KR20240023906A - Exhaust gas treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 의해 배기가스 처리장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리장치는, 연소기관에서 배출된 배기가스를 선택적촉매환원반응기로 공급하며, 연소기관과 연결된 입구부와 선택적촉매환원반응기와 연결된 출구부를 포함하는 배기관과, 외주면에 환원제를 분사하는 적어도 하나의 배출구가 관통 형성되며, 입구부와 출구부 사이의 배기관 내부에 위치하여 암모니아, 암모니아수용액, 요소수 중 적어도 하나를 환원제로 공급하는 환원제공급관, 및 환원제공급관에 슬라이딩 가능하게 결합되며, 배기가스에 의해 상부로 이동하면 배출구를 개방하고 중력에 의해 하부로 이동하면 배출구를 폐쇄하는 밸브유닛을 포함할 수 있다.An exhaust gas treatment device is provided by one embodiment of the present invention.
An exhaust gas treatment device according to an embodiment of the present invention supplies exhaust gas discharged from a combustion engine to a selective catalytic reduction reactor, and includes an exhaust pipe including an inlet connected to the combustion engine and an outlet connected to the selective catalytic reduction reactor; At least one discharge port for spraying a reducing agent is formed through the outer peripheral surface, and is located inside the exhaust pipe between the inlet and the outlet, a reducing agent supply pipe that supplies at least one of ammonia, aqueous ammonia solution, and urea water as a reducing agent, and a sliding agent on the reducing agent supply pipe. Possibly combined, it may include a valve unit that opens the outlet when the exhaust gas moves upward and closes the outlet when it moves downward by gravity.
Description
본 발명은 배기가스 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배기가스가 일정 온도 이상인 경우 환원제가 자동으로 분사되는 배기가스 처리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust gas treatment device, and more specifically, to an exhaust gas treatment device in which a reducing agent is automatically injected when the exhaust gas temperature is above a certain temperature.
일반적으로, 선박에 설치되는 각종 엔진은 연료를 연소하여 동력을 생성하며, 연료의 연소과정에서 발생되는 배기가스는 질소산화물, 황산화물 등의 유해물질을 포함하고 있다. 이러한 유해물질은 대기를 오염시키는 주요 원인이 되므로, 배기가스로부터 제거할 필요가 있다. 통상, 황산화물은 습식 스크러버(wet scrubber)에서 제거되며, 질소산화물은 선택적촉매환원반응기(SCR; Selective Catalytic Reduction)에서 제거된다.In general, various engines installed on ships generate power by burning fuel, and exhaust gases generated during the combustion process of fuel contain harmful substances such as nitrogen oxides and sulfur oxides. Since these harmful substances are a major cause of air pollution, they need to be removed from exhaust gases. Typically, sulfur oxides are removed in a wet scrubber, and nitrogen oxides are removed in a selective catalytic reduction reactor (SCR).
