KR101837559B1 - SCR Mixer Having Variable Vane And SCR Apparatus Including The Same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a selective catalyst reduction (SCR) mixer having a variable vane configured to adjust a flow rate by varying a vane in accordance with a flow rate of exhaust gas, and to an SCR device including the same, and more specifically, to a device for an exhaust gas post-treatment system of a diesel engine having a variable vane such that swirl can be generated properly regardless of flow rate. The SCR mixer according to the present invention is able to, when a flow rate of exhaust gas flowing into a second space varies due to a change in the number of revolutions of an engine, generate swirl properly regardless of flow rate by changing the angle of a variable vane by rotation.

Description

가변형 베인을 가지는 SCR 믹서 및 이를 포함하는 SCR 장치{SCR Mixer Having Variable Vane And SCR Apparatus Including The Same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an SCR mixer having a variable vane and a SCR mixer having the variable vane,

본 발명은 배기가스의 유량에 따라 베인을 가변하여 유속을 조절하는 가변형 베인을 가지는 SCR 믹서 및 이를 포함하는 SCR 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유량에 관계없이 스월이 잘 발생되도록 가변형 베인을 가지는 디젤 엔진의 배기가스 후처리 시스템용 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an SCR mixer having a variable vane that adjusts a flow rate by varying a flow rate of an exhaust gas, and a SCR device including the variable vane. More particularly, To an apparatus for an exhaust aftertreatment system of a diesel engine.

일반적으로 디젤엔진은 우수한 신뢰성을 바탕으로 자동차, 선박, 일반산업용 등 산업 전반에서 사용 용도가 다양하고, 고출력 및 고부하 운전이 가능하여 수요가 계속 증가하고 있다.In general, diesel engines are used in various industries such as automobiles, ships, and general industrial industries with high reliability. Demand is continuously increasing because of high output and high load operation.

그러나 선진 각국에서 이러한 디젤자동차가 총 대기오염의 40%를 차지할 정도로 대기오염의 주범으로 인식되고 있기도 하다.However, in developed countries, such diesel vehicles are considered to be the main cause of air pollution, accounting for 40% of total air pollution.

이에 대응하기 위하여 각국에서는 디젤엔진의 배기가스 규제를 강화시키고 있는 바 이러한 디젤자동차의 대기오염은 주로 질소산화물(NOx)과 입자상 물질(PM)에 의해 발생한다.In order to cope with this, each country is strengthening the exhaust gas regulations of diesel engines. Air pollution of such diesel vehicles is mainly caused by NOx and particulate matter (PM).

엔진의 배기가스 중에 함유된 공해 물질인 디젤 입자상 물질(PM) 및 질소산화물(NOx) 등을 감소시키기 위해 DOC(Diesel Oxidation Catalyst), DPF((Diesel Particulate matter Filter) 및 SCR(Selective Catalyst Reduction) 등과 같은 배기가스 후처리 장치가 차량에 적용되고 있다.(Diesel Particulate matter Filter), SCR (Selective Catalyst Reduction), and the like to reduce diesel particulate matter (PM) and nitrogen oxide (NOx), which are pollutants contained in exhaust gas of an engine, The same exhaust gas after-treatment device is being applied to vehicles.

DOC는 배기가스 중의 총 탄화수소와 일산화탄소를 산화시키고, 일산화질소를 이산화질소로 산화시키는 기능을 하며, DPF는 입자상 물질을 화학적 변환 과정을 통하여 정화시키는 역할을 한다.DOC functions to oxidize total hydrocarbons and carbon monoxide in the exhaust gas, oxidize nitrogen monoxide to nitrogen dioxide, and DPF functions to purify particulate matter through a chemical conversion process.

그리고 SCR은 인젝터를 통해 배기 가스의 유동 방향으로 분사되는 환원제가 배기가스의 열에 의해 암모니아(NH3)로 가수분해되고, 배기가스 중의 질소산화물과 암모니아의 촉매 반응으로서 질소산화물을 질소가스(N2)와 물(H2O)로 환원시키도록 하고 있다. 여기서 환원제로서는 요소수가 주로 이용되고 있다. 본 명세서에서 요소수라고 함은 요소수 자체만이 아니라 넓은 의미에서 환원제를 포함한다.In the SCR, the reducing agent injected in the flow direction of the exhaust gas through the injector is hydrolyzed into ammonia (NH 3 ) by the heat of the exhaust gas, and the nitrogen oxide is converted into nitrogen gas (N 2 ) And water (H 2 O). Here, urea is mainly used as a reducing agent. As used herein, the term " number of elements " includes a reducing agent in a broad sense, not only in the number of elements itself.

질소산화물의 효과적인 저감을 위해서는 환원제가 배기가스에 분사되어 골고루 잘 섞이는 것이 중요하며, 그렇지 않을 경우 환원율이 저하되어 질소산화물을 그대로 배기시키게 되며, 또한, 분사된 환원제 중 배기가스와 섞이지 못한 부분은 배기 계통 내벽에 닿아 석출물을 발생시키는 문제를 일으키기도 한다.In order to effectively reduce nitrogen oxides, it is important that the reducing agent is injected into the exhaust gas so that the nitrogen oxides are mixed well. Otherwise, the reduction rate is lowered and the nitrogen oxides are exhausted as they are. Thereby causing a problem of generating precipitates by touching the inner wall of the system.

