KR101487332B1 - Urea tank having function of anti-freezing - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외기의 온도가 우레아 수용액의 어는점 이하인 경우에 우레아 수용액의 동결을 저지할 수 있고 우레아 수용액이 동결된 상태에서는 신속히 우레아 수용액을 녹일 수 있는 동경방지가 가능한 우레아 탱크에 관한 것이다.
본 발명에 따른 동경방지가 가능한 우레아 탱크는, 디젤엔진이 장착된 차량에 설치되고, SCR 촉매로 공급되는 우레아 수용액을 저장하는 우레아 탱크에 있어서, 상기 우레아 탱크(1)의 외형을 형성하는 탱크 하우징(10)은, 합성수지를 재질로 하는 내측부재(10a)와 외측부재(10b) 사이에 합성수지를 재질로 하는 단열재(10c)가 포함하고, 상기 우레아 탱크(1)의 내부에는 동결된 우레아 수용액을 용융시키는 전기히터(31)가 설치된다.The present invention relates to a urea tank capable of preventing the urea aqueous solution from freezing when the temperature of the outside air is below the freezing point of the aqueous urea solution, and capable of dissolving the aqueous urea solution rapidly in a frozen state of the aqueous urea solution.
A urea tank capable of preventing overheating according to the present invention is a urea tank which is provided in a vehicle equipped with a diesel engine and stores an aqueous urea solution supplied as an SCR catalyst. The urea tank has a tank housing (10) comprises an inner member (10a) made of a synthetic resin material and a heat insulating material (10c) made of a synthetic resin material between the outer member (10b). A urea aqueous solution frozen in the urea tank An electric heater 31 for melting is installed.

Description

동결방지 기능이 있는 우레아 탱크{Urea tank having function of anti-freezing}[0001] UREA TANK WITH FREEZE PROTECTION [0002]

본 발명은 디젤 차량에 장착되어 우레아 수용액을 저장하는 우레아 탱크에 관한 것으로서, 외기의 온도가 우레아 수용액의 어는점 이하인 경우에 우레아 수용액의 동결을 최대한 저지할 수 있고 우레아 수용액이 동결된 상태에서는 신속히 우레아 수용액을 녹일 수 있는 동경방지가 가능한 우레아 탱크에 관한 것이다.The present invention relates to a urea tank which is mounted in a diesel vehicle and stores an aqueous urea solution. When the temperature of the outside air is below the freezing point of the aqueous urea solution, the urea aqueous solution can be frozen to the utmost, The present invention relates to a urea tank capable of preventing the long-term melting thereof.

디젤엔진이 장착된 차량에서는 NOx를 저감하기 위한 방편의 하나로서, SCR(Selective catalytic reduction) 촉매를 적용하고 상기 SCR 촉매의 전단에 우레아 수용액을 분사하도록 함으로써, 디젤엔진의 배기가스에 포함돤 NOx가 저감되도록 한다.In a vehicle equipped with a diesel engine, a selective catalytic reduction (SCR) catalyst is applied as a means for reducing NOx, and an urea aqueous solution is injected to the front end of the SCR catalyst, whereby the NOx contained in the exhaust gas of the diesel engine To be reduced.

상기 우레아 수용액은 차량에 장착되는 우레아 탱크의 내부에 저장되는데, 외기의 기온이 우레아 수용액의 어는점보다 낮은 경우에는 상기 SCR 촉매의 전단으로 우레아 수용액을 분사하지 못하는 현상이 발생하고. 이러한 경우에는 엔진의 출력이 제한되거나, 엔진에서 배출되는 NOx를 저감시키지 못하는 문제점이 발생한다.When the temperature of the outside air is lower than the freezing point of the urea aqueous solution, the urea aqueous solution can not be injected into the front end of the SCR catalyst, and the urea aqueous solution is stored in the urea tank. In this case, there is a problem that the output of the engine is limited or the NOx discharged from the engine can not be reduced.

상기와 같이, 우레아 탱크의 내부에 저장된 우레아 수용액의 동결을 방지하기 위해, 상기 우레아 탱크의 재질을 플라스틱으로 하고, 상기 우레아 탱크의 내부로 엔진으로부터 배출된 냉각수가 순환되도록 하여, 상기 우레아 탱크에 저장된 우레아 수용액의 동결을 방지하고 있다.As described above, in order to prevent freezing of the urea aqueous solution stored in the urea tank, the urea tank is made of a plastic material, the cooling water discharged from the engine is circulated into the urea tank, The urea aqueous solution is prevented from freezing.

상기 우레아 탱크를 플라스틱을 재질로 함으로써, 상기 플라스틱의 낮은 열전도율로 인하여 우레아 수용액의 어는점 이하의 저온에서 우레아 수용액의 동결을 방지하고, 가열된 냉각수가 순환됨으로써 동결된 상태에서 우레아 수용액이 용융되도록 하였다.By making the urea tank plastic, the urea aqueous solution is prevented from freezing at a low temperature below the freezing point of the urea aqueous solution due to the low thermal conductivity of the plastic, and the urea aqueous solution is melted in the frozen state by circulating the heated cooling water.

