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      具有儲箱和還原劑輸送單元的設(shè)備的制作方法

      文檔序號:5197292閱讀:131來源:國知局
      專利名稱:具有儲箱和還原劑輸送單元的設(shè)備的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及ー種具有儲箱的設(shè)備,該儲箱具有箱底部和用于液體的輸送單元,其中液體尤其是用于廢氣再處理的液體還原劑。
      背景技術(shù)
      為去除內(nèi)燃機(jī)廢氣流中的氮氧化物(N0X),優(yōu)選將液體還原劑噴入到廢氣流內(nèi),以便將廢氣流中含有的氮氧化物利用催化劑轉(zhuǎn)換成元素氮(N2)和水(H20)。作為液體還原劑, 優(yōu)選將活性物質(zhì)、例如氨(NH3)和/或尿素(CH4N2O)溶解并添加到水中。為儲存液體還原劑設(shè)有儲箱,該儲箱與輸送單元共同作用,由此能將還原劑從儲箱輸送到廢氣流。在輸送或儲存這種還原劑時(shí)產(chǎn)生一系列技術(shù)問題,用于在所有的運(yùn)行條件下將給定量的還原劑添加到廢氣流中。這些問題尤其源于液體還原劑、尤其是尿素水溶液可能凍結(jié)的事實(shí)。為防止液體還原劑凍結(jié),例如可以添加防凍劑,由此使尿素水溶液的通常為約-110C的冰點(diǎn)降低到-40°c。即使使用這種防凍劑或降低冰點(diǎn)物質(zhì),也必須保證氮氧化物在廢氣流中在機(jī)動車附近的非常低的溫度下還原。為此,必要時(shí)需要首先融化或熔化還原劑。為此已經(jīng)提出加熱儲箱和/或儲箱的部分容積的各種方案。但這些方案有時(shí)不適合于重復(fù)地進(jìn)行融化和凍結(jié),以便可靠地添加液體還原劑到廢氣流。當(dāng)靠近箱底部并通過箱底部取出液體還原劑時(shí),是特別困難的。對于這種情況例如已經(jīng)發(fā)現(xiàn),通過箱底部上的加熱裝置盡管可以融化凍結(jié)的還原劑,但不能達(dá)到位于上面的凍結(jié)液體的區(qū)域,因此存在圍繞取出點(diǎn)的厚冰殼。然而,通過抽吸取出液化的還原劑會導(dǎo)致真空,在真空下通常使用的泵將不能工作。

      發(fā)明內(nèi)容
      由此提出,本發(fā)明的目的是至少部分地解決基于現(xiàn)有技術(shù)描述的問題。特別地,該目的在于提出一種加熱策略或熱量管理,通過它在起動以后不久就已實(shí)現(xiàn)有目地且充分地融化凍結(jié)的還原劑。在此,尤其致カ于熱量的集中引入,而不會在該過程中產(chǎn)生表面溫度高于90°C的局部的熱點(diǎn)。此外,必要時(shí)要具有安全措施,它們有目的地影響功能性或加熱策略。另ー目的是給出ー種措施,該措施允許在融化過程時(shí)或融化過程剛開始以后完好地取出液體還原劑,由此尤其實(shí)現(xiàn)基本無氣泡的輸送。本發(fā)明的目的還是通過適合的從已經(jīng)輸送的還原劑到儲箱的回流管改善取出點(diǎn)附近的熱量管理以及完好地取出液體還原劑。本發(fā)明的另一目的是提出這樣的措施,通過所述措施更精確地了解在融化過程中或開始融化過程后不久的融化度或液體還原劑的液位。另一目的是給出這樣的措施,通過所述措施有目的地改變凍結(jié)過程,由此使較少負(fù)荷作用于儲箱部件或儲箱本身上和/或有助于隨后的融化。
      此外,g在使得儲箱以一種在能量方面有利的方式被加熱,以使必須通過機(jī)動車獲得的能量盡可能地少。另一部分目的是將設(shè)備設(shè)計(jì)成使得它對于檢查目的和/或維護(hù)目的的操作是簡單的。尤其在不完全排空儲箱時(shí)也能夠檢查和/或維護(hù)輸送単元。此外也要給出這樣措施,通過所述措施避免在加熱時(shí)在取出還原劑時(shí)形成真空。同時(shí)要盡可能以低的技術(shù)費(fèi)用運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)上述目的中的至少ー個(gè),提出ー種按照權(quán)利要求I特征的設(shè)備。從屬權(quán)利要求中給出了有利的改進(jìn)方案,它們可能涉及本發(fā)明的其它目的。應(yīng)當(dāng)指出,在權(quán)利要求中単獨(dú)描述的特征可以以任意的技術(shù)上有意義的方式相互組合并且給出本發(fā)明的其它實(shí)施例。所作的說明尤其結(jié)合附圖解釋了本發(fā)明并且給出附加的實(shí)施例。因此,在此提出一種設(shè)備,該設(shè)備包括至少ー個(gè)儲箱,該儲箱具有箱底部和用于液 體的輸送單元,其中該輸送單元設(shè)置在箱底部上的腔室內(nèi),并且該腔室具有至少ー個(gè)加熱器。原則上可以通過金屬和/或通過塑料構(gòu)成儲箱。通常,儲箱具有復(fù)雜的幾何形狀,因?yàn)樗m配于機(jī)動車中的狀況或空間條件??梢砸惑w地制成儲箱,但這不是必須的。通??