일반적으로 환원제를 배기가스에 골고루 잘 섞이도록 하기 위해 믹싱 모듈이 적용되며, 이러한 믹싱 모듈에서는 EM(emission) 기준 강화에 따라 인젝터를 통한 환원제의 분사압을 증대시켜 그 분사압 증대에 따른 환원제의 분사 속도를 증가시키도록 하고 있다.In general, a mixing module is applied to uniformly mix the reducing agent with the exhaust gas. In this mixing module, the injection pressure of the reducing agent is increased through the injector according to the strengthening of the EM (emission) standard, So as to increase the speed.

따라서 이를 위해 종전에는 국내공개특허 제2012-0064345호(차량의 배기가스 후처리 시스템용 도징 모듈)에 의해 알려진 바와 같이 믹싱 모듈의 내부에 복수의 구멍을 형성한 가이드부재를 구비시킴으로써 월 웨팅 현상이 방지되도록 하고 있다.Therefore, conventionally, a guide member having a plurality of holes formed in the interior of the mixing module as known by the domestic patent publication No. 2012-0064345 (a dosing module for an exhaust gas after-treatment system of a vehicle) .

하지만 그러한 가이드부재와 배플부재에도 불구하고 여전히 구조적 한계로 인해 혼합가스의 유동성 저하를 초래하면서 환원제의 고형화 발생과 그로 인해 정화 효율이 저하되는 문제가 있다.However, despite such a guide member and a baffle member, there still arises a problem that the flowability of the mixed gas is lowered due to the structural limitations, and the solidifying of the reducing agent and the purification efficiency are deteriorated thereby.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.

본 발명은 배기가스의 유량에 따라 베인을 가변할 수 있는 새로운 방식 또는 구조의 SCR 믹서 및 이를 포함하는 SCR 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an SCR mixer of a new type or structure capable of varying a vane according to a flow rate of an exhaust gas and an SCR device including the SCR mixer.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 SCR믹서는 제1공간, 제2공간, 주입부 및 제2 변경수단을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an SCR mixer including a first space, a second space, an injection unit, and a second modification unit.

제1 공간은 배기가스의 적어도 일부가 유입되는 공간이다.The first space is a space into which at least a part of the exhaust gas flows.

제2 공간은 배기가스의 다른 적어도 일부가 유입되며, 제1 공간을 둘러싸면서 형성된다.The second space is formed by surrounding at least the other part of the exhaust gas and surrounding the first space.

주입부는 제1 공간 내로 환원제를 주입하도록 제1 공간과 연통된다.The injection section is in communication with the first space to inject the reducing agent into the first space.

제2 변경수단은 제2 공간에 설치되고, 제2 공간으로 유입되는 배기가스의 흐름을 변경하되 가변적으로 변경한다.The second changing means is installed in the second space, and changes the flow of the exhaust gas flowing into the second space, but changes it variably.

제2 변경수단은 배기가스의 유량에 따라 가변되도록 구성된다.And the second changing means is configured to be variable in accordance with the flow rate of the exhaust gas.

제2 변경수단은 회전 가능하게 설치되어 배기가스의 흐름을 가변시키는 복수의 베인을 포함할 수 있다.The second changing means may include a plurality of vanes that are rotatably installed to vary the flow of the exhaust gas.

복수의 베인 각각은, 경사벽과 제2공간 내에서 회전 가능하게 설치되고 경사벽이 삽입되어 고정되는 경사벽고정부를 포함할 수 있다.Each of the plurality of vanes may include an inclined wall and an inclined wall fixed portion that is rotatably installed in the second space and is inserted and fixed to the inclined wall.

복수의 베인은 함께 가변되도록 링크로 서로 연결될 수 있다.The plurality of vanes may be linked together in a link so as to be mutually variable.

베인은 구동수단에 의해 구동될 수 있다. 구동수단은 복수의 베인 중 적어도 하나의 베인을 회전시키도록 회전 구동력을 발생시킨다.The vane can be driven by the driving means. The driving means generates a rotational driving force to rotate at least one of the plurality of vanes.

구동수단은 복수의 베인 중 하나의 베인과 연결되고, 복수의 베인은 함께 회전되도록 링크에 의해 서로 연결될 수 있다. 이 경우 복수의 베인이 링크와 연결되어 있어 구동수단에 의해 한 개의 베인만 움직이더라도 링크에 연결된 모든 베인이 동시에 움직일 수 있다. The driving means may be connected to one of the plurality of vanes, and the plurality of vanes may be connected to each other by a link to rotate together. In this case, since a plurality of vanes are connected to the link, even if only one vane is moved by the driving means, all the vanes connected to the link can move at the same time.

제2 공간으로 유입된 배기가스가 제1 공간으로 유입되도록 제2 공간은 제1 공간과 연통될 수 있다.The second space may communicate with the first space so that the exhaust gas flowing into the second space flows into the first space.

SCR믹서는 제1 공간으로 유입되는 배기가스의 흐름을 변경하는 제1 변경수단을 추가로 포함하고 제1 변경수단은 배기가스를 스월 시키는 스월발생부일 수 있다.The SCR mixer may further include first changing means for changing the flow of the exhaust gas flowing into the first space, and the first changing means may be a swirl generating portion for sweeping the exhaust gas.

