KR102303018B1 - Urea mixing apparatus for purifying exhaust gas - Google Patents

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이진훈
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Abstract

A urea solution mixing device for purifying an exhaust gas in accordance with the present invention comprises: a housing including an LNT mounting part placed at the side where an exhaust gas is introduced to have an LNT mounted therein, an SDPF mounting part having an SDPF mounted and placed below the LNT mounting part, and a urea solution mixing part for connecting the front end of the LNT mounting part and the front end of the SDPF mounting part to convey the exhaust gas, which has passed the LNT mounting part, to the SDPF mounting part; a spray nozzle installed at the entrance of the urea solution mixing part and spraying the aqueous solution of urea toward the urea solution mixing part; a collision bracket mounted inside the urea solution mixing part to be collided with the urea solution sprayed from the urea solution spray nozzle; and a guide bracket mounted inside the urea solution mixing part to guide the exhaust gas, which has passed the collision bracket, toward a position corresponding to the front of the SDPF mounting part among the inner wall at the front side of the urea solution mixing part. Therefore, a urea solution can be atomized and mixed uniformly with the exhaust gas.

Description

배기가스 정화용 요소수 믹싱장치 {Urea mixing apparatus for purifying exhaust gas}Urea mixing apparatus for purifying exhaust gas

본 발명은 차량의 엔진에서 배출되는 배기가스에 요소수를 효과적으로 혼합시키기 위한 요소수 믹싱장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 배기가스의 흐름 경로 상에서 요소수가 미립화되도록 하면서 배기가스의 유동경로를 최대한 길게 확보하여 요소수 입자가 균일하게 배기가스에 혼합될 수 있도록 구성되는 배기가스 정화용 요소수 믹싱장치에 관한 것이다. The present invention relates to a urea water mixing device for effectively mixing urea water with exhaust gas discharged from an engine of a vehicle, and more particularly, to make the urea water atomized on the flow path of the exhaust gas while making the flow path of the exhaust gas as long as possible. It relates to a urea water mixing device for exhaust gas purification configured to ensure that the urea water particles can be uniformly mixed with the exhaust gas.

일반적으로 엔진에서 배출되는 배기가스는 배기 파이프의 중간에 배치되는 촉매장치(Catalytic Converter)로 유도되어 정화되고 머플러를 통과하면서 소음이 감쇄된 후 테일 배기 파이프를 통해 대기로 방출된다.In general, the exhaust gas discharged from the engine is guided to a catalytic converter disposed in the middle of the exhaust pipe to be purified, and after passing through the muffler, noise is attenuated, and then discharged to the atmosphere through the tail exhaust pipe.

디젤 엔진에서 촉매장치는 배기가스에 포함되어 있는 오염물질을 처리하기 위한 장치로서, 배기가스에 포함된 입자상 물질(PM)을 포집하기 위한 촉매 담체가 내부에 배치되어 엔진에서 배출되는 각종 배기가스를 화학적 변환과정을 통하여 정화한다.In a diesel engine, a catalyst device is a device for treating pollutants contained in exhaust gas, and a catalyst carrier for collecting particulate matter (PM) contained in the exhaust gas is disposed therein to remove various exhaust gases discharged from the engine. It is purified through a chemical transformation process.

상기와 같은 역할을 하는 촉매장치에 적용되는 촉매형식 중의 하나로 선택적 촉매장치(Selective Catalytic Reduction ; SCR)가 있다. 선택적 촉매장치는 NOx를 정화하기 위한 환원제로 암모니아(NH3)를 사용하는 것으로 NOx에 대한 선택도가 매우 우수할 뿐만 아니라, 산소가 존재하는 경우에도 NOx와 암모니아 사이의 반응이 촉진되는 장점이 있어 디젤 엔진에 적용되고 있다.A selective catalytic reduction (SCR) is one of the types of catalysts applied to the catalyst device that performs the above function. The selective catalyst device uses ammonia (NH3) as a reducing agent to purify NOx, and has the advantage that the selectivity to NOx is very good, and the reaction between NOx and ammonia is promoted even in the presence of oxygen. applied to the engine.

그에 대한 반응식은 다음과 같다.The reaction formula for it is as follows.

NOx + NH3(암모니아) → N2 + H2ONOx + NH3 (ammonia) → N2 + H2O

선택적 촉매장치에서 암모니아를 획득하기 위해서는 요소수를 SCR 촉매장치의 상류측에 주입하고, 요소수의 증발 및 분해에 따라 생성되는 암모니아를 취득하여 NOx를 선택적으로 환원시키도록 한다. 통상적으로 요소수의 주입량을 증가시키게 되면 NOx 정화율도 증가하는 경향을 보이나, 일정량 이상의 요소수를 주입하게 되면 생성된 암모니아가 분해되지 않거나 반응하지 않고 남게 되어 대기중으로 배출되어 더 심각한 환경오염을 유발시키게 되는 문제점이 발생한다. 특히, 과도한 암모니아의 생성으로 인하여 배기관을 통해 배출되는 경우 악취를 유발시키게 되어 차량의 품질을 저하시키는 문제점을 발생시킨다.In order to obtain ammonia in the selective catalyst device, urea water is injected upstream of the SCR catalyst device, and ammonia generated according to evaporation and decomposition of urea water is obtained to selectively reduce NOx. In general, if the injection amount of urea water is increased, the NOx purification rate also tends to increase, but if more than a certain amount of urea water is injected, the ammonia produced is not decomposed or left unreacted, and is discharged into the atmosphere, causing more serious environmental pollution. problems arise. In particular, when discharged through the exhaust pipe due to the generation of excessive ammonia, a bad odor is caused, thereby degrading the quality of the vehicle.

따라서 요소수의 주입량을 적정하게 유지시키면서 NOx의 정화율을 높이는 것이 매우 중요하다. 현재에는 선택적 촉매장치의 NOx 정화율을 높이기 위한 방법으로 엔진 회전수와 배기가스의 온도로부터 배기가스에 포함되는 NOx 량을 산출한 다음 요소수의 주입량을 결정하여 분사하는 방식이 제공되고 있다.Therefore, it is very important to increase the NOx purification rate while maintaining an appropriate amount of urea water injected. Currently, as a method for increasing the NOx purification rate of the selective catalyst device, a method of calculating the amount of NOx contained in the exhaust gas from the engine speed and the temperature of the exhaust gas and then determining the injection amount of urea water is provided.

