KR20240006880A - 요소수 용적 측정용 시스템 및 수량계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 요소 수용액 용적측정용 공급시스템과 그 수량계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 요소 수용액을 저장하는 저장탱크에서 공급 오차를 발생시키지 않고 공급할 수 있도록 하며, 수량계를 사용하여 용적 측정에 의해 요소 수용액을 정량 공급할 수 있도록 하는 요소 수용액 용적측정용 공급시스템과 그 수량계에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 요소 수용액 공급탱크(6)에 저장된 요소 수용액을 유입하여 용적으로 주입량을 측정하여 MCU(3)에 신호를 보내고 전자밸브(5)에 배출하는 수량계에 있어서, 상기 요소 수용액 공급탱크(6)에 연결한 요소수 공급호스(31)가 연결된 유입구(30)의 상측에 설치한 벨로우즈(29)와; 상기 벨로우즈(29)의 상측에 설치하며
요소 수용액으로 용적을 계산하기 위하여 회전하는 로타리 피스톤(28)과; 상기 로타리 피스톤(28)에 연결되어 회전하는 회전바(15)의 동력을 감속하여 종동기어(20)에 배출하는 기어구조(21)와; 상기 종동기어(20)의 일측에 연결된 자석(22)의 회전수를 감지하며 MCU(3)에 신호를 보내는 펄스 감지봉(23)과; 상기 종동기어(20)에 연결되어 요소 수용액의 공급량을 숫자로 표시하는 계량 표시부(14)를 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

요소수 용적 측정용 시스템 및 수량계{ System and water meter for urea water volume measurement}

본 발명은 요소 수용액 용적측정용 공급시스템과 그 수량계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 요소 수용액을 저장하는 저장탱크에서 공급 오차를 발생시키지 않고 공급할 수 있도록 하며, 수량계를 사용하여 체적측정에 의해 요소 수용액을 정량 공급할 수 있도록 하는 요소 수용액 용적측정용 공급시스템과 그 수량계에 관한 것이다.

이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 해결과제는, 수량계의 오차가 판매용으로 적합한 용도를 제공하며, 요소 수용액의 용적을 측정하여 정량 판매 및 공급 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 요소 수용액 공급탱크에 저장된 요소 수용액을 유입하여 용적으로 주입량을 측정하여 MCU에 신호를 보내고 전자밸브에 배출하는 수량계에 있어서,

상기 요소 수용액 공급탱크에 연결한 요소수 공급호스가 연결된 유입구의 상측에 설치한 벨로우즈와;

상기 벨로우즈의 상측에 설치하며 요소 수용액으로 용적을 계산하기 위하여 회전하는 로타리 피스톤과;

상기 로타리 피스톤에 연결되어 회전하는 회전바의 동력을 감속하여 종동기어에 배출하는 기어구조와;

상기 종동기어의 일측에 연결된 자석의 회전수를 감지하며 MCU에 신호를 보내는 펄스 감지봉과;

상기 종동기어에 연결되어 요소 수용액의 공급량을 숫자로 표시하는 계량 표시부를 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 요소 수용액의 유입이 가능하지만 유출이 이루어지지 않도록 단속하며 로타리 피스톤 방식으로 공급하는 요소 수용액을 메인기판과 디스플레이 및 기패드부에서 펄스를 감지하는 방식으로 정량 또는 정액을 디스플레이할 수 있도록 하는 것에 의해 ±1% 이내의 오차를 통하여 판매용으로 적합하게 사용할 수 있도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 수량계에서 용적을 측정하여 생성된 펄스를 계산하여 요소 수용액의 정량 또는 정액을 공급할 수 있도록 하고, 소비자 및 사용자가 정량 공급 여부를 확인하며 판매할 수 있도록 함으로써 소비자와의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 시스템에 대한 설치상태도
도 2 는 본 발명의 수량계에 대한 설치상태 단면도
도 3 은 본 발명의 수량계에 대한 요부 설치상태 저면도

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 시스템에 대한 설치상태도를 나타낸 것으로, 현재 주입되고 있는 요소 수용액의 양과 금액 및 단가 등을 실시간으로 사용자와 소비자에게 보여줄 수 있는 출력장치인 디스플레이부(1)와;

사용자가 원하는 정량 또는 정액을 설정하거나 시스템에 필요한 여러 설정을 하는 입력장치인 키페드부(20)와;

외부로부터 들어오는 입력과 현재의 장치 상태 등을 고려하여 사용자 또는 소비자가 원하는 기능을 판단하고 주변에 있는 주변장치(모터, 펌프, 미터, 전자밸브) 등을 제어하는 역할을 하는 메인기판인 MCU(3)를 설치한다.

