KR20220157560A

KR20220157560A - 디젤 차량용 요소수 탱크

Info

Publication number: KR20220157560A
Application number: KR1020210065228A
Authority: KR
Inventors: 이지운
Original assignee: (주)전진
Priority date: 2021-05-21
Filing date: 2021-05-21
Publication date: 2022-11-29

Abstract

본 발명은 디젤 차량용 요소수 탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내부에 히팅 배플이 일체로 사출 성형된구조로 구비되어, 빙결된 요소수를 용이하게 해빙시킬 수 있도록 한 디젤 차량용 요소수 탱크에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 요소수 탱크의 내부에 히터 코일을 갖는 다수의 히팅 배플을 일체로 사출 성형하여, 평상시에는요소수 탱크 내의 요소수 유동을 억제 제어하고, 극저온 상황에서는 요소수의 고른 해동이 이루어질 수 있도록 함으로써, 항상 요소수의 공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 디젤 차량용 요소수 탱크를 제공하고자 한 것이다.

Description

디젤 차량용 요소수 탱크{Urea tank for diesel vehicle}

본 발명은 디젤 차량용 요소수 탱크에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내부에 히팅 배플이 일체로 사출 성형된 구조로 구비되어, 빙결된 요소수를 용이하게 해빙시킬 수 있도록 한 디젤 차량용 요소수 탱크에 관한 것이다.

디젤엔진 차량의 배기계에는 질소산화물을 효과적으로 제거하기 위하여 요소수(Urea)를 배기관에 분사하는 SCR(Selective Catalytic Reduction) 시스템이 장착되어 있다.

상기 요소수는 배기열에 의하여 복수 분자의 암모니아로 분해되어 배기가스내 질소산화물과 반응을 하게 되고,반응 결과의 산물인 무해한 질소와 물은 외부로 배출된다.

따라서, 디젤엔진(특히, 상용차량) 차량에는 디젤연료가 충진되는 디젤 연료탱크 뿐만 아니라 요소수가 충진되는 요소수 탱크가 탑재되어 있다.

첨부한 도 1을 참조하면, 상기 요소수 탱크(10)의 내부에는 요소수를 펌핑하여 SCR 시스템으로 공급하는 요소수펌프(12)가 내장되어 있고, 외기온이 극저온일 때 요소수가 빙결되는 것을 방지하기 위하여 요소수 펌프(12)에는 히터(12-1)가 내장되어 있다.

그러나, 외기온이 극저온(예, 영하 11도 이하) 상태에서 요소수 탱크내의 요소수가 빙결되면, 히터가 요소수 펌프에 국부적으로 적용된 상태이므로, 요소수 탱크의 전체 공간내에 있는 요소수를 전부 해동시키지 못하고, 요소수 펌프 주변의 요소수만 해동되어 요소수 공급이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

또한, 요소수 탱크내의 해동된 요소수를 소모한 후, 요소수 탱크내에 잔존하는 요소수는 빙결된 상태로 남아 있기 때문에 더 이상 요소수를 SCR 시스템으로 공급할 수 없는 상태가 되어, 결국 엔진 경고등이 점등되면서 지속적인 주행이 불가능한 상태가 되는 문제점이 따른다.

또한, 요소수 탱크 내의 요소수가 빙결된 상태에서 잔여 요소수량을 감지하는 초음파 센서가 작동되지 않는 등의 문제점이 따른다.

대한민국특허공보 제10-2017-0021121호

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 요소수 탱크의 내부에 히터 코일을 갖는 다수의 히팅배플을 일체로 사출 성형하여, 평상시에는 요소수 탱크 내의 요소수 유동을 억제 제어하고, 극저온 상황에서는 요소수의 고른 해동이 이루어질 수 있도록 함으로써, 항상 요소수의 공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 디젤 차량용 요소수 탱크를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 서로 결합되는 상부케이스와 하부케이스를 포함하고, 상기 상부케이스 또는 하부케이스에 복수의 히팅 배플이 사출 성형되거나 상기 상부케이스 및 하부케이스에 복수의 히팅 배플이 사출 성형되며, 상기 히팅 배플들 중 적어도 하나 이상에 히터 코일이 일체로 사출 성형된 것을 특징으로하는 디젤 차량용 요소수 탱크를 제공한다.

