KR20190072954A - 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리 - Google Patents

농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부에 요소(urea)가 수용되는 저장탱크의 상하 방향을 따라 복수의 층을 형성하도록 상기 저장탱크의 천장면 및 바닥면과 평행하게 복수의 분할 영역(division section)을 형성하고, 상기 복수의 분할 영역 각각은 서로 연통하며, 상기 요소가 흘러내리도록 상기 저장탱크의 바닥면에 석션 포트가 형성된 것을 특징으로 하여, 일정 온도 이상에서 요소를 저장할 때 저장탱크의 높이별로 농도차가 발생하는 현상에 적극적으로 대응할 수 있도록 한 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리에 관한 것이다.

Description

농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리{UREA STORAGE TANK ASSEMBLY WITH CONCENTRATION GRADIENT PREVENTING FUNCTION}
본 발명은 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 IMO Tier Ⅲ Nox 배출 규제를 만족하는 선박엔진의 선택적촉매환원장치에 사용되는 요소의 저장 및 공급에 관한 것으로 일정 온도 이상에서 요소를 저장할 때, 저장탱크의 높이별로 농도차가 발생하는 현상에 적극적으로 대응할 수 있도록 한 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리에 관한 것이다.
선택적촉매환원장치(Selective Catalyst Reduction, 이하 SCR)는 NOx Tier Ⅲ 요구사항을 만족하는 수준으로 배기가스의 NOx를 감소시켜 처리하기 위한 장치 및 수단이다.
NOx의 감소는 연소과정을 거친 배기가스가 지나는 배기파이프에 설치된 SCR 반응기 내의 촉매처리를 통하여 이루어지게 된다.
상기와 같은 관점에서 안출된 것으로, 공개특허 제10-2017-0070407호의 "연료탱크와 일체화된 우레아탱크 및 그 제조방법"과, 공개특허 제10-2015-0111191호의 "열전달부재를 구비하는 선택적 촉매 환원 시스템의 요소저장탱크 및 이를 구비하는 농업용 작업차량" 등과 같은 것을 들 수 있다.
선행기술들은 모두 차량, 육상 운송 수단 또는 중장비(이하 육상수단)에서 적용하는 연료탱크와 연계한 요소저장탱크와 관련한 기술로, 배기가스의 배출량이 선박에 비하여 소규모인 육상수단에서는 적용할 수 있을지 모르나, 연료 소모시 발생되는 배기가스의 양이 전술한 육상수단과 비교할 수 없을 정도로 대규모인 선박에는 적용할 수 없는 한계가 있다.
또한, 선박용 요소저장탱크는 그 저장 공간도 크지만, 특정 온도(섭씨 34도) 이상이 되면, 요소저장탱크 내에 수용된 요소의 농도 구배가 생긴다.
SCR 시스템으로 공급되는 요소의 농도는 SCR 설계 단계에서 정해지는데, 이와 다른 농도의 요소가 투입될 경우 아래와 같은 문제가 발생할 수 있다.
설정값보다 진한 농도의 요소 용액을 분사할 경우에는, 온도 강하시 NH4HSO4(ammonium bisulhate)가 쉽게 생성되어 배기가스 시스템, 특히 배기가스 보일러에 축적되는 문제점에 직면할 수 있다.
반대로 설정값보다 농도가 묽은 요소 용액을 분사할 경우에는, 설계치 내의 NOx를 N2와 H2O로 환원시키기 못하는 문제점에 직면하게 된다.
또한, 선박의 냉각수는 약 섭씨 36도 내외로 유지되므로, 온도가 낮은 겨울철에는 히팅용으로 사용할 수 있지만 그 양을 조절해야 하며, 여름철에는 오히려 냉각이 필요하게 되어 냉각 장치를 구비해야 하는 단점이 있다.
따라서, 상기한 요소저장탱크 내에 수용된 요소의 농도구배에 적극적으로 대응하여 항상 소망하는 범위의 일정 농도를 가진 요소 용액을 공급할 수 있도록 하는 장치의 개발이 필요한 실정이다.
