the amount of urea to be supplied based on the amount of nitrogen oxides, And the control valve CV is controlled so as to inject the determined amount of urea.

또한, 밸브(V21~V23)는 수동 조작되어서 우레아 공급 계통을 개폐하는데, 밸브(V21)는 배급모듈(120)로부터 인가되는 우레아 유입 경로를 수동으로 개폐하고, 밸브(V22)는 밸브(V21) 및 제어밸브(CV)를 경유하여 인가되는 우레아 유입 경로를 수동으로 개폐하고, 밸브(V23)는 플로우 메터(FM)를 경유하여 인가되는 우레아 유입 경로를 수동으로 개폐한다. 아울러, 밸브(V24, V25)는 수동 조작되어서 압축 공기 공급 계통을 개폐하는데, 밸브(V24)는 압축 공기의 유입 경로를 수동으로 개폐하고, 밸브(V25)는 밸브(V24)를 경유하여 인젝터(135) 측으로 인가되는 압축 공기의 유입 경로를 수동으로 개폐한다. 이와 같은 밸브(V21~V25)는 우레아 공급 계통 및 압축 공기 공급 계통에 대한 유지 보수 작업을 진행하는 경우에 유용하게 사용될 수 있다. 밸브(V24, V25)를 경유하여 유입되는 압축 공기는 밸브(V21), 제어밸브(CV), 밸브(V22), 플로우 메터(FM) 및 밸브(V23)를 경유하여 송출되는 수용액 형태의 우레아와 함께 인젝터(135)에 인가됨으로써 우레아를 무화시켜 배기 가스에 투입케 한다.The valves V21 to V23 are manually operated to open and close the urea supply system. The valve V21 manually opens and closes the urea inflow path applied from the distribution module 120, and the valve V22 opens and closes the valve V21. And the control valve CV, and the valve V23 manually opens and closes the urea inflow path via the flow meter FM. In addition, the valves V24 and V25 are manually operated to open and close the compressed air supply system. The valve V24 manually opens and closes the inflow path of the compressed air, and the valve V25 is connected to the injector 135 are manually opened and closed. Such valves V21 to V25 can be usefully used in maintenance work for the urea supply system and the compressed air supply system. The compressed air flowing in via the valves V24 and V25 is supplied to the valve V21 via the valve V21, the control valve CV, the valve V22, the flow meter FM and the valve V23, And injected into the injector 135 to atomize the urea and inject it into the exhaust gas.

제어모듈(140)은 배급모듈(120)의 펌프(P)를 구동하여 우레아를 가압하여서 투입모듈(130)에 인가하여 투입모듈(130)로 하여금 인젝터(135)를 통해 우레아를 무화시켜 배기 가스에 투입하는 중에, 투입모듈(130)의 플로우 메터(FM)로부터 인가되는 투입 우레아 량 검출신호에 의거하여 인젝터(130)를 통해 투입되는 우레아 량을 파악하고, 해당 투입 우레아 량에 의거하여 반응기(200)로부터 배출되는 질소산화물 량을 예측하고, 해당 질소산화물 량에 의거하여 투입할 우레아 량을 결정하되, 엔진 부하 신호에 따른 엔진 부하를 반영하여 투입할 우레아 량을 결정한다. 그리고, 제어모듈(140)은 플로우 메터(FM)를 통해 인젝터(135)로의 투입 우레아 량을 확인하면서 해당 결정된 우레아 량을 투입하도록 투입모듈(130)의 제어밸브(CV)를 제어함으로써, 해당 제어밸브(CV)에 의해 인젝터(135)에 송출되는 우레아 량을 조절하여 반응기(200)에 유입되는 배기 가스에 투입되는 우레아 량을 조절한다. 이에, 반응기(200)는 질소산화물 량에 대응하는 우레아 량을 공급받아서 배기 가스의 질소산화물을 효율적으로 제거하게 된다.The control module 140 drives the pump P of the distribution module 120 to press the urea and apply the urea to the charging module 130 so that the charging module 130 atomizes the urea through the injector 135, The amount of urea injected through the injector 130 is determined on the basis of the input urea amount detection signal supplied from the flow meter FM of the input module 130 and the amount of urea introduced into the reactor 200, and determines the amount of urea to be injected based on the amount of nitrogen oxides, while determining the amount of urea to be injected in accordance with the engine load according to the engine load signal. The control module 140 controls the control valve CV of the input module 130 so as to input the determined urea amount while confirming the amount of the urea injected into the injector 135 through the flowmeter FM, The amount of urea fed to the injector 135 by the valve CV is adjusted to control the amount of urea injected into the exhaust gas flowing into the reactor 200. Accordingly, the reactor 200 receives the amount of urea corresponding to the amount of nitrogen oxides, and efficiently removes the nitrogen oxides of the exhaust gas.

