KR101506447B1 - 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치 - Google Patents

차량용 배기가스 정화액 토출회수장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101506447B1
KR101506447B1 KR1020130089680A KR20130089680A KR101506447B1 KR 101506447 B1 KR101506447 B1 KR 101506447B1 KR 1020130089680 A KR1020130089680 A KR 1020130089680A KR 20130089680 A KR20130089680 A KR 20130089680A KR 101506447 B1 KR101506447 B1 KR 101506447B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
purifying
line
eccentric cam
supply pump
liquid
Prior art date
Application number
KR1020130089680A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150014248A (ko
Inventor
유진열
홍성구
Original Assignee
대경에이티 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대경에이티 주식회사 filed Critical 대경에이티 주식회사
Priority to KR1020130089680A priority Critical patent/KR101506447B1/ko
Publication of KR20150014248A publication Critical patent/KR20150014248A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101506447B1 publication Critical patent/KR101506447B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D47/00Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06Spray cleaning
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/04Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using liquids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14Nitrogen oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

본 발명은 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치에 관한 것으로서, 정화액이 저장된 정화액 탱크와, 차량의 배기가스가 통과하는 배기라인과, 상기 정화액 탱크로부터 공급된 정화액과 공기를 선택적으로 공급하는 정화액 공급부와, 상기 배기라인에 연결되어 상기 정화액 공급부로부터 공급된 정화액을 상기 배기라인을 통과하는 배기가스에 공급하는 메인토출라인과, 상기 메인토출라인에 연결되어 상기 메인토출라인에 잔류하는 정화액을 상기 정화액 탱크로 공급하는 정화액 회수라인과, 상기 정화액공급부의 구동과 상기 메인토출라인의 개폐와 상기 정화액 회수라인의 개폐를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되고, 정화액 공급부는, 회전구동모터와, 상기 회전구동모터의 회전축에 편심으로 연결된 제 1 편심캠과, 상기 제 1 편심캠의 가압에 의해 구동되는 정화액공급펌프와, 상기 정화액 공급펌프에 대향하는 측에 배치되어 상기 제 1 편심캠의 가압에 의해 구동되는 공기공급펌프와, 상기 회전구동모터에 대향하는 측에 배치되는 스테핑 모터와, 상기 스테핑 모터의 회전축에 편심으로 연결된 제 2 편심캠을 포함하여 구성되어, 정화액 탱크의 외부에 장착하며 동절기 결빙을 예방하고 신속한 처리신호에 의한 공급라인내의 정화액을 제거함으로써 엔진가동정지후 신속히 이루어져 추가 엔진가동이나 별도의 에어공급시스템이 없이 효율적으로 정화액 공급과 라인내의 제거가 가능하다.

Description

차량용 배기가스 정화액 토출회수장치{PURIFYING SOLUTION SUPPLYING AND RETRIEVING APPARATUS FOR VEHICLE EXHAUST GAS}
본 발명은 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량, 특히 디젤 차량의 엔진에서 발생하는 질소산화물을 제거하기 위한 환원재인 암모니아 우레아를 가스배기라인에 정량으로 토출하고 이를 회수하기 위한 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치에 관한 것이다.
일반적으로 디젤차량은 탄화수소 및 일산화탄소는 적게 방출하는 반면 비교적 많은 질소산화물(NOx)을 배출하는 엔진이다. 최근 유럽등 선진국에서는 환경규제강화로 이러한 질소산화물의 방출기준을 엄격히 관리하고 있다.
디젤 차량의 배기 장치 중 질소산화물을 저감하기 위한 방법으로는, 디젤산화촉매(DOC : Diesel Oxidation Catalyst), 매연여과장치(DPF : Diesel Particulate Filter), 선택적 촉매환원법(SCR: Selective Catalytic Reduction), 질소산화물 제거촉매(LNT: Lean NOx Trap) 등이 있으며 그 외에 디젤연료를 환원제로 사용하는 탄화수소 선택적 촉매 환원부(HC-SCR: Hydrocarbon-SCR)가 있다.
상기 배기가스의 정화장치로는 촉매환원방법(SCR)이 널리 이용되고 있으며, 촉매환원방법으로서는 우레아를 환원재로 이용하는 방법이 가장 널리 이용되고 있다.
