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Die
Erfindung betrifft einen Speicherbehälter zum Speichern und zur
Verfügung
Stellen von Ammoniak gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Zur
Verringerung des NOx-Gehalts von Abgas ist das SCR-Verfahren (Selective
Catalytic Reduction) bekannt. Dieses Verfahren wird beispielsweise
in Kohlekraftwerken verwendet, um den Stickoxidgehalt des Abgases
zu verringern. Eine Verwendung bei Dieselmotoren, insbesondere für Lastkraftwagen,
ist ebenfalls bekannt, aber auf Grund ständiger Änderungen des Betriebszustands
und der hiermit verbundenen Bedarfsschwankungen noch schwierig zu
realisieren. Gemäß diesem
Verfahren wird dem von einem Verbrennungsmotor kommenden Abgas ein
Reduktionsmittel, nämlich
Ammoniak oder Harnstoff, zugeführt,
wodurch sich aus den Stickoxiden des Abgases in Verbindung mit Ammoniak
und Sauerstoff (Restsauerstoff und/oder Sauerstoff aus dem Harnstoff)
Stickstoff und Wasser bildet.
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Eine
Vorrichtung zum Erzeugen eines ammoniakhaltigen Gases für die Verringerung
des NOx-Gehalts des Abgases eines Verbrennungsmotors, insbesondere
eines Dieselmotors, ist in der
WO 2006/089553 A1 beschrieben. Diese Vorrichtung weist
einen Hydrolysereaktor, der eine wässrige Lösung von Harnstoff enthält und erhitzt
wird, um Ammoniak zu erzeugen, auf. Ferner ist ein Speicherbehälter vorgesehen,
welcher das vom Reaktor abgegebene, Ammoniak enthaltende Gas aufnimmt,
wobei ein Einlass und ein Auslass für das Gas vorgesehen sind. Über den
Auslass wird das Gas dem Abgas eines Verbrennungsmotors zugeführt, bevor
das Abgas samt Gas einem SCR-Katalysator zugeführt wird.
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Der
Speicherbehälter
gemäß der
WO 2006/089553 A1 weist
einen tankartigen oberen Behälterbereich
und einen unten angeordneten Kondensatsammelbereich zum Ansammeln
des Kondensats auf, wobei der Kondensatsammelbereich deutlich kleiner
als der obere Behälterbereich
ausgebildet ist. Beim Abschalten des Motors kondensiert der Wasserdampf
in Folge der Temperaturabsenkung. Das Ammoniak löst sich im Wasser, d.h. es
liegt ein ammoniakhaltiges Kondensat vor, das sich im Kondensatsammelbereich
des Speicherbehälters
sammelt. Nach einem Kaltstart des Motors wird später das Kondensat wieder in
Wasserdampf und Ammoniak umgewandelt. Im Kondensatsammelbereich
ist zentral eine Heizspule angeordnet, welche zur Verdampfung des
Ammoniak enthaltenden Kondensats beheizt wird. Zusätzlich zur
Heizspule oder alternativ hierzu kann die Wärme des Abgases für die Erhitzung
des Kondensats verwendet werden. Dabei kann ein Teil des Speicherbehälters, insbesondere der
Kondensatsammelbereich, der sich in den Abgaskanal erstreckt, eine
Heatpipe aufweisen. Der obere Behälterbereich kann Wärme abgeben,
so dass die Temperatur in diesem Bereich geringer als die des dem
Speicherbehälter
vorgeschalteten Reaktors ist. Dennoch hat das Gas im Speicherbehälter eine
erhöhte
Temperatur und steht unter einem größeren Druck als das Abgas,
dem es zugeführt
wird.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen
derartigen Speicherbehälter
zum Speichern und zur Verfügung Stellen
von Ammoniak zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch
einen Speicherbehälter
mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist ein
Speicherbehälter zum
Speichern und zur Verfügung
Stellen von Ammoniak vorgesehen, aufweisend einen oberen Bereich
für ein
gasförmiges
Gemisch, aufweisend Ammoniak, Wasserdampf und Kohlendioxid sowie
ggf. weitere (gasförmige)
Bestandteile, und einen unteren Bereich, der als Kondensatspeicherbereich
dient, mit einer Heizung, wobei die Heizung ausschließlich im unteren
Bereich im Bereich zumindest eines Teils der Wand desselben vorgesehen
ist. Dadurch, dass die Heizung außenseitig angeordnet ist, kann
die Wand des unteren Bereichs als Wärmeübertragungsfläche dienen,
d.h. die Oberfläche
ist im Vergleich zu üblichen
Heizungen, die im Inneren des Speicherbehälters angeordnet sind, vergrößert. Insbesondere
werden direkt auch Bereiche der Wand erwärmt, welche nur vom Kondensat
benetzt sind, so dass schnell gasförmiges Ammoniak zur Verfügung steht.
