KR20140060802A - 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치 - Google Patents

선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치 Download PDF

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Abstract

선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치가 개시된다. 개시된 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치는, 요소 수용액을 저장하는 저장 탱크의 하부에 장착되는 펌프 모듈의 플랜지 본체에 구성되며, 저온 조건에서 결빙된 요소 수용액을 해빙하기 위한 것으로서, ⅰ)방열부재와, 방열부재에 장착되며 전기 에너지를 인가받아 열 에너지를 발생시키는 히터를 포함하는 히팅 모듈과, ⅱ)히터로 전원을 인가하기 위한 전원 연결부를 지니며 방열부재의 외부에 몰딩된 몰딩체를 포함하고, 전원 연결부는 상기 플랜지 본체에 조립될 수 있다.

Description

선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치 {HEATER OF UREA SUPPLY SYSTEM FOR SELECTIVE CATALYST REDUCTION DEVICE}
본 발명의 실시예는 배기 가스의 후처리를 위한 선택적 촉매 환원(Selective Catalyst Reduction: 이하 'SCR' 이라고 한다) 장치로 요소 수용액을 공급하기 위한 요소 수용액 공급 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저온 환경에서 빙결된 요소 수용액을 해빙하기 위한 히팅장치에 관한 것이다.
일반적으로, 디젤 엔진의 배기 시스템은 배기 가스 중에 함유된 질소산화물(NOx)을 감소시키기 위해 SCR, DOC(Diesel Oxidation Catalyst), CPE(Catalyzed Particulate Filter) 등과 같은 배기 가스 후처리 장치를 구비하고 있다.
이 중에서, SCR을 적용한 배기가스 후처리장치(이하, 'SCR 장치' 라고 한다)는 배기 파이프의 내부로 요소 수용액과 같은 환원제를 분사하여 배기 가스 중의 질소산화물을 질소와 산소로 환원시키는 기능을 하게 된다.
즉, 상기 SCR 장치는 배기 파이프의 내부로 환원제가 분사되면, 그 환원제가 배기가스의 열에 의해 암모니아(NH3)로 전환되고, SCR 촉매에 의한 배기가스 중의 질소산화물과 암모니아의 촉매 반응으로서 질소산화물을 질소 가스(N2)와 물(H2O)로 환원시킬 수 있다.
이와 같이 SCR 장치를 통해 요소 수용액을 배기 파이프의 내부로 분사하기 위해서는 요소 수용액을 SCR 장치로 공급하기 위한 요소 수용액 공급 시스템이 필요하다.
상기 요소 수용액 공급 시스템은 기본적으로, 요소 수용액을 저장하는 저장 탱크와, 저장 탱크의 내부에 구성되며 요소 수용액을 SCR 장치로 펌핑하기 위한 펌프를 구비한다.
그런데, 상기한 요소 수용액은 어는점이 -11.5℃로서 겨울철이나 추운 지역의 저온 조건에서 운행되는 차량의 경우 쉽게 빙결될 수 있다. 이로 인해 겨울철이나 추운 지역의 저온 조건에서는 SCR 장치로 요소 수용액의 공급이 요구되는 시점에 요소 수용액을 SCR 장치로 원활하게 공급할 수 없게 된다.
이에, 종래 기술에서는 전기를 이용하여 열을 발생시키고, 그 열을 저장 탱크 내부의 요소 수용액에 제공할 수 있는 가열장치를 채용하는데, 이러한 가열장치로는 전기 열선을 이용한 히터를 예로 들 수 있다.
종래 기술에서 전기 열선의 히터는 저장 탱크에 수용된 요소 수용액을 SCR 장치로 펌핑하는 펌프 모듈의 리저버 컵에 설치되며, 요소 수용액에 의한 열선의 부식을 방지하기 위해 실리콘이 몰딩된다.