또한, 최근 들어서는 DPF(Diesel Particular Filter)에 SCR촉매를 코팅한 SDPF 사용이 증가하고 있는데, 이와 같이 SDPF에 요소수를 분사하여 NOx를 정화하고자 하는 경우 NOx 정화효율을 높이기 위해서는 요소수 입자와 배기가스가 고르게 혼합되어야 한다. 요소수 입자와 배기가스가 고르게 혼합되기 위해서는 요소수 입자와 배기가스가 혼합되는 시간이 충분히 확보되어야 하는바, 요소수 분사노즐로부터 SDPF까지의 거리가 기준치 이상으로 길게 제공되어야 한다. 그러나 요소수 분사노즐과 SDPF 사이의 거리가 길어지면 요소수 믹싱장치가 대형화된다는 문제점이 있다. In addition, in recent years, the use of SDPF coated with SCR catalyst on DPF (Diesel Particular Filter) has been increasing. should be mixed evenly. In order to evenly mix urea water particles and exhaust gas, a sufficient time for mixing urea water particles and exhaust gas must be secured, and the distance from the urea water injection nozzle to the SDPF must be longer than the standard value. However, if the distance between the urea water injection nozzle and the SDPF increases, there is a problem that the urea water mixing device becomes larger.

또한, 요소수 입자와 배기가스가 고르게 혼합되기 위해서는 요소수 입자의 분무 균일도가 향상되어야 하는바, 최근 들어서는 요소수 분사경로에 충돌판을 설치하여 분사된 요소수가 미립화되도록 구성되는 요소수 믹싱장치가 본 출원인에 의해 제안된 바 있다. 그러나 종래의 요소수 믹싱장치는 단순히 요소수를 미립화시킬 뿐 배기가스의 유동경로를 증가시키는 기능은 없으므로 요소수와 배기가스의 혼합 효율을 높이는데는 한계가 있다는 문제점이 있다.In addition, in order to evenly mix urea water particles and exhaust gas, the spray uniformity of the urea water particles must be improved. It has been proposed by the present applicant. However, since the conventional urea water mixing device simply atomizes the urea water and does not have a function of increasing the flow path of the exhaust gas, there is a problem in that there is a limit in increasing the mixing efficiency of the urea water and the exhaust gas.

KR 10-1999739 B1KR 10-1999739 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 배기가스 유로로 분사되는 요소수를 미립화시킬 수 있고, 요소수의 유동경로에 와류를 발생시켜 요소수를 배기가스에 고르게 혼합시킬 수 있으며, 배기가스가 나선형으로 유동하게 하여 요소수와 배기가스의 혼합시간을 최대한 길게 확보할 수 있는 배기가스 정화용 요소수 믹싱장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and it is possible to atomize the urea water injected into the exhaust gas flow path, and to generate a vortex in the flow path of the urea water to evenly mix the urea water with the exhaust gas, , an object of the present invention is to provide a urea water mixing device for exhaust gas purification that can ensure the mixing time of urea water and exhaust gas as long as possible by allowing the exhaust gas to flow spirally.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치는, 배기가스가 유입되는 측에 위치하여 LNT가 내부에 장착되는 LNT 장착부와, SDPF가 내부에 장착되어 상기 LNT 장착부의 하측에 위치되는 SDPF 장착부와, 상기 LNT 장착부의 전단과 상기 SDPF 장착부의 전단을 연결하여 상기 LNT 장착부를 통과한 배기가스를 상기 SDPF 장착부로 전달하는 요소수 믹싱부를 구비하는 하우징; 상기 요소수 믹싱부의 입구측에 설치되며, 상기 요소수 믹싱부 출구측을 향해 요소수 수용액을 분사하는 요소수 분사노즐; 상기 요소수 믹싱부의 내측에 장착되어, 상기 요소수 분사노즐로부터 분사된 요소수가 부딪히는 충돌브라켓; 상기 요소수 믹싱부의 내측에 장착되어, 상기 충돌브라켓을 지난 배기가스를 상기 요소수 믹싱부의 전방측 내벽 중 상기 SDPF 장착부 전방과 대응되는 지점을 향해 안내하는 가이드브라켓;을 포함하여 구성된다.The urea water mixing apparatus according to the present invention for achieving the above object includes an LNT mounting part that is located on the side where exhaust gas is introduced and LNT is mounted therein, and an SDPF that is mounted therein and is located below the LNT mounting part. a housing having an SDPF mounting unit that is used, and a urea water mixing unit connecting the front end of the LNT mounting unit and the front end of the SDPF mounting unit to transfer the exhaust gas passing through the LNT mounting unit to the SDPF mounting unit; a urea water injection nozzle installed on the inlet side of the urea water mixing unit, and spraying the urea water solution toward the outlet side of the urea water mixing unit; a collision bracket that is mounted on the inside of the urea water mixing unit and collides with the urea water sprayed from the urea water injection nozzle; and a guide bracket mounted inside the urea water mixing unit to guide the exhaust gas passing through the collision bracket toward a point corresponding to the front of the SDPF mounting unit among the inner walls of the front side of the urea water mixing unit.

상기 가이드브라켓은, 상기 요소수 분사노즐로부터 분사되는 요소수의 분사경로와 상기 LNT의 전단 사이를 가로막는 보호판과, 상기 요소수 믹싱부의 폭방향 일측으로 유동하는 배기가스를 상기 요소수 믹싱부의 폭방향 타측으로 안내하는 제1 가이드판과, 상기 제1 가이드판에 의해 요소수 믹싱부의 폭방향 타측으로 유동하는 배기가스를 상기 요소수 믹싱부의 전방측 내벽으로 안내하는 제2 가이드판을 포함한다.The guide bracket includes a protective plate that blocks between the injection path of the urea water injected from the urea water injection nozzle and the front end of the LNT, and the exhaust gas flowing to one side in the width direction of the urea water mixing unit in the width direction of the urea water mixing unit A first guide plate for guiding to the other side, and a second guide plate for guiding the exhaust gas flowing to the other side in the width direction of the urea water mixing unit by the first guide plate to the front inner wall of the urea water mixing unit.

