KR102129762B1

KR102129762B1 - 수냉식 요소수 분사모듈

Info

Publication number: KR102129762B1
Application number: KR1020180109006A
Authority: KR
Inventors: 고재유; 김세훈
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2020-07-03
Also published as: KR20200030299A

Abstract

본 발명은 선택적 촉매 환원시스템에 적용되는 인젝터 유니트에 대한 냉각방식을 3단 분리형 구조로 적용함으로써 냉각수와의 접촉면적을 증대시킴에 따른 냉각성능의 향상을 구현할 수 있는 수냉식 요소수 분사모듈을 개시한다.
전술한 수냉식 요소수 분사모듈은 인젝터 유니트(10)의 외부에 배치되는 내측 코어(30), 상기 내측 코어(30)의 외부에 배치되는 중간 슬리브(40), 상기 중간 슬리브(40)의 외부에 배치되는 외측 자켓(50), 상기 중간 슬리브(40)와 상기 외측 자켓(50) 사이에서 상기 인젝터 유니트(10)의 길이방향에 걸쳐 냉각수의 유동공간을 복수로 분할하는 분할형 냉각부, 및 상기 내측 코어(30)와 상기 중간 슬리브(40) 사이에서 상기 인젝터 유니트(10)의 길이방향에 걸쳐 냉각수의 유동공간을 통합하는 통합형 냉각부를 구비한다.

Description

수냉식 요소수 분사모듈{WATER COOLING TYPE UREA INJECTION MODULE}

본 발명은 수냉식 요소수 분사모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배기 파이프의 내부에 요소수의 분사를 통해 질소산화물을 환원 처리하는 선택적 촉매 환원시스템에 적용되는 인젝터 유니트에 대한 냉각방식을 개선하여 배기계통의 고온의 환경에서 장시간 노출시에도 정상적인 성능을 구현할 수 있는 수냉식 요소수 분사모듈에 관한 것이다.

일반적으로 가솔린이나 디젤과 같은 화석연료를 사용하는 내연기관은 연료의 연소후 발생되는 배기가스 중에 환경을 오염시킬 수 있는 물질을 포함하게 된다. 특히, 버스나 트럭과 같은 상용 차량의 경우, 디젤엔진에 의한 구동이 이루어지기 때문에 배기가스에는 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC), 입자상 물질(Particulate Matter) 및 질소산화물(NOx) 등과 같은 유해물질이 다량으로 포함된다.

이에 따라 디젤엔진의 배기 시스템에는 유해물질의 감소를 위해 DOC(Diesel Oxidation Catalyst), DPF(Diesel Particulate matter Filter), 및 SCR(Selective Catalyst Reduction), 및 LNT(Lean NOx Trap) 등과 같은 다양한 종류의 배기가스 후처리장치가 선택적으로 구비된다.

그 중에서 선택적 촉매 환원시스템(SCR)을 적용한 배기가스 후처리장치에서는 배기 파이프의 내부로 요소수와 같은 환원제를 분사하여 배기가스 중에 포함된 질소산화물을 질소와 물로 환원 처리하게 된다. 즉, 종래 선택적 촉매 환원시스템(SCR)에서는 배기 파이프의 내부로 환원제인 요소수의 분사가 이루어지면, 분사된 요소수가 배기가스의 열에 의해 암모니아(NH₃)로 전환되고, 이어 SCR 촉매에 의한 배기가스 중의 질소산화물과 암모니아의 촉매 반응을 통해 질소산화물이 인체에 무해한 질소가스(N₂)와 물(H₂O)로 환원 처리되는 것이다.

이와 같은 선택적 촉매 환원시스템에서는 배기 파이프의 내부로 요소수를 분사하기 위해 소정량의 요소수를 저장하고 필요시 적정량의 요소수를 공급하기 위한 시스템과 함께 배기계통의 고온의 환경으로부터 요소수를 분사하는 인젝터 유니트의 보호를 위한 별도의 냉각설비가 함께 마련되어야 한다.

즉, 선택적 촉매 환원시스템에 있어 요소수의 적정 분사를 구현하는 인젝터 유니트는 고온의 열환경에 직접적으로 노출되기 때문에 인젝터 유니트에 대한 냉각은 장치의 적정 성능을 보장하고 유지하는 데 중요한 고려 인자가 될 수밖에 없는 것이다.