그런데, 종래 기술에 따른 전기 열선의 히터는 요소 수용액의 흡입구 측에서 요소 수용액을 보다 빠른 시간 안에 해빙하기 위해 그 흡입구 측의 열선 패턴을 조밀하게 형성하는 바, 이에 따른 열선의 과전류 및 온도 상승 등에 의한 열선의 손상을 막기 위해 별도의 제어기 및 제어 로직이 추가적으로 구비되어야 하므로 원가 측면에서 불리하다는 단점이 있다.
본 발명의 실시예들은 별도의 제어기 및 제어 로직을 필요로 하지 않고, 저온 조건에 쉽게 빙결되는 요소 수용액을 가열할 수 있는 PTC 히터를 채용한 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치는, 요소 수용액을 저장하는 저장 탱크의 하부에 장착되는 펌프 모듈의 플랜지 본체에 구성되며, 저온 조건에서 결빙된 요소 수용액을 해빙하기 위한 것으로서, ⅰ)방열부재와, 상기 방열부재에 장착되며 전기 에너지를 인가받아 열 에너지를 발생시키는 히터를 포함하는 히팅 모듈과, ⅱ)상기 히터로 전원을 인가하기 위한 전원 연결부를 지니며 상기 방열부재의 외부에 몰딩된 몰딩체를 포함하고, 상기 전원 연결부는 상기 플랜지 본체에 조립될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어서, 상기 전원 연결부는 상기 플랜지 본체에 구비된 장착홀에 장착될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어서, 상기 전원 연결부는 상기 장착홀을 통해 상기 플랜지 본체 하부의 커넥터 단자 내부에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어서, 상기 히터는 상기 방열부재에 삽입되는 적어도 하나의 PTC 소자와, 상기 PTC 소자와 전기적으로 연결되는 (+)(-) 전극판을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어서, 상기 히터는 상기 (+)(-) 전극판에 연결되며, 상기 전원 연결부로 연장되는 전원선과, 상기 전원선과 전기적으로 연결되며 상기 플랜지 본체에 구비된 장착홀을 통해 그 플랜지 본체 하부의 커넥터 단자로 인출되는 (+)(-) 단자핀을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어서, 상기 전원선은 상기 전원 연결부에 몰딩될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어서, 상기 전원 연결부는 상기 장착홀에 삽입될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어서, 상기 (+)(-) 단자핀은 상기 전원 연결부에 일부 몰딩되며, 상기 커넥터 단자의 내부로 돌출되게 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어서, 상기 방열부재에는 상기 PTC 소자 및 (+)(-) 전극판이 삽입될 수 있는 삽입홀이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어서, 상기 삽입홀에는 상기 (+)(-) 전극판을 절연하기 위한 절연체가 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치는, 상기 플랜지 본체의 상부면에 구비된 다수 개의 후크 돌기에 의해 체결될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어서, 상기 전원 연결부는 오-링을 통해 상기 장착홀에서 실링될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어서, 상기 몰딩체의 상부에는 상기 펌프 모듈이 수평으로 장착 가능하도록 라운드부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어서, 상기 방열부재는 방열판에 다수 개의 방열핀들이 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어서, 상기 방열판에는 상기 PTC 소자 및 (+)(-) 전극판이 삽입될 수 있는 삽입홀이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어서, 상기 방열부재는 고열전달계수를 갖는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어서, 상기 몰딩체는 플라스틱 소재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예는 저온 조건에 쉽게 빙결되는 요소 수용액을 가열할 수 있는 PTC 히터를 채용하여 종래 기술에서와 같은 별도의 제어기 및 제어 로직을 필요로 하지 않으므로 원가 측면에서 유리하다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 저장 탱크의 하부에 장착되는 펌프 모듈의 플랜지 본체에 히팅장치를 조립하므로, 구조가 간단하다는 장점이 있다.