이러한 환원재를 자동차의 배기라인에 공급하기 위한 장치로서, 한국공개특허 10-2008-0074741호가 개시되어 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 종래기술에는 NOx를 함유하는 배기 가스의 흐름이 배기 가스 소스로부터 촉매변환 장치(catalytic converter)로 운반되는 폐쇄형 통로를 포함하며, 액상 반응 매질을 배기 가스의 흐름 내에 제공하기 위해 촉매 변환 장치의 상류측에 계량 부재가 설치한 배기가스 정화시스템이 개시되어 있다.
또한, 한국공개특허 10-2012-0135916호에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 액상의 환원제를 배기라인에 제공하기 위한 장치로서, 내부 공간을 갖는 탱크와 상기 탱크의 상기 내부 공간에 적어도 부분적으로 배치된 용기를 구비하고, 상기 용기가 필터 표면과 필터 깊이를 갖는 필터에 의해 적어도 부분적으로 외측에서 둘러싸이고, 이송 유닛이 상기 용기에 위치되고, 상기 이송 유닛은 탱크로부터 필터를 통해 그리고 환원제용 추출 지점까지 이송하도록 설정된 것이 개시되어 있다.
상기 종래기술들을 포함한 종래의 환원재 공급장치는 액상펌프에 의하여 일정한 압력로 노즐을 통하여 분사하여 배기장치에서의 질소산화물과 환원반응을 통하여 질소산물을 억제하도록 구성되어 있다.
그러나, 상기 종래의 환원재 공급장치는 차량의 운행시에는 차량 배기가스를 정화하기 위하여 환원재를 공급하고 있으나, 차량의 운행 정지시에는 환원재 공급원으로부터 이미 토출된 환원재를 배기라인으로부터 회수하지 못하기 때문에, 이미 토출된 환원재는 배기라인에 그대로 남아있게 되어 의도하지 않게 차량의 외부로 배출되어 공기를 오염시킬 우려가 있다.
특히, 동절기나 저온지역에서 사용되는 차량의 경우에는, 회수되지 못하고 배기라인에 남아 있는 환원재는 혹한의 환경하에서 결빙될 염려가 있고, 이로 인해 배기라인이 파열될 염려가 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 디젤차량의 엔진 배기라인내에 환원제를 공급하고, 엔진의 정지시나 기타 필요시에는 환원제 공급라인 및 배기가스라인으로부터 환원제액을 환원제 공급원으로 용이하고 안정적으로 회수할 수 있는 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 차량용 배기가스 정화액 토출장치는, 정화액이 저장된 정화액 탱크와, 차량의 배기가스가 통과하는 배기라인과, 상기 정화액 탱크로부터 공급된 정화액과 공기를 선택적으로 공급하는 정화액 공급부와, 상기 배기라인에 연결되어 상기 정화액 공급부로부터 공급된 정화액을 상기 배기라인을 통과하는 배기가스에 공급하는 메인토출라인과, 상기 메인토출라인에 연결되어 상기 메인토출라인에 잔류하는 정화액을 상기 정화액 탱크로 공급하는 정화액 회수라인과, 상기 정화액공급부의 구동과 상기 메인토출라인의 개폐와 상기 정화액 회수라인의 개폐를 제어하는 제어부를 포함하며; 상기 정화액 공급부는, 회전구동모터와, 상기 회전구동모터의 회전축에 편심으로 연결된 제 1 편심캠과, 상기 제 1 편심캠의 가압에 의해 구동되는 정화액공급펌프와, 상기 정화액 공급펌프에 대향하는 측에 배치되어 상기 제 1 편심캠의 가압에 의해 구동되는 공기공급펌프와, 상기 회전구동모터에 대향하는 측에 배치되는 스테핑 모터와, 상기 스테핑 모터의 회전축에 편심으로 연결된 제 2 편심캠을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
삭제
여기서, 상기 정화액 공급부는, 일측은 상기 정화액 탱크에 연결되고 타측은 상기 정화액공급펌프에 연결되고 상기 메인토출라인에 연장되는 정화액 공급라인과, 상기 공기공급펌프에 연결되고 상기 메인토출라인에 연장되는 공기공급라인과, 상기 정화액공급펌프와 상기 정화액 탱크 사이에 배치되는 탱크개폐밸브와, 상기 공기공급펌프와 상기 메인토출라인 사이에 배치되는 공기공급개폐밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 정화액공급부는, 상기 정화액공급펌프와 상기 공기공급펌프는 다이어프램 펌프로 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 정화액 공급부는, 상기 제 1 편심캠에 의한 가압력을 상기 정화액공급펌프에 전달하며, 제 1 탄성부재를 갖는 제 1 가압부와, 상기 제 1 편심캠에 의한 가압력을 상기 공기공급펌프에 전달하며 제 2 탄성부재를 갖는 제 2 