그런데, 종래 선택적 촉매 환원시스템에 적용되는 냉각장치는 인젝터 유니트의 전 부위를 효과적으로 냉각하기에 그 성능이 미흡할 뿐만 아니라, 배기계통으로 전달되는 진동으로부터 인젝터 유니트를 보호하는 데에도 부족함이 있기 때문에 이에 대한 개선의 요구가 크게 대두되고 있는 실정이다.

등록특허 제10-1294031호 EP01662108B1

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 선택적 촉매 환원시스템에 적용되는 인젝터 유니트에 대한 냉각방식을 3단 분리형 구조로 적용함으로써 냉각수와의 접촉면적을 증대시킴에 따른 냉각성능의 향상을 구현할 수 있는 수냉식 요소수 분사모듈을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 케이스 내부에서 인젝터 유니트에 대한 3점 지지에 의한 안정적인 지지를 통해 연소가스의 배기중 발생되는 배기계통의 진동으로부터 인젝터 유니트를 보다 적극적으로 보호할 수 있는 수냉식 요소수 분사모듈을 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 요소수를 분사하는 인젝터 유니트, 상기 인젝터 유니트의 외부에 배치되는 내측 코어, 상기 내측 코어의 외부에 배치되는 중간 슬리브, 상기 중간 슬리브의 외부에 배치되는 외측 자켓, 및 상기 내측 코어와 상기 중간 슬리브 및 상기 외측 자켓 사이에서 냉각수의 유동공간을 구획하여 형성하는 수냉식 냉각유니트를 구비하고, 상기 수냉식 냉각유니트는 상기 중간 슬리브와 상기 외측 자켓 사이에서 상기 인젝터 유니트의 길이방향에 걸쳐 냉각수의 유동공간을 복수로 분할하는 분할형 냉각부, 및 상기 내측 코어와 상기 중간 슬리브 사이에서 상기 인젝터 유니트의 길이방향에 걸쳐 냉각수의 유동공간을 통합하는 통합형 냉각부를 구비하며, 상기 분할형 냉각부와 상기 통합형 냉각부는 냉각수의 순환을 위해 상호 교통 가능하게 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어, 상기 분할형 냉각부는 상기 중간 슬리브와 상기 외측 자켓 사이에서 접합에 의해 상기 인젝터 유니트의 전체 둘레부위에 걸쳐 냉각수의 유동공간을 상하방향으로 분할하여 형성되는 제1체임버와 제3체임버로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어, 상기 제1체임버는 냉각수의 유입관로와 교통하고, 상기 제3체임버는 상기 제1체임버로부터 이격된 위치에서 냉각수의 유출관로와 교통하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어, 상기 통합형 냉각부는 상기 내측 코어와 상기 중간 슬리브 사이에서 상기 인젝터 유니트의 전체 둘레부위에 걸쳐 냉각수의 유동공간을 상하방향의 전 영역에 걸쳐 일체로 연장되는 제2체임버로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어, 상기 제1체임버와 상기 제2체임버는 상기 중간 슬리브의 제1연통구멍을 매개로 상호 교통하고, 상기 제2체임버와 상기 제3체임버는 상기 중간 슬리브의 제2연통구멍을 매개로 상호 교통하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어, 상기 제1연통구멍은 상기 중간 슬리브의 하단측 전 둘레부위에 걸쳐 방사상 배치구조로 구비되고, 상기 제2연통구멍은 상기 중간 슬리브의 상단측에서 상기 유출관로와의 접속부위의 반대편에 위치하도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어, 상기 제1체임버는 상기 중간 슬리브와 상기 외측 자켓 사이에서 하부에 위치하고, 상기 제3체임버는 상기 중간 슬리브와 상기 외측 자켓 사이에서 상기 제1체임버의 상부에 위치하며, 상기 유입관로를 통해 상기 제1체임버로 유입되어 순환되는 냉각수는 상기 제2체임버와 상기 제3체임버를 순차적으로 거쳐 순환된 다음, 상기 유출관로를 통해 외부로 배출되도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어, 상기 내측 코어는 내주면에 상기 인젝터 유니트의 리드 파이프의 외주면과의 사이로 밀착되게 설치되는 가이드 부시를 구비하고, 상기 내측 코어는 상기 가이드 부시의 설치부위에 직선형 구조의 가이드부, 및 상기 가이드부의 상부에 상기 리드 파이프로부터 외부를 향해 단면적이 확장되도록 절곡되는 테이퍼부를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 인젝터 유니트를 내부에 수용하고, 상기 내측 코어와 상기 중간 슬리브 및 상기 외측 자켓의 상단부위와 결합되는 케이스를 더 포함하고, 상기 인젝터 유니트는 상기 케이스의 내부에서 상기 가이드 부시와 복수의 가이드 링을 매개로 지지되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 수냉식 요소수 분사모듈은 선택적 촉매 환원시스템에 구비되는 인젝터 유니트에 대한 냉각방식을 3단 분리형 구조로 변경함으로써 냉각수와의 접촉면적 증대에 따른 냉각성능의 향상을 도모하고, 이를 통해 배기계통의 고온의 장착환경에서 장시간 노출시에도 부품의 정상적인 동작 구현을 가능하게 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수냉식 요소수 분사모듈은 케이스 내부에서 가이드 부시와 복수의 가이드 링을 이용한 3점 지지구조로서 인젝터 유니트를 안정적으로 지지할 수 있으므로, 연소가스의 배기중 발생되는 배기계통의 진동으로부터 인젝터 유니트를 보다 적극적으로 보호할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수냉식 요소수 분사모듈을 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수냉식 요소수 분사모듈에서 인젝터 유니트의 외부에 설정되는 냉각수의 유동공간을 설명하기 위한 도면으로, 도 1의 종단면도이다.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 1과 도 2를 참조로 하면, 본 발명의 실시예에 따른 수냉식 요소수 분사모듈은 차량의 배기계통에 설치되어 배기 파이프(미도시)의 내부로 적정의 요소수를 분사하기 위해 동작 제어되는 인젝터 유니트(10), 상기 인젝터 유니트(10)를 내부에 수용하고 배기 파이프에 대해 고정되도록 설치되는 케이스(20), 및 상기 인젝터 유니트(10)의 냉각을 위해 상기 케이스(20)에 구비되는 수냉식 냉각유니트를 포함하여 구성된다.