스월발생부는 이너쉘의 상부 내주면에 설치되고, 반원형상을 가진 적어도 하나 이상의 플레이트가 서로 어긋나게 설치되어 입구를 형성하고, 입구를 통해 배기가스의 흐름을 변경하여 이너쉘 내부에서 환원제가 효율적으로 섞일 수 있도록 스월을 발생시키는 구조로 만들어질 수 있다.The swirl generating part is provided on the inner peripheral surface of the inner shell. At least one plate having a semicircular shape is provided so as to be offset from each other to form an inlet, and the flow of the exhaust gas is changed through the inlet so that the reducing agent can be efficiently mixed in the inner shell So as to generate a swirl.

한편, 상기의 구조를 가진 SCR 믹서를 포함하는 SCR 장치는 DOC, SCR 믹서, SDPF를 포함하고, SCR 믹서는 DOC와 SDPF 사이에 설치될 수 있다.Meanwhile, the SCR device including the SCR mixer having the above structure includes the DOC, the SCR mixer, and the SDPF, and the SCR mixer can be installed between the DOC and the SDPF.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 SCR 믹서에 따르면, 제2공간으로 유입된 배기가스가 엔진의 회전수 변화로 인해 유량이 달라질 경우 가변되는 베인이 회전을 통해 각도를 변경하여 더 나은 믹싱 효과를 달성할 수 있다. 아울러 복수의 베인을 링크로 결합하여 한 개의 구동수단으로 복수의 베인을 동시에 구동되도록 하는 경우 간소한 구조를 통해 복수의 베인을 일괄 제어할 수 있다.According to the SCR mixer having the structure as described above, when the flow rate of the exhaust gas flowing into the second space changes due to the change in the number of revolutions of the engine, the variable vane changes its angle through rotation to achieve a better mixing effect . In addition, when a plurality of vanes are linked by a link and a plurality of vanes are simultaneously driven by one driving means, a plurality of vanes can be collectively controlled through a simple structure.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 SCR 믹서를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 SCR 믹서의 단면을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 SCR 믹서가 포함된 SCR 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 SCR 장치의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 SCR 믹서의 스월발생부 및 스월 플레이트를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 베인이 유량에 따라 변화된 각도를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an SCR mixer according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of an SCR mixer according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an SCR device including an SCR mixer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the SCR device shown in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a swirl generator and a swirl plate of an SCR mixer according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
6 is a view showing an angle at which a vane according to an embodiment of the present invention is changed according to a flow rate.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 SCR 믹서(100)에 대하여 살펴본다.Hereinafter, an SCR mixer 100 according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 SCR 믹서(100)를 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 SCR 믹서(100)의 단면을 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.1 is a diagram illustrating an SCR mixer 100 according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view of an SCR mixer 100 according to an embodiment of the present invention. Will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig.

본 발명에 따른 SCR 믹서(100)는 제1 공간(110), 제2 공간(120), 주입부(130) 및 제2 변경수단을 포함한다.The SCR mixer 100 according to the present invention includes a first space 110, a second space 120, an injection unit 130, and a second modification unit.

도 2를 참조하면, 제1 공간(110)은 배기가스의 적어도 일부가 유입되는 공간이다.Referring to FIG. 2, the first space 110 is a space into which at least a part of the exhaust gas flows.

제2 공간(120)은 배기가스의 다른 적어도 일부가 유입되며, 제1 공간(110)을 둘러싸면서 형성된다.The second space 120 is formed by surrounding at least the other part of the exhaust gas and surrounding the first space 110.

SCR 믹서(100)는 제1 공간(110)과 제2 공간(120)을 구분시키도록 원통의 형상과 외주면에 주입부(130)를 가지는 이너쉘(160)을 포함한다.The SCR mixer 100 includes a cylindrical shape and an inner shell 160 having an injection part 130 on the outer circumferential surface to separate the first space 110 and the second space 120 from each other.

그리고, SCR 믹서(100)는 제2 공간(120)을 둘러싸며 주입부(130)가 관통될 수 있도록 관통홀을 포함하는 아우터쉘을 포함한다. 아우터쉘은 도 3을 참조하면 후술할 DOC가 설치된 제1 아우터쉘(171)과 SCR 믹서와 SDPF가 설치된 제2 아우터쉘(172)로 구성될 수 있다.The SCR mixer 100 includes an outer shell surrounding the second space 120 and including a through hole so that the injection unit 130 can pass through. Referring to FIG. 3, the outer shell may include a first outer shell 171 having a DOC installed thereon, and a second outer shell 172 having an SCR mixer and an SDPF.

주입부(130)는 제1 공간(110) 내로 환원제를 주입하도록 제1 공간(110)과 연통하도록 형성된다. 이러한 주입부(130)는 일단이 아우터쉘 외부로 노출되고 타단은 이너셀(160) 내부와 연통하도록 이너셀(160)과 연결되어 형성된 파이프 형태이다.The injection unit 130 is formed to communicate with the first space 110 to inject the reducing agent into the first space 110. One end of the injection unit 130 is exposed to the outside of the outer shell and the other end of the injection unit 130 is connected to the inner cell 160 to communicate with the inner cell 160.

한편, 본 실시 예에서 환원제는 통상 요소수(유레아), 암모니아 중 적어도 하나일 수 있다.On the other hand, in this embodiment, the reducing agent is usually at least one of urea water (urea) and ammonia.

