CN108291469A - 尿素水箱用纳米纤维通风装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的尿素水箱用纳米纤维通风装置作为设置在用于储存尿素水的箱本体，用于向外部排出上述箱本体的内部的气体的装置，包括过滤单元，上述过滤单元用于向外部排出在箱本体的内部产生的气体并防止外部的灰尘、异物及水分向箱本体的内部流入。
Description
技术领域
本发明涉及如下的尿素水箱用纳米纤维通风装置及其制造方法：设置于尿素水箱来迅速排出在尿素水箱的内部产生的气体，并可防止灰尘及异物等污染物质和水分从外部向尿素水箱的内部流入。
背景技术
通常，为了减少包含于尾气中的一氧化碳(CO)、碳化氢(HC)、颗粒物质(Particulate Matter)、氮氧化物(NOx)等有害物质，柴油引擎的排气系统具有如柴油机氧化催化器(DOC，Diesel Oxidation Catalyst)、柴油机微粒过滤器(DPF，DieselParticulate matter Filter)、及选择性催化还原系统(SCR，Selective CatalystReduction)、稀油氮氧化物捕集器(LNT，Lean NOx Trap)等尾气后处理装置。
在柴油引擎用尾气后处理系统中，适用选择性催化还原(Selective CatalystReduction：以下称为“SCR”)装置的尾气后处理系统向排气管道的内部喷射尿素水溶液等还原剂来将尾气中的氮氧化物还原为氮和水。即，在选择性催化还原装置中，若向排气管道的内部喷射还原剂，则上述还原剂借助尾气的热量转化为氨(NH3)，通过利用选择性催化还原催化剂的尾气中的氮氧化物和氨的催化反应，可使对人体及环境无害的氮氧化物还原为氮气(N2)和水(H2O)。
如上所述，具备选择性催化还原装置的车辆(货车、公共汽车、轿车、摩托车等)、船舶、建筑用机械及农具等在行驶中必须具备尿素水箱。
需要在尿素水箱设置通过向排气管道的内部喷射尿素水溶液来向选择性催化还原装置供给尿素水溶液的尿素水溶液供给系统。但是，尿素水的主要成分由尿素和水组成，且根据温度，冰点的变化很大，当尿素水的浓度为32.5％时，冰点达到-11.5的最低值，因此，将尿素水的浓度定为32.5％来销售。因此，在冬季寒冷区域的低温条件下行驶的车辆为了预防尿素水箱的结冰而附着有加热装置或温度及液位等各种传感器，为了防止结冰而可含有防冻液或其他添加物。
在此情况下，在尿素水箱的内部产生气体等而具有产生体积变化的可能性，因此，需要始终维持尿素水箱的压力平衡。
如韩国授权专利公报10-1205232(2012年11月27日)中公开的内容，以往的尿素水箱包括：箱外壳，用于储存尿素水；传感器模块，用于检测储存于箱外壳的尿素水的水位、浓度、温度，并向尿素水喷雾装置供给尿素水；以及通风部，分别设置于箱外壳的上部的左右两侧向外部排出箱外壳的内部的气体。
但是，以往的尿素水箱的通风部呈管道形态，且垂直设置于箱外壳的上侧，因此存在外部的灰尘、异物等污染物质和水分通过通风部流入箱的内部来污染储存于箱外壳的尿素水的问题。
发明内容
技术问题
因此，本发明的目的在于，提供如下的尿素水箱用纳米纤维通风装置及其制造方法：将通过电纺丝方法制造的纳米纤维网形态的过滤单元设置于通风装置来将尿素水箱的内部的气体向外部排出，同时，防止外部的灰尘、异物等的污染物质和水分向箱的内部流入。
解决问题的方案
