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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen einer Reduktionsmittelflüssigkeit
in ein Abgas einer Verbrennungsanlage, mit einem Vorratsbehälter,
mit einem Abgabemittel zur Abgabe der Reduktionsmittelflüssigkeit
in einer Förderrichtung in das Abgas, mit einer zwischen
dem Vorratsbehälter und dem Abgabemittel angeordneten Zuführleitung, mit
einem in der Zuführleitung angeordneten Fördermittel
zur Förderung der Reduktionsmittelflüssigkeit aus
dem Vorratsbehälter zu dem Abgabemittel.
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Bei
der Umsetzung von fossilem oder von aus Pflanzen gewonnenem Brennstoff
in mechanische und/oder thermische Energie werden hohe Wirkungsgrade
angestrebt. Dabei liegen die Umsetzungstemperaturen häufig
derart hoch, dass bei der Umsetzung (Verbrennung) in nennenswertem
Umfang Stickoxide gebildet werden.
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Da
eine Freisetzung der Stickoxide unerwünscht und daher zu
vermeiden ist, werden die Stickoxide üblicherweise katalytisch
reduziert. Zur Beseitigung der Stickoxide hat sich insbesondere das
Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion (auch SCR-Verfahren
genannt) als ein technisch gut beherrschbares Verfahren etabliert,
das zur Entstickung von Abgasen einer Verbrennungsanlage, auch einer
Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, eingesetzt
wird.
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Bei
diesem Verfahren werden die in dem Abgas enthaltenen Stickoxide
in Anwesenheit von Sauerstoff an einem selektiv arbeitenden Reduktionskatalysator
mittels eines geeigneten Reduktionsmittels in molekularen Stickstoff
und Wasser umgesetzt. Als ein Reduktionsmittel hat sich Ammoniak
gegenüber anderen Reduktionsmitteln wie Kohlenwasserstoffen oder
Cyanursäure durchgesetzt.
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Ammoniak
ist eine stark riechende und in höherer Konzentration auch
toxische Verbindung. Das zur Entstickung der Abgase eines Verbrennungsmotors
z. B. eines Fahrzeugs notwendige Reduktionsmittel wird deshalb häufig
in Form einer wässrigen Harnstofflösung in einem
Vorratsbehälter in dem Fahrzeug mitgeführt, aus
der das Ammoniak insbesondere durch Hydrolyse in der zur Entstickung
benötigten Menge freigesetzt werden kann.
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Dazu
ist es aus der
DE
10 2004 054 238 A1 bekannt, die wässrige Harnstofflösung
in einer Förderrichtung aus einem Vorratsbehälter über
eine Förderpumpe und eine Zuführleitung durch
ein Abgabemittel dem Abgas eines Verbrennungsmotors beizugeben.
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Ausgehend
vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
unter der Maßgabe einer möglichst kostengünstigen
Realisierbarkeit, eine langlebige, alternative Vorrichtung zum Einbringen
einer Reduktionsmittelflüssigkeit in ein Abgas einer Verbrennungsanlage
anzugeben.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Vorrichtung zum Einbringen einer Reduktionsmittelflüssigkeit
in ein Abgas einer Verbrennungsanlage, mit einem Vorratsbehälter,
mit einem Abgabemittel zur Abgabe der Reduktionsmittelflüssigkeit
in das Abgas, mit einer zwischen dem Vorratsbehälter und
dem Abgabemittel angeordneten Zuführleitung, mit einem
in der Zuführleitung angeordneten Fördermittel
zur Förderung der Reduktionsmittelflüssigkeit
in einer Förderrichtung aus dem Vorratsbehälter
zu dem Abgabemittel, wobei der Zuführleitung stromauf des
Fördermittels ein betätigbares Belüftungsmittel
zugeordnet ist, wobei das Abgabemittel über eine Rückführleitung
an den Vorratsbehälter angeschlossen ist, und wobei in
der Rückführleitung ein betätigbares
Absperrmittel angeordnet ist.