Auch bei einem sehr niedrigen Flüssigkeitspegel
erfolgt ein Wärmeübergang
in das Kondensat, was bei den gemäß dem Stand der Technik vorgesehenen,
in den unteren Bereich hängenden
Heizspiralen nicht notwendigerweise gewährleistet werden kann. Die
Gasverteilung selbst erfolgt nach dem Heatpipe-Prinzip, d.h. (heißes) Gas
strömt
nach oben und kühles
Kondensat strömt
entlang den Wänden
nach unten.
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Der
untere Bereich des Speicherbehälters weist
vorzugsweise eine Wand mit zumindest an der Innenfläche zum
unteren Bereich sehr guter Wärmeleitfähigkeit,
um die von der Heizung kommende Wärme schnell und möglichst
verlustfrei an das Kondensat weiterzuleiten, und der obere Bereich weist vorzugsweise
eine Wand mit geringerer Wärmeleitfähigkeit
nach außen
auf, so dass der Wärmeaustrag aus
dem Speicherbehälter
zumindest im Anfangsbetrieb, also beispielsweise nach einem Kaltstart,
bei dem noch kein oder nicht ausreichend gasförmiges Ammoniak vorhanden ist,
möglichst
klein ist und die gesamte Wärme
der Heizung zum Verdampfen des Ammoniaks verwendet werden kann.
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Vorzugsweise
ist die Wand des oberen Bereichs durch ein isolierendes Material
gebildet und/oder weist einen wärmeisolierenden
Aufbau auf. Die Wand kann hierbei auch mehrschichtig ausgebildet
sein, insbesondere in Form eines Hybridbauteils, wobei bevorzugt
ein Teil der Wand aus einem Kunststoffmaterial besteht und der andere
Teil der Wand aus einem Metall, insbesondere bevorzugt Edelstahl, besteht,
oder eines doppelwandigen Bauteils, wobei ein Zwischenraum zwischen
den Wänden
vorgesehen ist. Im Zwischenraum kann beispielsweise ein Vakuum herrschen.
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Der
Bereich zwischen zwei Wänden
kann jedoch auch bei bestimmten Betriebsbedingungen, insbesondere
ab einer bestimmten Betriebstemperatur im Inneren des Speicherbehälters, belüftet werden, was
passiv, d.h. durch eine öffen-
und schließbare Öffnung,
oder aktiv, d.h. durch ein Gebläse
o.ä., erfolgen
kann. Die Wand ist hierbei ausreichend druck- und temperaturbeständig auszulegen.
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Alternativ
kann zwischen zwei Wänden
bei niedrigen Betriebstemperaturen im Speicherbehälter, also
bspw. unter 150°C,
ein Vakuum herrschen, während
bei hohen Temperaturen, bspw. bei 200°C, im Zwischenraum ein Gas vorhanden
ist, so dass der Wärmeübergang
nach außen
verbessert ist. Dies wird durch das Vorsehen eines Materials im
Zwischenbereich möglich,
das ab einer Temperatur im Bereich von 150°C bis 250°C, insbesondere bei 150°C bis 200°C, verdampft.
