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技術 液体添加物を貯蔵するタンク用の加熱装置を有する容器

出願人 エミテックゲゼルシヤフトフユアエミツシオンステクノロギーミツトベシユレンクテルハフツング
発明者 ブリュックロルフホジソンヤンシェパーズスヴェン
出願日 2013年5月24日 (7年8ヶ月経過) 出願番号 2015-513210
公開日 2015年7月23日 (5年6ヶ月経過) 公開番号 2015-520823
状態 拒絶査定
技術分野 排気の後処理
主要キーワード 方向変換位置 加熱フィン 容器キャビティ 衝突要素 案内エレメント 熱交換接触 熱的プロセス 中間スペース
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年7月23日)のものです。
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図面 (8)

課題・解決手段

本発明は、加熱装置5を有するハウジング4を含み、駆動されることができる少なくとも1つの装置6がハウジング4内の対流を促進するために設けられる、液体添加物3を貯蔵するためのタンク2用の容器1に関する。特に、本発明はさらに、液体添加物3を貯蔵するためのタンク2、および液体添加物3のための装置15を有する排気系統14を備え、この種の容器1がタンク壁3内に挿入されて、液体添加物3をタンク2から容器1を通って追加の装置15に送給するための複数の機能コンポーネント10が内部に設けられる、自動車両11に関する。

概要

背景

液体添加物排ガスに加えられる排ガス後処理方法の使用は、公知であると考えられる。この種の方法の目的は、特に、排ガスに含まれる汚染物質ができるだけ完全なおよび効率的な仕方で変換されることにある。

例えば、オキシダント(例えば燃料または炭化水素)が排ガスに供給されることは、公知である。前記添加物は、排ガスの成分と直接反応して、したがって汚染物質を変換するために用いてよい。しかしながら、排気系統大気条件を汚染物質の変換に適した所望の状態に変えるために前記オキシダントを用いることもできる。例えば燃料または炭化水素は、酸化触媒コンバータに供給されてもよい。排気系統の排ガスの温度は、酸化触媒コンバータの発熱反応のせいでかなり増加することができる。これが、ディーゼル微粒子フィルタ再生のために特に使われる。

さらに、還元剤が排ガスに供給されることは、公知である。固体またはガス状の還元剤が排気系統に導入されることが基本的に可能な場合であっても、液体状態の還元剤の供給を提供する送給システムおよび分注システムは、特に適切であると判明した。例えば、選択接触還元SCR)法は、公知である。ここで、排ガス中の酸化窒素化合物は、還元剤を用いて変換される。この目的のために、特にアンモニアまたはアンモニアを形成する物質は、使用されてもよい。この目的のためにすでに広く使われている還元剤は、尿素水溶液である。32.5%の尿素−水溶液は、商品名AdBlue(登録商標)の下で公知である。前記液体添加物は、最初に排ガスに混ぜられて、その後適切な触媒コンバータ全体に導かれて、(なかでも)触媒コンバータにおいて所望の化学変換が次いで起こる。

特に自動車工学の分野の連続生産に関して、前記添加剤のための特に安価なおよび単純な設計の送給モジュールまたは分注モジュールは、この場合まだ見つかっていない。スペースの理由のため、そして凍結する場合に損傷を防止するために、前記タイプの分注モジュールが例えば液体添加物を貯蔵するためのタンク底部領域に配置されることがすでに提案された。この場合でさえ、すでに知られたシステムの改造を容易にするために、または別々の製造ステップを可能にするために、前記タイプの送給モジュールまたは分注モジュールは、別々の容器に収容される。前記容器は、タンクに永久にまたは着脱可能に接続されてもよい。

例えば尿素−水溶液のような液体添加物は、−11℃周辺の温度で凍結する場合があるので、タンク内のおよび/または接続された送給ライン内の液体添加物の急速な解凍遂行することを目的とする加熱システムが提案された。これの意図は、自動車両エンジン始動された後短時間で、所望の排ガス浄化方法をすでに利用可能にすること、および/または、液体添加物の貯蔵、送給および/または計量分配のための必要なコンポーネントの損傷を防止することである。

この技術分野において、加熱装置として、液体−タイプのヒータ(例えばエンジン冷却系統相互作用する熱交換器)、電気ヒータ放熱ヒータおよびこれらの組み合わせは、すでに提案された。しかしながら、容器内で、最も迅速なありうる加熱を、そして可能なら最も均一なありうる加熱を満足に成し遂げることは、まだできなかった。特に、容器を加熱するための提案されたシステムは、技術的に扱いにくくて、高価で、および/または調整するかまたは制御するのが困難である。

概要

本発明は、加熱装置5を有するハウジング4を含み、駆動されることができる少なくとも1つの装置6がハウジング4内の対流を促進するために設けられる、液体添加物3を貯蔵するためのタンク2用の容器1に関する。特に、本発明はさらに、液体添加物3を貯蔵するためのタンク2、および液体添加物3のための装置15を有する排気系統14を備え、この種の容器1がタンク壁3内に挿入されて、液体添加物3をタンク2から容器1を通って追加の装置15に送給するための複数の機能コンポーネント10が内部に設けられる、自動車両11に関する。

目的

固体またはガス状の還元剤が排気系統に導入されることが基本的に可能な場合であっても、液体状態の還元剤の供給を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