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Bei
einem Einfrieren der Reduktionsmittelflüssigkeit besteht
die Gefahr einer Beschädigung der mit ihr befüllten
Bauteile der Vorrichtung, beispielsweise der Zuführleitung.
Um eine Schädigung zu vermeiden ist es bekannt die Reduktionsmittelflüssigkeit,
insbesondere bei entsprechend niedrigen Temperaturen, beispielsweise
aus der Zuführleitung zu entleeren. Um dabei die Reduktionsmittelflüssigkeit
nicht unnötig zu verschwenden und die Umwelt dadurch zu
belasten ist es z. B. aus der
DE 10 2004 054 238 A1 bekannt, die Reduktionsmittelflüssigkeit entgegen
der Normalbetrieb-Förderrichtung in den Vorratsbehälter
zurückzupumpen.
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Nach
dem heutigen Stand der Technik wird dazu in der Regel eine kostenintensive
Förderpumpe mit umdrehbarer Drehrichtung verwendet. Alternativ wird
eine günstige Förderpumpe mit konstanter Drehrichtung
verwendet, wobei für eine Umkehr der Förderrichtung
ein in der Regel teueres Spezial-Ventil, häufig ein 4/2-Wegeventil,
also ein Ventil mit 4 Anschlüssen und 2 Schalterstellungen,
zu einem Vertauschen des Pumpeneinlasses und des -auslasses verwendet
wird.
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Die
Erfindung geht nun einen gänzlich anderen Weg. Statt eine
Entleerung der Reduktionsmittelflüssigkeit in den Vorratsbehälter
durch eine Förderrichtungsumkehr z. B. der Förderpumpe
zu erreichen, erfolgt die Entleerung in den Vorratsbehälter ohne
eine Umkehr der Förderrichtung und der damit verbundenen
kostenintensiven Komponenten, wie beispielsweise eine Förderpumpe
mit umkehrbarer Drehrichtung oder ein 4/2-Wegeventil.
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Dazu
ist für eine Entleerung der Reduktionsmittelflüssigkeit
aus der Zuführleitung in den Vorratsbehälter ohne
Förderrichtungsumkehr ein betätigbares Belüftungsmittel
und eine Rückführleitung mit einem betätigbaren
Absperrmittel vorgesehen.
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Über
das Belüftungsmittel wird für einen Entleerungsvorgang
ein Einlassen eines gasförmigen Mediums in die Zuführleitung
ermöglicht bzw. andernfalls verhindert. Dazu ist das Belüftungsmittel beispielsweise
an einer Einlassöffnung der Zuführleitung angeordnet,
wobei das Belüftungsmittel z. B. die Einlassöffnung
für den Einlass eines Gases frei gibt bzw. sie dafür
verschließt. Das Belüftungsmittel selber ist dabei
beispielsweise ein betätigbares Verschlusselement, z. B.
ein Schalter oder ein Absperrschieber, das bei einem Öffnen
bzw. Schließen einen Gaseintritt in die Zuführleitung
ermöglicht bzw. verhindert.
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Das
Belüftungsmittel ist dazu beispielsweise an der Zuführleitung
selber oder alternativ an einer Düse oder an einem Schlauch
angeordnet. Eine derartige Düse oder Schlauch mündet
dabei beispielsweise mit einer Öffnung in eine Einlassöffnung
der Zuführleitung. Besonders einfach zu realisieren ist eine
Anordnung des Belüftungsmittels an einer Abzweigleitung
der Zuführleitung. Dabei kann es vorgesehen sein, dass
bei einem Öffnen des Belüftungsmittels der Zuführleitung
ein Gas aus einem Gasreservoir, z. B. über die Abzweigleitung,
zugeführt wird. In dem Fall mündet z. B. die Abzweigleitung
in ein entsprechendes Gasreservoir, welches z. B. ein hinsichtlich
der chemischen Eigenschaften geeignetes Gas für einen Entleerungsvorgang
zur Verfügung stellt. Alternativ ist es auch möglich,
dass z. B. die Abzweigleitung einfach in der Umgebungsluft oder
im Abgas endet.