本发明的尿素水箱用纳米纤维通风装置作为设置在用于储存尿素水的箱本体，用于向外部排出上述箱本体的内部的气体的通风装置，包括过滤单元，上述过滤单元用于向外部排出在上述箱本体的内部产生的气体并防止外部的灰尘、异物及水分向箱本体的内部流入。
上述通风装置可包括：通风外壳，以能够密封的方式安装于形成在上述箱本体的上部面的开口部，在其内部的气体所通过的通道设置有过滤单元；以及通风管，以与上述通风外壳的一侧相连通的方式设置。
上述过滤单元可包括过滤部件，上述过滤部件由对高分子物质进行电纺丝来制成的纳米纤维积聚而具有多个气孔的多孔性纳米纤维网形成。
上述纳米纤维的直径范围可以为0.1～1.5μm，平均气孔的尺寸可以为1μm以下。
上述过滤部件的表面可进行防油加工处理或防水涂敷处理。
上述过滤单元可包括：过滤部件，由对高分子物质进行电纺丝而具有多个气孔的多孔性纳米纤维网形成；以及多孔性基材，层叠于上述过滤部件的一面或两面，用于支撑过滤部件。
上述多孔性基材可使用无纺布、织布、织物纸、纸、网状物中的一种。
上述过滤单元可包括：多孔性基材；第一过滤部件，层叠于上述多孔性基材的一面，由对高分子物质进行电纺丝而具有多个气孔的纳米纤维网形成；以及第二过滤部件，层叠于上述多孔性基材的另一面，由对高分子物质进行电纺丝而具有多个气孔的纳米纤维网形成。
上述过滤单元可包括：多孔性基材；过滤部件，形成于上述多孔性基材的一面，由对高分子物质进行电纺丝而具有多个气孔的多孔性纳米纤维网形成；以及粘结层，层叠于上述多孔性基材或过滤部件的边缘。
上述粘结层可以为双面粘结带或通过对混合有粘结物质和高分子物质的纺丝溶液进行电纺丝来形成为纳米纤维网。
本发明的尿素水箱用纳米纤维通风装置的制造方法包括：通过对高分子物质进行电纺丝来制造具有多个气孔的多孔性纳米纤维网形态的过滤部件的步骤；对上述过滤部件进行防油加工处理或防水涂敷处理的步骤；以及以与上述尿素水箱用纳米纤维通风装置的通风外壳的内部面尺寸相同的尺寸切割上述过滤部件的步骤。
本发明的尿素水箱用纳米纤维通风装置的制造方法还可包括在上述过滤部件的一面或两面附着多孔性基材的步骤。
本发明的尿素水箱用纳米纤维通风装置的制造方法还可包括在上述过滤部件层叠粘结层的步骤。
在层叠上述粘结层的步骤中，通过对混合有粘结物质和高分子物质的纺丝溶液进行电纺丝来形成为纳米纤维网形态或通过贴合双面粘结带来形成。
发明的效果
如上所述，本发明的尿素水箱用纳米纤维通风装置将通过电纺丝方法制造的纳米纤维网形态的过滤单元设置于通风装置，从而可迅速将尿素水箱的内部的气体向外部排出，同时，可防止外部的灰尘、异物等的污染物质和水分向箱的内部流入。
附图说明
图1为本发明的尿素水箱的立体图。
图2为本发明的通风装置的剖视图。
图3为本发明第一实施例的过滤单元的剖视图。
图4为本发明第一实施例的过滤单元的部分放大图。
图5为本发明第一实施例的电纺丝装置的结构图。
图6为本发明第二实施例的过滤单元的剖视图。
图7为本发明第三实施例的过滤单元的剖视图。
图8为本发明第四实施例的过滤单元的剖视图。
图9为本发明第五实施例的过滤单元的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。在此过程中，图中所示的结构要素的大小或形状等为了说明的明确性以及便于说明而能够以夸张的方式示出。并且，考虑到本发明的结构及作用而专门定义的术语可根据使用人员、操作人员的意图或惯例而发生变化。这种术语应基于本说明书全文内容来定义。
如图1所示，本发明的尿素水箱包括：箱本体10，在内部具有用于储存尿素水的空间；入口部12，形成于箱本体10的上部面的一侧，借助盖14来开闭，用于投入尿素水；传感器模块，设置于箱本体10，用于检测尿素水的水位、温度及浓度等；以及通风装置20，设置于箱本体10的上部面，用于向外部排出箱本体10的内部的气体。
