KR101205232B1

KR101205232B1 - 디젤차량용 요소수탱크

Info

Publication number: KR101205232B1
Application number: KR1020120104337A
Authority: KR
Inventors: 황정상
Original assignee: 주식회사 테스크
Priority date: 2012-09-20
Filing date: 2012-09-20
Publication date: 2012-11-27

Abstract

본 발명은 상면부 가운데부분에 센서설치공이 천공되고 상면부 일측에는 마개에 의해 개폐되는 요소수투입구가 구비되어 있어 내부에 요소수가 저장되는 탱크하우징과, 상기 센서설치공에 끼움설치되고 탱크하우징에 저장된 요소수의 수위, 농도, 온도를 측정하면서 요소수를 요소수분무장치로 공급하는 센서모듈과, 상기 탱크하우징의 상부 좌우양측에 각각 설치되면서 탱크하우징 내부의 가스를 외부로 배출시키는 좌우측 에어벤트부로 구성되며, 상기 좌우측 에어벤트부는 탱크하우징의 내측면 천정부에 전후수평방향으로 고정부착되는 수평파이프가 구비되고 수평파이프의 일측끝단에는 수직하방으로 가스유입파이프가 일체로 절곡형성되며 수평파이프의 타측끝단에는 수직상방으로 가스배출파이프가 일체로 절곡형성되고 상기 가스배출파이프는 탱크하우징의 상면부를 관통하여 상부외측으로 돌출설치되어 있되, 좌측 에어벤트부와 우측 에어벤트부는 좌우 나란히 설치된 상태로 좌측 에어벤트부의 가스유입파이프 및 가스배출파이프와 우측 에어벤트부의 가스유입파이프 및 가스배출파이프가 서로 반대편에 위치되게 설치된 것을 특징으로 하는 디젤차량용 요소수탱크에 관한 것이다.

Description

디젤차량용 요소수탱크{The urea tank for a diesel car}

본 발명은 선별적탈질촉매(SCR, selective catalytic reduction)가 적용된 디젤차량의 배기장치에 구비되어 있는 요소수분무장치에 요소수를 공급 및 저장하기 위한 요소수탱크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상면부 가운데부분에 센서설치공이 천공되고 상면부 일측에는 마개에 의해 개폐되는 요소수투입구가 구비되어 있어 내부에 일정량의 요소수가 저장되는 탱크하우징과, 상기 센서설치공에 부합되게 끼움설치되는 모듈헤드가 구비되고 모듈헤드의 하부에는 동절기에 동결된 요소수를 해빙시키기 위한 히팅파이프와 요소수를 흡입하여 요소수분무장치로 공급하기 위한 흡입파이프와 플로트에 의해 요소수의 수위를 측정하는 레벨센서와 요소수의 농도 및 온도를 측정하는 퀄리티센서가 하방으로 돌출되게 장착된 센서모듈과, 상기 탱크하우징의 상부 좌우양측에 각각 설치되면서 탱크하우징 내부의 가스를 외부로 배출시키는 좌우측 에어벤트부로 구성되며, 상기 좌우측 에어벤트부는 탱크하우징의 내측면 천정부에 전후수평방향으로 고정부착되는 수평파이프가 구비되고 수평파이프의 일측끝단에는 수직하방으로 가스유입파이프가 일체로 절곡형성되며 수평파이프의 타측끝단에는 수직상방으로 가스배출파이프가 일체로 절곡형성되고 상기 가스배출파이프는 탱크하우징의 상면부를 관통하여 상부외측으로 돌출설치되어 있되, 좌측 에어벤트부와 우측 에어벤트부는 좌우 나란히 설치된 상태로 좌측 에어벤트부의 가스유입파이프 및 가스배출파이프와 우측 에어벤트부의 가스유입파이프 및 가스배출파이프가 서로 반대편에 위치되게 설치된 것을 특징으로 하는 디젤차량용 요소수탱크에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 디젤엔진을 사용하는 차량은 연료로 사용되는 경유의 불완전연소에 따라 일산화탄소나 탄화수소, 질소산화물 등의 유해미립자가 배기가스에 다량 함유되어 대기중으로 배출되었으나, 점차적인 기술진보와 디젤엔진의 성능 향상에 따라 최근에는 불완전연소에 따른 일산화탄소나 탄화수소의 배출량이 현저히 저감된 디젤엔진이 개발되어 사용되고 있는데, 디젤엔진의 배기가스 중 대부분을 차지하는 질소산화물(NOx)은 별도의 배기가스저감장치에 의해 질소가스(N₂)로 환원처리되어 배출되도록 되어 있으며, 이에 따라 기존 디젤차량의 배기장치와 비교했을 때 상대적으로 질소산화물의 처리효율이 높은 선별적탈질촉매(SCR, selective catalytic reduction)를 이용한 배기가스저감장치가 연구개발되어 사용되고 있다.