그러나, 우레아 탱크의 재질을 단순히 플라스틱으로 하더라도, 장시간 우레아 탱크가 저온에 노출되면, 우레아 수용액이 동결되는 문제점이 있고, 동결된 우레아 수용액을 용융시키기 위해서는 충분히 엔진이 가열되어 승온된 냉각수가 우레아 탱크로 순환되어야 하므로, 엔진 시동 초기에서는 냉각수에 의해 동결된 우레아 수용액을 용융시킬 수가 없었다.However, even if the material of the urea tank is made of plastic, if the urea tank is exposed to a low temperature for a long time, the urea aqueous solution is frozen. In order to melt the frozen urea aqueous solution, the engine is heated sufficiently, The urea aqueous solution frozen by the cooling water can not be melted at the initial stage of engine startup.

상기와 같이, 우레아 탱크가 저온에 장시간 노출된 상태에서 엔진이 시동되는 경우, 동결된 우레아 수용액이 SCR 촉매로 공급되지 못하게 되므로, 엔진의 출력이 제한되거나 NOx와 같은 배출물질을 저감시키기 못하는 문제점이 있었다.As described above, when the engine is started in a state in which the urea tank is exposed to a low temperature for a long time, the frozen urea aqueous solution can not be supplied to the SCR catalyst, so that the output of the engine is limited or the emission material such as NOx can not be reduced there was.

또한, 동결에 의해 SCR 촉매로 우레아 수용액이 공급되지 못하여, NOx의 배출이 증가하게 되므로, EURO Ⅴ, EURO Ⅵ와 같은 배기가스 배출규제 조건을 충족하지 못하여 차량의 상품성이 떨어지는 문제점도 있다.
Also, since the urea aqueous solution can not be supplied to the SCR catalyst by the freezing, the NOx emission increases, and the exhaust gas emission regulation conditions such as EURO V and EURO VI can not be satisfied.

한편, 하기의 선행기술문헌은 '휴엘탱크(Fuel Tank) 단열장치에 관한 것으로서, 차량에 장착되는 탱크 중에서 연료탱크의 외부에 단열재를 구비하여, 연료가 동결되는 것을 저지하도록 한 내용이 개시되어 있다.On the other hand, the following prior art document discloses a 'Fuel Tank' insulating device, which is provided with a heat insulating material on the outside of a fuel tank among tanks mounted on a vehicle to prevent the fuel from being frozen .

KRKR 10-1997-003556410-1997-0035564 AA

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 우레아 탱크를 단열시켜 우레아 수용액의 열이 외부로 손실되는 것을 최대한 저지하고, 상기 우레아 탱크의 내부에서 우레아 수용액이 동결되더라도 엔진 시동 초기에 신속하게 우레아 수용액을 용융시킬 수 있는 동결방지 기능이 있는 우레아 탱크를 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an urea tank which is insulated from a urea tank to prevent heat of the urea aqueous solution from being lost to the outside, A urea tank having a freezing prevention function capable of melting a urea aqueous solution.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동결방지 기능이 있는 우레아 탱크는, 디젤엔진이 장착된 차량에 설치되고, SCR 촉매로 공급되는 우레아 수용액을 저장하는 우레아 탱크에 있어서, 상기 우레아 탱크의 외형을 형성하는 탱크 하우징은, 합성수지를 재질로 하는 내측부재와 외측부재 사이에 합성수지를 재질로 하는 단열재가 포함되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a urea tank having a freeze protection function, the urea tank being installed in a vehicle equipped with a diesel engine and storing a urea aqueous solution supplied as an SCR catalyst, The tank housing forming the outer shape is characterized in that a heat insulating material made of synthetic resin is included between an inner member made of synthetic resin and an outer member.

상기 내측부재와 상기 외측부재는, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE; high-density polyethylene), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE; low-density polyethylene), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE; linear low-density polyethylene)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The inner member and the outer member may be at least one member selected from the group consisting of high density polyethylene (HDPE), low-density polyethylene (LDPE), and linear low-density polyethylene (LLDPE) .

상기 단열재는, 폴리우레탄, 폴리스틸렌, 중공형태의 실리카겔로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 한다.The heat insulating material is at least one selected from the group consisting of polyurethane, polystyrene, and hollow silica gel.

상기 우레아 탱크의 내부에는 동결된 우레아 수용액을 용융시키는 가열수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.And a heating means for melting the frozen urea aqueous solution is provided inside the urea tank.

상기 가열수단은 전원이 인가되면 발열되는 전기히터인 것이 바람직하다.Preferably, the heating means is an electric heater that generates heat when power is applied.

상기 전기히터는, 상기 우레아 탱크의 내부에 상하방향으로 설치되는 수직부와, 상기 수직부의 하단에서 외측 상방으로 연장되게 형성되고 상부로 갈수록 상기 수직부와 간격이 멀어지도록 형성되는 연장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The electric heater includes a vertical part installed vertically in the urea tank and an extension part formed to extend outwardly upward from the lower end of the vertical part and spaced apart from the vertical part toward the upper part .