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Eine
weitere Möglichkeit,
die Wärmeleitfähigkeit
zumindest eines Teils des oberen Bereichs bei erhöhten Temperaturen
und/oder Drücken
zu verbessern ist, im Falle einer doppelwandigen Ausgestaltung des
oberen Bereichs, die Innenwand derart auszubilden, dass dieselbe
das Volumen des Zwischenraums zwischen Innen- und Außenwand
ab einer bestimmten Betriebstemperatur des Speicherbehälters oder
einem bestimmten Druck im Speicherbehälter verringert, wobei der
Vorgang reversibel sein muss, d.h. das Ausgangsvolumen wird nach
einer Wiederabkühlung
auf die Ausgangstemperatur, bei der die Volumenveränderung
beginnt, oder eine darunter liegende Temperatur, wieder hergestellt.
In Folge der Annäherung
der Innen- und Außenwand
verbessert sich der Wärmeübergang
nach außen,
d.h. der obere Bereich wird gekühlt.
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Die
Wand des unteren Bereichs ist vorzugsweise zumindest auf der Innenseite
durch ein Metall, insbesondere bevorzugt durch Edelstahl, gebildet. Dies
ermöglicht
eine gute Wärmeleitfähigkeit,
verbunden mit ausreichender Druckfestigkeit und Temperaturbeständigkeit.
Außenseitig
kann ein wärmeisolierendes
Material angeordnet sein, d.h. die Heizung ist bevorzugt zwischen
einem wärmeisolierenden
Material und einem gut wärmeleitenden
Material angeordnet.
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Bei
der Heizung handelt es sich vorzugsweise um eine Dickschichtheizung.
Diese ist einfach und großflächig kontaktierend
am wärmeleitenden
Material des unteren Bereichs anbringbar, so dass die durch die
Heizung bereitgestellte Wärme
schnell dem Kondensat zugeführt
werden kann.
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Die
erforderliche Heizleistung der Heizung kann dadurch verringert werden,
dass das Volumen des zu beheizenden Kondensats verringert wird. Dies
ist besonders einfach dadurch möglich,
dass mindestens zwei nebeneinander angeordnete, über eine Verbindungsleitung
miteinander verbundene Speicherbereiche vorgesehen sind, wobei in
jedem der Speicherbereiche mindestens ein Kondensatspeicherbereich
vorgesehen ist. Jeder der Kondensatspeicherbereiche ist über eine
Heizung beheizbar, wobei vorzugsweise die Beheizung abwechselnd
erfolgt, so dass die maximale Heizleistung abgesenkt werden kann.
Das Vorsehen zweier Speicherbereiche ermöglicht auch eine druckoptimiertere
Gestaltung der Wände
in Folge der geringeren Durchmesser.
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Die
Speicherbereiche weisen vorzugsweise eine einander entsprechende
Gestalt auf, so dass Gleichteile möglich sind. Hierbei kann bei
einem Speicherbereich die Einleitung des vom Reaktor kommenden Ammoniaks
und beim anderen Speicherbereich die Ausleitung des gasförmigen Ammoniaks
vorgesehen sein. Alternativ kann die Ein- und/oder Ausleitung auch
im Bereich der Verbindungsleitung vorgesehen sein.
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Das
Vorsehen von mindestens zwei Kondensatspeicherbereichen in einem
großvolumig
ausgebildeten Speicherbehälter
ist ebenfalls möglich,
wobei in jedem der Kondensatspeicherbereiche eine Heizvorrichtung
angeordnet ist. Eine derartige Ausgestaltung bietet die gleichen
Vorteile in Bezug auf die Leistungsbegrenzung der einzelnen Heizungen, da
auch in diesem Fall ein abwechselnder Betrieb möglich ist.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische, geschnittene Darstellung eines Speicherbehälters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 eine
schematische, geschnittene Darstellung eines Speicherbehälters gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel,
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3 eine
ausschnittsweise, schematische, geschnittene Darstellung eines Speicherbehälters gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel,
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4 eine 3 entsprechende
Darstellung mit Darstellung von Sensoren und Anschlussleitungen,
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5 eine
schematische, geschnittene Darstellung eines Speicherbehälters gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel,
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6 eine
schematische, geschnittene Darstellung eines Speicherbehälters gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel,
und
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7a–7c schematische
Darstellungen von verschiedenen Varianten des fünften Ausführungsbeispiels.
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Ein
Speicherbehälter
1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
wie er zur Speicherung von ammoniakhaltigem Gas und Kondensat verwendet wird,
ist in
1 dargestellt. Dieser Speicherbehälter
1 ist über Anschlussleitungen
(nicht dargestellt) – wie beispielsweise
in der
WO 2006/089553
A1 beschrieben – mit
einem Reaktor, in welchem das Ammoniak erzeugt wird, und einem Abgaskanal
verbunden.
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Der
Speicherbehälter 1 weist
einen oberen Bereich 2, in dem im Wesentlichen ausschließlich gasförmiges Ammoniak
enthalten ist, und einen unteren Bereich 3, in welchem
sich insbesondere Kondensat, welches auch Ammoniak enthält, befindet, das
sich an den Wänden
des oberen Bereichs 2 gesammelt hat und nach unten geströmt ist,
aber auch ein Anteil an gasförmigem
Ammoniak oberhalb des Kondensats angeordnet ist.
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Der
obere Bereich 2 ist vorliegend durch einen oberen Behälter mit
einem zentralen, zylindrischen Teil und zwei halbkugelförmigen Endbereichen gebildet,
wobei die Wand 2a durch ein Kunststoffmaterial gebildet
ist, welches für
die entsprechenden Betriebstemperaturen und -drücke geeignet ist. Das Kunststoffmaterial
weist eine relativ geringe Wärmekapazität auf, d.h.
es wird sehr wenig Wärme
aufgenommen und nach außen
abgegeben. Ferner weist das Kunststoffmaterial eine ausreichende
Festigkeit in Bezug auf die im Speicherbehälter 1 herrschenden Drücke auf.
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Gemäß einer
nicht in der Zeichnung dargestellten Variante des ersten Ausführungsbeispiels
besteht lediglich der innere Teil des oberen Behälters aus einem Kunststoffmaterial
mit geringer Wärmekapazität, wirkt
also isolierend. Der äußere Teil
des Behälters
ist aus Festigkeitsgründen
aus Metall, d.h. es liegt eine Hybridbauweise vor. Andere Hybridbauweisen
für die
Behälterwand
des oberen Behälters
mit einem innen angeordneten Material von geringer Wärmekapazität und geeigneter
chemischer Beständigkeit
und einem außen
angeordneten Material mit guter Festigkeit, oder aber mit einem
innen angeordneten Material mit geeigneter chemischer Beständigkeit
und guter Festigkeit und einem außen angeordneten Material mit
geringer Wärmekapazität.
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An
Stelle der beschriebenen Gestalt des oberen Behälters ist beispielsweise auch
eine reine Kugelbauweise möglich.
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Der
untere Bereich 3 ist vorliegend durch einen unteren Behälter mit
einer im Wesentlichen der des oberen Behälters entsprechenden Gestalt
ausgebildet, wobei jedoch der den unteren Bereich 3 bildende
untere Behälter
deutlich kleiner ausgebildet ist. Die Wand 3a des unteren
Behälters
ist zweilagig ausgebildet, wobei innen eine relativ dünne Edelstahlschicht
und außen
eine relativ dicke, isolierende Kunststoffschicht vorgesehen ist.
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Zwischen
dem unteren Bereich 3 und dem oberen Bereich 2 ist
ein Verbindungsstück 4 angeordnet,
welches innen einen rohrartigen Fortsatz der Edelstahlschicht des
unteren Behälters
und um denselben herum eine Ummantelung mit einer isolierenden Kunststoffschicht
aufweist, d.h. der Aufbau der Wand des Verbindungsstücks 4 entspricht
derjenigen des unteren Behälters.
Die isolierende Kunststoffschicht kontaktiert direkt die Wand 2a des
oberen Behälters.
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Um
den Umfang der Edelstahlschicht des unteren Behälters ist eine elektrische
Heizung 5, gebildet durch eine Dickschichtheizung, angeordnet. Diese
Heizung 5 gibt die in derselben erzeugte Wärme an die
Edelstahlschicht ab, welche in Folge ihrer guten elektrischen Leitfähigkeit
die Wärme
schnell und über
die gesamte Innenfläche
des unteren Behälters
verteilt und somit das hierin angeordnete Kondensat innerhalb kurzer
Zeit großflächig erwärmt. Somit
steht bereits kurz nach Beginn eines Heizvorgangs gasförmiges Ammoniak
für die
Einspritzung in das Abgas des Verbrennungsmotors zur Verfügung. Der
Wärmeübergang
zum oberen Bereich 3 des Speicherbehälters 1 erfolgt nach
dem Heatpipe-Prinzip.
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Im
Inneren des Speicherbehälters 1 herrschen üblicherweise
Arbeitstemperaturen um 200°C. Die
Regelung der Temperatur über
die elektrische Heizung 5 erfolgt in Abhängigkeit
der Messwerte eines in den Speicherbehälter 1 ragenden Sensors (nicht
dargestellt). Die Beheizung erfolgt vorliegend rein elektrisch,
d.h. ohne Nutzung der Wärme
des Motors oder Abgases.
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Gemäß dem zweiten,
in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Speicherbehälter 1 im unteren
Bereich 3 bis einschließlich des Verbindungsstücks 4 entsprechend
dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel
ausgebildet, so dass hierauf nicht näher eingegangen wird. Der obere
Bereich 2, der wiederum durch einen oberen Behälter gebildet
ist, weist eine von einem unten angeordneten Deckel verschlossene,
napfförmige
Gestalt auf. wobei die Wand durch eine außen angeordnete Stahlschicht,
welche eine ausreichende Druckfestigkeit verleiht, und eine innen
angeordnete Kunststoffschicht, welche als Wärmeisolation dient, aufweist. Die
Kunststoffschicht ist im Deckelbereich um die Öffnung für das Verbindungsstück 4 herum
unterbrochen, so dass eine trichterartige Gestalt für den Kondensatablauf
in den unteren Bereich 3 gebildet wird.
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3 zeigt
den unteren Bereich des dritten Ausführungsbeispiels, gemäß dem die
zuvor beschriebene trichterartige Gestalt dahingehend modifiziert
ist, dass lediglich ein Trichter ohne Öffnung nach unten vorgesehen
ist, welcher direkt den unteren Bereich 3 bildet. An den
Trichterwänden,
welche in diesem Bereich innen direkt durch die Stahlschicht gebildet
sind, ist außenseitig
die Heizung 5 in Gestalt einer Dickschichtheizung angeordnet.
Auf der Außenseite
des trichterförmigen,
unteren Bereichs 3 ist wiederum eine Kunststoffschicht
zur Wärmeisolation vorgesehen.
Somit entspricht der Aufbau der Wand 3a im unteren Bereich 3 demjenigen
der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Der obere Bereich 2 des Speicherbehälters 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
entspricht demjenigen des zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels,
so dass hierauf nicht näher
eingegangen wird.
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In 4 sind
Anschlussleitungen 6 und 7 für die Ein- bzw. Ausleitung
des Ammoniaks sowie ein Druck- und Temperatursensor 8 und
ein Überdruckventil 9,
welches zudem das Ausströmen
des Ammoniaks durch die Anschlussleitung 7 regelt, dargestellt. Der
Druck- und Temperatursensor 8 ist benachbart der Öffnung zur
Einleitung des vom Reaktor kommenden Ammoniaks angeordnet, wobei
der Sensor von unten her durch den Deckelbereich des Speicherbehälters 1 geführt ist.
Das Ventil, welches die Ammoniakzufuhr regelt, ist vorliegend in
den Reaktor integriert ausgebildet. Im Bereich des Druck- und Temperatursensors 8 ist
vorliegend der Ring der Heizung 5 unterbrochen, um die
Messergebnisse nicht zu verfälschen.
Das Überdruckventil 9 ist
im Bereich der Ausleitung des Ammoniaks vorgesehen, wobei dasselbe
vorliegend direkt in den metallischen, als Gussteil ausgebildeten
Teil des Deckels integriert ist, welcher direkt einen Teil der Ausleitung
bildet. Hierbei weist das Überdruckventil 9 einen
langen Ventilschaft auf, so dass das Betätigungsorgan zur Betätigung des Überdruckventils 9 vor
einer Überhitzung
geschützt
wird.
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Gemäß dem in 5 dargestellten,
vierten Ausführungsbeispiel
sind zwei über
eine nach außen hin
isolierte Verbindungsleitung 10 verbundene Speicherbereiche 11 vorgesehen,
welche zusammen den Speicherbehälter 1 bilden.
Die Verbindungsleitung 10 ist im oberen Bereich 2 des
Speicherbehälters 1,
horizontal verlaufend angeordnet. Die beiden Speicherbereiche 11 sind
einander entsprechend ausgebildet, weshalb im Folgenden nur einer
der Speicherbereiche 11 näher beschrieben wird.
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Der
Speicherbereich 11 weist einen umgekehrt napfförmigen oberen
Bereich 2, gebildet durch ein Kunststoffmaterial ausreichender
Wärme-
und Druckbeständigkeit
mit einer geringen Wärmekapazität, und einen
unteren Bereich 3, gebildet durch ein wannenförmig ausgebildetes
Metallblech, das von unten her als Deckel auf den napfförmigen oberen Bereich 2 gesetzt
ist, sowie eine Heizung 5 auf, die um den schrägen, vorliegend
nahezu vertikal verlaufenden Wandbereich des unteren Bereichs 3 angeordnet
ist. Die Heizung 5 ist wiederum durch eine Dickschichtheizung
gebildet. Zusätzlich
kann außenseitig
des unteren Bereichs 3 eine Wärmeisolation entsprechend den
zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen
vorgesehen sein.
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Dadurch,
dass zwei Speicherbereiche 11 vorgesehen sind, ist eine
steifere Ausgestaltung der einzelnen, den Speicherbehälter 1 bildenden
Behälter
in Folge der kleineren Bauweise derselben möglich. Zudem ist in jedem der
das Kondensat aufnehmenden unteren Bereiche 3 weniger Kondensat enthalten
als bei einem Sammeln in einem einzigen unteren Bereich 3,
so dass das Kondensat eines Speicherbereichs 11 schneller
und unter Benötigung einer
geringeren Leistung erwärmt
werden kann, sofern nur eine der beiden Heizungen 5 betätigt wird. Zudem
steht gasförmiges
Ammoniak schneller zur Beimischung zum Abgas zur Verfügung. Die
Betätigung
der Heizungen 5 erfolgt bevorzugt abwechselnd.
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6 zeigt
ein fünftes
Ausführungsbeispiel eines
Speicherbehälters 1,
wobei der Speicherbehälter 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel
im unteren Bereich 3 demjenigen des dritten, in 3 dargestellten
Ausführungsbeispiels
entspricht, so dass hierauf im Folgenden nicht näher eingegangen wird. Der obere
Bereich 2 ist entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel
napfförmig
ausgebildet, die Isolation wird jedoch dadurch sichergestellt, dass
zwischen einer Außenwand
und einer Innenwand ein Zwischenraum mit einem Vakuum vorgesehen
ist, d.h. der obere Bereich 2 ist thermoskannenartig ausgebildet.
