KR20150112133A - Heating apparatus of urea water solution - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, disclosed is a heating apparatus for a urea water solution. The heating apparatus for a urea water solution: includes a urea tank which accommodates a urea water solution, an installation part which is installed to the installation hole of the urea tank, a heating tube which is connected to the installation part and is extended to the inside of the urea tank, a modified heating part which is connected to the installation part and supplies heat transfer fluid to the heating tube, and a control part which controls the modified heating part according to the temperature of the urea water solution.

Description

우레아 수용액 히팅장치{HEATING APPARATUS OF UREA WATER SOLUTION}HEATING APPARATUS OF UREA WATER SOLUTION [0001]

본 발명은 우레아 수용액 히팅장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우레아 탱크에 저장된 우레아 수용액의 동결시 보다 쉽게 해동시킬 수 있으며, 소형화 설계가 가능한 우레아 수용액 히팅장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a urea aqueous solution heating apparatus, and more particularly, to a urea aqueous solution heating apparatus capable of thawing an urea aqueous solution stored in a urea tank more easily and capable of downsizing.

디젤 엔진이 장착된 차량은 배기 가스에 포함된 NOx를 저감하기 위해 SCR(Selective catalytic reduction) 촉매로 우레아 수용액을 분사한다. Vehicles equipped with a diesel engine inject a urea aqueous solution with a selective catalytic reduction (SCR) catalyst to reduce the NOx contained in the exhaust gas.

우레아 수용액은 차량에 장착되는 우레아 탱크의 내부에 저장되는데, 외기 온도가 우레아 수용액의 어는점보다 낮아 동결되면 SCR 촉매의 전단으로 분사되지 못하게 된다. 이 경우, 차량은 엔진 출력이 제한되거나 엔진에서 배출되는 NOx를 저감시키지 못하는 문제점이 발생한다.The urea aqueous solution is stored inside the urea tank mounted on the vehicle. When the outside air temperature is lower than the freezing point of the urea aqueous solution, the urea solution is not sprayed to the front end of the SCR catalyst. In this case, the vehicle has a problem that the engine output is limited or the NOx discharged from the engine can not be reduced.

이에, 우레아 탱크의 내부에 저장된 우레아 수용액의 동결을 방지하기 위해, 우레아 탱크의 재질을 플라스틱으로 형성하거나, 엔진으로부터 배출된 냉각수를 우레아 탱크에 순환시키는 방법이 제시되었다. In order to prevent freezing of the urea aqueous solution stored in the urea tank, a method of forming the urea tank as a plastic material or circulating the cooling water discharged from the engine to the urea tank has been proposed.

그러나, 우레아 탱크의 재질을 플라스틱으로 형성하는 방법은 우레아 탱크가 저온에 장시간 노출될 경우에는 결국 우레아 수용액이 동결되는 문제점이 있었다. However, the method of forming the urea tank as a plastic material has a problem that when the urea tank is exposed to a low temperature for a long time, the urea aqueous solution is frozen.

게다가, 엔진으로부터 배출된 냉각수를 우레아 탱크에 순환시키는 방법은 엔진에 의해 충분히 가열된 냉각수를 우레아 탱크로 순환시켜야 하므로, 엔진 시동 초기에서는 냉각수로 우레아 수용액을 용융시킬 수가 없었고, 냉각수를 순환시키기 위한 급배수관이 별도로 구비되어야 하며, 그 결과 냉각수를 순환시키기 위한 설치 구조가 복잡해지고 설치 비용이 증가하는 등의 문제점이 있었다. In addition, the method of circulating the cooling water discharged from the engine to the urea tank requires circulating the cooling water fully heated by the engine to the urea tank, so that the urea aqueous solution can not be melted by the cooling water at the initial stage of engine startup, There is a problem that the installation structure for circulating the cooling water is complicated and the installation cost is increased.

본 발명의 배경기술은 대한민국 특허공개번호 10-1997-0035564호(1997.07.22)에 개시되어 있다.
The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1997-0035564 (July 22, 1997).

본 발명의 목적은 엔진에 의해 가열된 냉각수를 사용하지 않고, 별도의 간이히팅부에 의해 우레아 수용액의 동결시 보다 쉽게 해동시킬 수 있으며, 그 구조가 간단하고 소형화가 가능하여 차량 탑재가 용이한 우레아 수용액 히팅장치을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a cooling device for a vehicle which can easily thaw the urea aqueous solution by means of a separate simple heating part without using cooling water heated by an engine, An object of the present invention is to provide an apparatus for heating an aqueous solution.