가압부를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 메인토출라인과 상기 배기라인의 연결부분에 배치되는 메인개폐밸브와, 상기 메인토출라인과 상기 정화액회수라인의 연결부분에 배치되는 회수라인 개폐밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 정화액공급라인과 상기 정화액탱크에 연결되는 우회라인과, 상기 정화액공급펌프와 상기 메인토출라인 사이에 배치되어 일정 토출압력 이하의 정화액을 상기 우회라인을 통해 상기 정화액탱크로 바이패스시키는 릴리프밸브를 더욱 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제 2 편심캠은 차량의 엔진 가동시에는 상기 공기공급펌프를 가압하고, 차량의 엔진정지시에는 상기 스테핑 모터에 의해 회전되어 상기 정화액공급펌프를 가압하여 상기 회전구동모터의 회전구동에 의한 상기 제 1 편심캠의 회전에 의해 가압되지 않도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 차량의 엔진 정지시에는 상기 제어부는 상기 정화액공급라인을 폐쇄하고 상기 공기공급라인과 상기 정화액 회수라인을 개방하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 본 발명의 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치에 의하면, 정화액 탱크의 외부에 장착하며 동절기 결빙을 예방하고 신속한 처리신호에 의한 공급라인내의 정화액을 제거함으로써 엔진가동정지후 신속히 이루어져 추가 엔진가동이나 별도의 에어공급시스템이 없이 효율적으로 정화액 공급과 라인내의 제거가 가능하다.
또한, 정화액 공급펌프와 공기공급펌프를 필요에 따라 간단하게 선택적으로 구동이 가능하도록 구성하여 일축의 모터가동을 통하여 효율을 극대화를 이룰 수 있게 된다.
도 1 및 도 2는 종래기술에 의한 배기가스 정화시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치의 정화액 공급부를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 정화액 공급부의 엔진 정지시의 동작을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치에 대하여 실시예로써 상세하게 설명한다.
도 3 내지 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 차량용 배기가스 정화액 토출장치(1)는 정화액 탱크(10)와, 정화액 공급부(20)와, 메인토출라인(30)과, 정화액 회수라인(40)과, 차량의 배기가스가 통과하는 배기라인(50)과, 제어부(60)를 포함하여 구성된다.
상기 정화액 탱크(10)에는 차량의 배기가스에 함유된 질소산화물을 정화하기 위한 정화액(2)이 저장 수용되며, 본 실시예에 있어서 상기 정화액은 디젤차량의 질소산화물(NOx)을 정화하기 위한 우레아 수용액인 것을 예로 하지만, 반드시 이에 한정되지 않는다.
상기 정화액 탱크에 저장된 정화액은 상기 정화액 공급부(20)에 의해 배기라인에 공급된다.
상기 정화액 공급부에는 메인토출라인(30)이 연결되어 상기 정화액 공급부의 펌프와 분사노즐에 의해 상기 정화액 공급부로부터 공급된 정화액을 상기 배기라인을 통과하는 배기가스에 공급하도록 구성된다.
또한, 상기 메인토출라인에는 정화액 회수라인(40)이 연결되어, 상기 메인토출라인에 연결되어 상기 메인토출라인에 잔류하는 정화액을 상기 정화액 탱크로 회수하도록 구성된다.
상기 제어부(60)는 상기 정화액공급부의 구동과 상기 메인토출라인의 개폐와 상기 정화액 회수라인의 개폐를 제어하도록 구성된다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 정화액 공급부(20)는 상기 정화액 탱크로부터 공급된 정화액과 공기를 선택적으로 공급한다. 상기 정화액 공급부(20)는, 회전구동모터(21)와, 스테핑 모터(22)와, 정화액 공급펌프(23)와, 공기공급펌프(24)와, 제 1 편심캠(25)과, 제 2 편심캠(26)을 포함하여 구성된다.
상기 회전구동모터(21)는 제어부의 신호에 의해 회전구동되며, 상기 회전구동모터의 회전축에는 제 1 편심캠(25)이 편심으로 연결되어 있다. 상기 회전구동모터의 회전구동에 의해 상기 제 1 편심캠은 회전구동되고, 상기 제 1 편심캠의 회전에 의해 상기 정화액 공급펌프와 상기 공기공급펌프를 가압 및 해제하는 것을 반복하도록 구성되어 있다.
