WO2022255534A1 - Scr 시스템용 믹서 및 이를 이용한 scr 시스템 - Google Patents

Scr 시스템용 믹서 및 이를 이용한 scr 시스템 Download PDF

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WO2022255534A1
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scr system
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heater
center
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고아현
장진영
우영민
정용진
유동규
이영재
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한국에너지기술연구원
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • This embodiment relates to a mixer for an SCR system installed in an engine exhaust pipe and an SCR system.
  • the SCR system is a system that effectively proceeds a reduction reaction of nitrogen oxides (NOx) at a relatively low temperature of 250 to 450 ° C. by injecting a reducing agent into exhaust gas and passing it through a catalyst layer. As the exhaust gas passes through the SCR catalyst, ammonia converts nitrogen oxides into nitrogen and water through a chemical reaction (see formula below).
  • NOx nitrogen oxides
  • urea water is decomposed to produce HNCO, and HNCO generates ammonia (NH 3 ) through a hydrolysis reaction, and in general, an SCR catalyst (eg, zeolite, Zr, Ti, etc.) It acts as a decomposition catalyst.
  • an SCR catalyst eg, zeolite, Zr, Ti, etc.
  • an object of the present embodiment is, in one aspect, to provide a technique for heating the wings through a heater provided in the mixer rather than a separate external heating device in order to promote the hydrolysis of urea water.
  • a mixer for an SCR system includes a body portion of the mixer; a center disposed at the center of the inside of the body; an inner space formed between the body portion and the center portion and through which exhaust gas and urea water pass; and a heater disposed inside the central portion and heating the urea water passing through the inner space.
  • the SCR system includes an SCR reactor that is a device for removing nitrogen oxides contained in exhaust gas; Exhaust pipes connected to the front and rear sides of the SCR reactor to allow the exhaust gas to pass through; a mixer formed in the exhaust pipe connected to the front of the SCR reactor; and a urea water injection device formed between the mixer and the exhaust pipe connected to the front of the SCR reactor, wherein the mixer may include a heater for heating urea water passing through an inner space of the mixer.
  • the heated wings of the mixer heat the urea water, thereby promoting hydrolysis of the urea water. Accordingly, it is possible to increase the purification efficiency of nitrogen oxides included in the exhaust gas.
  • 1 is a configuration diagram of a mixer for an SCR system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a front view viewed from the side of the mixer for the SCR system of FIG. 1;
  • FIG 3 is a view for explaining a process in which exhaust gas and urea water pass through an internal space of a mixer according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a view for explaining a wing portion equipped with a heat dissipation coil.
  • FIG. 5 is a view for explaining a wing part coated with a catalyst that promotes hydrolysis of urea water.
  • FIG. 6 is a view for explaining a heater separated from the center of a mixer for an SCR system.
  • FIG. 7 is a view for explaining a mixer for an SCR system to which a temperature sensor is attached.
  • FIG. 8 is a configuration diagram of an SCR system including a mixer for the SCR system according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a flow process of exhaust gas and urea water in an SCR system.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a mixer for an SCR system including one or more perforated plates.
  • FIG. 11 is a view for explaining a perforated board.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used to describe the components. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a mixer 100 for an SCR system according to an embodiment.
  • the mixer 100 for the SCR system may include a body portion 110, a center portion 120, a heater 130, an inner space 140, and a wing portion 150.
  • the body portion 110 is a component forming the body of the mixer 100 for the SCR system.
  • the body portion 110 may include a central portion 120 , a heater 130 , an inner space 140 , and wing portions 150 inside the body portion 110 .
  • the body portion 110 may have a plurality of grooves to be coupled with the center portion 120, the heater 130, and other components through screws.
  • One or more sockets may be provided on an outer surface of the body portion 110 so that connection lines of the heater 130 and the temperature sensor 160 that measure temperature may come out of the body portion 110 .
  • the heater 130 and the temperature sensor 160 may be connected to an external device of the SCR system with a connection wire coming out through a socket.
  • the socket includes a 1/2 inch or 1/8 inch socket, but is not limited thereto and may be configured in various ways.
  • the center portion 120 may be formed in a cylindrical shape having a circular cross section, and may be disposed inside the body portion 110 so that the center of the cross section of the body portion 110 and the center of the cross section of the center portion 120 coincide. .
  • the central portion 120 may be provided on both end surfaces facing flanges for binding with the body portion 110, and may be fastened to the ends of the body portion 110 through screws. .
  • the wing part 150 may be coupled to the outer surface of the center part 120 disposed inside the body part 110, and the center part 120 serves as the center of the screw shape of the wing part 150. can be performed.
  • the outer surface of the central portion 120 and the wings 150 may be integrally manufactured or may be separately manufactured and then joined by welding, but is not limited thereto.
  • the heater 130 may serve to promote hydrolysis by raising the temperature of the urea water to about 200 to 210° C., which is a temperature at which hydrolysis easily occurs.
  • the heat generated from the heater 130 heats the central portion 120 and the wing portion 150, and the heated center portion 120 and the wing portion 150 determine the number of elements passing through the inner space 140. Heating will promote hydrolysis. This is to increase the efficiency of purifying nitrogen oxides (NOx) of exhaust gas by allowing hydrolysis of urea water to occur before the urea water enters the SCR reactor 210.
  • NOx nitrogen oxides
  • the heater 130 may emit heat as described above.
  • the temperature of the heater 130 is about 200 to 210° C. or higher at which hydrolysis of urea water is promoted, and can be appropriately controlled according to the type of urea water used for purifying exhaust gas.
  • the heater 130 may be driven by receiving power from a power supply provided separately outside the body 110 .
  • connection line of the heater 130 comes out through one or more sockets provided on the outer surface of the body portion 110, and thus can be connected to a separately provided power supply.
  • the heater 130 may be formed in the form of a long metal pipe to heat the entirety of the center portion 120 and wing portion 150 in the mixer 100 .
  • the heater 130 may be disposed inside the central part 120, and may be disposed so that the heater 130 and the front surface of the central part 120 directly contact or are very close to each other for heat transfer efficiency. Accordingly, the entirety of the central portion 120, wing portion 150, and one or more perforated plates 170 can be rapidly heated.