상기 전기히터의 수직부는 상기 우레아 탱크의 내부에 설치되어 SCR 촉매로 우레아 수용액을 공급하는 센더모듈의 내벽에 설치되는 것을 특징으로 한다.The vertical part of the electric heater is installed inside the urea tank and is installed on the inner wall of the sender module for supplying the urea aqueous solution with the SCR catalyst.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 동결방지 기능이 있는 우레아 탱크에 의하면, 우레아 탱크의 하우징을 합성수지로 적층하고, 그 사이에 단열재가 포함됨으로써, 외기가 우레아 수용액의 어는점보다 낮더라도 우레아 수용액의 열이 외부로 방출되지 못하도록 보온함으로써, 우레아 수용액의 동결을 지연시킬 수 있다.According to the urea tank having the above-described structure, since the housing of the urea tank is laminated with the synthetic resin and the heat insulating material is contained therebetween, even when the outside air is lower than the freezing point of the urea aqueous solution, By freezing the heat so that the heat is not released to the outside, the freezing of the urea aqueous solution can be delayed.

또한, 상기 우레아 탱크의 내부에 가열수단으로 전기히터가 설치되어 있어서, 엔진의 시동초기에 엔진의 가열여부와 상관없이 우레아 탱크에 수용된 우레아 수용액을 용융시킬 수 있다.In addition, since the electric heater is provided as heating means inside the urea tank, the urea aqueous solution contained in the urea tank can be melted irrespective of whether or not the engine is heated at the start of the engine.

그리고, 상기 전기히터는 하단으로 갈수록 발열량이 집중되는 형태로 형성되어 있어서, 용융초기에 신속하게 우레아 수용액을 용융시키고, 우레아 수용액이 용융되기 시작하면 활발한 대류현상을 유도하여 우레아 수용액 전체가 용융되도록 한다.The electric heater is formed in such a manner that the calorific value is concentrated toward the lower end so that the urea aqueous solution is rapidly melted at the beginning of melting and when the urea aqueous solution starts to be melted, an active convection phenomenon is induced to melt the entire urea aqueous solution .

아울러, 우레아 수용액이 동결된 상태에서 엔진을 시동하는 경우, 엔진의 워밍업과 상관없이, 엔진시동 초기에도 SCR 촉매로 우레아 수용액을 원할하게 공급할 수 있으므로, 우레아 수용액이 SCR 촉매로 공급되지 않아 엔진의 출력이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.In addition, when the engine is started with the urea aqueous solution frozen, the urea aqueous solution can be supplied smoothly by the SCR catalyst even at the initial stage of the engine, irrespective of the warming up of the engine. Can be prevented.

그리고, 외기온도에 상관없이 SCR 촉매로 우레아 수용액을 공급할 수 있어 NOx의 배출이 증가하는 것을 방지할 수 있으므로, EURO Ⅴ, EURO Ⅵ와 같은 배기가스 규제에 대응할 수 있다.Regardless of the outside temperature, the urea aqueous solution can be supplied by the SCR catalyst, thereby preventing the increase of the NOx emission. Thus, it is possible to cope with the exhaust gas regulations such as EURO V and EURO VI.

도 1은 본 발명에 따른 동결방지 기능이 있는 우레아 탱크를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 동결방지 기능이 있는 우레아 탱크를 도시한 절개 사시도.
도 3은 도 2에서 'A'부분을 확대하여 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 동결방지 기능이 있는 우레아 탱크에서 센더모듈을 도시한 사시도.
도 5는 도 4에서 'B'부분을 도시한 단면도.1 is a perspective view showing a urea tank having a freezing prevention function according to the present invention.
2 is an exploded perspective view of a urea tank having a freeze protection function according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the portion 'A' in FIG. 2. FIG.
4 is a perspective view showing a sender module in a urea tank having a freeze prevention function according to the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a portion 'B' in FIG. 4;

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 동결방지 기능이 있는 우레아 탱크에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, a urea tank having a freeze prevention function according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 동결방지 기능이 있는 우레아 탱크는, 우레아 탱크(1)의 외형을 형성하는 탱크 하우징(10)은, 합성수지를 재질로 하는 내측부재(10a)와 외측부재(10b) 사이에 합성수지를 재질로 하는 단열재(10c)가 포함되고, 상기 우레아 탱크(1)에서 SCR 촉매로 우레아 수용액을 공급하는 센더모듈(20)에 전기히터(31)가 설치된다.
In the urea tank having the freeze protection function according to the present invention, the tank housing 10 forming the outer shape of the urea tank 1 is made of a synthetic resin material between the inner member 10a made of synthetic resin and the outer member 10b And an electric heater 31 is installed in the sender module 20 for supplying the urea aqueous solution from the urea tank 1 with the SCR catalyst.

탱크 하우징(10)은 우레아 탱크의 내부에 수용된 우레아 수용액의 동결을 최대한 저지할 수 있도록 하기 위해서 합성수지를 재질로 하고, 단열재를 포함하도록 한다.The tank housing 10 is made of a synthetic resin material and includes a heat insulating material so that the urea aqueous solution contained in the urea tank can be frozen to the utmost.

상기 탱크 하우징(10)은 합성수지를 복층으로 배열하고, 그 사이에 단열재(10c)를 포함하도록 한다.The tank housing 10 arranges the synthetic resin in a plurality of layers and includes a heat insulating material 10c therebetween.

