KR20180003118A - 환원제 분사장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 환원제 분사장치에 관한 것으로, 환원제 분사장치는 환원제가 분사되는 복수의 분사노즐과 상기 복수의 분사노즐이 설치된 공급관 그리고 상기 공급관 내부에 배치되어 상기 복수의 분사노즐로 환원제를 공급 시키는 복수의 환원제 유로를 포함하는 환원제 분사 모듈과, 공급되는 환원제를 상기 복수의 환원제 유로로 분배하는 복수의 환원제 분배라인을 포함하는 환원제 공급부, 및 상기 공급관 내부를 통해 상기 복수의 분사노즐로 유체가 분사되도록 유체를 공급하는 유체 공급부를 포함한다.

Description

환원제 분사장치{REDUCING AGENT INJECTION APPARATUS}
본 발명의 실시예는 환원제 분사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공급되는 환원제를 배기가스 또는 환원제 분해챔버 내부에 효과적으로 분사시킬 수 있는 환원제 분사장치에 관한 것이다.
일반적으로 환원제 분사장치는 공급되는 환원제를 배기가스 또는 촉매 전방에 분사시켜 배기가스에 포함된 질소산화물이 촉매를 통과하며 질소 또는 물(수증기)로 분해되도록 한다. 일반적인 환원제는 요소수(UREA) 또는 암모니아 등을 포함한다.
하지만, 환원제 분사장치에서 분사되는 환원제가 석출되어 환원제 분사장치 내부를 폐쇄시키는 경우, 배기가스에 환원제 공급이 원활히 이루어지지 못해 배기가스의 정화효율이 저하되는 문제점이 있다.
이를 극복하기 위해 복수의 환원제 분사장치를 설치하는 경우, 이들 각각의 환원제 분사장치로 공급되는 배관 등에 의해 설치공간의 자유도가 저감되는 문제점이 있다. 즉, 복수의 환원제 분사장치를 설치하기 위해 일정부분의 공간이 요구되어 컴팩트한 배기가스 저감장치를 구현하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 공급되는 환원제를 배기가스 또는 환원제 분해챔버 내부에 효과적으로 분사시킬 수 있는 환원제 분사장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 환원제 분사장치는 환원제가 분사되는 복수의 분사노즐과 상기 복수의 분사노즐이 설치된 공급관 그리고 상기 공급관 내부에 배치되어 상기 복수의 분사노즐로 환원제를 공급 시키는 복수의 환원제 유로를 포함하는 환원제 분사 모듈과, 공급되는 환원제를 상기 복수의 환원제 유로로 분배하는 복수의 환원제 분배라인을 포함하는 환원제 공급부, 및 상기 공급관 내부를 통해 상기 복수의 분사노즐로 유체가 분사되도록 유체를 공급하는 유체 공급부를 포함한다.
또한, 상술한 환원제 분사장치는 상기 복수의 분사노즐 중 어느 하나 이상의 분사노즐을 통해 분사되는 환원제를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 환원제 분사부는 상기 복수의 환원제 분배라인에 각각 설치되어 상기 복수의 분사노즐로 분사되는 환원제의 분사 유량 신호를 검출하는 복수의 분사유량 검출부재와, 상기 복수의 환원제 분배라인에 각각 설치되어 상기 복수의 분사유량 검출부재에서 검출한 환원제의 분사유량에 따라 상기 제어부에 의해 제어되는 복수의 환원제 제어밸브를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 복수의 분사유량 검출부재로부터 검출된 유량 신호에 따라 상기 복수의 환원제 유로 중 어느 하나의 막힘을 판단하고, 상기 막힘으로 판단된 환원제 유로로 환원제 공급이 차단되도록 상기 복수의 환원제 제어밸브 중 어느 하나의 환원제 제어밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 환원제 분사장치.
또한, 상기 환원제 공급부는 환원제가 저장된 환원제 탱크와, 상기 환원제 탱크와 상기 복수의 환원제 분배라인을 연결하며 상기 복수의 환원제 분배라인으로 환원제를 공급하는 환원제 공급라인을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 환원제 공급부는 상기 환원제 공급라인 상에 설치되어 상기 환원제 공급라인을 통과하는 환원제의 공급유량을 검출하는 공급유량 검출부재와, 상기 복수의 환원제 분배라인에 각각 설치되며 상기 제어부에 의해 제어되는 복수의 환원제 제어밸브를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 공급유량 검출부재로부터 검출된 환원제 공급유량과 기설정된 환원제 공급유량을 비교하여, 상기 복수의 환원제 제어밸브 중 어느 하나의 환원제 제어밸브를 제어하여 상기 복수의 분사노즐 중 어느 하나의 분사노즐로 공급되는 환원제 공급을 차단시킬 수 있다.