  • the heater 130 may be a flange heater (insertion heater) coupled with a flange for coupling with the body portion 110 .
  • the flange heater may generate heat by receiving power, and the flange coupled to the body portion 110 and the heater 130 may be coupled and separated through screws. Since the heater 130 can be separated from the body 110 and managed separately, management and repair of the heater 130 can be facilitated.
  • the inner space 140 is located between the body portion 110 and the center portion 120 and refers to a space formed inside the body portion 110 .
  • the exhaust gas generated from the engine and the urea water injected from the urea water injector 230 pass through the mixer 100 for the SCR system through the internal space 140 .
  • a wing part 150 coupled to the center 120 or one or more perforated plates 170 may be disposed so that the exhaust gas passing through the inner space and the urea water may be uniformly mixed.
  • the diameter of the inner space 140 may be formed to be the same as or similar to the diameter of the wing portion 150 in order to control the flow of urea and exhaust gas flowing through the inner space 140 .
  • the wing portion 150 extends radially from the center portion 120 and may be formed as a plate-shaped wing portion having a structure having a certain curvature or as a plate-shaped wing portion having a flat structure.
  • the wing portion 150 may be formed in a screw shape around the center portion 120 within the body portion 110 .
  • the screw shape of the wing part 150 means that the wing part 150 starts from an arbitrary starting point in the center part 120 and follows the direction in which exhaust gas and urea water flow, and the outer circumferential surface of the center part 120. It refers to a shape that advances in a way that wraps around.
  • the central portion 120 and the wing portion 150 coupled thereto may be disposed within the body portion 110 while being fixed without rotation.
  • the wing portion 150 may be heated by the heater 130 .
  • the temperature at which the wings 150 are heated may be about 200 to 210° C. or higher, which is a temperature at which hydrolysis of urea water occurs well.
  • a heat dissipation coil 151 may be provided inside the wings 150 so that the heat transferred from the heater 130 can be well discharged.
  • a hydrolysis catalyst for accelerating the hydrolysis of urea water may be coated on the surface of the wing part 150 .
  • the wings 150 receive heat from the heater 130 to heat the urea solution and the catalyst is coated on the surface of the wing 150 to come into contact with the urea solution passing through the internal space 140, the urea solution
  • the effect of remarkably accelerating the hydrolysis of can be expected.
  • the wing unit 150 may be referred to as a blade, a mixing unit, a guide unit, and the like.
  • FIG. 2 is a front view when looking at the mixer 100 for the SCR system from the side.
  • the body portion 110, the center portion 120, the heater 130, and the flange of the heater 130 may have a cylindrical shape to have a circular cross section, but are limited thereto. It can be formed in various shapes such as rectangular, oval, etc.
  • the central part 120 and the heater 130 may be disposed at the center of the inside of the body part 110 by being bound to the body part 110 .
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a process in which exhaust gas and urea water pass through the internal space 140 of the mixer 100 according to an exemplary embodiment.
  • the central portion 120 and the wing portion 150 formed in the form of a screw coupled thereto are disposed while being fixed without rotating.
  • the wing portion 150 formed in a screw shape passes through the internal space 140 in a three-dimensional spiral, as shown in the direction of the arrow shown in FIG. 3 according to the flow direction of the exhaust gas and urea water flowing in the internal space 140. It plays a role of guiding to do so, so that the exhaust gas introduced from the exhaust pipe 220 of the engine and the urea water injected from the urea water injector 230 are uniformly mixed.
  • the uniformity of the number of elements provided to the SCR reactor 210 installed on the rear side of the mixer 100 for the SCR system is improved. Therefore, it can be easily mixed with the exhaust gas and urea water in the SCR reactor 210 .
  • hydrolysis of urea water may be promoted by the wing portion 150 heated by the heater 130 while passing through the inner space 140 .
  • the hydrolysis of urea water may be promoted by coating the wing portion 150 with a catalyst that promotes hydrolysis of urea water.
  • FIG. 4 is a view for explaining a wing portion provided with a heat dissipation coil 151.
  • a heat dissipation coil 151 is provided inside the wings 150, so that heat transferred from the heater 130 to the wings 150 can be smoothly discharged.
  • the heat dissipation coil 151 is provided inside the wing portion 150 to efficiently dissipate heat into the inner space 140, the efficiency of energy consumed by the heater 130 can be increased.
  • the heat dissipation coil 151 may be made of copper, aluminum, an alloy including the same, or other materials having high thermal conductivity.
  • the heat dissipation coil 151 may be heated by heat emitted by the heater 130, and may be directly connected to the heater 130 and may be heated by conduction of heat.
  • FIG 5 is a view for explaining the wing portion 150 coated with a catalyst that promotes the hydrolysis of urea water.
  • the surface of the wings 150 may be coated with a catalyst that promotes hydrolysis of urea water.
  • the hydrolysis catalyst is a catalyst that promotes the hydrolysis of HNCO generated through the thermal decomposition reaction of urea water, and zeolite, Zr, and Ti-based catalysts may be used.
  • the surface area of the wing part 150 may be formed to be wide.
  • the surface of the wings 150 may be roughened so that the catalyst coating that promotes hydrolysis is easily formed.
  • the contact area with the catalyst coating is widened to facilitate the coating, and the catalyst coated on the wings 150 does not come off easily.
  • FIG. 6 is a view for explaining the heater 130 separated from the center 120 of the mixer 100 for the SCR system.
  • the heater 130 may be separated from the mixer 100 for the SCR system.
  • the heater 130 may be formed in the form of a long metal pipe to heat the entirety of the center portion 120 and wing portion 150 in the mixer 100 .
  • the heater 130 may be a flange heater combined with a flange for binding with the body 110 .
  • the body portion 110 may be coupled and separated through a flange coupled to the heater 130 and a screw.
  • FIG. 7 is a view for explaining the mixer 100 for the SCR system to which the temperature sensor 160 is attached.
  • the temperature of the exhaust gas is measured through a separate temperature sensor provided in the exhaust pipe, and urea water is injected from the urea water injection device when the exhaust temperature is 180° C. or higher. This is to vaporize water in urea water and convert urea into ammonia (NH 4 ) by heating.