즉, 제어모듈(140)은 반응기(200)에 유입되는 배기 가스에 우레아를 투입하여 반응기(200)에 의해 배기 가스의 질소산화물을 제거하는 처리를 진행하는 중에, 투입모듈(130)의 플로우 메터(FM)를 통해 파악한 투입 우레아 량에 의거하여 반응기(200)로부터 배출되는 질소산화물 량을 예측하고, 해당 질소산화물 량에 의거하여 투입 우레아 량을 결정하되 엔진 부하를 반영하여 투입 우레아 량을 결정하고, 투입모듈(130)의 제어밸브(CV)를 제어하여 해당 결정된 우레아 량을 배기 가스에 투입함으로써, 반응기(200)로 하여금 질소산화물 량에 대응하는 우레아 량을 공급받아서 배기 가스의 질소산화물을 효율적으로 제거케 한다.That is, while the urea is injected into the exhaust gas flowing into the reactor 200 and the reactor 200 removes the nitrogen oxide of the exhaust gas, the control module 140 controls the flow meter The amount of nitrogen oxide discharged from the reactor 200 is predicted on the basis of the amount of input urea obtained through the FM (FM), the amount of charged urea is determined based on the amount of nitrogen oxide, and the amount of charged urea is determined by reflecting the engine load , The control valve CV of the input module 130 is controlled and the determined amount of urea is supplied to the exhaust gas so that the reactor 200 is supplied with the urea amount corresponding to the amount of nitrogen oxide to efficiently reduce the nitrogen oxide of the exhaust gas .

한편, 제어모듈(140)은, 도 4에 예시한 바와 같이, 마이컴(141), 메모리(142), 표시부(143), 조작부(144) 및 정합부(145~148)를 구비하여 이루어진다. 마이컴(141)은 배급모듈(120)과 투입모듈(130)을 제어하여 우레아 공급을 진행하되, 우레아 공급 조절 프로그램에 의거하여 우레아 공급 조절을 위한 제반 제어 처리를 수행한다. 4, the control module 140 includes a microcomputer 141, a memory 142, a display section 143, an operation section 144, and matching sections 145-148. The microcomputer 141 controls the distribution module 120 and the input module 130 to proceed with the urea supply and performs all control processes for the urea supply control based on the urea supply control program.

메모리(142)는 투입 우레아 량으로부터 반응기(200)의 배출 질소산화물 량을 예측하고 해당 질소산화물 량에 의거하여 투입 우레아 량을 결정하되 엔진 부하를 반영하여 투입 우레아 량을 결정하여서 우레아 공급 조절을 하기 위한 우레아 공급 조절 프로그램을 저장하고 해당 우레아 공급 조절 프로그램을 마이컴(141)에 제공함으로써, 마이컴(141)으로 하여금 우레아 공급 조절을 위한 제반 제어처리를 수행케 한다. 또한, 메모리(142)는 마이컴(141)의 제어에 따라 우레아 공급 조절에 필요한 제반 데이터를 저장하고 해당 데이터를 마이컴(141)에 제공한다.The memory 142 estimates the amount of discharged urea from the amount of injected urea based on the amount of injected urea, and determines the amount of injected urea based on the amount of injected urea, And supplies the urea supply control program to the microcomputer 141, thereby causing the microcomputer 141 to perform all control processes for controlling the urea supply. The memory 142 stores various data necessary for the urea supply control under the control of the microcomputer 141 and provides the microcomputer 141 with the data.

표시부(143)는 마이컴(141)의 제어에 따라 우레아 공급 조절 처리시에 생성되는 제반 데이터를 시각적으로 확인 가능하도록 표시한다.Under the control of the microcomputer 141, the display unit 143 displays all data generated during the urea supply adjustment processing so that the data can be visually confirmed.