또는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 환원제 분사장치는 환원제가 분사되는 복수의 분사노즐과 상기 복수의 분사노즐이 설치된 공급관과 상기 공급관 내부에 배치되어 상기 복수의 분사노즐로 환원제를 공급 시키는 복수의 환원제 유로 그리고 상기 복수의 환원제 유로와 이격되어 배치되며 상기 복수의 분사노즐로 유체를 공급시키는 복수의 유체 유로를 포함하는 환원제 분사 모듈과, 공급되는 환원제를 상기 복수의 환원제 유로로 분배하는 복수의 환원제 분배라인을 포함하는 환원제 공급부, 및 공급되는 유체를 상기 복수의 유체 유로로 분배하는 복수의 유체 분배라인을 포함하는 유체 공급부를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 환원제 분사장치는 공급되는 환원제를 복수의 환원제 노즐에 균일하게 공급하여 배기가스 또는 환원제 분해챔버 내부에 환원제를 효과적으로 분사시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분사장치를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 4는 도 1의 동작과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분사장치를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분사장치(101)를 설명한다.
환원제 분사장치(101)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 환원제 분사 모듈(200)과 환원제 공급부(300) 그리고 유체 공급부(400)를 포함한다.
환원제 분사 모듈(200)은 복수의 분사노즐(211,212)과 공급관(240) 그리고 복수의 환원제 유로(221,222)를 포함한다.
복수의 분사노즐(211,212)을 통해 환원제가 분사된다. 즉, 복수의 분사노즐(211,212)을 환원제가 배기가스 또는 환원제 분해챔버 내부에서 분사되도록 안내한다.
공급관(240) 상에는 복수의 분사노즐(211,212)이 설치된다. 구체적으로, 공급관(240)은 내부가 중공형으로 형성되고 일방향으로 길게 형성된다. 복수의 분사노즐(211,212)은 서로 이격되어 공급관(240) 상에 길이방향을 따라 설치될 수 있다. 즉, 공급관(240)은 복수의 분사노즐(211,212)이 설치되도록 지지할 수 있다.
환원제 유로(221,222)는 공급관(240) 내부에 배치되며 복수로 형성된다. 즉, 복수의 환원제 유로(221,222)가 공급관(240) 내부에 배치되어 복수의 분사노즐(211,212)로 환원제를 공급한다.
구체적으로, 복수의 환원제 유로(221,222)가 중공형의 공급관(240) 내부에 배치될 수 있다.
환원제 공급부(300)는 복수의 환원제 유로(221,222)로 공급되는 환원제를 분배시켜 공급한다. 또한, 환원제 공급부(300)는 공급관(240) 내부에 배치된 복수의 환원제 유로(221,222)의 일단에 각각 연결된다. 즉, 복수의 환원제 유로(221,222)의 일단부는 복수의 환원제 분배라인(331,332)과 연결되고, 복수의 환원제 유로(221,222)의 타단부는 복수의 분사노즐(211,212)과 연결된다.
유체 공급부(400)는 공급관(240) 내부를 통해 복수의 분사노즐(211,212)로 유체가 분사되도록 유체를 공급한다. 구체적으로, 유체 공급부(400)는 공급관(240) 내주면과 복수의 환원제 유로(221,222)의 내주면 사이로 유체를 공급하여 복수의 분사노즐(211,212)을 통해 유체가 분사되도록 한다.
일예로, 복수의 분사노즐(211,212)은 복수의 유체가 분사될 수 있는 이유체 노즐이며, 복수의 분사노즐(211,212)을 통해 환원제 및 유체가 함께 분사될 수 있다.
따라서, 환원제 분사장치(101)는 환원제 분사 모듈(200)을 포함하고 있어, 하나의 환원제 분사 유로에 막힘 현상이 발생하여도 효과적으로 환원제를 분사시킬 수 있다. 또한, 공급관(240) 상에 복수의 분사노즐(211,212)이 설치되어 있어, 설치공간이 많이 요구되지 않아 컴팩트하게 설치할 수 있다. 그리고, 공급관(240) 내부에 복수의 환원제 유로(221,222)가 배치되어 있어, 복수의 분사노즐(211,212) 중 어느 하나로 환원제가 분사되도록 개별적으로 조절할 수 있다.
또한, 공급관(240) 내부에 복수의 환원제 유로(221,222)가 배치되어 있어, 환원제를 공급 시 유량을 균일하게 복수의 분사노즐(211,212)로 공급시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분사장치(101)는 제어부(500)를 더 포함할 수 있다.
제어부(500)는 복수의 분사노즐(211,212) 중 어느 하나 이상의 분사노즐을 통해 환원제가 분사되도록 할 수 있다. 구체적으로, 제어부(500)는 복수의 환원제 분배라인(331,332) 중 어느 하나로 공급되는 환원제를 차단시켜, 복수의 환원제 유로(221,222) 중 환원제 공급이 차단된 환원제 분배라인과 연결된 환원제 유로로 공급되는 환원제가 차단된다. 따라서, 제어부(500)는 복수의 분사노즐(211,212) 중 환원제 공급이 차단된 환원제 유로와 연결된 분사노즐을 통해서는 환원제가 분사되지 않도록 제어할 수 있다.
즉, 제어부(500)는 복수의 분사노즐(211,212)로 분사되는 환원제의 분사를 개별적으로 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분사장치(101)의 환원제 공급부(300)는 복수의 분사유량 검출부재(361,362)와 복수의 환원제 제어밸브(371,372)를 더 포함할 수 있다.
복수의 분사유량 검출부재(361,362)는 복수의 환원제 분배라인(331,332) 상에 각각 설치될 수 있다.