  • a temperature sensor 160 may be additionally added to the mixer 100 for the SCR system, and the temperature sensor 160 controls whether or not the urea water injection device 230 sprays the urea water at the center ( 120), the wings 150, or one or more perforated plates 170.
  • urea water can be sprayed from the urea water injection device.
  • the temperature sensor 160 may be attached to a place for measuring the temperature of the center 120 as well as the wings 150 or other mixers 100 for the SCR system.
  • connection line of the temperature sensor 160 can go out of the body portion 110 through a socket provided on the outer surface of the body portion 110, and a power supply device provided separately in addition to the mixer 100 for the SCR system. Power can be supplied through
  • FIG. 8 is a configuration diagram of an SCR system 200 including a mixer 100 for the SCR system according to an embodiment.
  • Exhaust gas to be purified by the SCR system 200 may come from a vehicle, ship propulsion engine, engine for other purposes, or equipment emitting exhaust gas such as a boiler or an incinerator installed in a land plant.
  • the mixer 100 for the SCR system may be disposed at a front end of the SCR reactor 210 or at a predetermined interval from the front end of the SCR reactor 210 .
  • the SCR reactor 210 may include a catalyst activated by exhaust gas therein.
  • ammonia (NH 4 ) generated by hydrolysis of urea water reacts with nitrogen oxide (NOx) to produce nitrogen (N 2 ) and water (H 2 O).
  • urea water can be sprayed from the urea water injection device.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a flow process of exhaust gas and urea water in the SCR system 200.
  • the exhaust gas coming from the exhaust pipe 220 connected to the front of the urea water injector 230 and the urea water injected from the urea water injector 230 are evenly mixed by the SCR system mixer 100 according to the present embodiment.
  • Exhaust gas before nitrogen oxides (NOx) are purified passes through the exhaust pipe 220 connected to the front of the urea water injection device 230, and nitrogen oxides (NOx) are purified through the exhaust pipe 220 connected to the rear of the SCR reactor 210. exhaust gas will pass through.
  • the exhaust gas from the exhaust pipe 220 connected to the front of the urea water injector 230 and before nitrogen oxides (NOx) are purified are mixed with the urea water injected from the urea water injector 230. .
  • the urea water that has passed through the mixer 100 for the SCR system is heated by the wings 150 heated by the heater 130 before being put into the SCR reactor 210, and is coated on the wings 150. Hydrolysis is promoted by contacting with a hydrolysis catalyst in the presence of water, and ammonia can be rapidly produced. As a result, it contributes to improving the nitrogen oxide purification efficiency of the SCR system.
  • the ammonia when ammonia is generated by rapidly hydrolyzing urea water in the mixer 100 for the SCR system, the ammonia is filled more quickly in the SCR reactor 210 to improve nitrogen oxide purification efficiency. 150), and the hydrolysis of HNCO generated through the thermal decomposition reaction of urea water by the hydrolysis catalyst is promoted to reduce the production of by-products generated by HNCO, the by-products of the SCR system in the SCR reactor 210 It is possible to prevent deterioration of the purification function.
  • the technique of providing a heater in the mixer such as the mixer 100 for the SCR system according to the present embodiment, to increase the nitrogen oxide purification efficiency of the SCR system, can be applied not only to the chamber-type mixer but also to the blade-type mixer.
  • the present invention has the advantage of significantly reducing the emission of nitrogen oxides by configuring a mixer for an SCR system for reducing nitrogen oxides to meet these requests, thereby maximizing the generation of NH 3 and flow uniformity at the front end of the SCR reactor.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of a mixer for an SCR system including a perforated plate.
  • the mixer 100 for the SCR system may further include one or more perforated plates 170 in the body portion 110.
  • One or more perforated plates 170 may be combined with the outer surface of the central part 120, and the perforated plate 170 has the same shape as the cross section of the central part 120 at the center of the perforated plate 120 for coupling with the central part 120 A coupling groove of the size may be formed.
  • the perforated plate 170 may be disposed in the inner space 140 in the mixer 100 for the SCR system.
  • the number of urea passing through the inner space 140 may be uniformly transferred to the SCR reactor 210 by the plurality of holes formed in the perforated plate 170 . Specifically, the number of urea passes through the mixer 100 for the SCR system through the inner space 140, and comes into contact with the perforated plate 170 disposed in the inner space 140, and the plurality of perforated plate 170 formed therein. pass through the holes.
  • the number of urea passing through the inner space 140 may have an effect of being evenly sprayed while passing through a plurality of holes.
  • the plurality of holes should not be formed too large so that the urea water is uniformly delivered to the SCR reactor 210, nor should they be formed too small so that the exhaust gas and the urea water pass smoothly. Accordingly, a plurality of holes may be formed with a diameter of about 5 mm.
  • the perforated plate 170 may be heated by a heater 130 disposed inside the central portion 120 .
  • the heated perforated plate 170 may promote hydrolysis by heating urea water passing through the plurality of holes.
  • it may be formed of a metal having high thermal conductivity such as copper, aluminum, or an alloy including the same.
  • a temperature sensor 160 may be additionally provided to measure the temperature of the one or more perforated plates 170 heated by the heater 130 .
  • FIG. 11 is a view for explaining a perforated board.
  • the perforated plate 170 may be formed to have a circular cross section and may include a plurality of holes.
  • a coupling groove having the same shape and size as the cross section of the central portion 120 may be formed at the center of the perforated plate 170 for coupling with the central portion 120 .
  • the diameter of the perforated plate 170 may be formed to be the same as or similar to the diameter of the inner space 140 in order to control the flow of the number of urea and the exhaust gas flowing through the inner space 140 .
  • a hydrolysis catalyst for promoting hydrolysis of urea water may be coated on the surface of the perforated plate 170 .
  • the perforated plate 170 receives heat from the heater 130 to heat the urea solution, and if the catalyst is coated on the surface of the perforated plate 170 and comes into contact with the urea solution passing through the internal space 140, the number of urea solutions is increased. The effect of significantly promoting decomposition can be obtained.