본 발명의 또 다른 목적은 엔진의 시동 초기에 엔진의 가열 여부와 무관하게 우레아 탱크에 저장된 우레아 수용액을 용융시킬 수 있어 차량의 엔진 출력이 저하되는 현상을 방지할 수 있는 우레아 수용액 히팅장치을 제공하는데 있다.
Another object of the present invention is to provide a urea aqueous solution heating apparatus capable of melting an aqueous urea solution stored in a urea tank irrespective of whether the engine is heated at the start of the engine, .

본 발명에 따른 우레아 수용액 히팅장치는: 우레아 탱크의 설치구에 설치되는 설치부와, 상기 설치부에 연결되어 히팅튜브에 열전달유체를 공급하는 간이히팅부 및 상기 우레아 수용액의 온도에 따라 상기 간이히팅부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The urea aqueous solution heating apparatus according to the present invention is characterized in that it comprises: an installation section provided in an installation port of a urea tank; a simple heating section connected to the installation section for supplying a heat transfer fluid to the heating tube; And a control unit for controlling the control unit.

또한, 상기 간이히팅부는 열전달유체가 수용되는 리저브탱크와, 상기 리저브탱크의 열전달유체를 상기 히팅튜브로 순환시키는 순환부 및 상기 리저브탱크의 열전달유체를 가열하는 전기히터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The simple heating unit may include a reservoir tank for receiving the heat transfer fluid, a circulation unit for circulating the heat transfer fluid in the reservoir tank to the heating tube, and an electric heater for heating the heat transfer fluid in the reservoir tank.

또한, 상기 전기히터는 엔진의 출력을 전기 에너지로 변환시키는 발전기로부터 인가된 전력으로 열을 발생시켜 상기 리저브탱크의 열전달유체를 가열하는 것을 특징으로 한다.The electric heater generates heat by the electric power applied from a generator that converts the output of the engine into electric energy to heat the heat transfer fluid in the reservoir tank.

상기 간이히팅부는 상기 리저브탱크에 설치되어 열전달유체의 온도를 감지하는 열전달유체 온도감지부와, 상기 리저브탱크에 설치되어 열전달유체의 수위를 감지하는 열전달유체 수위감지부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 열전달유체 온도감지부와 상기 열전달유체 수위감지부에 의해 각각 감지된 열전달유체의 온도와 수위에 따라 상기 순환부와 상기 전기히터를 제어하는 것을 특징으로 한다.Wherein the simple heating unit includes a heat transfer fluid temperature sensing unit installed in the reservoir tank for sensing a temperature of the heat transfer fluid and a heat transfer fluid level sensing unit installed in the reservoir tank for sensing the level of the heat transfer fluid, And controls the circulation unit and the electric heater according to the temperature and the water level of the heat transfer fluid sensed by the fluid temperature sensing unit and the heat transfer fluid level sensing unit, respectively.

상기 간이히팅부는 케이스에 수용되어 모듈화되고, 상기 케이스는 상기 우레아 탱크의 둘레에 구비되는 고정부재에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.
The simple heating part is accommodated in the case and is modularized, and the case is fixed by a fixing member provided around the urea tank.

본 발명에 따른 우레아 수용액 히팅장치는 우레아 탱크에 구비되는 간이히팅부에 의해 엔진에 의해 가열된 냉각수를 사용하지 않으므로 엔진의 가열여부와 무관하게 우레아 수용액을 보다 쉽고 신속하게 해동시킬 수 있는 효과가 있다.The urea aqueous solution heating apparatus according to the present invention does not use the cooling water heated by the engine due to the simple heating portion provided in the urea tank, so that the urea aqueous solution can be thawed more easily and quickly regardless of whether the engine is heated or not .

또한, 본 발명은 엔진에 의해 가열된 냉각수를 사용하지 않으므로 그 설치 구조가 간단하고 설치 비용을 줄일 수 있으며, 제품을 소형화할 수 있다.
Further, since the present invention does not use cooling water heated by an engine, its installation structure is simple, installation cost can be reduced, and a product can be downsized.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 블럭 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치을 보인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 간이히팅부를 보인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 간이히팅부 내부를 보인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 간이히팅부 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 간이히팅부의 변형예를 보인 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 단면도이다.1 is a block diagram of an urea aqueous solution heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view illustrating a urea aqueous solution heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing a simplified heating unit of the urea aqueous solution heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing the interior of the simplified heating unit of the urea aqueous solution heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a simple heating unit side of an urea aqueous solution heating apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a modified example of the simple heating unit of the urea aqueous solution heating apparatus according to the embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a urea aqueous solution heating apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 일 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a urea aqueous solution heating apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 블럭 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치을 보인 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 간이히팅부를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 간이히팅부 내부를 보인 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 간이히팅부 측단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 간이히팅부의 변형예를 보인 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 단면도이다.FIG. 1 is a block diagram of a urea aqueous solution heating apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view illustrating a urea aqueous solution heating apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the interior of the simplified heating unit of the urea aqueous solution heating apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a urea aqueous solution heating apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a view showing a modified example of the simple heating unit of the urea aqueous solution heating apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing a modified example of the urea aqueous solution Sectional view of the heating device.