상기 선별적탈질촉매가 적용된 디젤차량의 배기장치는 일반적으로 엔진에 접속된 복수개의 분기관들이 하나로 합쳐지는 배기다기관(manifold)과, 엔진의 배기다기관으로부터의 배기가스 중 질소산화물(NOx)을 제거하기 위하여 바나듐(vanadium) 등이 촉매로 사용되어 질소산화물을 질소가스(N₂)로 환원시키는 선별적탈질(SCR)촉매장치와, 상기 선별적탈질촉매장치에 요소나 암모니아 등이 주성분인 요소수를 산화제로서 분무하여 원활하게 환원처리되도록 하는 요소수분무장치와, 소음을 감소시키고 질소산화물이 저감된 배기가스를 차량 외부로 배출하기 위한 머플러로 구성되어 있으며, 상기 배기다기관과 선별적탈질촉매장치와 요소수분무장치와 머플러는 각각 연결파이프 등으로 연결되어 엔진으로부터의 배기가스 중 질소산화물과 소음 등이 저감된 상태로 머플러를 통해 외부로 배출되도록 되어 있다.

이러한 선별적탈질촉매가 적용된 디젤차량의 배기장치는 요소수분무장치에 요소수를 공급하기 위한 수단으로 요소수탱크가 장착되어 있으며, 종래의 요소수탱크(1')는 도 7에 도시된 바와 같이 상면부 가운데부분에 센서설치공(3')이 천공되어 있고 상면부 일측에는 마개(4')로 개폐되는 요소수투입구(5')가 구비되어 있어 내부에 일정량의 요소수가 저장되며 상면부 타측에는 내부의 가스를 외부로 배출시키기 위한 에어벤트(24')가 설치된 탱크하우징(2')과, 상기 센서설치공(3')에 부합되게 끼움설치되는 모듈헤드(8')가 구비되고 모듈헤드(8')의 하부에는 동절기에 동결된 요소수를 해빙시키기 위한 히팅파이프(9')와 요소수를 흡입하여 요소수분무장치(도시하지 않음)로 공급하기 위한 흡입파이프(10')와 플로트(11')에 의해 요소수의 수위를 측정하는 레벨센서(12')와 요소수의 농도 및 온도를 측정하는 퀄리티센서(13')가 하방으로 돌출되게 장착된 센서모듈(7')로 구성되어 있어 상기 탱크하우징(2')에 일정량의 요소수가 저장되면서 차량의 운행에 따라 탱크하우징(2')의 요소수에서 발생되는 가스를 에어벤트(24')를 통해 외부로 배출시켜 탱크하우징(2') 내부의 기압이 대기압과 동일하게 유지되어 유레아의 유동이 원활하게 이루어지도록 하며, 내부에 저장된 요소수의 온도를 상기 센서모듈(7')의 퀄리티센서(13')로 측정하면서 동절기에 영하 11℃ 이하의 저온에서 요소수가 동결되는 경우 히팅파이프(9')가 일정온도로 가온되어 동결된 요소수를 해빙시키고 흡입파이프(10')에서는 요소수를 흡입하여 요소수분무장치로 공급하며 요소수의 수면위에 부유되는 플로트(11')가 막대형상으로 된 레벨센서(12')를 따라 상하 이동되면서 탱크하우징(2')에 저장된 요소수의 수위를 측정하도록 되어 있다.