  • the hydrolysis catalyst is a catalyst that promotes the hydrolysis of HNCO generated through the thermal decomposition reaction of urea water, and zeolite, Zr, and Ti-based catalysts may be used.
  • the surface of the perforated plate 170 may be roughened to facilitate the coating of a catalyst that promotes hydrolysis. If the surface of the perforated plate 170 is roughened, the contact area with the catalyst coating is widened to facilitate coating and to prevent the already coated catalyst from falling off easily.

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Abstract

본 실시예는 엔진 배기관에 설치되는 SCR 시스템용 믹서 및 SCR 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 요소수의 가수분해를 촉진하기 위해 히터에 의해 가열된 날개부를 요소수와 접촉시키는 SCR 시스템용 믹서 및 SCR 시스템에 관한 것이다.

Description

SCR 시스템용 믹서 및 이를 이용한 SCR 시스템
본 실시예는 엔진 배기관에 설치되는 SCR 시스템용 믹서 및 SCR 시스템에 관한 것이다.
전 세계적으로 환경문제를 해결하기 위한 방안으로 환경규제를 강화시키며 특히 다양한 대기오염 물질 중 최근 큰 이슈인 초미세먼지 저감을 위해 전구물질로 알려진 질소산화물(NOx)을 제어하기 위한 다양한 기술개발이 가속화되고 있다. 특히, 다양한 처리기술 중 기술적, 경제적 이점을 갖춘 선택적 촉매환원법(selective catalytic reduction, SCR) 기술을 통하여 질소산화물 제거를 위해 암모니아를 환원제로 이용하는 기술이 대표적이다.
SCR 시스템이란, 배기가스에 환원제를 분사하여 촉매층을 통과시켜 상대적으로 저온인 250~450℃에서 질소산화물(NOx)의 환원반응을 효과적으로 진행시키는 시스템이다. 배기가스가 SCR 촉매를 통과하는 동안 화학반응(아래의 화학식 참고)을 통하여 암모니아는 질소산화물을 질소와 물로 전환시킨다.
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O : 환원반응 예시 1
NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O : 환원반응 예시 2
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O : 환원반응 예시 3
아래의 화학식에서 보듯이, 요소수가 분해되어 HNCO가 생성되고, HNCO가 가수분해 반응을 통해 암모니아(NH3)를 생성하며, 일반적으로 SCR 촉매 (예를 들어, 제올라이트, Zr, Ti 등)가 가수분해 촉매 역할을 한다.
NH2-CO-NH2 (g or l, Urea) ↔ NH3 (g) + HNCO (g) : 열분해 반응
HNCO (g) + H2O (g) → NH3 (g) + CO2 (g) : 가수분해 반응
한편, 상기 HNCO의 가수분해가 빠르게 일어나지 않고 낮은 온도 또는 특정 온도에 있게 되면 HNCO에 의해 부산물이 발생하는데, 이러한 부산물의 발생은 배기가스 정화에 도움이 되지 않으며 결과적으로 SCR 시스템 에서의 배기가스 정화 효율을 저하시키게 된다.
NH2-CO-NH2 + HNCO ↔ NH2-CO-NH-CO-NH2 (Biuret) : 불완전한 열분해 반응
NH2-CO-NH-CO-NH2 + HNCO → CYA + NH3 (사이아누르산, Cyanuric acid)
3HNCO → CYA (190℃)
NH2-CO-NH-CO-NH2 + HNCO → Ammelide + H2O
NH2-CO-NH-CO-NH2 + HNCO → Ammeline + H2O
따라서, SCR 시스템에서의 배기가스 정화 효율을 높이기 위해서는 HNCO의 가수분해를 촉진시켜 HNCO에 의한 부산물 발생을 저감시키는 것이 필요하다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 일 측면에서, 요소수의 가수분해를 촉진하기 위해, 별도의 외부 가열장치가 아닌 믹서 내에 구비된 히터를 통해 날개부를 가열하는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 일 측면에서, 본 실시예에 따른 SCR 시스템용 믹서는 믹서의 몸체부; 상기 몸체부 내부의 중심에 배치되는 중심부; 상기 몸체부와 상기 중심부 사이에 형성되고, 배기가스와 요소수가 통과되는 내부 공간; 및 상기 중심부의 내부에 배치되며, 상기 내부 공간을 통과하는 상기 요소수를 가열하는 히터;를 포함할 수 있다.
또한, 전술한 목적을 달성하기 위해, 다른 측면에서, 본 실시예에 따른 SCR 시스템은 배기가스에 포함된 질소산화물을 제거하기 위한 장치인 SCR 리액터; 상기 SCR 리액터 전, 후면에 연결되어 상기 배기가스가 통과되도록 하는 배기관; 상기 SCR 리액터의 전면에 연결된 상기 배기관에 형성되는 믹서; 및 상기 믹서와 상기 SCR 리액터 전면에 연결된 상기 배기관 사이에 형성된 요소수 분사장치;를 포함하고, 상기 믹서는 상기 믹서의 내부 공간을 통과하는 요소수를 가열하는 히터를 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 가열된 믹서의 날개부가 요소수를 가열함으로써 요소수의 가수분해를 촉진할 수 있다. 이에 따라 배기가스에 포함된 질소산화물의 정화 효율을 높일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 SCR 시스템용 믹서의 구성도이다.
도 2는 도 1의 SCR 시스템용 믹서의 측면에서 바라본 정면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 믹서의 내부 공간 내에서의 배기가스와 요소수가 통과되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 방열 코일이 구비된 날개부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 요소수의 가수분해를 촉진하는 촉매가 코팅된 날개부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 SCR 시스템용 믹서의 중심부로부터 분리된 히터를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 온도센서가 부착된 SCR 시스템용 믹서를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 SCR 시스템용 믹서를 포함한 SCR 시스템의 구성도이다.
도 9는 SCR 시스템에서 배기가스와 요소수의 흐름 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 하나 이상의 타공판을 포함하는 SCR 시스템용 믹서의 구성도이다.
도 11은 타공판을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 SCR 시스템용 믹서(100)의 구성도이다.