상기 탱크 하우징(10)의 단면구조는, 도 3에 도시된 바와 같이, 합성수지를 재질로 하는 내측부재(10a)와 외측부재(10b)를 간격을 두고 복층으로 배치하고, 상기 내측부재(10a)와 상기 외측부재(10b)의 사이에 단열재(10c)가 포함하도록 하여, 내측부재(10a)-단열재(10c)-외측부재(10b)로 이루어지는 복층구조를 갖도록 한다. 3, the inner and outer members 10a and 10b are arranged in a multi-layered manner with a space therebetween, and the inner member 10a and the outer member 10b are arranged in a multi- Layered structure composed of the inner member 10a, the heat insulating material 10c and the outer member 10b so that the heat insulating material 10c is included between the outer member 10b and the outer member 10b.

상기 내측부재(10a)와 상기 외측부재(10b)는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE; high-density polyethylene), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE; low-density polyethylene), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE; linear low-density polyethylene) 등과 같은 합성수지 중 어느 하나 또는 그 이상을 조합하여 재질로 사용할 수 있다.The inner member 10a and the outer member 10b may be formed of a material such as high-density polyethylene (HDPE), low-density polyethylene (LDPE), or linear low-density polyethylene (LLDPE) Synthetic resin, or a combination thereof.

상기 단열재(10c)는 폴리우레탄, 폴리스틸렌, 중공형태의 실리카겔 등과 같은합성수지 중 어느 하나 또는 그 이상을 조합하여 적용할 수 있다.The heat insulating material 10c may be a combination of any one or more of synthetic resins such as polyurethane, polystyrene, hollow silica gel, and the like.

상기와 같이, 상기 탱크 하우징(10)은 합성수지를 재질로 하여 내측부재(10a)와 외측부재(10b)를 형성하고, 상기 내측부재(10a)외 상기 외측부재(10b)의 사이에 단열재(10c)가 포함되는 적층구조로 함으로써, 외기의 기온이 우레아 탱크(1)의 내부에 저장된 우레아 수용액의 어는점보다 낮더라도, 우레아 수용액에 저장된 열에너지가 외부로 방출되지 않도록 보온함으로써, 우레아 수용액의 동결을 지연시킬수 있다.As described above, the tank housing 10 is made of synthetic resin, and the inner member 10a and the outer member 10b are formed, and the heat insulating material 10c (not shown) is inserted between the inner member 10a and the outer member 10b. ) So that even if the ambient temperature of the outside air is lower than the freezing point of the urea aqueous solution stored in the urea tank 1, the freezing of the aqueous urea solution is delayed by keeping the heat energy stored in the aqueous urea solution out of the urea aqueous solution You can.

상기 탱크 하우징(10)의 일측에는 후술되는 센더모듈(20)을 설치하는 센더모듈 설치구(11), 내부로 우레아 수용액을 주입할 수 있는 우레아 주입구(13), 상기 우레아 탱크(1)를 차량에 장착할 때 사용되는 우레아 탱크 고정부(14), 우레아 탱크(1)의 내부에 저장된 우레아 수용액의 수위를 측정하는 레벨게이지가 설치되는 우레아 레벨 게이지 설치구(15)가 형성되고, 액체 상태의 우레아 수용액이 SCR 촉매로 공급되도록 우레아 수용액을 배출시키는 센더모듈(20)이 상기 우레아 탱크(1)의 내부에 설치된다. One end of the tank housing 10 is provided with a sender module mounting hole 11 for installing a sender module 20 to be described later, a urea inlet 13 for injecting an aqueous urea solution into the interior of the tank housing 10, And a level gauge for measuring the level of the urea aqueous solution stored in the urea tank 1 is provided on the upper surface of the urea tank 1, A sender module (20) for discharging the urea aqueous solution so that the urea aqueous solution is supplied to the SCR catalyst is installed inside the urea tank (1).

한편, 상기와 같이, 우레아 탱크(1)의 재질을 합성수지로 함으로써, 우레아 탱크(1)의 열전도율을 낮춰 우레아 수용액의 동결을 제지할 수 있지만, 상기 우레아 탱크(1)와 장시간 저온에 노출되는 경우, 우레아 수용액이 동결되는 현상은 불가피하다. On the other hand, when the urea tank 1 is made of a synthetic resin, the thermal conductivity of the urea tank 1 is lowered to freeze the urea aqueous solution. However, when the urea tank 1 is exposed to the low temperature for a long time , The urea aqueous solution is inevitably frozen.

따라서, 우레아 탱크(1)에 저장된 우레아 수용액이 동결되는 경우에, 우레아 수용액을 최대한 신속하게 용융시켜야 할 필요가 있다. 종래기술에서는 동결된 우레아 수용액을 용융시키기 위해서는 엔진이 워밍업된 후 충분히 승온된 냉각수를 우레아 탱크(1)의 내부로 순환시켜 우레아 수용액이 용융되도록 하였으나, 이는 엔진이 워밍업되기 전까지는 우레아 수용액을 용융시키지 못하는 문제점이 있었다.Therefore, when the urea aqueous solution stored in the urea tank 1 is frozen, it is necessary to melt the aqueous urea solution as quickly as possible. In the prior art, in order to melt the frozen urea aqueous solution, the urea aqueous solution is melted by circulating the sufficiently warmed cooling water to the inside of the urea tank 1 after the engine is warmed up. However, until the engine warms up, the urea aqueous solution is melted There was a problem.