그런데, 상기 종래의 요소수탱크(1')는 탱크하우징(2')의 상면부가 평면형으로 형성되어 있어 내부에 저장되는 요소수가 가득차게 충진되는 경우 탱크하우징(2')의 내측면 천정부까지 닿도록 되어 있어 요소수가 가득채워진 상태에서 동절기에 요소수가 동결팽창되면 탱크하우징(2')이 부피팽창된 요소수에 의해 동파되는 문제점이 있었으며, 상기 탱크하우징(2')의 상면부에 설치되는 에어벤트(24')는 단순히 "ㄱ"자형상으로 절곡된 짧은 파이프형상으로 하부는 탱크하우징(2')의 상부 내측에 관통설치되고 절곡된 상부는 탱크하우징(2')의 상부 외측으로 돌출설치되어 있어 차량이 경사면을 따라 운행하거나 경사면에서 정차시 탱크하우징(2')이 일정각도로 기울어지면서 상기 에어벤트(24')를 통해 내부의 요소수가 유출되는 문제점이 있었다.

한편, 상기 요소수탱크에 관한 종래기술로서 대한민국 공개특허 공개번호 제 10-2010-0061160호에서는 요소수가 수용되는 하우징; 상기 하우징에 장착되어 상기 요소수의 로드값(농도값)을 측정하는 로드 셀(Load Cell)(농도센서); 및 상기 로드 셀(농도센서)에서 측정된 측정값과 기준값을 비교하여 상기 요소수에 이물질이 포함되어 있는지 여부를 판단하는 제어부를 포함하며, 상기 요소수의 수위를 측정하는 레벨 센서와 상기 요소수의 온도를 측정하는 온도 센서 및 상기 요소수의 압력을 측정하는 압력 센서를 더 포함하는 유레아 에스 씨 알 시스템의 이물질 검출장치가 개시되었으나, 종래기술 또한 앞서 상술한 종래 요소수탱크(1')와 동일한 문제점을 그대로 지니고 있어 동절기 동결팽창된 요소수에 의해 요소수탱크(1')가 동파되는 문제점이 있으며, 또한 에어벤트가 결여되어 있어 하우징 내부의 압력이 대기압과 맞지 않아 내부에 저장된 요소수의 유동이 원활하게 이루어지지 않아 요소수의 공급이 제한적인 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위한 것으로 탱크하우징의 내측면 천정부에 전후수평방향으로 고정부착되는 수평파이프와 상기 수평파이프의 일측끝단에 수직하방으로 절곡형성된 가스유입파이프와 상기 수평파이프의 타측끝단에 수직상방으로 절곡형성되어 탱크하우징의 상면부를 관통하여 상부외측으로 돌출설치되는 가스배출파이프로 이루어진 좌우측 에어벤트부를 탱크하우징의 상부에 좌우 나란히 설치하되, 좌측 에어벤트부의 가스유입파이프 및 가스배출파이프와 우측 에어벤트부의 가스유입파이프 및 가스배출파이프가 서로 반대편에 위치되게 설치하여 차량이 경사면을 운행하거나 정차시 요소수탱크가 기울어지는 경우에도 좌우측 에어벤트부를 통해 외부로 요소수가 유출되지 않고 내부의 가스가 원활하게 외부로 배출되도록 하며, 상기 탱크하우징의 상면부에 요소수투입구가 형성된 부분을 하방으로 오목하게 들어간 요홈부로 형성하여 요소수가 요홈부의 하단부 이상으로는 탱크하우징 내부에 채워지지 않아 동절기 요소수의 동결팽창으로 탱크하우징이 파열되는 것을 방지하는 것에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 상면부 가운데부분에 센서설치공이 천공되고 상면부 일측에는 마개에 의해 개폐되는 요소수투입구가 구비되어 있어 내부에 일정량의 요소수가 저장되는 탱크하우징과, 상기 센서설치공에 부합되게 끼움설치되는 모듈헤드가 구비되고 모듈헤드의 하부에는 동절기에 동결된 요소수를 해빙시키기 위한 히팅파이프와 요소수를 흡입하여 요소수분무장치로 공급하기 위한 흡입파이프와 플로트에 의해 요소수의 수위를 측정하는 레벨센서와 요소수의 농도 및 온도를 측정하는 퀄리티센서가 하방으로 돌출되게 장착된 센서모듈과, 상기 탱크하우징의 상부 좌우양측에 각각 설치되면서 탱크하우징 내부의 가스를 외부로 배출시키는 좌우측 에어벤트부로 구성되며, 상기 좌우측 에어벤트부는 탱크하우징의 내측면 천정부에 전후수평방향으로 고정부착되는 수평파이프가 구비되고 수평파이프의 일측끝단에는 수직하방으로 가스유입파이프가 일체로 절곡형성되며 수평파이프의 타측끝단에는 수직상방으로 가스배출파이프가 일체로 절곡형성되고 상기 가스배출파이프는 탱크하우징의 상면부를 관통하여 상부외측으로 돌출설치되어 있되, 좌측 에어벤트부와 우측 에어벤트부는 좌우 나란히 설치된 상태로 좌측 에어벤트부의 가스유입파이프 및 가스배출파이프와 우측 에어벤트부의 가스유입파이프 및 가스배출파이프가 서로 반대편에 위치되게 설치된 것에 본 발명의 특징이 있다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 탱크하우징의 내측면 천정부에 전후수평방향으로 고정부착되는 수평파이프와 상기 수평파이프의 일측끝단에 수직하방으로 절곡형성된 가스유입파이프와 상기 수평파이프의 타측끝단에 수직상방으로 절곡형성되어 탱크하우징의 상면부를 관통하여 상부외측으로 돌출설치되는 가스배출파이프로 이루어진 좌우측 에어벤트부가 탱크하우징의 상부에 좌우 나란히 설치되어 있되, 좌측 에어벤트부의 가스유입파이프 및 가스배출파이프와 우측 에어벤트부의 가스유입파이프 및 가스배출파이프가 서로 반대편에 위치되게 설치되어 있어 차량이 경사면을 운행하거나 정차시 요소수탱크가 기울어지는 경우에도 좌우측 에어벤트부를 통해 외부로 요소수가 유출되지 않고 내부의 가스가 원활하게 외부로 배출될 수 있으며, 상기 탱크하우징의 상면부에 요소수투입구가 형성된 부분은 하방으로 오목하게 들어간 요홈부로 형성되어 있어 요소수가 요홈부의 하단부 이상으로는 탱크하우징 내부에 채워지지 않아 동절기 요소수의 동결팽창으로 탱크하우징이 파열되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 디젤차량용 요소수탱크의 분해상태를 도시한 사시개략도
도 2는 본 발명에 따른 디젤차량용 요소수탱크의 조립상태를 도시한 투시개략도
도 3은 본 발명에 따른 디젤차량용 요소수탱크의 단면개략도
도 4는 본 발명에 따른 디젤차량용 요소수탱크가 일정각도로 기울어진 상태의 단면개략도
도 5는 본 발명에 따른 디젤차량용 요소수탱크의 다른 실시예를 도시한 단면개략도
도 6은 본 발명에 따른 디젤차량용 요소수탱크의 다른 실시예에서 탱크하우징 내부에 일정량의 요소수가 채워진 상태의 단면개략도
도 7은 종래 요소수탱크의 분해 사시개략도