상기 인젝터 유니트(10)는 상부에 요소수를 제공받도록 외부 공급유니트(미도시)와 연결되는 요소수 공급용 접속부(12), 상기 요소수 공급용 접속부(12)를 통해 공급되는 요소수를 배기 파이프의 내부로 분사하는 노즐을 포함한 주요 구성부품을 내장하는 리드 파이프(14), 상기 리드 파이프(14)의 하단측 내부에 위치한 노즐의 개폐를 위해 제어신호 수신용 케이블과 접속되는 커넥터(16)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 인젝터 유니트(10)는 상기 리드 파이프(14)의 내부 하단측에 요소수를 배기 파이프의 내부로 분사하는 인젝터 노즐(18), 및 상기 인젝터 노즐(18)의 개폐를 조절하는 솔레노이드(19) 등의 분사와 관련된 여러 부품들을 포함하여 구성된다.

상기 케이스(20)는 상기 인젝터 유니트(10)를 내부에 수용함과 동시에 상기 수냉식 냉각유니트를 하단부에 장착하도록 구성된다. 이때, 상기 인젝터 유니트(10)는 배기 파이프의 내부로 삽입되도록 설치된다.

상기 수냉식 냉각유니트는 내측 코어(30)와 중간 슬리브(40) 및 외측 자켓(50)을 구비하는 바, 상기 내측 코어(30)와 중간 슬리브(40) 및 외측 자켓(50)은 각각 원통체 형상으로 이루어지면서 상기 인젝터 유니트(10)의 리드 파이프(14)의 중심을 기준으로 동심원상으로 적정의 간격을 두고 외측을 향해 각각 순차적으로 배치되도록 구성된다.