한편, 상기 회전구동모터의 회전축에 직각인 방향의 일측에는 정화액 공급펌프(23)가 마련된다. 본 실시예에 있어서, 상기 정화액 공급펌프는 다이어프램 펌프로 구성되는 것을 예로 한다.
또한, 상기 정화액 공급펌프(23)에는 제 1 가압부(27)가 마련된다. 상기 제 1 가압부는 상기 정화액 공급펌프와 상기 제 1 편심캠 사이에 마련되어, 상기 제 1 편심캠에 의한 가압력을 상기 정화액공급펌프에 전달하며, 제 1 탄성부재(27a)를 갖도록 구성된다. 이로써, 상기 회전구동모터의 회전구동에 의해 상기 제 1 편심캠은 회전구동되고, 상기 제 1 편심캠의 회전에 의해 상기 제 1 가압부는 가압력을 받아 상기 정화액 공급펌프에 전달하고, 회전시 제 1 편심캠이 가압하는 위치에 있지 않을 때에는 상기 탄성부재의 반발력에 의해 가압이 해제되어, 상기 정화액 공급펌프를 가압 및 해제하는 것을 반복하도록 구성된다.
이 때, 상기 정화액 공급펌프는 다이어프램 펌프의 구조로 형성되어, 상기 제 1 편심캠과 상기 제 1 가압부에 의해 가압과 해제됨에 따라, 판막의 수직이동으로 팽창(흡입)시 흡기구의 통로는 열리어 정화액이 공급되고 수축(배출)시에는 흡기구의 통로는 차단되면서 토출구의 통로가 열리며 정화액을 정화액 공급라인내로 토출시키어 토출압력을 증가시킨다.
상기 회전구동모터의 회전축에 직각인 방향의 타측, 즉 상기 정화액 공급펌프에 대향하는 측에는 공기공급펌프(24)가 마련되며, 상기 공기공급펌프는 다이어프램 펌프로 구성되는 것을 예로 한다. 상기 공기공급펌프(24)에는 제 2 가압부(28)가 마련된다. 상기 제 2 가압부는 상기 공기공급펌프와 상기 제 1 편심캠 사이에 마련되어, 상기 제 1 편심캠에 의한 가압력을 상기 공기공급펌프에 전달하며, 제 2 탄성부재(28a)를 갖도록 구성된다. 회전구동모터의 회전구동에 의한 상기 공기공급펌프의 가압 및 해제는 상기 정화액 공급펌프에서와 유사하므로 그 중복된 설명은 생략한다.
한편, 상기 회전구동모터에 대향하는 측에는 스테핑 모터(22)가 마련된다. 상기 스테핑 모터의 회전축에는 제 2 편심캠(26)이 편심으로 연결되어 있다. 상기 스테핑 모터는 상기 제어부의 신호에 의해 180°회전되도록 형성되며, 상기 스테핑 모터의 회전구동에 의해 상기 제 2 편심캠은 회전구동되고, 상기 제 2 편심캠의 회전에 의해 상기 제 1 가압부와 제 2 가압부를 가압 및 해제하는 것을 반복하도록 구성되어 있다.
상기 정화액 공급부에는 상기 정화액 공급펌프에 연결되는 정화액 공급라인(23a)이 마련된다. 상기 정화액 공급라인은 일측은 상기 정화액 탱크에 연결되고 타측은 상기 정화액공급펌프에 연결되고 더욱 연장되어 상기 메인토출라인에 연결되도록 구성된다.
상기 정화액 공급라인에는 탱크개폐밸브(10a)가 마련된다. 상기 탱크개폐밸브는 상기 정화액공급펌프와 상기 정화액 탱크 사이에 배치되어 상기 제어부의 신호에 의해 개폐되도록 구성된다.
또한, 상기 정화액 공급라인에는 우회라인(29a)이 마련된다. 상기 우회라인은 상기 정화액공급라인과 상기 정화액탱크에 연결되도록 구성되며, 상기 우회라인에는 릴리프 밸브(29)가 마련된다. 상기 릴리프 밸브는 상기 정화액공급펌프와 상기 메인토출라인 사이에 배치되어 일정 토출압력 이하의 정화액을 상기 우회라인을 통해 상기 정화액탱크로 바이패스시키도록 구성된다.
