KR20200011913A - 믹서 및 배기 후처리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 믹서 및 상기 믹서를 포함하는 배기 후처리 시스템에 관한 것이다. 상기 믹서는 쉘, 분사 포트, 제1 배플, 제2 배플, 디플렉터 및 임팩터를 포함하며, 상기 제1 배플에는 가스 입구가 제공되고, 상기 제2 배플에는 가스 출구가 제공되며, 상기 제1 배플과 제2 배플은 서로 대향하여 배치되고, 상기 제1 배플, 제2 배플 및 쉘은 믹서에서 배기 가스를 유동시키기 위한 유동 공간을 제공하며; 상기 유동 공간에서, 상기 제1 배플, 쉘, 디플렉터 및 임팩터는 혼합 공간을 제공하고, 상기 디플렉터는 제1 배플과 대향하는 제1 편향 표면을 포함하고, 상기 디플렉터는 임팩터에 인접하게 배치되며, 상기 임팩터는 분사 포트로부터 분사된 액체를 혼합 공간 내로 충돌시키기 위한 분사 포트에 대향하여 배치된다. 상기 믹서 및 배기 후처리 시스템은 구조가 단순하고 처리 효율이 높다는 이점이 있다.

Description

혼합기 및 배기가스 후처리 시스템{MIXER AND EXHAUST AFTERTREATMENT SYSTEM}

본 발명은 혼합기 및 상기 혼합기를 포함하는 배기가스 후처리 시스템에 관한 것이다.

최근 몇 년 동안 동력 시스템의 배출과 연비에 대한 법규는 갈수록 엄격해지고 있다. 엄격한 연비의 법규 제한으로 인해 엔진이 충분히 연소되어야 하며, 충분한 연소의 대가는 배기가스 중 질소산화물의 함량이 증가하게 된다는 점으로, 이는 또한 엄격한 배출 법규에 의해 제한되고 있다. 유럽의 "유로 VI"디젤엔진 배출 기준 중, 디젤 차량의 입자 배출은 10mg/kwh 미만이어야 하고, 질소산화물의 배출은 460mg/kwh 미만이어야 한다. 따라서, 갈수록 엄격해지는 배출과 연비 표준, 및 엔진의 소형화, 경량화의 요구 하에, 배기가스 후처리 시스템 역시 상응하게 개선되어야 한다. 예를 들어 엔진의 배기가스 재순환 시스템이 있으나, 단 이는 엔진의 온도를 저하시켜, 일부 디젤유가 충분히 연소되지 못하며, 연소되지 않는 탄화수소 및 입자물질의 배출이 증가하게 된다. 따라서 갈수록 엄격해지는 배출과 연비 표준, 및 엔진의 소형화, 경량화의 요구 하에, 배기가스 후처리 시스템은 정부의 법규 요구에 부합하도록 반드시 상응하게 개선되어야 하며, 예를 들어 질소산화물 배출을 감소시켜 질소산화물을 처리하기 위한 혼합기가 설치될 수 있다.

일반적으로, 혼합기는 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매기의 상류에 설치되며, 혼합기의 분사기는 예를 들어 우레아를 포함하는 액체를 분사한다. 혼합기는 SCR 촉매기의 상류에 위치하여 엔진이 배출하는 배기가스와 우레아 전환 생성물을 혼합하고, SCR 촉매기에서 환원 반응을 발생시켜, 질소산화물을 오염이 없는 질소가스와 수증기로 전환하여 배출함으로써 배기가스 중의 질소산화물 함량을 감소시켜 배출 법규 표준을 만족시킨다.

혼합기 중, 분사기는 통상적으로 우레아를 배기가스 흐름 중으로 분사한다. 혼합기는 우레아 퇴적물(urea deposit)의 형성을 감소시키고, 질소산화물의 처리 전환 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나 종래 기술의 혼합기의 주류 설계 방안은 배기가스와 액체의 혼합 균일성을 높이기 위해 배기가스의 혼합기 중에서의 혼합 행정이 증가하도록 나선면을 지닌 디플렉터를 설치하는 것이다. 그러나, 이러한 디플렉터의 격판은 구조가 복잡하여 공정에 대해 보다 높은 요구가 제시될 뿐만 아니라, 배기가스와 우레아의 행정이 비교적 길기 때문에, 두 혼합 체계의 온도가 저하되어 우레아의 퇴적률이 증가한다.

따라서, 본 분야는 구조가 단순하고, 혼합의 균일성이 우수하며, 우레아 퇴적률이 낮은 혼합기의 개발이 필요하다.

본 발명의 일 목적은 혼합기를 제공하고자 하는데 있다.

본 발명의 일 목적은 배기가스 후처리 시스템을 제공하고자 하는데 있다.

본 발명의 일 방면인 배기가스 후처리 시스템용 혼합기에 따르면, 이는 쉘, 분사구, 제1 격판, 제2 격판, 디플렉터, 임팩터를 포함하며; 상기 제1 격판에 공기유입구가 설치되고, 상기 제2 격판에 공기토출구가 설치되며, 상기 제1 격판, 제2 격판은 서로 마주보게 설치되고, 상기 제1 격판, 제2 격판 및 쉘은 배기가스가 혼합기 내에서 유동하도록 유동공간을 제공하며; 상기 유동 공간 내에서, 상기 제1 격판, 쉘, 디플렉터, 임팩터는 혼합 공간을 제공하고, 상기 디플렉터는 상기 제1 격판과 대향하는 제1 흐름안내면을 포함하며, 상기 디플렉터에 상기 임팩터가 이웃하게 설치되고, 상기 임팩터는 분사구로부터 상기 혼합 공간으로 분사되어 유입되는 액체에 충격을 주기 위해 상기 분사구와 대향으로 설치된다.

상기 혼합기의 실시예에서, 상기 임팩터는 원호형이다.

상기 혼합기의 실시예에서, 상기 디플렉터는 각각 제1 흐름안내면의 양측 단부로부터 상기 제1 격판 방향으로 연장되는 제2 흐름안내면, 제3 흐름안내면을 더 포함한다.

상기 혼합기의 실시예에서, 상기 제1 흐름안내면은 원호면이고, 상기 제2 흐름안내면, 제3 흐름안내면은 상대적으로 평행한 평면이다.

상기 혼합기의 실시예에서, 상기 공기유입구와 상기 분사구는 상기 유동공간의 축선에 대하여 동측에 설치된다.

상기 혼합기의 실시예에서, 상기 임팩터와 쉘 내벽 사이에 반경방향의 간격이 구비되어, 상기 반경방향의 간격과 상기 제1 격판이 함께 가열 공간을 제공하며, 상기 제1 격판에 배기가스가 상기 가열 공간으로 유입되도록 하기 위한 공기유입공이 개설된다.

상기 혼합기의 실시예에서, 상기 제1 격판 및/또는 제2 격판은 다수의 플러그 용접(plug welds)을 포함하며, 상기 임팩터 및/또는 상기 디플렉터는 상기 플러그 용접을 통해 상기 제1 격판 및/또는 제2 격판과 연결된다.

상기 혼합기의 실시예에서, 상기 혼합 공간으로 분사되어 유입된 액체는 우레아 용액이다.

본 발명의 다른 방면인 배기가스 후처리 시스템에 따르면, 이는 상기 어느 한 항의 혼합기를 포함한다.

본 발명의 진보적인 효과는 적어도 이하 내용을 포함한다.

1. 디플렉터의 제1 흐름안내면이 제1 격판과 마주보고, 임팩터와 이웃하게 설치되도록 함으로써, 대부분의 배기가스가 제1 격판의 공기유입구를 통해 유입된 후, 배기가스가 제1 흐름안내면과 충돌하고, 분사되어 유입된 액체의 흡인력 및 제1 흐름안내면의 저항의 공동 작용 하에 강제로 디플렉터와 이웃하게 설치된 임팩터로 안내되어, 배기가스의 열에너지가 임팩터를 충분히 가열하며, 분사되어 유입된 액체가 열을 받아 임팩터와 충돌한 후 충분히 무화되어 극히 미세한 액적으로 분해되면서 비표면적이 확대되어 배기가스와 충분히 혼합될 수 있다.

2. 제한적인 혼합 거리 내에서 배기가스와 액체의 혼합이 즉시 완료될 수 있어 혼합기의 축방향 크기를 추가적으로 감소시킬 수 있으므로, 배기가스 후처리 시스템 내부의 귀중한 공간 배치를 절약할 수 있다.

3. 임팩터의 온도가 충분히 높아 분사되어 유입된 액체의 용질, 예를 들어 우레아 액체의 퇴적물을 효과적으로 감소시킬 수 있으므로, 혼합기의 안정적이고 신뢰성 있는 작동을 보장할 수 있다.

4. 배기가스와 액체의 혼합 효율이 높아 배기가스 후처리 시스템의 처리 효율이 향상되며, 배기가스 후처리 시스템의 배기 배압이 상응하게 감소될 수 있어, 동력 시스템의 연료 경제성이 향상된다.

본 발명의 상기 및 기타 특징, 성질과 장점은 아래의 첨부도면과 실시예를 결합한 설명을 통해 더욱 분명해질 것이다. 그 중,
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합기를 일 측면 각도에서 바라본 입체도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합기의 쉘 중 일부분을 제거한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합기의 분해도이다.
도 4는 배기가스가 본 발명의 일 실시예의 혼합기로 유입되는 설명도이다.
도 5는 배기가스가 본 발명의 일 실시예의 혼합기 내부에서 유동하는 설명도이다.
도 6a 및 도 6b는 배기가스와 액체가 본 발명의 일 실시예의 혼합기 내부에서 혼합되는 설명도이다.

이하 상기 주제의 기술방안을 실시하는 다수의 상이한 실시방식 또는 실시예를 공개한다. 공개 내용을 단순화하기 위하여, 각 소자와 배열의 구체적인 실례를 아래에 설명하며, 물론, 이는 단지 예일뿐으로 본 발명의 보호범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 예를 들어 명세서 중 이후에 기재되는 제1 특징은 제2 특징의 상방 또는 상면에 형성되며, 제1 및 제2 특징이 직접 연계되는 방식으로 형성되는 실시방식을 포함할 수도 있고, 제1 및 제2 특징 사이에 부가적 특징을 형성하는 실시방식을 포함할 수도 있으며, 따라서 제1 및 제2 특징 사이는 직접 연관되지 않을 수 있다. 또한, 이러한 공개 내용 중 상이한 예에서 도면부호 표기 및/또는 알파벳이 중복될 가능성이 있다. 상기 중복은 간략함과 명확성을 위한 것이며, 그 자체는 토론하고자 하는 각 실시방식 및/또는 구조 사이의 관계를 나타내지 않는다. 또한, 제1 소자가 제2 소자와 연결 또는 결합되는 방식으로 묘사되는 경우, 상기 설명은 제1 및 제2 소자가 직접 연결되거나 또는 서로 결합되는 실시방식을 포함할 수도 있고, 하나 또는 다수의 기타 매개 소자가 투입되어 제1 및 제2 소자가 간접적으로 연결되거나 또는 서로 결합되는 방식을 포함할 수도 있다.

또한, "전, 후, 상, 하, 좌, 우", "가로방향, 세로방향, 수직, 수평" 및 "정상, 바닥" 등과 같은 방위사가 지시하는 방위 또는 위치 관계는 통상적으로 첨부도면에 도시된 방위 또는 위치 관계를 바탕으로 하며, 단지 본 발명의 묘사의 편의 및 묘사의 단순화를 위한 것으로서, 상반되는 설명을 하지 않는 경우, 이러한 방위사는 결코 지시하는 장치 또는 소자가 반드시 특정한 방위 또는 특정한 방위로 구성 및 조작되어야 하는 것을 나타내거나 암시하는 것이 아니며, 따라서 본 발명의 보호범위를 제한하는 것으로 이해해서는 안 된다. 방위사 "내, 외"는 각 부재 자체의 윤곽에 대해 안과 밖을 나타내고, "제1", "제2" 등 용어를 사용하여 부품을 한정하나, 이는 단지 상응하는 부품들을 구별하기 위한 것으로서, 별도의 설명이 없는 한, 상기 용어는 특수한 의미가 있는 것이 아니며, 따라서 본 발명의 보호범위를 제한하는 것으로 이해하여서는 안 됨에 유의한다.

이와 동시에, 본 출원은 특정 용어를 사용하여 본 출원의 실시예를 설명한다. 예를 들어 "하나의 실시예", "일 실시예", 및/또는 "약간의 실시예"는 본 출원의 적어도 하나의 실시예와 관련된 어느 하나의 특징, 구조 또는 특성을 가리킨다. 따라서, 본 명세서 중 상이한 위치에서 두 번 또는 여러 번 언급되는 "일 실시예"또는 "하나의 실시예" 또는 "약간의 실시예"는 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것이 아님에 유의하여야 한다. 또한, 본 출원의 하나 또는 다수의 실시예 중의 약간의 특징, 구조 또는 특성은 적당히 조합될 수 있다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 약간의 실시예에서, 배기가스 후처리 시스템의 혼합기는 쉘(1), 제1 격판(2), 제2 격판(3), 디플렉터(5), 임팩터(6)를 포함한다. 쉘(1)은 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같은 원통형이나, 단 이에 한정되지 않는다. 쉘(1)의 외벽에 분사구(71)가 설치되고, 그 위에 분사기 시트(7) 및 분사기(10)가 장착될 수 있으며, 혼합기로 유입되는 배기가스의 온도, 압력 등 파라미터를 감지하기 위해 쉘(1)의 외벽에 센서(8), (9)가 장착될 수 있다.

제1 격판(2)에 배기가스(101)가 혼합기로 유입되기 위한 공기유입구(21)가 설치되며, 도 2, 도 3에 도시된 제1 격판(2)에 센서(8), (9)와의 위치 간섭이 발생하여 센서의 손상을 초래하는 것을 방지하기 위한 노치(22), (23)가 더 구비된다. 제2 격판(3)에 공기토출구(31)가 설치되며, 즉 배기가스(101)는 마주보게 설치되는 제1 격판(2), 제2 격판(3) 및 쉘(1)이 제공하는 유동 공간 내에서 유동한다. 제1 격판(2)과 제2 격판(3)은 가공이 용이하도록 기본적으로 평면 패널이며, 제1 격판(2)과 제2 격판(3)은 하나의 프레스 장치만 있으면 되며, 먼저 이들에 대해 프레스를 실시한 다음 공기유입구(21)와 공기토출구(31) 등의 가공을 실시한다.

상기 유동 공간 내에서, 제1 격판(2), 쉘(1), 디플렉터(5), 임팩터(6)는 혼합 공간(20)을 제공하며, 혼합 공간 내로 분사기(10)가 액체(102)를 분사한다. 액체(102)는 즉 환원제 성분을 포함하여, 배기가스(101)에 포함된 질소산화물과 환원반응을 발생시킬 수 있는 액체로서, 예를 들어 상용되는 우레아 용액이나, 단 이에 한정되지 않는다. 디플렉터(5)는 제1 격판(2)과 마주보는 제1 흐름안내면(51)을 포함하고, 디플렉터(5)에 임팩터(6)가 이웃하게 설치되며, 임팩터(6)는 상기 분사구(71)와 마주보게 설치된다. 즉 임팩터(6)는 분사기(10)의 분사 경로에 위치하며, 분사기(10)로부터 분출되는 액체(102)가 혼합공간으로 진입하여 임팩터(6)와 충돌하면서 미세한 액적으로 무화되어 분해된다.

이와 같이 설계된 혼합기 구조가 배기가스 혼합의 균일성을 향상시키고, 배기가스 처리 효율을 향상시키며, 액체 용질(예를 들어 우레아)의 퇴적물(deposit)을 감소시킬 수 있는 이유는, 도 4 내지 도 6b를 참조하면, 배기가스(101)가 공기유입구(21)를 통해 혼합기로 진입한 후, 디플렉터(5)의 제1 흐름안내면(51)이 제1 격판(2)과 마주보고, 임팩터(6)와 이웃하게 설치되므로, 대부분의 배기가스(101)가 혼합기의 유동 공간으로 진입한 후, 분출되는 액체(102)와 충돌함과 아울러, 액체(102)에 의해 디플렉터(5)와 이웃하게 설치된 임팩터(6)로 안내되며, 액체(102)와 충돌하지 않았거나 또는 액체(102)에 의해 이동하지 않은 배기가스(101)는 제1 흐름안내면(51)으로 유동하여 부근의 액체(102)의 유속에 의해 움직이고(베르누이 원리에 따라), 또한 제1 흐름안내면(51)을 따라 디플렉터(5)와 이웃하게 설치된 임팩터(6)로 안내되기 때문이다. 따라서, 배기가스(101)는 액체(102) 및 제1 흐름안내면(51)을 통해 안내되어 임팩터(6) 부근 영역에 응집되며, 배기가스(101)의 열에너지가 임팩터(6)를 충분히 가열함으로써, 분사되어 유입된 액체(102)가 충분히 열을 받게 되어, 임팩터(6)와 충돌한 후 충분히 무화되어 극히 미세한 액적으로 분해되면서 비표면적이 확대되어 배기가스(101)와 충분히 혼합된다. 이와 동시에, 액체(102)의 유동에 의해, 배기가스(101)는 임팩터(6) 부근에서 우레아 액적 또는 우레아 액적으로부터 분해된 암모니아와 충분히 혼합된 후, 임팩터(6)를 따라 신속하게 혼합 공간(20)으로부터 유출되어 공기토출구(31)에 이르러 혼합기로부터 배출된 후, 하류의 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매기로 진입하여 산화 환원 반응이 발생하며, 배기가스 중의 질소산화물 오염물이 오염 없는 질소가스와 물로 환원된다. 디플렉터(5)는 배기가스(101)를 안내하는 기능만 가지는 것이 아니라, 분사기(10)가 분출하는 액체(102) 중 디플렉터(5)에 부딪히는 소량의 일부 액체가 존재할 가능성도 있고, 같은 원리로, 임팩터(6)는 액체(102)에 충격을 가하는 기능만 있는 것이 아니라, 일부 배기가스(101)에 대해 흐름을 안내하는 역할도 할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

바람직하게는, 임팩터(6)의 형상은 원호형일 수 있으나, 단 이에 한정되지 않으며, 이러한 형상의 유익한 효과는 임팩터(6)의 가공이 용이하고, 배기가스(101)의 열에너지를 더욱 잘 응집시킬 수 있다는데 있다.

배기가스(101)와 액체(102)는 종래 기술에서 이들의 혼합 효과를 높이기 위하여 채택하는 구조가 복잡한 나선형 디플렉터, 또는 혼합기의 길이를 증가시키는 기술방안을 이용할 필요가 없어 디플렉터의 구조가 단순해지고, 혼합기의 가공 원가가 절감된다. 이와 동시에, 혼합기의 길이가 추가적으로 단축되어, 전체적인 배기가스 후처리 시스템에 자유롭게 배치 가능하므로 배기가스 후처리 시스템 내부의 귀중한 배치 공간을 절약할 수 있어, 배기가스 후처리 시스템의 소형화에 유리하다. 또한, 충돌 및 액체를 분사하여 유동시키는 방법을 이용하여 다량의 열에너지를 지닌 배기가스를 임팩터(6)에 응집시킴으로써, 온도가 우레아 분해 요건을 충족시키게 할 수 있어, 우레아 액체의 퇴적물을 효과적으로 감소시키고, 혼합기가 장기간 안정적으로 신뢰성 있게 운행되도록 보장할 수 있다.

도 2, 도 3을 계속 참조하면, 약간의 실시예에서, 디플렉터(5)의 구체적인 구조의 예는 디플렉터(5)에 제1 흐름안내면(51)의 양측단으로부터 제1 격판(2) 방향으로 연장되는 제2 흐름안내면(52), 제3 흐름안내면(53)을 더 포함할 수 있으며, 이와 같이 발명된 디플렉터(5)는 배기가스(101)가 다수의 흐름안내면과 여러 번 충돌이 발생하여, 임팩터(6) 부근의 영역으로 더욱 많이 안내될 수 있도록 할 수 있으며, 같은 원리로, 더욱 많은 액체(102)가 디플렉터(5)의 제1 흐름안내면(51), 제2 흐름안내면(52), 제3 흐름안내면(53)에서 여러 번 충돌이 발생할 수 있어, 액체(102)가 혼합 공간(20) 내에서 더욱 미세한 액적으로 무화되어 분해될 수 있으므로, 배기가스(101)와 액체(102)의 혼합 효과가 더욱 우수해진다. 구체적으로, 도 2, 도 3에 도시된 바와 같이, 3개의 흐름안내면을 채택한 디플렉터의 구체적인 구조에서 제1 흐름안내면(51)은 원호면이고, 제2 흐름안내면(52), 제3 흐름안내면(53)은 상대적으로 평행한 평면일 수 있으며, 다른 구체적인 구도도 얼마든지 있을 수 있다. 예를 들어 제1 흐름안내면(51), 제2 흐름안내면(52), 제3 흐름안내면(53)은 원호형 또는 기타 구조를 형성할 수 있다. 제1 흐름안내면(51)은 원호면으로, 제2 흐름안내면(52), 제3 흐름안내면(53)은 상대적으로 평행한 평면으로 설치하면, 디플렉터의 구조가 단순해져 가공이 용이할 뿐만 아니라, 배기가스(101)와 액체(102)의 충돌 횟수가 많아 혼합 효과가 더욱 우수하다.