梢詫ο渑渲孟涞撞俊⒁粋€(gè)或多個(gè)箱側(cè)部和箱蓋,它們一起限定箱內(nèi)部(內(nèi)部空間)或箱容積。當(dāng)然,也可將儲箱分成多個(gè)分容積,由此在不同的分容積中儲備(不同)液體量。所述設(shè)備還具有至少ー個(gè)輸送單元,其中一般設(shè)有ー個(gè)(単獨(dú)的)輸送單元。該輸送単元包括這樣的部件,即,通過這些部件可以從儲箱送出液體(被動的部件如液體引導(dǎo)管道,和主動的部件如用于液體處理、轉(zhuǎn)換、加熱等的裝置)。在此,所述輸送単元優(yōu)選包括至少ー個(gè)泵和相應(yīng)的液體輸送管。必要時(shí)所述輸送單元還可具有其它部件,例如至少ー個(gè)過濾器、至少ー個(gè)傳感器和/或至少ー個(gè)閥。也可以在輸送単元中集成電子的或電氣的元器件,例如電路、存儲器、計(jì)算器或類似器件?!耙后w”尤其指的是ー種物質(zhì),它至少在室溫時(shí)具有液體的凝聚狀態(tài)。特別優(yōu)選地,所述液體是用于處理氮氧化物的還原劑,該氮氧化物在內(nèi)燃機(jī)廢氣中產(chǎn)生。液體還原劑除了例如氨以外,也包括氨的前體、例如尿素。液體還原劑可以附加地具有至少ー種低于冰點(diǎn)的物質(zhì),以及不妨礙輸送的小顆粒。因此,“液體”尤其準(zhǔn)確地給出這些還原劑種類的定義。在此按照本發(fā)明的設(shè)備的輸送單元設(shè)置在箱底部上的腔室內(nèi)。該腔室尤其是從相鄰箱底部向內(nèi)指向的凹陷部、凹入部、回縮部等。因此腔室從箱底部形成腔室高度。該腔室中沒有儲存在儲箱內(nèi)的液體,并且該腔室至少部分地容納輸送単元。也可以選擇使腔室至少部分地被在儲箱中儲存的液體填充或淹沒。因此可以使腔室在儲箱中的置換容積變小。所述腔室可以是箱底部的一體部分或者是與該箱底部分開的附裝部分。還優(yōu)選使腔室封閉,優(yōu)選在相鄰箱底部的高度處封閉。此外優(yōu)選該腔室相對于儲箱偏心地布置,即靠近ー個(gè)箱側(cè)部地布置。優(yōu)選腔室從箱底部延伸出,但也可以將腔室設(shè)置在儲箱的側(cè)壁上并從該儲箱的側(cè)壁開始延伸。但在此優(yōu)選腔室設(shè)置在箱底部附近。在此,推薦ー個(gè)特別的位置,該位置與箱頂面相比更靠近箱底部。例如可以通過腔室的假想中心點(diǎn)和其與箱頂面的假想平面的距離以及與箱底部的假想平面的距離確定腔室與箱頂面和與箱底面的距離。箱頂面或箱底部的假想平面基本再現(xiàn)箱頂面或箱底部的位置。在此無需考慮箱底部或箱頂面中的卷邊或空隙。甚至優(yōu)選這種假想中心點(diǎn)與箱頂面平面的距離是中心點(diǎn)與箱底部平面的距離的兩倍,特別優(yōu)選為五倍。此外在這里規(guī)定,所述腔室具有至少ー個(gè)加熱器。在此特別優(yōu)選,該加熱器以電能運(yùn)行。原則上該加熱器可以獨(dú)立地構(gòu)成,也可以是輸送単元的一部分和/或設(shè)置在腔室壁內(nèi)或腔室壁上。在此所建議的結(jié)構(gòu)具有一系列優(yōu)點(diǎn)。伸入儲箱內(nèi)的腔室使得能節(jié)省空間地布置輸送単元。例如與通過設(shè)置在箱蓋上的輸送單元取出液體的儲箱相比,靠近底部的輸送單元還使儲箱能完全排空液體,而與儲箱的結(jié)構(gòu)形式無關(guān)。此外,伸入儲箱內(nèi)的腔室中的加熱器使得熱量能通過在融化時(shí)更深或更多地導(dǎo)入冰內(nèi)。由此,局部地増大了加熱表面的面積。具有較陡的(實(shí)際上幾乎垂直于箱底部延伸的)腔室側(cè)壁的優(yōu)選腔室結(jié)構(gòu)也導(dǎo)致,融化的還原劑有目標(biāo)地向著給定的箱底部區(qū)域(部位)流動,由此在此快速地融化大量的液體并且可以輸送到取出點(diǎn)。按照本發(fā)明的一種改進(jìn)方案,建議至少在腔室的頂面區(qū)域設(shè)有隔熱裝置。在此特 別優(yōu)選使隔熱裝置定位在具有加熱器的腔室壁與具有輸送單元的腔室內(nèi)部之間。必要時(shí)可以使與加熱器相鄰的整個(gè)區(qū)域向著腔室內(nèi)部或者輸送單元實(shí)施成具有一個(gè)或多個(gè)隔熱裝置。還特別優(yōu)選,腔室在與該腔室頂面對面的周圍沒有隔熱裝置。由此尤其能夠?qū)崿F(xiàn),通過所述至少一個(gè)加熱器提供的熱量直接導(dǎo)引到儲箱中的與腔室相鄰的液體并且在腔室內(nèi)部或輸送單元中不減少或不明顯減少。此外由此可以實(shí)現(xiàn),在外部的冷作用下首先凍結(jié)輸送単元,但是不凍結(jié)緊鄰隔熱的腔室壁的液體。由此也在取出位置長時(shí)間冷作用時(shí)保證本設(shè)備的可靠運(yùn)行,例如能量有利且快速地融化在凍結(jié)情況下凍結(jié)的液體。隔熱裝置尤其比金屬或塑料具有更少的導(dǎo)熱。隔熱裝置優(yōu)選至少包括陶瓷或多孔的泡沫。按照本發(fā)明的另ー改進(jìn)方案也建議,所述加熱器由至少ー個(gè)電加熱段構(gòu)成,它至少與腔室側(cè)壁或與腔室頂面導(dǎo)熱接觸地設(shè)置。