한편, 상기 정화액 공급부에는 상기 공기공급펌프에 연결되는 공기공급라인(24a)이 마련된다. 상기 공기공급라인은 상기 공기공급펌프에 연결되고 더욱 연장되어 상기 메인토출라인에 연결되도록 구성된다.
상기 공기공급펌프와 상기 메인토출라인 사이에는 공기공급개폐밸브(31)가 마련되어, 후술하는 바와 같이 엔진 정지시에 상기 제어부로부터 신호를 인가받아 상기 공기공급라인을 개방하도록 구성된다.
또한, 상기 메인토출라인과 상기 배기라인의 연결부분에는 메인개폐밸브(51)가 마련되어 상기 메인토출라인을 통해 공급되는 정화액을 상기 배기라인에 공급하고, 상기 메인토출라인을 통해 공급되는 공기를 후술하는 회수라인에 공급하도록 구성된다.
또한, 상기 메인토출라인과 상기 정화액회수라인의 연결부분에는 회수라인 개폐밸브(41)가 마련되어, 엔진정지시에 상기 메인토출라인을 통해 공급되는 공기를 상기 회수라인측으로 공급하도록 개폐된다.
한편, 상기 정화액 공급펌프의 흡기부와 상기 공기공급펌프의 흡기부측에는 필터(F1, F2)가 각각 마련되어 공급되는 정화액이나 공기에 함유된 오염물을 제거하도록 구성된다.
상술한 구성을 가지는 본 발명의 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 차량의 엔진의 가동전에는 상기 제 2 편심캠은 상기 제 2 가압부를 가압하는 위치로 설정되어 있다.
그런 다음, 엔진의 가동시에는 상기 제어부의 신호에 의해 상기 회전구동모터를 회전구동시킴과 동시에 상기 탱크개폐밸브를 개방하여 정화액을 상기 정화액 공급펌프로 공급한다. 정화액 공급펌프로부터 토출된 액상은 일정압력이상의 토출압력을 가지게 되며 분사노즐에 필요로 하는 토출압력을 압력계에서 레귤레이터를 통하여 일정한 토출압력이 분사되도록 하며 정해진 압력이상의 토출량은 릴리프 밸브를 통하여 우회라인을 통해 다시 정화액 탱크내로 유입된다.
이 때, 토출량과 토출압력은 브러쉬리스모터의 속도제어를 통하여 가변하도록 구성한다. 정화액 공급펌프로부터 공급된 정화액은 정화액공급라인에 따라 분사노즐에 공급되고 분사노즐은 배기라인의 촉매환원장치에 부착되어 정화액을 배기라인내로 분사시켜 환원반응이 일어나도록 한다. 환원배기장치내에 부착된 질소산화물 농도센서에 의하여 감지된 신호는 제어부에 전달되며 이때 농도에 따라 제어부에서는 정화액 공급펌프용 모터의 속도를 제어하는 듀티의 신호를 전달하고 모터의 회전속도의 가변을 통하여 토출량을 공급한다.
상기 회전구동모터의 회전구동에 의해 상기 제 1 편심캠이 회전구동되고, 상기 제 1 편심캠의 회전구동에 의해 상기 제 1 가압부는 가압과 해제를 반복하게 되고, 이로써, 상기 제 1 가압부의 가압 및 해제의 반복에 의해 다이어프램 펌프로 구성된 상기 정화액 공급펌프의 판막이 수축과 팽창을 반복하면서 펌프로 공급된 정화액을 정화액 공급라인으로 토출시킨다.
이 때, 상기 제 2 편심캠은 차량의 엔진 가동시에는 상기 공기공급펌프를 가압하도록 설정되어 있기 때문에, 상기 회전구동모터의 회전구동에 의해 상기 제 1 편심캠이 회전되더라도, 상기 공기공급펌프에 연결된 제 2 가압부는 제 2 편심캠에 의해 가압되어 있으므로 상기 제 1 편심캠의 회전에 의해 가압 및 해제를 반복하지 않고 가압된 상태를 그대로 유지하므로 상기 공기공급펌프는 구동되지 않는다.
상기 정화액 공급펌프에 의해 상기 정화액 공급라인으로 공급된 정화액은 상기 메인토출라인을 통과하고 이어 분사노즐을 통해 상기 배기라인으로 공급되어 상기 배기라인에 존재하는 질소산화물과 접촉하여 상기 질소산화물을 정화하도록 구성된다.