그리고, 조작부(144)는 작업자의 수동 조작에 의해 우레아 공급 조절을 위한 제반 데이터 및 명령을 마이컴(141)에 입력한다.Then, the operation unit 144 inputs various data and commands for controlling the urea supply to the microcomputer 141 by manual operation of the operator.

아울러, 정합부(145)는 마이컴(141)으로부터 인가되는 제어신호1를 배급모듈(120)의 펌프(P)에서 사용 가능하게 정합 처리하여 배급모듈(120)에 인가하고, 정합부(146)는 마이컴(141)으로부터 인가되는 제어신호2를 투입모듈(130)의 제어밸브(CV)에서 사용 가능하게 정합 처리하여 투입모듈(130)에 인가하며, 정합부(147)는 투입모듈(130)의 플로우 메터(FM)로부터 인가되는 투입 우레아 량을 검출한 투입 우레아 량 검출 신호를 마이컴(141)에서 처리 가능하게 정합 처리하여 마이컴(141)에 인가한다. 또한, 정합부(148)는 엔진으로부터 인가되는 엔진 부하 신호를 마이컴(141)에서 처리 가능하게 정합 처리하여 마이컴(141)에 인가한다.The matching unit 145 applies the control signal 1 applied from the microcomputer 141 to the distribution module 120 so that the control signal 1 usable in the pump P of the distribution module 120 is usable, The matching module 147 applies the control signal 2 applied from the microcomputer 141 to the control module CV of the input module 130 so as to be usable and applies the control signal 2 to the input module 130, The input urea amount detection signal that detects the amount of input urea applied from the flow meter FM of the microcomputer 141 is subjected to matching processing so as to be processable by the microcomputer 141 and is applied to the microcomputer 141. [ In addition, the matching section 148 performs matching processing so that the engine load signal applied from the engine can be processed by the microcomputer 141, and applies the processed signal to the microcomputer 141.

마이컴(141)은 조작부(144)를 통해 입력되는 명령에 따라 정합부(145)를 통해 제어신호1을 출력하여 배급모듈(120)의 펌프(P)를 구동하여서 투입모듈(130)에 우레아를 가압하여 인가함과 아울러 정합부(146)를 통해 제어신호2를 출력하여 투입모듈(130)의 제어밸브(CV)를 제어하여서 투입모듈(130)로 하여금 인젝터(135)를 통해 우레아를 무화시켜 배기가스에 투입케 함으로써, 반응기(200)에서 해당 우레아를 이용하여 질소산화물을 제거하는 처리를 진행케 한다.The microcomputer 141 outputs the control signal 1 through the matching unit 145 to drive the pump P of the distribution module 120 in accordance with the instruction inputted through the operation unit 144 so that the urea And outputs control signal 2 through matching unit 146 to control control valve CV of input module 130 so that input module 130 atomizes urea through injector 135 By injecting the exhaust gas into the exhaust gas, the reactor 200 proceeds to remove the nitrogen oxide by using the urea.

이와 같이 반응기(200)에 의해 배기가스의 질소산화물을 제거하는 처리를 진행하는 중에, 마이컴(141)은 플로우 메터(FM)로부터 정합부(147)를 통해 인가되는 검출신호에 의거하여 투입모듈(130)로부터 인젝터(135)에 투입되는 우레아 량을 파악하고, 해당 투입 우레아 량에 의거하여 반응기(200)로부터 배출되는 질소산화물 량을 예측하고, 해당 질소산화물 량에 의거하여 투입 우레아 량을 결정하되 정합부(148)를 통해 입력되는 엔진 부하 신호에 따른 엔진 부하를 반영하여 투입 우레아 량을 결정한다.During the process of removing the nitrogen oxide of the exhaust gas by the reactor 200 as described above, the microcomputer 141 controls the microcomputer 141 based on the detection signal applied from the flow meter FM through the matching unit 147, 130 to determine the amount of urea to be injected into the injector 135 and predict the amount of nitrogen oxides discharged from the reactor 200 based on the amount of supplied urea and determine the amount of urea to be injected based on the amount of nitrogen oxides The amount of injected urea is determined by reflecting the engine load according to the engine load signal input through the matching portion 148. [