선택적촉매환원반응기는 환원제와 섞인 배기가스를 반응기 내부에 설치된 촉매층에 통과시켜 질소산화물을 질소와 물로 환원시키며, 환원제로써 기상의 암모니아가 사용된다. 그러나, 기상의 암모니아는 폭발 위험성과 부식성이 높아 저장과 사용이 어려우므로, 탱크에 보관된 요소수를 필요 시 선택적촉매환원반응기 전단으로 공급하여 사용하고 있다. 선택적촉매환원반응기 전단으로 공급된 요소수는 배기가스에 의해 열분해되어 기상의 암모니아로 변환되는데, 이 때, 배기가스의 온도가 낮으면, 요소수의 변환율뿐만 아니라 질소산화물의 환원율도 저하된다. 따라서, 종래에는 엔진 구동 시 배기가스의 온도를 측정하여 일정 온도 이상인 경우에만 요소수를 분사하였으나, 작업자가 직접 요소수의 분사를 제어함에 따라 비효율적인 문제가 있다.The selective catalytic reduction reactor reduces nitrogen oxides to nitrogen and water by passing exhaust gas mixed with a reducing agent through a catalyst layer installed inside the reactor, and gaseous ammonia is used as a reducing agent. However, gaseous ammonia is difficult to store and use due to its high risk of explosion and corrosiveness, so urea water stored in a tank is supplied to the front of the selective catalytic reduction reactor when necessary. The urea water supplied to the front of the selective catalytic reduction reactor is thermally decomposed by the exhaust gas and converted into gaseous ammonia. At this time, if the temperature of the exhaust gas is low, not only the conversion rate of urea water but also the reduction rate of nitrogen oxides decreases. Therefore, conventionally, the temperature of the exhaust gas was measured when the engine was running and urea water was injected only when the temperature was above a certain temperature, but there was an inefficiency problem as the operator directly controlled the injection of urea water.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 배기가스가 일정 온도 이상인 경우 환원제가 자동으로 분사되는 배기가스 처리장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide an exhaust gas treatment device in which a reducing agent is automatically injected when the exhaust gas is above a certain temperature.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배기가스 처리장치는, 연소기관에서 배출된 배기가스를 선택적촉매환원반응기로 공급하며, 상기 연소기관과 연결된 입구부와 상기 선택적촉매환원반응기와 연결된 출구부를 포함하는 배기관과, 외주면에 환원제를 분사하는 적어도 하나의 배출구가 관통 형성되며, 상기 입구부와 상기 출구부 사이의 상기 배기관 내부에 위치하여 암모니아, 암모니아수용액, 요소수 중 적어도 하나를 상기 환원제로 공급하는 환원제공급관, 및 상기 환원제공급관에 슬라이딩 가능하게 결합되며, 상기 배기가스에 의해 상부로 이동하면 상기 배출구를 개방하고 중력에 의해 하부로 이동하면 상기 배출구를 폐쇄하는 밸브유닛을 포함한다.An exhaust gas treatment device according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem supplies exhaust gas discharged from a combustion engine to a selective catalytic reduction reactor, and includes an inlet connected to the combustion engine and the selective catalytic reduction reactor. An exhaust pipe including a connected outlet portion, and at least one outlet for spraying a reducing agent on the outer circumferential surface are formed through the exhaust pipe, and are located inside the exhaust pipe between the inlet portion and the outlet portion to purify at least one of ammonia, aqueous ammonia solution, and urea water. It includes a reducing agent supply pipe that supplies the reducing agent, and a valve unit that is slidably coupled to the reducing agent supply pipe and opens the outlet when the exhaust gas moves upward and closes the outlet when it moves downward by gravity.
상기 밸브유닛은, 상기 환원제공급관의 외주면에 슬라이딩 가능하게 결합되어 상기 배출구를 개폐하는 링 형상의 허브관체와, 상기 허브관체로부터 외측으로 연장된 복수 개의 블레이드를 포함할 수 있다.The valve unit may include a ring-shaped hub pipe body that is slidably coupled to the outer peripheral surface of the reducing agent supply pipe to open and close the outlet, and a plurality of blades extending outward from the hub pipe body.
상기 허브관체는, 내부에 환원제수용공간이 형성되고, 상기 환원제공급관과 접하는 내측면에 상기 환원제수용공간과 상기 배출구를 연통하는 적어도 하나의 연통구가 관통 형성되며, 외측면에 적어도 하나의 분사구가 관통 형성되어, 상기 배출구와 상기 연통구가 중첩되면, 상기 환원제가 상기 분사구를 통해 상기 배기관 내부로 분사될 수 있다.The hub pipe body has a reducing agent accommodating space formed therein, at least one communication hole communicating with the reducing agent accommodating space and the outlet is formed through an inner surface in contact with the reducing agent supply pipe, and at least one injection port is provided on the outer surface. When the outlet is formed through the outlet and the communication port overlaps, the reducing agent may be injected into the exhaust pipe through the injection port.