이를 해결하고자, 본 발명에서는 엔진의 워밍업과는 상관없이, 동결된 우레아 수용액이 용융될 수 있도록 상기 우레아 탱크(1)의 내부에 가열수단이 설치되도록 한다.In order to solve this problem, in the present invention, the heating means is installed in the urea tank 1 so that the frozen urea aqueous solution can be melted regardless of the warming up of the engine.

상기 가열수단은 엔진의 워밍업과 상관없이, 차량이 시동되거나, 차량을 시동하기 위하여 키-온(key-on)하는 상태에서 작동되도록 함으로써, 엔진이 작동하기 시작하면, 용융된 우레아 수용액을 공급할 수 있도록 한다.The heating means can be operated in a state in which the vehicle is started or key-on to start the vehicle, regardless of the warm-up of the engine. When the engine starts to operate, it is possible to supply the molten urea aqueous solution .

상기 가열수단의 구체적인 예로서, 전원이 인가되면 가열되는 전기히터(31)를 일례로 할 수 있다. 전원의 인가와 동시에 가열되는 전기히터(31)는 워밍업과 상관없이 전원이 공급되면 가열되기 시작하므로, 동결된 우레아 수용액을 엔진시동 초기부터 용융시켜 SCR 촉매장치로 공급되도록 할 수 있다.As a specific example of the heating means, an electric heater 31 which is heated when power is applied can be exemplified. The electric heater 31 heated at the same time as the application of the power source starts to be heated when power is supplied irrespective of warming-up, so that the frozen urea aqueous solution can be melted and supplied to the SCR catalytic apparatus from the beginning of the engine startup.

이러한 전기히터(31)는 상기 우레아 탱크(1)의 내부에 설치될 때, 바람직하게는 상기 우레아 탱크(1)에 저장된 우레아 수용액을 SCR 촉매로 공급하는 센더모듈(20)에 설치되도록 한다.The electric heater 31 is installed in the urea tank 1, preferably in the sender module 20 which supplies the urea aqueous solution stored in the urea tank 1 to the SCR catalyst.

상기 전기히터(31)를 센더모듈(20)에 설치되도록 함으로써, 센더모듈(20)의 내부 또는 센더모듈(20)에 인접한 부분부터 신속하게 용융되어 SCR 촉매로 공급되도록 하면서, 용융된 우레아 수용액이 우레아 탱크(1)의 내부에서 대류작용에 의해 순환하면서, 동결된 상태로 저장된 우레아 수용액이 모두 용융되도록 한다.The electric heater 31 is installed in the sender module 20 so that the melted urea aqueous solution is supplied to the inside of the sender module 20 or the portion adjacent to the sender module 20, Circulates in the urea tank 1 by the convection action, and melts the urea aqueous solution stored in the frozen state.

여기서, 상기 전기히터(31)가 설치되는 센더모듈(20)을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the sender module 20 in which the electric heater 31 is installed will be described.

상기 센더모듈(20)의 상단을 형성하는 센더모듈 헤드(21)에는 상기 센더모듈(20)이 상기 우레아 탱크(1)에 형성된 센더모듈 설치구(11)에 결합되는 센더모듈 체결부(21a)가 형성되고, 상기 센더모듈 체결부(21a)가 상기 우레아 탱크(1)에 형성된 센더모듈 설치구(11)에 기밀된 상태로 기구적으로 체결됨으로써, 상기 센더모듈(20)이 상기 우레아 탱크(1)에 설치된다.The sender module head 21 forming the upper end of the sender module 20 is provided with a sender module fastening part 21a to which the sender module 20 is coupled to the sender module mounting hole 11 formed in the urea tank 1, And the sender module fastening portion 21a is mechanically fastened to the sender module mounting hole 11 formed in the urea tank 1 so that the sender module 20 is inserted into the urea tank 1 1).

한편, 상기 센더모듈(20)의 하단은 상기 우레아 탱크(1)의 내측 저면에 형성된 센더모듈 고정구(12)에 의해 위치가 고정된다.The lower end of the sender module 20 is fixed by a sender module fixture 12 formed on an inner bottom surface of the urea tank 1. [

상기 센더모듈 헤드(21)에는 우레아 수용액을 SCR 촉매로 공급하는 우레아 수용액 공급구(22)와, 상기 SCR 촉매로부터 리턴되는 우레아 수용액이 우레아 탱크(1)의 내부로 리턴시키는 우레아 수용액 리턴구(23)가 형성된다.The sender module head 21 is provided with a urea aqueous solution supply port 22 for supplying an aqueous urea solution to the SCR catalyst and a urea aqueous solution return port 23 for returning the urea aqueous solution returned from the SCR catalyst to the inside of the urea tank 1. [ Is formed.

상기 센더모듈(20)에서 상기 센더모듈(20)의 하부로부터 상기 우레아 탱크의 내부 저면까지 길이방향으로 내부가 중공인 구조로 형성되고, 벽면을 통하여 우레아 수용액이 통과할 수 있는 형태로 형성된다.In the sender module 20, a hollow structure is formed in the longitudinal direction from the lower portion of the sender module 20 to the inner bottom surface of the urea tank, and the urea aqueous solution can pass through the wall surface.