传感器模块可包括用于对冬季冻结的尿素水进行解冻的热管、用于检测尿素水的水位的水位传感器以及检测尿素水的浓度及温度的质量传感器等。
而且，在箱本体10的下侧可设置有用于向外部排出储存于箱本体10的尿素水的排水装置。
如图2所示，通风装置20包括：通风外壳22，以能够密封的方式安装于形成在箱本体10的上部面的开口部；通风管24，与通风外壳22的一侧相连通；以及过滤单元26，安装于通风外壳22的内部，用于向外部排出在箱本体10的内部产生的气体并防止外部的灰尘、异物等污染物质和水分向箱本体10的内部流入。
过滤单元26的边缘通过粘结等方法固定于通风外壳22的内部面，并设置于气体通过的通道上。
如图3及图4所示，第一实施例的过滤单元26包括过滤部件52，上述过滤部件52由通过电纺丝来形成的具有多个气孔16的多孔性纳米纤维网形成。
通过对高分子物质进行电纺丝来制造纳米纤维18，并使上述纳米纤维18积聚来形成具有多个气孔16的纳米纤维网形态，由此形成过滤部件52。
本发明中可使用可进行电纺丝的高分子物质，例如，可使用合成及天然高分子，并且可将这种高分子可混合1种或2种以上来使用。
在高分子物质中，尤为优选地，作为本发明的过滤部件材料，可单独使用聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVdF)、聚醚砜(PES：Polyester Sulfone)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC：Poly Vinychloride)、聚碳酸酯(PC：Poly carbonate)等，或者通过混合聚偏氟乙烯和聚丙烯腈或混合聚偏氟乙烯和聚醚砜、聚偏氟乙烯和热塑性聚氨酯(TPU：ThermoplasticPolyurethane)、聚氯乙烯、聚碳酸酯等来使用。
作为适用于本发明的纺丝方法，可使用安装有喷嘴的向上型、向下型及没有喷嘴也可进行纺丝的无喷嘴(Nozzleless)型，并可使用电喷射或离心电纺丝、空气电纺丝、快速电纺丝、脉冲电纺丝及气泡电纺丝方法中的一种。
过滤部件52通过电纺丝方法制造，因此，其厚度根据高分子物质的纺丝量而定。因此，具有易于将多孔性纳米纤维网的厚度制造成所需厚度的优点。即，若减少高分子物质的纺丝量，则可制造成厚度薄的多孔性纳米纤维网，由于纺丝量少，从而可减少相应的制造费用。
其中，过滤部件52根据厚度确定气孔数量及气孔的平均直径，因此，可具有使在箱本体10的内部产生的气体通过但防止外部的灰尘、异物及水分通过的纳米纤维的直径和平均气孔尺寸。
优选地，用于满足这种条件的纳米纤维18的直径范围为0.1～1.5μm，平均气孔16的尺寸为1μm以下。
如上所述，本发明的过滤部件52可通过使用多孔性纳米纤维网来制造成各种气孔尺寸，因此，便于制造使气体通过但防止灰尘、异物及水分通过的纳米纤维的直径及平均气孔尺寸，因此，适合于设置在尿素水箱的通风装置。
而且，对第一实施例的过滤部件52的表面进行防油加工处理或防水涂敷，来进一步提高防水、防油性能，并可提高防止不是水的多种污染源通过的防污能力。
防油加工能够以在多孔性纳米纤维网的表面涂敷防油剂的方式进行，防水涂敷能够以抗油性(Oleophobic)的方式进行。
如图5所示，本发明的电纺丝装置包括：储罐30，用于储存高分子溶液；纺丝组件(Spinning pack)34，连接有高电压产生器，且与储罐30相连接，用于对纳米纤维进行纺丝；以及收集器36，用于使在纺丝组件34经过纺丝的纳米纤维积聚来制成多孔性纳米网。