液体添加物(3)を貯蔵するためのタンク(2)用の容器(1)であって、加熱装置(5)を有するハウジング(4)を含み、少なくとも1つの駆動可能な装置(6)が前記ハウジング(4)内の対流を促進するために設けられる、容器(1)。

請求項2

前記少なくとも1つの駆動可能な装置(6)は、ブロワ(7)およびそれに接続されるブロワモータ(8)を含む、請求項1に記載の容器(1)。

請求項3

前記ハウジング(4)内の前記加熱装置(5)は、単一の、電気的に操作可能な加熱エレメント(9)を有する、請求項1または2に記載の容器(1)。

請求項4

前記加熱装置(5)は、前記ハウジング(4)内に完全に露出した周辺部を有して少なくとも部分的に突出する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の容器(1)。

請求項5

前記容器(1)内に、前記液体添加物(3)を前記タンク(2)から前記容器(1)を通って送給するための多数の機能コンポーネント(10)が追加的に設けられる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の容器(1)。

請求項6

前記ハウジング(4)は、少なくとも部分的にプラスチックで構成される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の容器(1)。

請求項7

前記ハウジング(4)は、少なくとも1つの内部フィン(33)を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の容器(1)。

請求項8

前記ハウジング(4)は、対流の流れのための少なくとも1つの部分的に閉じた流れパス(41)が形成される中間スペース(40)を形成する内壁(38)および外壁(39)を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の容器(1)。

請求項9

タンク容量(12)を形成するタンク壁(13)を有して液体添加物(3)を貯蔵するためのタンク(2)を有し、および前記液体添加物(3)のための計量装置(15)を有する排気系統(14)を有し、請求項1〜8のいずれか1項に記載の容器(1)が前記タンク壁(13)内に挿入されて、前記液体添加物(3)を前記タンク(2)から前記容器(1)を通って前記計量装置(15)に送給するための複数の機能コンポーネント(10)が設けられる、自動車両(11)。

技術分野

0001

本発明は、加熱装置を有するハウジングを含む、液体添加物貯蔵するためのタンク用の容器に関する。前記タイプの容器は、特に、タンクから容器を通って消費対象までの途中において液体添加物の送給および/または分注および/またはモニタリングのための柔軟な機能コンポーネントとして役立つ。本発明は、液体添加物を貯蔵するためのタンクを備える自動車両において特に用いられる。容器は、前記自動車両のタンクにおいて一体化される。

背景技術

0002

液体添加物が排ガスに加えられる排ガス後処理方法の使用は、公知であると考えられる。この種の方法の目的は、特に、排ガスに含まれる汚染物質ができるだけ完全なおよび効率的な仕方で変換されることにある。

0003

例えば、オキシダント(例えば燃料または炭化水素)が排ガスに供給されることは、公知である。前記添加物は、排ガスの成分と直接反応して、したがって汚染物質を変換するために用いてよい。しかしながら、排気系統大気条件を汚染物質の変換に適した所望の状態に変えるために前記オキシダントを用いることもできる。例えば燃料または炭化水素は、酸化触媒コンバータに供給されてもよい。排気系統の排ガスの温度は、酸化触媒コンバータの発熱反応のせいでかなり増加することができる。これが、ディーゼル微粒子フィルタ再生のために特に使われる。

0004

さらに、還元剤が排ガスに供給されることは、公知である。固体またはガス状の還元剤が排気系統に導入されることが基本的に可能な場合であっても、液体状態の還元剤の供給を提供する送給システムおよび分注システムは、特に適切であると判明した。例えば、選択接触還元SCR)法は、公知である。ここで、排ガス中の酸化窒素化合物は、還元剤を用いて変換される。この目的のために、特にアンモニアまたはアンモニアを形成する物質は、使用されてもよい。この目的のためにすでに広く使われている還元剤は、尿素水溶液である。32.5%の尿素−水溶液は、商品名AdBlue(登録商標)の下で公知である。前記液体添加物は、最初に排ガスに混ぜられて、その後適切な触媒コンバータ全体に導かれて、(なかでも)触媒コンバータにおいて所望の化学変換が次いで起こる。

0005

特に自動車工学の分野の連続生産に関して、前記添加剤のための特に安価なおよび単純な設計の送給モジュールまたは分注モジュールは、この場合まだ見つかっていない。スペースの理由のため、そして凍結する場合に損傷を防止するために、前記タイプの分注モジュールが例えば液体添加物を貯蔵するためのタンクの底部領域に配置されることがすでに提案された。この場合でさえ、すでに知られたシステムの改造を容易にするために、または別々の製造ステップを可能にするために、前記タイプの送給モジュールまたは分注モジュールは、別々の容器に収容される。前記容器は、タンクに永久にまたは着脱可能に接続されてもよい。

0006

例えば尿素−水溶液のような液体添加物は、−11℃周辺の温度で凍結する場合があるので、タンク内のおよび/または接続された送給ライン内の液体添加物の急速な解凍遂行することを目的とする加熱システムが提案された。これの意図は、自動車両のエンジン始動された後短時間で、所望の排ガス浄化方法をすでに利用可能にすること、および/または、液体添加物の貯蔵、送給および/または計量分配のための必要なコンポーネントの損傷を防止することである。