상기 센더모듈(20)에는 상기 우레아 수용액 공급구(22)와 연결되어, 상기 우레아 탱크(1)의 내부에 저장된 우레아 수용액을 우레아 수용액 공급구(22)로 공급하는 흡입파이프(25)가 설치되고, 상기 우레아 수용액 리턴구(23)와 연결되어, 상기 SCR 촉매로부터 리턴되는 우레아 수용액을 우레아 탱크(1)의 내부로 리턴시키는 우레아 수용액 공급구(22)가 설치된다.The sender module 20 is provided with a suction pipe 25 connected to the urea aqueous solution supply port 22 and supplying the urea aqueous solution stored in the urea tank 1 to the urea aqueous solution supply port 22 And a urea aqueous solution supply port 22 connected to the urea aqueous solution return opening 23 for returning the urea aqueous solution returned from the SCR catalyst to the inside of the urea tank 1 is provided.

또한, 상기 센더모듈(20)의 중앙에는 상기 센더모듈(20)의 길이방향을 따라 가이드(24)가 형성되고, 상기 가이드(24)를 따라 우레아 수용액의 수위에 따라 승강하는 플로트(27)가 설치되어, 우레아 수용액의 수위를 측정할 수도 있다.A guide 24 is formed at the center of the sender module 20 along the longitudinal direction of the sender module 20 and a float 27 ascending and descending according to the level of the urea aqueous solution along the guide 24 And the level of the aqueous urea solution can be measured.

아울러, 도면으로 도시되지는 않았지만, 상기 우레아 수용액의 온도를 측정하는 온도센서가 상기 센더모듈(20)의 일측, 상기 가이드(24) 또는 상기 우레아 탱크(1)의 일측에 설치되는 것이 바람직하다.Although not shown in the drawing, it is preferable that a temperature sensor for measuring the temperature of the urea aqueous solution is installed on one side of the sender module 20, the guide 24, or one side of the urea tank 1.

한편, 상기 센더모듈 헤드(21)에는 상기 우레아 탱크(1)의 내부의 압력을 조절하고, 차량 전복시 우레아 수용액의 누설을 방지하는 압력조절장치(28)가 구비된다.Meanwhile, the sender module head 21 is provided with a pressure regulating device 28 for regulating the pressure inside the urea tank 1 and preventing leakage of the urea aqueous solution when the vehicle is rollovered.

그리고, 상기 센더모듈(20)의 상단에는 전기히터(31)의 작동을 제한하는 전기히터 제어기가 설치될 수 있도록 전기히터 제어기 설치부(29)가 형성될 수 있다.An electric heater controller mounting portion 29 may be formed at an upper end of the sender module 20 so that an electric heater controller for restricting the operation of the electric heater 31 may be installed.

상기와 같은 구성을 갖는 센더모듈(20)에서 상기 전기히터(31)는 상기 센더모듈(20)의 내측면에 고정된 상태로 설치됨으로써, 상기 전기히터(31)이 전원이 인가되면 동결된 우레아 수용액을 용융시킬 수 있다.In the sender module 20 having the above-described configuration, the electric heater 31 is fixed to the inner surface of the sender module 20, so that when the electric heater 31 is powered on, The aqueous solution can be melted.

또한, 상기 전기히터(31)는 상기 센더모듈(20)의 하단으로부터 외측 상방으로 연장되게 형성된다. The electric heater 31 is formed to extend outwardly from the lower end of the sender module 20.

상기 전기히터(31)의 구체적인 구성의 한 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전기히터(31)는 상기 센더모듈(20)의 내측면에 고정되는 수직부(31a)와 상기 수직부(31a)의 하단으로부터 다시 외측으로 상향되게 연장되는 연장부(31b)를 포함한다.5, the electric heater 31 includes a vertical portion 31a fixed to the inner side surface of the sender module 20, And an extension portion 31b extending upward from the lower end of the upper end portion 31a.

상기 수직부(31a)는 상기 센더모듈(20)의 내측벽에 고정되게 설치되므로, 상기 우레아 탱크(1)의 내부에서 상하방향으로 배치된다.Since the vertical portion 31a is fixed to the inner wall of the sender module 20, the vertical portion 31a is vertically disposed inside the urea tank 1.

상기 연장부(31b)는 상기 수직부(31a)의 하단으로부터 외측으로 상향되게 연장되고, 상기 센더모듈(20)을 둘레를 따라 간격을 두고 설치된다. 상기 센더모듈(20)에 설치된 복수의 연장부(31b)는 각각의 하단으로부터 상부로 갈수록 그 간격이 넓어지도록 형성된다.The extension portion 31b extends upward from the lower end of the vertical portion 31a and is spaced apart from the sender module 20 along the circumference. The plurality of extension portions 31b provided in the sender module 20 are formed so that their intervals become wider from the lower end toward the upper end.

상기 수직부(31a)와 상기 연장부(31b)는 하부에서는 서로 인접하게 배치되고 있으나, 상부로 갈수록 그 간격이 멀어지게 형성되는 바, 하부에서는 상기 전기히터(31)에 전원이 인가되면, 상기 하부에서는 발열량이 집중되어 초기에 동결된 우레아 수용액을 신속하게 용융되도록 한다.The vertical portion 31a and the extending portion 31b are disposed adjacent to each other at a lower portion thereof but spaced apart from each other as the distance between the vertical portion 31a and the extending portion 31b increases. When power is applied to the electric heater 31, In the lower part, the calorific value is concentrated so that the initially frozen urea aqueous solution is melted quickly.