바람직하게는, 상기 히팅 배플은 상부케이스의 내면에 소정 간격으로 형성되는 복수의 제1히팅 배플과, 하부케이스의 내면 양쪽에 형성되는 복수의 제2히팅 배플로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1히팅 배플 또는 제2히팅 배플의 일부 또는 전체 표면에 히터 코일이 일체로 사출 성형되거나, 그 내부에 일체로 사출 성형되는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 제1히팅 배플 및 제2히팅 배플의 일부 또는 전체 표면에 히터 코일이 일체로 사출 성형되거나, 그 내부에 일체로 사출 성형되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 히터 코일은 하나의 라인이 제1히팅 배플과 제2히팅 배플의 일부 또는 전체 면적에 걸쳐 각각 지그재그 배열을 이루며 고르게 분포된 후 직렬로 연결된 것임을 특징으로 한다.

또한, 상기 히터 코일의 직렬 연결을 위한 시작 단부 및 종단부는 전원 연결을 위하여 상부케이스 및 하부케이스의 외표면에 통해 외부로 노출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부케이스 및 하부케이스의 외표면에는 히터 코일의 직렬 연결을 위한 시작 단부 및 종단부가 연결되는 전원 연결용 암커넥터가 일체로 사출 성형된 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 요소수 탱크내의 요소수가 빙결되면, 요소수 탱크의 전체 공간내에 있는 요소수를 고르게 가열하여 전부 해동시킬 수 있도록 함으로써, SCR 시스템에 대한 요소수 공급이 항상 원활하게 이루어질 수 있다.

둘째, 요소수 탱크내에 잔존하는 요소수 빙결로 인하여, 엔진 경고등이 점등 되는 현상 및 잔여 요소수량을 감지하는 초음파 센서가 미작동하는 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 요소수 탱크 구조를 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 요소수 탱크를 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 요소수 탱크를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 요소수 탱크에 일체로 사출되는 히팅라인이 직렬로 연결된 것을 나타낸 개략도,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 요소수 탱크에 히팅라인을 갖는 히티 배플이 일체로 사출 성형된 모습을 도시한개략적 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 요소수 탱크를 나타낸다.

도 2 및 도 3에서 보듯이, 본 발명에 따른 요소수 탱크(10)는 별도의 사출 성형으로 구비되는 상부케이스(10-1)와 하부케이스(10-2)가 상호 결합된 구조를 갖는다.

즉, 상기 상부케이스(10-1)와 하부케이스(10-2)는 각각 사출 성형 공정에 의하여 제작되어, 요소수 저장을 위한 밀폐 공간을 형성하기 위하여 공지된 접합 방법에 의하여 상호 결합된다.

상기 상부케이스(10-1)의 사출 성형시 그 저면(내표면)에 복수개의 제1히팅 배플(21)이 일체로 형성되는 바, 좌우 방향을 따라 등간격으로 형성된다.

더욱이, 상기 제1히팅 배플(21)에는 히터 코일(30)이 일체로 사출 성형된다.

좀 더 상세하게는, 상기 상부케이스(10-1)에 제1히팅 배플(21)이 일체로 사출 성형될 때, 상기 히터 코일(30)도 제1히팅 배플(21)의 표면 또는 내부에 일체로 사출 성형된다.

마찬가지로, 상기 하부케이스(10-2)의 사출 성형시 그 상면(내표면)에 복수개의 제2히팅 배플(22)이 일체로 형성되며, 바람직하게는 요소수를 SCR 시스템으로 펌핑하는 요소수 펌프 설치구를 중심으로 그 좌우측 위치에 일체로 형성된다.

또한, 상기 제2히팅 배플(22)에도 히터 코일(30)이 일체로 사출 성형된다.

