KR20170100889A

KR20170100889A - 우레아 혼합 장치

Info

Publication number: KR20170100889A
Application number: KR1020160023324A
Authority: KR
Inventors: 김상철; 김득산; 이경종
Original assignee: 주식회사 더블유원
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2017-09-05

Abstract

차량의 배기관에 설치된 선택적 촉매 환원장치(SCR : Selective Catalytic Reduction)로 우레아 수용액과 공기를 혼합하여 공급하는 우레아 혼합 장치에 있어서, 펌핑블록(11)의 내부에 외부로부터 유입된 우레아 수용액이 유동할 수 있는 환원제 공급라인(11b)이 형성되고, 상기 펌핑블록(11)에 설치된 펌프(12)로 상기 우레아 수용액을 상기 환원제 공급라인(11b)로 펌핑하는 펌핑모듈(10)과, 상기 펌핑블록(11)에 일측에 체결되는 믹싱블록(21)의 내부에 상기 환원제 공급라인(11b)과 연통되는 배출라인(21a)이 형성되고, 상기 환원제 공급라인(11b)과 상기 배출라인(21a)이 연통되는 부위에서 상기 우레아 수용액과 외부로부터 유입된 공기를 혼합하여 상기 배출라인(21a)을 통하여 상기 선택적 촉매 환원장치로 공급하는 믹싱모듈(20)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

우레아 혼합 장치{UREA MIXING APPARATUS}

본 발명은 디젤 차량의 배기가스 정화에 사용되는 우레아 수용액을 분사하는 우레아 분사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2개의 블록 형태로 구성하고 그 내부에 우레아 수용액과 공기가 유동할 수 있는 유로를 형성하고, 상기 2개의 블록을 체결하여 구성되는 우레아 혼합 장치에 관한 것이다.

디젤 차량의 후처리 장치 중에서 선택적 촉매 환원장치(SCR : Selective Catalytic Reduction) 는 배기가스에 우레아 수용액을 분사하여, 상기 우레아 수용액이 환원제로 작용하여 질소산화물(NOx)가 제거되도록 한다.

이를 위해서, 차량의 내부에는 우레아 탱크에 저장된 우레아 수용액을 공기와 혼합하여 분사노즐로 공급하기 위한 우레아 혼합 장치가 구비된다.

종래기술에 따른 우레아 혼합 장치를 보면, 상기 우레아 혼합 장치의 바디 내부에 우레아 탱크로부터 공급되는 우레아 수용액을 공급받고, 상기 우레아 혼합 장치의 내부에서 우레아 수용액과 공기를 혼합하여 노즐로 배출한다.

그러나, 상기와 같은 종래기술에 따른 우레아 혼합 장치에 따르면, 상기 우레아 혼합 장치의 바디가 복잡한 형태의 외형을 갖고 있어서 상기 바디의 가공이 어렵고, 상기 바디의 형상이 복잡하여, 상기 바디에 각종 라인과 밸브, 센서 등을 설치하기가 용이하지 않은 문제점이 있었다.

또한, 상기 바디의 형태가 복합하여 우레아를 공급하거나 배출시키는 라인, 공기를 공급하는 라인를 연결하거나, 온도나 압력을 측정하는 센서를 장착하기가 불편하였다.

아울러, 상기 우레아 혼합 장치로부터 배출되는 우레아 수용액과 공기의 혼합물은 균일하게 혼합되어야 하는데, 상기 우레아 혼합 장치의 내부에서 균일하게 혼합되지 못하는 문제점이 있었다. 상기 우레아 수용액이 상기 우레아 혼합 장치의 내부를 통과하는 짧은 시간 동안, 상기 우레아 수용액과 공기가 고르게 혼합되어하는데, 상기 우레아 수용액과 공기가 균질하게 못하게 혼합되거나, 혼합된 이후에 다시 우레아 수용액과 공기가 분리되어, 균질하지 못한 상태로 노즐을 통하여 배기관으로 분사되는 문제점이 있었다.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 '환원제 투여 장치'에 관한 발명이 개시되어 있다.