국내공개특허 제10-2017-0070407호 국내공개특허 제10-2015-0111191호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, IMO Tier Ⅲ Nox 배출 규제를 만족하는 선박엔진의 선택적촉매환원장치에 사용되는 요소의 저장 및 공급에 관한 것으로 일정 온도 이상에서 요소를 저장할 때 저장탱크의 높이별로 농도차가 발생하는 현상에 적극적으로 대응할 수 있도록 하는 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내부에 요소(urea)가 수용되는 저장탱크; 상기 저장탱크의 바닥면에 형성되어 NOx 저감장치측으로 부압이 발생되는 석션 포트; 및 상기 저장탱크의 상하 방향을 따라 복수의 층을 형성하도록 상기 저장탱크의 천장면 및 바닥면과 평행하게 복수의 분할 영역(division section)을 형성하는 분할 유닛을 포함하며, 상기 복수의 분할 영역 각각은 서로 연통하며, 상기 석션 포트측으로 상기 요소가 흘러내리는 것을 특징으로 하는 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리를 제공할 수 있다.
여기서, 상기 저장탱크는, 상기 저장탱크의 상면에 구비되는 환기 포트와, 상기 저장탱크의 상면에 구비되는 공급 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 분할 유닛은, 상기 저장탱크의 상하 방향을 따라 평행하게 배치되는 복수의 격판을 포함하며, 상기 복수의 격판들 사이에 상기 분할 영역이 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 분할 유닛은, 상기 저장탱크의 상하 방향을 따라 평행하게 배치되는 복수의 격판을 포함하며, 상기 복수의 격판에 의하여 지그재그 형상 또는 사행(蛇行) 형상의 유로가 상기 석션 포트가 형성된 상기 저장탱크의 바닥면까지 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 분할 유닛은, 상기 천장면과 상기 바닥면을 서로 연결하는 네 측면 중 마주보는 제1 측면과 제2 측면에 있어서, 상기 제1 측면에 고정되는 제1 단부 가장자리와 상기 제2 측면으로부터 일정 거리 이격되는 제2 단부 가장자리를 구비한 제1 격판과, 상기 제1 측면으로부터 일정 거리 이격되는 제3 단부 가장자리와 상기 제2 측면에 고정되는 제4 단부 가장자리를 구비한 제2 격판을 포함하며, 상기 제1 격판과 상기 제2 격판 사이에 상기 복수의 분할 영역 중 하나의 분할 영 역이 형성되고, 상기 제1 격판 및 상기 제2 격판이 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면의 상하 방향을 따라 배치되는 패턴이 반복되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 분할 유닛은, 상기 제1 격판에 적어도 하나 이상 관통되어 상기 제1 단부 가장자리 내측에 배치되는 제1 통기홀과, 상기 제2 격판에 적어도 하나 이상 관통되어 상기 제4 단부 가장자리 내측에 배치되는 제2 통기홀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 복수의 상기 제1 격판 및 상기 제2 격판에 의하여 지그재그 형상 또는 사행(蛇行) 형상의 유로가 상기 저장탱크의 바닥면까지 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 통기홀은 상기 제1 단부 가장자리 내측에 일렬로 이격하여 복수로 관통 형성되고, 상기 제2 통기홀은 상기 제4 단부 가장자리 내측에 일렬로 이격하여 복수로 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 분할 유닛은, 상기 제1 통기홀의 가장자리를 따라 상기 제1 격판의 상면으로부터 일정 높이 돌출되는 제1 통기관과, 상기 제2 통기홀의 가장자리를 따라 상기 제2 격판의 상면으로부터 일정 높이 돌출되는 제2 통기관을 더 포함하며, 상기 제1 통기관과 상기 제2 통기관이 상기 제1 격판 및 상기 제2 격판으로부터 돌출된 높이는 상기 복수의 분할 영역 중 하나의 분할 영역의 높이보다 낮고, 상기 분할 영역의 높이는 상기 제1 격판과 상기 제2 격판 사이를 수직으로 관통하는 가상선의 길이와 같은 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 내부에 요소(urea)가 수용되는 저장탱크의 상하 방향을 따라 복수의 층을 형성하도록 상기 저장탱크의 천장면 및 바닥면과 평행하게 복수의 분할 영역(division section)을 형성하고, 상기 복수의 분할 영역 각각은 서로 연통하며, 상기 요소가 흘러내리도록 상기 저장탱크의 바닥면에 석션 포트가 형성된 것을 특징으로 하는 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리를 제공할 수도 있을 것이다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
우선, 본 발명은 내부에 요소(urea)가 수용되는 저장탱크; 저장탱크의 바닥면에 형성되어 NOx 저감장치측으로 부압이 발생되는 석션 포트; 및 저장탱크의 상하 방향을 따라 복수의 층을 형성하도록 저장탱크의 천장면 및 바닥면과 평행하게 복수의 분할 영역(division section)을 형성하는 분할 유닛을 포함하며, 복수의 분할 영역 각각은 서로 연통하며, 석션 포트측으로 요소가 흘러내리는 것을 특징으로 하여, 균일한 농도의 요소를 NOx 저감장치에 공급할 수 있게 될 것이다.
특히, 본 발명은 요소의 성층화를 방지하기 위하여 펌프나 교반 수단 및 순환 시스템, 별도의 가열 및 냉각 시스템을 추가적으로 구비할 필요가 없으므로, 불필요한 전력 및 에너지 소모를 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명은 요소의 농도를 온도와 액면의 위치에 관계없이 일정하게 유지하여 NOx 저감장치로 공급할 수 있을 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 저장탱크는, 저장탱크의 상면에 구비되는 환기 포트와, 저장탱크의 상면에 구비되는 공급 포트를 더 포함함으로써, 폭발 위험을 방지하기 위하여 구비된 환기 포트에 의하여 안전을 도모할 수 있음은 물론, 공급 포트로부터 요소의 부족분을 언제라도 보충할 수 있으므로 NOx 저감장치측에 즉각적으로 공급할 요소의 부족분 확보가 가능하게 될 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 분할 유닛은, 저장탱크의 상하 방향을 따라 평행하게 배치되는 복수의 격판을 포함하며, 복수의 격판들 사이에 분할 영역이 형성되도록 함으로써, 요소의 농도 구배에 따른 성층화 지연 및 성층화 높이를 저감시켜 요소가 저장탱크의 바닥면으로 흘러내림에 따라 혼합을 유도하게 되므로 균일한 농도의 요소를 획득할 수 있게 될 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 분할 유닛은, 저장탱크의 상하 방향을 따라 평행하게 배치되는 복수의 격판을 포함하며, 복수의 격판에 의하여 지그재그 형상 또는 사행(蛇行) 형상의 유로가 석션 포트가 형성된 저장탱크의 바닥면까지 형성되도록 함으로써, 요소가 저장탱크의 바닥면으로 흘러내림에 따라 혼합을 유도하게 되므로 균일한 농도의 요소를 획득할 수 있게 될 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 분할 유닛은, 천장면과 바닥면을 서로 연결하는 네 측면 중 마주보는 제1 측면과 제2 측면에 있어서, 제1 측면에 고정되는 제1 단부 가장자리와 제2 측면으로부터 일정 거리 이격되는 제2 단부 가장자리를 구비한 제1 격판과, 제1 측면으로부터 일정 거리 이격되는 제3 단부 가장자리와 제2 측면에 고정되는 제4 단부 가장자리를 구비한 제2 격판을 포함하며, 제1 격판과 제2 격판 사이에 복수의 분할 영역 중 하나의 분할 영 역이 형성되고, 제1 격판 및 제2 격판이 제1 측면 및 제2 측면의 상하 방향을 따라 배치되는 패턴이 반복되도록 함으로써, 요소의 농도 구배에 따른 성층화 지연 및 성층화 높이를 저감시켜 요소가 저장탱크의 바닥면으로 흘러내림에 따라 혼합을 유도하게 되므로 균일한 농도의 요소를 획득할 수 있게 될 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 분할 유닛은, 제1 격판에 적어도 하나 이상 관통되어 제1 단부 가장자리 내측에 배치되는 제1 통기홀과, 제2 격판에 적어도 하나 이상 관통되어 제4 단부 가장자리 내측에 배치되는 제2 통기홀을 더 구비함으로써, 저장탱크 상부측의 환기 포트측으로 기체를 배출시켜 안전성을 높일 수 있을 것이다.
그리고, 본 발명에 따르면, 복수의 제1 격판 및 제2 격판에 의하여 지그재그 형상 또는 사행(蛇行) 형상의 유로가 저장탱크의 바닥면까지 형성되도록 함으로써, 요소가 저장탱크의 바닥면으로 흘러내림에 따라 혼합을 유도하게 되므로 균일한 농도의 요소를 획득할 수 있게 될 것이다.
또한, 본 발명에 따른 제1 통기홀은 제1 단부 가장자리 내측에 일렬로 이격하여 복수로 관통 형성되고, 제2 통기홀은 제4 단부 가장자리 내측에 일렬로 이격하여 복수로 관통 형성되도록 함으로써, 저장탱크 상부측의 환기 포트측으로 기체를 배출시켜 안전성을 더욱 높일 수 있을 것이다.
아울러, 본 발명에 따른 분할 유닛은, 제1 통기홀의 가장자리를 따라 제1 격판의 상면으로부터 일정 높이 돌출되는 제1 통기관과, 제2 통기홀의 가장자리를 따라 제2 격판의 상면으로부터 일정 높이 돌출되는 제2 통기관을 더 포함하며, 제1 통기관과 제2 통기관이 제1 격판 및 제2 격판으로부터 돌출된 높이는 복수의 분할 영역 중 하나의 분할 영역의 높이보다 낮고, 분할 영역의 높이는 제1 격판과 제2 격판 사이를 수직으로 관통하는 가상선의 길이와 같도록 함으로써, 기체가 배출되는 과정에서 다시 요소와 혼합되는 것을 방지하고 환기 포트측으로 대분의 배출 기체를 유도하여 안전성을 더욱 높일 수 있게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리의 전체적인 구조를 나타낸 내부 단면 개념도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.
또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
참고로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리의 전체적인 구조를 나타낸 내부 단면 개념도이다.
본 발명은 도시된 바와 같이 내부에 요소(40, urea)가 수용되는 저장탱크(10)의 상하 방향을 따라 복수의 층을 형성하도록 저장탱크(10)의 천장면(10c) 및 바닥면(10b)과 평행하게 복수의 분할 영역(30d, division section)을 형성하고, 복수의 분할 영역(30d) 각각은 서로 연통하며, 요소(40)가 흘러내리도록 저장탱크(10)의 바닥면(10b)에 석션 포트(20)가 형성된 구조임을 파악할 수 있다.
저장탱크(10)는 내부에 요소(40)가 수용되는 공간을 형성한 것이며, 석션 포트(20)는 저장탱크(10)의 바닥면(10b)에 형성되어 NOx 저감장치(이하 미도시)측으로 부압이 발생되는 것이다.
분할 유닛(30)은 저장탱크(10)의 상하 방향을 따라 복수의 층을 형성하도록 저장탱크(10)의 천장면(10c) 및 바닥면(10b)과 평행하게 복수의 분할 영역(30d)을 형성하기 위하여 마련된 것이다.
본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.
우선, 저장탱크(10)는, 저장탱크(10)의 상면에 구비되는 환기 포트(12)와, 저장탱크(10)의 상면에 구비되는 공급 포트(13)를 더 구비할 수 있다.
환기 포트(12)는 요소(40)를 공급 포트(13)를 통하여 공급하는 과정에서 저장탱크(10) 내부의 이상 과열 및 미세 먼지 등의 이물질 혼입에 의하여 폭발 위험성이 있을 때 대기와 연통시키거나 불활성 가스를 주입하여 폭발 위험을 진정시키고자 마련된 것이다.
한편, 분할 유닛(30)은, 저장탱크(10)의 상하 방향을 따라 평행하게 배치되는 복수의 격판(31)을 포함하며, 복수의 격판(31)들 사이에 분할 영역(30d)이 형성되는 것을 파악할 수 있다.
여기서, 복수의 격판(31)에 의하여 지그재그 형상 또는 사행(蛇行) 형상의 유로가 석션 포트(20)가 형성된 저장탱크(10)의 바닥면(10b)까지 형성되는 것도 파악할 수 있다.
이러한 분할 유닛(30)의 격판(31)들을 더욱 구체적으로 살펴보면, 제1 격판(31a) 및 제2 격판(31b)이 저장탱크(10)의 제1 측면(11a) 및 제2 측면(11b)의 상하 방향을 따라 배치되는 패턴이 반복되는 구조임을 파악할 수 있다.
우선, 저장탱크(10)의 천장면(10c)과 바닥면(10b)을 서로 연결하는 네 측면 중 마주보는 제1 측면(11a)과 제2 측면(11b)을 정의한다.
제1 격판(31a)은 제1 측면(11a)에 고정되는 제1 단부 가장자리(31aa)와 제2 측면(11b)으로부터 일정 거리 이격되는 제2 단부 가장자리(31ab)를 구비한 것이다.
제2 격판(31b)은 제1 측면(11a)으로부터 일정 거리 이격되는 제3 단부 가장자리(31ba)와 제2 측면(11b)에 고정되는 제4 단부 가장자리(31bb)를 구비한 것이다.
따라서, 제1 격판(31a)과 제2 격판(31b) 사이에 복수의 분할 영역(30d) 중 하나의 분할 영역(30d)이 형성됨을 알 수 있다.
즉, 복수의 제1 격판(31a) 및 제2 격판(31b)에 의하여 지그재그 형상 또는 사행(蛇行) 형상의 유로가 저장탱크(10)의 바닥면(10b)까지 형성되는 것이다.
아울러, 제1 격판(31a)의 제2 단부 가장자리(31ab)와, 제2 격판(31b)의 제3 단부 가장자리(31ba)에서 요소(40)가 바닥면(10b)측으로 흘러내리면서 일정 정도 혼합이 이루어지게 됨에 따라 농도 구배에 따른 성층화의 해소가 어느 정도 이루어지게 되는 것이다.
한편, 분할 유닛(30)은, 제1 격판(31a)에 적어도 하나 이상 관통되어 제1 단부 가장자리(31aa) 내측에 배치되는 제1 통기홀(32a)과, 제2 격판(31b)에 적어도 하나 이상 관통되어 제4 단부 가장자리(31bb) 내측에 배치되는 제2 통기홀(32b)을 더 구비할 수 있다.
제1, 2 통기홀(32a, 32b)을 통하여 발생되는 기체를 환기 포트(12)측으로 배출시켜 폭발의 위험성을 저감시켜 안전성을 확보할 수 있을 것이다.
이때, 제1 통기홀(32a)은 제1 단부 가장자리(31aa) 내측에 일렬로 이격하여 복수로 관통 형성되고, 제2 통기홀(32b)은 제4 단부 가장자리(31bb) 내측에 일렬로 이격하여 복수로 관통 형성되도록 함으로써, 안전성을 더욱 확보할 수 있게 될 것이다.
한편, 분할 유닛(30)은, 제1 통기홀(32a)의 가장자리를 따라 제1 격판(31a)의 상면으로부터 일정 높이 돌출되는 제1 통기관(33a)과, 제2 통기홀(32b)의 가장자리를 따라 제2 격판(31b)의 상면으로부터 일정 높이 돌출되는 제2 통기관(33b)을 더 구비할 수 있다.
여기서, 제1 통기관(33a)과 제2 통기관(33b)이 제1 격판(31a) 및 제2 격판(31b)으로부터 돌출된 높이(h)는 복수의 분할 영역(30d) 중 하나의 분할 영역(30d)의 높이(H)보다 낮게 형성되도록 한다.
이때, 분할 영역(30d)의 높이(H)는 제1 격판(31a)과 제2 격판(31b) 사이를 수직으로 관통하는 가상선의 길이와 같은 것을 알 수 있다.
제1, 2 통기관(33a, 33b)은 배출되는 기체가 다시 요소(40)속으로 혼입되지 않고 오롯이 환기 포트(12)측으로 배출 유도되도록 마련된 안전성의 확보 및 향상을 위한 기술적 수단이라 할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리의 작용 및 효과에 대하여 다음과 같이 살펴보고자 한다.
우선, 본 발명은 내부에 요소(40)가 수용되는 저장탱크(10); 저장탱크(10)의 바닥면(10b)에 형성되어 NOx 저감장치측으로 부압이 발생되는 석션 포트(20); 및
저장탱크(10)의 상하 방향을 따라 복수의 층을 형성하도록 저장탱크(10)의 천장면(10c) 및 바닥면(10b)과 평행하게 복수의 분할 영역(30d)을 형성하는 분할 유닛(30)을 포함하며, 복수의 분할 영역(30d) 각각은 서로 연통하며, 석션 포트(20)측으로 요소(40)가 흘러내리는 것을 특징으로 하여, 균일한 농도의 요소(40)를 NOx 저감장치에 공급할 수 있게 될 것이다.
특히, 본 발명은 요소(40)의 성층화를 방지하기 위하여 펌프나 교반 수단 및 순환 시스템, 별도의 가열 및 냉각 시스템을 추가적으로 구비할 필요가 없으므로, 불필요한 전력 및 에너지 소모를 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명은 요소(40)의 농도를 온도와 액면(41)의 위치에 관계없이 일정하게 유지하여 NOx 저감장치로 공급할 수 있을 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 저장탱크(10)는, 저장탱크(10)의 상면에 구비되는 환기 포트(12)와, 저장탱크(10)의 상면에 구비되는 공급 포트(13)를 더 구비함으로써, 폭발 위험을 방지하기 위하여 구비된 환기 포트(12)에 의하여 안전을 도모할 수 있음은 물론, 공급 포트(13)로부터 요소(40)의 부족분을 언제라도 보충할 수 있으므로 NOx 저감장치측에 즉각적으로 공급할 요소(40)의 부족분 확보가 가능하게 될 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 분할 유닛(30)은, 저장탱크(10)의 상하 방향을 따라 평행하게 배치되는 복수의 격판(31)을 포함하며, 복수의 격판(31)들 사이에 분할 영역(30d)이 형성되도록 함으로써, 요소(40)의 농도 구배에 따른 성층화 지연 및 성층화 높이를 저감시켜 요소(40)가 저장탱크(10)의 바닥면(10b)으로 흘러내림에 따라 혼합을 유도하게 되므로 균일한 농도의 요소(40)를 획득할 수 있게 될 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 분할 유닛(30)은, 저장탱크(10)의 상하 방향을 따라 평행하게 배치되는 복수의 격판(31)을 포함하며, 복수의 격판(31)에 의하여 지그재그 형상 또는 사행 형상의 유로가 석션 포트(20)가 형성된 저장탱크(10)의 바닥면(10b)까지 형성되도록 함으로써, 요소(40)가 저장탱크(10)의 바닥면(10b)으로 흘러내림에 따라 혼합을 유도하게 되므로 균일한 농도의 요소(40)를 획득할 수 있게 될 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 분할 유닛(30)은, 천장면(10c)과 바닥면(10b)을 서로 연결하는 네 측면 중 마주보는 제1 측면(11a)과 제2 측면(11b)에 있어서, 제1 측면(11a)에 고정되는 제1 단부 가장자리(31aa)와 제2 측면(11b)으로부터 일정 거리 이격되는 제2 단부 가장자리(31ab)를 구비한 제1 격판(31a)과, 제1 측면(11a)으로부터 일정 거리 이격되는 제3 단부 가장자리(31ba)와 제2 측면(11b)에 고정되는 제4 단부 가장자리(31bb)를 구비한 제2 격판(31b)을 포함하며, 제1 격판(31a)과 제2 격판(31b) 사이에 복수의 분할 영역(30d) 중 하나의 분할 영역(30d)이 형성되고, 제1 격판(31a) 및 제2 격판(31b)이 제1 측면(11a) 및 제2 측면(11b)의 상하 방향을 따라 배치되는 패턴이 반복되도록 함으로써, 요소(40)의 농도 구배에 따른 성층화 지연 및 성층화 높이를 저감시켜 요소(40)가 저장탱크(10)의 바닥면(10b)으로 흘러내림에 따라 혼합을 유도하게 되므로 균일한 농도의 요소(40)를 획득할 수 있게 될 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 분할 유닛(30)은, 제1 격판(31a)에 적어도 하나 이상 관통되어 제1 단부 가장자리(31aa) 내측에 배치되는 제1 통기홀(32a)과, 제2 격판(31b)에 적어도 하나 이상 관통되어 제4 단부 가장자리(31bb) 내측에 배치되는 제2 통기홀(32b)을 더 구비함으로써, 저장탱크(10) 상부측의 환기 포트(12)측으로 기체를 배출시켜 안전성을 높일 수 있을 것이다.
그리고, 본 발명에 따르면, 복수의 제1 격판(31a) 및 제2 격판(31b)에 의하여 지그재그 형상 또는 사행(蛇行) 형상의 유로가 저장탱크(10)의 바닥면(10b)까지 형성되도록 함으로써, 요소(40)가 저장탱크(10)의 바닥면(10b)으로 흘러내림에 따라 혼합을 유도하게 되므로 균일한 농도의 요소(40)를 획득할 수 있게 될 것이다.
또한, 본 발명에 따른 제1 통기홀(32a)은 제1 단부 가장자리(31aa) 내측에 일렬로 이격하여 복수로 관통 형성되고, 제2 통기홀(32b)은 제4 단부 가장자리(31bb) 내측에 일렬로 이격하여 복수로 관통 형성되도록 함으로써, 저장탱크(10) 상부측의 환기 포트(12)측으로 기체를 배출시켜 안전성을 더욱 높일 수 있을 것이다.
아울러, 본 발명에 따른 분할 유닛(30)은, 제1 통기홀(32a)의 가장자리를 따라 제1 격판(31a)의 상면으로부터 일정 높이 돌출되는 제1 통기관(33a)과, 제2 통기홀(32b)의 가장자리를 따라 제2 격판(31b)의 상면으로부터 일정 높이 돌출되는 제2 통기관(33b)을 더 포함하며, 제1 통기관(33a)과 제2 통기관(33b)이 제1 격판(31a) 및 제2 격판(31b)으로부터 돌출된 높이(h)는 복수의 분할 영역(30d) 중 하나의 분할 영역(30d)의 높이(H)보다 낮고, 분할 영역(30d)의 높이(H)는 제1 격판(31a)과 제2 격판(31b) 사이를 수직으로 관통하는 가상선의 길이와 같도록 함으로써, 기체가 배출되는 과정에서 다시 요소(40)와 혼합되는 것을 방지하고 환기 포트(12)측으로 대분의 배출 기체를 유도하여 안전성을 더욱 높일 수 있게 될 것이다.
이상과 같이 본 발명은 IMO Tier Ⅲ Nox 배출 규제를 만족하는 선박엔진의 선택적촉매환원장치에 사용되는 요소의 저장 및 공급에 관한 것으로 일정 온도 이상에서 요소를 저장할 때 저장탱크의 높이별로 농도차가 발생하는 현상에 적극적으로 대응할 수 있도록 하는 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.
그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.
10...저장탱크
10b...바닥면
10c...천장면
11a...제1 측면
11b...제2 측면
12...환기 포트
13...공급 포트
20...석션 포트
30...분할 유닛
30d...분할 영역
31...격판
31a...제1 격판
31aa...제1 단부 가장자리
31ab...제2 단부 가장자리
31b...제2 격판
31ba...제3 단부 가장자리
31bb...제4 단부 가장자리
32a...제1 통기홀
32b...제2 통기홀
33a...제1 통기관
33b...제2 통기관
40...요소
H...분할 영역(30d)의 높이
h...제1 통기관(33a)과 제2 통기관(33b)이 제1 격판(31a) 및 제2 격판(31b)으로부터 돌출된 높이

Claims (10)

  1. 내부에 요소(urea)가 수용되는 저장탱크;
    상기 저장탱크의 바닥면에 형성되어 NOx 저감장치측으로 부압이 발생되는 석션 포트; 및
    상기 저장탱크의 상하 방향을 따라 복수의 층을 형성하도록 상기 저장탱크의 천장면 및 바닥면과 평행하게 복수의 분할 영역(division section)을 형성하는 분할 유닛;을 포함하며,
    상기 복수의 분할 영역 각각은 서로 연통하며, 상기 석션 포트측으로 상기 요소가 흘러내리는 것을 특징으로 하는 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 저장탱크는,
    상기 저장탱크의 상면에 구비되는 환기 포트와,
    상기 저장탱크의 상면에 구비되는 공급 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리.
  3. 청구항 1에 있어서,
    분할 유닛은,
    상기 저장탱크의 상하 방향을 따라 평행하게 배치되는 복수의 격판을 포함하며,
    상기 복수의 격판들 사이에 상기 분할 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 분할 유닛은,
    상기 저장탱크의 상하 방향을 따라 평행하게 배치되는 복수의 격판을 포함하며,
    상기 복수의 격판에 의하여 지그재그 형상 또는 사행(蛇行) 형상의 유로가 상기 석션 포트가 형성된 상기 저장탱크의 바닥면까지 형성되는 것을 특징으로 하는 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 분할 유닛은,
    상기 천장면과 상기 바닥면을 서로 연결하는 네 측면 중 마주보는 제1 측면과 제2 측면에 있어서, 상기 제1 측면에 고정되는 제1 단부 가장자리와 상기 제2 측면으로부터 일정 거리 이격되는 제2 단부 가장자리를 구비한 제1 격판과,
    상기 제1 측면으로부터 일정 거리 이격되는 제3 단부 가장자리와 상기 제2 측면에 고정되는 제4 단부 가장자리를 구비한 제2 격판을 포함하며,
    상기 제1 격판과 상기 제2 격판 사이에 상기 복수의 분할 영역 중 하나의 분할 영역이 형성되고,
    상기 제1 격판 및 상기 제2 격판이 상기 제1 측면 및 상기 제2 측면의 상하 방향을 따라 배치되는 패턴이 반복되는 것을 특징으로 하는 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 분할 유닛은,
    상기 제1 격판에 적어도 하나 이상 관통되어 상기 제1 단부 가장자리 내측에 배치되는 제1 통기홀과,
    상기 제2 격판에 적어도 하나 이상 관통되어 상기 제4 단부 가장자리 내측에 배치되는 제2 통기홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리.
  7. 청구항 5에 있어서,
    복수의 상기 제1 격판 및 상기 제2 격판에 의하여 지그재그 형상 또는 사행(蛇行) 형상의 유로가 상기 저장탱크의 바닥면까지 형성되는 것을 특징으로 하는 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 통기홀은 상기 제1 단부 가장자리 내측에 일렬로 이격하여 복수로 관통 형성되고,
    상기 제2 통기홀은 상기 제4 단부 가장자리 내측에 일렬로 이격하여 복수로 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 분할 유닛은,
    상기 제1 통기홀의 가장자리를 따라 상기 제1 격판의 상면으로부터 일정 높이 돌출되는 제1 통기관과,
    상기 제2 통기홀의 가장자리를 따라 상기 제2 격판의 상면으로부터 일정 높이 돌출되는 제2 통기관을 더 포함하며,
    상기 제1 통기관과 상기 제2 통기관이 상기 제1 격판 및 상기 제2 격판으로부터 돌출된 높이는 상기 복수의 분할 영역 중 하나의 분할 영역의 높이보다 낮고,
    상기 분할 영역의 높이는 상기 제1 격판과 상기 제2 격판 사이를 수직으로 관통하는 가상선의 길이와 같은 것을 특징으로 하는 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리.
  10. 내부에 요소(urea)가 수용되는 저장탱크의 상하 방향을 따라 복수의 층을 형성하도록 상기 저장탱크의 천장면 및 바닥면과 평행하게 복수의 분할 영역(division section)을 형성하고, 상기 복수의 분할 영역 각각은 서로 연통하며, 상기 요소가 흘러내리도록 상기 저장탱크의 바닥면에 석션 포트가 형성된 것을 특징으로 하는 농도구배 방지 기능이 구비된 요소저장탱크 어셈블리.
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JP2009121265A (ja) * 2007-11-13 2009-06-04 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 排気浄化装置
KR20150111191A (ko) 2014-03-25 2015-10-05 대동공업주식회사 열전달부재를 구비하는 선택적 촉매 환원 시스템의 요소저장탱크 및 이를 구비하는 농업용 작업차량
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