特別優(yōu)選地,至少ー個(gè)電加熱元件設(shè)置在腔室側(cè)壁上或內(nèi)并且至少ー個(gè)電加熱元件設(shè)置在腔室頂面上或內(nèi)。作為電加熱元件優(yōu)選考慮電加熱管,例如加熱絲、加熱膜或類似元件。所述加熱器也可以具有至少ー個(gè)這樣的加熱元件,該加熱元件具有正溫度系數(shù)的加熱電阻。這種加熱元件也涉及PTC加熱元件(PTC=正溫度系數(shù))。所述加熱器可以壓印和/或粘接在腔室壁上,尤其從腔室的內(nèi)側(cè)壓印或粘接。也可使加熱器通過ー種卡子固定在腔室壁上。例如可以利用卡子使加熱器壓在腔室壁的外側(cè)和/或內(nèi)側(cè)。對于加熱器的電加熱段的運(yùn)行,設(shè)有相應(yīng)的電源,該電源尤其是可以有針對性調(diào)節(jié)的。與此相關(guān)地特別優(yōu)選沿腔室的高度方向設(shè)置多個(gè)加熱段。即,從箱底部向著腔室頂面設(shè)有多個(gè)、尤其圍繞腔室延伸并且優(yōu)選相互平行設(shè)置的加熱段。這些加熱段尤其可以相互獨(dú)立地運(yùn)行或調(diào)節(jié)。此外,也可使這些加熱段不同地構(gòu)成,尤其在獨(dú)立的加熱功率方面。在此特別優(yōu)選,使加熱段的加熱管電位在腔室高度方向上從下向上減小。S卩,靠近箱底部設(shè)置的加熱段能比靠近腔室頂面設(shè)置的加熱段加入更多的熱量到儲箱內(nèi)部中。按照ー改進(jìn)方案建議,所述加熱器包括至少ー個(gè)自調(diào)節(jié)的加熱段。這尤其是指進(jìn)行(自動的)監(jiān)控或調(diào)節(jié),并且不超過腔室與液體接觸的區(qū)域中給定的溫度。在此可以將加熱功率構(gòu)造成,在液體溫度約為0°C時(shí)在融化過程期間例如不出現(xiàn)顯著液體含量的區(qū)域也不超過腔室壁的最高表面溫度(例如90°C或甚至僅70°C)。為此,例如可以使用ー種加熱材料,該加熱材料進(jìn)行與溫度有關(guān)的(電)阻カ變化,并由此自動地根據(jù)阻カ變化調(diào)節(jié)熱功率。在這個(gè)意義上PTC加熱元件是自調(diào)節(jié)的。形成自調(diào)節(jié)的加熱元件的另ー可能性是,提供一雙金屬開關(guān)。雙金屬開關(guān)由具有不同熱膨脹系數(shù)的兩種不同的材料形成??梢詫㈦p金屬開關(guān)設(shè)計(jì)成只要出現(xiàn)閾值溫度以上的溫度該開關(guān)就斷開電連接。這種雙金屬開關(guān)可以設(shè)置在加熱器中,以便使加熱器自動調(diào)節(jié)到給定的加熱溫度。對于自調(diào)節(jié)的加熱元件,也可以在加熱元件內(nèi)設(shè)有獨(dú)立的調(diào)節(jié)單元,該調(diào)節(jié)単元包括溫度傳感器、調(diào)節(jié)器和可調(diào)電阻。必要時(shí)也可以設(shè)有附加的開關(guān)、尤其是所謂的恒溫開關(guān),以用于對于每個(gè)加熱段執(zhí)行兩點(diǎn)調(diào)節(jié)。
      根據(jù)本發(fā)明的另一方面,還建議將該至少ー個(gè)加熱器設(shè)計(jì)成液位計(jì)。這尤其適用于加熱器以具有與溫度有關(guān)的電阻的加熱材料構(gòu)成的情況。由于加熱器與儲箱周圍接觸,在腔室的不同高度上可以確定不同的溫度并由此精確地針對融化時(shí)間獲得關(guān)于圍繞腔室的液位或液體水平高度的信息。這尤其也涉及儲箱中的大部分液體還凍結(jié)的狀態(tài),例如也在可能對于整個(gè)儲箱提供液位計(jì)的地方。在此尤其也可以使用用于確定液位或液體水平的能量分析。用于加熱儲箱內(nèi)容物所需的能量至少在一定的溫度范圍與填充量成比例。因此由弓I入儲箱內(nèi)的熱能的量可以推斷儲箱中的填充高度。儲箱中的液體的單位熱容量通常取決于液體的凝聚狀態(tài)。例如凍結(jié)的水具有2. 06kJ/ (kgK)[千焦每千克和卡爾文]的單位熱容量。液態(tài)的水具有4. 19kJ/ (kgK)[千焦每千克和卡爾文]的單位熱容量。經(jīng)常作為還原劑使用的尿素水溶液具有在相應(yīng)的凝聚狀態(tài)中類似的熱容量。由此為了加熱凍結(jié)的液體或者為了加熱液態(tài)的液體需要不同的能量。這可以用于在能量分析的情況下確定儲箱填充物的凝聚狀態(tài)。為改善和監(jiān)控能量分析,也可以在儲箱內(nèi)和/或腔室上安置導(dǎo)體帶,以作為附加的溫度傳感器。來自這些溫度傳感器的溫度信號也可以在能量分析中被考慮。按照本發(fā)明的改進(jìn)方案,所述加熱器也可以包括冷卻液加熱器。冷卻液加熱器可以以冷卻盤管的形式構(gòu)成,它由發(fā)動機(jī)的冷卻液沖洗。這種冷卻盤管可以設(shè)置在腔室壁內(nèi)部和/或腔室的外側(cè)上。按照本發(fā)明的另一方面,可以靠近腔室在箱底部設(shè)置至少ー個(gè)導(dǎo)熱裝置。這尤其意味著,通過腔室產(chǎn)生的加熱功率通過(被動的)導(dǎo)熱裝置導(dǎo)入(相鄰或鄰接的)腔室周圍,尤其是腔室所處的箱底部。