KR 10-2002-0015702 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 블록의 형태로 형성되어 가공이 용이하고 외부에 연결되는 라인과 각종 센서 및 밸브의 설치가 용이한 우레아 혼합 장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 내부에서 공기와 우레아 수용액의 혼합을 촉진시킬 수 있는 우레아 혼합 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 우레아 혼합 장치는, 차량의 배기관에 설치된 선택적 촉매 환원장치(SCR : Selective Catalytic Reduction)로 우레아 수용액과 공기를 혼합하여 공급하는 우레아 혼합 장치에 있어서, 펌핑블록의 내부에 외부로부터 유입된 우레아 수용액이 유동할 수 있는 환원제 공급라인이 형성되고, 상기 펌핑블록에 설치된 펌프로 상기 우레아 수용액을 상기 환원제 공급라인로 펌핑하는 펌핑모듈과, 상기 펌핑블록에 일측에 체결되는 믹싱블록의 내부에 상기 환원제 공급라인과 연통되는 배출라인이 형성되고, 상기 환원제 공급라인과 상기 배출라인이 연통되는 부위에서 상기 우레아 수용액과 외부로부터 유입된 공기를 혼합하여 상기 배출라인을 통하여 상기 선택적 촉매 환원장치로 공급하는 믹싱모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 펌핑모듈에는, 우레아 탱크로부터 우레아 수용액이 유입되어 상기 펌프로 공급되는 환원제 유입라인이 형성되고, 상기 환원제 유입라인과 연통되고, 상기 환원제 유입라인으로부터 상기 펌핑모듈의 외부로 상기 우레아 수용액을 오버플로우시키는 환원제 리턴라인이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 환원제 리턴라인에는 상기 환원제 리턴라인을 개폐하는 제1솔레노이드밸브가 설치되고, 상기 환원제 유입라인 또는 상기 환원제 리턴라인 중 어느 하나에는 상기 우레아 수용액의 압력을 측정하는 압력센서가 설치되며, 상기 압력센서로부터 측정된 압력이 정해진 압력보다 크면, 상기 제1솔레노이드밸브가 개방되는 것을 특징으로 한다.

상기 환원제 유입라인, 상기 환원제 공급라인 및 상기 환원제 리턴라인은 상기 펌핑블록의 표면으로부터 드릴링 가공을 통하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 펌핑모듈에서 상기 환원제 공급라인의 단부에는 상기 펌프로부터 펌핑된 우레아 수용액이 역류하지 못하도록 체크밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 믹싱블록에서 상기 펌핑블록과 접하여 체결되는 부위에는 상기 환원제 공급라인으로부터 공급된 상기 우레아 수용액과, 상기 믹싱모듈의 외부로부터 유입되는 공기가 혼합되는 믹싱챔버가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 믹싱블록에는 상기 믹싱블록의 외부로부터 상기 믹싱챔버로 공기가 유입되는 에어공급라인이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 믹싱챔버는 상기믹싱챔버가 상기 환원제 공급라인과 연결되는 부위의 직경이 상기 믹싱챔버가 상기 에어공급라인과 연결되는 부위보다 직경이 크게 형성되고, 상기 믹싱챔버가 상기 환원제 공급라인과 연결되는 부위와 상기 믹싱챔버가 상기 에어공급라인과 연결되는 부위의 사이는 상기 믹싱챔버가 상기 에어공급라인과 연결되는 부위의 직경보다 작은 높이로 연통되는 것을 특징으로 한다.

상기 믹싱챔버에서는 상기 환원제 공급라인으로부터 상기 배출라인으로 유동하는 상기 우레아 수용액을 감싸는 방향으로 유입된 공기가 혼합된 후, 상기 배출라인으로 유동하는 것을 특징으로 한다.

상기 믹싱블록에는 상기 에어공급라인으로부터 상기 믹싱블록으로 유입되는 공기를 단속하기 위해 상기 에어공급라인을 개폐하는 제2솔레노이드밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 믹싱블록에서 상기 펌핑블록과 접하는 면에는 상기 믹싱챔버의 둘레를 따라 상기 믹싱챔버로부터 정해진 거리만큼 이격되고 일정한 깊이를 갖는 실링홈이 형성되고, 상기 실링홈에는 실링이 삽입되는 것을 특징으로 한다.

상기 배출라인, 상기 에어 공급라인은 상기 믹싱블록의 표면으로부터 드릴링 가공을 통하여 형성되고, 상기 믹싱챔버는 상기 펌핑블록의 표면으로부터 정해진 깊이로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 우레아 혼합장치에 따르면, 서로 체결되는 펑핑블록과 믹싱블록의 내부에 각각 우레아 수용액과 공기가 유동하고, 상기 우레아 수용액과 공기가 혼합되는 챔버를 구비하여, 상기 우레아 혼합 장치를 소형화함과 더불어 형상을 간단히 할 수 있다.

또한, 상기 우레아 수용액의 진행방향에 대하여 공기가 감싸는 형태로 소용돌이 치게 공급됨으로써, 상기 우레아 수용액과 상기 공기가 짧은 시간 동안 균질하게 혼합되도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 우레아 혼합장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 우레아 혼합장치에서 펌핑블록과 믹싱블록이 체결된 상태를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 우레아 혼합장치에서 펌핑블록과 믹싱블록이 체결된 상태를 도시한 배면 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 우레아 혼합장치에서 펌핑블록과 믹싱블록의 체결관계를 도시한 분해사시도.
도 5는 본 발명에 따른 우레아 혼합장치에서 펌핑블록과 믹싱블록이 체결된 상태를 도시한 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 우레아 혼합장치에서 펌핑블록과 체결되는 믹싱블록의 일측면을 도시한 측면도.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 우레아 혼합 장치에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 우레아 혼합 장치는 외부, 즉 우레아 탱크로부터 공급된 우레아 수용액을 펌핑시키는 펌핑모듈(10)과, 상기 우레아 수용액과 공기를 혼합시키는 믹싱모듈(20)을 포함한다.

펌핑모듈(10)은 펌핑블록(11)에 우레아 수용액이 유동할 수 있는 라인, 펌프(12), 각종 밸브 등이 설치될 수 있다.

펌핑블록(11)은 육면체의 블록 형태로 형성된다. 상기 펌핑블록(11)의 내부에는 상기 펌핑블록(11)의 내부로 우레아 수용액 탱크(미도시)로부터 우레아 수용액이 유입되도록 하는 환원제 유입라인(11a)과, 상기 펌핑블록(11)의 외부로 펌핑된 우레아 수용액을 공급하는 환원제 공급라인(11b)이 형성된다. 상기 환원제 유입라인(11a)에서 외부로 노출되는 부위에는 상기 우레아 수용액 탱크와 상기 펌핑블록(11)을 연결하는 호스, 파이프 등이 연결되는 환원제 유입구(13)가 형성된다. 여기서, 상기 환원제 유입라인(11a)과 상기 환원제 공급라인(11b)은 상기 펌핑블록(11)에서 서로 다른 면에서, 상기 펌핑블록(11)의 표면으로부터 상기 펌핑블록(11)의 내부로 향하여 형성되는 것이 바람직하다.

상기 펌핑블록(11)에는 상기 환원제 공급라인(11b)과 연통되게 환원제 리턴라인(11c)이 형성된다. 상기 환원제 공급라인(11b)의 압력이 높아지면, 상기 환원제 리턴라인(11c)을 통하여 상기 우레아 수용액을 외부로 오버플로우되도록 리턴시킨다.

또한, 상기 펌핑블록(11)에는 믹싱블록(20)과 체결을 위한 블록체결공(11d)이 형성되고, 펌프(12)를 설치하기 위한 펌프체결공(11e)이 형성된다.

펌프(12)는 상기 펌핑블록(11)에 설치된다. 상기 펌프(12)는 상기 펌핑블록(11)의 내부에 각각 위치하는 환원제 유입라인(11a)의 단부와 상기 환원제 공급라인(11b)의 단부 사이를 연결하도록 설치된다. 상기 펌프(12)는 상기 우레아 수용액을 가압한 상태로 상기 환원제 공급라인(11b)으로 우레아 수용액을 공급한다.

제1솔레노이드밸브(15)는 상기 환원제 리턴라인(11c)을 개폐하도록 상기 펌핑블록(11)에 설치된다. 상기 제1솔레노이드밸브(15)는 차량의 ECU(Electroinc Control Unit)으로부터 개방신호가 입력되면, 상기 환원제 리턴라인(11c)을 개방시켜 상기 환원제 공급라인(11b)의 압력을 낮춘다.

압력센서(14)는 상기 환원제 공급라인(11b) 또는 상기 환원제 리턴라인(11c)에 상기 펌프(12)로부터 배출된 우레아 수용액의 압력을 측정하기 위해 설치된다. 예컨대, 상기 환원제 공급라인(11b)과 연통되는 라인에 상기 압력센서(14)를 설치함으로써, 상기 펌프(12)로부터 배출된 우레아 수용액의 압력을 측정할 수 있다.

만약, 상기 압력센서(14)로부터 측정된 우레아 수용액의 압력이 정해진 압력을 넘는다면, 상기 제1솔레노이드밸브(15)를 개방시켜 일부 우레아 수용액을 외부로 오버플로우시켜 적정한 압력을 유지하도록 한다.

아울러, 상기 압력센서(14)를 설치하기 위하여, 상기 펌핑블록(11)의 표면으로부터 상기 환원제 유입라인(11a)을 향하도록 라인을 형성하고, 상기 라인에 압력센서(14)를 설치한 후, 상ㅍ기 라인의 입구를 캡(미도시) 등으로 폐쇄함으로써, 상기 압력센서(14)가 설치되도록 한다.

상기 환원제 공급라인(11b)의 단부에는 상기 펌프(12)로부터 펌핑된 상기 우레아 수용액이 상기 펌프(12)로 역류하지 못하고, 상기 펌프(12)로부터 펌핑된 우레아 수용액이 한쪽 방향(펌핑모듈에서 믹싱모듈 방향)으로만 유동하도록 체크밸브(16)가 설치된다. 상기 체크밸브(16)는 정해진 압력, 예컨대 3bar 이상에 오픈되도록 하여, 상기 펌프(12)에서 펌핑된 우레아 수용액의 압력이 상기 압력을 넘는 경우는 상기 펌핑모듈(10)에서 상기 믹싱모듈(20)로 유동하고, 상기 압력 이하에서의 유동 또는 반대방향의 유동은 차단한다.

믹싱모듈(20)은 상기 펌핑모듈(10)의 일측면에 설치된다.

상기 믹싱모듈(20)도 상기 펌핑모듈(10)과 같이, 믹싱블록(20)에 수용액이 유동할 수 있는 라인, 각종 밸브 등이 설치된다.

믹싱블록(20)은 육면체의 형태로 형성되고, 상기 믹싱블록(20)의 일측면이 상기 펌핑블록(11)의 일측면에 접하도록 배치된 상태에서, 상기 펌핑블록(11)에 체결된다.

상기 믹싱블록(20)의 내부에는 상기 우레아 수용액이 공기와 혼합된 상태로 외부로 배출되도록 하는 배출라인(21a)이 형성된다. 상기 배출라인(21a)은 상기 환원제 공급라인(11b)과 연통되도록 상기 믹싱블록(20)에서 상기 배출라인(21a)의 단부는 혼합액 배출구(23)와 연결되고, 상기 혼합액 배출구(23)는 선택적 촉매 환원장치(SCR : Selective Catalytic Reduction)의 분사노즐에 호스, 파이프 등으로 연결된다.

또한, 상기 믹싱블록(20)에는 외부로부터 상기 믹싱블록(20)의 내부로 공기를 유입하는 에어 공급라인(21c)이 형성된다. 상기 에어 공급라인(21c)은 상기 우레아 수용액과 혼합될 공기를 공급하기 위하여 상기 믹싱블록(20)의 표면으로부터 상기 배출라인(21a)으로 연결되도록 형성된다. 상기 에어 공급라인(21c)의 단부에 차량의 에어탱크 등에 연결되는 에어 유입구(24)가 설치된다.

상기 믹싱블록(20)에는 상기 믹싱블록(20)을 상기 펌핑블록(11)에 체결시킬 때, 체결볼트(26)가 상기 믹싱블록(20)을 관통하도록 관통공(21e)이 형성된다.