그리고, 마이컴(141)은 정합부(146)를 통해 투입모듈(130)에 제어신호2를 출력하여 투입모듈(130)의 제어밸브(CV)을 제어하여 해당 결정된 우레아 량을 배기 가스에 투입하되, 플로우 메터(FM)로부터 정합부(147)를 통해 인가되는 투입 우레아 량 검출신호에 의거하여 인젝터(135)로의 투입 우레아 량을 확인하면서 해당 결정된 우레아 량을 투입하도록 투입모듈(130)의 제어밸브(CV)를 제어함으로써, 투입모듈(130)로 하여금 인젝터(135)에 송출되는 우레아 량을 조절하여 반응기(200)에 유입되는 배기 가스에 투입되는 우레아 량을 조절케 한다. 이에, 반응기(200)는 질소산화물 량에 대응하는 우레아 량을 공급받아서 배기 가스의 질소산화물을 효율적으로 제거하게 된다. The microcomputer 141 outputs the control signal 2 to the input module 130 through the matching unit 146 and controls the control valve CV of the input module 130 to input the determined amount of urea into the exhaust gas The control unit 150 controls the flow rate of the urea supplied from the flow meter FM to the injector 135 based on the input urea amount detection signal applied through the matching unit 147, The injection module 130 adjusts the amount of urea fed to the injector 135 to control the amount of urea injected into the exhaust gas flowing into the reactor 200 by controlling the CV. Accordingly, the reactor 200 receives the amount of urea corresponding to the amount of nitrogen oxides, and efficiently removes the nitrogen oxides of the exhaust gas.

상술한 바와 같은 기능을 구비하는 본 발명에 따른 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치는 선박의 디젤 엔진으로부터 반응기(200)에 유입되는 배기 가스에 무화시켜 투입되는 우레아 량을 조절하는 처리를 수행하는 경우에 도 5에 도시된 바와 같이 수행한다.The urea supply control device of the SCR system according to the present invention having the functions as described above is capable of controlling the amount of urea injected into the exhaust gas flowing into the reactor 200 from the diesel engine of the ship As shown in FIG.

먼저, 제어모듈(140)의 마이컴(141)은 조작부(144)를 통해 구동 명령을 입력받고서, 해당 구동 명령에 따라 정합부(145)를 통해 제어신호1을 출력하여 배급모듈(120)의 펌프(P)를 구동하여 투입모듈(130)에 우레아를 가압하여 인가함과 아울러 정합부(146)를 통해 제어신호2를 출력하여 투입모듈(130)의 제어밸브(CV)를 제어하여서 투입모듈(130)로 하여금 인젝터(135)를 통해 우레아를 무화시켜 배기가스에 투입케 함으로써(S100), 반응기(200)에서 해당 우레아를 이용하여 질소산화물을 제거하는 처리를 진행케 한다.First, the microcomputer 141 of the control module 140 receives the drive command through the operation unit 144, and outputs the control signal 1 through the matching unit 145 according to the drive command, The controller 100 controls the control valve CV of the input module 130 to output the control signal 2 through the matching unit 146 while applying the urea to the input module 130 by driving the input module P, 130 to inject the urea into the exhaust gas through the injector 135 (S100), and the reactor 200 proceeds the process of removing the nitrogen oxide by using the urea.

이와 같이 배기가스에 우레아를 무화시켜 투입하는 중에, 제어모듈(140)의 마이컴(141)은 투입모듈(130)의 플로우 메터(FM)로부터 정합부(147)를 통해 인가되는 검출신호에 의거하여 투입모듈(130)로부터 인젝터(135)에 투입되는 우레아 량을 파악하고(S200), 해당 투입 우레아 량에 의거하여 반응기(200)로부터 배출되는 질소산화물 량을 예측한다(S300).The microcomputer 141 of the control module 140 receives the detection signal from the flow meter FM of the input module 130 through the matching section 147 while injecting the urea into the exhaust gas as described above The amount of urea to be injected into the injector 135 from the injection module 130 is checked in step S200 and the amount of nitrogen oxide discharged from the reactor 200 on the basis of the amount of injected urea is estimated in step S300.