도 1 및 도 2를 참조하면 제2 변경수단은 제2 공간(120)에 설치되고, 제2 공간(120)으로 유입되는 배기가스의 흐름을 변경하되 가변적으로 변경하는 복수의 베인(205)을 포함한다. 그리고, 베인(205)은 배기가스의 유량에 따라 가변 되는데 도 6을 참조하면 엔진이 고 회전 영역이 되어 유량이 많을 경우에는 베인(205)의 경사가 가파른 상태(a)가 되고, 엔진이 저 회전 영역이 되어 유량이 적을 경우에는 베인(205)의 경사가 완만한 상태(b)가 된다. 1 and 2, the second changing means includes a plurality of vanes 205 installed in the second space 120 for changing the flow of the exhaust gas flowing into the second space 120, . Referring to FIG. 6, when the engine is in a high rotation region and the flow rate is large, the inclination of the vane 205 becomes a steep state (a) In the case where the flow rate becomes a rotating region and the flow rate is small, the inclination of the vane 205 becomes a gentle state (b).

또한, 베인(205)은 도 1에 도시된 바와 같이 이너쉘(160) 외주면에 회전중심축(220)이 있어 경사벽고정부(225)가 회전 가능하게 설치될 수 있다. 베인(205)은 배기가스의 흐름을 가변시키도록 일정간격으로 복수개가 설치될 수 있다.1, the vane 205 has a rotation center shaft 220 on the outer circumferential surface of the inner shell 160 so that the inclined wall fixing portion 225 can be rotatably installed. A plurality of vanes 205 may be provided at regular intervals to vary the flow of the exhaust gas.

복수의 베인(205) 각각은, 경사벽(210)과 경사벽(210)을 고정하는 경사벽고정부(225)를 포함하고 제2공간(120) 내에서 회전될 수 있다. 경사벽고정부(225)에는 경사벽(210)이 삽입 설치될 수 있다. Each of the plurality of vanes 205 includes an inclined wall fixing portion 225 for fixing the inclined wall 210 and the inclined wall 210 and can be rotated in the second space 120. An inclined wall 210 may be inserted into the inclined wall fixing portion 225. [

경사벽(210)은 평평한 강판 형상일 수 있고, 경사벽고정부(225)와 서로 분리될 수 있다. 따라서, 경사벽(210)이 배기가스에 의해 부식되거나 열에 의한 변형이 생겼을 때 쉽게 교체가 가능한 장점이 있다.The inclined wall 210 may be a flat steel plate shape and may be separated from the inclined wall fixing portion 225 from each other. Therefore, there is an advantage that the inclined wall 210 can be easily replaced when the inclined wall 210 is corroded by exhaust gas or deformed by heat.

베인(205)은 구동수단(미도시)에 의해 구동될 수 있다. 구동수단(미도시)은 복수의 베인(205) 중 적어도 하나의 베인(205)을 회전시키도록 회전 구동력을 발생시킨다. 구동수단(미도시)은 모터, 유압모터 및 공기압 엑추에이터 중 적어도 하나일 수 있다.Vane 205 may be driven by drive means (not shown). The driving means (not shown) generates a rotational driving force to rotate at least one vane 205 of the plurality of vanes 205. The driving means (not shown) may be at least one of a motor, a hydraulic motor, and an air pressure actuator.

구동수단(미도시)은 복수의 베인(205) 중 하나의 베인(205)의 회전중심축(220)과 연결되고, 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 베인(205)은 함께 회전되도록 링크(230)에 의해 연결될 수 있다. 이 경우 복수의 베인(205)이 링크(230)와 연결되어 있어 구동수단(미도시)이 회전됨에 따라 한 개의 베인(205)만 움직이더라도 링크(205)에 연결된 모든 베인(205)이 동일한 각도로 동작할 수 있다. The driving means (not shown) is connected to the rotational center shaft 220 of one of the plurality of vanes 205, and the plurality of vanes 205 are linked 230). In this case, since the plurality of vanes 205 are connected to the link 230 so that even if only one vane 205 moves as the driving means (not shown) is rotated, all the vanes 205 connected to the link 205 are at the same angle .

도시하지는 않았지만, 구동수단을 제어하는 제어부를 포함할 수 있으며, 제어부는 유량에 따라 구동수단을 구동 제어하여 복수의 베인(205)의 각도가 변경되도록 한다.Although not shown, the control unit may include a control unit for controlling the driving means, and the control unit drives and controls the driving means according to the flow rate so that the angles of the plurality of vanes 205 are changed.

링크(230)는 라운드 타입의 금속 와이어 일 수 있으나, 실시 예에 따라 케이블 등 베인(205)과 베인(205)을 서로 연결하고, 구동수단에 연결된 베인이 회전함에 따라 그와 연결된 다른 베인들을 회전시킬 수 있는 수단이면 어떠한 형태이든 무방하다.The link 230 can be a round-type metal wire, but according to an embodiment, the cable vane 205 and the vane 205 are connected to each other, and as the vane connected to the drive means rotates, Any means may be used.

실시 예에 따라서는, 본 실시예와는 달리, 구동수단(미도시)은 복수의 베인 각각에 설치되어 링크 장치 없이 베인을 움직이게 할 수도 있다.According to the embodiment, unlike the present embodiment, the driving means (not shown) may be provided on each of the plurality of vanes so as to move the vane without linkage.