도 1을 참조하면, SCR 시스템용 믹서(100)는 몸체부(110), 중심부(120), 히터(130), 내부 공간(140), 날개부(150)를 포함할 수 있다.
몸체부(110)는 SCR 시스템용 믹서(100)의 몸체를 형성하는 구성이다.
몸체부(110)는 중심부(120), 히터(130), 내부 공간(140), 날개부(150)의 구성을 몸체부(110)의 내부에 포함할 수 있다.
몸체부(110)는 중심부(120), 히터(130), 및 기타 구성들과 나사를 통해 결속될 수 있도록 다수의 홈을 구비할 수 있다.
몸체부(110)의 외측면에는 히터(130), 및 온도를 측정하는 온도 센서(160)의 연결선이 몸체부(110) 밖으로 나올 수 있도록 하는 소켓이 하나 이상 구비될 수 있다. 히터(130) 및 온도 센서(160)은 소켓을 통해 밖으로 나온 연결선으로 SCR 시스템의 외부 장치와 연결될 수 있다.
상기 소켓은 1/2인치 또는 1/8인치 소켓을 포함하며, 이에 한정되지 않고 다양하게 구성될 수 있다.
중심부(120)는 단면이 원형인 원기둥의 형태로 형성될 수 있으며, 몸체부(110) 단면의 중심과 중심부(120)의 단면의 중심이 일치되도록 몸체부(110)의 내부에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 중심부(120)는 몸체부(110)와의 결속을 위해 플랜지(flange)가 마주보는 양쪽 단면에 구비될 수 있고, 몸체부(110)의 말단과 나사를 통해 체결될 수 있다.
또한, 몸체부(110) 내부에 배치된 중심부(120)의 외측면에는 날개부(150)가 결합될 수 있고, 중심부(120)가 날개부(150) 스크류(screw) 형상의 중심이 되는 역할을 수행할 수 있다. 중심부(120)의 외측면과 날개부(150)는 일체형으로 제작되거나, 따로 제작된 후 용접 방식으로 결합될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
촉매의 성능 개발이 계속되어 SCR 리액터의 온도가 비교적 저온인 약 180℃ 이상이더라도 질소산화물(NOx)의 정화가 가능하다. 그러나, 요소수의 가수분해는 약 200~210℃에서 발생하여 180℃ 내외에서는 정상적인 기능을 할 수 없다.
이에 따라, 히터(130)는 요소수의 온도를 가수분해가 잘 일어나는 온도인 약 200~210℃까지 상승시켜 가수분해를 촉진하는 역할을 할 수 있다.
구체적으로, 히터(130)에서 발생하는 열이 중심부(120) 및 날개부(150)를 가열하고, 가열된 중심부(120) 및 날개부(150)가 내부 공간(140)을 통과하는 요소수를 가열하여 가수분해를 촉진하게 되는 것이다. 이는, 요소수가 SCR 리액터(210)에 들어가기 전에 요소수의 가수분해가 일어나도록 하여 배기가스의 질소산화물(NOx) 정화 효율을 높이기 위함이다.
히터(130)는 상기와 같이 열을 방출할 수 있다. 히터(130)의 온도는 요소수의 가수분해가 촉진되는 약 200~210℃ 혹은 그 이상의 온도로서, 배기가스 정화를 위해 사용되는 요소수의 종류에 따라 적절히 제어될 수 있다.
히터(130)는 몸체부(110) 외부에 별도로 구비된 전원장치로부터 전원을 공급받아 구동될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 히터(130)의 연결선은 몸체부(110) 외측면에 구비된 하나 이상의 소켓을 통해 밖으로 나오고, 이로 인해 별도로 구비된 전원장치와 연결될 수 있다.
히터(130)는 믹서(100) 내의 중심부(120) 및 날개부(150) 전체를 가열하기 위해 긴 금속 파이프의 형태로 형성될 수 있다.
히터(130)는 중심부(120)의 내부에 배치될 수 있으며, 열 전달의 효율을 위해 히터(130)와 중심부(120)의 전면(全面)이 직접 맞닿도록 혹은 매우 근접하도록 배치될 수 있다. 이에 따라 중심부(120), 날개부(150), 및 하나 이상의 타공판(170) 전체가 빠르게 가열될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 히터(130)는 몸체부(110)와의 결합을 위해 플랜지(flange)와 결합된 플랜지 히터(투입 히터)가 사용될 수 있다. 플랜지 히터는 전원을 공급받아 열을 발생시킬 수 있으며, 몸체부(110)와 히터(130)와 결합된 플랜지가 나사를 통해 결속 및 분리될 수 있다. 히터(130)를 몸체부(110))로부터 분리하여 별도로 관리할 수 있으므로, 히터(130)의 관리 및 수리가 용이해질 수 있다.
내부 공간(140)은 몸체부(110)와 중심부(120) 사이에 위치하며, 몸체부(110)의 내부에 형성된 공간을 말한다.
내부 공간(140)을 통해 엔진에서 발생한 배기가스와 요소수 분사장치(230)에서 분사된 요소수가 SCR 시스템용 믹서(100)를 통과하게 된다.
내부 공간(140)에는 내부 공간을 통과하는 배기가스와 요소수가 균일하게 혼합될 수 있도록 중심부(120)와 결합된 날개부(150) 또는 하나 이상의 타공판(170)이 배치될 수 있다.
내부 공간(140)의 직경은 내부 공간(140)을 흐르는 요소수와 배기가스의 흐름을 제어하기 위해 날개부(150)의 직경과 동일 혹은 근사하게 형성될 수 있다.
날개부(150)는 중심부(120)에서 반경방향으로 연장되며 형성되고, 이때 일정 곡률을 가지는 구조의 판형 날개부로 형성되거나 또는 평판한 구조의 판형 날개부로 형성될 수 있다.
한편, 일 실시예에서 날개부(150)는 몸체부(110) 내에서 중심부(120)를 중심으로 하여 스크류(screw) 형태로 형성될 수 있다.
구체적으로, 날개부(150)의 스크류(screw) 형상이란, 날개부(150)가 중심부(120)에서의 임의의 시작점부터 출발하여 배기가스 및 요소수의 진행방향을 따라 중심부(120)의 외주면을 감싸는 방식으로 나아가는 형상을 말한다.