在储罐30设置有用于使纺丝溶液维持规定粘度的搅拌器32。
向收集器36与纺丝组件34之间施加90～120Kv的高电压，纳米纤维18在纺丝组件34经过纺丝来在收集器36上形成多孔性纳米纤维网10。
在收集器36的后方设置有向通过电纺丝方法而制造的多孔性纳米纤维网加压来制造成规定厚度的加压辊40，并设置有用于卷绕在经过加压辊40的过程中被加压的多孔性纳米纤维网的纳米纤维网辊42。
若观察利用具有如上所述的结构电纺丝装置来制造过滤部件52的工序，则随着向收集器36与纺丝组件34之间施加高电压，在纺丝组件34中将高分子物质制造成纳米纤维，并向收集器36进行纺丝。在此情况下，纳米纤维积聚在收集器36的上部面，从而形成具有多个气孔的纳米纤维网形态的过滤部件52。
而且，过滤部件52在通过加压辊40的过程中被制成规定厚度并卷绕于纳米纤维网辊42。
而且，对过滤部件52的表面进行防油加工处理或防水涂敷处理来提高防水及防油性能。
而且，对过滤部件52进行冲裁来制造成与通风外壳22的内部面相同的形态及尺寸，并在过滤部件52的边缘附着粘结带，由此完成过滤部件52的制造工序。
如图6所示，第二实施例的过滤单元26包括过滤部件52以及层叠于过滤部件52的一面的具有多个气孔的多孔性基材54。
过滤部件52具有与在上述第一实施例中所说明的过滤部件52相同的结构。
作为多孔性基材54，可使用热结合无纺布、纺粘型无纺布、化学胶结无纺布、干法造纸无纺布及它们的混合物。并且，除无纺布之外，作为多孔性基材，还可使用织布、具有气孔的织物纸、纸、网状物等。
如上所述，在第二实施例的过滤单元26中，在过滤部件52的一面层叠有多孔性基材54，从而改善过滤单元26的操作特性，并增强过滤单元26的强度。
如图7所示，第三实施例的过滤单元26可具有如下的结构，即，在过滤部件52的一面层叠有第一多孔性基材62，在过滤部件52的另一面层叠有第二多孔性基材64。
如图8所示，第四实施例的过滤单元包括：多孔性基材54，具有多个气孔；第一过滤部件72，层叠于多孔性基材54的一面，由对高分子物质进行电纺丝而具有多个气孔的纳米纤维网形成；以及第二过滤部件74，层叠于多孔性基材54的另一面，由对高分子物质进行电纺丝而具有多个气孔的纳米纤维网形成。
如图9所示，第五实施例的过滤单元包括：多孔性基材54，具有多个气孔；过滤部件52，形成于多孔性基材54的一面，由对高分子物质进行电纺丝而具有多个气孔的多孔性纳米纤维网形成；以及粘结层80，层叠于多孔性基材54或过滤部件52。
粘结层80形成于过滤部件52或多孔性基材54的边缘，通过将过滤单元26粘结于通风外壳22的内部面来起到将过滤单元26固定于通风外壳22的作用。
粘结层80可使用借助热量来接合的热接合方式或双面粘结带，可通过电纺丝方法形成。
在通过电纺丝方法形成的情况下，对混合有粘结物质和高分子物质的纺丝溶液进行电纺丝来制造成纳米纤维，并积聚纳米纤维来形成纳米纤维网，由此形成粘结层80。
以上，以特定的优选实施例为例图示并说明了本发明，但是，本发明并不局限于上述实施例，本发明所属技术领域的普通技术人员可在不脱离本发明的精神的范围内进行多种变更和修改。
产业上的可利用性
本发明设置于安装在车辆(货车、公共汽车、轿车、摩托车等)、船舶、建筑用机械及农具等的柴油引擎用尾气后处理系统的尿素水箱，可迅速地将尿素水箱的内部的气体向外部排出，同时，可防止外部的灰尘、异物等的污染物质和水分向箱的内部流入。