為此,可以在箱底部上或內(nèi)設(shè)有分開的和/或一體的導(dǎo)熱裝置。導(dǎo)熱裝置尤其可以是澆鑄到箱底部中的金屬環(huán)(例如所謂的SAE連接件)和/或(澆鑄的)罐或(澆鑄的)套,它構(gòu)成或至少部分地界定ー種圍繞腔室的凹陷部或溝道。當(dāng)然,同樣可以將導(dǎo)熱裝置設(shè)置于腔室壁上,并且經(jīng)由腔室的表面將由加熱器產(chǎn)生的加熱功率(也)分布在儲箱內(nèi)。導(dǎo)熱裝置優(yōu)選通過金屬材料制成。還優(yōu)選一種其中所述導(dǎo)熱裝置用于固定腔室的實(shí)施例。由此,所述導(dǎo)熱裝置同時(shí)可以是腔室固定裝置的一部分或者是整個(gè)腔室固定裝置,由此可以實(shí)現(xiàn)腔室固定裝置和導(dǎo)熱裝置的簡單實(shí)施例。按照本發(fā)明的另一方面,還建議這樣ー種設(shè)備,其中設(shè)有從儲箱到腔室的液體排放管和從腔室到儲箱的液體回流管,其中排放管和回流管設(shè)置在腔室的不同位置。特別優(yōu)選,排放管設(shè)置在比回流管低的大地線高度上。尤其視為有利的是,排放管設(shè)置在箱底部附近,而回流管設(shè)置在腔室的與排放管相對的側(cè)壁上,如特別優(yōu)選地設(shè)置在腔室頂面上。通過排放管和回流管的這種布置可以保證,可能通過回流管再導(dǎo)入到儲箱內(nèi)的氣泡不直接再由排放管抽吸。此外可以這樣實(shí)現(xiàn),使已經(jīng)輸送的并由此通常也加熱的液體輸送到儲箱的其它區(qū)域,其中在融化過程期間還可能結(jié)冰。為此,回流管可以由延伸到腔室頂面附近的小管、噴嘴或類似部件構(gòu)成。此外,可以在腔室壁上、尤其是在腔室頂面上構(gòu)成導(dǎo)弓I結(jié)構(gòu)(擋板結(jié)構(gòu),折流板結(jié)構(gòu)),通過它們使經(jīng)由回流管返回的液體、尤其均勻地有目的地(有目標(biāo)的)沿腔室壁流動并由此快速且無氣泡地返回排放管附近的液體儲箱。盡管在此總是談及單個(gè)排放管和回流管,但其數(shù)量可以改變,由此例如設(shè)有多個(gè)回流管。此外要指出,一個(gè)阻塞裝置也可以(共同地)影響多個(gè)部件或液體管道。但也有利的是,排放管和回流管直接定 位在一起。但回流管最好設(shè)置在排放管上方,以使來自回流管的氣泡盡可能不與排放管接觸。在這種構(gòu)型中,為使排放管和回流管穿過,僅需在腔室壁中設(shè)置ー個(gè)開ロ。由此可以減少必需的密封件的數(shù)量。根據(jù)上述設(shè)備的特別優(yōu)選的實(shí)施例也建議,至少排放管或回流管具有排放阻塞件(排放阻擋件)。特別優(yōu)選,不僅排放管而且回流管都具有排放阻塞件。排放阻塞件可以實(shí)施為電致動單元(例如閥等)和/或機(jī)械致動単元(活門,彈簧系統(tǒng)等)。在此這樣設(shè)計(jì)排放阻塞件,使得在致動排放阻塞件時(shí)中斷液體通過排放管和/或回流管的流動。這尤其涉及例如為了檢查或者維護(hù)而從腔室中取出輸送單元或者與腔室一起從儲箱中取出輸送單元的情況。因此這種排放阻塞件能使還位于儲箱中的液體在取出輸送單元時(shí)或以后不流出。特別優(yōu)選,使排放阻塞件與輸送單元的至少ー個(gè)部件和/或腔室壁共同起作用,由此在輸送単元或腔室的裝配狀態(tài)自動地打開排放阻塞件并且在取出時(shí)自動地關(guān)閉。按照本發(fā)明的另一方面也建議這樣ー種設(shè)備,其中儲箱具有至少ー個(gè)局部的排氣加熱器,該排氣加熱器從液體排放管開始在箱底部上通過至少ー個(gè)儲箱側(cè)部一直延伸到箱蓋附近。尤其將排氣加熱器調(diào)整或定向成,使得當(dāng)儲箱中的液體凍結(jié)時(shí)該排氣加熱器在儲箱邊界處形成至少ー個(gè)通道。因此排氣加熱器向凍結(jié)的液體供熱,以便熱量的局部集中引入而基本無中斷地形成連續(xù)區(qū)域。在此該排氣加熱器從箱底部上的液體排放管連續(xù)地一直沿著箱底部延伸到箱側(cè)部,然后沿著箱側(cè)部一直延伸到箱蓋附近。這尤其意味著排氣加熱器在箱側(cè)部高度的至少50%上延伸,甚至優(yōu)選在至少80%上延伸,特別優(yōu)選一直延伸到液體在儲箱中的最大充滿高度。這樣,通過排氣加熱器可靠地實(shí)現(xiàn)了位于液體上方的儲箱中的氣體容積與排放管之間的(用于氣體通流的)連接,由此確切地防止在腔室或排放管區(qū)域中形成真空。原則上能夠?yàn)榇嗽O(shè)有(獨(dú)立的)排氣加熱器,但也可以例如大面積地局部加熱儲箱,即相對于箱側(cè)部在精確限定且界定的小區(qū)域中以特殊的程度(有目的或者分開地)加熱。與此相關(guān)也視為有利的是,至少ー個(gè)局部的排氣加熱器直線形地設(shè)置在儲箱的引導(dǎo)件內(nèi)。為此,可在箱邊界(箱底部,箱側(cè)部)的外部和/或內(nèi)部設(shè)有槽。所述槽可以作為獨(dú)立的部件安置在箱底部或箱側(cè)部上,但是優(yōu)選組合的、一體的結(jié)構(gòu)。特別優(yōu)選,在加工儲箱時(shí)已經(jīng)一起構(gòu)成引導(dǎo)件。