0007

この技術分野において、加熱装置として、液体−タイプのヒータ(例えばエンジン冷却系統相互作用する熱交換器)、電気ヒータ放熱ヒータおよびこれらの組み合わせは、すでに提案された。しかしながら、容器内で、最も迅速なありうる加熱を、そして可能なら最も均一なありうる加熱を満足に成し遂げることは、まだできなかった。特に、容器を加熱するための提案されたシステムは、技術的に扱いにくくて、高価で、および/または調整するかまたは制御するのが困難である。

課題を解決するための手段

0008

上記の状況に照らしてみれば、先行技術に関して強調される課題を少なくとも部分的に解決することは、本発明の目的である。特に、液体添加物を貯蔵するためのタンク用の、安価で、単純でおよび効率的な加熱を可能にする容器を特定することは、求められる。さらに、加熱システムの自動車両への特に有利なおよびスペースをとらない統合を提案することは、求められる。

0009

前記目的は、請求項1の特徴にしたがう容器によって達成される。本発明のさらに有利な実施形態は、従属請求項において特定される。請求項において個々に特定される特徴は、いかなる所望の技術的に好都合な仕方でも互いに組み合わされてよい点に留意する必要がある。特に図に関連した記載は、本発明を説明して、本発明の特徴および有利な実施形態のさらなる組み合わせを特定する。

0010

液体添加物を貯蔵するためのタンク用の容器は、加熱装置を有するハウジングを含み、少なくとも1つの駆動可能な装置がハウジング内の対流を促進するために提供される。

0011

容器は、特に、液体添加物を貯蔵するためのタンク内に少なくとも部分的に、そして好ましくは実質的に完全に収容されるように設計される。ここで、容器のタンク内への統合の結果として、タンク容量は、例えば、多くても20%まで、好ましくは多くても10%減少しなければならない。タンクは、特に還元剤(特に尿素−水溶液)を貯蔵するためのタンクである。前記タンクは、それでも、オキシダントおよび他の液体添加剤のために用いることもできる。

0012

容器は、プラスチックから形成されてもよい。いずれにせよ、タンクは、耐久性がなければならず、液体添加物を支持された基礎上に貯蔵するために設計されなければならない。ここで、ハウジングは、単一部品またはマルチ部品の形でもよい。例えば、ポット状のハウジングおよび追加の容器底が互いに着脱可能にまたは着脱不可能に接続されて設けられることは、可能である。ハウジングは、プラスチックおよび/または金属を用いて形成されてもよい。どの場合でも、タンクの内部と接触するハウジングのその領域において、ハウジングは、液体添加物に対して耐性を示さなければならない。

0013

容器は、さらに、特にハウジング内に、またはハウジングによって形成される容器チャンバ内に配置される少なくとも1つの加熱装置を備える。加熱装置は、基本的に導入部に記載した加熱装置のいずれかのタイプでもよい。加熱装置自体が容器チャンバのごくわずか(例えば容器チャンバの20%未満または容器チャンバの10%未満でさえ)を占めることは、ここで好ましい。

0014

さらに、ハウジング内の対流を促進する駆動可能な装置が設けられる。駆動可能な装置は、特に、加熱装置によって発生する熱を対流によってハウジング内に分配する機能を有する。駆動可能な装置自体が加熱装置と直接接触しないで、そしてその代わりに、加熱装置によって放たれる熱が容器の内部の空気の流れの操作による対流によってできるだけ一様に分配されることは、ここで好ましい。ここで、対流は、特に、容器内の空気の(目標とする)移動を意味するものと理解される。したがって、空気は、それが加熱装置と接触するときに前記空気が加熱されることができるように、駆動可能な装置によって加熱装置に向かって移動される。加熱空気は、次いで、同様に駆動可能な装置および/または流れ−案内エレメントの作用の下で、容器キャビティの他の(あらかじめ定めた)領域内へと流れる。その際、加熱空気は、ハウジングとおよび/またはハウジング内に位置するコンポーネントと接触する。そうすると、高速加熱は、ここで実現されることができる。

0015

これが有効なやり方で起こりうるために、装置は、需要にしたがって始動および停止されることができる。この点で、装置は、所定または所望の時間に駆動される(そして移動される)ように設計されておよび/または組み立てられる。対流がハウジング内において促進されるフェーズは、したがって、あらかじめ正確に定義されることができる。

0016

前記タイプの装置によって、導入部に記載の課題は、少なくとも部分的に軽減されることができる。同時に、タンク内の容器のおよび/または容器の周囲の高速加熱を達成することができる。

0017

容器のこの装置は、容器内の少なくとも1つのコンポーネントの有効な冷却のために(加えて)用いられてもよい。冷却することを必要としてもよいコンポーネントは、例えば、液体添加物の送給または分注のためのポンプである。動作中に、前記タイプのポンプは、相当な程度に加熱することができる。前記熱は、装置によってポンプから離れて運ばれることができて、例えばハウジングを介してタンク内の液体添加物へと消失されることができる。

0018

容器の好ましい実施形態において、ハウジング内に少なくとも1つの閉じた流れパスがあると、その流れパスに沿って、装置は、特に循環する空気の流れを生成することができる。循環する空気の流れは、装置によって促進される対流である。流れパスは、ハウジングの範囲内のキャビティによって、そしておそらく対応する流れ−案内エレメントによって形成される。キャビティは、コンポーネントまたは機能コンポーネントが配置されないハウジング内の領域である。前記キャビティは、したがって、流れパスのためのスペースを提供する。流れパスは、加熱装置に沿って、そして、容器においておよび/またはハウジングにおいて加熱される(特に機能コンポーネントの)領域に沿って、好ましくは走る。