상기 충돌브라켓은, 전방을 향해 연장되되 폭방향 일측이 폭방향 타측보다 높아지도록 경사지게 배열되는 제1 충돌판과, 상기 제1 충돌판의 폭방향 일측 하방에 위치하여 전방을 향해 연장되되 폭방향 일측이 폭방향 타측보다 낮아지도록 경사지게 배열되는 제2 충돌판과, 상기 제1 충돌판의 폭방향 타측 하방에 위치하여 전방을 향해 연장되되 폭방향 일측이 폭방향 타측보다 높아지도록 경사지게 배열되는 제3 충돌판을 포함한다.The collision bracket includes a first collision plate that extends toward the front and is arranged to be inclined so that one side in the width direction is higher than the other side in the width direction, and the first collision plate is located below one side in the width direction of the first collision plate and extends toward the front, one side in the width direction The second collision plate is arranged to be inclined to be lower than the other side in the width direction, and the third collision plate is located below the other side in the width direction of the first collision plate and is extended toward the front so that one side in the width direction is inclined so that one side in the width direction is higher than the other side in the width direction. includes plate.

상기 제2 충돌판 및 제3 충돌판은 상기 제1 충돌판보다 길게 전방으로 연장된다.The second collision plate and the third collision plate extend forwardly longer than the first collision plate.

상기 충돌브라켓은, 상기 제1 충돌판의 후단과 제2 충돌판의 후단과 제3 충돌판의 후단에 연결되어 상기 보호판에 결합되는 제1 안착판과, 상기 제2 충돌판의 전단과 제3 충돌판의 전단에 연결되어 상기 요소수 믹싱부의 전방측 내벽에 결합되는 제2 안착판을 더 포함한다.The collision bracket includes a first seating plate connected to a rear end of the first collision plate, a rear end of a second collision plate, and a rear end of a third collision plate and coupled to the protection plate, a front end of the second collision plate, and a third It further includes a second seating plate connected to the front end of the collision plate coupled to the front inner wall of the urea water mixing unit.

상기 요소수 믹싱부는, 상기 LNT 장착부의 전단 하측과 상기 SDPF 장착부의 전단 상측을 연결하는 후방케이스와, 상기 LNT 장착부의 전방과 상기 SDPF 장착부의 전방과 상기 후방케이스의 전방을 덮도록 장착되는 전방케이스로 구성된다.The urea water mixing unit includes a rear case connecting the lower front end of the LNT mounting unit and the upper front end of the SDPF mounting unit, and a front case mounted to cover the front of the LNT mounting unit and the front of the SDPF mounting unit and the front of the rear case is composed of

상기 SDPF 장착부는 길이방향 일단이 전방을 향하는 원통 형상으로 형성되고, 상기 SDPF 장착부와 상기 전방케이스 사이에는 상기 SDPF 장착부와 중심축이 나란한 원통 형상의 내측공간이 마련되며, 상기 제2 가이드판은, 상기 SDPF 장착부의 전방과 대응되는 전방케이스의 내벽 중 좌측 또는 우측으로 배기가스를 안내하도록 구성되어, 상기 배기가스는 상기 SDPF 장착부와 상기 전방케이스 사이의 내측공간에서 나선형으로 유동하면서 상기 SDPF 장착부로 유입된다.The SDPF mounting part is formed in a cylindrical shape with one longitudinal end facing forward, and between the SDPF mounting part and the front case, an inner space of a cylindrical shape parallel to the SDPF mounting part and the central axis is provided, the second guide plate, configured to guide the exhaust gas to the left or right of the inner wall of the front case corresponding to the front of the SDPF mounting part, and the exhaust gas flows into the SDPF mounting part while spirally flowing in the inner space between the SDPF mounting part and the front case do.

본 발명에 의한 배기가스 정화용 요소수 믹싱장치를 이용하면, 배기가스 유로로 분사되는 요소수를 미립화시킬 수 있고, 요소수의 유동경로에 와류를 발생시켜 요소수를 배기가스에 고르게 혼합시킬 수 있으며, 배기가스가 나선형으로 유동하게 하여 요소수와 배기가스의 혼합시간을 최대한 길게 확보할 수 있다는 장점이 있다.By using the urea water mixing device for exhaust gas purification according to the present invention, it is possible to atomize the urea water injected into the exhaust gas flow path, and to generate a vortex in the flow path of the urea water to evenly mix the urea water with the exhaust gas, , it has the advantage that the mixing time of urea water and exhaust gas can be secured as long as possible by allowing the exhaust gas to flow spirally.

도 1은 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치의 측면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치의 정면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치의 분해사시도이다.
도 5는 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치의 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치에 포함되는 충돌브라켓의 정면도, 측면도, 사시도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치에 포함되는 가이드브라켓의 정면도, 측면도, 사시도이다.
도 12 및 도 13은 배기가스의 유동경로를 도시하는 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치의 정면도 및 측면도이다.
도 14는 배기가스 유동 시뮬레이션 결과를 도시한다.1 is a side view of a urea water mixing apparatus according to the present invention.
Figure 2 is a front view of the urea water mixing apparatus according to the present invention.
3 and 4 are exploded perspective views of the urea water mixing apparatus according to the present invention.
5 is a cross-sectional view of the urea water mixing apparatus according to the present invention.
6 to 8 are a front view, a side view, and a perspective view of a collision bracket included in the urea water mixing apparatus according to the present invention.
9 to 11 are a front view, a side view, a perspective view of a guide bracket included in the urea water mixing apparatus according to the present invention.
12 and 13 are a front view and a side view of the urea water mixing apparatus according to the present invention showing the flow path of the exhaust gas.
14 shows the exhaust gas flow simulation results.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the urea water mixing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치의 측면도 및 정면도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치의 분해사시도이고, 도 5는 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치의 단면도이다.1 and 2 are a side view and a front view of a urea water mixing apparatus according to the present invention, FIGS. 3 and 4 are an exploded perspective view of a urea water mixing apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a urea water mixing apparatus according to the present invention is a cross section of