도 2, 도 3을 계속 참조하면, 약간의 실시예에서, 공기유입구(21)의 구체적인 위치의 예는 공기유입구(21)와 분사구(71)가 상기 유동 공간의 축선에 대해 동측에 설치되는 것일 수 있으며, 예를 들어 도 2, 도 3에 도시된 공기유입구(21)와 분사구(71) 및 그 위에 장착되는 분사기(10)가 모두 유동 공간의 축선 상측에 위치한다. 이와 같이 하여 획득되는 유익한 효과는, 배기가스(101)가 공기유입구(21)로부터 유입된 후, 즉 분사기(10)로부터 분출되는 우레아 액체(102)와 충돌 및 혼합이 발생하여 배기가스(101)와 액체(102)의 혼합 균일성이 향상된다는데 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 약간의 실시예에서, 임팩터(6)와 쉘(1) 내벽 사이의 반경방향 간격 및 제1 격판(2)이 공동으로 가열 공간(24)을 제공하며, 제1 격판(2)에 배기가스(101)가 가열 공간(24)으로 유입되기 위한 공기유입공(25)이 개설된다. 설명해두어야 할 점으로, 공기유입공(25)이 개설되는 실시예에서, 대부분의 배기가스(101)는 여전히 공기유입구(21)를 통해 혼합기로 유입되고, 소량의 일부 배기가스(104)만 공기유입공(25)을 통해 유입되며, 그 유익한 효과는 도 6a, 도 6b에 도시된 바와 같이, 소량의 일부 배기가스(104)가 자체의 온도를 이용하여 임팩터(6)를 추가적으로 가열시켜, 액체(102)가 임팩터(6)에 충돌하는 효과를 최적화할 수 있다는데 있다. 구체적인 공기유입공(25)의 수량 및 가열 공간(24)의 크기 등 파라미터는 실제 요구에 따라 자유롭게 설정할 수 있으며, 배기가스(104)의 열에너지를 충분히 이용하는 적극적인 효과가 있다. 이와 동시에 과도한 비율의 배기가스가 가열 공간(24)에 유입되어 배기가스와 액체의 혼합 효과에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

도 1 내지 도 5를 계속 참조하면, 약간의 실시예에서, 제1 격판(2) 및/또는 제2 격판(3)은 다수의 플러그 용접(26), (36)을 구비하며, 임팩터(6) 및/또는 디플렉터(5)는 플러그 용접(26), (36)을 통해 제1 격판(2) 및/또는 제2 격판(3)과 연결된다. 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 격판(2), 제2 격판(3)은 각각 플러그 용접(26), (36)을 구비하고, 디플렉터(5)는 돌기부(56)를 구비하여, 플러그 용접(26)과 정합되어 연결됨으로써 디플렉터(5)가 제1 격판(2)에 연결된다. 마찬가지로, 임팩터(6) 역시 돌기부(66)를 구비하며, 각각 플러그 용접(26), (36)과 정합되어 연결됨으로써, 임팩터(6)가 각각 제1 격판(2), 제2 격판(3)과 연결될 수 있으나, 단 이에 한정되지 않는다. 기타 연결 구조가 얼마든지 더 존재할 수 있으며, 돌기부와 플러그 용접 방식의 연결을 채택하면 구조가 단순해져 가공 조립이 용이하다.

결론적으로, 상기 실시예의 혼합기 및 배기가스 후처리 시스템을 채택하는 유익한 효과는 적어도 이하 내용을 포함한다.

1. 디플렉터의 제1 흐름안내면이 제1 격판과 마주보고, 임팩터와 이웃하게 설치되도록 함으로써, 대부분의 배기가스가 제1 격판의 공기유입구를 통해 유입된 후, 배기가스가 제1 흐름안내면과 충돌하고, 분사되어 유입된 액체의 흡인력 및 제1 흐름안내면의 저항의 공동 작용 하에 강제로 디플렉터와 이웃하게 설치된 임팩터로 안내되어, 배기가스의 열에너지가 임팩터를 충분히 가열하며, 분사되어 유입된 액체가 열을 받아 임팩터와 충돌한 후 충분히 무화되어 극히 미세한 액적으로 분해되면서 비표면적이 확대되어 배기가스와 충분히 혼합될 수 있다.

2. 제한적인 혼합 거리 내에서 배기가스와 액체의 혼합이 즉시 완료될 수 있어 혼합기의 축방향 크기를 추가적으로 감소시킬 수 있으므로, 배기가스 후처리 시스템 내부의 귀중한 공간 배치를 절약할 수 있다.

3. 임팩터의 온도가 충분히 높아 분사되어 유입된 액체의 용질, 예를 들어 우레아 액체의 퇴적물을 효과적으로 감소시킬 수 있으므로, 혼합기의 안정적이고 신뢰성 있는 작동을 보장할 수 있다.

4. 배기가스와 액체의 혼합 효율이 높아 배기가스 후처리 시스템의 처리 효율이 향상됨과 동시에, 동력 시스템은 배기가스 후처리 시스템의 배기 배압을 상응하게 감소시킬 수 있어, 동력 시스템의 연료 경제성이 향상된다.

본 발명은 비록 이상의 실시예를 위와 같이 공개하였으나, 이는 결코 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니며, 본 분야의 기술자라면 누구든지 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 가능한 변동과 수정을 실시할 수 있다. 예를 들어 배기가스 후처리 시스템은 차량 이외에도 선박, 잠수정 등 교통수단의 디젤엔진, 및 기타 질소산화물 배출을 저감시켜야 하는 배기가스 후처리에도 응용될 수 있고, 또한 예를 들어 혼합기는 단면 유입 단면 토출, 측면 유입 측면 토출, 측면 유입 단면 토출, 단면 유입 측면 토출과 같이 다양한 응용 장소에 적용될 수 있으며, 상이한 크기, 예를 들어 5-13인치로 생산하기에도 적합하고; 또한 예를 들어 분사기(10)의 구체적인 위치, 임팩터(6)의 수량 등등을 설정할 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술방안의 내용을 벗어나지 않고, 본 발명의 기술 실질에 의거하여 이상의 실시예에 대해 실시하는 임의의 수정, 동등한 변화 및 수식은 모두 본 발명의 청구항으로 한정된 보호범위 내에 포함된다.

Claims (9)

1. 배기가스 후처리 시스템용 혼합기에 있어서,
   쉘, 분사구, 제1 격판, 제2 격판, 디플렉터, 임팩터를 포함하며;
   상기 제1 격판에 공기유입구가 설치되고, 상기 제2 격판에 공기토출구가 설치되며, 상기 제1 격판, 제2 격판은 서로 마주보게 설치되고, 상기 제1 격판, 제2 격판 및 쉘은 배기가스가 혼합기 내에서 유동하도록 유동공간을 제공하며;
   상기 유동 공간 내에서, 상기 제1 격판, 쉘, 디플렉터, 임팩터는 혼합 공간을 제공하고, 상기 디플렉터는 상기 제1 격판과 대향하는 제1 흐름안내면을 포함하며, 상기 디플렉터에 상기 임팩터가 이웃하게 설치되고, 상기 임팩터는 분사구로부터 상기 혼합 공간으로 분사되어 유입되는 액체에 충격을 주기 위해 상기 분사구와 대향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템용 혼합기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 임팩터는 원호형인 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템용 혼합기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 디플렉터는 각각 제1 흐름안내면의 양측 단부로부터 상기 제1 격판 방향으로 연장되는 제2 흐름안내면, 제3 흐름안내면을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템용 혼합기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 흐름안내면은 원호면이고, 상기 제2 흐름안내면, 제3 흐름안내면은 상대적으로 평행한 평면인 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템용 혼합기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 공기유입구와 상기 분사구는 상기 유동공간의 축선에 대하여 동측에 설치되는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템용 혼합기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 임팩터와 쉘 내벽 사이에 반경방향의 간격이 구비되어, 상기 반경방향의 간격과 상기 제1 격판이 함께 가열 공간을 제공하며, 상기 제1 격판에 배기가스가 상기 가열 공간으로 유입되도록 하기 위한 공기유입공이 개설되는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템용 혼합기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 격판 및/또는 제2 격판은 다수의 플러그 용접(plug welds)을 포함하며, 상기 임팩터 및/또는 상기 디플렉터는 상기 플러그 용접을 통해 상기 제1 격판 및/또는 제2 격판과 연결되는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템용 혼합기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 혼합 공간으로 분사되어 유입된 액체는 우레아 용액인 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템용 혼합기.
9. 배기가스 후처리 시스템에 있어서,
   제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 따른 혼합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 배기가스 후처리 시스템.

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