Vorliegend handelt es sich der Innenwand um ein Edelstahlblech,
entsprechend der Innenfläche der
Wand 3a des unteren Bereichs. Bei der Außenwand
handelt es sich vorliegend um einen Stahlguss, in den auch der Ventilkörper integriert
sein kann.
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In
den 7a bis 7c sind
verschiedene Varianten des fünften
Ausführungsbeispiels
in Bezug auf die Ausgestaltung der Wand 2a des oberen Bereichs 2 dargestellt,
wobei jeweils links eine schematische Darstellung bei Betriebsbedingungen
von unter 150°C,
d.h. beispielsweise bei einem Kaltstart des Motors, und rechts bei
Betriebsbedingungen von über
150°C, also
bei warmgelaufenem Motor unter Last, dargestellt sind. Jede der
Varianten ermöglicht es,
dass im Falle geringer Temperaturen im Innenraum des Speicherbehälters 1 die
Wärmekapazität (deutlich)
geringer als im Falle von hohen Temperaturen ist. Der Übergangsbereich
von geringer Wärmekapazität der Wand 2a zu
deutlich verbesserter Wärmekapazität (und damit
Wärmeleitfähigkeit)
ist in der Regel fließend
und sollte üblicherweise
im Bereich von 150 bis 250°C,
insbesondere bis 200°C,
liegen.
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Gemäß der in 7a dargestellten
Variante ist eine öffen-
und schließbare
Klappe in der Außenwand
des doppelwandigen oberen Bereichs 2 ausgebildet. Diese
Klappe öffnet
automatisch bei Temperaturen von über 150°C, so dass die im Zwischenbereich 2a' zwischen Innen-
und Außenwand
aufgenommene Luft, die sich in Folge der Erwärmung ausdehnt, ausdehnen und
entweichen kann. Entsprechend schließt die Klappe nach einer Temperaturabsenkung
wieder. Die Schließtemperatur
kann unterhalb der Öffentemperatur
liegen. Die Klappe wird vorliegend durch ein Bimetall oder eine
Memorylegierung gebildet oder betätigt.
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Alternativ
hierzu kann ab einer bestimmten Temperatur auch eine Zwangsbelüftung des
Zwischenbereichs erfolgen.
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Bei
der in 7b dargestellten Variante ist im
Zwischenbereich 2a' eine
Substanz aufgenommen, welche bei ca. 100 bis 150°C schmilzt und bei ca. 150 bis
200°C (oder
250°C) verdampft,
wobei der Dampfdruck unter 100°C
sehr gering ist. Bei niedrigen Betriebstemperaturen des Speicherbehälters 1 liegt
die Substanz im Wesentlichen im festen Zustand vor, so dass der
Zwischenraum 2a' im
Wesentlichen ein Vakuum enthält.
Dadurch wirkt die Wand 2a isolieren bei geringer Wärmekapazität. Bei steigenden Temperaturen
schmilzt und verdampft die Substand, so dass bei höheren Betriebstemperaturen
der Zwischenbereich 2a' gasgefüllt ist,
wodurch die Wärmeleitfähigkeit
der Wand 2a verbessert wird und Wärme aufgenommen und nach außen abgegeben
werden kann.
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Gemäß der in 7c dargestellten
Variante ist die Innenwand derart ausgebildet, dass sie bei steigender
Temperatur und/oder steigendem Druck nach außen gedrückt wird, wodurch das Volumen des
Zwischenbereichs 2a' verringert
wird und sich die Innen- und Außenwand
annähern.
Auch dadurch wird die Wärmeleitfähigkeit
der Wand 2a verbessert, so dass bei höheren Temperaturen im Speicherbehälter 1 der
Wärmeübergang
nach außen
verbessert wird.