SCR믹서는 제1 공간(110)으로 유입되는 배기가스의 흐름을 변경하는 제1 변경수단을 추가로 포함한다.The SCR mixer further includes first changing means for changing the flow of the exhaust gas flowing into the first space (110).

제1 변경수단은 제1 공간(110)으로 유입되는 배기가스의 흐름을 변경시킨다. 본 실시예에서 제1 변경수단은 배기가스를 스월시키는 스월발생부(180)를 포함한다.The first changing means changes the flow of the exhaust gas flowing into the first space (110). In this embodiment, the first changing means includes a swirl generating portion 180 for sweeping the exhaust gas.

스월발생부(180)는 도 1을 참조하면 이너쉘(160)의 상부 내주면에 설치되고, 반원형상을 가진 한 쌍의 스월 플레이트(190)가 서로 어긋나게 설치되어 입구(200)를 형성하고, 입구(200)를 통해 배기가스의 흐름을 변경하여 이너쉘(160) 내부에서 환원제가 효율적으로 섞일 수 있도록 스월을 발생(도 2의 A방향)시킬 수 있다.1, the swirl generating unit 180 is installed on the inner peripheral surface of the inner shell 160, and a pair of swirl plates 190 having a semicircular shape are provided to be shifted from each other to form an inlet 200, The flow of the exhaust gas is changed through the inner shell 200 so that a swirl can be generated (direction A in FIG. 2) so that the reducing agent can be efficiently mixed in the inner shell 160.

스월을 발생시키는 스월발생부(180)는 도 5를 참조하면 반원형상의 스월 플레이트(190)에 일측은 원주방향으로 연장형성된 연장부(191)를 가지고 스월 플레이트(190)의 둘레면은 길이방향으로 돌출된 접합부(195)가 형성될 수 있다.5, the swirl generating unit 180 having the swirl plate 190 has an extension 191 extending in the circumferential direction at one side of the semicircular swirl plate 190, and a circumferential surface of the swirl plate 190 is extended in the longitudinal direction A protruded joint 195 may be formed.

접합부(195)는 이너쉘(160)의 내주면에 접합될 수 있다. 스월 플레이트(190)의 직경은 이너쉘(160)의 내경과 동일할 수 있다.The joint portion 195 may be joined to the inner peripheral surface of the inner shell 160. The diameter of the swash plate 190 may be the same as the inner diameter of the inner shell 160.

스월 플레이트(190)는 천장부(192), 연결부(193) 및 바닥부(194)로 구성될 수 있다. 연결부(193)는 천장부(192)와 바닥부(194) 사이에 형성되고, 천장부(192)는 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍의 스월 플레이트(190)가 서로 결합될 때 입구(200)의 상부가 되고, 바닥부(194)는 입구(200)의 바닥이 되며, 연장부(191)는 상대 스월 플레이트(190)의 천장부(192) 밑에서 입구(200) 안쪽으로 더 들어가 위치하게 된다. 따라서, 스월 플레이트(190)는 천장부(192)가 바닥부(194) 보다 높으며, 연결부(193)은 그와 같이 높이가 다른 바닥부(193) 및 천장부(192)를 연결하는 구조이다.The swirl plate 190 may be composed of a ceiling portion 192, a connecting portion 193, and a bottom portion 194. The connecting portion 193 is formed between the ceiling portion 192 and the bottom portion 194 and the ceiling portion 192 is formed at the inlet portion 194 when the pair of swash plates 190 are coupled to each other as shown in FIGS. The bottom portion 194 is the bottom of the inlet 200 and the extension portion 191 is located further under the ceiling portion 192 of the relative swash plate 190 and inside the inlet 200 do. Therefore, the swash plate 190 has a structure in which the ceiling portion 192 is higher than the bottom portion 194, and the connection portion 193 connects the bottom portion 193 and the ceiling portion 192 having different heights.

또한, 도 1 및 도 5에서와 같이 동일한 형상의 한 쌍의 스월 플레이트(190)가 서로 180도 회전 위치되어 결합되면 스월발생부(180)가 되고 한 쌍의 입구(200)가 형성되는데 이때 두 개의 스월 플레이트(190)가 입구(200)에서 서로 지지될 수 있도록 지지벽(196)이 추가로 포함된다. 지지벽(196)은 지지벽고정홈(197)에 적어도 하나 이상 설치될 수 있고, 지지벽고정홈(197)은 천장부(192)와 연장부(197)에 형성될 수 있다. 지지벽(196)은 복수개가 일정간격으로 이격된 상태로 설치될 수 있고, 스월을 강화시키는 효과가 있다.As shown in FIGS. 1 and 5, when a pair of swirl plates 190 having the same shape are rotated and coupled to each other by 180 degrees, the swirl generating part 180 becomes a swirl generating part 180 and a pair of inlets 200 are formed. A support wall 196 is further included to allow the swirl plates 190 to be supported by each other at the inlet 200. At least one support wall 196 may be provided in the support wall fixing groove 197 and the support wall fixing groove 197 may be formed in the ceiling 192 and the extension 197. A plurality of support walls 196 can be provided in a state of being spaced apart from each other at regular intervals, and the effect of enhancing the swirl can be obtained.

본 실시 예에서는 스월 플레이트(190) 구조를 통해 스월을 발생시키는 방식을 취하고 있으나 스월을 발생시킬 수 있는 구조라면 어느 것이든 무방하다.In this embodiment, the swirl plate 190 is used to generate the swirl, but any swirl may be generated.