본 발명에 의한 요소수 믹싱장치는, SCR(Selective Catalytic Reduction)이나 SCR이 코팅된 DPF(Diesel Particular Filter) 즉, SDPF(300)에 요소수를 분사시켜 배기가스에 포함된 NOx를 수소와 물로 환원시키기 위한 장치로서, 분사된 요소수가 어느 일부의 배기가스에만 혼합되지 아니하고 모든 배기가스에 고르게 혼합될 수 있으면서, 장치의 규격을 증가시키지 아니하더라도 요소수와 배기가스의 접촉시간을 증대시킬 수 있도록 구성된다는 점에 특징이 있다.Urea water mixing apparatus according to the present invention, SCR (Selective Catalytic Reduction) or DPF (Diesel Particular Filter) coated with SCR, that is, urea water is sprayed to SDPF 300 to reduce NOx contained in exhaust gas to hydrogen and water It is a device to increase the contact time between the number of urea and the exhaust gas even without increasing the standard of the device, while the sprayed urea water is not mixed with only some exhaust gases and can be mixed evenly with all exhaust gases. It is characterized by being

즉, 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치는, LNT 장착부(110)와 SDPF 장착부(130)와 요소수 믹싱부(120)를 구비하는 하우징(100)과, 상기 요소수 믹싱부(120)의 입구측에 설치되며 상기 요소수 믹싱부(120) 출구측을 향해 요소수 수용액을 분사하는 요소수 분사노즐(400)과, 상기 요소수 믹싱부(120)의 내측에 장착되어 상기 요소수 분사노즐(400)로부터 분사된 요소수가 부딪히는 충돌브라켓(500)과, 상기 요소수 믹싱부(120)의 내측에 장착되어 상기 충돌브라켓(500)을 지난 배기가스를 상기 요소수 믹싱부(120)의 전방측 내벽 중 상기 SDPF 장착부(130) 전방과 대응되는 지점을 향해 안내하는 가이드브라켓(600)을 포함하여 구성된다. That is, the urea water mixing apparatus according to the present invention includes a housing 100 having an LNT mounting unit 110 , an SDPF mounting unit 130 , and a urea water mixing unit 120 , and an inlet of the urea water mixing unit 120 . A urea water injection nozzle 400 installed on the side and spraying an aqueous urea solution toward the outlet side of the urea water mixing unit 120, and the urea water injection nozzle installed inside the urea water mixing unit 120 ( The collision bracket 500 where the urea water sprayed from 400 collides, and the exhaust gas that is mounted inside the urea water mixing unit 120 and passed the collision bracket 500 is transferred to the front side of the urea water mixing unit 120 . It is configured to include a guide bracket 600 for guiding toward a point corresponding to the front of the SDPF mounting part 130 of the inner wall.

상기 LNT 장착부(110)는 배기가스가 유입되는 측에 위치하여 LNT(200)가 내부에 장착되고, SDPF 장착부(130)는 SDPF(300)가 내부에 장착되어 상기 LNT 장착부(110)의 하측에 위치되며, 요소수 믹싱부(120)는 상기 LNT 장착부(110)의 전단과 상기 SDPF 장착부(130)의 전단을 연결하도록 설치되어 상기 LNT 장착부(110)를 통과한 배기가스를 상기 SDPF 장착부(130)로 전달하는 역할을 수행한다. The LNT mounting unit 110 is located on the side where the exhaust gas is introduced, the LNT 200 is mounted therein, and the SDPF mounting unit 130 has the SDPF 300 mounted therein to the lower side of the LNT mounting unit 110 . Located, the urea mixing unit 120 is installed to connect the front end of the LNT mounting unit 110 and the front end of the SDPF mounting unit 130, and the exhaust gas passing through the LNT mounting unit 110 is supplied to the SDPF mounting unit 130 ) to transfer the

상기 요소수 분사노즐(400)로부터 분사된 요소수는 충돌브라켓(500)에 부딪히는 과정에서 미립화되면서 와류가 발생하는바, LNT 장착부(110)로부터 배출되는 배기가스와 고르게 혼합될 수 있다. 이때, 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치는 요소수와 혼합된 배기가스를 곧바로 SDPF 장착부(130)로 전달하는 것이 아니라, 요소수와 배기가스의 혼합시간을 최대한 길게 확보할 수 있도록 요소수와 혼합된 배기가스를 요소수 믹싱부(120)의 전방측 내벽으로 가이드하는 별도의 가이드브라켓(600)을 구비한다는 점에 구성상의 가장 큰 특징이 있다.The urea water injected from the urea water injection nozzle 400 is atomized in the process of colliding with the collision bracket 500 to generate a vortex, and thus may be evenly mixed with the exhaust gas discharged from the LNT mounting unit 110 . At this time, the urea water mixing device according to the present invention does not directly deliver the exhaust gas mixed with the urea water to the SDPF mounting unit 130, but mixes the urea water and the urea water to ensure the mixing time of the urea water and the exhaust gas as long as possible. The biggest feature in the configuration is that it has a separate guide bracket 600 for guiding the exhaust gas to the front inner wall of the urea water mixing unit 120 .

이와 같이 요소수와 혼합된 배기가스가 SDPF 장착부(130)로 곧바로 전달되는 것이 아니라 요소수 믹싱부(120)의 전방측 내벽을 향해 이동하였다가 SDPF 장착부(130)로 전달되면, 그만큼 배기가스의 유동경로가 길어지므로 요소수와 배기가스가 충분한 시간동안 접촉한 이후 SDPF 장착부(130)로 유입된다는 장점 즉, 요소수와 배기가스가 완벽하게 혼합될 수 있다는 장점이 있다.As such, the exhaust gas mixed with urea water is not directly delivered to the SDPF mounting unit 130, but moves toward the inner wall of the front side of the urea water mixing unit 120 and is delivered to the SDPF mounting unit 130. Since the flow path is lengthened, the urea water and the exhaust gas are introduced into the SDPF mounting unit 130 after contacting for a sufficient time, that is, there is an advantage that the urea water and the exhaust gas can be perfectly mixed.