그런 다음, 차량의 엔진의 정지시에는 상기 제어부는 상기 스테핑 모터를 180°회전구동시키고, 탱크개폐밸브와 메인개폐밸브를 폐쇄하고, 상기 공기공급개폐밸브와 회수라인개폐밸브를 개방한다.
동절기나 저온지역에서의 공급라인내에 정화액이 존재하게 되는 경우 정화액, 특히 우레아 수용액은 -11℃이하에서 결빙되므로 차량정지시에는 공급라인에 수용액을 제거할 필요가 있다.
상기 스테핑 모터의 회전구동에 의해 상기 제 2 편심캠은 180°회전되어, 상기 제 1 가압부를 가압하도록 구성된다. 이 때, 상기 회전구동모터의 회전구동에 의해 상기 제 1 편심캠이 회전구동되고, 상기 제 1 편심캠의 회전구동에 의해 상기 제 2 가압부는 가압과 해제를 반복하게 되고, 이로써, 상기 제 2 가압부의 가압 및 해제의 반복에 의해 다이어프램 펌프로 구성된 상기 공기공급펌프의 판막이 수축과 팽창을 반복하면서 펌프로 공급된 공기를 공기공급라인으로 토출시킨다.
이 때, 상기 제 2 편심캠은 차량의 엔진 정지시에는 상기 정화액공급펌프를 가압하도록 설정되어 있기 때문에, 상기 회전구동모터의 회전구동에 의해 상기 제 1 편심캠이 회전되더라도, 상기 정화액 공급펌프에 연결된 제 1 가압부는 제 2 편심캠에 의해 가압되어 있으므로 상기 제 1 편심캠의 회전에 의해 가압 및 해제를 반복하지 않고 가압된 상태를 그대로 유지하므로 상기 정화액 공급펌프는 구동되지 않는다.
상기 공기공급펌프의 구동에 의해, 유입된 공기는 일정압력 이상으로 되어, 상기 공기공급라인을 통해 메인토출라인으로 공급되어 메인토출라인에 잔류하는 정화액을 가압하여 밀어내도록 구성된다. 상기 공기에 의해 가압된 잔류 정화액은 메인토출라인에 연결된 회수라인을 따라 정화액 탱크로 회수되도록 구성되고, 공급장치내의 라인 및 필터부는 내부 열선히팅시스템에 의하여 결빙을 보호하도록 구성된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
1 : 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치
10 : 정화액 탱크
20 : 정화액 공급부
30 : 메인토출라인
40 : 회수라인
50 : 배기라인

Claims (9)

  1. 정화액이 저장된 정화액 탱크와,
    차량의 배기가스가 통과하는 배기라인과,
    상기 정화액 탱크로부터 공급된 정화액과 공기를 선택적으로 공급하는 정화액 공급부와,
    상기 배기라인에 연결되어 상기 정화액 공급부로부터 공급된 정화액을 상기 배기라인을 통과하는 배기가스에 공급하는 메인토출라인과,
    상기 메인토출라인에 연결되어 상기 메인토출라인에 잔류하는 정화액을 상기 정화액 탱크로 공급하는 정화액 회수라인과,
    상기 정화액공급부의 구동과 상기 메인토출라인의 개폐와 상기 정화액 회수라인의 개폐를 제어하는 제어부를 포함하며;
    상기 정화액 공급부는,
    회전구동모터와, 상기 회전구동모터의 회전축에 편심으로 연결된 제 1 편심캠과, 상기 제 1 편심캠의 가압에 의해 구동되는 정화액공급펌프와, 상기 정화액 공급펌프에 대향하는 측에 배치되어 상기 제 1 편심캠의 가압에 의해 구동되는 공기공급펌프와, 상기 회전구동모터에 대향하는 측에 배치되는 스테핑 모터와, 상기 스테핑 모터의 회전축에 편심으로 연결된 제 2 편심캠을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 정화액 공급부는,
    일측은 상기 정화액 탱크에 연결되고 타측은 상기 정화액공급펌프에 연결되고 상기 메인토출라인에 연장되는 정화액 공급라인과,
    상기 공기공급펌프에 연결되고 상기 메인토출라인에 연장되는 공기공급라인과,
    상기 정화액공급펌프와 상기 정화액 탱크 사이에 배치되는 탱크개폐밸브와,
    상기 공기공급펌프와 상기 메인토출라인 사이에 배치되는 공기공급개폐밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 정화액공급펌프와 상기 공기공급펌프는 다이어프램펌프로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 정화액 공급부는,
    상기 제 1 편심캠에 의한 가압력을 상기 정화액공급펌프에 전달하며, 제 1 탄성부재를 갖는 제 1 가압부와,
    상기 제 1 편심캠에 의한 가압력을 상기 공기공급펌프에 전달하며 제 2 탄성부재를 갖는 제 2 가압부를 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인토출라인과 상기 배기라인의 연결부분에 배치되는 메인개폐밸브와,
    상기 메인토출라인과 상기 정화액회수라인의 연결부분에 배치되는 회수라인 개폐밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 정화액공급라인과 상기 정화액탱크에 연결되는 우회라인과,
    상기 정화액공급펌프와 상기 메인토출라인 사이에 배치되어 일정 토출압력 이하의 정화액을 상기 우회라인을 통해 상기 정화액탱크로 바이패스시키는 릴리프밸브를 더욱 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 편심캠은,
    차량의 엔진 가동시에는 상기 공기공급펌프를 가압하고,
    차량의 엔진정지시에는 상기 스테핑 모터에 의해 회전되어 상기 정화액공급펌프를 가압하여 상기 회전구동모터의 회전구동에 의한 상기 제 1 편심캠의 회전에 의해 가압되지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    차량의 엔진 정지시에는 상기 제어부는 상기 정화액공급라인을 폐쇄하고 상기 공기공급라인과 상기 정화액 회수라인을 개방하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치.
KR1020130089680A 2013-07-29 2013-07-29 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치 KR101506447B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130089680A KR101506447B1 (ko) 2013-07-29 2013-07-29 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130089680A KR101506447B1 (ko) 2013-07-29 2013-07-29 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150014248A KR20150014248A (ko) 2015-02-06
KR101506447B1 true KR101506447B1 (ko) 2015-03-27

Family

ID=52571153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130089680A KR101506447B1 (ko) 2013-07-29 2013-07-29 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101506447B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100859443B1 (ko) * 2007-04-16 2008-09-22 (주)모토닉 도우징 시스템
KR20090023582A (ko) * 2006-05-31 2009-03-05 테네코 오토모티브 오퍼레이팅 컴파니 인코포레이티드 디젤엔진의 배기가스를 감소시키는 방법과 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090023582A (ko) * 2006-05-31 2009-03-05 테네코 오토모티브 오퍼레이팅 컴파니 인코포레이티드 디젤엔진의 배기가스를 감소시키는 방법과 장치
KR100859443B1 (ko) * 2007-04-16 2008-09-22 (주)모토닉 도우징 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150014248A (ko) 2015-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101994551B (zh) 用于将还原剂定量输送到内燃机的排气***中的装置和方法
US8181448B2 (en) System for controlling urea injection quantity of vehicle and method thereof
US8397491B2 (en) Device for introducing a liquid reducing agent into an exhaust gas of a combustion system
EP2865860B1 (en) Systems and methods for control of engine NOx emissions using liquid and dry reductant sources
JP4789242B2 (ja) 排気浄化装置
JP4571982B2 (ja) 調量システム及び該調量システムの作動法
JP4730278B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
JP4894827B2 (ja) 還元剤供給システム
US20050252201A1 (en) Method and apparatus for reducing NOx emissions
JP6016127B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
KR20110066865A (ko) 특히 내연기관의 배기 가스에 함유된 오염 물질의 처리 방법, 및 이를 사용하는 시스템
JP2009530536A (ja) 自動車の排気ガスにおける有害物質低減のための方法および調量システム
JP2010007617A (ja) 還元剤供給システム
JP2009002260A (ja) 排気ガス浄化装置
EP2743471B1 (en) A reductant delivery system
JP2010065581A (ja) 内燃機関の排気浄化システム
JP6501794B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
JP2012127214A (ja) 還元剤供給装置及び内燃機関の排気浄化装置
JP5107787B2 (ja) 排気浄化装置
EP3106641B1 (en) Catalytic device detection system
JP2006266192A (ja) エンジンの排気ガス浄化装置
JP2014218973A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
KR102440662B1 (ko) 차량의 연료 및 요소수 히팅 시스템
KR101506447B1 (ko) 차량용 배기가스 정화액 토출회수장치
JP5001793B2 (ja) 排気浄化装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180321

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190318

Year of fee payment: 5