플로우 가이드부(250)의 중심부는 도 2에 도시된 바와 같이 이너쉘(160)의 내부에서 상방으로 돌출되고, 플로우 가이드부(250)의 가장자리부는 제2 아우터쉘(172)의 내주면에 결합된다. 또한, 플로우 가이드부(250)의 중심부는 중공으로 형성되어 믹서 내의 배기가스가 믹서 밖으로 배출될 수 있는 통로를 제공한다.2, the flow guider 250 protrudes upward in the inner shell 160 and the edge of the flow guider 250 is coupled to the inner circumferential surface of the second outer shell 172 . In addition, the central portion of the flow guide portion 250 is formed hollow to provide a passage through which the exhaust gas in the mixer can be discharged out of the mixer.

SCR 믹서는 도 2에 도시된 바와 같이 제2 공간(120)으로 유입된 배기가스가 제1 공간(110)으로 유입되도록 제2 공간(120)과 제1 공간(110)은 서로 연통될 수 있다. 이를 달성하기 위해 SCR 믹서(100)는 이너쉘(160) 하부에 플로우 가이드부(250)를 추가로 포함할 수 있다. 플로우 가이드부(250)는 제2 공간(120)에서 하향된 배기가스 흐름을 제1 공간(110)으로 상향시키며 가이드(B방향 참조) 한다.The second space 120 and the first space 110 may communicate with each other so that the exhaust gas flowing into the second space 120 flows into the first space 110 as shown in FIG. . In order to achieve this, the SCR mixer 100 may further include a flow guide portion 250 under the inner shell 160. The flow guide portion 250 upwardly guides the downward flow of exhaust gas from the second space 120 to the first space 110 and the guide (see arrow B).

그리고 상기의 구조를 가진 SCR 믹서(100)를 포함하는 SCR 장치는 도 3 및 도 4를 참조하면, DOC(260), SCR 믹서(100), SDPF(270)를 포함한다.3 and 4, the SCR device including the SCR mixer 100 having the above structure includes the DOC 260, the SCR mixer 100, and the SDPF 270.

그리고, DOC(260), SCR 믹서(100), SDPF(270)는 전술한 바와 같이 아우터쉘에 설치되는데 아우터쉘은 도3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제1 아우터쉘(171)과 제2 아우터쉘(172)로 구성되고 외주면에 나사(또는 볼트) 결합될 수 있도록 제1 아우터쉘(171)에는 제1 결합부(175)가 형성되고 제2 아우터쉘(172)에는 제1 결합부(175)와 대응되는 제2 결합부(176)가 형성 될 수 있다.3 and 4, the DOC 260, the SCR mixer 100, and the SDPF 270 are installed in the outer shell as described above. The outer shell includes the first outer shell 171 and the second outer shell 171, The first outer shell 171 is formed with the first coupling portion 175 and the second outer shell 172 is formed with the first coupling portion 175 and the second coupling portion 175 is formed with the outer shell 172, 175 may be formed in the second coupling portion 176.

제1 아우터쉘(171)에는 DOC(260)가 설치될 수 있고, 제2 아우터쉘(172)에는 SCR 믹서(100)와 SDPF(270)가 설치될 수 있다. DOC(260)와 SDPF(270)는 통상의 지식을 가진자에게 있어 자명한 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.The DOC 260 may be installed in the first outer shell 171 and the SCR mixer 100 and the SDPF 270 may be installed in the second outer shell 172. Since the DOC 260 and the SDPF 270 are obvious to those of ordinary skill in the art, a detailed description thereof will be omitted.

제1 아우터쉘(171)에는 흡기다기관과 연결되는 인렛(280)이 설치되고, 제2 아우터쉘(172)에는 머플러와 연결되는 아웃렛(290)이 설치될 수 있다. The first outer shell 171 is provided with an inlet 280 connected to the intake manifold and the second outer shell 172 may be provided with an outlet 290 connected to the muffler.

다음으로 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 SCR 믹서(100)가 배기가스를 믹싱하는 원리에 대해서 설명한다.Next, with reference to FIG. 2, the principle of mixing the exhaust gas by the SCR mixer 100 according to the embodiment of the present invention will be described.

먼저 배기가스가 DOC(260)를 통해 1차 정화가 되고 DOC(260)하부에 설치된 SCR 믹서(100)로 유입된다. 배기가스는 SCR 믹서(100)의 제1 공간(110)과 제2 공간(120)으로 나뉘어서 유입된다. 배기가스는 제1 공간(110)을 유입하기 전 스월발생부(180)를 통해 스월되면서 제1 공간(110)으로 유입된다. 배기가스의 일부는 제2 공간(120)으로 유입되는데 이때 제2 공간(120)에 형성된 복수의 베인(205)을 통해 하방으로 경사져 유동된다. 베인(205)은 상기에 언급한 바와 같이 유량에 따라 각도가 가변될 수 있다.First, the exhaust gas is firstly purified through the DOC 260 and flows into the SCR mixer 100 installed under the DOC 260. The exhaust gas is divided into the first space 110 and the second space 120 of the SCR mixer 100 and flows in. The exhaust gas swirls through the swirl generating unit 180 before entering the first space 110, and flows into the first space 110. A part of the exhaust gas flows into the second space 120 and is then tilted downward through a plurality of vanes 205 formed in the second space 120. The angle of the vane 205 may vary depending on the flow rate as described above.