도 1 내지 도 7를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치(100)는 설치부(120), 간이히팅부(140) 및 제어부(170)를 포함한다.1 to 7, the urea aqueous solution heating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a mounting unit 120, a simple heating unit 140, and a controller 170.

먼저, 우레아 탱크(110)는 내부에 우레아 수용액을 저장하며, 우레아 수용액의 열이 외부로 방출되는 것을 방지하기 위해 열전도율이 낮은 합성수지 등으로 제작될 수 있다. 이와 같이 우레아 탱크(110)가 합성수지로 제작됨으로써, 우레아 수용액이 어느점 이하의 저온에서 동결되는 것을 억제할 수 있다. 더욱이, 우레아 탱크(110)에는 단열 효과가 더욱 향상되도록 단열재가 추가적으로 더 설치될 수 있다. 이러한 단열재로는 폴리우레탄, 폴리스틸렌, 중공형태의 실라카겔 중 어느 하나가 채용될 수 있을 뿐만 아니라, 이들 중 어느 하나 이상이 조합될 수 있다.First, the urea tank 110 may be made of a synthetic resin having a low thermal conductivity to store the urea aqueous solution therein and prevent the heat of the urea aqueous solution from being discharged to the outside. As described above, the urea tank 110 is made of a synthetic resin, so that the urea aqueous solution can be prevented from freezing at a low temperature below a certain point. Furthermore, the urea tank 110 may further be provided with a heat insulating material so that the heat insulating effect is further improved. As the heat insulating material, any one of polyurethane, polystyrene, and hollow silica gel can be employed, and any one or more of these may be combined.

이러한 우레아 탱크(110)의 상단에는 도 2에서 도시된 바와 같이 설치부(120)가 장착되는 설치구(112)가 형성된다. 설치부(120)는 우레아 탱크(110)에 형성된 설치구(112)에 기밀된 상태로 기구적으로 체결된다.As shown in FIG. 2, an installation hole 112 is formed at an upper end of the urea tank 110 to mount the installation part 120. The mounting portion 120 is mechanically fastened to the mounting hole 112 formed in the urea tank 110 in an airtight state.

설치구(112)에는 도 8에서 도시된 바와 같이 우레아 수용액이 공급되는 우레아 수용액 공급포트(122)가 구비되고, 우레아 수용액이 리턴되는 우레아 수용액 리턴포트(124)가 구비된다. 그리고, 설치구(112)의 하부에는 우레아 탱크(110) 내부로 연장되고, 우레아 수용액 공급포트(122)와 연결되어 SCR촉매로 우레아 수용액을 공급하는 흡입파이프(123)가 설치되며, 우레아 수용액 리턴포트(124)와 연결되어 SCR촉매로부터 리턴되는 우레아 수용액을 우레아 탱크(110)로 리턴시키는 리턴파이프(125)가 설치된다.As shown in FIG. 8, the installation port 112 is provided with a urea aqueous solution return port 124 to which a urea aqueous solution supply port 122 to which a urea aqueous solution is supplied and a urea aqueous solution return port 124 to which a urea aqueous solution is returned. A suction pipe 123 extending into the urea tank 110 and connected to the urea aqueous solution supply port 122 for supplying the urea aqueous solution with the SCR catalyst is provided in the lower portion of the mounting hole 112, A return pipe 125 connected to the port 124 for returning the urea aqueous solution returned from the SCR catalyst to the urea tank 110 is provided.

우레아 탱크(110)에는 우레아 수용액 온도감지부(113)와, 우레아 수용액 수위감지부(115)가 구비된다. 우레아 수용액 온도감지부(113)는 우레아 탱크(110)의 내부에 구비되어 우레아 수용액의 온도를 감지할 수 있다.The urea tank 110 is provided with a urea aqueous solution temperature sensing part 113 and a urea aqueous solution level sensing part 115. The urea aqueous solution temperature sensing unit 113 is provided inside the urea tank 110 to sense the temperature of the aqueous urea solution.