0019

流れパスは、好ましくはハウジングの壁に沿って走る。空気の流れがハウジングの壁を介してタンク内の液体添加物に熱を放つことが、したがって可能である。ハウジングは、流れ−案内エレメントとして、少なくとも断面において設計されてもよくておよび/または用いられてもよい。ハウジングの壁は、好ましくは少なくとも断面において円筒形状である。そして、流れは、壁の円筒形状の湾曲によって壁に沿ってパス上へ連続的に方向変換される。一実施形態では、2つの閉じた流れパスがハウジング内にあり、そしてその流れパスは、ハウジング壁区画に沿って各々走る。ハウジング壁上に、流れパスがハウジング壁から離れてハウジングの内部領域へと方向変換される少なくとも1つの第1の方向変換位置が設けられる。ハウジングの内部領域において、熱の交換は、気流と機能コンポーネントとの間に起こる。流れパスが再びハウジングの壁に向かって方向変換される少なくとも1つの第2の方向変換位置がある。第1の方向変換位置および第2の方向変換位置は、それぞれ、第1の方向変換手段によって、および第2の方向変換手段によって形成される。方向変換手段は、方向変換位置で流れを方向変換させる。方向変換手段は、流れ—案内手段である。ハウジング壁に沿った領域において、および/またはハウジングの内部領域において、流れパスは、流れパスに沿って空気の流れを駆動するかまたは流れパスに沿って対流を促進するように設計される装置に少なくとも沿って進む。さらに、ハウジング壁に沿った領域において、および/またはハウジングの内部領域において、熱の交換が流れパスに沿った空気の流れと加熱装置との間で起こることができるように、流れパスは、加熱装置に沿って進む。

0020

容器のさらなる好ましい実施形態において、装置は、少なくとも断面において二重壁の形(2枚の壁を有する)であるハウジングを有する。ここで、好ましくは外壁および内壁がある。外壁は、ハウジングまたは容器をタンクから流体密様式で離隔する。内壁は、外壁と平行して少なくとも地域的に走る。すきま状の中間スペースは、外壁と内壁との間に好ましくは設けられる。そしてその中間スペースを通って、気流が流れることができる。外壁および内壁は、少なくとも1つのスペーサエレメントによって好ましくは互いに離間している。スペーサ・エレメントは、内壁と外壁と空気の流れとの間に熱の伝達を支援してもよい。スペーサ・エレメントは、中間スペース内の空気の流れが衝突する、したがって特に空気の流れとの良好な熱交換接触にある衝突要素として、特に作用してもよい。装置によって発生する空気の流れを内壁における少なくとも1つの流入開口を通って中間スペース内へと強制するように、装置は、好ましくは配置される。流れパスは、少なくとも1つの流入開口を通って装置から中間スペース内へと、そしてその後、少なくとも1つの流出開口を通って中間スペースからハウジングの内部へと戻るように、好ましくは進む。前記内部は、ハウジングの内壁によって区切られる。装置によって送給される空気が加熱装置によって加熱された後、中間スペースに移って、ハウジングを囲むタンク内の液体添加物を加熱するように、加熱装置は、例えば、装置とハウジングの内壁の流入開口との間に配置されてもよい。

0021

したがって、複数の加熱装置および対流を促進する装置が記載されている容器内に配置されることが可能である。これらは、異なる流れパスに沿って部分的なまたは独立的な流れを各々形成することができる。前記異なる流れパスは、容器またはハウジング内の特定の領域および/または機能コンポーネントを特に急速に加熱するために、前記特定の領域および/または機能コンポーネントに対して流れを目標に導くように各々設計されてもよい。

0022

流れパスに沿った空気の流速は、ハウジングの中で流れパスが利用できるキャビティの適切な設計を通してセットされてもよい。利用できる自由横断面積が大きければ大きいほど、流速は、より低下する。加熱装置によって発生する熱エネルギーが空気の流れに(実際に)完全にリリースされるように、そして、空気の流れが熱エネルギーを機能コンポーネントおよびハウジングに(実際に)完全にリリースするように、機能コンポーネントおよび流れパスは、ハウジング内に好ましくは配置される。

0023

ハウジングが、対流の流れのための少なくとも1つの部分的に閉じた流れパスが形成される中間スペースを形成する内壁および外壁を有する容器は、特に好ましい。

0024

ハウジング内の流れパスのこの種の設計によって、加熱装置から生じた熱の機能コンポーネントへの、およびタンク内の液体添加物への特に有効な伝達は、可能である。

0025

一実施形態において、少なくとも1つの駆動可能な装置は、ブロワおよびそれに接続されるブロワモータを含むことも提案する。

0026

この実施形態において、駆動可能な装置は、特に安価でおよび技術的に単純な形で提供されることができる。例えば、ブロワモータは、コントロールユニットによる所望の時に起動して、(後で)再び停止することができる。ブロワは、例えば、容器内の空気がそれによって動かされる一種ロータで構成されてもよい。特に、ブロワは、そこから生じて動く空気が加熱装置に向かって移動するように方向づけられてもよい。1台のブロワモータを有する、またはそれぞれのブロワモータを有する複数のブロワが設けられることは、基本的に可能である。しかしながら、コスト低減に関して、単一のブロワモータを有する単一のブロワの使用は、好ましい。容器が単一の駆動可能な装置だけを有することは、特に非常に好ましい。