한편, 일 실시예에서 중심부(120), 및 이와 결합된 날개부(150)는 회전하지 않고 고정된 채로 몸체부(110) 내에 배치될 수 있다.
날개부(150)는 히터(130)에 의해 가열될 수 있다. 날개부(150)가 가열되는 온도는 요소수의 가수분해가 잘 일어나는 온도인 약 200~210℃ 혹은 그 이상 일 수 있다.
날개부(150) 내부에는 히터(130)로부터 전이된 열이 잘 방출될 수 있도록 내부에 방열 코일(151)이 구비될 수 있다.
한편, 일 실시예에서 날개부(150)의 표면에는 요소수의 가수분해를 촉진시키기 위한 가수분해 촉매가 코팅될 수 있다.
날개부(150)가 히터(130)로부터 열을 받아 요소수를 가열함과 더불어 날개부(150) 표면에 촉매가 코팅되어, 내부 공간(140)을 통과하는 요소수와 접촉하게 된다면, 요소수의 가수분해가 현저하게 촉진되는 효과를 기대할 수 있다.
날개부(150)는 블레이드, 믹싱부, 가이드부 등으로 호칭될 수 있다.
도 2는 SCR 시스템용 믹서(100)를 측면에서 바라보면 정면도이다.
도 2를 참조하면, 몸체부(110), 중심부(120), 히터(130), 및 일 실시예에 따른 히터(130)의 플랜지는 원형의 단면을 갖도록 원통형의 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 직사각형, 타원형 등의 다양한 형태로 형성될 수 있다.
중심부(120)와 히터(130)는 몸체부(110)와 결속됨으로써 몸체부(110) 내부의 중심에 배치될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 믹서(100)의 내부 공간(140) 내에서의 배기가스와 요소수가 통과되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따라 중심부(120) 및 이와 결합된 스크류 형태로 형성된 날개부(150)는 회전하지 않고 고정된 채로 배치된다.
또한, 스크류 형태로 형성된 날개부(150)는 내부 공간(140)에 흐르는 배기가스와 요소수가 흐름 방향에 따라 도 3에 나타난 화살표의 방향과 같이 3차원의 나선형을 그리며 내부 공간(140)을 통과하도록 인도하는 역할을 하여, 엔진의 배기관(220)으로부터 유입된 배기가스와 요소수 분사장치(230)로부터 분사된 요소수가 균일하게 혼합되도록 한다.
이를 통해, SCR 시스템용 믹서(100) 후면에 설치된 SCR 리액터(210)에 제공되는 요소수의 균일도가 향상되게 된다. 따라서, SCR 리액터(210)에서 배기가스와 요소수가 혼합하기 용이하게 될 수 있다.
상기 과정 중, 요소수가 내부 공간(140)을 통과하면서 히터(130)에 의해 가열된 날개부(150)에 의해 요소수의 가수분해가 촉진될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따라 날개부(150)에 요소수의 가수분해를 촉진하는 촉매를 코팅하여 요소수의 가수분해를 촉진할 수 있다.
도 4는 방열 코일(151)이 구비된 날개부를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따라, 날개부(150) 내부에는 방열 코일(151)이 구비되어, 히터(130)로부터 날개부(150)로 전달된 열이 원활하게 방출될 수 있다.
방열 코일(151)이 날개부(150) 내부에 구비됨으로써 내부 공간(140)으로 열을 효율적으로 발산시킬 수 있으므로, 히터(130)에 의해 소비되는 에너지의 효율을 높일 수 있다.
방열 코일(151)은 구리, 알루미늄, 또는 이를 포함하는 합금, 기타 열 전도성이 높은 재료로 이루어질 수 있다.
방열 코일(151)은 히터(130)가 방출하는 열에 의해 가열될 수 있으며, 히터(130)와 직접적으로 연결되어 열이 전도되어 가열될 수 있다.
도 5는 요소수의 가수분해를 촉진하는 촉매가 코팅된 날개부(150)를 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 날개부(150) 표면에는 요소수의 가수분해를 촉진하는 촉매가 코팅될 수 있다.
가수분해 촉매는 요소수의 열분해 반응을 통해 생성된 HNCO의 가수분해를 촉진하는 촉매이며, 제올라이트, Zr, Ti 계열의 촉매가 이용될 수 있다.
날개부(150) 표면에 코팅된 요소수의 가수분해 촉매를 통해 가수분해 반응을 보다 효과적으로 촉진시키기 위해 날개부(150)의 표면적이 넓게 형성될 수 있다.
가수분해를 촉진하는 촉매 코팅이 용이하게 이루어지도록 날개부(150) 표면을 거칠게 처리할 수 있다.
날개부(150) 표면을 거칠게 처리하면, 촉매 코팅과의 접촉 면적이 넓어져 코팅이 용이하게 이루어질 뿐만 아니라, 날개부(150)에 코팅된 촉매가 잘 떨어지지 않게 된다.
도 6은 SCR 시스템용 믹서(100)의 중심부(120)로부터 분리된 히터(130)를 설명하기 위한 도면이다.
히터(130)는 SCR 시스템용 믹서(100)로부터 분리될 수 있다.
히터(130)는 믹서(100) 내의 중심부(120) 및 날개부(150) 전체를 가열하기 위해 긴 금속 파이프의 형태로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 히터(130)는 도 6에서 나타난 바와 같이 몸체부(110)와의 결속을 위해 플랜지(flange)와 결합된 플랜지 히터가 사용될 수 있다. 몸체부(110)는 히터(130)에 결합된 플랜지와 나사를 통해 결속 및 분리될 수 있다.
도 7은 온도센서(160)가 부착된 SCR 시스템용 믹서(100)를 설명하기 위한 도면이다.
통상의 SCR 시스템의 경우 배기관에 구비된 별도의 온도센서를 통해 배기가스의 온도를 측정하고, 배기온도가 180℃ 이상인 경우에 요소수 분사장치에서 요소수가 분사된다. 이는 요소수에서 물을 기화시키고, 요소는 가열하여 암모니아(NH4)로 변환시키기 위해서이다.