더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 방열부재와 PTC 히터를 포함하는 히팅 모듈에 몰딩체를 몰딩 성형하고, 그 몰딩체의 전원 연결부에 전원선과 단자핀을 연결한 상태에서 전원 연결부를 플랜지 본체의 장착홀에 조립하여 커넥터 단자의 내부에 배치하므로, 전원선 등의 손상을 방지할 수 있고, 전기적인 과부하에 따른 과열, 단락 등에 의한 전기적인 손상의 위험성을 제거할 수 있다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어 펌프 모듈의 플랜지 본체에 장착된 상태를 도시한 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어 펌프 모듈의 플랜지 본체에 장착된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 적용되는 히팅 모듈과 몰딩체를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 적용되는 히팅 모듈의 몰딩 구조를 도시한 일부 단면 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 적용되는 히팅 모듈의 히터 구조를 도시한 단면 구성도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 적용되는 펌프 모듈의 플랜지 본체를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 있어 펌프 모듈의 플랜지 본체에 장착된 상태를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예는 디젤 차량의 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 정화하기 위한 배기가스 후처리 시스템에 적용될 수 있다.
예를 들면, 상기 배기가스 후처리 시스템은 엔진에서 배출되는 배기 가스 중의 질소산화물을 질소와 산소로 환원시켜 주는 선택적 촉매 환원(Selective Catalyst Reduction: 이하 'SCR' 이라고 한다) 장치를 포함하고 있다.
여기서, 상기 SCR 장치는 배기 가스의 스트림을 형성하는 배기 파이프에 SCR 촉매가 연결 설치되고, 인젝터 등을 통해 배기 파이프의 내부로 요소(urea) 수용액과 같은 환원제를 분사할 수 있는 구성으로 이루어진다.
따라서, 상기 SCR 장치는 배기 파이프의 내부로 환원제가 분사되면, 그 환원제가 배기가스의 열에 의해 암모니아(NH3)로 전환되고, SCR 촉매에 의한 배기가스 중의 질소산화물과 암모니아의 촉매 반응으로서 질소산화물을 질소 가스(N2)와 물(H2O)로 환원시킬 수 있다.
더 나아가 본 발명의 실시예에 따른 히팅장치(100)는 별도 저장된 환원제(이하에서는 "요소 수용액" 이라고 한다)를 SCR 장치로 공급하기 위한 요소 수용액 공급 시스템에 적용될 수 있다.
이와 같은 요소 수용액 공급 시스템은 요소 수용액을 저장하는 저장 탱크(1)와, 저장 탱크(1)에 장착되며 그 저장 탱크(1)에 수용된 요소 수용액을 SCR 장치로 압송하기 위한 펌프 모듈(2)을 포함할 수 있다.
한편, 상기 저장 탱크(1)에 수용된 요소 수용액은 요소 성분이 수분에 녹아 액체 상태로 존재하며 어는점이 외기온 -11.5℃ 정도로서 겨울철이나 추운 지역의 저온 조건에서 쉽게 결빙될 수 있다.
그리고, 상기에서 펌프 모듈(2)은 저장 탱크(1)의 하부에 설치되는 바, 요소 수용액을 SCR 장치로 압송하기 위한 펌프(도면에 도시되지 않음)을 포함하고 있으며, 그 펌프는 플랜지 본체(3)에 장착될 수 있다. 즉, 상기 펌프 모듈(2)은 플랜지 본체(3)를 통해 저장 탱크(1)의 하부면에 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치(100)는 저온 조건에서 결빙된 요소 수용액을 해빙하기 위한 것으로서, 펌프 모듈(2)의 플랜지 본체(3)에 구성될 수 있으며, 별도의 제어기 및 제어 로직을 필요로 하지 않는 구조로 이루어진다.
또한, 본 발명의 실시예는 전기적인 과부하에 따른 과열, 단락 등에 의한 전기적인 손상의 위험성을 제거할 수 있는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치(100)를 제공한다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치(100)는 기본적으로, 히팅 모듈(10)과 몰딩체(80)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 적용되는 히팅 모듈과 몰딩체를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치에 적용되는 히팅 모듈의 히터 구조를 도시한 단면 구성도이다.