상기 분사구는, 상기 출구부와 인접한 외측면에 형성되어 상기 배기가스의 유동 방향을 향하여 상기 환원제를 분사하거나, 상기 입구부와 인접한 외측면에 형성되어 상기 배기가스의 유동 방향과 역 방향으로 상기 환원제를 분사하거나, 상기 블레이드 사이의 외측면에 형성되어 상기 배기관의 내주면을 향하여 상기 환원제를 분사할 수 있다.The injection port is formed on an outer surface adjacent to the outlet portion and sprays the reducing agent toward the flow direction of the exhaust gas, or is formed on an outer surface adjacent to the inlet portion and sprays the reducing agent in a direction opposite to the flow direction of the exhaust gas. The reducing agent may be sprayed or formed on the outer surface between the blades to spray the reducing agent toward the inner peripheral surface of the exhaust pipe.
상기 환원제공급관은, 끝단에 외경이 단차지게 증가하여 상기 밸브유닛의 이동을 제한하는 단턱부가 형성될 수 있다.The reducing agent supply pipe may have an outer diameter gradually increased at the end to form a stepped portion that limits movement of the valve unit.
상기 환원제공급관은, 일단이 상기 배기관 외측에 위치하는 환원제저장탱크에 연결되고 타단이 배기관을 직경 방향으로 관통하여 적어도 일부가 상기 배기관 내측에 위치하는 수평관과, 상기 수평관으로부터 수직하게 연장되며 외주면에 상기 배출구가 형성된 수직관을 포함할 수 있다.The reducing agent supply pipe includes a horizontal pipe at one end connected to a reducing agent storage tank located outside the exhaust pipe and the other end penetrating the exhaust pipe in the diametric direction, at least a portion of which is located inside the exhaust pipe, and extending vertically from the horizontal pipe and having an outer peripheral surface. It may include a vertical pipe in which the outlet is formed.
본 발명에 따르면, 배기가스가 일정 온도 이상이 되면, 밸브유닛을 미는 힘이 증가하여 환원제공급관에 형성된 배출구가 개방되므로, 환원제가 자동으로 분사될 수 있다. 종래와 같이, 작업자가 직접 환원제의 분사를 제어하지 않아도 되므로, 효율적일 뿐만 아니라 밸브유닛의 이동을 위한 별도의 구동장치가 필요하지 않아 구조적으로 간단하고 적용이 용이한 장점이 있다.According to the present invention, when the exhaust gas exceeds a certain temperature, the force pushing the valve unit increases and the outlet formed in the reducing agent supply pipe is opened, so that the reducing agent can be automatically injected. As in the past, this method has the advantage of being structurally simple and easy to apply as it does not require a separate driving device to move the valve unit, as it is efficient because the operator does not have to directly control the spraying of the reducing agent.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 종 방향으로 절단하여 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 처리장치를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 처리장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.1 is a diagram showing an exhaust gas treatment device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing portion A of FIG. 1 cut longitudinally.
3 and 4 are operational diagrams for explaining the operation of an exhaust gas treatment device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a diagram showing an exhaust gas treatment device according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 is an operational diagram for explaining the operation of an exhaust gas treatment device according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to be understood by those skilled in the art. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리장치(1)에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 4, the exhaust
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리장치를 도시한 도면이다.1 is a diagram showing an exhaust gas treatment device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리장치(1)는연소기관(EG)에서 발생되어 배기관(10)을 통해 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급되는 배기가스에 환원제를 공급하는 장치로, 예를 들어, 선박에 적용될 수 있다.The exhaust
배기가스 처리장치(1)는 배기가스가 일정 온도 이상이 되면, 밸브유닛(도 2의 30 참조)을 미는 힘이 증가하여 환원제공급관(도 2의 20 참조)에 형성된 배출구(도 2의 20a 참조)가 개방되므로, 환원제가 자동으로 분사될 수 있다. 종래와 같이, 작업자가 직접 환원제의 분사를 제어하지 않아도 되므로, 효율적일 뿐만 아니라 밸브유닛(30)의 이동을 위한 별도의 구동장치가 필요하지 않아 구조적으로 간단하고 적용이 용이한 특징이 있다.In the exhaust gas treatment device (1), when the exhaust gas exceeds a certain temperature, the force pushing the valve unit (see 30 in FIG. 2) increases, and the outlet formed in the reducing agent supply pipe (see 20 in FIG. 2) (see 20a in FIG. 2) ) is open, so the reducing agent can be automatically sprayed. As in the prior art, the operator does not have to directly control the spraying of the reducing agent, so it is not only efficient, but also structurally simple and easy to apply because it does not require a separate driving device to move the
이하, 도 2를 참조하여, 배기가스 처리장치(1)에 관하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 2, the exhaust
도 2는 도 1의 A 부분을 종 방향으로 절단하여 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing portion A of FIG. 1 cut longitudinally.
본 발명에 따른 배기가스 처리장치(1)는 배기관(10), 환원제공급관(20), 및 밸브유닛(30)을 포함한다.The exhaust
배기관(10)은 연소기관(EG)에서 배출된 배기가스를 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급하는 것으로, 연소기관(EG)과 연결된 입구부(10a)와 선택적촉매환원반응기(SCR)와 연결된 출구부(10b)를 포함한다. 즉, 연소기관(EG)에서 배출된 배기가스는 배기관(10)의 입구부(10a)로 유입되어 출구부(10b)로 배출되며 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급된다. 배기관(10) 내부를 유동하는 배기가스는 환원제공급관(20)으로부터 공급되는 환원제와 접촉된다.The
환원제공급관(20)은 입구부(10a)와 출구부(10b) 사이의 배기관(10) 내부에 위치하여 암모니아, 암모니아수용액, 요소수 중 적어도 하나를 환원제로 공급하는 것으로, 배기관(10)의 길이 방향으로 연장되는 일 측 외주면에 환원제를 분사하는 적어도 하나의 배출구(20a)가 관통 형성될 수 있다. 배출구(20a)는 복수 개가 환원제공급관(20)의 외주면을 따라 동일 평면 상에 이격 형성되며, 각각의 배출구(20a)는 원형 또는 다각형 형상으로 환원제공급관(20)을 관통할 수 있다. 환원제공급관(20)은배기관(10)보다 직경이 작게 형성되며, 수평관(22)과 수직관(23)을 포함한다. 수평관(22)은 일단이 배기관(10) 외측에 위치하는 환원제저장탱크(24)에 연결되고 타단이 배기관(10)을 직경 방향으로 관통하여 적어도 일부가 배기관(10) 내측에 위치할 수 있다. 수직관(23)은 수평관(22)의 타단으로부터 수직하게 연장되어 배기관(10)의 길이 방향으로 연장되며 외주면에 배출구(20a)가 형성될 수 있다. 즉, 환원제저장탱크(24)에 저장된 환원제는 수평관(22)을 통해 수직관(23)으로 유동하여 배출구(20a)를 통해 배기관(10) 내부로 공급된다. 도면 상에는 수직관(23)이 출구부(10b)를 향하여 연장되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정될 것은 아니며, 필요에 따라 수직관(23)은 입구부(10a)를 향하여 연장될 수도 있다. 또한, 설명의 편의를 위하여, 수평관(22)과 수직관(23)을 구분하여 설명하였으나, 수평관(22)과 수직관(23)은 일체 구조로서, 환원제공급관(20)의 각 영역이 구획된 것일 수 있다. 이러한 환원제공급관(20)에는 밸브유닛(30)이 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.The reducing
밸브유닛(30)은 배출구(20a)를 개폐하는 것으로, 수직관(23)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 밸브유닛(30)은 배기가스에 의해 출구부(10b)와 인접한 상부로 이동하여 배출구(20a)를 개방하고, 중력에 의해 입구부(10a)와 인접한 하부로 이동하여 배출구(20a)를 폐쇄할 수 있다. 예를 들어, 입구부(10a)로 유입된 배기가스의 온도가 낮은 초기 상태에서는, 배기가스의 유속이 느려 밸브유닛(30)을 상부로 미는 힘이 약하므로, 밸브유닛(30)은배출구(20a)와 중첩되어 배출구(20a)를 폐쇄할 수 있다. 배출구(20a)가 폐쇄되면, 환원제는 배기관(10) 내부로 공급되지 못하고 환원제공급관(20) 내부에 수용된 상태로 유지될 수 있다. 입구부(10a)로 유입된 배기가스의 온도가 높아지면, 배기가스의 유속이 빨라져 밸브유닛(30)을 상부로 미는 힘이 커지므로, 밸브유닛(30)은 상부로 이동하여 배출구(20a)를 개방할 수 있다. 배출구(20a)가 개방되면, 환원제공급관(20) 내부의 환원제는 배기관(10) 내부로 공급될 수 있다. 배기가스가 일정 온도 이상으로 높아진 경우에만 밸브유닛(30)이 배출구(20a)를 개방하여 환원제가 자동으로 분사됨으로써, 환원제로 암모니아수용액 또는 요소수가 사용되는 경우 암모니아로의 변환이 용이하게 이루어짐은 물론 선택적촉매환원반응기(SCR)에서 질소산화물의 환원도 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 종래와 같이 작업자가 직접 환원제의 분사를 제어하지 않아도 되므로 효율적이며, 밸브유닛(30)의 이동을 위한 별도의 구동장치도 필요하지 않아 구조적으로 간단한 장점도 있다. 환원제공급관(20)은 수직관(23)의 끝단에 외경이 단차지게 증가하는 단턱부(21)가 형성되므로, 밸브유닛(30)은 단턱부(21)와 수평관(22) 사이로 이동 범위가 제한되어 환원제공급관(20)으로부터 이탈하지 않고 슬라이딩할 수 있다.The
밸브유닛(30)은 허브관체(31)와, 허브관체(31)로부터 외측으로 연장된 복수 개의 블레이드(32)를 포함한다. 허브관체(31)는 중앙이 관통된 링 형상의 부재로, 환원제공급관(20)의 수직관(23) 외주면에 슬라이딩 가능하게 결합되어 배출구(20a)를 개폐할 수 있다. 허브관체(31)는 내경이 수직관(23)의 외경과 동일하게 형성되어 수직관(23)의 외주면에 밀착되며, 외측면에 복수 개의 블레이드(32)가 방사상으로 배열되어 결합된다. 블레이드(32)는 배기가스를 회전시켜 원심력을 발생시키는 것으로, 배기관(10)의 원주 방향을 따라 굴절될 수 있다. 배기가스는 블레이드(32)의 익면(翼面)을 따라 유동하여 회전하며 난류로 변환되므로, 환원제와 용이하게 혼합될 수 있다.The
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 배기가스 처리장치(1)의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 3 and 4, the operation of the exhaust
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기가스 처리장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.3 and 4 are operational diagrams for explaining the operation of an exhaust gas treatment device according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 배기가스 처리장치(1)는 배기가스가 일정 온도 이상이 되면, 밸브유닛(30)을 미는 힘이 증가하여 환원제공급관(20)에 형성된 배출구(20a)가 개방되므로, 환원제가 자동으로 분사될 수 있다. 종래와 같이, 작업자가 직접 환원제의 분사를 제어하지 않아도 되므로, 효율적일 뿐만 아니라 밸브유닛(30)의 이동을 위한 별도의 구동장치가 필요하지 않아 구조적으로 간단하고 적용이 용이한 장점이 있다.In the exhaust gas treatment device (1) according to the present invention, when the exhaust gas exceeds a certain temperature, the force pushing the valve unit (30) increases and the outlet (20a) formed in the reducing agent supply pipe (20) is opened, so that the reducing agent is automatically discharged. can be sprayed. As in the past, the operator does not have to directly control the spraying of the reducing agent, so it is not only efficient, but also has the advantage of being structurally simple and easy to apply since a separate driving device for moving the
연소기관(EG)에서 배출된 배기가스는 배기관(10)의 입구부(10a)로 유입되며, 이와 동시에 또는 순차적으로, 환원제가 환원제공급관(20)으로 유입된다. 입구부(10a)로 유입된 배기가스의 온도가 낮은 초기 상태에서는, 배기가스의 유속이 느려 밸브유닛(30)을 상부로 미는 힘이 약하므로, 도 3에 도시된 바와 같이,밸브유닛(30)이 하부로 내려진 상태로 유지될 수 있다. 밸브유닛(30)이 하부로 내려진 상태로 유지되면, 배출구(20a)가 폐쇄되어, 환원제는 배기관(10) 내부로 공급되지 못하고 환원제공급관(20) 내부에 수용된 상태로 유지될 수 있다. 배기가스는 블레이드(32)의 익면을 따라 유동하며 난류로 변환되어 출구부(10b)로 배출된다.The exhaust gas discharged from the combustion engine EG flows into the
입구부(10a)로 유입된 배기가스의 온도가 높아지면, 배기가스의 유속이 빨라져 밸브유닛(30)을 상부로 미는 힘이 커지므로, 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브유닛(30)이 상부로 이동할 수 있다. 환원제공급관(20)은 끝단에단턱부(21)가 형성되므로, 밸브유닛(30)의 이동이 제한되어 환원제공급관(20)으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 밸브유닛(30)이 상부로 이동하면, 배출구(20a)가 개방되어, 환원제는 배출구(20a)를 통해 배기관(10) 내부로 공급될 수 있다. 환원제는 고온의 배기가스와 접촉하여 암모니아로 분해되고, 배기가스는 암모니아와 함께 블레이드(32)를 통과하며 난류로 변환되어 암모니아와 혼합된 후 출구부(10b)로 배출되어 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급될 수 있다.As the temperature of the exhaust gas flowing into the
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 처리장치(1-1)에 관하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 5 and 6, the exhaust gas treatment device 1-1 according to another embodiment of the present invention will be described in detail.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 처리장치를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배기가스 처리장치의 동작을 설명하기 위한 작동도이다.FIG. 5 is a diagram showing an exhaust gas treatment device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an operational diagram for explaining the operation of the exhaust gas treatment device according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시에에 따른 배기가스 처리장치(1-1)는허브관체(31) 내부에 환원제수용공간(31a)이 형성되어 환원제가 허브관체(31)를 통해 배기관(10) 내부로 분사된다. 본 발명의 다른 실시에에 따른 배기가스 처리장치(1-1)는허브관체(31) 내부에 환원제수용공간(31a)이 형성되어 환원제가 허브관체(31)를 통해 배기관(10) 내부로 분사되는 것을 제외하면, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하다. 따라서, 이를 중점적으로 설명하되 별도의 언급이 없는 한 나머지 구성부에 대한 설명은 전술한 사항으로 대신한다.In the exhaust gas treatment device (1-1) according to another embodiment of the present invention, a reducing agent receiving space (31a) is formed inside the hub pipe body (31), and the reducing agent is injected into the exhaust pipe (10) through the hub pipe body (31). do. In the exhaust gas treatment device (1-1) according to another embodiment of the present invention, a reducing agent receiving space (31a) is formed inside the hub pipe body (31), and the reducing agent is injected into the exhaust pipe (10) through the hub pipe body (31). Except for this, it is substantially the same as the above-described embodiment. Therefore, this will be mainly explained, but unless otherwise stated, the description of the remaining components will be replaced by the above-mentioned details.
도 5를 참조하면, 허브관체(31)는 내부에 환원제수용공간(31a)이 형성되고, 환원제공급관(20)과 접하는 내측면에 적어도 하나의 연통구(31b)가 관통 형성될 수 있다. 연통구(31b)는 환원제수용공간(31a)과 배출구(20a)를 연통하며, 배출구(20a)의 개수 및 위치에 대응하여 형성될 수 있다. 허브관체(31)는 외측면에 적어도 하나의 분사구(31c)가 관통 형성되어 배출구(20a)와 연통구(31b)가 중첩되면, 환원제가 분사구(31c)를 통해 배기관(10) 내부로 분사될 수 있다. 분사구(31c)는 복수 개가 허브관체(31)의 외측면을 따라 방사상으로 배열되며, 각각의 분사구(31c)는 원형 또는 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 이 때, 분사구(31c)는 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 출구부(10b)와 인접한 외측면에 형성되어 배기가스의 유동 방향을 향하여 환원제를 분사할 수 있다. 환원제가 배기가스의 유동 방향을 향하여 분사되면, 블레이드(32)를 통과하여 난류로 변환된 배기가스의 중앙에 환원제가 자연스럽게 합류되면서 용이하게 열분해 및 혼합될 수 있다. 또는, 분사구(31c)는 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 입구부(10a)와 인접한 외측면에 형성되어 배기가스의 유동 방향과 역 방향으로 환원제를 분사할 수도 있다. 환원제가 배기가스의 유동 방향과 역 방향으로 분사되면, 배기가스에 접촉하는 시간이 증가하고 배기가스와 함께 블레이드(32)를 통과하게 되어 보다 용이하게 열분해 및 혼합될 수 있다. 또는, 분사구(31c)는 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 블레이드(32) 사이의 외측면에 형성되어 배기관(10)의 내주면을 향하여 환원제를 분사할 수도 있다. 환원제가 배기관(10)의 내주면을 향하여 분사되면, 블레이드(32)의 익면을 따라 유동하여 회전하는 배기가스의 흐름에 환원제가 합류되면서 용이하게 열분해 및 혼합될 수 있다.Referring to FIG. 5, the
도 6을 참조하면, 연소기관(EG)에서 배출된 배기가스는 배기관(10)의 입구부(10a)로 유입되며, 이와 동시에 또는 순차적으로, 환원제가 환원제공급관(20)으로 유입된다. 입구부(10a)로 유입된 배기가스의 온도가 점차 높아지면, 배기가스의 유속이 빨라져 밸브유닛(30)을 상부로 미는 힘이 커지고, 이에 따라, 밸브유닛(30)이 상부로 이동할 수 있다. 밸브유닛(30)이 상부로 이동하면, 배출구(20a)와 연통구(31b)가 중첩되어, 환원제는 연통구(31b)를 통해 환원제수용공간(31a)을 경유한 후 분사구(31c)를 통해 배기관(10) 내부로 공급될 수 있다. 환원제는 고온의 배기가스와 접촉하여 암모니아로 분해되고, 배기가스는 암모니아와 함께 블레이드(32)를 통과하며 난류로 변환되어 암모니아와 혼합된 후 출구부(10b)로 배출되어 선택적촉매환원반응기(SCR)로 공급될 수 있다.Referring to FIG. 6, the exhaust gas discharged from the combustion engine EG flows into the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the attached drawings, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. You will be able to understand it. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
1: 배기가스 처리장치
10: 배기관
10a: 입구부
10b: 출구부
20: 환원제공급관
20a: 배출구
21: 단턱부
22: 수평관
23: 수직관
24: 환원제저장탱크
30: 밸브유닛
31: 허브관체
31a: 환원제수용공간
31b: 연통구
31c: 분사구
32: 블레이드
EG: 연소기관
SCR: 선택적촉매환원반응기1: Exhaust gas treatment device
10:
10b: outlet 20: reducing agent supply pipe
20a: outlet 21: step portion
22: horizontal pipe 23: vertical pipe
24: reducing agent storage tank 30: valve unit
31:
31b:
32: blade
EG: Combustion engine SCR: Selective catalytic reduction reactor
Claims (6)
외주면에 환원제를 분사하는 적어도 하나의 배출구가 관통 형성되며, 상기 입구부와 상기 출구부 사이의 상기 배기관 내부에 위치하여 암모니아, 암모니아수용액, 요소수 중 적어도 하나를 상기 환원제로 공급하는 환원제공급관, 및
상기 환원제공급관에 슬라이딩 가능하게 결합되며, 상기 배기가스에 의해 상부로 이동하면 상기 배출구를 개방하고 중력에 의해 하부로 이동하면 상기 배출구를 폐쇄하는 밸브유닛을 포함하는 배기가스 처리장치.An exhaust pipe that supplies exhaust gas discharged from the combustion engine to the selective catalytic reduction reactor and includes an inlet connected to the combustion engine and an outlet connected to the selective catalytic reduction reactor;
At least one outlet for spraying a reducing agent is formed on the outer peripheral surface, and is located inside the exhaust pipe between the inlet and the outlet to supply at least one of ammonia, aqueous ammonia solution, and urea water as the reducing agent, and
An exhaust gas treatment device comprising a valve unit that is slidably coupled to the reducing agent supply pipe and opens the outlet when the exhaust gas moves upward and closes the outlet when it moves downward by gravity.