0027

加熱装置がハウジング内に単一の電気的に操作可能な加熱エレメントを有することは、さらに好ましい。電気的に操作可能な加熱エレメントは、所定の時点で同様に起動および停止されることができる。この種の加熱は、例えば、オーム抵抗加熱に基づいて実現される。ここで特に好ましくは使われなければならない既知の電気的に操作可能な加熱エレメントは、いわゆるPTC(正の温度係数)加熱エレメントである。この種のPTC加熱エレメントの設計はすでに周知である。そうすると、これらに関する詳しい情報は、当業者が直ちに利用できる。

0028

加熱装置がハウジング内に完全に露出した周辺部を有して少なくとも部分的に突出する容器は、有利であると考慮される。加熱装置は、したがって、例えば少なくとも部分的に独立したフランジ、少なくとも部分的に独立した柱などの形であってもよい。高ダイナミック負荷(例えば自動車両の運転中)の下でさえ加熱装置の安全な位置決めを実現するために、前記タイプの加熱エレメントが容器底におよび/またはハウジングに少なくとも接続していることは、明らかである。電気的ラインコントロールラインなどは、同様に前記接続を介して実現される。しかしながら、ハウジング内に完全に露出した周辺部を有して少なくとも部分的に突出するように設計される加熱エレメントは、駆動可能な装置によって加熱装置へ移動される空気が広い領域にわたって加熱エレメントに衝突することを、および/または前記加熱エレメントのまわりを流れることさえ、可能にする。容器内に位置する空気と加熱装置との間の集中的な接触は、このようにして可能になる。そうすると、前記空気は、熱を急速に吸収することができて、その後熱を分配することができる。容器チャンバ内の環境空気と直接接触できるようにするために、加熱装置の周面の少なくとも50%が固定物から自由であることは、好ましい。前記分数は、好ましくは少なくとも60%または少なくとも80%でさえあってもよい。

0029

タンクから容器を通って液体添加物を送給するための多数の機能コンポーネントが容器内に追加的に設けられることが、さらに提案される。この場合、容器は、液体添加物のための送給モジュールおよび/または分注モジュールを収容するために特に役立つ。ここで、送給モジュールまたは分注モジュールは、液体添加物をタンクから引き抜いてもよくて、タンクから出た前記液体添加物を所定の時間におよび/または所定の量において容器を介して導いてもよい。この種の機能コンポーネントの例は、送給ライン、供給ライン(例えば液体添加物がタンクからポンプまで送給される送給ラインのサブセクション)、排出ライン(例えば液体添加物がポンプによって容器から導き出される送給ラインの一部)、戻りライン(例えば容器内に位置する液体添加物がタンクの中へと戻される送給ラインの一部)、ポンプ、フィルタセンサ、コントロールユニットなどである。特に、最初に加熱装置を通過して、その後容器内の多数の機能コンポーネントの少なくとも1つと衝突する空気の流れを駆動可能な装置が生成するように、前記機能コンポーネントが気流に乗せられる熱を少なくとも部分的に吸収することができるように、容器は、設計されて、組み立てられる。その結果、前記機能コンポーネントは、ハウジング内の対流によって加熱される。

0030

ハウジングが少なくとも部分的にプラスチックで構成されることは、特に非常に好ましい。プラスチック・ハウジングの使用は、生産コストが低減されることができて、重量がセーブされることができる効果がある。ここで提案される容器の場合、対流のせいで容器内の熱の分布は、熱伝達のための多数のヒートブリッジが容器の範囲内で形成されることがもはやぜひとも必要ではないことを意味することが、考慮されるべきでもある。

0031

ハウジングが少なくとも1つの内部フィンを有することは有利であるとも考慮される。可能なら、複数のフィンが設けられてもよい。フィンは、特に(受動的な)加熱フィンの形であり、したがって、特に加熱空気との集中的な接触を実現するのに役立つ。フィンは、対流によって熱を吸収するために、そして可能なら前記熱をハウジングの他の領域へ伝導もするために設計されてもよい。フィンは、ハウジングの内壁から、すなわち特に容器のキャビティへと突出するように設計される。フィンは、表面積横断面よりも数倍大きい羽根ウェブ突起などと呼ばれることもありえる。フィンの向き、形および/または材料は、アプリケーションにしたがって適合されてもよい。

0032

フィンがハウジング内の空気の流れ方向に対応して方向づけられることは、特に有利である。第1に、フィンと空気との間の特に良好な熱伝達が達成されるように、そして第2に、フィンによって発生する流動抵抗ができるだけ小さいように、フィンは、特に流れ方向に対して平行にならなければならない。フィンは、空気のまたは対流の流れ方向に対して平行に特に方向づけられなければならない。これは、例えば、少なくとも断面において、(円筒状の)ハウジングの内側に沿って円形に延びるハウジング上のフィンによって実現されてもよい。少なくとも断面において、ハウジングの内側に沿って走る流れパス上を(装置によって駆動される)空気が循環する場合、ハウジングの内側上の空気とフィンとの間に特に良好な熱伝達が可能である。同時に、前記タイプの円形のフィンは、ハウジングを通る空気のための流れパスの複数の区画を形成することができる。流れは、フィンによってハウジングの壁に沿って案内される。