앞서 개시한 도면들과 도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 히팅 모듈(10)은 방열부재(20)와 히터(30)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 방열부재(20)는 뒤에서 더욱 설명될 히터(30)에서 발열되는 열을 방열하기 위한 것으로서, 고열전달계수를 갖는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 이러한 방열부재(20)는 방열판(11)에 다수 개의 방열핀들(13)이 구비된 구조로 이루어진다.
상기에서 방열부재(20)의 방열판(11)에는 뒤에서 더욱 설명될 히터(30)가 장착되는 바, 그 방열판(11)에는 히터(30)가 장착되는 복수 개의 삽입홀(12)이 마련된다.
그리고, 상기 방열핀들(13)은 방열판(11)의 상면에 일체로 연결되며, 일정한 간격으로 이격되게 배치된다. 이 경우 상기 방열핀들(13)은 양측에서 가운데로 갈수록 길이가 점차 작아지며 전체적으로 라운드의 형상을 취한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 히터(30)는 전기 에너지를 인가받아 열 에너지를 발생시키는 것으로서, 위에서 언급한 바 있는 방열부재(20)의 삽입홀(12)에 장착될 수 있다. 이러한 히터(30)는 PTC 소자(41), (+)(-) 전극판(43), 전원선(45) 및 (+)(-) 단자핀(47)을 포함한다.
상기 PTC 소자(41)는 방열부재(20)의 방열판(11)에 설치되는 바, 그 방열판(11)의 삽입홀(12)에 삽입된다. 상기 PTC 소자(41)는 일정 넓이를 지닌 띠 형상으로 이루어지며, 뒤에서 더욱 설명될 (+)(-) 전극판(43)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 PTC 소자(41)는 반도체 소자로 이루어지며, 일정 이상의 전류가 흐르면 열이 발생하고, 자기 발열에 의해 스위칭 온도에 도달하면 전기 저항이 증가하여 전류를 차단함으로써 일정 온도의 열을 발생시킬 수 있는 구조로 이루어진다.
이러한 PTC 소자(41)는 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 PTC 히터로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 (+)(-) 전극판(43)은 방열판(11)의 삽입홀(12) 내부에서 PTC 소자(41)를 사이에 두고 배치되고, 그 PTC 소자(41)와 전기적으로 연결되며, PTC 소자(41)에 (+)(-)의 전원을 인가하는 기능을 하게 된다.
상기 전원선(45)은 (+)(-) 전극판(43)에 (+)(-)에 전원을 인가하기 위한 것으로, 그 (+)(-) 전극판(43)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때, 전원선(45)은 방열부재(20)의 삽입홀(12) 외부에 위치하며 뒤에서 더욱 설명될 몰딩체(80)의 전원 연결부(81)로 연장될 수 있다.
상기 (+)(-) 단자핀(47)은 전원에 연결되는 부분으로, 전원선(45)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기에서와 같은 전원선(45)과 (+)(-) 단자핀(47)의 전기적인 연결 구조 및 몰딩체(80)의 결합 구조에 대해서는 뒤에서 더욱 자세하게 설명될 것이다.
한편, 상기 PTC 소자(41)와 (+)(-) 전극판(43)이 장착된 방열부재(20)의 삽입홀(12)에는 (+)(-) 전극판(43)을 전기적으로 절연하기 위한 절연체(51)가 구비된다.
상기 절연체(51)는 (+)(-)의 전기를 절연할 수 있는 통상적인 절연 소재로 이루어지며, 삽입홀(12)의 내부에서 PTC 소자(41)와 (+)(-) 전극판(43)을 제외한 영역에 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 몰딩체(80)는 저장 탱크(1) 내부의 요소 수용액이 히터(30)로 유입되는 것을 저지하며, PTC 소자(41) 및 (+)(-) 전극판(43)을 실질적으로 절연하기 위한 것이다.