상기 환원제공급관의 외주면에 슬라이딩 가능하게 결합되어 상기 배출구를 개폐하는 링 형상의 허브관체와, 상기 허브관체로부터 외측으로 연장된 복수 개의 블레이드를 포함하는 배기가스 처리장치.The method of claim 1, wherein the valve unit is:
An exhaust gas treatment device comprising a ring-shaped hub pipe body that is slidably coupled to the outer peripheral surface of the reducing agent supply pipe to open and close the outlet, and a plurality of blades extending outward from the hub pipe body.
내부에 환원제수용공간이 형성되고, 상기 환원제공급관과 접하는 내측면에 상기 환원제수용공간과 상기 배출구를 연통하는 적어도 하나의 연통구가 관통 형성되며, 외측면에 적어도 하나의 분사구가 관통 형성되어,
상기 배출구와 상기 연통구가 중첩되면, 상기 환원제가 상기 분사구를 통해 상기 배기관 내부로 분사되는 배기가스 처리장치.The method of claim 2, wherein the hub tube body,
A reducing agent accommodating space is formed inside, at least one communication hole communicating with the reducing agent accommodating space and the outlet is formed through an inner surface in contact with the reducing agent supply pipe, and at least one injection hole is formed through an outer surface,
An exhaust gas treatment device in which the reducing agent is injected into the exhaust pipe through the injection port when the outlet and the communication port overlap.
상기 출구부와 인접한 외측면에 형성되어 상기 배기가스의 유동 방향을 향하여 상기 환원제를 분사하거나,
상기 입구부와 인접한 외측면에 형성되어 상기 배기가스의 유동 방향과 역 방향으로 상기 환원제를 분사하거나,
상기 블레이드 사이의 외측면에 형성되어 상기 배기관의 내주면을 향하여 상기 환원제를 분사하는 배기가스 처리장치.The method of claim 3, wherein the nozzle is:
It is formed on the outer surface adjacent to the outlet portion and sprays the reducing agent toward the flow direction of the exhaust gas,
It is formed on the outer surface adjacent to the inlet portion and sprays the reducing agent in a direction opposite to the flow direction of the exhaust gas, or
An exhaust gas treatment device formed on the outer surface between the blades and spraying the reducing agent toward the inner peripheral surface of the exhaust pipe.
상기 환원제공급관은, 끝단에 외경이 단차지게 증가하여 상기 밸브유닛의 이동을 제한하는 단턱부가 형성되는 배기가스 처리장치.According to claim 1,
An exhaust gas treatment device in which an outer diameter of the reducing agent supply pipe is gradually increased at the end to form a stepped portion that limits movement of the valve unit.
일단이 상기 배기관 외측에 위치하는 환원제저장탱크에 연결되고 타단이 배기관을 직경 방향으로 관통하여 적어도 일부가 상기 배기관 내측에 위치하는 수평관과,
상기 수평관으로부터 수직하게 연장되며 외주면에 상기 배출구가 형성된 수직관을 포함하는 배기가스 처리장치.The method of claim 1, wherein the reducing agent supply pipe is:
A horizontal pipe at one end connected to a reducing agent storage tank located outside the exhaust pipe and the other end penetrating the exhaust pipe in the diametric direction and at least a portion of the pipe located inside the exhaust pipe;
An exhaust gas treatment device comprising a vertical pipe extending vertically from the horizontal pipe and having the outlet formed on an outer peripheral surface.
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KR101758217B1 (en) | 2016-05-18 | 2017-07-14 | 세종공업 주식회사 | Reducing agent mixing apparatus having liquid drop preventing function |
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