상기 전기히터(31)에 전원이 인가되면, 상기 전기히터(31)를 구성하는 상기 수직부(31a)와 상기 연장부(31b)가 발열되어 동결된 우레아 수용액을 용융시킨다.When power is applied to the electric heater 31, the vertical portion 31a and the extended portion 31b constituting the electric heater 31 generate heat to melt the frozen urea aqueous solution.

전기히터 제어기는 상기 센더모듈(20)에 형성된 전기히터 제어기 설치구(29) 또는 상기 우레아 탱크(1)의 일측에 설치되고, 상기 전기히터(31)에 전원을 인가하여 상기 전기히터(31)의 작동을 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 전기히터 제어기는 상기 전기히터(31)의 발열량을 제어함에 있어서, 동결된 우레아 수용액의 수위가 높을수록, 또는 동결된 우레아 수용액의 온도가 낮을수록 발열량을 커지게 제어한다.
The electric heater controller is installed on the electric heater controller installation port 29 formed on the sender module 20 or on one side of the urea tank 1 and supplies electric power to the electric heater 31, Lt; / RTI > For example, in controlling the calorific value of the electric heater 31, the electric heater controller controls the calorific value to be increased as the level of the frozen urea aqueous solution becomes higher or the temperature of the frozen urea aqueous solution becomes lower.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 동결방지 기능이 있는 우레아 탱크의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the urea tank having the above-described structure according to the present invention having a freeze prevention function will now be described.

본 발명에 따른 동결방지 기능이 있는 우레아 탱크는 탱크 하우징(10)이 합성수지를 재질로 하는 내측부재(10a)와 외벽부재(10b)가 배치되고, 상기 내측부재(10a)와 상기 외벽부재(10b)의 사이에 단열재(10c)가 적층되는 구조로 형성되기 때문에, 상기 우레아 탱크(1)의 열전도율이 낮기 때문에 외기의 기온이 우레아 수용액의 어는점보다 낮더라도, 상기 우레아 수용액이 동결되는 것을 최대한 저지할 수 있다.The urea tank having the freeze protection function according to the present invention is characterized in that the tank housing 10 is provided with an inner member 10a and an outer wall member 10b made of synthetic resin and the inner member 10a and the outer wall member 10b , The thermal conductivity of the urea tank 1 is low. Therefore, even if the temperature of the outside air is lower than the freezing point of the urea aqueous solution, the urea aqueous solution is prevented from being frozen to the utmost .

한편, 상기 우레아 탱크의 탱크 하우징(10)이 내측부재(10a), 단열재(10c) 및 외벽부재(10b)가 적층된 구조를 갖더라도, 상기 우레아 탱크(1)가 우레아 수용액의 어는점보다 낮은 온도의 외기에 장시간 노출되면, 상기 우레아 수용액에 저장된 열이 외부로 방출되어 상기 우레아 수용액이 동결될 수 있다. 이렇게 우레아 수용액이 동결된 경우에는 상기 전기히터(31)를 작동시켜 동결된 우레아 수용액을 용융시킨다. 즉 상기 전기히터(31)에 전원이 인가되면 상기 전기히터(31)가 발열하기 시작하여 상기 전기히터(31)에 인접한 부분부터 용융되기 시작한다. 용융된 우레아 수용액은 상기 센더모듈(20)을 통하여 SCR 촉매로 공급된다.On the other hand, even if the tank housing 10 of the urea tank has a structure in which the inner member 10a, the heat insulating material 10c and the outer wall member 10b are laminated, the urea tank 1 is cooled to a temperature lower than the freezing point of the urea aqueous solution The heat stored in the urea aqueous solution is released to the outside, so that the urea aqueous solution can be frozen. When the urea aqueous solution is frozen, the electric heater 31 is operated to melt the frozen urea aqueous solution. That is, when electric power is applied to the electric heater 31, the electric heater 31 starts to generate heat and starts to melt from a portion adjacent to the electric heater 31. The melted urea aqueous solution is supplied to the SCR catalyst through the sender module 20.

특히, 상기 전기히터(31)는 그 하부에서는 수직부(31a)와 연장부(31b)가 서로 연결되고, 인접하게 배치되어 있어, 발열량이 높으므로, 발열초기에 동결된 우레아 수용액을 신속하게 용융시킬 수 있다.Particularly, in the electric heater 31, the vertical part 31a and the extended part 31b are connected to each other and disposed adjacent to each other, so that the urea aqueous solution frozen in the initial stage of heat generation is rapidly melted .

여기서 상기 전기히터의 발열량은 수용된 우레아 수용액의 수위와 온도에 따라 결정된다. 즉, 전기히터 제어기는 상기 플로트(27)에 의해 측정된 우레아 수용액의 수위, 상기 온도센서로부터 측정된 우레아 수용액의 온도에 따라 상기 발열량을 제어한다.
Here, the calorific value of the electric heater is determined according to the level and the temperature of the urea aqueous solution. That is, the electric heater controller controls the amount of heat generation according to the level of the urea aqueous solution measured by the float 27 and the temperature of the urea aqueous solution measured from the temperature sensor.

이와 같이, 본 발명에 따른 동결방지 기능이 있는 우레아 탱크에 따르면, 탱크 하우징(10)의 재질을 합성수지와 단열재로 하여 우레아 수용액이 갖고 있는 열이 외부로 손실되는 것을 최소화함으로써, 우레아 수용액의 동결을 최대한 저지한다.As described above, according to the urea tank having the anti-freeze function according to the present invention, the material of the tank housing 10 is made of synthetic resin and heat insulating material so that the heat of the urea aqueous solution is minimized to the outside, Stop as much as possible.

또한, 장시간 저온에 노출되어 우레아 수용액이 동결된 경우에도 엔진의 워밍업과 상관없이 전원이 인가되기만 하면, 전기히터의 가열에 의해 동결된 우레아 수용액을 용융시켜 엔진의 시동초기에도 우레아 수용액을 SCR 촉매로 공급할 수 있다. Even if the urea aqueous solution is exposed to the low temperature for a long time and the power source is applied irrespective of the warming up of the engine, the urea aqueous solution frozen by heating of the electric heater is melted to start the urea aqueous solution to the SCR catalyst Can supply.

1: 우레아 탱크 10 : 탱크 하우징
10a : 내측부재 10b : 외측부재
10c : 단열재 11: 센더모듈 설치구
12: 센더모듈 고정부 13: 우레아 주입구
14: 우레아 탱크 고정부 15: 우레아 레벨 게이지 설치구
20 : 센더모듈 21 : 센더모듈 헤드
21a : 센더모듈 체결부 22 : 우레아 수용액 흡입구
23 : 우레아 수용액 리턴구 24 : 가이드
25 : 흡입 파이프 26 : 리턴파이프
27 : 플로트 28 : 압력조절장치
29 : 전기히터 제어기 설치부 31 : 전기히터
31a : 수직부 31b : 연장부1: urea tank 10: tank housing
10a: Inner member 10b: Outer member
10c: Insulation material 11: Sender module installation hole
12: Sender module fixing section 13: Urea inlet port
14: Urea tank fixing part 15: Urea level gauge mounting part
20: Sender module 21: Sender module head
21a: Sender module fastening part 22: urea aqueous solution inlet
23: urea aqueous solution return opening 24: guide
25: suction pipe 26: return pipe
27: float 28: pressure regulator
29: electric heater controller installation part 31: electric heater
31a: vertical part 31b: extension part

Claims (7)

디젤엔진이 장착된 차량에 설치되고, SCR 촉매로 공급되는 우레아 수용액을 저장하는 우레아 탱크에 있어서,
상기 우레아 탱크의 외형을 형성하는 탱크 하우징은, 합성수지를 재질로 하는 내측부재와 외측부재 사이에 합성수지를 재질로 하는 단열재가 포함되고,
상기 우레아 탱크의 내부에는 동결된 우레아 수용액을 용융시키기 위해, 상기 우레아 탱크의 내부에 설치되어 SCR촉매로 우레아 수용액을 공급하는 센더모듈의 내벽에 상하방향으로 설치되는 수직부와, 상기 수직부의 하단에서 외측 상방으로 연장되게 형성되고 상부로 갈수록 상기 수직부와 간격이 멀어지도록 형성되는 연장부를 포함하는 전기히터가 설치되며,
상기 센더모듈에는 우레아 수용액의 온도를 측정하는 온도센서와 상기 우레아 수용액의 수위를 측정하는 플로트가 설치되어, 상기 우레아 수용액의 온도와 수위에 따라 상기 전기히터의 발열량이 제어되는 것을 특징으로 하는 동결방지 기능이 있는 우레아 탱크.1. A urea tank for storing a urea aqueous solution supplied to a vehicle equipped with a diesel engine and supplied with an SCR catalyst,
The tank housing forming the outer shape of the urea tank includes a heat insulating material made of synthetic resin between an inner member made of synthetic resin and an outer member,
A vertical part provided in the urea tank in the vertical direction on the inner wall of a sender module which is provided inside the urea tank and supplies an aqueous urea solution with the SCR catalyst to melt the urea solution frozen in the vertical direction, And an extension part formed to extend outwardly upward and formed so as to be spaced apart from the vertical part toward the upper part,
Wherein the sender module is provided with a temperature sensor for measuring the temperature of the urea aqueous solution and a float for measuring the level of the urea aqueous solution so that the calorific value of the electric heater is controlled according to the temperature and the water level of the urea aqueous solution. Urea tank with function. 제1항에 있어서,
상기 내측부재와 상기 외측부재는,
고밀도 폴리에틸렌(HDPE; high-density polyethylene), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE; low-density polyethylene), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE; linear low-density polyethylene)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 동결방지 기능이 있는 우레아 탱크.The method according to claim 1,
Wherein the inner member and the outer member,
Characterized in that it is at least one selected from the group consisting of high-density polyethylene (HDPE), low-density polyethylene (LDPE) and linear low-density polyethylene (LLDPE) Urea Tank. 제1항에 있어서,
상기 단열재는,
폴리우레탄, 폴리스틸렌, 중공형태의 실리카겔로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 동결방지 기능이 있는 우레아 탱크.The method according to claim 1,
The heat insulating material,
Polyurethane, polystyrene, and hollow silica gel. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI > 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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