일 실시예에 따르면, SCR 시스템용 믹서(100)에는 온도센서(160)가 추가적으로 부가될 수 있고, 온도센서(160)는 요소수 분사장치(230)의 요소수 분사 여부를 제어하기 위해 중심부(120), 날개부(150), 또는 하나 이상의 타공판(170)의 온도를 측정하기 위해 사용될 수 있다.
중심부(120) 및 날개부(150)의 온도가 요소수의 가수분해가 이루어지기 위한 온도인 약 200~210℃ 혹은 그 이상에 이르게 되면, 요소수 분사장치에서 요소수가 분사될 수 있다.
온도센서(160)는 중심부(120) 뿐만 아니라 날개부(150)나 기타 SCR 시스템용 믹서(100)의 온도를 측정하기 위한 곳에 부착될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 온도센서(160)는 몸체부(110) 외측면에 구비된 소켓을 통해 연결선이 몸체부(110) 밖으로 나갈 수 있고, SCR 시스템용 믹서(100) 외에 별도로 구비된 전원장치를 통해 전원을 공급받을 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 SCR 시스템용 믹서(100)를 포함한 SCR 시스템(200)의 구성도이다.
본 실시예에 따른 SCR 시스템(200)이 정화하기 위한 배기가스는 자동차, 선박 추진용 엔진, 기타 다른 용도의 엔진, 또는 육상 플랜트에 설치된 보일러나 소각로 등 배기가스를 배출하는 설비로부터 나올 수 있다.
SCR 시스템용 믹서(100)는 SCR 리액터(210)의 전단에 배치되거나 또는 SCR 리액터(210)의 전단과 일정 간격을 두고 배치될 수 있다.
SCR 리액터(210)는 배가가스에 의해 활성화되는 촉매를 내부에 포함할 수 있다.
SCR 리액터(210)에서는 요소수가 가수분해되어 생성된 암모니아(NH4)가 질소산화물(NOx)과 반응하여 질소(N2)와 물(H2O)가 생성된다.
중심부(120) 및 날개부(150)의 온도가 요소수의 가수분해가 이루어지기 위한 온도인 약 200~210℃ 혹은 그 이상에 이르게 되면, 요소수 분사장치에서 요소수가 분사될 수 있다.
도 9는 SCR 시스템(200)에서 배기가스와 요소수의 흐름 과정을 설명하기 위한 도면이다.
요소수 분사장치(230) 전면에 연결된 배기관(220)으로부터 오는 배기가스와 요소수 분사장치(230)에서 분사되는 요소수가 본 실시예에 따른 SCR 시스템용 믹서(100)에 의해 고르게 혼합된다.
요소수 분사장치(230) 전면에 연결된 배기관(220)에는 질소산화물(NOx)이 정화되기 전의 배기가스가 통과되고, SCR 리액터(210) 후면에 연결된 배기관(220)에는 질소산화물(NOx)이 정화된 배기가스가 통과될 것이다.
SCR 시스템용 믹서(100)에서는 요소수 분사장치(230) 전면에 연결된 배기관(220)으로부터 나와 질소산화물(NOx)이 정화되기 전의 배기가스와 요소수 분사장치(230)로부터 분사된 요소수가 혼합된다.
SCR 시스템용 믹서(100)를 통과한 요소수는 SCR 리액터(210)에 투입되기 전부터 히터(130)에 의해 가열된 날개부(150)에 의해 요소수가 가열되고, 날개부(150)에 코팅되어 있는 가수분해 촉매와 접촉하여 가수분해가 촉진되어 암모니아를 빠르게 생성할 수 있게 된다. 결과적으로 SCR 시스템의 질소산화물 정화 효율을 향상시키는 데에 기여하게 된다.
구체적으로, SCR 시스템용 믹서(100)에서 요소수를 빠르게 가수분해하여 암모니아를 생성하는 경우 SCR 리액터(210)의 내부에 암모니아가 보다 빠르게 채워지면서 질소산화물 정화 효율을 향상시키게 되는 것인데, 날개부(150)의 가열, 및 가수분해 촉매에 의해 요소수의 열분해 반응을 통해 생성되는 HNCO의 가수분해가 촉진되어 HNCO에 의해 발생되는 부산물의 생성이 저감되면 부산물이 SCR 리액터(210)에서의 SCR 시스템의 정화 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.
아울러, 본 실시예에 따른 SCR 시스템용 믹서(100)와 같이 믹서 내에 히터를 구비하여 SCR 시스템의 질소산화물 정화 효율을 높이는 기술은 챔버 타입의 믹서 뿐만 아니라 블레이드 타입의 믹서에도 적용이 가능하다.
기존의 요소수를 이용하는 SCR 시스템에서는 SCR 리액터 전단에서 요소가 NH3로 대부분 변환되어야 하고 균일한 유동분포를 가질 필요성이 있다. 본 발명은 이러한 요청에 부응할 수 있도록 질소산화물 저감을 위한 SCR 시스템용 믹서를 구성함으로써 SCR 리액터의 전단에서 NH3 발생과 유동 균일도를 극대화할 수 있도록 함으로써 질소산화물의 배출량을 현저히 저감할 수 있는 이점을 제공한다.
또한, 본 실시예에 따르면, 요소수를 가열하는 가열장치를 SCR 시스템 내에 별도로 구비할 필요가 없어 장치의 부가를 최소화할 수 있고, 이에 따라 생산성이 향상되고 경제적인 이점이 있다.
도 10은 타공판을 포함하는 SCR 시스템용 믹서의 구성도이다.
도 10을 참조하면, SCR 시스템용 믹서(100)는 몸체부(110) 내에 하나 이상의 타공판(170)을 추가로 포함할 수 있다.
하나 이상의 타공판(170)은 중심부(120)의 외측면과 결합될 수 있으며, 타공판(170)은 중심부(120)와의 결합을 위해 타공판(120)의 중심에 중심부(120)의 단면과 동일한 모양 및 크기의 결합홈이 형성될 수 있다. 타공판(170)은 SCR 시스템용 믹서(100) 내의 내부 공간(140)에 배치될 수 있다.