이때 상기 가이드브라켓(600)은, 요소수 분사노즐(400)로부터 분사된 요소수가 LNT 장착부(110)로부터 배출되는 배기가스의 유동압력에 의해 분사방향이 변경되지 아니하도록, 상기 요소수 분사노즐(400)로부터 분사되는 요소수의 분사경로와 상기 LNT(200)의 전단 사이를 가로막는 보호판(610)을 구비한다. 이와 같이 요소수 분사경로와 LNT(200) 전단 사이에 보호판(610)이 구비되면, 상기 요소수 분사노즐(400)로부터 분사된 요소수는 배기가스의 배출압력에 영향을 받지 아니하고 충돌브라켓(500)에 부딪히게 되는바, 요소수의 미립화가 효율적으로 이루어질 수 있다는 장점이 있다.At this time, the guide bracket 600, the urea water injection nozzle 400, so that the injection direction is not changed by the flow pressure of the exhaust gas discharged from the LNT mounting unit 110, the urea water injected from the urea water injection nozzle 400 400) and a protective plate 610 that blocks between the injection path of the urea water injected from the LNT 200 and the front end of the LNT 200. As such, when the protection plate 610 is provided between the urea water injection path and the front end of the LNT 200, the urea water injected from the urea water injection nozzle 400 is not affected by the exhaust pressure of the exhaust gas and the collision bracket 500 ), there is an advantage that atomization of the number of urea can be performed efficiently.

한편 상기 LNT 장착부(110)와 SDPF 장착부(130), 요소수 분사노즐(400)은 종래의 요소수 믹싱장치에서도 실질적으로 동일하게 적용되고 있는바, 상기 LNT 장착부(110)와 SDPF 장착부(130), 요소수 분사노즐(400)의 내부구조 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략한다.Meanwhile, the LNT mounting unit 110 , the SDPF mounting unit 130 , and the urea water injection nozzle 400 are substantially the same applied in the conventional urea water mixing apparatus, the LNT mounting unit 110 and the SDPF mounting unit 130 ) , a detailed description of the internal structure and function of the urea water injection nozzle 400 will be omitted.

도 6 내지 도 8은 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치에 포함되는 충돌브라켓(500)의 정면도, 측면도, 사시도이고, 도 9 내지 도 11은 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치에 포함되는 가이드브라켓(600)의 정면도, 측면도, 사시도이다.6 to 8 are a front view, a side view, and a perspective view of a collision bracket 500 included in the urea water mixing apparatus according to the present invention, and FIGS. 9 to 11 are guide brackets included in the urea water mixing apparatus according to the present invention. 600 is a front view, a side view, and a perspective view.

상기 충돌브라켓(500)은 요소수 분사노즐(400)로부터 분사된 요소수와 충돌하여 상기 요소수를 미립화시키기 위한 구성요소로서, 분사된 요소수가 부딪혀 튀어 오를 때 어느 한 방향으로만 집중적으로 튀어 오르는 것이 아니라 여러 방향으로 분산되어 튀어 오를 수 있도록 구성된다는 점에 특징이 있다. The collision bracket 500 is a component for atomizing the urea water by colliding with the urea water sprayed from the urea water injection nozzle 400. Rather, it is characterized in that it is configured so that it can be dispersed and bounced in several directions.

즉, 상기 충돌브라켓(500)은, 전방을 향해 연장되되 폭방향 일측이 폭방향 타측보다 높아지도록 경사지게 배열되는 제1 충돌판(510)과, 상기 제1 충돌판(510)의 폭방향 일측 하방에 위치하여 전방을 향해 연장되되 폭방향 일측이 폭방향 타측보다 낮아지도록 경사지게 배열되는 제2 충돌판(520)과, 상기 제1 충돌판(510)의 폭방향 타측 하방에 위치하여 전방을 향해 연장되되 폭방향 일측이 폭방향 타측보다 높아지도록 경사지게 배열되는 제3 충돌판(530)을 포함하여 구성된다. That is, the collision bracket 500 includes a first collision plate 510 extending forwardly arranged so that one side in the width direction is inclined to be higher than the other side in the width direction, and one side of the first collision plate 510 in the width direction is downward. The second collision plate 520 is positioned and extended toward the front and is inclined so that one side in the width direction is lower than the other side in the width direction, and the second collision plate 520 is located below the other side in the width direction of the first collision plate 510 and extends toward the front. It is configured to include a third collision plate 530 that is inclined so that one side in the width direction is higher than the other side in the width direction.

이때 제1 충돌판(510)과 제2 충돌판(520)과 제3 충돌판(530)은 요소수가 부딪힌 후 튀어 오르는 방향이 서로 상이하도록 설정됨이 바람직하다. 또한, 제1 충돌판(510)과 제2 충돌판(520)과 제3 충돌판(530)에 부딪힌 요소수가 보다 넓게 확산될 수 있도록, 제1 충돌판(510)과 제2 충돌판(520)과 제3 충돌판(530)의 경사방향은 본 실시예에 도시된 바와 같이 상호 멀어지는 방향을 향하도록 설정되어야 할 것이다.At this time, it is preferable that the first collision plate 510 , the second collision plate 520 , and the third collision plate 530 are set so that the direction in which the urea water bounces after colliding is different from each other. In addition, the first collision plate 510 and the second collision plate 520 so that the number of elements colliding with the first collision plate 510, the second collision plate 520, and the third collision plate 530 can be spread more widely. ) and the inclination direction of the third collision plate 530 should be set to face each other away from each other as shown in this embodiment.