복수의 분사유량 검출부재(361,362)는 각각의 환원제 분배라인(331,332)을 통과하는 환원제의 유량 또는 압력을 검출한다. 즉, 복수의 분사유량 검출부재(361,362)는 복수의 분사노즐(211,212)로 분사되는 환원제의 분사 유량 신호를 검출할 수 있다.
구체적으로, 복수의 환원제 분배라인(331,332)의 복수의 환원제 유로(221,222)와 연결되고 복수의 환원제 유로(221,222)가 복수의 분사노즐(211,212)과 연결되어 있어, 복수의 분사유량 검출부재(361,362)는 복수의 분사노즐(211,212)로 분사되는 환원제의 분사 유량 신호를 검출할 수 있다.
복수의 환원제 제어밸브(371,372)는 복수의 환원제 분배라인(331,332)에 각각 설치되어 제어부(500)에 의해 제어될 수 있다. 구체적으로, 제어부(500)는 복수의 환원제 제어밸브(371,372) 중 어느 하나를 제어하여, 복수의 분사노즐(211,212) 중 어느 하나로 환원제 분사가 중지되도록 제어할 수 있다. 즉, 제어부(500)는 복수의 환원제 제어밸브(371,372)를 제어하여 복수의 분사노즐(211,212)을 통해 분사되는 환원제가 분사 또는 분사중지 되도록 제어할 수 있다.
또한, 복수의 환원제 제어밸브(371,372)는 복수의 분사유량 검출부재(361,362)에서 검출한 환원제 분사 유량 신호 정보에 따라 제어부(500)에 의해 제어될 수 있다. 즉, 제어부(500)는 복수의 분사유량 검출부재(361,362)에서 검출한 환원제 분사 유량 신호 정보에 따라 복수의 환원제 제어밸브(371,372)를 제어하여 복수의 분사노즐(211,212)을 통해 분사되는 환원제 분사를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분사장치(101)의 제어부(500)는 복수의 분사유량 검출부재(361,362)에서 검출한 환원제 분사유량에 따라 복수의 환원제 유로(221,222)의 막힘을 판단한다.
제어부(500)는 복수의 분사유량 검출부재(361,362)가 각각의 환원제 분배라인(331,332)을 통과하는 환원제 유량을 기초로 유량 신호를 검출하면, 이 정보를 기초로 복수의 환원제 분배라인(331,332)과 연결된 환원제 유로(221,222)의 막힘을 판단한다. 유량 신호는 복수의 분사유량 검출부재(361,362)가 유량 센서인 경우, 환원제 유량일 수 있다. 또는, 복수의 분사유량 검출부재(361,362)가 유량 스위치인 경우 이들이 설정된 값에 의해 조작될 때 발생되는 전기적 신호일 수 있다.
구체적으로, 제어부(500)는 복수의 분사유량 검출부재(361,362)가 각각 검출하는 유량 신호를 기준으로 복수의 환원제 유로(221,222) 중 어느 하나의 막힘을 판단할 수 있다.
또는, 제어부(500)는 복수의 분사유량 검출부재(361,362)가 각각 검출하는 유량 신호를 기초로 현재의 환원제 분사유량과 기설정된 환원제 분사유량을 비교하여, 복수의 분사유량 검출부재(361,362) 중 어느 하나의 분사유량 검출부재가 검출한 환원제 분사유량이 기설정된 환원제 분사유량보다 낮은 경우 이와 연결된 환원제 유로에 막힘이 발생하였다고 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(500)는 복수의 환원제 제어밸브(371,372) 중 환원제 유로에 막힘이 발생하였다고 판단되는 환원제 유로와 연결된 환원제 분배라인 상에 설치된 환원제 제어밸브가 닫히도록 제어할 수 있다.
따라서, 제어부(500)는 복수의 환원제 유로(221,222) 중 어느 하나가 막혔다고 판단한 경우 이로 공급되는 환원제 공급을 차단시킬 수 있다. 즉, 제어부(500)는, 막힘 현상이 발생환 환원제 분사유로로 계속 환원제가 공급되는 경우, 환원제 공급을 안내하는 환원제 유로 또는 환원제 분배라인에 가해지는 가압에 의해 이들이 파손 또는 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
이때, 유체 공급부(400)를 통해 공급된 유체는 복수의 분사노즐(211,212)을 통해 계속 분사될 수 있다. 따라서, 유체 공급부(400)를 통해 공급되는 유체는 복수의 분사노즐(211,212)로 계속 분사될 수 있어, 배기가스 등에 포함된 이물질 등이 환원제 분사가 중지된 환원제 분사노즐에 부착되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
즉, 유체 공급부(400)를 통해 공급된 유체는 중공형의 공급관(240) 내부를 통해 복수의 분사노즐(211,212)로 전달될 수 있어, 환원제 분사가 중지된 환원제 분사노즐에도 효과적으로 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분사장치(101)의 환원제 공급부(300)는 환원제 탱크(310)와 환원제 공급라인(320)을 더 포함할 수 있다.
환원제 탱크(310)에는 환원제가 저장될 수 있다. 즉, 환원제 탱크(310)는 환원제 분사노즐(211,212)을 통해 분사될 환원제가 저장될 수 있다.