타공판(170)에 형성된 복수의 구멍들에 의해 내부 공간(140)을 통과하는 요소수가 균일하게 SCR 리액터(210)으로 전달될 수 있다. 구체적으로, 요소수는 SCR 시스템용 믹서(100)를 내부 공간(140)을 통해 통과하게 되는데, 내부 공간(140)에 배치된 타공판(170)과 접촉하게 되고, 타공판(170)에 형성된 복수의 구멍들을 통과하게 된다. 내부 공간(140)을 통과하는 요소수가 복수의 구멍을 통과하면서 골고루 뿌려지게 되는 효과를 가질 수 있다.
복수의 구멍들은 요소수가 균일하게 SCR 리액터(210)로 전달되기 위해, 너무 크게 형성되어서도 안되고, 배기가스 및 요소수가 원활하게 통과할 수 있도록 너무 작게 형성되어서도 안된다. 따라서, 복수의 구멍들은 직경 5mm 내외로 형성될 수 있다.
타공판(170)은 중심부(120) 내부에 배치된 히터(130)에 의해 가열될 수 있다. 가열된 타공판(170)은 복수의 구멍들을 통과하는 요소수를 가열하여 가수분해를 촉진시킬 수 있다. 타공판(170)이 히터(130)에 의해 쉽게 가열될 수 있도록, 열전도성이 높은 금속인 구리, 알루미늄, 이를 포함하는 합금 등으로 형성될 수 있다.
또한, 히터(130)에 의해 가열된 하나 이상의 타공판(170)의 온도를 측정하기 위해, 온도 센서(160)가 추가적으로 구비될 수 있다.
도 11은 타공판을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 타공판(170)은 원형의 단면을 가지도록 형성될 수 있으며, 복수의 구멍들을 포함할 수 있다. 중심부(120)와의 결합을 위해 타공판(170)의 중심에 중심부(120)의 단면과 동일한 모양 및 크기의 결합홈이 형성될 수 있다.
타공판(170)의 직경은 내부 공간(140)을 흐르는 요소수와 배기가스의 흐름을 제어하기 위해 내부 공간(140)의 직경과 동일 혹은 근사하게 형성될 수 있다.
한편, 일 실시예에 따르면, 타공판(170)의 표면에는 요소수의 가수분해를 촉진시키기 위한 가수분해 촉매가 코팅될 수 있다. 타공판(170)은 히터(130)로부터 열을 전달받아 요소수를 가열함과 더불어 타공판(170) 표면에 촉매가 코팅되어, 내부 공간(140)을 통과하는 요소수와 접촉하게 된다면 요소수의 가수분해가 현저하게 촉진되는 효과를 얻을 수 있다.
가수분해 촉매는 요소수의 열분해 반응을 통해 생성된 HNCO의 가수분해를 촉진하는 촉매이며, 제올라이트, Zr, Ti 계열의 촉매가 이용될 수 있다. 가수분해를 촉진하는 촉매 코팅이 용이하게 이루어지도록 타공판(170)의 표면을 거칠게 처리할 수 있다. 타공판(170)의 표면을 거칠게 처리하면, 촉매 코팅과의 접촉 면적이 넓어져 코팅이 용이하게 이루어질 뿐만 아니라 이미 코팅된 촉매가 잘 떨어지지 않게 된다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 믹서의 몸체부;
    상기 몸체부 내부의 중심에 배치되는 중심부;
    상기 몸체부와 상기 중심부 사이에 형성되고, 배기가스와 요소수가 통과되는 내부 공간; 및
    상기 중심부의 내부에 배치되며, 상기 내부 공간을 통과하는 상기 요소수를 가열하는 히터;
    를 포함하는, SCR 시스템용 믹서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중심부 외측면에 결합된 날개부를 포함하고,
    상기 날개부는 상기 히터에 의해 가열되며 상기 중심부를 중심으로 스크류 형상을 이루는, SCR 시스템용 믹서.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 중심부 외측면에 결합된 하나 이상의 타공판을 포함하고,
    상기 하나 이상의 타공판은 상기 히터에 의해 가열되는, SCR 시스템용 믹서.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 날개부에 상기 요소수의 가수분해를 촉진하는 촉매가 코팅된, SCR 시스템용 믹서.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 타공판에 상기 요소수의 가수분해를 촉진하는 촉매가 코팅된, SCR 시스템용 믹서.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 날개부의 표면을 거칠게 처리한, SCR 시스템용 믹서.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 타공판의 표면을 거칠게 처리한, SCR 시스템용 믹서.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 날개부에 상기 날개부의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서가 구비된, SCR 시스템용 믹서.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 타공판에 상기 하나 이상의 타공판의 온도를 측정할 수 있는 온도 센서가 구비된, SCR 시스템용 믹서.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 히터는 상기 믹서로부터 분리될 수 있는, SCR 시스템용 믹서.
  11. 배기가스에 포함된 질소산화물을 제거하기 위한 장치인 SCR 리액터;
    상기 SCR 리액터 전, 후면에 연결되어 상기 배기가스가 통과되도록 하는 배기관;
    상기 SCR 리액터의 전면에 연결된 상기 배기관에 형성되는 믹서; 및
    상기 믹서와 상기 SCR 리액터 전면에 연결된 상기 배기관 사이에 형성된 요소수 분사장치;
    를 포함하고,
    상기 믹서는 상기 믹서의 내부 공간을 통과하는 요소수를 가열하는 히터를 포함하는, SCR 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 믹서는 날개부를 포함하고,
    상기 날개부는 상기 히터에 의해 가열되며 상기 믹서 내에 구비된 중심부를 따라 스크류 형상을 이루는, SCR 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 믹서는 하나 이상의 타공판을 포함하고,
    상기 하나 이상의 타공판은 상기 히터에 의해 가열되는, SCR 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서
    상기 날개부에 상기 요소수의 가수분해를 촉진하는 촉매가 코팅된, SCR 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서
    상기 하나 이상의 타공판에 상기 요소수의 가수분해를 촉진하는 촉매가 코팅된, SCR 시스템.
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