0033

フィンは、ハウジングの(内側)表面積を増加させて、したがって内側から外側への熱の輸送を容易にする。フィンは、特に良好な熱伝導度を有する材料から製造されてもよい。特に、フィンがハウジングの残部とは異なる材料から製造されることは、可能である。さらに、フィンがハウジングを通ってハウジングの外側まで、そして液体添加物のためのタンクへと延びることは、可能である。フィンは、増加した熱伝導度を呈する。この種のフィンは、特に有効なやり方でタンク内の液体添加物に熱を伝導することができる。

0034

液体添加物を貯蔵するためのタンクを有する自動車両も、ここで提案される。タンクは、タンク容量を形成するかまたは区切るタンク壁を有する。さらに、自動車両は、液体添加物のための計量装置を有する排気系統を有する。さらに、ここで提案される容器は、タンク壁に挿入される。前記容器内には、液体添加物をタンクから容器を通って計量装置まで送給するための多数の機能コンポーネントが設けられる。自動車両は、したがって、導入部で述べたとおり排ガス後処理のための方法を実行するために特に準備される。容器、機能コンポーネントおよび/またはタンク用の安価なおよび効率的なヒータを有するここで提案されるシステムソリューションに対する特定の強調は、ここでされなければならない。

0035

本発明および発明の技術分野は、図に基づいて以下でさらに詳細に説明される。図に示される実施形態は、本発明を制限することを意図しない点に留意する必要がある。特に、現在のそして図において共同で説明される特徴は、これが技術的に可能な限り、または、その特徴がいやおうなしに一緒帰属することを下記の本文が明確に示していない限り、互いに別々に考慮されてもよくておよび/または他の図の他の(個々の)特徴と組み合わされてもよい。したがって、図に概略的にそして例として示される本発明の多くの可能な組み合わせは、当業者に現れる。

図面の簡単な説明

0036

図1は、容器の部分的斜視図である。
図2は、容器を有するタンクの概略的断面図を示す。
図3は、タンクおよび排気系統を有する自動車両の概略図を示す。
図4は、容器用のハウジングの実施形態の概略的断面図を示す。
図5は、容器用のハウジングのさらなる実施形態の概略的断面図を示す。
図6は、容器用のハウジングのさらに他の実施形態の概略的断面図を示す。
図7は、容器用のハウジングのさらに他の実施形態の概略的断面図を示す。

実施例

0037

したがって、図1は、還元剤(例えば尿素−水溶液)を貯蔵するためのタンクに例えば挿入されることができる容器1を示す。ここで、容器1は、円形断面で円周面およびカバーを形成するポット状のハウジング4を備える。底部において、容器1は、容器底20によって閉じられる。容器底20は、例えば、(ポット状の)ハウジング4の残部に対して着脱可能にまたは着脱不可能に接続される別のコンポーネントとして形成されてもよい。前記容器1の内部において、いわゆる容器チャンバは、容器1を通ってタンクから液体添加物を送出するためのさまざまな機能コンポーネント10によって部分的に満たされる。ここで、前記機能コンポーネント10は、これらが容器キャビティ25内において個々に、または互いにいかなる意味のある組み合わせで配置されても任意によいために、破線で示される。

0038

ここで、例として、送給モジュールまたは分注モジュールは、容器チャンバ内に示される。液体添加物は、したがって、供給ライン17を介してタンクから抜き取られる。これは、それに接続されるポンプ21の対応する吸引作用を通して理解されてもよい。ポンプから、送給ライン16は、バルブ29へと延びる。前記バルブ29によって、ここで加圧された液体添加物が例えば排気系統のための排出ライン18に向けて前方へ送給されるか、および/または液体添加物がタンクに戻されることができる戻りライン19に向けて送給されるかどうかを、需要にしたがって予め定めることができる。前記送給モジュールまたは分注モジュールの制御動作のために、ここで示される信号ラインを介して、ポンプの、バルブの、および/またはさらなる機能コンポーネントの動作を調整するコントロールユニット24が設けられてもよい。前記コントロールユニット24は、1つ以上のセンサ23に依存する仕方で前記動作を実行してもよい。例えば、センサ23として、送給ライン16内の液体添加物の圧力用の圧力センサおよび/または送給ライン16内の液体添加物の温度を決定するためのおよび/または機能コンポーネントのまたは容器キャビティ25内の温度を決定するための温度センサが使用されてもよい。

0039

また、中心には、この場合に電気的に操作可能な加熱エレメント9(例えばPTC加熱エレメント)の形において設計される単一の加熱装置5が示される。本実施形態において、電気的に操作可能な加熱エレメント9は、コントロールユニット24による需要にしたがって同様に起動および停止されてもよい。ここで(矢印によって示される)空気の流れが電気的に操作可能な加熱エレメント9と集中的に接触することができるように、電気的に操作可能な加熱エレメント9は、ハウジング4内に完全に露出した周辺部を有して主として突出するということが明らかに分かりうる。