즉, 상기 내측 코어(30)는 상기 인젝터 유니트(10)의 리드 파이프(14)에 대해 적정의 간격을 두고 외부로 배치되고, 상기 중간 슬리브(40)는 상기 내측 코어(30)에 대해 적정의 간격을 두고 외부로 배치되며, 상기 외측 자켓(50)은 상기 중간 슬리브(40)에 대해 적정의 간격을 두고 외부로 배치되는 구조로 이루어진다. 특히, 상기 외측 자켓(50)은 외주면에 결합되는 마운팅 브래킷(60)을 매개로 배기 파이프의 내부로 삽입되도록 설치된다.

또한, 상기 수냉식 냉각유니트는 상기 내측 코어(30)와 상기 중간 슬리브(40) 및 상기 외측 자켓(50) 사이에서 냉각수의 유동공간을 구획하여 형성하도록 구성되는 데, 특히 상기 수냉식 냉각유니트는 상기 중간 슬리브(40)와 상기 외측 자켓(50) 사이에서 상기 인젝터 유니트(10)의 길이방향에 대해 전장에 걸쳐 냉각수의 유동공간을 상하방향으로 복수로 분할하여 형성하는 분할형 냉각부, 및 상기 내측 코어(30)와 상기 중간 슬리브(40) 사이에서 상기 인젝터 유니트(10)의 길이방향에 대해 전장에 걸쳐 냉각수의 유동공간을 통합하여 형성하는 통합형 냉각부를 포함하는 3단 분리형 냉각구조를 갖추도록 구성된다. 이 경우, 상기 분할형 냉각부와 상기 통합형 냉각부는 냉각수의 순환을 위해 상호 교통하도록 구성된다.

여기서 분할형 냉각부와 통합형 냉각부에 대한 세부 구성을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 분할형 냉각부는 상기 중간 슬리브(40)와 상기 외측 자켓(50) 사이의 국소부위에서 이루어지는 접합(W)에 의해 상기 인젝터 유니트(10)의 전체 둘레부위에 걸쳐 냉각수의 유동공간을 상하방향으로 독립되게 분할하여 형성되는 링 형상의 제1체임버(C-1)와 제3체임버(C-3)로 구성된다. 이 경우, 상기 제1체임버(C-1)는 상기 인젝터 유니트(10)의 팁부에 해당하는 하단의 출구와 인접한 위치에서 냉각수의 유입관로(22)와 교통하도록 구성되고, 상기 제3체임버(C-3)는 상기 제1체임버(C-1)로부터 상측으로 이격된 위치에서 냉각수의 유출관로(24)와 교통하도록 구성된다.

즉, 상기 유입관로(22)는 상기 인젝터 유니트(10)에서 노즐(18)이 위치하는 팁부에 해당하는 리드 파이프(14)의 하단부와 인접한 위치에 구비되고, 상기 유출관로(24)는 상기 유입관로(22)로부터 상측으로 이격되어 리드 파이프(14)의 상단부와 인접한 위치에 구비된다. 이에 따라, 상기 유입관로(22)는 상기 외측 자켓(50)의 내부와 교통 가능하게 설치되어 상기 제1체임버(C-1)의 내부로 냉각수를 공급하는 역할을 수행하게 되고, 상기 유출관로(24)는 상기 외측 자켓(50)의 내부와 교통 가능하게 설치되어 상기 제3체임버(C-3)의 내부에 있는 냉각수를 외부로 배출하는 역할을 수행하게 된다.

아울러, 상기 중간 슬리브(40)의 외주면과 상기 외측 자켓(50)의 내주면 중 적어도 하나에는 상기 제1체임버(C-1)와 상기 제3체임버(C-3)의 내부에서 이루어지는 냉각수의 유동에 대한 특정의 방향성을 제공하기 위해 각각의 표면에서 외부를 향해 돌출되어 냉각수의 유동을 일정한 방향으로 안내하는 나선형상의 돌기부(미도시)가 구비되도록 구성된다.

또한, 상기 통합형 냉각부는 상기 내측 코어(30)와 상기 중간 슬리브(40) 사이에서 상기 인젝터 유니트(10)의 전체 둘레부위에 걸쳐 냉각수의 유동공간을 상하방향의 전 영역에 걸쳐 커버하도록 일체로 연장되게 형성되는 링 형상의 제2체임버(C-2)로 구성된다. 즉, 상기 제2체임버(C-2)는 상기 인젝터 유니트(10)의 길이방향 전체 둘레부위를 완전하게 커버할 수 있도록 상하방향으로 길게 연장되도록 구성된다.

이 경우, 상기 내측 코어(30)의 외주면과 상기 중간 슬리브(40)의 내주면 중 적어도 하나에는 상기 제2체임버(C-2)의 내부에서 이루어지는 냉각수의 유동에 대한 특정의 방향성을 제공하기 위해 각각의 표면에서 외부를 향해 돌출되어 냉각수의 유동을 일정한 방향으로 안내하는 나선형상의 돌기부(미도시)가 구비되도록 구성된다.

아울러, 상기 제1체임버(C-1)와 상기 제2체임버(C-2)는 상기 중간 슬리브(40)의 하단부에 위치한 제1연통구멍(42)을 매개로 상호 교통하고, 상기 제2체임버(C-2)와 상기 제3체임버(C-3)는 상기 중간 슬리브(40)의 상단부에 위치한 제2연통구멍(44)을 매개로 상호 교통하게 된다.

또한, 상기 제1연통구멍(42)은 상기 중간 슬리브(40)의 하단측 전 둘레부위에 걸쳐 방사상 배치구조로서 다수의 수량으로 구비되고, 상기 제2연통구멍(44)은 상기 중간 슬리브(40)의 상단측에서 상기 유출관로(24)와의 접속부위의 반대편에 위치하도록 구성된다. 이때, 상기 제2연통구멍(44)은 상기 유출관로(24)와의 접속부위로부터 반대편에 위치하는 부위라면 그 수량에 제한을 받지 않을 수 있다. 다만, 냉각수의 유동속도를 포함한 냉각 효율을 고려하여 그 수량과 직경이 적절하게 조정되는 것은 물론인데, 이는 상기 제1연통구멍(42)에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.

이에 따라, 상기 유입관로(22)를 통해 제공되는 냉각수는 상기 중간 슬리브(40)와 상기 외측 자켓(50) 사이에 형성되는 제1체임버(C-1)의 내부로 유입되고, 상기 제1체임버(C-1)의 내부로 유입된 냉각수는 상기 제1연통구멍(42)을 통해 상기 내측 코어(30)와 상기 중간 슬리브(40) 사이에 형성되는 제2체임버(C-2)의 내부로 유입되어 순환 유동을 실시하게 되며, 상기 제2체임버(C-2)의 내부로 유입된 냉각수는 내측 코어(30)의 전체 둘레부위를 따라 순환 유동하여 상승한 다음 상기 제2연통구멍(44)을 통해 상기 중간 슬리브(40)와 상기 외측 자켓(50) 사이에 형성되는 제3체임버(C-3)의 내부로 유입되어 순환 유동을 실시한 다음, 상기 유출관로(24)를 통해 외부로 배출될 수 있게 된다.

상기 내측 코어(30)는 내주면에 상기 인젝터 유니트(10)의 리드 파이프(14)의 외주면과의 사이로 밀착되는 중공형상의 가이드 부시(32)를 구비한다. 이 경우, 상기 가이드 부시(32)는 배기 파이프의 내부를 따라 유동하는 고온의 배기가스와 배기계통의 진동으로부터 상기 인젝터 유니트(10)와 수냉식 냉각유니트를 보호하기 위해 카본 그라파이트 호일 소재로 구성될 수 있을 것이다. 특히, 상기 가이드 부시(32)는 고온의 배기가스가 상기 인젝터 유니트(10)와 수냉식 냉각유니트의 내부로 역류하는 것을 보다 적극적으로 차단할 수 있는 역할을 수행하도록 구성된다.

또한, 상기 내측 코어(30)는 상기 가이드 부시(32)에 대한 효과적인 안착 지지의 설치를 위해 직선형 구조의 가이드부(30a)를 형성하고, 상기 가이드부(30a)의 상부에 상기 리드 파이프(14)로부터 외부를 향해 보다 넓은 단열공간의 확보를 위해 단면적이 확장되도록 절곡되는 테이퍼부(30b)를 일체로 형성함으로써 상기 리드 파이프(14)를 고온의 배기환경으로부터 보호할 수 있도록 구성된다.

이 경우, 상기 가이드 부시(32)에 대한 지지가 이루어지는 상기 내측 코어(30)와 상기 외측 자켓(50)의 하단부는 상기 리드 파이프(14)의 외주면을 향해 적절하게 절곡되어 밀착된 상태로 결합되도록 구성됨으로써, 수냉식 요소수 분사모듈의 내부로 배기가스의 유입을 차단할 수 있게 된다.

한편, 상기 케이스(20)는 상기 인젝터 유니트(10)를 내부에 수용하고, 상기 내측 코어(30)와 상기 중간 슬리브(40) 및 상기 외측 자켓(50)의 상단부위와의 결합을 통해 이들을 견고하게 장착하는 것으로, 내부에 상기 가이드 부시(32)와 함께 복수의 가이드 링(34)의 설치를 매개로 하는 3점 지지구조로서 상기 인젝터 유니트(10)의 유동을 완벽하게 억제할 수 있는 구조로 구성된다.

이 경우, 상기 가이드 부시(32)는 상기 리드 파이프(14)의 하단부를 상기 내측 코어(30)의 내주면에 대해 견고하게 지지하고, 상기 가이드 링(34)은 상기 인젝터 유니트(10)의 상단부를 상기 케이스(20)의 내부에 대해 견고하게 지지함과 더불어 상기 인젝터 유니트(10)의 중간부위를 상기 내측 코어(30)의 내주면에 대해 견고하게 지지하게 되는 데, 이와 같은 3점 지지구조는 본 발명의 실시예에 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형 실시예로서 구현이 가능할 것이다.

따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 수냉식 요소수 분사모듈은 인젝터 유니트(10)에 대한 냉각방식을 3단 분리형 구조로 적용함으로써 냉각수와의 접촉면적을 증대하여 냉각효율을 극대화시킬 수 있고, 이를 통해 배기계통의 고온의 장착환경에서 인젝터 유니트(10)가 장시간 노출될 때에도 부품의 정상적인 동작 구현을 보장할 수 있게 된다.

즉, 본 발명의 수냉식 냉각유니트는 중간 슬리브(40)와 외측 자켓(50) 사이에서 인젝터 유니트(10)의 길이방향에 대해 냉각수의 유동공간을 상하방향에 걸쳐 복수로 분할하는 분할형 냉각부, 및 내측 코어(30)와 중간 슬리브(40) 사이에서 인젝터 유니트(10)의 길이방향에 대해 냉각수의 유동공간을 통합하는 통합형 냉각부를 포함하는 3단 분리형 냉각구조를 갖추고 있으므로, 냉각수는 제1체임버(C-1)와 제2체임버(C-2) 및 제3체임버(C-3)를 순차적으로 거치는 유동 과정에서 내부의 열을 흡수하거나 외부로부터 전열되는 열을 차단함으로써 인젝터 유니트(10)의 전체 부위를 균일하면서도 효과적으로 냉각시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 수냉식 요소수 분사모듈은 케이스(20)의 내부에서 가이드 부시(32)와 복수의 가이드 링(34)을 매개로 하는 3점 지지구조로서 인젝터 유니트(10)를 안정적으로 지지할 수 있으므로, 인젝터 유니트(10)의 내부로 배기가스의 유입을 차단함과 동시에 연소가스의 배기중 발생되는 배기계통의 진동으로부터 인젝터 유니트(10)를 보다 적극적으로 보호할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10-인젝터 유니트 12-요소수 공급용 접속부
14-리드 파이프 16-커넥터
18-인젝터 노즐 20-케이스
22-유입관로 24-유출관로
30-내측 코어 32-가이드 부시
40-중간 슬리브 42-제1연통구멍
44-제2연통구멍 50-외측 자켓
60-마운팅 브래킷

Claims

요소수를 분사하는 인젝터 유니트;
상기 인젝터 유니트의 외부에 배치되는 내측 코어;
상기 내측 코어의 외부에 배치되는 중간 슬리브;
상기 중간 슬리브의 외부에 배치되는 외측 자켓; 및
상기 내측 코어와 상기 중간 슬리브 및 상기 외측 자켓 사이에서 냉각수의 유동공간을 구획하여 형성하는 수냉식 냉각유니트를 구비하고,
상기 수냉식 냉각유니트는 상기 중간 슬리브와 상기 외측 자켓 사이에서 상기 인젝터 유니트의 길이방향에 걸쳐 냉각수의 유동공간을 복수로 분할하는 분할형 냉각부, 및 상기 내측 코어와 상기 중간 슬리브 사이에서 상기 인젝터 유니트의 길이방향에 걸쳐 냉각수의 유동공간을 통합하는 통합형 냉각부를 구비하며, 상기 분할형 냉각부와 상기 통합형 냉각부는 냉각수의 순환을 위해 상호 교통 가능하게 구성되고,
상기 분할형 냉각부는 상기 중간 슬리브와 상기 외측 자켓 사이의 국소부위에서 이루어지는 접합에 의해 상기 인젝터 유니트의 전체 둘레부위에 걸쳐 냉각수의 유동공간을 상하방향으로 분할하여 형성되는 제1체임버와 제3체임버로 구성되며,
상기 통합형 냉각부는 상기 내측 코어와 상기 중간 슬리브 사이에서 상기 인젝터 유니트의 전체 둘레부위에 걸쳐 냉각수의 유동공간을 상하방향의 전 영역에 걸쳐 일체로 연장되는 제2체임버로 구성되고,
상기 내측 코어는 내주면에 상기 인젝터 유니트의 리드 파이프의 외주면과의 사이로 밀착되는 가이드 부시의 설치부위에 대해 직선형 구조의 가이드부를 구비하고, 상기 가이드부의 상부에 상기 리드 파이프로부터 외부를 향해 단면적이 확장되도록 절곡되는 테이퍼부를 구비하며, 상기 제2체임버는 상기 가이드부와 상기 중간 슬리브 사이의 단면적이 상기 테이퍼부와 상기 중간 슬리브 사이의 단면적 보다 크게 설정되도록 구성되는 수냉식 요소수 분사모듈.
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청구항 1에 있어서,
상기 제1체임버는 냉각수의 유입관로와 교통하고, 상기 제3체임버는 상기 제1체임버로부터 이격된 위치에서 냉각수의 유출관로와 교통하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 요소수 분사모듈.
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청구항 3에 있어서,
상기 제1체임버와 상기 제2체임버는 상기 중간 슬리브의 제1연통구멍을 매개로 상호 교통하고, 상기 제2체임버와 상기 제3체임버는 상기 중간 슬리브의 제2연통구멍을 매개로 상호 교통하는 것을 특징으로 하는 수냉식 요소수 분사모듈.
청구항 5에 있어서,
상기 제1연통구멍은 상기 중간 슬리브의 하단측 전 둘레부위에 걸쳐 방사상 배치구조로 구비되고, 상기 제2연통구멍은 상기 중간 슬리브의 상단측에서 상기 유출관로와의 접속부위의 반대편에 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 요소수 분사모듈.
청구항 3에 있어서,
상기 제1체임버는 상기 중간 슬리브와 상기 외측 자켓 사이에서 하부에 위치하고, 상기 제3체임버는 상기 중간 슬리브와 상기 외측 자켓 사이에서 상기 제1체임버의 상부에 위치하며, 상기 유입관로를 통해 상기 제1체임버로 유입되어 순환되는 냉각수는 상기 제2체임버와 상기 제3체임버를 순차적으로 거쳐 순환된 다음, 상기 유출관로를 통해 외부로 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 요소수 분사모듈.
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청구항 1에 있어서,
상기 인젝터 유니트를 내부에 수용하고, 상기 내측 코어와 상기 중간 슬리브 및 상기 외측 자켓의 상단부위와 결합되는 케이스를 더 포함하고, 상기 인젝터 유니트는 상기 케이스의 내부에서 상기 가이드 부시와 복수의 가이드 링을 매개로 지지되는 것을 특징으로 하는 수냉식 요소수 분사모듈.