상기 MCU(3)에는 디스플레이부(1)와 키패드부(2), 포터/펌프(4), 수량계(10) 및 전자밸브(5)가 연결되어 이들을 제어할 수 있도록 설치한다.

상기 수량계(10)는 용적 측정용으로 요소 수요액을 저장하여 공급하는 요소 030]수용액 공급탱크(6)와 연결하며, 전자밸브(5)에 요소 수용액을 계량하여 공급하도록 연결하고, 상기 전자밸브(5)는 요소 수용액 저장탱크(7)에 정량 또는 정액을 공급하여 저장할 수 있도록 한다.

상기 요소 수용액 저장탱크(7)에는 SCR(8)이 연결되어 연료의 사용량에 따른 배기가스에 요소 수용액을 분사하여, 배기가스 중의 질소산화물을 촉매 반응시켜 인체에 무해한 질소(N2)와 수증기(H2O)로 변환시키는 것이다.

상기 모터/펌프(4)의 내경에는 요소 수용액의 산기와 알칼리성에 의한 부식을 방지하기 위한 에폭시(27a)를 코팅하는 것이다.

도 2는 본 발명의 수량계에 대한 설치상태 단면도이고, 도 3은 본 발명의 수량계에 대한 요부 설치상태 저면도 를 나타낸 것이다.

수량계(10)는 하측의 유입구(30)에 요소 수용액 공급탱크(6)와 연결되어 요소 수용액을 공급하는 요소수 공급호스(31)가 연결되고, 상측의 배출구(12)에 요소 수용액의 공급 정량 또는 정액을 계산하여 배출하는 요소수 배출호스(13)가 연결되어 있다.

배출구(12)를 상측에 설치한 상부몸체(11)는 내부에 계량 표시부(14)가 설치되어 요소 수용액의 공급량에 따른 기어구조(21)를 통하여 공급량을 숫자로 나타내도록 하는 것이며, 상기 기어구조(21)는 회전바(15)에 연결된 제1 기어(16)에는 제2 기어(17)와 제3 기어(18) 및 제4 기어(19)가연결되고, 상기 제4 기어(19)에서 종동기어(20)에 연결되는 것이다.

상기 종동기어(20)의 일측에는 자석(22)을 설치하고, 펄스 감지공(25)에는 펄스 감지봉(23)을 설치하여 자석(22)의 회전수를 감지하여 펄스로 원격검침이 가능하도록 전선(26)을 통하여 MCU(3)에 연결하는 것이다.

상기 펄스 감지봉(23)의 일측에는 연결 보조봉(24)이 결합되어 펄스 감지봉(23)의 위치를 유지시키도록 하는 것이다.상기 상부몸체(11)의 하측으로 결합되며 하측 단부에 유입구(30)를 형성한 몸체(27)는 내부의 하측으로 유입구 (30)의 상측에 벨로우즈(29)를 설치하여 유입구(30)에서 요소 수용액의 유입은 가능하며 유출은 제어되도록 하측이 삼각뿔 형태로 돌출되며 상측으로 로타리 피스톤(28)과 연결되어 있다.

상기 로타리 피스톤(28)은 요소 수용액의 유입으로 회전하면서 상측의 회전바(15)를 회전시켜 로타리 피스톤 타입으로 유입량을 체크하는 것이다.

상기 상부몸체(11)와 몸체(27)의 내경에는 요소 수용액의 산기와 알칼리성에 의한 부식을 방지하기 위한 에폭시 (27a)를 코팅하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 디젤 차량을 사용하는 사용자와 업체 또는 주유소 등에 설치하여 요소 수용액의 용적을 측정하여 정량 또는 정액을 공급하기 위한 것으로, 키패드부(2)를 이용해 정량 또는 정액을 설정하면 디스플레이부(1)에 키패드부(2)에서 설정한 정량 또는 정액이 표시된다.