이너쉘(160)이 외부에 노출된 상태일 경우 외부기온에 의해 표면이 식어 버리는데 이때 환원제가 이너쉘(160) 내부에 분사되면 환원제가 미립화가 되지 않고 고형화되어 이너쉘(160) 내벽에 눌러 붙는 환원제 석출물(Deposit)이 발생된다. 따라서 본 발명은 제2 공간(120)으로 유입된 배기가스가 이너쉘(160)을 감싸도록 함으로써 이너쉘(160)이 배기가스 열에 의해 가열된 상태를 유지함에 따라 환원제 석출물이 발생되지 않거나 매우 적게 발생되는 효과가 있다.When the inner shell 160 is exposed to the outside, the surface of the inner shell 160 is cooled by the external temperature. At this time, when the reducing agent is injected into the inner shell 160, the reducing agent is solidified without being atomized, A reducing agent deposit is generated. Therefore, according to the present invention, as the exhaust gas flowing into the second space 120 surrounds the inner shell 160, the inner shell 160 keeps the state heated by the exhaust gas heat so that the reducing agent precipitates are not generated, There is an effect to be generated.

제2 공간(120)으로 유입된 배기가스는 이너쉘(160)이 식지 않도록 하는 역할을 함과 동시에 복수의 베인(205)에 형성된 경사벽(210)에 의해 가이드 되면서 SCR 믹서(100)의 하부에 형성된 플로우 가이드부(250)로 이동하고 플로우 가이드부(250)는 제2 공간(120)으로 유입된 배기가스가 제1 공간(110)으로 유입되도록 연통시킨다.The exhaust gas flowing into the second space 120 serves to prevent the inner shell 160 from cooling down and is guided by the inclined walls 210 formed in the plurality of vanes 205 and the lower part of the SCR mixer 100 The flow guide unit 250 moves the exhaust gas flowing into the second space 120 to flow into the first space 110.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 제2 공간(120)에서 하방으로 이동하는 배기가스가 플로우 가이드부(250)에 의해 이너쉘(160) 내부에서 상방으로 이동(B방향 참조)하면서 제1 공간(110)에서 스월되고 있는 배기가스와 믹싱이 된다. 따라서 제1 공간(110)과 제2 공간(120)으로 분리된 SCR 믹서(100)는 환원재가 분사되는 제1 공간(110)이 외부에 노출되면서 발생되는 환원제의 고형화를 억제하고 제1 공간(110)에서 1차적으로 스월 되면서 1차 믹싱을 하고, 제2 공간(120)에서 유입된 배기가스를 통해 2차 믹싱이 되도록 하여 제한된 공간에서 배기가스 및 환원제가 골고루 믹싱되도록 하는 효과를 가질 수 있다. 2, the exhaust gas moving downward in the second space 120 is moved upward (refer to the direction B) inside the inner shell 160 by the flow guide portion 250, Is mixed with the exhaust gas swirling in the exhaust passage (110). Therefore, the SCR mixer 100 separated into the first space 110 and the second space 120 suppresses the solidification of the reducing agent generated while the first space 110 in which the reducing material is injected is exposed to the outside, 110), and the second mixing is performed through the exhaust gas flowing in the second space 120, so that the exhaust gas and the reducing agent can be mixed evenly in a limited space .

상기와 같은 방법으로 환원제와 함께 믹싱된 배기가스는 플로우 가이드부(250)의 중심부에 형성된 배출 통로를 통해 C방향으로 배출되어 SDPF(270)로 이동하게 된다.The exhaust gas mixed with the reducing agent is discharged in the C direction through the discharge passage formed at the center of the flow guide part 250 and is moved to the SDPF 270.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

100: SCR 믹서
110: 제1 공간
120: 제2 공간
130: 주입부
160: 이너쉘
171: 제1 아우터쉘
172: 제2 아우터쉘
175: 제1 결합부
176: 제2 결합부
180: 스월발생부
190: 스월 플레이트
200: 입구
205: 베인
210: 경사벽
220: 회전중심축
225: 경사벽고정부
230: 링크
250: 플로우 가이드부
260: DOC
270: SDPF
280: 인렛
290: 아웃렛100: SCR mixer
110: First space
120: Second space
130:
160: inner shell
171: first outer shell
172: second outer shell
175:
176:
180: Swirl generator
190: Swirl plate
200: Entrance
205: Vane
210: inclined wall
220: rotation center axis
225:
230: Link
250: Flow guide portion
260: DOC
270: SDPF
280: Inlet
290: Outlet

Claims (10)

배기가스의 적어도 일부가 유입되는 제1 공간;
상기 배기가스의 다른 적어도 일부가 유입되며, 상기 제1 공간을 둘러싸는 제2 공간;
상기 제1 공간 내로 환원제를 주입하기 위한 주입부;
상기 제2 공간에 설치되어 상기 주입되는 환원제에 직접 노출되지 않고, 상기 제2공간으로 유입되는 상기 배기가스의 흐름을 가변적으로 변경하는 제2 변경수단;
을 포함하되,
상기 제2 공간으로 유입된 상기 배기가스가 상기 제1 공간으로 유입되도록 상기 제2 공간은 상기 제1 공간과 연통되도록 구성되고 상기 제2 공간에서 하향된 배기가스 흐름을 상기 제1 공간으로 상향시키는 플로우 가이드부를 포함하며, 상기 제1공간내에서 제1 변경수단에 의해 흐름이 변경된 상기 배기가스의 일부와 상기 제1공간으로 주입된 상기 환원제가 혼합되면서 상기 제2공간으로부터 상기 제1 공간으로 유입된 상기 다른 일부의 배기가스가 상기 제1공간에서 추가 혼합되는 것을 특징으로 하는 SCR 믹서.A first space through which at least a portion of the exhaust gas flows;
A second space through which at least another portion of the exhaust gas is introduced and surrounds the first space;
An injector for injecting a reducing agent into the first space;
Second changing means installed in the second space to variably change the flow of the exhaust gas flowing into the second space without being directly exposed to the injected reducing agent;
≪ / RTI >
Wherein the second space is configured to communicate with the first space so that the exhaust gas flowing into the second space flows into the first space and the exhaust gas flow downward in the second space is upwardly introduced into the first space And a flow guide portion, wherein a part of the exhaust gas whose flow is changed by the first changing means in the first space and the reducing agent injected into the first space are mixed, And the other part of the exhaust gas is further mixed in the first space. 제1항에 있어서,
상기 제2변경수단은 상기 배기가스의 유량에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 SCR믹서.The method according to claim 1,
Wherein the second changing means is variable according to the flow rate of the exhaust gas. 제1항에 있어서,
상기 제2 변경수단은 회전 가능하게 설치되어 상기 배기가스의 흐름을 가변시키는 복수의 베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR 믹서.The method according to claim 1,
Wherein the second changing means includes a plurality of vanes rotatably installed to vary the flow of the exhaust gas. 제3항에 있어서,
상기 복수의 베인은 함께 가변되도록 링크로 서로 연결된 것을 특징으로 하는 SCR믹서.The method of claim 3,
Wherein the plurality of vanes are linked together in a link so as to be mutually variable. 제3항에 있어서,
상기 복수의 베인 각각은, 경사벽과 상기 제2공간 내에서 회전 가능하게 설치되고 상기 경사벽이 삽입되어 고정되는 경사벽고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR믹서.The method of claim 3,
Wherein each of the plurality of vanes includes an inclined wall and an inclined wall fixed portion that is rotatably installed in the second space and in which the inclined wall is inserted and fixed. 제3항에 있어서,
상기 복수의 베인 중 적어도 하나의 베인을 회전시키도록 회전 구동력을 발생시키는 구동수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 SCR믹서.The method of claim 3,
Further comprising driving means for generating a rotational driving force to rotate at least one of the plurality of vanes. 제6항에 있어서,
상기 구동수단은 상기 복수의 베인 중 하나의 베인과 연결되고, 상기 복수의 베인은 함께 회전되도록 링크에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 SCR믹서.The method according to claim 6,
The drive means being connected to one of the plurality of vanes and the plurality of vanes being linked by a link to rotate together. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 공간으로 유입되는 상기 배기가스의 흐름을 변경하는 제1 변경수단을 추가로 포함하고 상기 제1 변경수단은 상기 배기가스를 스월 시키는 스월발생부인 것을 특징으로 하는 SCR 믹서.The method according to claim 1,
Further comprising first changing means for changing the flow of the exhaust gas flowing into the first space, wherein the first changing means is a swirl generating portion for swirling the exhaust gas. DOC;
상기 DOC에 연결된 믹서;
싱기 믹서와 연결된 SDPF를 포함하되,
상기 믹서는
배기가스의 적어도 일부가 유입되는 제1 공간;
상기 배기가스의 다른 적어도 일부가 유입되며, 상기 제1 공간을 둘러싸는 제2 공간;
상기 제1 공간 내로 환원제를 주입하는 주입부;
상기 제2 공간에 설치되어 상기 주입되는 환원제에 직접 노출되지 않고, 상기 배기가스의 흐름을 가변적으로 변경하는 제2변경수단;
을 포함하되,
상기 제2 공간으로 유입된 상기 배기가스가 상기 제1 공간으로 유입되도록 상기 제2 공간은 상기 제1 공간과 연통되도록 구성되고 상기 제2 공간에서 하향된 배기가스 흐름을 상기 제1 공간으로 상향시키는 가이드부를 포함하며, 상기 제1공간내에서 제1 변경수단에 의해 흐름이 변경된 상기 배기가스의 일부와 상기 제1공간으로 주입된 상기 환원제가 혼합되면서 상기 제2공간으로부터 상기 제1 공간으로 유입된 상기 다른 일부의 배기가스가 상기 제1공간에서 추가 혼합되는 것을 특징으로 하는 SCR 장치.DOC;
A mixer coupled to the DOC;
Includes SDPF connected to Singing Mixer,
The mixer
A first space through which at least a portion of the exhaust gas flows;
A second space through which at least another portion of the exhaust gas is introduced and surrounds the first space;
An injector injecting a reducing agent into the first space;
Second changing means installed in the second space to variably change the flow of the exhaust gas without being directly exposed to the injected reducing agent;
≪ / RTI >
Wherein the second space is configured to communicate with the first space so that the exhaust gas flowing into the second space flows into the first space and the exhaust gas flow downward in the second space is upwardly introduced into the first space Wherein a portion of the exhaust gas whose flow is changed by the first changing means in the first space and the reducing agent injected into the first space are mixed with each other, And the other part of the exhaust gas is further mixed in the first space.
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