Claims (14)
1.一种尿素水箱用纳米纤维通风装置，设置在用于储存尿素水的箱本体，用于向外部排出上述箱本体的内部的气体，其特征在于，包括过滤单元，上述过滤单元用于向外部排出在上述箱本体的内部产生的气体并防止外部的灰尘、异物及水分向上述箱本体的内部流入。
2.根据权利要求1所述的尿素水箱用纳米纤维通风装置，其特征在于，
上述尿素水箱用纳米纤维通风装置包括：
通风外壳，安装于形成在上述箱本体的上部面的开口部，在内部形成有气体通道；以及
通风管，以与上述通风外壳的一侧相连通的方式设置，
上述过滤单元设置于上述通风外壳的气体通道。
3.根据权利要求1所述的尿素水箱用纳米纤维通风装置，其特征在于，上述过滤单元包括过滤部件，上述过滤部件由对高分子物质进行电纺丝来制成的纳米纤维积聚而具有多个气孔的多孔性纳米纤维网形成。
4.根据权利要求3所述的尿素水箱用纳米纤维通风装置，其特征在于，上述纳米纤维的直径范围为0.1～1.5μm，平均气孔的尺寸为1μm以下。
5.根据权利要求3所述的尿素水箱用纳米纤维通风装置，其特征在于，上述过滤部件进行防油加工处理或防水涂敷处理。
6.根据权利要求1所述的尿素水箱用纳米纤维通风装置，其特征在于，上述过滤单元包括：
过滤部件，由对高分子物质进行电纺丝而具有多个气孔的多孔性纳米纤维网形成；以及
多孔性基材，层叠于上述过滤部件的一面或两面，用于支撑上述过滤部件。
7.根据权利要求6所述的尿素水箱用纳米纤维通风装置，其特征在于，上述多孔性基材使用无纺布、织布、织物纸、纸、网状物中的一种。
8.根据权利要求1所述的尿素水箱用纳米纤维通风装置，其特征在于，上述过滤单元包括：
多孔性基材；
第一过滤部件，层叠于上述多孔性基材的一面，由对高分子物质进行电纺丝而具有多个气孔的纳米纤维网形成；以及
第二过滤部件，层叠于上述多孔性基材的另一面，由对高分子物质进行电纺丝而具有多个气孔的纳米纤维网形成。
9.根据权利要求1所述的尿素水箱用纳米纤维通风装置，其特征在于，上述过滤单元包括：
多孔性基材；
过滤部件，形成于上述多孔性基材的一面，由对高分子物质进行电纺丝而具有多个气孔的多孔性纳米纤维网形成；以及
粘结层，层叠于上述多孔性基材或过滤部件的边缘。
10.根据权利要求9所述的尿素水箱用纳米纤维通风装置，其特征在于，上述粘结层为双面粘结带或通过对混合有粘结物质和高分子物质的纺丝溶液进行电纺丝来形成为纳米纤维网。
11.一种尿素水箱用纳米纤维通风装置的制造方法，其特征在于，包括：
通过对高分子物质进行电纺丝来制造具有多个气孔的多孔性纳米纤维网形态的过滤部件的步骤；
对上述过滤部件进行防油加工处理或防水涂敷处理的步骤；以及
以与上述尿素水箱用纳米纤维通风装置的通风外壳的内部面尺寸相同的尺寸切割上述过滤部件的步骤。
12.根据权利要求11所述的尿素水箱用纳米纤维通风装置的制造方法，其特征在于，还包括在上述过滤部件的一面或两面附着多孔性基材的步骤。
13.根据权利要求11所述的尿素水箱用纳米纤维通风装置的制造方法，其特征在于，还包括在上述过滤部件层叠粘结层的步骤。
14.根据权利要求13所述的尿素水箱用纳米纤维通风装置的制造方法，其特征在于，在层叠上述粘结层的步骤中，通过对混合有粘结物质和高分子物质的纺丝溶液进行电纺丝来形成为纳米纤维网形态或通过贴合双面粘结带来形成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180717 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |