KR20200088140A - 환원제 분사 장치 - Google Patents

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KR20200088140A KR1020190004765A KR20190004765A KR20200088140A KR 20200088140 A KR20200088140 A KR 20200088140A KR 1020190004765 A KR1020190004765 A KR 1020190004765A KR 20190004765 A KR20190004765 A KR 20190004765A KR 20200088140 A KR20200088140 A KR 20200088140A
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Abstract

본 발명은 배기가스에 함유된 질소산화물을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원 반응에 사용되는 환원제를 분사하는 환원제 분사 장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 환원제 분사 장치는 상기 배기가스가 이동하는 배기관 내부로 상기 환원제를 분사하는 분사 노즐과, 상기 분사 노즐을 지지하며 상기 배기관을 이동하는 상기 배기가스의 유량 또는 압력에 따라 상기 분사 노즐의 분사 각도를 조절하는 노즐 가변 지지부를 포함한다.

Description

환원제 분사 장치{INJECTION APPARATUS FOR REDUCING AGENT}
본 발명은 환원제 분사 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기가스가 이동하는 배기관 내부에 환원제를 분사하는 환원제 분사 장치에 관한 것이다.
일반적으로 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템은 디젤 엔진, 보일러, 소각기 등에서 발생된 배기가스를 정화하여 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 시스템이다.
이중에서도 디젤 엔진은 압축 착화 연소 방식으로 인해 배기가스 내 다량의 질소산화물(NOx)이 함유된다. 또한, 디젤 엔진은 희박 연소(lean burn)로 가솔린 엔진과 다르게 삼원 촉매(three way catalyst)를 사용 할 수 없다. 이에 강화되는 배기가스 규제를 만족시키기 위해서는 디젤 엔진에 선택적 촉매 환원(SCR) 시스템의 도입이 보편화 되고 있다.
선택적 촉매 환원 시스템은 촉매가 내부에 설치된 반응기에 배기가스와 환원제를 함께 통과시키면서 배기가스에 함유된 질소산화물과 환원제를 반응시켜 질소와 수증기로 환원 처리한다.
환원제는 환원제 분사 장치를 통해 배기관의 내부로 분사되어 배기관을 따라 이동하는 배기가스와 혼합된다.
또한, 선박 또는 차량에 장착된 디젤 엔진에 사용되는 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템의 경우, 환원제가 분사되어 배기가스와 혼합된 후 이동 거리가 질소산화물 저감에 있어 중요한 인자로 작용하고 있다. 이는 환원제가 배기관의 내부에 분사된 후 촉매가 설치된 반응기 입구에 도달하기 전까지 환원제와 배기가스가 충분히 혼합되어 반응할 수 있는 거리가 확보되어야 하기 때문이다.
하지만, 선박 또는 차량 내의 엔진룸은 공간이 협소하기 때문에 배기관의 길이 또한 한정될 수 밖에 없다. 따라서, 배기가스와 질소산화물 환원제가 충분히 혼합 및 반응하기 위하여 요구되는 혼합 거리를 넉넉하게 확보하기가 어렵다. 이에, 환원제 분사 장치와 반응기 사이의 배기관 내부에 믹서를 설치하여 환원제의 혼합율을 향상시키고 있다.
그런데, 엔진의 부하에 따라 요구되는 환원제 분사량이 달라지고, 환원제를 배기가스에 혼합시키기 위한 최적의 조건도 달라진다.
예를 들어, 엔진의 부하 변동에 따라 배기가스의 유량 또는 압력이 달라지면, 배기가스에 분사된 환원제가 확산 및 혼합되는 패턴도 달라진다. 특히, 배기가스의 유량 또는 유압이 증가하면 환원제의 확산율 및 혼합률이 낮아지므로, 배기가스와 환원제가 혼합 및 반응하기 위하여 상대적으로 더 긴 혼합 거리가 요구될 수 있다.
하지만, 종래의 환원제 분사 장치는 환원제를 정해진 각도로만 분사하므로, 엔진의 부하 변동에 따라 달라지는 배기가스의 유량 또는 유압 변화에 따라 배기가스와 환원제 간의 혼합 효과도 달라진다. 그리고 엔진의 부하 변동에 따른 환원제의 혼합 효과가 달라지면, 선택적 촉매 환원 반응에도 영향을 미쳐 엔진의 부하 변동에 따른 질소산화물 저감 효율이 달라지는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 배기관을 따라 이동하는 배기가스의 유량 또는 압력 변화도 양호한 질소산화물의 저감 효율을 제공할 수 있는 환원제 분사 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 반응에 사용되는 환원제를 분사하는 환원제 분사 장치는 상기 배기가스가 이동하는 배기관 내부로 상기 환원제를 분사하는 분사 노즐과, 상기 분사 노즐을 지지하며 상기 배기관을 이동하는 상기 배기가스의 유량 또는 압력에 따라 상기 분사 노즐의 분사 각도를 조절하는 노즐 가변 지지부를 포함한다.
상기 배기관 내 상기 배기가스의 유량 또는 압력이 증가하면, 상기 배기가스의 이동 방향과 상기 분사 노즐이 환원제를 분사하는 방향 간의 교각이 상대적으로 커질 수 있다. 그리, 상기 배기관 내 상기 배기가스의 유량 또는 압력이 감소되면, 상기 배기가스의 이동 방향과 상기 분사 노즐이 환원제를 분사하는 방향 간의 교각이 상대적으로 작아질 수 있다.
상기 노즐 가변 지지부는 실린더와, 상기 실린더와 상기 배기관을 연결하는 연결 유로와, 상기 배기관 내부의 압력 변화에 따라 상기 실린더 내부에서 왕복 운동하는 피스톤과, 상기 피스톤과 결합되어 상기 피스톤과 함께 왕복 운동하는 푸시 로드와, 일단부는 상기 푸시 로드와 회동 가능하게 연결되고 타단부는 상기 배기관을 관통하여 삽입된 링크 레버, 그리고 일단부가 상기 링크 레버의 타단부와 회동 가능하게 연결되고 타단부는 상기 배기관의 내벽에 회동 가능하게 결합되며 상기 분사 노즐을 지지하는 노즐 지지 브래킷을 포함할 수 있다.
상기 노즐 가변 지지부는 상기 푸시 로드의 일영역에 형성된 걸림부와, 상기 푸시 로드의 걸림부와 상기 링크 레버 사이에 설치된 스토퍼, 그리고 상기 스토퍼와 상기 푸시 로드의 걸림부 사이에 개재되어 상기 푸시 로드의 걸림부를 상기 실린더 방향으로 탄성 가압하는 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.
상기한 환원제 분사 장치는 상기 링크 레버와 상기 배기관 사이에 개재되어 상기 배기가스의 누설을 방지하는 패킹 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 환원제 분사 장치는 배기관을 따라 이동하는 배기가스의 유량 또는 압력 변화에 따라 분사 각도를 조절할 수 있다. 이에 따라, 배기관을 따라 이동하는 배기가스 유량 또는 압력 변화에 의한 질소산화물 저감 효율이 저감되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 분사 장치가 사용되는 배기가스 후처리 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 환원제 분사 장치의 부분 단면도이다.
도 3은 도 2의 환원제 분사 장치의 동작 상태를 나타낸 부분 단면도이다.
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 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 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 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 분사 장치(101)를 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 분사 장치(101)는 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원 반응에 사용되는 환원제를 배기관(200) 내에서 배기가스 중으로 분사하기 위한 것이다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 분사 장치(101)는 배기관(200)을 따라 이동하는 배기가스의 유량 또는 압력 변화에 따라 환원제를 분사하는 분사 각도를 조절할 수 있다.
또한, 배기가스는 엔진에서 배출된 것일 수 있으며, 이때 엔진은 상대적으로 설치 공간이 제한적인 선박 또는 차량에 사용되는 디젤 엔진일 수 있다. 즉, 엔진은 선박 또는 차량에 사용되는 2행정 저속 또는 4행정 중속 디젤 엔진일 수 있다.
하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 분사 장치(101)가 전술한 바와 같이 엔진에서 배출된 배기가스에 한정되어 사용되는 것은 아니며, 플랜트 등 다양한 분야에서 배출된 배기가스를 후처리하기 위해서도 사용될 수 있다.
또한, 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템은 환원제 분사 장치(101) 이외에 환원 반응을 위한 촉매(131)가 설치된 반응기(130) 및 반응기(130)와 환원제 분사 장치(101) 사이의 배기관(200) 내부에 설치된 믹서(140)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 믹서(140)는 배기가스와 환원제의 혼합율을 향상시킨다.
선택적 촉매 환원 반응을 위해 반응기(130) 내부에 설치된 촉매(131)는, 일례로, 제올라이트(Zeolite), 바나듐(Vanadium), 및 백금(Platinum) 등과 같이 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 소재로 만들어질 수 있다. 이러한 촉매(131)는 섭씨 250도 내지 섭씨 350도 범위 내의 활성 온도를 가질 수 있다. 여기서, 활성 온도는 촉매(131)가 피독되지 않고 안정적으로 질소산화물을 환원시킬 수 있는 온도를 말한다. 촉매(131)가 활성 온도 범위 밖에서 반응할 경우, 피독되면서 효율이 저하된다.
또한, 배기가스를 후처리하는 후처리 시스템은 선택적 촉매 환원 시스템 이외에 디젤 산화 촉매(Diesel Oxidation Catalyst, DOC)(120) 및 암모니아 산화 촉매(AOC)(133)를 더 포함할 수 있다.
디젤 산화 촉매(120)는 선택적 촉매 환원 시스템보다 상류의 배기관(200)에 설치된다. 디젤 산화 촉매(120)는 매연, 일산화탄소(CO), 및 탄화수소(HC)의 농도를 낮출 수 있다. 그리고 디젤 산화 촉매(120)는 일산화질소(NO)를 이산화질소(NO2)로 산화시켜 이산화질소의 비율을 높인다. 이와 같이, 이산화질소(NO2)의 비율이 높아지면, 하류에 위치한 선택적 촉매 환원 시스템에서 질소산화물을 저감시키는데 유리해진다.
암모니아 산화 촉매(133)는 반응기(130) 내부에서 선택적 촉매 환원 반응을 위한 촉매(131)보다 후방에 위치하거나 선택적 촉매 환원 시스템보다 하류의 배기관(200)에 설치될 수 있다. 암모니아 산화 촉매(133)는 배기가스에 포함된 암모니아를 산화시켜 제거한다. 선택적 촉매 환원 반응을 위해 공급된 환원제가 배기가스에 함유된 질소산화물과 전부 반응하지 못하면 암모니아 슬립(ammonia slip)이 발생된다. 즉, 질소산화물과 반응하지 못한 암모니아는 배기가스와 함께 외부로 배출되는데, 암모니아도 환경 오염 물질이므로, 배기가스와 함께 대기 중으로 배출되는 것을 억제하여야 한다. 따라서, 암모니아 산화 촉매(133)를 배치하여 선택적 촉매 환원 반응을 하지 못하고 잔존하는 암모니아를 산화시켜 제거할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 분사 장치(101)는 분사 노즐(700) 및 노즐 가변 지지부(500)를 포함한다.
분사 노즐(700)은 배기가스가 이동하는 배기관(200) 내부로 우레아(urea, CO(NH2)2) 수용액, 암모니아 수용액, 무수암모니아 등의 환원제를 분사할 수 있다. 분사 노즐(700)에서 분사된 환원제는 선택적 촉매 환원 반응을 위한 촉매의 도움을 받아 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)과 반응하여 질소산화물(NOx)을 질소와 수증기로 환원 처리한다. 일례로, 분사 노즐(700)이 환원제로 우레아(urea) 수용액을 분사할 경우, 분사된 우레아 수용액의 우레아(urea, CO(NH2)2)는 가수분해 또는 열분해되면서 암모니아(NH3)와 이소시안산(Isocyanic acid, HNCO)이 생성된다. 그리고 이소시안산(HNCO)은 다시 암모니아(NH3)와 이산화탄소(CO2)로 분해된다. 즉, 우레아가 분해되면 최종적으로 암모니아가 생성된다. 그리고 암모니아(NH3)는 질소산화물과 직접 반응하는 최종적인 환원제의 역할을 한다.
노즐 가변 지지부(500)는 분사 노즐(700)을 지지하며 배기관(200)을 이동하는 배기가스의 유량 또는 압력에 따라 분사 노즐(700)의 분사 각도를 조절할 수 있다.
구체적으로, 노즐 가변 지지부(500)는 배기관(200) 내 배기가스의 유량 또는 압력이 증가하면, 배기가스의 이동 방향과 분사 노즐(700)이 환원제를 분사하는 방향 간의 교각이 상대적으로 커지도록 조절할 수 있다. 그리고 배기관(200) 내 배기가스의 유량 또는 압력이 감소하면, 배기가스의 이동 방향과 분사 노즐(700)이 환원제를 분사하는 방향 간의 교각이 상대적으로 작아지도록 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 노즐 가변 지지부(500)의 구동은 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 배기관(200) 내 배기가스의 압력을 이용하거나 엔진에 장착된 과급기가 공급하는 압력을 활용할 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 배기관(200) 내 배기가스의 압력을 이용한 노즐 가변 지지부(500)에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 노즐 가변 지지부(500)는 실린더(550), 연결 유로(540), 피스톤(520), 푸시 로드(510), 링크 레버(560), 및 노즐 지지 브래킷(570)을 포함할 수 있다.
또한, 노즐 가변 지지부(500)는 걸림부(515)와, 스토퍼(590), 그리고 탄성 부재(580)를 더 포함할 수 있다.
연결 유로(540)는 실린더(550)의 내부와 배기관을 연결한다. 즉, 배기관(200)의 압력이 상승하면 실린더(550)의 내부 압력도 상승하게 된다. 피스톤(520)은 배기관(200) 내부의 압력 변화에 따라 실린더(550) 내부에서 왕복 운동한다. 푸시 로드(510)는 피스톤(520)과 결합되어 피스톤(520)과 함께 직선 왕복 운동한다.
링크 레버(560)는 일단부가 푸시 로드(510)와 회동 가능하게 연결되고, 타단부가 배기관(200)을 관통하여 삽입된다. 즉, 푸시 로드(510)가 왕복 운동하면서 링크 레버(560)를 밀고 당기게 된다.
노즐 지지 브래킷(570)은 분사 노즐(700)을 지지한다. 그리고 노즐 지지 브래킷(570)의 일단부는 링크 레버(560)의 타단부와 회동 가능하게 연결되고 노즐 지지 브래킷(570)의 타단부는 배기관(200)의 내벽에 회동 가능하게 결합된다. 따라서 링크 레버(560)가 밀고 당겨짐에 따라 노즐 지지 브래킷(570)은 반대로 당겨지거나 밀리게 되면서 노즐 지지 브래킷(570)이 지지하는 분사 노즐(700)의 분사 각도가 달라지게 된다.
걸림부(515)는 푸시 로드(510)의 일영역에 형성된다. 스토퍼(590)는 푸시 로드(510)의 걸림부(515)와 링크 레버(560) 사이에 설치된다. 그리고 탄성 부재(580)는 스토퍼(590)와 푸시 로드(510)의 걸림부(515) 사이에 개재되어 푸시 로드(510)의 걸림부(515)를 실린더(550) 방향으로 탄성 가압한다. 이때, 탄성 부재(580)가 갖는 탄성력은 배기관(200)을 따라 이동하는 배기가스의 최대 압력과 최소 압력을 고려하여 설정될 수 있다.
패킹 부재(800)는 링크 레버(560)와 배기관(200) 사이에 개재되어 배기가스의 누설을 방지한다. 즉, 링크 레버(560)가 배기관(200)을 관통하여 삽입되므로, 패킹 부재(800)는 링크 레버(560)가 관통된 구멍으로 배기가스가 누설되는 것을 차단할 수 있다.
반면, 과급기(미도시)의 압력을 이용하여 노즐 가변 지지부(500)를 동작시킬 경우에는, 연결 유로(540)가 실린더(550)와 과급기를 연결할 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 분사 장치(101)의 동작을 상세히 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 배기관(200)을 따라 이동하는 배기가스의 압력이 탄성 부재(580)의 탄성력 보다 작으면, 탄성 부재(580)에 의해 푸시 로드(510)가 링크 레버(560)를 당기게 되고, 이에 링크 레버(560)는 노즐 지지 브래킷(570)을 밀게 된다.
노즐 지지 브래킷(570)에서 링크 레버(560)와 연결된 일단부에 반대되는 타단부는 배기관(200)의 내벽에 회동 가능하게 결합되므로, 노즐 지지 브래킷(570)은 타단부를 중심으로 회동하게 되고, 이에 분사 노즐(700)은 배기가스의 이동 방향과 상대적으로 가까운 각도로 환원제를 분사하게 된다. 즉, 배기가스의 이동 방향과 분사 노즐(700)이 환원제를 분사하는 방향 간의 교각(θ1)이 상대적으로 작아진다.
도 3에 도시한 바와 같이, 배기관(200)을 따라 이동하는 배기가스의 압력이 탄성 부재(580)의 탄성력 보다 커지면, 배기가스의 압력에 의해 피스톤(520)이 밀리면서 푸시 로드(510)가 링크 레버(560)를 밀게 되고, 이에 링크 레버(560)는 노즐 지지 브래킷(570)을 당기게 된다.
노즐 지지 브래킷(570)이 당겨지면 노즐 지지 브래킷(570)은 타단부를 중심으로 반대로 회동하게 되고, 이에 분사 노즐(700)은 배기가스의 이동 방향과 상대적으로 먼 각도로 환원제를 분사하게 된다. 즉, 배기가스의 이동 방향과 분사 노즐(700)이 환원제를 분사하는 방향 간의 교각(θ2)이 상대적으로 커진다.
도 4와 도 5는 분사 노즐(700)의 분사 각도가 고정된 상태에서, 배기가스의 유량과 압력이 변화된 상태에 따른 환원제의 확산 및 혼합 상태를 나타낸 그래프이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 배기가스의 유량과 압력이 상대적으로 낮은 경우에는 환원제가 믹서(140)에 도달하기 전에 고르게 확산 및 혼합됨을 알 수 있다.
하지만, 도 5에 도시한 바와 같이, 배기가스의 유량과 압력이 상대적으로 높은 경우에는 높은 압력과 빠른 유속으로 인하여 환원제가 믹서(140)에 도달하기 전에 충분히 확산 및 혼합되지 못함을 알 수 있다. 이러한 현상은 배기관의 형상으로 인해 가중될 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3과 같이, 환원제 분사 노즐(700)의 상류측 배기가스가 분사 노즐(700)의 하부로부터 상부를 향해 유동되게 하고, 분사 노즐(700)의 하류측 배기가스가 환원제 분사 노즐(700)의 환원제 분사 방향과 예각으로 형성된 교각(θ1)을 이루며 유동되도록 배기관(200)은 구부러진 형상의 연결부를 포함할 수 있다. 환원제 분사 노즐(700)의 설치 구조 등 다양한 조건을 고려하여 배기관(200)이 구부러진 형상의 연결부를 포함할 수 있는데, 이렇게 구부러진 형상의 연결부를 갖는 배기관(200)에서의 배기가스 유동은 연결부 부근에서 배기가스의 관성에 의해 배기관(200)의 상부, 즉 연결부의 반경 방향 외곽으로 집중될 수 있다. 이러한 배기관의 구부러진 부위에서의 배기가스 유동 집중 현상은 배기가스의 유속이 빠를수록 배가되며, 이 상태에서 환원제를 분사할 경우 도 5에 도시된 바와 같이 환원제의 충분한 확산 및 혼합을 기대할 수 없게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 배기가스의 유량 또는 압력이 증가한 경우 도 3과 같이 분사 노즐(700)의 분사 각도를 조절함으로써, 환원제를 더욱 효과적으로 확산 및 혼합시킬 수 있다. 즉, 도 3과 같이 환원제가 분사 노즐(700)의 상류측, 연결부의 반경 방향 내곽을 향해 분사하여 배기가스의 이동 방향과 분사 노즐(700)의 환원제 분사 방향 간의 교각(θ2)이 커지도록 분사 노즐(700)의 분사방향을 조정함으로써 환원제의 확산 및 혼합이 효과적으로 이루어질 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 환원제 분사 장치(101)는 배기관(200)을 따라 이동하는 배기가스의 유량 또는 압력 변화에 따라 분사 각도를 조절할 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: 환원제 분사 장치
120: 디젤 산화 촉매
130: 반응기
131: 선택적 촉매 환원 반응을 위한 촉매
133: 암모니아 산화 촉매
140: 믹서
200: 배기관
500: 노즐 가변 지지부
510: 푸시 로드
515: 걸림부
520: 피스톤
540: 연결 유로
550: 실린더
560: 링크 레버
570: 노즐 지지 브래킷
580: 탄성 부재
590: 스토퍼
700: 분사 노즐
800: 패킹 부재

Claims (5)

  1. 배기가스에 함유된 질소산화물(NOx)을 저감시키기 위한 선택적 촉매 환원(selective catalytic reduction, SCR) 반응에 사용되는 환원제를 분사하는 환원제 분사 장치에 있어서,
    상기 배기가스가 이동하는 배기관 내부로 상기 환원제를 분사하는 분사 노즐; 및
    상기 분사 노즐을 지지하며 상기 배기관을 이동하는 상기 배기가스의 유량 또는 압력에 따라 상기 분사 노즐의 분사 각도를 조절하는 노즐 가변 지지부
    를 포함하는 환원제 분사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배기관 내 상기 배기가스의 유량 또는 압력이 증가하면, 상기 배기가스의 이동 방향과 상기 분사 노즐이 환원제를 분사하는 방향 간의 교각이 상대적으로 커지고,
    상기 배기관 내 상기 배기가스의 유량 또는 압력이 감소되면, 상기 배기가스의 이동 방향과 상기 분사 노즐이 환원제를 분사하는 방향 간의 교각이 상대적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 환원제 분사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 가변 지지부는,
    실린더;
    상기 실린더와 상기 배기관을 연결하는 연결 유로;
    상기 배기관 내부의 압력 변화에 따라 상기 실린더 내부에서 왕복 운동하는 피스톤;
    상기 피스톤과 결합되어 상기 피스톤과 함께 왕복 운동하는 푸시 로드;
    일단부는 상기 푸시 로드와 회동 가능하게 연결되고, 타단부는 상기 배기관을 관통하여 삽입된 링크 레버; 및
    일단부가 상기 링크 레버의 타단부와 회동 가능하게 연결되고 타단부는 상기 배기관의 내벽에 회동 가능하게 결합되며 상기 분사 노즐을 지지하는 노즐 지지 브래킷
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 환원제 분사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 노즐 가변 지지부는,
    상기 푸시 로드의 일영역에 형성된 걸림부와;
    상기 푸시 로드의 걸림부와 상기 링크 레버 사이에 설치된 스토퍼; 그리고
    상기 스토퍼와 상기 푸시 로드의 걸림부 사이에 개재되어 상기 푸시 로드의 걸림부를 상기 실린더 방향으로 탄성 가압하는 탄성 부재
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환원제 분사 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 링크 레버와 상기 배기관 사이에 개재되어 상기 배기가스의 누설을 방지하는 패킹 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환원제 분사 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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