0040

対流およびしたがってハウジング4内に位置する空気の分配を実現するために、この場合に例としてブロワ7および付随するブロワモータ8を用いて実施される駆動可能な装置6も供給される。ここで、また、コントロールユニット24が需要にしたがっておよび/または所定の時間にブロワモータ8を通してブロワ7を駆動させるかまたは停止させることができる。

0041

その機能は、特に、装置6の動作中、容器キャビティ25内に位置する空気が縦にパターン化された矢印によって示されるように加熱エレメント9に向かって移動するようなものである。空気の流れが加熱装置5と接触するときに、空気は加熱されて、次いでハウジング4の辺境におよび/または1つ以上の機能コンポーネント10に導かれることができる。この目的のために、容器1内の対流の誘導された分布または促進を実現するために、加熱装置5内/上におよび/または容器キャビティ25内に流れ−案内エレメント28(そらせ板など)が設けられてもよい。駆動可能な装置6によって発生する気流は、いかなる望ましいやり方でも分けられてよく、そしてさまざまな方向において前方へ導かれてよい。加熱された空気の流れは、横のパターンを有する矢印によって同様に示される。

0042

図2は、液体添加物3を貯蔵するためのタンク2を概略的に示す。タンク2は、タンク壁13によって形成される。そしてそれは、例えばプラスチックから製造される。タンク壁13は、いわゆるタンク容量12を区切る。タンク壁13はまた、この場合に底の領域において開口30を有する。容器1は、そこで挿入されて、タンク壁13に流体密様式で接続される。容器1のハウジング4の主要な部分は、したがって、タンク2のタンク容量12内へと延びる。容器1周辺には、(円筒状の)フィルタ22が設けられる。(実際に)ろ過した(だけの)添加物3が存在するタンク2の領域内の添加物3を、機能コンポーネント10は抜き取る。フィルタ22は、容器内に、またはそこに位置する送給ライン内に基本的に一体化されてもよい。

0043

複数の加熱装置5が容器1内に配置されてもよいことが図2から分かることもできる。前記加熱装置は、この場合、ハウジングの内側上および/または機能コンポーネント上にストリップの仕方で例えば領域的に配置される。単一の駆動可能な装置6が容器内に配置されて、複数の加熱装置5全体の空気の流れを生成するように設計されることも例としてここで示される。

0044

加熱空気と集中的に接触するために役立つ(受動的な)加熱フィンの形の複数のフィン33も、図2に概略的に示される。フィン33は、特に、ブロワ7によって加熱された空気が目指す位置に集中されるように、例えば、ハウジング4の内側上に分配される仕方で配置される。

0045

図3は、内燃機関27(特にディーゼルエンジン)によって生成される排ガスが排気系統14を通る排ガス流れ方向31に沿って導かれる自動車両11(例えば乗用自動車または重量積載物車両)を示す。特にいわゆるSCR法を実施するために、液体添加物は、排ガス中に(微細に分配される様式で、または送給ガスを用いて)計量分配される。添加物が排ガス中に十分に分配されたときに、および/または、アンモニアへの尿素−水溶液の十分な変換が実現されたときに、前記混合物は、適切な排気ガス後処理ユニット(例えばSCR触媒コンバータ)26に供給される。前記排気ガス後処理ユニットは、例えば、被覆されたハニカムボディの形であってもよい。前記ハニカムボディは、特に、適切なコーティングを備えていてもよい。添加物−排ガス混合物が触媒コンバータ26を通って流れるときに、所望の化学的および/または熱的プロセスは、刺激されることができる。

0046

ここで、液体添加物は、タンク2内に貯蔵されて、容器1内に設けられた機能コンポーネントによって、そして適切な送給ライン16を介して、分注様式で計量装置15に計量分配される。計量される量および/または計量の時間は、コントローラ32によってあらかじめ定めることができる。ここでは、特に、内燃機関27の、排気系統14の、および/または送給システム(タンク、容器、送給ライン、計量装置など)の動作パラメータが生じる。分注は、容器1のおよび/または計量装置15の機能コンポーネントによって実行されてもよい。

0047

図4は、容器1用のハウジング4の水平断面図を示す。図は、ハウジング4内の対流を促進することができるハウジング4内の装置6を概略的に示す。対流に関して、装置6の動作は、ハウジング4内に発生する空気の流れを生じさせる。そしてその空気の流れは、閉じた流れパス41に沿って循環する。前記流れパス41は、少なくとも断面において、ハウジング4の壁に沿って進む。空気の流れは、したがって、ハウジング4との直接の熱交換接触である。ハウジング4内には、ハウジング4から離れてハウジング4の内部44へと流れパス41を方向変換させる第1の方向変換手段42(第1の方向変換位置45)が配置される。前記内部には、ここで図示されない機能コンポーネントが配置されてもよい。流れパス41が閉じた経路を形成するように、流れパス41は、第1の方向変換手段42から内部44を通って進み、その後、第2の方向変換手段43によってハウジング4へと戻るように方向変換される(第2の方向変換位置46)内部44の領域において、流れパス41は、対流または空気の流れを促進するかまたは駆動する装置6を通過して進む。装置6は、ブロワ7および、ブロワ7を駆動するブロワモータ8を含む。さらに、内部44において、流れパス41は、加熱装置5に沿って進む。加熱装置5は、電気的に熱可能な加熱エレメント9および、加熱エレメント9の熱を放つ追加の加熱フィン34を含んでもよい。加熱装置5は、空気の流れに対する良好な熱伝達があるように、そして同時に、加熱装置5のまわりの流れパスとして最小の可能な流動抵抗があるように、好ましくは設計される。装置6は、間に提供される空気の流れのいかなる方向変換もなく、加熱装置5に直接向かって空気の流れを好ましくは強制する。これは、熱伝達を改良する。