상기 언급한 바와 같이 하나의 충돌브라켓(500)에 3개의 충돌판이 구비되면, 도 8에 도시된 점선화살표와 같이 분사된 요소수가 3개의 충돌판에 나뉘어 부딪힌 후 서로 다른 방향으로 튀어 오르면서 넓게 확산 되는바, 미립화된 요소수가 배기가스에 고르게 혼합될 수 있다는 장점이 있다. 이때, 제2 충돌판(520)과 제3 충돌판(530)의 연장 길이가 제1 충돌판(510)과 동일하게 형성되면, 분사된 요소수가 대부분 제1 충돌판(510)에만 부딪히고 제2 충돌판(520)이나 제3 충돌판(530)에는 부딪히지 아니할 수 있다. 따라서 상기 제2 충돌판(520) 및 제3 충돌판(530)은 상기 제1 충돌판(510)보다 길게 전방으로 연장됨이 바람직하다.As mentioned above, when three collision plates are provided in one collision bracket 500, as shown in the dotted arrow shown in FIG. 8, the number of sprayed urea is divided into the three collision plates and collided with each other and then bounced in different directions and spread widely. As a result, there is an advantage that the atomized urea water can be evenly mixed with the exhaust gas. At this time, when the extension length of the second collision plate 520 and the third collision plate 530 is formed to be the same as that of the first collision plate 510 , most of the sprayed urea hits only the first collision plate 510 and the second collision plate 510 . The second collision plate 520 or the third collision plate 530 may not collide. Therefore, it is preferable that the second collision plate 520 and the third collision plate 530 extend forward longer than the first collision plate 510 .

또한 상기 가이드브라켓(600)은, LNT 장착부(110)로부터 배출되는 배기가스가 모두 요소수 믹싱부(120)의 전방측 내벽으로 유동하도록, 상기 요소수 믹싱부(120)의 폭방향 일측(본 실시예에서는 좌측)으로 유동하는 배기가스를 상기 요소수 믹싱부(120)의 폭방향 타측(본 실시예에서는 우측)으로 안내하는 제1 가이드판(620)과, 상기 제1 가이드판(620)에 의해 요소수 믹싱부(120)의 폭방향 타측으로 유동하는 배기가스를 상기 요소수 믹싱부(120)의 전방측 내벽으로 안내하는 제2 가이드판(630)을 포함하여 구성된다. 이와 같이 제1 가이드판(620)과 제2 가이드판(630)이 구비되면, LNT 장착부(110)로부터 배출된 배기가스는 제1 가이드판(620)을 타고 제2 가이드판(630) 측으로 흐른 후 제2 가이드판(630)을 타고 요소수 믹싱부(120)의 전방측 내벽으로 유동하게 되는바, LNT 장착부(110)로부터 배출된 배기가스 전량이 요소수와 장시간 접촉할 수 있게 된다는 장점이 있다.In addition, the guide bracket 600 is a width direction one side of the urea water mixing unit 120 so that all the exhaust gas discharged from the LNT mounting unit 110 flows to the inner wall of the front side of the urea water mixing unit 120 (this In the embodiment, a first guide plate 620 for guiding the exhaust gas flowing to the left side to the other side (the right side in this embodiment) in the width direction of the urea water mixing unit 120, and the first guide plate 620 and a second guide plate 630 for guiding the exhaust gas flowing to the other side in the width direction of the urea water mixing unit 120 to the front inner wall of the urea water mixing unit 120 by the . As such, when the first guide plate 620 and the second guide plate 630 are provided, the exhaust gas discharged from the LNT mounting unit 110 rides the first guide plate 620 and flows toward the second guide plate 630 . After riding the second guide plate 630 and flowing to the inner wall of the front side of the urea water mixing unit 120, the advantage that the entire amount of exhaust gas discharged from the LNT mounting unit 110 can be in contact with the urea water for a long time. have.

한편, 상기 충돌브라켓(500)은 장시간 요소수와 충돌하더라도 장착위치가 변경되거나 흔들리지 아니하도록 안정적으로 고정됨이 바람직하다. 즉, 상기 충돌브라켓(500)은, 상기 제1 충돌판(510)의 후단과 제2 충돌판(520)의 후단과 제3 충돌판(530)의 후단에 연결되어 상기 보호판(610)에 결합되는 제1 안착판(540)과, 상기 제2 충돌판(520)의 전단과 제3 충돌판(530)의 전단에 연결되어 상기 요소수 믹싱부(120)의 전방측 내벽에 결합되는 제2 안착판(550)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, it is preferable that the collision bracket 500 is stably fixed so that the mounting position is not changed or shaken even if it collides with the number of elements for a long time. That is, the collision bracket 500 is connected to the rear end of the first collision plate 510 , the rear end of the second collision plate 520 , and the rear end of the third collision plate 530 , and is coupled to the protection plate 610 . A first seating plate 540 to be used, and a second connected to the front end of the second collision plate 520 and the front end of the third collision plate 530 and coupled to the inner wall of the front side of the urea water mixing unit 120 . A mounting plate 550 may be further included.

예를 들어 상기 요소수 믹싱부(120)가 본 실시예에 도시된 바와 같이 후방케이스(122)와 전방케이스(124)로 구성되는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 보호판(610)은 후방케이스(122)에 고정결합되고, 상기 제1 안착판(540)은 보호판(610)의 앞면에 고정결합되며, 상기 제2 안착판(550)은 전방케이스(124)의 뒷면에 고정결합될 수 있다.For example, when the urea mixing unit 120 is composed of a rear case 122 and a front case 124 as shown in this embodiment, the protection plate 610 is rearward as shown in FIG. 4 . It is fixedly coupled to the case 122 , the first seating plate 540 is fixedly coupled to the front surface of the protection plate 610 , and the second seating plate 550 is fixedly coupled to the rear surface of the front case 124 . have.

도 12 및 도 13은 배기가스의 유동경로를 도시하는 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치의 정면도 및 측면도이고, 도 14는 배기가스 유동 시뮬레이션 결과를 도시한다.12 and 13 are a front view and a side view of a urea water mixing apparatus according to the present invention showing a flow path of exhaust gas, and FIG. 14 shows an exhaust gas flow simulation result.