상기 몰딩체(80)는 수지재와 같은 플라스틱 소재로 이루어지며, 히터(30)가 방열부재(20)의 삽입홀(12)에 장착된 상태에서 그 방열부재(20)의 외부 전체를 감싸며 사출(몰딩) 형성될 수 있다.
이와 같은 몰딩체(80)는 펌프 모듈(2)의 펌프를 히팅 모듈(10)의 상부에 수평 방향으로 장착하는 것을 가정할 때, 그 몰딩체(80)의 상부에는 펌프의 장착을 위해 라운드부(85)가 형성되어 있다.
상기 라운드부(85)는 방열부재(20)의 방열핀들(13)은 양측에서 가운데로 갈수록 길이가 점차 작아지며 전체적으로 라운드의 형상을 취하기 때문에 몰딩체(80)의 상부에 형성됨은 당연하다 할 것이다.
여기서, 상기 몰딩체(80)의 하부에는 히터(30)로 전원을 인가하기 위한 전원 연결부(81)가 일체로 돌출되게 형성된다.
한편, 본 발명의 실시예에서 상기 전원 연결부(81)는 위에서 언급한 바 있는 펌프 모듈(2)의 플랜지 본체(3)에 조립될 수 있다. 여기서, 상기 전원 연결부(81)는 도 9에서와 같이 플랜지 본체(3)에 구비된 장착홀(4)에 삽입 장착될 수 있다.
더 나아가, 상기 전원 연결부(81)는 장착홀(4)을 통해 플랜지 본체(3) 하부의 커넥터 단자(5)의 내부에 배치될 수 있다.
이 경우, 위에서 언급한 바 있는 전원선(45)은 전원 연결부(81)로 연장되는 바, 그 전원 연결부(81)에 몰딩될 수 있다.
다른 한편으로, 상기에서 설명한 바와 같은 (+)(-) 단자핀(47)은 전원선(45)과 전기적으로 연결되며 장착홀(4)을 통해 커넥터 단자(5)의 내부로 인출되는데, 전원 연결부(81)에 일부 몰딩되며, 나머지 부분이 커넥터 단자(5)의 내부로 돌출되게 설치될 수 있다.
또 다른 한편으로, 상기와 같은 전원 연결부(81)는 통상적인 오-링(O-ring)(87)을 통해 장착홀(4)에 실링된 상태로 장착될 수 있다.
그리고, 상술한 바와 같이 히팅 모듈(10)에 몰딩체(80)를 몰딩한 본 발명의 실시예에 의한 히팅장치(100)는 플랜지 본체(3)의 상부면에 구비된 다수 개의 후크 돌기들(7)에 의해 체결될 수 있다.
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치(100)에 의하면, 겨울철이나 추운 지역의 저온 조건에서 저장 탱크(1) 내부의 요소 수용액이 결빙된 경우, 플랜지 본체(3)의 커넥터 단자(5)를 통해 전원을 공급한다.
그러면, 상기 커넥터 단자(5) 내부의 (+)(-) 단자핀(47), 전원선(45) 및 (+)(-) 전극판(43)을 통해 전원이 PTC 소자(41)에 인가되면서 그 PTC 소자(41)는 일정 이상의 전류가 흐르며 열이 발생하게 되고, 자기 발열에 의해 스위칭 온도에 도달하게 되면 전기 저항이 증가하여 전류를 차단함으로써 일정 온도의 열을 발생시키며 저온 조건에서 결빙된 요소 수용액을 해빙할 수 있게 된다.
지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치(100)에 의하면, 저온 조건에 쉽게 빙결되는 요소 수용액을 가열할 수 있는 PTC 히터를 채용하여 종래 기술에서와 같은 별도의 제어기 및 제어 로직을 필요로 하지 않으므로 원가 측면에서 유리하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치(100)에 의하면, 저장 탱크(1)의 하부에 장착되는 펌프 모듈(2)의 플랜지 본체(3)에 조립되므로, 구조가 간단하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 방열부재(20)와 PTC 히터(30)를 포함하는 히팅 모듈(10)에 몰딩체(80)를 몰딩 성형하고, 그 몰딩체(80)의 전원 연결부(81)에 전원선(45)과 (+)(-) 단자핀(47)을 연결한 상태에서 전원 연결부(81)를 플랜지 본체(3)의 장착홀(4)에 조립하여 커넥터 단자(5)의 내부에 배치하므로, 전원선(45) 등의 손상을 방지할 수 있고, 전기적인 과부하에 따른 과열, 단락 등에 의한 전기적인 손상의 위험성을 제거할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
1... 저장 탱크 2... 펌프 모듈
3... 플랜지 본체 4... 장착홀
5... 커넥터 단자 7... 후크 돌기
10... 히팅 모듈 11... 방열판
12... 삽입홀 13... 방열핀
20... 방열부재 30... 히터
41... PTC 소자 43... 전극판
45... 전원선 47... 단자핀
51... 절연체 80... 몰딩체
81... 전원 연결부 85... 라운드부

Claims (15)

  1. 요소 수용액을 저장하는 저장 탱크의 하부에 장착되는 펌프 모듈의 플랜지 본체에 구성되며, 저온 조건에서 결빙된 요소 수용액을 해빙하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치로서,
    방열부재와, 상기 방열부재에 장착되며 전기 에너지를 인가받아 열 에너지를 발생시키는 히터를 포함하는 히팅 모듈; 및
    상기 히터로 전원을 인가하기 위한 전원 연결부를 지니며 상기 방열부재의 외부에 몰딩된 몰딩체를 포함하고,
    상기 전원 연결부는 상기 플랜지 본체에 조립되는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전원 연결부는,
    상기 플랜지 본체에 구비된 장착홀에 장착되는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 전원 연결부는,
    상기 장착홀을 통해 상기 플랜지 본체 하부의 커넥터 단자 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 히터는,
    상기 방열부재에 삽입되는 적어도 하나의 PTC 소자와, 상기 PTC 소자와 전기적으로 연결되는 (+)(-) 전극판을 포함하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 히터는,
    상기 (+)(-) 전극판에 연결되며, 상기 전원 연결부로 연장되는 전원선과,
    상기 전원선과 전기적으로 연결되며, 상기 플랜지 본체에 구비된 장착홀을 통해 그 플랜지 본체 하부의 커넥터 단자로 인출되는 (+)(-) 단자핀
    을 포함하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 전원선은 상기 전원 연결부에 몰딩되고,
    상기 전원 연결부는 상기 장착홀에 삽입되는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 (+)(-) 단자핀은,
    상기 전원 연결부에 일부 몰딩되며, 상기 커넥터 단자의 내부로 돌출되게 설치되는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 방열부재에는 상기 PTC 소자 및 (+)(-) 전극판이 삽입될 수 있는 삽입홀이 형성되며,
    상기 삽입홀에는 상기 (+)(-) 전극판을 절연하기 위한 절연체가 구비되는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 히팅장치는,
    상기 플랜지 본체의 상부면에 구비된 다수 개의 후크 돌기에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 전원 연결부는 오-링을 통해 상기 장착홀에서 실링되는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 몰딩체의 상부에는 상기 펌프 모듈의 펌프가 수평으로 장착 가능하도록 라운드부가 형성되는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 방열부재는 방열판에 다수 개의 방열핀들이 구비된 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 방열판에는 상기 PTC 소자 및 (+)(-) 전극판이 삽입될 수 있는 삽입홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 방열부재는 고열전달계수를 갖는 알루미늄 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 몰딩체는 플라스틱 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선택적 촉매 환원 장치용 요소 수용액 공급 시스템의 히팅장치.
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