0048

図5は、容器1用のハウジング4のさらなる実施形態の水平断面図を示す。この実施形態において、図4に示される流れパスに対応する第1の方向変換手段42および第2の方向変換手段43によってハウジング4を通って案内される2つの流れパス41が、この場合、同様に設けられる。ハウジング4の室内44の空間を確保するために、図5の場合、各々がブロワ7およびブロワモータ8を含み、そしてハウジング4の壁において流れパス41の部分に配置される2つの装置6が設けられる。加熱装置5は、これに向かって空気の流れを強制する装置6とともに衝突エレメントの形である。加熱装置5は、電気的に操作可能な加熱エレメント9および、電気的に操作可能な加熱エレメント9によって生じる熱を分配する加熱フィン34を有する。少なくとも第1の方向変換手段42または第2の方向変換手段43は、加熱装置5と一緒に構造ユニットとして形成されてもよい。

0049

図6は、容器1用のハウジング4の垂直概略断面図を示す。その内側上に、前記ハウジング4は、ハウジング4の壁に沿ってハウジング4を通って進む流れパス41を区切る(例えば実質的に水平におよび/または螺旋状に走る)フィン33を有する。前記フィン33は、ハウジング4の壁に沿って、流れパス41を導く。さらに、フィン33は、流れパス41に沿って循環している空気とハウジング4との間の改良された熱の伝達を確実にする。

0050

図7は、容器1用のハウジング4の他の実施形態の水平断面図を示す。この実施形態において、ハウジング4は、内壁38および外壁39から構成される。外壁39は、ハウジング4を流体密様式で閉じて、そして、ハウジング4がタンクへと挿入されるときに、その外側を通して液体添加物(例えば尿素−水溶液)と接触する。内壁38および外壁39は、内壁38と外壁39との間に中間スペース40があるように、互いに離間している。内壁38および外壁39の間に位置して、流れパスを形成するために役立ってもよいスペーサ・エレメント35が設けられてもよい。中間スペース40からハウジング4の室内44へと流れが通過することができる接続があるように、内壁38は、部分的に中断されてもよい。ハウジング4内には、ブロワ7およびブロワモータ8を有する装置6が配置される。前記装置6は、空気の流れを内部44から引き出して、それを中間スペース40に導くように設計される。この目的のために、内壁38は、流入開口36を有する。空気の流れは、装置6から流入開口36および中間スペース40を通って案内されて、そして、内壁38の少なくとも1つの流出開口37において再び中間スペース40を出る。空気の流れは、次いで、再び装置6へと内部44を通過する。ハウジングを通る流れパス41は、したがって、形成される。装置6と流入開口36との間に、空気の流れが流れパス41を通過する加熱装置5が配置される。加熱装置5は、電気的に操作可能な加熱エレメント9および、電気的に操作可能な加熱エレメント9によって生じる熱が空気の流れに有効な仕方で伝達される加熱フィン34を含んでもよい。ハウジング4の外側上にフィン33が設けられて、そしてそれを介して、その熱は、タンク内の液体添加物に伝達される。

0051

ここで示される実施形態は、技術的特徴の好適な組み合わせを示す。しかしながら、それは、このようにしていやおうなしに互いに結合される必要はない。上記で明確に特定されない限り、技術的特徴は、1つの図から抽出されてもよく、そして、当業者に課題を提起しないやり方において他の概念/設計異型と結合されてもよい。これは、特に、装置、流れパス、ハウジング、および熱輸送手段(フィンその他)の設計/配置/個数に関する。

0052

本発明は、したがって、導入部に記載の目的を、特に先行技術に関して強調される課題を少なくとも部分的に解決するという目的を達成する。特に、尿素−水溶液のような液体添加物を貯蔵するためのタンク用の容器が特定された。そしてその容器は、安価で、単純でおよび効率的な加熱を可能にする。さらに、加熱システムの自動車両への特に有利なおよびスペースをとらない統合が提示された。

0053

1…容器
2…タンク
3…添加物
4…ハウジング
5…加熱装置
6…装置
7…ブロワ
8…ブロワモータ
9…電気的に操作可能な加熱エレメント
10…機能コンポーネント
11…自動車両
12…タンク容量
13…タンク壁
14…排気系統
15…計量装置
16…送給ライン
17…供給ライン
18…排出ライン
19…戻りライン
20…容器底
21…ポンプ
22…フィルタ
23…センサ
24…コントロールユニット
25…容器キャビティ
26…排ガス後処理ユニット
27…内燃機関
28…流れ−案内エレメント
29…バルブ
30…開口
31…排ガス流れ方向
32…コントローラ
33…フィン
34…加熱フィン
35…スペーサ・エレメント
36…流入開口
37…流出開口
38…内壁
39…外壁
40…中間スペース
41…流れパス
42…第1の方向変換手段
43…第2の方向変換手段
44…内部
45…第1の方向変換位置
46…第2の方向変換位置

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