그리고, 제어모듈(140)의 마이컴(141)은 해당 예측된 질소산화물 량에 의거하여 투입 우레아 량을 결정하되 엔진으로부터 정합부(148)를 통해 인가되는 엔진 부하 신호에 따른 엔진 부하를 반영하여 투입 우레아 량을 결정한다(S400).The microcomputer 141 of the control module 140 determines the amount of injected urea based on the predicted amount of nitrogen oxides, and reflects the engine load according to the engine load signal applied through the matching portion 148 from the engine, The urea amount is determined (S400).

그리고, 마이컴(141)은 정합부(146)를 통해 투입모듈(130)에 제어신호2를 출력하여서 투입모듈(130)의 제어밸브(CV)을 제어하여 해당 결정된 우레아 량을 배기 가스에 투입하되, 플로우 메터(FM)로부터 정합부(147)를 통해 인가되는 투입 우레아 량 검출신호에 의거하여 인젝터(135)로의 투입 우레아 량을 확인하면서 해당 결정된 우레아 량을 투입하도록 투입모듈(130)의 제어밸브(CV)를 제어함으로써, 투입모듈(130)로 하여금 인젝터(135)에 송출되는 우레아 량을 조절하여 반응기(200)에 유입되는 배기 가스에 투입되는 우레아 량을 조절케 한다(S500).The microcomputer 141 outputs the control signal 2 to the input module 130 through the matching unit 146 to control the control valve CV of the input module 130 to input the determined amount of urea into the exhaust gas The control unit 150 controls the flow rate of the urea supplied from the flow meter FM to the injector 135 based on the input urea amount detection signal applied through the matching unit 147, The injection module 130 controls the amount of urea sent to the injector 135 to control the amount of urea injected into the exhaust gas flowing into the reactor 200 at step S500.

또한, 제어모듈(140)의 마이컴(141)은 조작부(144)로부터 구동 종료 명령이 입력되는지 확인하고(S600), 구동 종료 명령이 입력되지 않았으면 S200으로 귀환하여 상술한 반복 처리를 수행하고, 구동 종료 명령이 입력되었으면 동작 종료한다.The microcomputer 141 of the control module 140 checks whether a drive end command is input from the operation unit 144 (S600). If the drive end command is not inputted, the microcomputer 141 returns to S200 to perform the above- When the drive end command is inputted, the operation is terminated.

상술한 바와 같이, 본 발명은 SCR 시스템에서 반응기로 유입되는 배기 가스에 우레아를 주입하여서 반응기에 의해 배기 가스의 질소산화물을 제거하는 경우에, 투입 우레아 량에 의거하여 반응기로부터 미처리되어서 배출되는 질소산화물의 량을 예측하고, 해당 예측된 질소산화물 량에 의거하여 투입 우레아 량을 결정하되 엔진 부하를 반영하여 투입 우레아 량을 결정하고, 해당 결정된 우레아 량을 반응기로 유입되는 배기 가스에 주입함으로써, 반응기에서 질소산화물 제거에 필요한 우레아를 충분히 공급받아서 해당 우레아를 이용하여 질소산화물을 효율적으로 제거할 수 있다. 이에, 본 발명은 반응기의 배기 가스 배출구에 질소산화물 량을 검출하기 위한 센서를 설치하지 않고서도 투입 우레아 량을 조절하여 질소산화물을 효율적으로 제거하므로, SCR 시스템의 설비 비용을 감소시킴과 아울러 SCR 시스템의 유지 보수에도 매우 유리하다.As described above, in the SCR system, when urea is injected into the exhaust gas flowing into the reactor and the nitrogen oxide of the exhaust gas is removed by the reactor, the amount of nitrogen oxide The amount of injected urea is determined based on the predicted amount of nitrogen oxides, the amount of injected urea is determined by reflecting the engine load, and the determined amount of urea is injected into the exhaust gas flowing into the reactor, It is possible to efficiently remove the nitrogen oxides by using the urea by sufficiently receiving the urea necessary for the removal of the nitrogen oxides. Therefore, the present invention effectively removes nitrogen oxides by adjusting the amount of the urea supplied, without providing a sensor for detecting the amount of nitrogen oxides in the exhaust gas outlet of the reactor, thereby reducing the facility cost of the SCR system, It is also very advantageous for maintenance of.

본 발명은 상술한 설명에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 본 발명을 여러 가지 형태로 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 그러한 변경 실시는 본 발명의 기술적 범위에 해당된다고 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. And such changes are considered to be within the technical scope of the present invention.

본 발명은 디젤 엔진의 배기 가스를 정화하기 위하여, SCR 시스템에서 반응기로 유입되는 배기 가스에 우레아를 주입하는 경우에 유용하게 적용할 수 있을 것이다. 본 발명에 의하면, SCR 시스템에서 반응기로 유입되는 배기 가스에 우레아를 주입하여서 반응기에 의해 배기 가스의 질소산화물을 제거하는 경우에, 투입 우레아 량에 의거하여 반응기로부터 미처리되어서 배출되는 질소산화물의 량을 예측하고, 해당 예측된 질소산화물 량에 의거하여 투입 우레아 량을 결정하되 엔진 부하를 반영하여 투입 우레아 량을 결정하고, 해당 결정된 우레아 량을 반응기로 유입되는 배기 가스에 주입함으로써, 반응기의 배기 가스 배출구에 질소산화물 량을 검출하기 위한 센서를 설치하지 않고서도 투입 우레아 량을 조절하여 질소산화물을 효율적으로 제거하므로, SCR 시스템의 설비 비용을 감소시킴과 아울러 SCR 시스템의 유지 보수에도 매우 유리하다.The present invention can be applied to the case where urea is injected into the exhaust gas flowing into the reactor in the SCR system in order to purify the exhaust gas of the diesel engine. According to the present invention, when the urea is injected into the exhaust gas flowing into the reactor in the SCR system and the nitrogen oxide of the exhaust gas is removed by the reactor, the amount of nitrogen oxide which is untreated from the reactor and discharged from the reactor, The amount of injected urea is determined based on the estimated amount of nitrogen oxides, the amount of injected urea is determined by reflecting the engine load, and the determined amount of urea is injected into the exhaust gas flowing into the reactor, It is possible to reduce the installation cost of the SCR system and to maintain the maintenance of the SCR system because the nitrogen oxide is efficiently removed by adjusting the amount of the charged urea even without installing a sensor for detecting the amount of nitrogen oxide.

110; 탱크 120; 배급모듈
130; 투입모듈 135; 인젝터
140; 제어모듈 141; 마이컴
142: 메모리 143; 표시부
144; 조작부 145~148; 정합부
P; 펌프 FM; 플로우 메터
CV; 제어밸브 V11, V12, V21~V25; 밸브
110; Tank 120; Distribution module
130; Input module 135; Injector
140; A control module 141; Microcomputer
142: memory 143; Display portion
144; Operating portions 145 to 148; The matching portion
P; Pump FM; Flow meter
CV; Control valves V11, V12, V21 to V25; valve

Claims (8)

SCR(Selective Catalytic Reduction) 시스템의 우레아 공급 조절 장치로서,
탱크로부터 수용액 형태로 인가되는 우레아를 제어모듈의 제어에 따라 펌핑하여서 가압하여 투입모듈에 인가하는 배급모듈과;
상기 배급모듈로부터 가압되어서 인가되는 우레아를 압축 공기와 함께 인젝터에 인가하여 인젝터에 의해 우레아를 무화시켜서 반응기에 유입되는 배기 가스에 투입하되, 투입 우레아 량 검출신호를 제어모듈에 인가하고, 제어모듈의 제어에 따라 인젝터에 인가되는 투입 우레아 량을 조절하는 투입모듈과;
상기 배급모듈과 투입모듈을 제어하여서 반응기로 유입되는 배기 가스에 우레아를 투입시키되, 상기 투입모듈로부터 인가되는 투입 우레아 량 검출신호에 의거하여 투입 우레아 량을 파악하고, 해당 투입 우레아 량에 의거하여 반응기로부터 배출되는 질소산화물 량을 예측하고, 해당 예측된 질소산화물 량에 의거하여 투입할 우레아 량을 결정하되 엔진 부하를 반영하여 결정하여서, 해당 결정된 우레아 량으로 조절하여 투입하도록 상기 투입모듈을 제어하는 제어모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치.
As a urea supply control device of an SCR (Selective Catalytic Reduction) system,
A distribution module for pumping and pressurizing the urea applied from the tank in the form of an aqueous solution under the control of the control module and applying the pressure to the input module;
The urea supplied from the distribution module is applied to the injector together with the compressed air to atomize the urea by the injector and to inject the urea into the exhaust gas flowing into the reactor, An injection module for controlling the amount of injected urea applied to the injector according to the control;
And controlling the distribution module and the input module so as to inject urea into the exhaust gas flowing into the reactor. The amount of the charged urea is detected on the basis of the input urea amount detection signal applied from the input module, The amount of nitrogen oxides discharged from the engine is determined based on the estimated amount of nitrogen oxides, the amount of urea to be injected is determined in accordance with the engine load, Module for controlling the supply of the urea in the SCR system.
청구항 1에 있어서,
상기 배급모듈은,
상기 제어모듈의 제어에 따라 탱크로부터 인가되는 우레아를 펌핑하여 가압하여서 상기 투입모듈에 인가하기 위한 펌프와;
상기 펌프를 경유하는 우레아 공급 계통을 수동으로 개폐하는 복수의 밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치.
The method according to claim 1,
The distribution module includes:
A pump for pumping and pressurizing the urea supplied from the tank according to the control of the control module and applying the pressure to the charging module;
And a plurality of valves for manually opening and closing the urea supply system via the pump.
청구항 1에 있어서,
상기 투입모듈은,
상기 제어모듈의 제어에 따라 상기 배급모듈로부터 인젝터에 인가되는 우레아 량을 조절하는 제어밸브와;
상기 제어밸브로부터 인젝터에 인가되는 투입 우레아 량을 검출하여 투입 우레아 량 검출신호를 상기 제어모듈에 인가하는 플로우 메터와;
상기 제어밸브와 플로우 메터를 경유하는 우레아 공급 계통을 수동으로 개폐하는 복수의 밸브와;
인젝터에 인가되는 압축 공기의 공급 계통을 수동으로 개폐하는 복수의 밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치.
The method according to claim 1,
The input module includes:
A control valve for controlling the amount of urea applied to the injector from the distribution module under the control of the control module;
A flow meter for detecting an amount of the input urea applied to the injector from the control valve and for applying an input urea amount detection signal to the control module;
A plurality of valves for manually opening and closing the urea supply system via the control valve and the flow meter;
And a plurality of valves for manually opening and closing the supply system of the compressed air to be applied to the injector.
청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 제어모듈은,
상기 배급모듈과 투입모듈을 제어하여 우레아 공급을 진행하되, 우레아 공급 조절 프로그램에 의거하여 우레아 공급 조절을 위한 제반 제어 처리를 수행하는 마이컴과;
상기 우레아 공급 조절 프로그램을 저장하여 상기 마이컴에 제공하고, 마이컴의 제어에 따라 우레아 공급 조절에 필요한 제반 데이터를 저장하는 메모리와;
상기 마이컴의 제어에 따라 우레아 공급 조절 처리시에 생성되는 제반 데이터를 표시하는 표시부와;
수동 조작에 의해 우레아 공급 조절을 위한 제반 데이터 및 명령을 상기 마이컴에 입력하는 조작부와;
상기 마이컴으로부터 인가되는 제어신호를 상기 배급모듈에서 사용 가능하게 정합 처리하는 제1 정합부와;
상기 마이컴으로부터 인가되는 제어신호를 상기 투입모듈에서 사용 가능하게 정합 처리하는 제2 정합부와;
상기 투입모듈로부터 인가되는 투입 우레아 량 검출신호를 마이컴에서 처리 가능하게 정합 처리하는 제3 정합부와;
엔진으로부터 인가되는 엔진 부하 신호를 마이컴에서 처리 가능하게 정합 처리하는 제4 정합부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The control module includes:
A microcomputer for controlling the distribution module and the input module to perform the urea supply control and performing all control processes for the urea supply control based on the urea supply control program;
A memory for storing the urea supply control program and providing the microcontroller with the urea supply control program according to the control of the microcomputer;
A display unit for displaying various data generated in the urea supply adjusting process under the control of the microcomputer;
An operation unit for inputting various data and commands for controlling the urea supply by manual operation to the microcomputer;
A first matching unit for matching a control signal applied from the microcomputer so as to be usable in the distribution module;
A second matching unit for matching a control signal applied from the microcomputer so as to be usable in the input module;
A third matching unit for matching the input urea amount detection signal applied from the input module so that the input urea amount detection signal can be processed by the microcomputer;
And a fourth matching section for matching the engine load signal applied from the engine so as to be processable by the microcomputer.
청구항 4에 있어서,
상기 마이컴은 투입모듈로부터 제3 정합부를 통해 인가되는 검출신호에 의거하여 투입 우레아 량을 파악하고, 해당 투입 우레아 량에 의거하여 반응기로부터 배출되는 질소산화물 량을 예측하고, 해당 예측된 질소산화물 량에 의거하여 투입할 우레아 량을 결정하되 제4 정합부를 통해 인가되는 엔진 부하 신호에 따른 엔진 부하를 반영하여 투입할 우레아 량을 결정하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치.
The method of claim 4,
The microcomputer calculates the amount of the charged urea based on the detection signal applied through the third matching unit from the input module, predicts the amount of nitrogen oxide discharged from the reactor based on the amount of the supplied urea, And the amount of urea to be introduced is determined based on the engine load according to the engine load signal applied through the fourth matching portion.
청구항 5에 있어서,
상기 마이컴은 제2 정합부를 통해 투입모듈에 제어신호를 출력하여 투입모듈의 제어밸브를 제어하여 상기 결정된 투입 우레아 량을 배기 가스에 투입하되, 투입모듈의 플로우 메터로부터 제3 정합부를 통해 인가되는 투입 우레아 량 검출신호에 의거하여 인젝터로의 투입 우레아 량을 확인하면서 상기 결정된 우레아 량을 투입하도록 투입모듈의 제어밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 장치.
The method of claim 5,
The microcomputer controls the control valve of the input module by outputting a control signal to the input module through the second matching unit to input the determined amount of the input urea into the exhaust gas. The input signal from the flowmeter of the input module, And controls the control valve of the injection module so as to inject the determined urea amount while confirming the amount of the urea supplied to the injector based on the urea amount detection signal.
SCR(Selective Catalytic Reduction) 시스템의 우레아 공급 조절 방법으로서,
제어모듈이 투입모듈의 플로우 메터로부터 인가되는 투입 우레아 량 검출신호에 의거하여 투입 우레아 량을 파악하는 단계와;
제어모듈이 파악된 투입 우레아 량에 의거하여 반응기로부터 배출되는 질소산화물 량을 예측하는 단계와;
제어모듈이 예측된 질소산화물 량에 의거하여 투입할 우레아 량을 결정하되 엔진 부하 신호에 따른 엔진 부하를 반영하여 투입할 우레아 량을 결정하는 단계와;
제어모듈이 투입모듈의 제어밸브를 제어하여 상기 결정된 우레아 량을 배기 가스에 투입하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 방법.
As a method for controlling urea supply in an SCR (Selective Catalytic Reduction) system,
The control module recognizing the amount of charged urea based on the input urea amount detection signal applied from the flow meter of the input module;
Predicting the amount of nitrogen oxides discharged from the reactor based on the amount of injected urea detected by the control module;
Determining a quantity of urea to be injected based on the predicted amount of nitrogen oxides, and determining an amount of urea to be injected in accordance with an engine load according to an engine load signal;
And the control module controls the control valve of the input module to inject the determined amount of urea into the exhaust gas.
청구항 7에 있어서,
상기 제어모듈은 투입모듈의 플로우 메터로부터 인가되는 투입 우레아 량 검출신호에 의거하여 인젝터로의 투입 우레아 량을 확인하면서 상기 결정된 우레아 량을 투입하도록 투입모듈의 제어밸브를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR 시스템의 우레아 공급 조절 방법.
The method of claim 7,
The control module may further include a step of controlling the control valve of the charging module so as to inject the determined amount of urea while confirming the amount of the charged urea supplied to the injector based on the input urea amount detection signal applied from the flow meter of the charging module A method of controlling urea supply in an SCR system.
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