디스플레이부(1)를 통하여 설정치를 확인하고 작동스위치를 "ON"시킨다. 그러면 MCU(3)에서는 입력된 정보를 타당으로 모터/펌프(4)가 구동할 수 있도록 신호를 출력하며, 이때 요소 수용액이 토출될 수 있도록 전자밸브(5)를 개방하는 신호를 출력한다.

상기 전자밸브(5)는 주입기에 해당하는 것으로, 차량에 설치하거나 독립되게 설치한 요소 수용액 저장탱크(7)에전자밸브(5)를 통하여 요소 수용액을 공급할 수 있도록 한 후 전자밸브(5)를 개방한다.

그러면 요소 수용액 공급탱크(6)에 저장된 요소 수용액은 수량계(10)를 통과하면서 용량이 계산되고, 동시에 펄스를 생성하게 되므로 생성된 펄스를 계산하여 현재의 주입된 양을 계산 및 측정하게 되며 디스플레이부(1)에서 설정된 정량 또는 정액이 주입되었는지 계속해서 체크하는 것이다.

사용자가 원하는 정량 또는 정액에 도달하였을 때 전자밸브(5)의 개방상태를 정지하면 MCU(3)에서는 모터/펌프(4)와 요소 수용액 공급탱크(6)로부터의 요소 수용액의 공급을 정지할 수 있도록 신호를 출력한다.

여기서 디스플레이부(1)와 키패드부(2) 및 MCU(3)를 활용한 구용적인 세부 기능에 대한 제어를 설명하면, 만약35,000원의 정액 급수시에는 전원스위치를 "ON"시키고 키패드부(2)에서 ＼+3+5 를 순서대로 누른 후 작동스위치를 올려 요소 수용액의 공급을 시작하고, 공급이 완료된 후 작동스위치를 내리는 것이다.

1,250리터 정량 수습시에는 카운터 스위치를 올리도 키패드부(2)에서 1+2+5+0 을 순서대로 누른 후 작동스위치를 올려 요소 수용액의 공급을 시작하고, 공급이 완료된 후에는 작동스위치를 내리는 것이다.

무작위 공급(Full)시에는 카운터 전원스위치를 올리고 작동스위치를 올려 요소 수용액을 공급한 후 공급이 완료되면 작동스위치를 내리는 것이다.

합계보기(Total)시에는 기능+1번을 누르면, 처음부터 지금까지 사용한 리터량이 금액과 이러란에 표시된다.

단가를 변경하는 경우에는, 전원스위치를 켜고 기능+5번을 누른 후 패스위드(암호)를 입력하며, 변경하고자 하는 단가를 키패드부(2)를 통해 입력하고 기능버튼을 누른다.

한편, 수량계(10)는 요소 수용액의 정량 공급을 ±1%의 범위에서 공급할 수 있는 것으로, 요소 수용액 공급탱크(6)에 저장된 요소 수용액을 공급하기 위해서는 전자밸브(5)가 개방되면 요소수 공급호스(31)를 통하여 유입구(30)에서 공급이 이루어지고, 벨로우즈(29)를 상승시켜 유입되는 요소 수용액이 로타리 피스톤(28)을 통과하면서 로타리 피스톤 방식으로 용적을 측정하여 회전하면서 기어구조(21)의 회전바(15)를 회전시키게 된다.

상기 기어구조(21)는 회전바(15)의 회전이 제1 기어(16)를 통하여 제2 기어(17)와 제3 기어(18) 및 제4 기어(19)를 통하여 소정의 회전비로 감속되어지고, 제4 기어(19)의 회전은 종동기어(20)를 회전시키게 된다.

상기 종종기어(20)의 회전은 계량 표시부(14)를 회전시켜 용량을 숫자로 표시하게 되고, 종동기어(20)의 일측에설치한 펄스를 발생시키는 자석(22)의 회전력을 펄스 감지봉(23)이 감지하여 전선(26)으로 MCU(3)에 신호를 보낸다.