상기 요소수 믹싱부(120)는 충돌브라켓(500)과 가이드브라켓(600)을 용이하게 장착할 수 있도록, 상기 LNT 장착부(110)의 전단 하측과 상기 SDPF 장착부(130)의 전단 상측을 연결하는 후방케이스(122)와, 상기 LNT 장착부(110)의 전방과 상기 SDPF 장착부(130)의 전방과 상기 후방케이스(122)의 전방을 덮도록 장착되는 전방케이스(124)로 구분될 수 있다.The urea water mixing unit 120 connects the front lower side of the LNT mounting unit 110 and the front end upper side of the SDPF mounting unit 130 so that the collision bracket 500 and the guide bracket 600 can be easily mounted. It may be divided into a rear case 122 and a front case 124 mounted to cover the front of the LNT mounting unit 110 and the front of the SDPF mounting unit 130 and the front of the rear case 122 .

이때, 본 발명에 의한 요소수 믹싱장치는 요소수가 혼합된 배기가스가 제2 가이드판(630)에 의해 전방케이스(124)의 뒷면을 향해 유동한 후, SDPF 장착부(130)의 전방 공간에서 나선형으로 유동하면서 SDPF(300)로 유입되도록 구성될 수 있다.At this time, in the urea water mixing apparatus according to the present invention, the exhaust gas mixed with the urea water flows toward the rear side of the front case 124 by the second guide plate 630 and then spirals in the front space of the SDPF mounting unit 130 . It may be configured to flow into the SDPF (300) while flowing.

이와 같이 배기가스가 나선형으로 유동할 수 있도록, 상기 SDPF 장착부(130)는 길이방향 일단이 전방을 향하는 원통 형상으로 형성되고, 상기 SDPF 장착부(130)와 상기 전방케이스(124) 사이에는 상기 SDPF 장착부(130)와 중심축이 나란한 원통 형상의 내측공간이 마련되어야 한다. 이때 상기 제2 가이드판(630)은 요소수가 혼합된 배기가스를 SDPF 장착부(130)의 전방공간 중심부로 안내하는 것이 아니라, 상기 SDPF 장착부(130)의 전방과 대응되는 전방케이스(124)의 내벽 중 좌측 또는 우측으로 치우친 지점으로 배기가스를 안내하도록 구성된다.In this way, the SDPF mounting unit 130 is formed in a cylindrical shape with one longitudinal end facing forward, and the SDPF mounting unit 130 is disposed between the SDPF mounting unit 130 and the front case 124 so that the exhaust gas flows in a spiral manner. (130) and the central axis parallel to the cylindrical inner space must be provided. At this time, the second guide plate 630 does not guide the exhaust gas mixed with urea water to the center of the front space of the SDPF mounting unit 130 , but the inner wall of the front case 124 corresponding to the front of the SDPF mounting unit 130 . It is configured to guide the exhaust gas to a point skewed to the left or right.

예를 들어 제2 가이드판(630)을 타고 전방케이스(124)를 향해 안내되는 배기가스가 본 실시예에 도시된 바와 같이 SDPF(300) 장착공간의 우측으로 치우쳐 안내되는 경우, 상기 배기가스는 상기 SDPF 장착부(130)와 상기 전방케이스(124) 사이의 내측공간에서 나선형으로 유동하면서 상기 SDPF 장착부(130)로 유입된다(도 12 내지 도 14 참조). For example, when the exhaust gas guided toward the front case 124 riding on the second guide plate 630 is guided to the right side of the SDPF 300 mounting space as shown in this embodiment, the exhaust gas is It flows into the SDPF mounting unit 130 while spirally flowing in the inner space between the SDPF mounting unit 130 and the front case 124 (see FIGS. 12 to 14 ).

이와 같이 배기가스가 SDPF 장착부(130)의 전방공간에서 나선형으로 유동하면 배기가스의 유동경로가 매우 길어지므로, 요소수와 배기가스 간의 접촉시간이 그만큼 증가하게 되어 보다 균일하게 혼합될 수 있게 된다.As such, when the exhaust gas flows spirally in the space in front of the SDPF mounting part 130, the flow path of the exhaust gas is very long, so that the contact time between the number of urea and the exhaust gas is increased by that amount, so that it can be mixed more uniformly.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described in detail using preferred embodiments, the scope of the present invention is not limited to specific embodiments, and should be interpreted by the appended claims. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

100 : 하우징 110 : LNT 장착부
120 : 요소수 믹싱부 122 : 후방케이스
124 : 전방케이스 130 : SDPF 장착부
200 : LNT 300 : SDPF
400 : 요소수 분사노즐 500 : 충돌브라켓
510 : 제1 충돌판 520 : 제2 충돌판
530 : 제3 충돌판 540 : 제1 안착판
550 : 제2 안착판 600 : 가이드브라켓
610 : 보호판 620 : 제1 가이드판
630 : 제2 가이드판100: housing 110: LNT mounting part
120: urea water mixing unit 122: rear case
124: front case 130: SDPF mounting part
200: LNT 300: SDPF
400: urea water injection nozzle 500: collision bracket
510: first collision plate 520: second collision plate
530: third collision plate 540: first seating plate
550: second seating plate 600: guide bracket
610: protection plate 620: first guide plate
630: second guide plate

Claims (7)