환원제 공급라인(320)은 환원제 탱크(310)와 복수의 환원제 분배라인(331,332) 사이를 연결할 수 있다. 구체적으로, 환원제 공급라인(320)은 환원제 탱크(310)에 저장된 환원제가 복수의 환원제 분배라인(331,332)을 통해 분기되도록 환원제 공급을 안내할 수 있다. 따라서, 환원제 공급라인(320)을 통과하는 환원제는 복수의 환원제 분배라인(331,332)을 따라 분기되어 환원제 유로(221,222)를 통해 분사노즐(211,212)로 분사될 수 있다.
즉, 환원제 공급라인(320)은 환원제 유로(221,222)와 연결되지 않은 반대쪽의 환원제 분배라인(331,332)과 연결될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분사장치(101)의 환원제 공급부(300)는 공급유량 검출부재(340)와 복수의 환원제 제어밸브(371,372)를 더 포함할 수 있다.
공급유량 검출부재(340)는 환원제 공급라인(320) 상에 설치될 수 있다. 또한, 공급유량 검출부재(340)는 환원제 공급라인(320)을 통과하는 환원제의 공급유량을 검출할 수 있다. 즉, 공급유량 검출부재(340)는 환원제 탱크(310)에 저장된 환원제가 환원제 공급라인(320)을 따라 복수의 분사노즐(211,212)로 공급되는 환원제의 공급유량을 검출할 수 있다.
복수의 환원제 제어밸브(371,372)는 복수의 환원제 분배라인(331,332) 상에 각각 설치될 수 있다. 또한, 복수의 환원제 제어밸브(371,372)는 제어부(500)에 의해 제어될 수 있다. 구체적으로, 복수의 환원제 제어밸브(371,372)는 복수의 환원제 분배라인(331,332) 상에 각각 설치되어 복수의 환원제 분배라인(331,332)을 개방 또는 폐쇄시켜 환원제의 흐름을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분사장치(101)의 제어부(500)는 공급유량 검출부재(340)가 검출된 환원제 공급유량 정보와 기설정된 환원제 공급유량을 비교하여 복수의 환원제 제어밸브(371,372) 중 어느 하나 이상의 제어시점을 판단할 수 있다.
제어부(500)는 공급유량 검출부재(340)로부터 현재의 환원제 공급유량과 기설정된 환원제 공급유량을 비교하여, 현재의 환원제 공급유량이 기설정된 환원제 공급유량에 도달한 경우 복수의 환원제 제어밸브(371,372) 중 어느 하나의 환원제 제어밸브가 폐쇄되도록 제어하여 복수의 분사노즐(211,212) 중 이와 연결된 환원제 분사노즐로 환원제가 분사되는 것을 중지시킬 수 있다.
또는, 제어부(500)는 공급유량 검출부재(340)로부터 현재의 환원제 공급유량과 기설정된 환원제 공급유량을 비교하여, 현재의 환원제 공급유량이 기설정된 환원제 공급유량에 도달하지 못한 경우 복수의 환원제 제어밸브(371,372) 중 어느 하나의 환원제 제어밸브를 더 개방시켜 복수의 분사노즐(211,212) 중 이와 연결된 환원제 분사노즐로 환원제 분사가 되도록 할 수 있다.
즉, 제어부(500)는 공급유량 검출부재(340)로부터 검출된 환원제 공급유량과 기설정된 환원제 공급유량을 비교하여, 복수의 환원제 제어밸브(371,372) 중 어느 하나를 제어하여 환원제 분사량을 조절할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 공급장치(102)를 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 공급장치(102)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 환원제 분사 모듈(200)과 환원제 공급부(300) 그리고 유체 공급부(400)를 포함한다.
환원제 분사 모듈(200)은 복수의 분사노즐(211,212)과 공급관(240)과 복수의 환원제 유로(221,222) 그리고 복수의 유체 유로(251,252)를 포함한다.
복수의 분사노즐(211,212)을 통해 환원제가 분사된다. 즉, 복수의 분사노즐(211,212)을 환원제가 배기가스 또는 환원제 분해챔버 내부에서 분사되도록 안내한다.
공급관(240) 상에는 복수의 분사노즐(211,212)이 설치된다. 구체적으로, 공급관(240)은 내부가 중공형으로 형성되고 일방향으로 길게 형성된다. 복수의 분사노즐(211,212)은 서로 이격되어 공급관(240) 상에 길이방향을 따라 설치될 수 있다. 즉, 공급관(240)은 복수의 분사노즐(211,212)이 설치되도록 지지할 수 있다.
환원제 유로(221,222)는 공급관(240) 내부에 배치되며 복수로 형성된다. 즉, 복수의 환원제 유로(221,222)가 공급관(240) 내부에 배치되어 복수의 분사노즐(211,212)로 환원제를 공급한다.
구체적으로, 복수의 환원제 유로(221,222)가 중공형의 공급관(240) 내부에 배치될 수 있다.
유체 유로(251,252)는 공급관(240) 내부에서 환원제 유로(221,222)와 이격되어 배치된다. 또한, 복수의 유체 유로(251,252)는 복수의 분사노즐(211,212)로 유체를 공급시켜 복수의 분사노즐(211,212)을 통해 유체가 분사되도록 한다.
환원제 공급부(300)는 복수의 환원제 유로(221,222)로 공급되는 환원제를 분배시켜 공급한다. 또한, 복수의 환원제 분배라인(331,332)은 공급관(240) 내부에 배치된 복수의 환원제 유로(221,222)의 일단에 각각 연결된다. 즉, 복수의 환원제 유로(221,222)의 일단부는 복수의 환원제 분배라인(331,332)과 연결되고, 복수의 환원제 유로(221,222)의 타단부는 복수의 분사노즐(211,212)과 연결된다.
유체 공급부(400)는 복수의 유체 유로(251,252)로 공급되는 유체를 분배시켜 공급한다. 또한, 복수의 유체 분배라인(431,432)은 공급관(240) 내부에 배치된 복수의 유체 유로(251,252)의 일단에 각각 연결된다. 즉, 복수의 유체 유로(251,252)의 일단부는 복수의 환원제 분배라인(331,332)과 연결되고, 복수의 환원제 유로(221,222)의 타단부는 복수의 분사노즐(211,212)과 연결된다. 일예로, 복수의 분사노즐(211,212)은 복수의 유체가 분사될 수 있는 이유체 노즐이며, 복수의 분사노즐(211,212)을 통해 환원제 및 유체가 함께 분사될 수 있다.
따라서, 환원제 분사 모듈(200)은 하나의 공급관(240) 상에 복수의 분사노즐(211,212) 및 이들로 각각 환원제를 공급시킬 수 있는 복수의 환원제 유로(221,222)와 이들로 각각 유체를 공급시킬 수 있는 복수의 유체 유로(251,252)가 배치되어, 좁은 설치공간 상에서도 효과적으로 설치할 수 있다. 그리고, 환원제 분사 모듈(200)의 공급관(240) 내부에 복수의 유체 유로(251,252)가 배치되어 있어, 압력 저하 없이 복수의 분사노즐(211,212)로 각각 유체를 효과적으로 공급시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분사장치(102)는 본 발명의 제1 실시예의 환원제 분사장치(101)와 동일한 복수의 분사유량 검출부재(361,362)와 복수의 환원제 제어밸브(371,372)와 환원제 탱크(310)와 환원제 공급라인(320)과 공급유량 검출부재(340)와 복수의 환원제 제어밸브(371,372) 그리고 제어부(500)를 더 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분사장치(102)의 유체 공급부(400)는 유체가 저장된 유체 저장 탱크(410)와 유체 공급라인(420)을 더 포함할 수 있다.
유체 저장 탱크(410) 내부에는 압축 유체가 저장될 수 있다. 일예로, 유체 저장 탱크(410) 내부에 저장된 유체는 압축공기일 수 있다.
유체 공급라인(420)은 유체 저장 탱크(410)와 복수의 유체 분배라인(431,432) 사이에 배치되어, 유체 저장 탱크(410)로부터 공급된 유체가 각각의 유체 분배라인(431,432)으로 분배되도록 안내할 수 있다. 따라서, 유체 공급부(400)는 환원제 분사 모듈(200)의 공급관(240) 내부에 배치된 복수의 유체 유로(251,252)로 유체를 효과적으로 분배시킬 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원제 분사장치(101)의 동작과정을 설명한다.
배기가스 또는 환원제 분해챔버 내부로 환원제를 분사하는 경우, 제어부(500)는 현재의 엔진의 부하 또는 배기가스에 포함된 질소산화물의 농도에 따라 기설정된 환원제 유량을 환원제 분사 모듈(200)로 공급한다.
구체적으로, 제어부(500)는 환원제 공급라인(320)에 설치된 공급 유량 제어밸브(350)의 개도량을 조절하여 기설정된 환원제 유량만큼 환원제가 공급되도록 제어한다. 이때, 제어부(500)는 공급유량 검출부재(340)를 통해 현재 환원제 공급라인(320)을 통과하는 환원제의 공급유량을 확인한다.
또한, 환원제 공급라인(320)을 따라 이동하는 환원제는 복수의 환원제 분배라인(331,332)을 따라 각각 분배된다. 구체적으로, 환원제는 제1 환원제 분배라인(331)과 제2 환원제 분배라인(332)을 따라 분배된다.
제1 환원제 분배라인(331)을 통과하는 환원제는 복수의 환원제 유로(221,222) 중 제1 환원제 유로(221)로 유입된다. 구체적으로, 제1 환원제 분배라인(331)의 일단부는 환원제 공급라인(320)과 연결되고, 제1 환원제 분배라인(331)의 타단부는 환원제 분사 모듈(200)의 공급관(240) 일측에 형성되어 제1 환원제 유로(221)와 연통되는 제1 환원제 포트(231)와 연결된다.
제1 환원제 유로(221)로 유입된 환원제는 제1 분사노즐(211)을 통해 분사될 수 있다.
또한, 제2 환원제 분배라인(332)을 통과하는 환원제는 복수의 환원제 유로(221,222) 중 제2 환원제 유로(222)로 유입된다. 구체적으로, 제2 환원제 분배라인(332)의 일단부는 환원제 공급라인(320)과 연결되고, 제2 환원제 분배라인(332)의 타단부는 환원제 분사 모듈(200)의 공급관(240) 일측에 형성되어 제2 환원제 유로(222)와 연통되는 제2 환원제 포트(232)와 연결된다.
제2 환원제 유로(222)로 유입된 환원제는 제2 분사노즐(212)을 통해 분사될 수 있다.
이때, 제어부(500)는 유체 공급부(400)를 통해 유체를 공급관(240) 내부를 통과해 제1 분사노즐(211)과 제2 분사노즐(212)을 통해 분사될 수 있도록 공급한다. 구체적으로, 유체 공급부(400)는 유체 저장 탱크(410)와 유체 공급라인(420)와 압력 검출부재(490)와 유체 제어밸브(470)와 역류 방지밸브(480) 그리고 유체 압력 제어밸브(450)를 포함할 수 있다. 유체 저장 탱크(410) 내부에는 유체가 저장된다. 또한, 유체 공급라인(420)은 유체 저장 탱크(410)와 공급관(240) 사이를 연결하며 공급관(240) 내부로 유체 저장 탱크(410)에 저장된 유체가 공급되도록 안내한다. 즉, 유체 공급라인(420)의 일단부는 유체 저장 탱크(410)와 연결되고 유체 공급라인(420)의 타단부는 환원제 분사 모듈(200)의 공급관(240) 일측에 형성되어 중공형의 공급관(240) 내부와 연통되는 유체 포트(233)에 연결된다.
유체 제어밸브(470)는 유체 공급라인(420) 상에 설치되어, 환원제가 미립화 되는데 필요한 유체의 압력 또는 유량을 제어할 수 있다. 그리고 유체 제어밸브(470)는 제어부(500)에 의해 제어될 수 있다.
유체 압력 제어밸브(450)는 유체 공급라인(420) 상에 설치되어 유체 저장 탱크(410)로부터 유체 공급라인(420)을 통과하는 유체의 압력을 설정한다. 압력 검출부재(490)는 유체 공급라인(420) 상에 설치되어 유체 저장 탱크(410)로부터 유체 공급라인(420)을 통과하는 유체의 압력을 검출할 수 있다. 즉, 제어부(500)는 압력 검출부재(490)로부터 검출된 유체의 압력을 기초로 기설정된 압력만큼의 유체가 환원제 분사 모듈(200)로 공급되는지 확인할 수 있다.
역류 방지밸브(480)는 는 환원제 분사 모듈(200)로 공급된 유체가 유체 공급라인(420)으로 역류되는 것을 방지하기 위해 설치되며, 유체 공급라인(420) 상에 설치될 수 있다.
제어부(500)는 기설정된 환원제 공급유량과 공급유량 검출부재(340)가 검출한 현재의 환원제 공급유량을 비교한다. 구체적으로, 제어부(500)는 환원제 분사량이 저감되는 운전조건에서, 현재의 환원제 공급유량이 목표치인 기설정된 환원제 공급유량에 도달했다고 판단한 경우, 제1 환원제 분배라인(331)에 설치된 제1 환원제 제어밸브(371) 또는 제2 환원제 분배라인(332)에 설치된 제2 환원제 제어밸브(372) 중 어느 하나를 닫을 수 있다.
일예로, 도 2에 도시한 바와 같이, 제어부(500)는 제2 환원제 제어밸브(372)를 닫아 제2 분사노즐(212)로 공급되는 환원제 공급을 차단시킬 수 있다. 이때, 제2 분사노즐(212)을 통해 유체는 계속 분사될 수 있다. 또한, 환원제 탱크(410)로부터 제2 분사노즐(212)까지 기공급된 환원제의 양을 고려하여, 제2 환원제 제어밸브(372)의 폐쇄시점을 조절할 수 있다. 즉, 제2 환원제 분배라인(332)과 제2 환원제 유로(222) 사이에 잔여하는 환원제의 양을 고려하여 제어부(500)가 제2 환원제 제어밸브(372)의 제어시점을 조절할 수 있다.
즉, 제어부(500)는 복수의 분사노즐(211,212) 중 일부만을 통해 환원제가 분사되도록 제어할 수 있다.
또는, 제어부(500)는 환원제 분사량이 증가되는 운전조건에서, 현재의 환원제 공급유량이 목표치인 기설정된 환원제 공급유량에 도달하지 못했다고 판단한 경우, 제1 환원제 분배라인(331)에 설치된 제1 환원제 제어밸브(371) 또는 제2 환원제 분배라인(332)에 설치된 제2 환원제 제어밸브(372) 중 어느 하나를 더 개방시킬 수 있다.
일예로, 도 3에 도시한 바와 같이, 제어부(500)는 제2 환원제 제어밸브(372)를 열어 제2 분사노즐(212)로 환원제 공급시킬 수 있다. 이때, 제2 분사노즐(212)을 통해 유체 및 환원제가 분사될 수 있다.
그리고 제어부(500)는 제1 환원제 분배라인(331)에 설치된 제1 분사유량 검출부재(361)와 제2 환원제 분배라인(332)에 설치된 제2 분사유량 검출부재(362)를 통해 제1 환원제 분배라인(331)과 제2 환원제 분배라인(332) 중 어느 하나가 막힌 상태임을 판단할 수 있다.
일예로, 도 4에 도시한 바와 같이, 제어부(500)는 제2 분사유량 검출부재(362)를 통해 제2 환원제 분배라인(332)의 막힘을 판단할 수 있다. 그리고, 제어부(500)는 제2 환원제 제어밸브(372)를 닫아 제2 분사노즐(212)로 공급되는 환원제 공급을 차단시킬 수 있다. 이때, 제2 분사노즐(212)을 통해 유체는 계속 분사될 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분사장치(102)의 동작과정을 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분사장치(102) 중 환원제 공급부(300)의 구성은 제1 실시예에 따른 환원제 분사장치(101)와 동일하다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분사장치(101)의 환원제 분사모듈(200)은 복수의 유체 유로(251,252)를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분사장치(102)의 유체 공급부(400)는 유체 저장 탱크(410)와 유체 공급라인(420)과 유체 압력 제어밸브(450)과 복수의 유체 분배라인(431,432)과 압력 검출부재(490)와 제1 유체 제어밸브(471)와 제2 유체 제어밸브(471)와 제1 역류 방지밸브(481) 그리고 제2 역류방지밸브(482)를 포함할 수 있다.
유체 저장 탱크(410) 내부에는 유체가 저장된다. 또한, 유체 공급라인(420)은 유체 저장 탱크(410)와 복수의 유체 분배라인(431,432) 사이를 연결하며, 공급된 유체가 복수의 유체 분배라인(431,432)을 통해 분배되도록 안내할 수 있다.
구체적으로, 유체 공급라인(420)을 따라 이동하는 압축 유체는 복수의 유체 분배라인(431,432)을 따라 각각 분배된다. 구체적으로, 유체는 제1 유체 분배라인(431)과 제2 유체 분배라인(432)을 따라 분배된다.
제1 유체 분배라인(431)을 통과하는 유체는 복수의 유체 유로(251,252) 중 제1 유체 유로(251)로 유입된다. 구체적으로, 제1 유체 분배라인(431)의 일단부는 유체 공급라인(420)과 연결되고, 제1 유체 분배라인(431)의 타단부는 환원제 분사 모듈(200)의 공급관(240) 일측에 형성되어 제1 유체 유로(251)와 연통되는 제1 유체 포트(234)와 연결된다.
제1 유체 유로(251)로 유입된 유체는 제1 분사노즐(211)을 통해 분사될 수 있다.
또한, 제2 유체 분배라인(432)을 통과하는 압축 유체는 복수의 유체 유로(251,252) 중 제2 유체 유로(252)로 유입된다. 구체적으로, 제2 유체 분배라인(432)의 일단부는 유체 공급라인(420)과 연결되고, 제2 유체 분배라인(432)의 타단부는 환원제 분사 모듈(200)의 공급관(240) 일측에 형성되어 제2 유체 유로(252)와 연통되는 제2 유체 포트(235)와 연결된다.
제2 유체 유로(252)로 유입된 유체는 제2 분사노즐(212)을 통해 분사될 수 있다.
유체 압력 제어밸브(450)는 유체 공급라인(420) 상에 설치되어 유체 저장 탱크(410)로부터 유체 공급라인(420)을 통과하는 유체의 압력을 설정한다. 압력 검출부재(490)는 유체 공급라인(420) 상에 설치되어 유체 저장 탱크(410)로부터 유체 공급라인(420)을 통과하는 유체의 압력을 검출할 수 있다. 즉, 제어부(500)는 압력 검출부재(490)로부터 검출된 유체의 압력을 기초로 기설정된 압력만큼의 유체가 환원제 분사 모듈(200)로 공급되는지 확인할 수 있다.
제1 역류 방지밸브(481)는 제1 유체 유로(251)로 공급된 유체가 제1 유체 분배라인(431)으로 역류되는 것을 방지하기 위해 설치되며, 제1 유체 분배라인(431) 상에 설치될 수 있다. 또한, 제2 역류 방지밸브(482)는 제2 유체 유로(252)로 공급된 유체가 제2 유체 분배라인(432)으로 역류되는 것을 방지하기 위해 설치되며, 제2 유체 분배라인(432) 상에 설치될 수 있다.
제1 유체 제어밸브(471)는 제1 유체 분배라인(431) 상에 설치된다. 또한, 제2 유체 제어밸브(472)는 제2 유체 분배라인(432) 상에 설치된다.
제어부(500)는 제1 분사유량 검출부재(361) 또는 제2 분사유량 검출부재(362)로부터 복수의 분사노즐(211,212) 중 어느 하나의 막힘을 판단하여 제1 유체 제어밸브(471) 또는 제2 유체 제어밸브(472)를 제어하여 막힘으로 판단된 분사 노즐로 일정시간 유체를 지속 공급시키다 막힘의 문제가 해결되지 않는 경우 막힘으로 판단된 분사 노즐로 공급되는 유체 및 환원제의 공급을 차단시킬 수 있다.
구체적으로, 분사 노즐이 막힌 상태에서 계속 환원제 또는 유체를 공급하는 경우 분사 노즐 및 이들과 연결된 환원제 유로와 유체 유로 또한 함께 손상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원제 분사장치(102)의 제어부(500)는 환원제 분사 모듈(200)의 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 분사장치(101,102)는 환원제를 배기가스 또는 환원제 분해챔버 내부에 효과적으로 분사시킬 수 있다. 또한, 환원제 분사장치(101,102)는 환원제 분사 모듈(200)의 수명 저하 및 손상을 효과적으로 방지할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
101,102: 환원제 분사장치 200: 환원제 분사 모듈
211,212: 복수의 분사노즐 221,222: 복수의 환원제 유로
240: 공급관 251,252: 복수의 유체 유로
300: 유체 공급부 310: 환원제 탱크
320: 환원제 공급라인 331,332: 복수의 분배라인
340: 공급유량 검출부재 361,362: 복수의 분사유량 검출부재
371,372: 복수의 환원제 제어밸브 500: 제어부
400: 유체 공급부 431,432: 복수의 유체 분배라인

Claims (7)

  1. 환원제가 분사되는 복수의 분사노즐과, 상기 복수의 분사노즐이 설치된 공급관, 그리고 상기 공급관 내부에 배치되어 상기 복수의 분사노즐로 환원제를 공급 시키는 복수의 환원제 유로를 포함하는 환원제 분사 모듈;
    공급되는 환원제를 상기 복수의 환원제 유로로 분배하는 복수의 환원제 분배라인을 포함하는 환원제 공급부; 및
    상기 공급관 내부를 통해 상기 복수의 분사노즐로 유체가 분사되도록 유체를 공급하는 유체 공급부
    를 포함하는 환원제 분사장치.
  2. 제1항에서,
    상기 복수의 분사노즐 중 어느 하나 이상의 분사노즐을 통해 분사되는 환원제를 제어하는 제어부를 더 포함하는 환원제 분사장치.
  3. 제2항에서,
    상기 환원제 공급부는,
    상기 복수의 환원제 분배라인에 각각 설치되어, 상기 복수의 분사노즐로 분사되는 환원제의 분사 유량 신호를 검출하는 복수의 분사유량 검출부재; 및
    상기 복수의 환원제 분배라인에 각각 설치되어 상기 복수의 분사유량 검출부재에서 검출한 환원제의 분사유량에 따라 상기 제어부에 의해 제어되는 복수의 환원제 제어밸브
    를 포함하는 환원제 분사장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제어부는 상기 복수의 분사유량 검출부재로부터 검출된 유량 신호에 따라 상기 복수의 환원제 유로 중 어느 하나의 막힘을 판단하고, 상기 막힘으로 판단된 환원제 유로로 환원제 공급이 차단되도록 상기 복수의 환원제 제어밸브 중 어느 하나의 환원제 제어밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 환원제 분사장치.
  5. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 환원제 공급부는,
    환원제가 저장된 환원제 탱크; 및
    상기 환원제 탱크와 상기 복수의 환원제 분배라인을 연결하며, 상기 복수의 환원제 분배라인으로 환원제를 공급하는 환원제 공급라인
    을 더 포함하는 환원제 분사장치.
  6. 제5항에서,
    상기 환원제 공급라인상에 설치되어 상기 환원제 공급라인을 통과하는 환원제의 공급유량을 검출하는 공급유량 검출부재; 및
    상기 복수의 환원제 분배라인에 각각 설치되며 상기 제어부에 의해 제어되는 복수의 환원제 제어밸브를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 공급유량 검출부재로부터 검출된 환원제 공급유량과 기설정된 환원제 공급유량을 비교하여, 상기 복수의 환원제 제어밸브 중 어느 하나의 환원제 제어밸브를 제어하여 상기 복수의 분사노즐 중 어느 하나의 분사노즐로 공급되는 환원제 공급을 차단시키는 것을 특징으로 하는 환원제 분사장치.
  7. 환원제가 분사되는 복수의 분사노즐과, 상기 복수의 분사노즐이 설치된 공급관과, 상기 공급관 내부에 배치되어 상기 복수의 분사노즐로 환원제를 공급 시키는 복수의 환원제 유로, 그리고 상기 복수의 환원제 유로와 이격되어 배치되며 상기 복수의 분사노즐로 유체를 공급시키는 복수의 유체 유로를 포함하는 환원제 분사 모듈;
    공급되는 환원제를 상기 복수의 환원제 유로로 분배하는 복수의 환원제 분배라인을 포함하는 환원제 공급부; 및
    공급되는 유체를 상기 복수의 유체 유로로 분배하는 복수의 유체 분배라인을 포함하는 유체 공급부
    를 포함하는 환원제 분사장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20110085362A (ko) * 2010-01-20 2011-07-27 주식회사 파나시아 요소수유입로와 분사노즐의 막힘을 방지할 수 있는 배기가스 탈질시스템과 요소수 응고를 방지할 수 있는 요소수 공급장치
KR101277518B1 (ko) * 2013-04-09 2013-06-21 포항공과대학교 산학협력단 황연 및 질소산화물을 저감하기 위한 선택적 촉매환원/선택적 무촉매환원 복합 탈질설비

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