對于引導(dǎo)件形成在箱內(nèi)部的情況,必要時(shí)引導(dǎo)件可以(部分地)作為要形成的通道的邊界和/或作為漂浮冰塊的保護(hù)。對于引導(dǎo)件位于儲箱外部的情況,弓丨導(dǎo)件可以用于固定加熱器。引導(dǎo)件尤其部分地包圍排氣加熱器。此外視為特別有利的是,至少ー個(gè)局部的排氣加熱器至少部分地通過加熱的噴射管道構(gòu)成,該噴射管道從輸送単元延伸到液體噴射器。正好在本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域中,當(dāng)還原移動的內(nèi)燃機(jī)廢氣中的氮氧化物時(shí),加熱在輸送到噴射器期間的液體或還原劑。為此必要時(shí)使用具有電加熱器的管和/或軟管。在此建議,該加熱的噴射管道與儲箱導(dǎo)熱接觸地設(shè)置,由此使在那里產(chǎn)生的熱量也給到箱底部或箱側(cè)部。為此必要時(shí)至少部分地去除加熱的噴射管道的隔熱,由此也能以顯著的程度熱輸出到位于儲箱中的液體。替代性地或附加地,加熱的噴射管道構(gòu)造成使它具有至少兩個(gè)局部區(qū)域(子區(qū)域),所述局部區(qū)域在導(dǎo)熱系數(shù)上是不同的。這例如可以通過形成具有不同隔熱的局部區(qū)域?qū)崿F(xiàn)。在此特別優(yōu)選ー實(shí)施例,其中第一局部區(qū)域以第一導(dǎo)熱系數(shù)設(shè)置在儲箱上,而未設(shè)置在儲箱上的第二局部區(qū)域具有臂第一導(dǎo)熱系數(shù)低的第二導(dǎo)熱系數(shù)。原則上可使加熱的噴射管道在儲箱內(nèi)部穿過,但優(yōu)選其中加熱的噴射管道固定在設(shè)置于外部的引導(dǎo)件中的實(shí)施例。在第一種情況下優(yōu)選加熱的噴射管道的第一局部區(qū)域是穿過儲箱內(nèi)部的局部區(qū)域,而加熱的噴射管道的第二局部區(qū)域是位于儲箱外部的局部區(qū)域。優(yōu)選這樣的實(shí)施例,其中形成構(gòu)成隔熱裝置,該隔熱裝置與蓋連接,通過該蓋可拆卸地封閉引導(dǎo)件。
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      這能以有利的方式實(shí)現(xiàn)ー實(shí)施例,其中傳到儲箱外部的熱量由于隔熱裝置而比傳到儲箱內(nèi)部的熱量少。通過可拆卸的封閉性,易于接觸到引導(dǎo)件和位于其中的零部件以用于檢查或維護(hù)。此外,還可使至少ー個(gè)局部的排氣加熱器至少部分地利用向機(jī)動車固定該儲箱的固定裝置構(gòu)成。當(dāng)這種設(shè)備固定在機(jī)動車上時(shí),例如使用所謂的夾緊帶,它們在外部分段地抵靠儲箱。這種夾緊帶也可以通過加熱器實(shí)現(xiàn)并且通過其接觸將熱量加入到儲箱內(nèi)部。因此這些零部件也可以用于形成至少ー個(gè)這種排氣加熱器,該排氣加熱器對于有目的地影響靠近箱邊界的通道具有局部作用。本發(fā)明的優(yōu)選應(yīng)用領(lǐng)域是用于具有內(nèi)燃機(jī)的機(jī)動車的還原劑制備設(shè)備形式的設(shè)備,內(nèi)燃機(jī)排放廢氣到廢氣系統(tǒng)里面。在此將還原劑制備設(shè)備組合到機(jī)動車內(nèi),其中儲箱固定在機(jī)動車上。還原劑制備設(shè)備設(shè)計(jì)成,尤其在使用合適控制裝置的情況下,根據(jù)需要向廢氣系統(tǒng)供應(yīng)還原劑。


      下面借助于附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明以及技術(shù)領(lǐng)域。應(yīng)當(dāng)指出,附圖示出特別優(yōu)選的實(shí)施例變化,但本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例。在附圖中相同的零部件配有相同的標(biāo)記。附圖是示意性的。在附圖中圖I示出機(jī)動車中的具有儲箱和輸送單元的設(shè)備,圖2示出設(shè)備的細(xì)節(jié),它具有部分隔熱的腔室,圖3示出具有多個(gè)加熱段的腔室,圖4示出設(shè)備的細(xì)節(jié),它在腔室中具有維護(hù)友好的部件布置,圖5示出設(shè)備的另ー實(shí)施例,它具有局部的排氣加熱器,圖6示出局部的排氣加熱器結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié),圖7示出設(shè)備的實(shí)施例的細(xì)節(jié),它具有專用的集存槽加熱器,以及圖8示出設(shè)備的另ー實(shí)施例的細(xì)節(jié),它具有專用的集存槽加熱器。
      具體實(shí)施例方式圖I簡略示出一機(jī)動車22,它用于儲備液體2,尤其用于儲備液體還原劑例如尿素水溶液。儲箱I通過其邊界壁形成內(nèi)部空間,邊界壁在此通過上箱蓋7、設(shè)置在底部的箱底部5和位于它們之間的箱側(cè)部6構(gòu)成。在此所示的儲箱I還在箱蓋7內(nèi)具有填充開ロ 3,可通過該填充開ロ使儲箱I根據(jù)需要充滿液體2。通常也使這種儲箱I具有一個(gè)或多個(gè)液位計(jì)4,通過所述液位計(jì)可以確定儲箱I 中的液體2的當(dāng)前液位。在箱底部5上偏離中心地形成有腔室9,該腔室中設(shè)有輸送單元8。在腔室9內(nèi)沒有液體2,而是設(shè)有用于從儲箱I輸送液體2到噴射器17的部件。在此輸送単元8通過排放管10從儲箱I內(nèi)部取得液體2,該排放管同樣設(shè)置在箱底部5附近。輸送單元8 (以在此給出流動順序,從排放管10開始)首先包括過濾器13、然后是泵14和閥16,液體通過它們流到噴射器17。在泵14與閥16之間的管段中,可以設(shè)有傳感器15,尤其是壓カ傳感器或溫度傳感器或者壓カ和溫度傳感器的組合。作為使液體2流到噴射器17的替代方案,閥16也可以將液體輸送到回流管11,通過該回流管將液體2輸送回到儲箱I并由此離開腔室9回到儲箱。對于泵14、閥16、噴射器17和/或其它部件的運(yùn)行,可以設(shè)有控制器18,該控制器通過信號導(dǎo)體23與這些部件連接。附加地,可以使控制器18與不同的傳感器和/或上位的控制器(如發(fā)動機(jī)控制器)連接,以便根據(jù)需要起動輸送或加熱。控制器18同樣可以集成到腔室9中。由輸送單元8輸送的液體2通過噴射器17供應(yīng)到廢氣管19,廢氣通過該廢氣管以給定的流動方向20流動。在此可以蒸發(fā)(例如蓄熱)或轉(zhuǎn)換(例如水解)液體2以形成用于氮氧化物的還原劑。必要時(shí)借助于催化活性物質(zhì)。這種由還原劑和廢氣組成的混合物可以供應(yīng)到廢氣處理單元21、尤其是催化器,由此減少廢氣管19中的氮氧化物。在此,優(yōu)選在考慮廢氣管19中需要的液體2的量的情況下添加液體2。圖2示出儲箱的細(xì)節(jié),其中特別關(guān)注腔室9的結(jié)構(gòu)。在此示出儲箱I的這樣的狀態(tài)其中液體基本凍結(jié)并且已經(jīng)部分地實(shí)現(xiàn)融化過程。由此圍繞腔室9形成一空間24,所述空間24被凍結(jié)的液體25包圍。融化或熔化的部分液體2容積在箱底部5附近圍繞腔室9聚集。在此,腔室9形成為使排放管10設(shè)置在箱底部5附近,即在液體2的區(qū)域中。相反,回流管11設(shè)置在液體2上方并且附加地具有分配器26、例如形式為噴嘴的分配器。通過回流管11排出的已加熱的部分液體2體積現(xiàn)在浸潤空間24的壁或者凍結(jié)液體25的邊界,由此改進(jìn)到凍結(jié)的液體25的熱輸出。此外,在腔室壁上設(shè)有導(dǎo)引結(jié)構(gòu)27,通過它們可以建立融化的液體2在腔室9上的流出。在腔室9內(nèi)部,除了用于輸送液體2的部件一即過濾器13、泵14和閥16—以外,還形成有加熱器29,該加熱器導(dǎo)熱接觸地設(shè)置在腔室9的壁上。該加熱器29優(yōu)選是電加熱器。該加熱器29可以根據(jù)需要致動并且向腔室9周圍的區(qū)域供熱。在此還示出,針對加熱器29在腔室頂側(cè)35上設(shè)有指向腔室9的內(nèi)部并且覆蓋加熱器29的隔熱裝置28,它也可以以相同的方式朝向腔室的側(cè)壁或設(shè)置在該處的加熱器29。隔熱裝置28尤其用于使腔室壁與腔室9的內(nèi)部、尤其設(shè)置在該處的部件和/或位于其下面的底板在熱上斷耦連。由此,腔室9內(nèi)的具有液體的管道首先凍結(jié),儲箱內(nèi)部中圍繞腔室9的區(qū)域盡可能長地延遲液體2的凍結(jié)。圖3示出如何在腔室壁上形成加熱器29,其中未示出輸送單元8的部件。在此尤其示出,加熱器29具有多個(gè)加熱段33 (或加熱元件),它們平行地和/或相互間隔地設(shè)置在腔室高度37上。在本例中,三個(gè)加熱段在周向上沿著腔室側(cè)壁34延伸,并且在腔室頂面35上設(shè)有平面的電加熱元件33。在腔室高度37上設(shè)置在腔室側(cè)壁34上的這三個(gè)加熱元件33由自調(diào)節(jié)的加熱元件構(gòu)成,其中它們同時(shí)還設(shè)計(jì)成作為液位計(jì)起作用。為此,加熱段33不僅與控制器連接,而且與電源38連接,以便能有目的地或根據(jù)需要地供電或確定電阻。附加地,可以設(shè)有開關(guān)36、尤其是所謂的恒溫開關(guān),以用于限制這些加熱段33的加熱作用。圖4 g在示出如何設(shè)計(jì)腔室9以便能在至少部分充滿儲箱期間特別維護(hù)友好地取出輸送單元8。為此使輸送單元8的部件設(shè)置在(獨(dú)立的,例如金屬的)底板32上。底板32經(jīng)由適合的密封件30與箱底部5 (可拆卸地)連接。腔室壁在此是儲箱的一體部分,這些腔室壁經(jīng)由排放管10和回流管11與儲箱內(nèi)部連通。對于這兩個(gè)液體管道在此設(shè)有獨(dú)立的排放阻塞件31,所述排放阻塞件優(yōu)選在取出底板32與過濾器13、泵14和閥16時(shí)自動地關(guān)閉,由此防止液體2通過排放管10和/或回流管11流出。