MCU(3)는 펄스 감지봉(23)을 통하여 감지한 펄스를 통하여 현재의 주입량을 계산 및 측정하여 디스플레이브(1)에 나타나도록 한다.

상기 펄스 감지봉(23)이 삽입되는 펄스 감지공(25)의 일측으로 연결 보조봉(24)을 설치하여 펄스 감지봉(23)의위치를 안정되게 유지할 수 있도록 설치한다.

상기 벨로우즈(29)는 요소 수용액의 유입이 가능하지만, 하측이 삼각뿔 형태로 돌출되도록 형성되어 유입구(30)를 차단하게 되므로 요소 수용액이 유출되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기 모터/펌프(4)와 수량계(10)의 내경에는 요소 수용액이 닿게 되는 경우 산기와 알칼리성에 의해 수명을 단축시킬 수 있으므로 내경에 에폭시(27a)를 코팅하여 장기간 접촉에도 부식을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 것이다.

또한, 기온이 내려가는 경우 요소 수용액이 얼어 동파할 수 있으므로, 모터/펌프(4)와 수량계(10)의 외경에 열선을 감아 발열을 통하여 동파하는 것을 방지할 수 있게 된다.

1 : 디스플레이부 2 : 키패드부
3 : MCU 4 : 모터/펌프
5 : 전자밸브 6 : 요소 수용액 공급탱크
7 : 요소 수용액 저장탱크 8 : SCR
10 : 수량계 11 : 상부몸체
12 : 배출구 13 : 요소수 배출호스
14 : 계량 표시부 15 : 회전바
16 : 제1 기어 17 : 제2 기어
18 : 제3 기어 19 : 제4 기어
20 : 종동기어 21 : 기어구조
22 : 자석 23 : 펄스 감지봉
24 : 연결 보조봉 25 : 펄스 감시공
26 : 전선 27 : 몸체
27a : 에폭시 28 : 로타리 피스톤
29 : 벨로우즈 30 : 유입구
31 : 요소수 공급호스

Claims (4)

1. 요소 수용액 공급탱크(6)에 저장된 요소 수용액을 유입하여 용적으로 주입량을 측정하여 MCU(3)에 신호를 보내고 전자밸브(5)에 배출하는 수량계에 있어서,
   상기 요소 수용액 공급탱크(6)에 연결한 요소수 공급호스(31)가 연결된 유입구(30)의 상측에 설치한 벨로우즈(29)와;
   상기 벨로우즈(29)의 상측에 설치하며 요소 수용액으로 용적을 계산하기 위하여 회전하는 로타리 피스톤(28)과;
   상기 로타리 피스톤(28)에 연결되어 회전하는 회전바(15)의 동력을 감속하여 종동기어(20)에 배출하는 기어구조(21)와;
   상기 종동기어(20)의 일측에 연결된 자석(22)의 회전수를 감지하며 MCU(3)에 신호를 보내는 펄스 감지봉(23)과;
   상기 종동기어(20)에 연결되어 요소 수용액의 공급량을 숫자로 표시하는 계량 표시부(14)를 형성하는 것을 특징으로 하는 요소 수용액 용적측정용 수량계.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 펄스 감지봉(23)은 전선(26)으로 MCU(3)에 연결하여 신호를 보내고, 상부몸체(11)에 형성한 펄스 감지공(25)에 결합되어 자석(22)의 펄스를 감지하며, 상기 펄스 감지공(25)의 일측으로 연결 보조봉(25)을 더 설치하여 원격 감지하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 요소 수용액 용적측정용 수량계.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 벨로우즈(29)는 상측이 로타리 피스톤(28)과 연결되며 하측으로 삼각뿔 형태로 돌출되어 유입구(30)를 막아 역류를 방지하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 요소 수용액 용적측정용 수량계.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 기어구조(21)는 회전바(15)에 연결된 제1 기어(16)에 제2 기어(17)와 제3 기어(18) 및 제4 기어(19)를 연결하고, 상기 제4 기어(19)에서 종동기어(20)와 연결되어 요소 수용액의 용적에 따른 펄스를 계산하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 요소 수용액 용적측정용 수량계.