이하 본 발명에 따른 바람직한 구성을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 디젤차량용 요소수탱크(1)는 도 1 내지 6에 도시된 바와 같이 선별적탈질촉매(SCR, selective catalytic reduction)가 적용된 디젤차량의 배기장치에 구비되어 있는 요소수분무장치에 요소수를 공급 및 저장하기 위한 것으로, 상면부 가운데부분에 센서설치공(3)이 천공되어 있고 상면부 일측에는 마개(4)에 의해 개폐되는 요소수투입구(5)가 구비되어 있어 내부에 일정량의 요소수가 저장되는 탱크하우징(2)과, 상기 센서설치공(3)에 부합되게 끼움설치되는 모듈헤드(8)가 구비되고 모듈헤드(8)의 하부에는 동절기에 동결된 요소수를 해빙시키기 위한 히팅파이프(9)와 요소수를 흡입하여 통상의 요소수분무장치(도시하지 않음)로 공급하기 위한 흡입파이프(10)와 플로트(11)에 의해 요소수의 수위를 측정하는 레벨센서(12)와 요소수의 농도 및 온도를 측정하는 퀄리티센서(13)가 하방으로 돌출되게 장착된 센서모듈(7)과, 상기 탱크하우징(2)의 상부 좌우양측에 각각 설치되면서 탱크하우징(2) 내부의 가스를 외부로 배출시키는 좌우측 에어벤트부(17a)(17b)로 구성된다.