배기가스가 유입되는 측에 위치하여 LNT가 내부에 장착되는 LNT 장착부와, SDPF가 내부에 장착되어 상기 LNT 장착부의 하측에 위치되는 SDPF 장착부와, 상기 LNT 장착부의 전단과 상기 SDPF 장착부의 전단을 연결하여 상기 LNT 장착부를 통과한 배기가스를 상기 SDPF 장착부로 전달하는 요소수 믹싱부를 구비하는 하우징;
상기 요소수 믹싱부의 입구측에 설치되며, 상기 요소수 믹싱부 출구측을 향해 요소수 수용액을 분사하는 요소수 분사노즐;
상기 요소수 믹싱부의 내측에 장착되어, 상기 요소수 분사노즐로부터 분사된 요소수가 부딪히는 충돌브라켓; 및
상기 요소수 믹싱부의 내측에 장착되어, 상기 충돌브라켓을 지난 배기가스를 상기 요소수 믹싱부의 전방측 내벽 중 상기 SDPF 장착부 전방과 대응되는 지점을 향해 안내하는 가이드브라켓;을 포함하여 구성되고,
상기 가이드브라켓은,
상기 요소수 분사노즐로부터 분사되는 요소수의 분사경로와 상기 LNT의 전단 사이를 가로막는 보호판과, 상기 요소수 믹싱부의 폭방향 일측으로 유동하는 배기가스를 상기 요소수 믹싱부의 폭방향 타측으로 안내하는 제1 가이드판과, 상기 제1 가이드판에 의해 요소수 믹싱부의 폭방향 타측으로 유동하는 배기가스를 상기 요소수 믹싱부의 전방측 내벽으로 안내하는 제2 가이드판을 포함하고,
상기 충돌브라켓은,
전방을 향해 연장되되 폭방향 일측이 폭방향 타측보다 높아지도록 경사지게 배열되는 제1 충돌판과, 상기 제1 충돌판의 폭방향 일측 하방에 위치하여 전방을 향해 연장되되 폭방향 일측이 폭방향 타측보다 낮아지도록 경사지게 배열되는 제2 충돌판과, 상기 제1 충돌판의 폭방향 타측 하방에 위치하여 전방을 향해 연장되되 폭방향 일측이 폭방향 타측보다 높아지도록 경사지게 배열되는 제3 충돌판을 포함하는 것을 특징으로 하는 요소수 믹싱장치.An LNT mounting part positioned on the side where the exhaust gas is introduced and LNT mounted therein, an SDPF mounting part having an SDPF mounted therein and positioned below the LNT mounting part, and the front end of the LNT mounting part and the front end of the SDPF mounting part are connected a housing having a urea water mixing unit for transferring the exhaust gas passing through the LNT mounting unit to the SDPF mounting unit;
a urea water injection nozzle installed on the inlet side of the urea water mixing unit, and spraying the urea water solution toward the outlet side of the urea water mixing unit;
a collision bracket that is mounted on the inside of the urea water mixing unit and collides with the urea water sprayed from the urea water injection nozzle; and
A guide bracket mounted inside the urea water mixing unit to guide the exhaust gas passing through the collision bracket toward a point corresponding to the front of the SDPF mounting unit among the inner walls on the front side of the urea water mixing unit;
The guide bracket is
A protective plate that blocks between the injection path of the urea water injected from the urea water injection nozzle and the front end of the LNT, and the exhaust gas flowing to one side in the width direction of the urea water mixing unit to the other side in the width direction of the urea water mixing unit 1 guide plate, and a second guide plate for guiding the exhaust gas flowing to the other side in the width direction of the urea water mixing unit to the front inner wall of the urea water mixing unit by the first guide plate,
The collision bracket is
A first collision plate extending forward and arranged to be inclined so that one side in the width direction is higher than the other side in the width direction, and located below one side in the width direction of the first collision plate and extending toward the front, one side in the width direction is higher than the other side in the width direction A second collision plate that is inclined to be lowered, and a third collision plate that is positioned below the other side in the width direction of the first collision plate and extends forward, and that one side in the width direction is inclined so that one side in the width direction is higher than the other side in the width direction. Characterized urea water mixing device. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제2 충돌판 및 제3 충돌판은 상기 제1 충돌판보다 길게 전방으로 연장되는 것을 특징으로 하는 요소수 믹싱장치.The method according to claim 1,
The second collision plate and the third collision plate are urea water mixing apparatus, characterized in that extending forward longer than the first collision plate. 청구항 1에 있어서,
상기 충돌브라켓은,
상기 제1 충돌판의 후단과 제2 충돌판의 후단과 제3 충돌판의 후단에 연결되어 상기 보호판에 결합되는 제1 안착판과, 상기 제2 충돌판의 전단과 제3 충돌판의 전단에 연결되어 상기 요소수 믹싱부의 전방측 내벽에 결합되는 제2 안착판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 요소수 믹싱장치.The method according to claim 1,
The collision bracket is
A first seating plate connected to the rear end of the first collision plate, the rear end of the second collision plate, and the rear end of the third collision plate and coupled to the protection plate, and the front end of the second collision plate and the front end of the third collision plate The urea water mixing apparatus further comprising a second seating plate connected to the front inner wall of the urea water mixing unit. 청구항 1에 있어서,
상기 요소수 믹싱부는,
상기 LNT 장착부의 전단 하측과 상기 SDPF 장착부의 전단 상측을 연결하는 후방케이스와, 상기 LNT 장착부의 전방과 상기 SDPF 장착부의 전방과 상기 후방케이스의 전방을 덮도록 장착되는 전방케이스로 구성되는 것을 특징으로 하는 요소수 믹싱장치.The method according to claim 1,
The urea water mixing unit,
It consists of a rear case connecting the lower front end of the LNT mounting unit and the upper front end of the SDPF mounting unit, and a front case mounted to cover the front of the LNT mounting unit, the front of the SDPF mounting unit, and the front of the rear case. urea water mixing device. 청구항 6에 있어서,
상기 SDPF 장착부는 길이방향 일단이 전방을 향하는 원통 형상으로 형성되고,
상기 SDPF 장착부와 상기 전방케이스 사이에는 상기 SDPF 장착부와 중심축이 나란한 원통 형상의 내측공간이 마련되며,
상기 제2 가이드판은, 상기 SDPF 장착부의 전방과 대응되는 전방케이스의 내벽 중 좌측 또는 우측으로 배기가스를 안내하도록 구성되어,
상기 배기가스는 상기 SDPF 장착부와 상기 전방케이스 사이의 내측공간에서 나선형으로 유동하면서 상기 SDPF 장착부로 유입되는 것을 특징으로 하는 요소수 믹싱장치.

7. The method of claim 6,
The SDPF mounting part is formed in a cylindrical shape with one longitudinal end facing forward,
Between the SDPF mounting part and the front case, a cylindrical inner space is provided in which the SDPF mounting part and the central axis are parallel to each other,
The second guide plate is configured to guide the exhaust gas to the left or right of the inner wall of the front case corresponding to the front of the SDPF mounting part,
The exhaust gas flows spirally in the inner space between the SDPF mounting part and the front case, and is introduced into the SDPF mounting part.
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