그리고, 우레아 수용액 수위감지부(115)는 우레아 탱크(110)에 저장된 우레아 수용액의 수위를 감지한다. 우레아 수용액 수위감지부(115)는 설치구(112)에 구비되어 우레아 탱크(110)의 내부로 연장되는 가이드(116)와, 가이드(116)에 구비되어 우레아 수용액의 수위에 따라 승강하는 플로터(117)로 이루어진다. 이처럼 우레아 수용액 수위감지부(115)는 우레아 수용액의 위치에 따라 수직방향으로 이동되는 플로터(117)를 이용하는 방식 뿐만 아니라, 우레아 수용액으로 광을 방출하여 수광된 광량을 토대로 우레아 수용액의 수위를 감지하는 광학방식 등이 채용될 수 있으며, 이외에도 우레아 수용액의 수위를 감지하는 다양한 방식이 채용될 수 있다.The urea aqueous solution level sensing unit 115 senses the level of the urea aqueous solution stored in the urea tank 110. The urea aqueous solution level sensing unit 115 includes a guide 116 provided in the mounting hole 112 and extending into the urea tank 110 and a floater 116 provided on the guide 116 to move up and down according to the level of the urea aqueous solution 117). The urea aqueous solution level sensing unit 115 senses the level of the urea aqueous solution based on the amount of light received by emitting the light to the urea aqueous solution as well as the method using the floater 117 moved in the vertical direction according to the position of the urea aqueous solution An optical method, or the like. In addition, various methods for detecting the level of the urea aqueous solution may be employed.

히팅튜브(130)는 설치부(120)에 연결되고, 우레아 탱크(110) 내부로 연장되며, 중공 형성된다. 히팅튜브(130)는 우레아 수용액과 접촉되어 우레아 탱크(110)와 열교환되는 것으로서, 우레아 수용액과 접촉면적을 넓게 형성하도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 히팅튜브(130)는 열전도성 플라스틱으로 이루어진다. 물론, 히팅튜브(130)는 금속재질로 이루어질 수도 있으며, 우레아 수용액에 효과적으로 열전달유체의 온도를 전달하도록 다양한 형태와 구조 및 재질로 형성될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 히팅튜브(130)는 열전도성 플라스틱으로 이루어져 우레아 탱크(110)의 내부에서 요철형상, 스프링 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있고 그 제조가 용이하다. The heating tube 130 is connected to the mounting portion 120, extends into the urea tank 110, and is hollowed. The heating tube 130 is in contact with the urea aqueous solution and exchanges heat with the urea tank 110. The heating tube 130 may be formed in various shapes to form a wide contact area with the urea aqueous solution. The heating tube 130 is made of thermally conductive plastic. Of course, the heating tube 130 may be made of a metal material and may be formed in various shapes, structures, and materials so as to effectively transfer the temperature of the heat transfer fluid to the urea aqueous solution. That is, the heating tube 130 according to the present embodiment is made of a thermally conductive plastic and can be formed in various shapes such as a concavo-convex shape and a spring shape inside the urea tank 110, and is easily manufactured.

간이히팅부(140)는 도 3 내지 도 5에서 도시된 바와 같이 설치부(120)에 연결되어 히팅튜브(130)에 열전달유체를 공급하는 것으로서, 열전달유체가 수용되는 리저브탱크(142)와, 리저브탱크(142)의 열전달유체를 히팅튜브(130)로 순환시키는 순환부(143) 및 리저브탱크(142)의 열전달유체를 가열하는 전기히터(146)를 포함한다. 이러한 간이히팅부(140)는 케이스(141)에 수용되어 모듈화되고 케이스(141)는 우레아 탱크(110)의 둘레에 구비되는 고정부재(170)에 의해 고정된다. 즉, 도 2에서 도시된 바와 같이 케이스(141)에 모듈화된 간이히팅부(140)는 고정부재(170)에 의해 우레아 탱크(110)의 일측면에 구비될 수 있다.3 to 5, the simplified heating unit 140 supplies heat transfer fluid to the heating tube 130, and is connected to the installation unit 120. The simplified heating unit 140 includes a reserve tank 142 for receiving a heat transfer fluid, A circulation unit 143 for circulating the heat transfer fluid in the reservoir tank 142 to the heating tube 130 and an electric heater 146 for heating the heat transfer fluid in the reservoir tank 142. The simple heating unit 140 is accommodated in the case 141 and is modularized and the case 141 is fixed by a fixing member 170 provided around the urea tank 110. [ That is, as shown in FIG. 2, the simplified heating unit 140 modularized in the case 141 may be provided on one side of the urea tank 110 by the fixing member 170.

그리고, 순환부(143)는 리저브탱크(142)와 히팅튜브(130)를 연결하는 연결호스(144) 및 연결호스(144)에 구비되는 순환펌프(145)를 포함한다. 이때, 연결호스(144)는 설치부(120)에 구비되는 열전달유체포트(127)에 연결되어 히팅튜브(130)에 연결된다. The circulation unit 143 includes a connection hose 144 connecting the reserve tank 142 and the heating tube 130 and a circulation pump 145 provided in the connection hose 144. At this time, the connection hose 144 is connected to the heating tube 130 by being connected to the heat transfer fluid port 127 provided in the installation part 120.

전기히터(146)는 엔진의 출력을 전기 에너지로 변환시키는 발전기로부터 인가된 전력으로 열을 발생시켜 리저브탱크(142)의 열전달유체를 가열한다. 전기히터(146)은 리저브탱크(142) 내에 수용되어 리저브탱크(142) 내에 구비되는 열전달유체를 직접가열한다. The electric heater 146 generates heat with electric power applied from a generator that converts the output of the engine into electric energy to heat the heat transfer fluid in the reservoir tank 142. An electric heater 146 is accommodated in a reservoir tank 142 to directly heat the heat transfer fluid contained in the reservoir tank 142.

한편, 도 6에서 도시된 바와 같이 전기히터(146)는 연결호스(144)의 둘레면을 감싸도록 형성되어 연결호스(144)를 통해 이동되는 열전달유체와 열교환되어 열전달유체를 가열할 수도 있다.6, the electric heater 146 may be formed to surround the circumferential surface of the connection hose 144 and may be heat-exchanged with the heat transfer fluid moved through the connection hose 144 to heat the heat transfer fluid.

제어부(170)는 우레아 수용액의 온도에 따라 간이히팅부(140)를 제어한다. 즉, 제어부(170)는 우레아 탱크(110)에 구비되는 우레아 수용액 온도감지부(113)에서 감지된 우레아 수용액의 온도가 설정치 이하일 경우, 간이히팅부(140)의 전기히터(146) 및 순환부(143)를 제어하여 우레아 수용액을 가열할 수 있다. 제어부(170)는 우레아 수용액의 수위에 따라 간이히팅부(140)를 제어한다. 이는 우레아 탱크(110)의 우레아 수용액의 수위가 설정치 이하 이면, 간이히팅부(140)의 작동에 의해 우레아 탱크(110)의 내부가 가열되는 것을 방지할 수 있는 것이다.The control unit 170 controls the simple heating unit 140 according to the temperature of the urea aqueous solution. That is, when the temperature of the urea aqueous solution detected by the urea aqueous solution temperature sensing unit 113 provided in the urea tank 110 is equal to or lower than the set value, the controller 170 controls the electric heater 146 of the simplified heating unit 140, The urea aqueous solution can be heated by controlling the reaction tube 143. The control unit 170 controls the simple heating unit 140 according to the level of the urea aqueous solution. This is because the inside of the urea tank 110 can be prevented from being heated by the operation of the simple heating unit 140 when the level of the urea aqueous solution of the urea tank 110 is lower than the set value.

또한, 간이히팅부(140)는 리저브탱크(142)에 설치되어 열전달유체의 온도를 감지하는 열전달유체 온도감지부(150)와, 리저브탱크(142)에 설치되어 열전달유체의 수위를 감지하는 열전달유체 수위감지부(155)를 포함하고, 제어부(170)는 열전달유체 온도감지부(150)와 열전달유체 수위감지부(155)에 의해 각각 감지된 열전달유체의 온도와 수위에 따라 순환부(143)와 전기히터(146)를 제어할 수 있다.The simplified heating unit 140 includes a heat transfer fluid temperature sensing unit 150 installed in the reservoir tank 142 for sensing the temperature of the heat transfer fluid and a heat transfer fluid sensor 150 installed in the reservoir tank 142 for sensing the level of the heat transfer fluid. And a fluid level detecting unit 155. The controller 170 controls the temperature of the heat transfer fluid detected by the heat transfer fluid temperature sensing unit 150 and the temperature of the heat transfer fluid detected by the heat transfer fluid level sensing unit 155, And the electric heater 146 can be controlled.

즉, 제어부(170)는 열전달유체 온도감지부(150)에 의해 감지된 열전달유체의 온도가 설정온도 이하이면, 전기히터(146)를 통해 리저브탱크(142)에 저장된 열전달유체를 가열한다. 이때, 열전달유체 수위감지부(155)에 의해 감지된 열전달유체의 수위가 설정수위 이하이며, 전기히터(146)는 작동되지 않는다. 그리고, 열전달유체의 수위가 설정수위 이상이면, 가열이 이루어지고, 우레아 수용액 온도감지부(113)에 의해 감지된 우레아 용액의 온도가 기준온도 이하이며, 리저브탱크(142)에 저장된 열전달유체를 순환부(143)를 통해 히팅튜브(130)로 순환시킨다.That is, the controller 170 heats the heat transfer fluid stored in the reserve tank 142 through the electric heater 146 when the temperature of the heat transfer fluid sensed by the heat transfer fluid temperature sensing unit 150 is lower than the set temperature. At this time, the level of the heat transfer fluid sensed by the heat transfer fluid level sensing unit 155 is below the predetermined level, and the electric heater 146 is not operated. When the temperature of the heat transfer fluid is higher than the set water level, heating is performed, and the temperature of the urea solution sensed by the urea aqueous solution temperature sensing unit 113 is lower than the reference temperature, and the heat transfer fluid stored in the reserve tank 142 is circulated (143) to the heating tube (130).

이하, 상기한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and effect of the urea aqueous solution heating apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

본 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치(100)의 조립을 살펴보면, 우레아 탱크(110)의 설치구(112)에는 설치부(120)가 결합된다. 설치부(120)는 설치구(112)에 기밀된 상태로 기구적으로 체결된다. 그리고, 설치부(120)에는 우레아 탱크(110)의 내측으로 굴절 형성되는 우레아 수용액 공급포트(122)와 우레아 수용액 리턴포트(124) 및 열전달유체포트(127)가 구비된다.The mounting portion 120 is coupled to the mounting hole 112 of the urea tank 110 according to the assembly of the urea aqueous solution heating apparatus 100 according to the present embodiment. The mounting portion 120 is mechanically fastened to the mounting hole 112 in an airtight state. The mounting portion 120 is provided with a urea aqueous solution supply port 122, a urea aqueous solution return port 124 and a heat transfer fluid port 127 which are formed to be bent inward of the urea tank 110.

설치부(120)의 우레아 수용액 공급포트(122)는 우레아 탱크(110) 내부로 연장되는 흡수파이프와 연결되고, 우레아 수용액 리턴포트(124)는 리턴파이프(125)와 연결된다. 그리고, 연전달유체포트에는 히팅튜브(130)가 연결된다. The urea aqueous solution supply port 122 of the installation part 120 is connected to an absorption pipe extending into the urea tank 110 and the urea aqueous solution return port 124 is connected to the return pipe 125. A heating tube 130 is connected to the continuous delivery fluid port.

우레아 탱크(110)의 둘레면에는 우레아 수용액을 용융시키도록 열전달유체를 공급하는 간이히팅부(140)가 결합된다. 간이히팅부(140)는 케이스(141)에 의해 모듈화되고, 고정부재(170)에 의해 우레아 탱크(110)에 결합된다. 이로 인해 우레아 수용액을 보다 쉽게 융용할 수 있으며, 단순, 소형화가 가능하여 차량 탑재가 용이하다.A simple heating part 140 for supplying a heat transfer fluid to melt the urea aqueous solution is attached to the circumferential surface of the urea tank 110. The simplified heating portion 140 is modularized by the case 141 and is coupled to the urea tank 110 by the fixing member 170. [ As a result, the urea aqueous solution can be more easily melted, and it is possible to simplify and downsize it, thereby facilitating mounting of the vehicle.

간이히팅부(140)는 리저브탱크(142), 순환펌프(145), 전기히터(146)가 구비되고, 각각의 연결호스(144)에 의해 연결된다.The simplified heating unit 140 is provided with a reservoir tank 142, a circulation pump 145 and an electric heater 146 and is connected by respective connection hoses 144.

설치부(120)에 구비되는 우레아 수용액 공급포트(122)와 우레아 수용액 리턴포트(124)는 우레아 수용액 순환호스와 연결되고, 열전달유체포트(127)는 간이히팅부(140)의 연결호스(144)와 연결된다.The urea aqueous solution supply port 122 and the urea aqueous solution return port 124 provided in the installation part 120 are connected to the urea aqueous solution circulation hose and the heat transfer fluid port 127 is connected to the connection hose 144 ).

그리고, 우레아 탱크(110)의 내부에는 우레아 수용액의 온도를 감지하는 우레아 수용액 온도감지부(113)가 구비되고, 설치부(120)에는 가이드(116)를 따라 우레아 수용액의 수위에 따라 승강되는 플로터(117)로 이루어지는 우레아 수용액 수위감지부(115)가 구비된다.The urea tank 110 is provided with a urea aqueous solution temperature sensing unit 113 for sensing the temperature of the urea aqueous solution and the mounting unit 120 is provided with a plotter And an urea aqueous solution level sensing unit 115 composed of a urea aqueous solution level sensing unit 115.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 제어부(170)에 의한 간이히팅부(140)의 작동을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the simplified heating unit 140 by the control unit 170 of the present invention will be described with reference to FIG.

운전자가 키박스를 통해 엔진에 시동을 걸면, 엔진 ECU가 엔진을 구동시킨다. 이때, 발전기는 엔진의 출력을 전기 에너지로 변환하여 전기히터(146)에 공급한다. 전기히터(146)의 전원으로 배터리의 전원을 사용하지 않고, 발전기의 전원을 사용함으로써, 배터리의 전력소모를 줄일 수 있다.When the driver starts the engine through the key box, the engine ECU drives the engine. At this time, the generator converts the output of the engine into electric energy and supplies it to the electric heater 146. [ The power consumption of the battery can be reduced by using the power source of the generator without using the power source of the battery as the power source of the electric heater 146. [

제어부(170)는 우레아 수용액의 온도 및 수위를 비교하여 간이히팅부(140)의 사용여부를 판단한다. 즉, 우레아 수용액 온도감지부(113)와, 우레아 수용액 수위감지부(115)에 의해 우레아 수용액의 온도와 수위를 감지하고, 제어부(170)에서 이를 비교함으로써, 간이히팅부(140)의 작동여부를 판단할 수 있다. 우레아 수용액의 온도가 기준온도 이상이면, 우레아 수용액의 순환이 용이하므로, 간이히팅부(140)의 작동은 필요치 않다. The control unit 170 compares the temperature and the water level of the urea aqueous solution to determine whether the simplified heating unit 140 is used or not. That is, the temperature and the water level of the urea aqueous solution are sensed by the urea aqueous solution temperature sensing unit 113 and the urea aqueous solution level sensing unit 115, and the control unit 170 compares the temperature and the water level to determine whether the simplified heating unit 140 is operated Can be determined. If the temperature of the urea aqueous solution is higher than the reference temperature, circulation of the urea aqueous solution is easy, so that the operation of the simplified heating portion 140 is not required.

우레아 수용액의 온도가 기준온도 이하이면, 우레아 수용액 수위감지부(115)를 통해 우레아 수용액의 수위를 감지한다. If the temperature of the aqueous urea solution is below the reference temperature, the level of the urea aqueous solution is sensed through the urea aqueous solution level sensing part 115.

우레아 수용액의 수위가 기준이하이면, 간이히팅부(140)의 작동을 차단하여 우레아 탱크(110) 내부가 과열되는 것을 방지한다. 그리고, 우레아 수용액의 수위가 기준이상이면, 리저브탱크(142)에 구비된 열전달유체 수위감지부(155)가 열전달유체의 수위를 감지한다. If the water level of the urea aqueous solution is below the reference level, the operation of the simplified heating unit 140 is cut off, thereby preventing the inside of the urea tank 110 from being overheated. If the level of the urea aqueous solution is higher than the reference level, the heat transfer fluid level sensing unit 155 provided in the reserve tank 142 senses the level of the heat transfer fluid.

리저브탱크(142)의 열전달유체의 수위를 감지하는 것은 열전달유체의 수위가 기준 이하이면, 전기히터(146)의 작동의 작동에 의해 연결호스(144)의 파손될 수 있는데, 이를 방지할 수 있다. 그리고, 연전달유체의 수위가 기준 이상이면, 순환펌프(145)의 작동에 의해 열전달유체가 연결호스(144) 및 히팅튜브(130)를 따라 순환되고, 연결호스(144)에 구비되는 전기히터(146)에 의해 가열되므로써, 열전달유체는 히팅튜브(130) 통과시 우레아 수용액과 열교환되어 우레아 수용액을 용융시킨다.The detection of the level of the heat transfer fluid in the reserve tank 142 can prevent the connection hose 144 from being damaged by the operation of the operation of the electric heater 146 if the level of the heat transfer fluid is below the reference level. The heat transfer fluid is circulated along the connection hose 144 and the heating tube 130 by the operation of the circulation pump 145 when the water level of the continuous transfer fluid is higher than the reference level, The heat transfer fluid is heat-exchanged with the urea aqueous solution when passing through the heating tube 130 to melt the aqueous urea solution.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 우레아 수용액 히팅장치에 의하면, 간이히팅부에 의해 엔진에 의해 가열된 냉각수를 사용하지 않으므로 엔진의 가열여부와 무관하게 우레아 수용액을 보다 쉽고 신속하게 해동시킬 수 있으며, 그 설치 구조가 간단하고, 설치비용을 줄일 수 있으며, 제품의 소형화가 가능하여 차량 탑재가 용이하다.As described above, according to the urea aqueous solution heating apparatus according to an embodiment of the present invention, since the cooling water heated by the engine is not used by the simple heating unit, the urea aqueous solution can be easily and quickly thawed regardless of whether the engine is heated or not The installation structure thereof is simple, the installation cost can be reduced, the size of the product can be reduced, and the vehicle can be mounted easily.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined by the claims.

100 : 우레아 수용액 히팅장치 110 : 우레아 탱크
112 : 설치구 113 : 우레아 수용액 온도감지부
115 : 우레아 수용액 수위감지부 116 : 가이드
117 : 플로터 120 : 설치부
122 : 우레아 수용액 공급포트 123 : 흡입파이프
124 : 우레아 수용액 리턴포트 125 : 리턴파이프
127 : 열전달유체포트 130 : 히팅튜브
140 : 간이히팅부 141 : 케이스
142 : 리저브탱크 143 : 순환부
144 : 연결호스 145 : 순환펌프
146 : 전기히터 150 : 열전달유체 온도감지부
155 : 열전달유체 수위감지부 150 : 제어부100: urea aqueous solution heating device 110: urea tank
112: Installation area 113: Urea aqueous solution temperature sensing part
115: urea aqueous solution level detecting unit 116: Guide
117: Plotter 120: Installation part
122: urea aqueous solution supply port 123: suction pipe
124: urea aqueous solution return port 125: return pipe
127: heat transfer fluid port 130: heating tube
140: Simplified heating unit 141: Case
142: reserve tank 143: circulation part
144: connecting hose 145: circulating pump
146: electric heater 150: heat transfer fluid temperature sensing unit
155: heat transfer fluid level sensing unit 150:

Claims (5)

우레아 탱크의 설치구에 설치되는 설치부;
상기 설치부에 연결되어 히팅튜브에 열전달유체를 공급하는 간이히팅부; 및
상기 우레아 수용액의 온도에 따라 상기 간이히팅부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레아 수용액 히팅장치.
A mounting portion provided in an installation hole of the urea tank;
A simple heating unit connected to the mounting unit to supply a heat transfer fluid to the heating tube; And
And a control unit for controlling the simple heating unit according to the temperature of the urea aqueous solution.
제 1항에 있어서,
상기 간이히팅부는 열전달유체가 수용되는 리저브탱크;
상기 리저브탱크의 열전달유체를 상기 히팅튜브로 순환시키는 순환부; 및
상기 리저브탱크의 열전달유체를 가열하는 전기히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 우레아 수용액 히팅장치.
The method according to claim 1,
The simple heating unit includes a reserve tank in which a heat transfer fluid is received;
A circulation unit circulating the heat transfer fluid in the reservoir tank to the heating tube; And
And an electric heater for heating the heat transfer fluid in the reservoir tank.
제 2항에 있어서,
상기 전기히터는 엔진의 출력을 전기 에너지로 변환시키는 발전기로부터 인가된 전력으로 열을 발생시켜 상기 리저브탱크의 열전달유체를 가열하는 것을 특징으로 하는 우레아 수용액 히팅장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the electric heater generates heat with electric power applied from a generator that converts the output of the engine to electric energy to heat the heat transfer fluid in the reservoir tank.
제 2항에 있어서,
상기 간이히팅부는 상기 리저브탱크에 설치되어 열전달유체의 온도를 감지하는 열전달유체 온도감지부;
상기 리저브탱크에 설치되어 열전달유체의 수위를 감지하는 열전달유체 수위감지부를 포함하고;
상기 제어부는 상기 열전달유체 온도감지부와 상기 열전달유체 수위감지부에 의해 각각 감지된 열전달유체의 온도와 수위에 따라 상기 순환부와 상기 전기히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 우레아 수용액 히팅장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the simple heating unit includes a heat transfer fluid temperature sensing unit installed in the reservoir tank and sensing a temperature of the heat transfer fluid;
And a heat transfer fluid level sensor installed in the reserve tank for sensing the level of the heat transfer fluid;
Wherein the control unit controls the circulation unit and the electric heater according to the temperature and the water level of the heat transfer fluid sensed by the heat transfer fluid temperature sensing unit and the heat transfer fluid level sensing unit, respectively.
제 2항에 있어서,
상기 간이히팅부는 케이스에 수용되어 모듈화되고;
상기 케이스는 상기 우레아 탱크의 둘레에 구비되는 고정부재에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 우레아 수용액 히팅장치.3. The method of claim 2,
The simplified heating portion is accommodated in the case and modularized;
Wherein the case is fixed by a fixing member provided around the urea tank.
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