좀 더 상세하게는, 상기 하부케이스(10-2)에 제2히팅 배플(22)이 일체로 사출 성형될 때, 상기 히터 코일(30)도 제2히팅 배플(21)의 표면 또는 내부에 일체로 사출 성형되며, 도 4에서 보듯이 히터 코일(30)은 하나의 라인이 직렬로 배열된 구조를 이루게 된다.

한편, 첨부한 도 5를 참조하면 상기 히터 코일(30)은 복수의 제1히팅 배플(21) 마다, 그리고 복수의 제2히팅 배플(22) 마다 하나의 라인이 직결로 연결되며 일체로 사출 성형될 수 있으나, 복수의 제1히팅 배플(21) 마다, 그리고 복수의 제2히팅 배플(22) 마다 전원 연결부가 필요하여 전원 커넥터를 연결하는 작업이 늘어날 수 있다.

이에, 첨부한 도 6에서 보듯이 상기 히터 코일(30)은 하나의 라인을 복수의 제1히팅 배플(21)과 제2히팅 배플(22)의 전체 면적에 걸쳐 각각 지그재그 배열을 이루며 고르게 분포시킨 후 직렬로 연결되도록 하는 것이 바람직하며, 그에 따라 히터 코일(30)에 전원을 공급하기 위한 전원 연결부를 하나로 통합시킬 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 히터 코일(30)의 직렬 연결을 위한 시작 단부 및 종단부, 즉 복수의 히팅 배플을 경유한 히터 코일의 시작단과 끝단은 사출 성형시 상부케이스(10-1) 및 하부케이스(10-2)의 외표면에 통해 전원 연결 가능하게 외부로 노출되도록 한다.

바람직하게는, 상기 상부케이스(10-1) 및 하부케이스(10-2)의 외표면에는 히터 코일(30)의 직렬 연결을 위한 시작 단부 및 종단부가 연결되는 전원 연결용 암커넥터(14)가 일체로 사출 성형된다.

이에, 상기 암커넥터(14)에 전원공급수단과 연결된 숫커넥터(16)를 삽입 체결함으로써, 히터 코일(30)에 전원이 공급 가능한 상태가 된다.

따라서, 상기 요소수 탱크(10)내의 요소수가 빙결되면, 히터 코일(30)에 전원을 공급하여 가열시킴으로써, 히터코일(30)을 갖는 히팅 배플(21,22)로부터 요소수 탱크의 전체 공간에 걸쳐 열이 전달되어 요소수가 고르게 해동될 수 있고, 그에 따라 SCR 시스템에 대한 요소수 공급이 항상 원활하게 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명의 히터 코일 작동을 위한 바람직한 실시예로서, 외기온 감지센서에서 외기온을 감지하고, 외기온감지센서의 신호를 전달받은 제어기에서 외기온이 임계온도 이하로 판정하면, 전원공급수단의 스위치를 온으로 제어하여, 요소수가 미리 빙결되기 전에 히터 코일(30)에 전원을 공급할 수 있도록 함으로써, 요소수 탱크의 전체 공간에 걸쳐 요소수가 빙결되는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라 SCR 시스템에 대한 요소수 공급이 항상 원활하게 이루어질 수 있다.

10 : 요소수 탱크
10-1 : 상부케이스
10-2 : 하부케이스
12 : 요소수 펌프
14 : 암커넥터
16 : 숫커넥터
21 : 제1히팅 배플
22 : 제2히팅 배플
30 : 히터 코일

Claims

서로 결합되는 상부케이스와 하부케이스를 포함하고,
상기 상부케이스 또는 하부케이스 중 하나에 복수의 히팅배플이 사출 성형되거나 상기 상부케이스 및 하부케이스 모두에 복수의 히팅 배플이 사출 성형되며,
상기 히팅배플들 중 적어도 하나 이상에 히터 코일이 일체로 사출 성형된 것을 특징으로 하는 디젤 차량용 요소수 탱크.