排放阻塞件31可以機(jī)械地或電地運(yùn)行。附加地,在此還建議靠近過濾器13設(shè)置相應(yīng)的阻塞裝置,以用于避免位于過濾器13內(nèi)的液體部分體積流出。該排放阻塞件31可為過濾器的一部分或相鄰液體管道的一部 分。圖5示出儲箱I的另ー構(gòu)型,它具有靠近箱底部5設(shè)置的腔室9,該腔室中設(shè)有輸送單元8,其中腔室9形成為具有加熱器29。在此仍示出,凍結(jié)的液體25位于儲箱I的內(nèi)部,它們已經(jīng)部分地通過腔室9的加熱器29熔化。作為該儲箱I的特征,在此要指出,圍繞箱底部5上的腔室9構(gòu)成凹陷部41,該凹陷部是用于融化的液體的某種集存槽。因此該凹陷部41尤其適用于經(jīng)由排放管10通過抽吸取出已融化或熔化的液體。為使在腔室9內(nèi)通過加熱器29產(chǎn)生的熱量也加入到凹陷部41中,在此設(shè)有導(dǎo)熱裝置39,所述導(dǎo)熱裝置延伸到該凹陷部41或箱底部5的其它區(qū)域中。這些加熱裝置39的形式例如可以為金屬網(wǎng)、金屬環(huán)和/或金屬套,它們嵌入箱底部5上和/或內(nèi)。在該實(shí)施例中,導(dǎo)熱裝置39是腔室9的固定裝置的一部分。此外為了避免在熔化過程所形成的空間24中產(chǎn)生真空,該儲箱I具有局部的排氣加熱器40。該局部的排氣加熱器從腔室9或箱底部靠近排放管10沿著箱底部5延伸,然后沿著一個(gè)箱側(cè)部6延續(xù)到箱蓋7附近。在此以直線方式形成的該排氣加熱器40由加熱的噴射管道12構(gòu)成。設(shè)有加熱器29的噴射管道12與箱壁接觸地延伸,由此通過加熱器29和箱壁加入熱量到箱內(nèi)部而熔化(形成)一有目的的通道42,由此使空間24與靠近箱蓋7的空間連接或者與該空間聯(lián)通。附加地,圖5中還示出排氣加熱器40的另ー實(shí)施例。圖5中示出用于儲箱I的儲箱固定裝置45。該儲箱固定裝置45可以可選地以可加熱的方式構(gòu)成并且由此形成排氣加熱器40,它可以熔化(形成)自由的特定通道42。必要時(shí),排氣加熱器40也可以通過壓印在箱壁上的(可電加熱的)導(dǎo)體帶構(gòu)成。作為排氣加熱器40的另ー實(shí)施例,圖5中示出腔室9上的天線狀件48。該天線狀件48在儲箱I的高度上延伸,并且可以具有有源加熱器以便熔化出特定通道42。替代性地或附加地,也可以在天線狀件48內(nèi)設(shè)置加熱管或熱管,所述加熱管將熱量從腔室9傳輸?shù)教炀€狀件48中,以便形成特定通道24。圖6以橫截面圖示出這種排氣加熱器40與加熱的噴射管道12的可能構(gòu)型。為此,儲箱I形成為具有引導(dǎo)件43,其中例如可以插入或甚至固定噴射管道。由于圍繞噴射管道12的加熱器29的作用,通道42在儲箱I中圍繞引導(dǎo)件43構(gòu)成。此外在此規(guī)定,對于加熱器29的定向熱作用,設(shè)置朝向儲箱I外側(cè)的隔熱裝置28。由此,形成加熱的噴射管道12的設(shè)置在儲箱I上的第一局部區(qū)域46,以及離開儲箱I的第二局部區(qū)域47。由于隔熱裝置28,該第二局部區(qū)域47具有比第一局部區(qū)域46小的導(dǎo)熱系數(shù)。因此,熱量更多地排到儲箱I內(nèi)而較少向外排出。直至加熱的噴射管道12。隔熱裝置28集成到蓋44中,通過該蓋可以(可拆卸地)封閉引導(dǎo)件43。由此保護(hù)噴射管道12。圖7和圖8示出按照本發(fā)明的設(shè)備的儲箱I的兩個(gè)不同的細(xì)節(jié)。分別示出具有集存槽形凹陷部41的箱底部5的細(xì)節(jié)。在該凹陷部41中,腔室9從下方插入箱底部5中的開口內(nèi)。該腔室9通過密封件30相對于箱底部5密封。密封件30在此構(gòu)造成O形環(huán)密封件。為將箱底部5、密封件30和腔室9相互夾緊,在箱底部5內(nèi)引入固定部件50。固定部件50例如可以澆鑄(一體成型)到箱底部5內(nèi)。在固定部件50上為了夾緊可以嵌接SAE螺栓51。按照圖7所示的儲箱I的構(gòu)型,用于凹陷部41的加熱器29通過加入箱底部5內(nèi)的加熱導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)。加熱導(dǎo)體例如可以是絲織物或薄板帶。按照在圖8中選擇的儲箱I的構(gòu)型,用于凹陷部41的加熱器29從箱底部5的內(nèi)側(cè)面壓在箱壁5上。在此加熱器29也可以由絲織物或薄板帶構(gòu)成。加熱器29可以通過卡子49壓在箱底部5上??ㄗ?9或加熱器29可以固定在腔室9上。優(yōu)選地,加熱器29和卡子49構(gòu)造成使它們能與腔室9 一起插入箱底部5中的開口內(nèi),從而無需在儲箱內(nèi)部進(jìn)行裝配。
      為了全面理解要指出,在附圖中単獨(dú)示出的腔室9、加熱器29、排氣加熱器40和排放阻塞件31的設(shè)計(jì)分別是對已知的現(xiàn)有技術(shù)的有利改進(jìn)方案,必要時(shí)它們也可以相互獨(dú)立地實(shí)施。附圖標(biāo)記列表I微箱2液體3填充開ロ4液位計(jì)5箱底部6箱側(cè)部7箱蓋8輸送單元9腔室10排放管U回流管12噴射管道13過濾器14泵15傳感器16閥17噴射器18控制器19廢氣管20流動方向21廢氣處理單元22機(jī)動車23信號導(dǎo)體 24空間25凍結(jié)的液體26分配器27導(dǎo)引結(jié)構(gòu)

      28隔熱裝置29加熱器30密封件3 排放阻塞件32
      33加熱段34腔室側(cè)壁35腔室頂面36開關(guān)37腔室高度38電/斤 39導(dǎo)熱裝置40排氣加熱器41凹陷部42通道43引導(dǎo)件44蓋
      45儲箱固定裝置46第'一局部區(qū)域47第二局部區(qū)域48天線狀件49斧子50固定部件51 SAE-封閉件。
      權(quán)利要求
      1.一種設(shè)備,包括至少一個(gè)儲箱(1),該儲箱具有箱底部(5)和用于液體(2)的輸送單元(8 ),其中,該輸送單元(8 )設(shè)置在該箱底部(5 )上的腔室(9 )中,該腔室(9 )具有至少一個(gè)加熱器(29)。
      2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備,其中,該加熱器(29)構(gòu)造成具有至少一個(gè)電加熱段(33 ),該至少一個(gè)電加熱段至少與腔室側(cè)壁(34 )或與腔室頂面(35 )導(dǎo)熱接觸地設(shè)置。
      3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備,其中,該儲箱(I)具有至少一個(gè)局部的排氣加熱器(40 ),該局部的排氣加熱器從箱底部(5 )處的用于液體(2 )的排放管(10 )開始經(jīng)由至少一個(gè)箱側(cè)部(6) —直延伸到箱蓋(7)附近。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備,其中,該至少一個(gè)局部的排氣加熱器(40)直線形地設(shè)置在儲箱(I)中的引導(dǎo)件(43)內(nèi)。
      5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的設(shè)備,其中,該至少一個(gè)局部的排氣加熱器(40)構(gòu)造成至少部分地具有加熱的噴射管道(12),該加熱的噴射管道從輸送單元(8)延伸到用于液體(2)的噴射器(17)。
      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備,其中,該加熱的噴射管(12)構(gòu)造成具有至少兩個(gè)局部區(qū)域(46,47),這些局部區(qū)域具有不同的導(dǎo)熱系數(shù)。
      7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備,其中,具有第一導(dǎo)熱系數(shù)的第一局部區(qū)域(46)設(shè)置在儲箱上,而第二局部區(qū)域(47)不設(shè)置在儲箱上,該第二局部區(qū)域具有第二導(dǎo)熱系數(shù),該第二導(dǎo)熱系數(shù)低于第一導(dǎo)熱系數(shù)。
      8.根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的設(shè)備,其中,形成有隔熱裝置(28),該隔熱裝置與蓋(44)連接,通過該蓋可拆卸地封閉引導(dǎo)件(43)。
      9.根據(jù)權(quán)利要求3至8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備,其中,該至少一個(gè)局部的排氣加熱器(40)構(gòu)造成至少部分地具有用于將儲箱固定到機(jī)動車(22)上的儲箱固定裝置(45)。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及一種設(shè)備,該設(shè)備包括至少一個(gè)儲箱(1),該儲箱具有箱底部(5)和用于液體(2)的輸送單元(8),其中,該輸送單元(8)設(shè)置在箱底部(5)上的腔室(9)中,并且該腔室(9)包括至少一個(gè)加熱器(29)。該設(shè)備優(yōu)選具有這樣的儲箱(1),該儲箱具有至少一個(gè)局部的排氣加熱器(40),該排氣加熱器從箱底部(5)上的用于液體(2)的排放管(10)開始經(jīng)由至少一個(gè)箱側(cè)部(6)一直延伸到箱蓋(7)附近。
      文檔編號F01N3/20GK102713184SQ201180005870
      公開日2012年10月3日 申請日期2011年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月13日
      發(fā)明者J·霍格森, L·維爾斯, R·布呂科, W·莫斯 申請人:排放技術(shù)有限公司
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