상기 탱크하우징(2)은 도 1 내지 6에 도시된 바와 같이 통상의 디젤차량에 고정설치되면서 내부에 일정량의 요소수가 저장되는 부분으로, 내부가 빈 금속 또는 합성수지재질의 케이스형상으로 상면부 가운데부분에는 센서설치공(3)이 천공되어 있어 상기 센서설치공(3)에 센서모듈(7)의 모듈헤드(8)가 부합되게 끼움설치되도록 되어 있으며 상면부 일측에는 마개(4)에 의해 개폐되는 요소수투입구(5)가 구비되어 있어 상기 마개(4)를 개방한 상태에서 요소수투입구(5)를 통해 탱크하우징(2)의 내부에 요소수를 주입하도록 되어 있되, 상기 탱크하우징(2)의 상면부는 요소수투입구(5)가 형성된 부분이 하방으로 오목하게 들어간 요홈부(6)로 형성되어 있어 도 3에 도시된 바와 같이 상기 요홈부(6)의 하단부가 탱크하우징(2)의 상면부와 일정간격 이격되면서 그 사이에 일정한 여유공간을 형성하여 요소수가 요홈부(6)의 하단부 이상으로는 탱크하우징(2) 내부에 채워지지 않아 동절기에 영하 11℃ 이하의 저온에서 요소수의 동결팽창으로 요소수탱크(1)가 파열되는 것을 방지하도록 되어 있다.

상기 센서모듈(7)은 도 1 내지 6에 도시된 바와 같이 탱크하우징(2)에 고정설치되고 탱크하우징(2)에 저장된 요소수의 수위, 농도, 온도를 측정하면서 요소수를 요소수분무장치(도시하지 않음)로 공급하는 부분으로, 상기 탱크하우징(2)의 센서설치공(3)에 부합되게 끼움설치되는 판형상의 모듈헤드(8)가 구비되어 있어 센서설치공(3)에 끼움설치된 상태에서 통상의 볼트 등으로 고정설치되도록 되어 있고, 상기 모듈헤드(8)의 하부에는 동절기에 동결된 요소수를 해빙시키기 위한 히팅파이프(9)와, 요소수를 흡입하여 요소수분무장치로 공급하기 위한 흡입파이프(10)와, 플로트(11)에 의해 요소수의 수위를 측정하는 레벨센서(12)와, 요소수의 농도 및 온도를 측정하는 퀄리티센서(13)가 하방으로 돌출된 상태로 장착되어 있어 상기 탱크하우징(2)의 내부에 저장된 요소수의 온도를 퀄리티센서(13)로 측정하면서 동절기에 영하 11℃ 이하의 저온에서 요소수가 동결되는 경우 내부에 디젤차량의 엔진냉각수가 통과되어 발열되는 히팅파이프(9)가 일정온도로 가온되면서 동결된 요소수를 해빙시키고 흡입파이프(10)에서는 해빙된 요소수를 흡입하여 요소수분무장치로 공급하며 요소수의 수면위에 부유되는 플로트(11)가 막대형상으로 된 레벨센서(12)를 따라 상하 이동되면서 탱크하우징(2)에 저장된 요소수의 수위를 측정하도록 되어 있다.

또한, 상기 히팅파이프(9)는 모듈헤드(8)에 수직하방으로 고정연결된 수직부(14)와 상기 수직부(14)의 하단부에 수평으로 절곡형성된 수평부(15)로 이루어져 있어 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 상기 히팅파이프(9)의 수평부(15)가 탱크하우징(2)의 하부 바닥면과 근접된 상부에 평행하게 위치되면서 동절기에 동결된 요소수를 해빙시키도록 되어 있으며, 상기 히팅파이프(9)는 내부에 엔진냉각수가 통과되어 발열되거나 또는 통상의 전열선(도시하지 않음)이 내장설치되어 발열되도록 되어 있다.

한편, 상기 모듈헤드(8)는 상면부에 제어회로부(16)가 설치되어 있어 센서모듈(7)의 각종 센서와 제어회로부(16)가 회로연결된 상태로 측정된 요소수의 수위, 온도, 농도 등의 데이터를 차량으로 전송하도록 되어 있다.

상기 좌우측 에어벤트부(17a)(17b)는 도 1 내지 6에 도시된 바와 같이 탱크하우징(2)의 상부 좌우양측에 각각 설치되면서 탱크하우징(2) 내부의 가스를 외부로 배출시키는 부분으로, 탱크하우징(2)의 내측면 천정부에 전후수평방향으로 고정부착되는 수평파이프(18)가 구비되고 수평파이프(18)의 일측끝단에는 수직하방으로 가스유입파이프(19)가 일체로 절곡형성되며 수평파이프(18)의 타측끝단에는 수직상방으로 가스배출파이프(20)가 일체로 절곡형성되어 있고 상기 가스배출파이프(20)는 탱크하우징(2)의 상면부를 관통하여 상부 외측으로 돌출되게 설치되어 있되, 좌측 에어벤트부(17a)와 우측 에어벤트부(17b)는 좌우 나란하게 설치된 상태로 좌측 에어벤트부(17a)의 가스유입파이프(19)와 우측 에어벤트부(17b)의 가스유입파이프(19)는 서로 대향(對向)된 반대편에 위치되게 설치되고 좌측 에어벤트부(17a)의 가스배출파이프(20)와 우측 에어벤트부(17b)의 가스배출파이프(20)도 서로 대향된 반대편에 설치되도록 되어 있다.

또한, 상기 좌우측 에어벤트부(17a)(17b)의 수평파이프(18)는 탱크하우징(2)의 내측면 천정부의 좌우길이에 부합되는 길이로 형성되어 탱크하우징(2)의 천정부에 좌우방향으로 가로질러 길게 설치되도록 되어 있다.

이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이 디젤차량이 일정각도로 경사진 경사로를 따라 운행하거나 경사로에 정차한 경우 요소수탱크(1)가 일정각도로 기울어진 상태로 유지되며 우측 에어벤트부(17b)의 가스유입파이프(19)가 탱크하우징(2)에 채워진 요소수에 잠긴 상태로 유지되나 우측 에어벤트부(17b)의 수평파이프(18)가 좌우로 길게 형성되어 있어 가스배출파이프(20)가 구비된 쪽은 수면위로 위치되면서 요소수가 가스배출파이프(20)를 통해 외부로 배출되지 않고, 반대쪽에 대향되게 위치된 좌측 에어벤트부(17a)의 가스유입파이프(19)는 요소수에 잠기지 않은 상태로 유지되어 경사로를 운행 및 정차시에도 계속적으로 탱크하우징(2) 내부의 가스가 좌측 에어벤트부(17a)의 가스유입파이프(19)와 수평파이프(18)와 가스배출파이프(20)를 통해 외부로 배출되면서 탱크하우징(2) 내부의 압력이 대기압과 일치되어 내부에 저장된 요소수의 유동 및 공급이 원활하게 이루어지도록 되어 있다.

또한, 본 발명에 따른 다른 실시예로서 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 상기 탱크하우징(2)은 요소수투입구(5)의 하부에 수직하방으로 하부돌출부(21)가 일체로 연장형성되어 있고 상기 하부돌출부(21)에는 힌지축(22)에 의해 힌지결합된 부유(浮遊)가능한 합성수지 또는 플라스틱재질의 하부개폐판(23)이 설치되어 있어 요소수투입구(5)의 개방된 하부를 개폐하도록 되어 있되, 도 5에 도시된 바와 같이 탱크하우징(2) 내 요소수의 수위가 저수위인 경우에는 하부개폐판(23)이 자중에 의해 힌지축(22)을 중심으로 하방으로 회전된 상태로 유지되어 요소수투입구(5)의 하부를 개방하고, 상기 요소수투입구(5)를 통해 탱크하우징(2)의 내측에 요소수가 주입되는 과정에서 요소수의 수위가 올라가면 상기 하부개폐판(23)이 요소수의 수면위에서 부유되면서 점차적으로 힌지축(22)을 중심으로 상방으로 회전되어 도 6에 도시된 바와 같이 일정수위에 도달하면 요소수투입구(5)의 하부를 자연적으로 막아 탱크하우징(2) 내부로 더이상 요소수가 주입되지 않도록 되어 있다.

이하 본 발명의 작용은 다음과 같다.

본 발명의 요소수탱크(1)를 선별적탈질촉매(SCR, selective catalytic reduction)가 적용된 디젤차량의 배기장치에 구비되어 있는 요소수분무장치에 연결설치하여 요소수를 공급 및 저장하는 경우, 상기 요소수탱크(1)의 탱크하우징(2) 상면부에 형성되어 있는 요홈부(6)에 설치된 요소수투입구(5)를 통해 일정량의 요소수를 탱크하우징(2)에 주입하되, 상기 요소수투입구(5)의 하부돌출부(21)에 설치된 하부개폐판(23)에 의해 도 5에 도시된 바와 같이 탱크하우징(2) 내 요소수의 수위가 저수위인 경우에는 하부개폐판(23)이 자중에 의해 힌지축(22)을 중심으로 하방으로 회전된 상태로 유지되어 요소수투입구(5)의 하부를 개방하고, 상기 요소수투입구(5)를 통해 탱크하우징(2)의 내측에 요소수가 주입되는 과정에서 요소수의 수위가 올라가면 상기 하부개폐판(23)이 요소수의 수면위에서 부유되면서 점차적으로 힌지축(22)을 중심으로 상방으로 회전되어 도 6에 도시된 바와 같이 일정수위에 도달하면 요소수투입구(5)의 하부를 자연적으로 막아 탱크하우징(2) 내부로 더이상 요소수가 주입되지 않도록 하며, 도 3 및 6에 도시된 바와 같이 상기 요홈부(6)의 하단부가 탱크하우징(2)의 상면부와 일정간격 이격되면서 그 사이에 일정한 여유공간을 형성하여 요소수가 요홈부(6)의 하단부 이상으로는 탱크하우징(2) 내부에 채워지지 않아 동절기에 영하 11℃ 이하의 저온에서 요소수의 동결팽창으로 요소수탱크(1)가 파열되는 것을 방지하게 된다.

상기와 같이 탱크하우징(2)에 일정량의 요소수가 저장된 상태에서 센서모듈(7)에 구비된 흡입파이프(10)를 통해 요소수가 요소수분무장치로 보내지며 상기 탱크하우징(2)의 상부에 구비된 좌우측 에어벤트부(17a)(17b)를 통해 내부의 가스가 외부로 배기되면서 탱크하우징(2) 내부의 압력이 대기압과 일치되어 내부에 저장된 요소수의 유동 및 공급이 원활하게 이루어지도록 하되, 도 4에 도시된 바와 같이 디젤차량이 일정각도로 경사진 경사로를 따라 운행하거나 경사로에 정차한 경우 요소수탱크(1)가 일정각도로 기울어진 상태로 유지되며 우측 에어벤트부(17b)의 가스유입파이프(19)가 탱크하우징(2)에 채워진 요소수에 잠긴 상태로 유지되나 우측 에어벤트부(17b)의 수평파이프(18)가 좌우로 길게 형성되어 있어 가스배출파이프(20)가 구비된 쪽은 수면위로 위치되면서 요소수가 가스배출파이프(20)를 통해 외부로 배출되지 않고, 반대쪽에 대향되게 위치된 좌측 에어벤트부(17a)의 가스유입파이프(19)는 요소수에 잠기지 않은 상태로 유지되어 경사로를 운행 및 정차시에도 계속적으로 탱크하우징(2) 내부의 가스가 좌측 에어벤트부(17a)의 가스유입파이프(19)와 수평파이프(18)와 가스배출파이프(20)를 통해 외부로 원활하게 배기된다.

1, 1'. 요소수탱크 2, 2'. 탱크하우징
3, 3'. 센서설치공 4, 4'. 마개
5, 5'. 요소수투입구 6. 요홈부
7, 7'. 센서모듈 8, 8'. 모듈헤드
9, 9'. 히팅파이프 10, 10'. 흡입파이프
11, 11'. 플로트 12, 12'. 레벨센서
13, 13'. 퀄리티센서 14. 수직부
15. 수평부 16. 제어회로부
17a, 17b. 에어벤트부 18. 수평파이프
19. 가스유입파이프 20. 가스배출파이프
21. 하부돌출부 22. 힌지축
23. 하부개폐판 24'. 에어벤트

Claims

상면부 가운데부분에 센서설치공(3)이 천공되고 상면부 일측에는 마개(4)에 의해 개폐되는 요소수투입구(5)가 구비되어 있어 내부에 일정량의 요소수가 저장되는 탱크하우징(2)과, 상기 센서설치공(3)에 끼움설치되고 탱크하우징(2)에 저장된 요소수의 수위, 농도, 온도를 측정하면서 요소수를 요소수분무장치로 공급하는 센서모듈(7)과, 상기 탱크하우징(2)의 상부 좌우양측에 각각 설치되면서 탱크하우징(2) 내부의 가스를 외부로 배출시키는 좌우측 에어벤트부(17a)(17b)로 구성되며, 상기 좌우측 에어벤트부(17a)(17b)는 탱크하우징(2)의 내측면 천정부에 전후수평방향으로 고정부착되는 수평파이프(18)가 구비되고 수평파이프(18)의 일측끝단에는 수직하방으로 가스유입파이프(19)가 절곡형성되며 수평파이프(18)의 타측끝단에는 수직상방으로 가스배출파이프(20)가 절곡형성되고 가스배출파이프(20)는 탱크하우징(2)의 상면부를 관통하여 상부외측으로 돌출설치되어 있되, 좌측 에어벤트부(17a)와 우측 에어벤트부(17b)는 좌우 나란히 설치된 상태로 좌측 에어벤트부(17a)의 가스유입파이프(19) 및 가스배출파이프(20)와 우측 에어벤트부(17b)의 가스유입파이프(19) 및 가스배출파이프(20)가 서로 반대편에 위치되게 설치된 것을 특징으로 하는 디젤차량용 요소수탱크.
제 1항에 있어서, 상기 탱크하우징(2)은 요소수투입구(5)가 형성된 부분이 하방으로 오목하게 들어간 요홈부(6)로 형성되어 있어 상기 요홈부(6)의 하단부가 탱크하우징(2)의 상면부와 일정간격 이격되면서 그 사이에 일정한 여유공간을 형성하여 요소수가 요홈부(6)의 하단부 이상으로는 탱크하우징(2) 내부에 채워지지 않도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤차량용 요소수탱크.
제 1항에 있어서, 상기 좌우측 에어벤트부(17a)(17b)는 수평파이프(18)의 길이가 탱크하우징(2)의 내측면 천정부의 좌우길이에 부합되는 길이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤차량용 요소수탱크.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 탱크하우징(2)은 요소수투입구(5)의 하부에 수직하방으로 하부돌출부(21)가 일체로 연장형성되어 있고 상기 하부돌출부(21)에는 힌지축(22)에 의해 힌지결합된 부유가능한 합성수지 또는 플라스틱재질의 하부개폐판(23)이 설치되어 있어 요소수투입구(5)의 개방된 하부를 개폐하도록 되어 있되, 상기 탱크하우징(2) 내 요소수의 수위가 저수위인 경우에는 하부개폐판(23)이 자중에 의해 힌지축(22)을 중심으로 하방으로 회전된 상태로 유지되어 요소수투입구(5)의 하부를 개방하고, 상기 요소수투입구(5)를 통해 탱크하우징(2)의 내측에 요소수가 주입되는 과정에서 요소수의 수위가 올라가면 상기 하부개폐판(23)이 요소수의 수면위에서 부유되면서 힌지축(22)을 중심으로 상방으로 회전되어 일정수위에 도달하면 요소수투입구(5)의 하부를 막아 탱크하우징(2) 내부로 더이상 요소수가 주입되지 않도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤차량용 요소수탱크.
제 1항에 있어서, 상기 센서모듈(7)은 탱크하우징(2)의 센서설치공(3)에 부합되게 끼움설치되는 모듈헤드(8)가 구비되고 모듈헤드(8)의 하부에는 동절기에 동결된 요소수를 해빙시키기 위한 히팅파이프(9)와 요소수를 흡입하여 요소수분무장치로 공급하기 위한 흡입파이프(10)와 플로트(11)에 의해 요소수의 수위를 측정하는 레벨센서(12)와 요소수의 농도 및 온도를 측정하는 퀄리티센서(13)가 하방으로 돌출되게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 디젤차량용 요소수탱크.