한편, 상기 우레아 수용액과 상기 공기의 혼합을 위해 믹싱챔버(21b)가 형성된다. 상기 믹싱챔버(21b)는 상기 믹싱블록(20)에서 상기 펌핑블록(11)과 접합되는 면에 일정한 깊이로 형성된다. 상기 믹싱챔버(21b)는 직경이 작게 형성되는 부위와 직경이 크게 형성되는 부위가 서로 연결되는 형태로 형성된다. 상기 믹싱챔버(21b)에서 직경이 작게 형성되는 부위는 상기 에어 공급라인(21c)과 연결되고, 직경이 크게 형성되는 부위는 상기 환원제 공급라인(11b) 및 배출라인(21a)과 연결된다. 상기 믹싱챔버(21b)에서 직경이 큰 부위와 작은 부위가 연결되는 통로는 직경이 큰 부위의 일측으로 치우치게 형성되어, 대략 상기 직경이 큰 부위의 접선방향이 된다.

상기 환원제 공급라인(11b)과 상기 배출라인(21a)은 서로 실질적으로 같은 높이에 배치되어 서로 연통되고, 상기 믹싱챔버(21b)에서는 한쪽, 즉 아래쪽으로 편심된 위치에 상기 환원제 공급라인(11b)과 상기 배출라인(21a)이 위치되도록 한다.

상기 환원제 공급라인(11b)과 상기 배출라인(21a)은 상기 믹싱챔버(21b)에서 직경에 큰 부위에서 서로 연통되므로, 상기 환원제 공급라인(11b)으로부터 상기 배출라인(21a)으로 유동한다.

이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 믹싱챔버(21b)에서는 상기 에어공급라인(21c)으로 유입된 공기는 상기 믹싱챔버(21b)에서 직경이 큰 부위에서 상기 우레아 수용액의 흐름을 감싸는 방향으로 유입되어 상기 우레아 수용액과 혼합된다.

상기 믹싱블록(20)에서 상기 믹싱챔버(21b)의 외측에는 실링홈(21d)이 형성된다. 상기 믹싱블록(20)에서 상기 믹싱챔버(21b)가 형성되는 면은 상기 믹싱블록(20)이 상기 펌핑블록(11)과 체결될 때, 상기 펌핑블록(11)에 접하게 된다. 이때, 상기 믹싱블록(20)과 상기 펌핑블록(11) 사이에서 상기 우레아 수용액과 상기 공기의 누설을 방지하기 위해 실링(25)이 설치된다. 상기 실링(25)은 상기 믹싱챔버(21b)가 형성된 상기 믹싱블록(20)의 일측 표면에서 상기 믹싱챔버(21b)의 둘레로부터 외측으로 이격되고, 상기 믹싱블록(20)의 표면으로부터 정해진 깊이로 형성된다.

제2솔레노이드밸브(22)는 상기 에어공급라인(21c)으로부터 상기 믹싱블록(21b)으로 유입되는 공기를 단속하기 위해 상기 에어공급라인(21c)을 개폐하도록 상기 믹싱블록(20)에 설치된다. 상기 제2솔레노이드밸브(22)이 개방되면, 상기 에어유입구(24)로부터 상기 믹싱챔버(21b)로 공기 공급할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 우레아 혼합 장치는 상기 펌핑모듈(10)과 상기 믹싱모듈(20)을 구성하는 펌핑블록(11)과 상기 믹싱블록(20)이 직육면체 형태의 블록으로 형성되고, 상기 블록을 드릴링 가공 등을 통하여, 내부에 각종 라인을 형성하거나, 상기 펌프(12), 밸브를 설치하기 위한 공간을 형성한다.

상기 펌핑블록(11)에서 상기 환원제 유입라인(11a), 상기 환원제 공급라인(11b) 및 상기 환원제 리턴라인(11c)은 상기 펌핑블록(11)의 표면으로부터 내부를 향하도록 형성되는데, 상기 라인들을 드릴링 가공으로 형성되도록 할 수 있다. 아울러, 상기 펌핑블록(11)에서 상기 펌프(12)가 설치되는 공간과 상기 제1솔레노이드밸브(15)가 설치되는 공간 및 상기 환원제 공급라인(11b)이 상기 펌프(12)와 연결되는 부위, 상기 환원제 리턴라인(11c)과 상기 제1솔레노이드브밸브(15)가 연결되는 부위도 상기 펌핑블록(11)의 표면으로부터 내부를 향하도록 가공된다.

마찬가지로, 상기 믹싱블록(20)에서도 상기 에어 공급라인(21c), 배출라인(21a)이 상기 믹싱블록(20)의 표면으로부터 내부를 향하도록 드릴링 가공에 의해 형성되고, 상기 믹싱챔버(21b), 상기 제2솔레노이드밸브(22)가 설치되는 공간도 상기 믹싱블록(20)의 표면으로부터 내부를 향하도록 가공된다.

상기 우레아 혼합 장치를 2개의 블록으로 형성함으로써, 2개의 블록이 접하는 면에 상기 체크밸브(16)를 설치하기 위한 공간이나, 믹싱챔버(21b)와 같이 외부로부터 드릴링 가공을 통하여 형성할 수 없는 공간을 형성하기 위함이다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 우레아 혼합 장치의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 선택적 촉매 환원장치(SCR)로 우레아 수용액을 공급하기 위해서, 차량의 ECU에 의해 상기 펌프(12)가 작동한다. 상기 펌프(12)가 작동하면, 환원제, 즉 우레아 수용액은 우레아 탱크로부터 상기 환원제 유입라인(11a)을 통하여 상기 펌핑모듈(10)로 유입된 후, 상기 펌프(12)에 의해 가압되어 상기 환원제 공급라인(11b)으로 배출된다. 상기 환원제 공급라인(11b)은 상기 믹싱챔버(21b)와 연통되어 있으므로, 상기 우레아 수용액은 상기 환원제 유입라인(11a)으로부터 상기 믹싱챔버(21b)쪽으로 유동된다.

이때, 상기 제2솔레노이드 밸브(22)가 개방되면 상기 믹싱챔버(21b)에서 상기 우레아 수용액과 공기가 혼합된다. 상기 믹싱챔버(21b)에서는 상기 환원제 공급라인(11b)으로부터 상기 배출라인(21a)으로 우레아 수용액이 유동하고, 상기 믹싱챔버(21b)에서 직경이 큰 부위에서 상기 우레아 수용액의 유동을 감싸는 방향으로 공기가 유입되어 상기 우레아 수용액과 상기 공기가 서로 혼합되어, 상기 배출라인(21a)으로 유동된다. 상기 믹싱챔버(21b)에서, 편심된 위치에 상기 환원제 공급라인(11b)과 상기 배출라인(21a)이 연통되고, 상기 믹싱챔버(21b)에서 직경이 큰 부위와 작은 부위를 연결하는 부위가 한쪽에 치우쳐 형성되어 있기 때문에 상기 믹싱챔버(21b)의 내부를 상기 우레아 수용액이 유동하는 동안 측방향으로 유입된 공기와의 혼합이 촉진된다.

한편, 상기 압력센서(14)에서 측정된 압력이 미리 설정된 압력보다 높으면, 상기 ECU는 상기 제1솔레노이드밸브(15)를 개방시켜 상기 환원제 공급라인(11b)에 있는 우레아 수용액의 일부를 외부로 배출되도록 함으로써, 적정압력을 유지하도록 한다.

10 : 펌핑모듈 11 : 펌핑블록
11a : 환원제 유입라인 11b : 환원제 공급라인
11c : 환원제 리턴라인 11d : 블록체결공
11e : 펌프체결공 12 : 펌프
13 : 환원제 유입구 14 : 압력센서
15 : 제1솔레노이드밸브 16 : 체크밸브
20 : 믹싱모듈 21 : 믹싱블록
21a : 배출라인 21b : 믹싱챔버
21c : 에어 공급라인 21d : 실링홈
21e : 관통공 22 : 제2솔레노이브밸브
23 : 혼합액 배출구 24 : 에어 유입구
25 : 실링 26 : 체결볼트

Claims

차량의 배기관에 설치된 선택적 촉매 환원장치(SCR : Selective Catalytic Reduction)로 우레아 수용액과 공기를 혼합하여 공급하는 우레아 혼합 장치에 있어서,
펌핑블록의 내부에 외부로부터 유입된 우레아 수용액이 유동할 수 있는 환원제 공급라인이 형성되고, 상기 펌핑블록에 설치된 펌프로 상기 우레아 수용액을 상기 환원제 공급라인로 펌핑하는 펌핑모듈과,
상기 펌핑블록에 일측에 체결되는 믹싱블록의 내부에 상기 환원제 공급라인과 연통되는 배출라인이 형성되고, 상기 환원제 공급라인과 상기 배출라인이 연통되는 부위에서 상기 우레아 수용액과 외부로부터 유입된 공기를 혼합하여 상기 배출라인을 통하여 상기 선택적 촉매 환원장치로 공급하는 믹싱모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 우레아 혼합 장치.
제1항에 있어서,
상기 펌핑모듈에는,
우레아 탱크로부터 우레아 수용액이 유입되어 상기 펌프로 공급되는 환원제 유입라인이 형성되고,
상기 환원제 유입라인과 연통되고, 상기 환원제 유입라인으로부터 상기 펌핑모듈의 외부로 상기 우레아 수용액을 오버플로우시키는 환원제 리턴라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 우레아 혼합 장치.
제2항에 있어서,
상기 환원제 리턴라인에는 상기 환원제 리턴라인을 개폐하는 제1솔레노이드밸브가 설치되고,
상기 환원제 유입라인 또는 상기 환원제 리턴라인 중 어느 하나에는 상기 우레아 수용액의 압력을 측정하는 압력센서가 설치되며,
상기 압력센서로부터 측정된 압력이 정해진 압력보다 크면, 상기 제1솔레노이드밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 우레아 혼합 장치.
제2항에 있어서,
상기 환원제 유입라인, 상기 환원제 공급라인 및 상기 환원제 리턴라인은 상기 펌핑블록의 표면으로부터 드릴링 가공을 통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 우레아 혼합 장치.
제1항에 있어서,
상기 펌핑모듈에서 상기 환원제 공급라인의 단부에는 상기 펌프로부터 펌핑된 우레아 수용액이 역류하지 못하도록 체크밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 우레아 혼합 장치.
제1항에 있어서,
상기 믹싱블록에서 상기 펌핑블록과 접하여 체결되는 부위에는 상기 환원제 공급라인으로부터 공급된 상기 우레아 수용액과 상기 믹싱모듈의 외부로부터 유입되는 공기가 혼합되는 믹싱챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 우레아 혼합 장치.
제6항에 있어서,
상기 믹싱블록에는 상기 믹싱블록의 외부로부터 상기 믹싱챔버로 공기가 유입되는 에어 공급라인이 형성되는 것을 특징으로 하는 우레아 혼합 장치.
제7항에 있어서,
상기 믹싱챔버는 상기 믹싱챔버가 상기 환원제 공급라인과 연결되는 부위의 직경이 상기 믹싱챔버가 상기 에어공급라인과 연결되는 부위보다 직경이 크게 형성되고,
상기 믹싱챔버가 상기 환원제 공급라인과 연결되는 부위와 상기 믹싱챔버가 상기 에어공급라인과 연결되는 부위의 사이는 상기 믹싱챔버가 상기 에어공급라인과 연결되는 부위의 직경보다 작은 높이로 연통되는 것을 특징으로 하는 우레아 혼합 장치.
제8항에 있어서,
상기 믹싱챔버에서는
상기 환원제 공급라인으로부터 상기 배출라인으로 유동하는 상기 우레아 수용액을 감싸는 방향으로 유입된 공기가 혼합된 후, 상기 배출라인으로 유동하는 것을 특징으로 하는 우레아 혼합 장치.
제6항에 있어서,
상기 믹싱블록에는 상기 에어공급라인으로부터 상기 믹싱블록으로 유입되는 공기를 단속하기 위해 상기 에어공급라인을 개폐하는 제2솔레노이드밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 우레아 혼합 장치.
제6항에 있어서,
상기 믹싱블록에서 상기 펌핑블록과 접하는 면에는 상기 믹싱챔버의 둘레를 따라 상기 믹싱챔버로부터 정해진 거리만큼 이격되고 일정한 깊이를 갖는 실링홈이 형성되고,
상기 실링홈에는 실링이 삽입되는 것을 특징으로 하는 우레아 혼합 장치.
제7항에 있어서,
상기 배출라인, 상기 에어 공급라인은 상기 믹싱블록의 표면으로부터 드릴링 가공을 통하여 형성되고,
상기 믹싱챔버는 상기 펌핑블록의 표면으로부터 정해진 깊이로 형성되는 것을 특징으로 하는 우레아 혼합 장치.