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Über
das Absperrmittel, das beispielsweise als ein Absperrventil ausgeführt
ist, ist es möglich, die Rückführleitung
gegenüber dem Vorratsbehälter zu öffnen
bzw. zu schließen. Bei einem Öffnen des Absperrmittels
ist es z. B. im Falle einer Entleerung möglich, die Reduktionsmittelflüssigkeit über
die Rückführleitung in den Vorratsbehälter
abzuführen. Das Absperrmittel ist dabei beispielsweise
als ein Schalter oder ein Absperrschieber gegeben.
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Bei
einem Entleerungsvorgang werden das Belüftungsmittel und
das Absperrmittel geöffnet.
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Durch
das Öffnen des Belüftungsmittels fördert
das in Förderrichtung gesehen stromab des Belüftungsmittels
angeordnete Fördermittel, also beispielsweise eine Pumpe
ohne umkehrbare Drehrichtung, das sehr viel leichtere gasförmige
Medium statt der "schweren" Reduktionsmittelflüssigkeit
in die Zuführleitung, saugt es sozusagen in die Zuführleitung.
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Das
in die Zuführleitung geförderte Gas, beispielsweise
eine Gasblase, drückt dann gewissermaßen die in
der Zuführleitung befindliche und zu entleerende Reduktionsmittelflüssigkeit
durch die Zuführleitung hindurch, in Förderrichtung
auf das Abgabemittel zu.
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Das
Absperrmittel ist für eine Entleerung ebenfalls geöffnet,
d. h. die Rückführleitung ist zum Vorratsbehälter
hin geöffnet. Dadurch wird insbesondere der Aufbau eines
Abgabedrucks am Abgabemittel, welches häufig eine Düse
umfasst, verhindert. Somit wird die von dem Gas in Richtung zu dem
Abgabemittel gedrängte Reduktionsmittelflüssigkeit nicht über
das Abgabemittel abgegeben, sondern wird z. B. von der Gasblase
weiter in den Vorratsbehälter gedrängt. Ergänzend
oder alternativ ist es beispielsweise möglich, dass das
Abgabemittel, z. B. die Düse, für eine Entleerung
absperrbar ist, so dass eine Entleerung über das Abgabemittel
zusätzlich verhindert wird.
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Eine
Entleerung der Zuführleitung geschieht somit ohne eine
Umkehr der Förderrichtung des Fördermittels. Dadurch
ist es z. B. möglich eine kostengünstige Pumpe
ohne umkehrbare Drehrichtung für eine Entleerung einzusetzen.
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Im
normalen Betrieb, also bei der Abgabe der Reduktionsmittelflüssigkeit
in das Abgas, sind das Belüftungsmittel und das Absperrmittel
geschlossen. Ein Schließen bedeutet im Falle des Belüftungsmittels,
dass das Belüftungsmittel einen Gaseintritt in die Zuführleitung
verhindert. Somit wird bei einer Betätigung des Fördermittels
die Reduktionsmittelflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter
zum Abgabemittel gefördert. Im Falle des Absperrmittels
bedeutet ein Schließen, dass die Rückführleitung
gegenüber dem Vorratsbehälter geschlossen ist.
Dadurch ist es insbesondere möglich, dass sich am Abgabemittel
ein Abgabedruck aufbaut, da über die Rückführleitung kein
Druckabbau in den Vorratsbehälter erfolgt. Infolge dessen
wird die Reduktionsmittelflüssigkeit über das
Abgabemittel in das Abgas abgegeben. Alternativ oder ergänzend
ist es z. B. bei einem absperrbaren Abgabemittel möglich,
das Abgabemittel für eine Abgabe zu öffnen.
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Im
Fall eines geöffneten Belüftungsmittels bei einem
gleichzeitig geschlossenen Absperrmittel kann insbesondere Durchspülen
der Zuführleitung realisiert werden. In dem Fall "saugt"
das Fördermittel über das Belüftungsmittel
beispielsweise Luft an. Die derart "angesaugte" Luft wird zusammen
mit der sich in der Zuführleitung befindlichen Reduktionsmittelflüssigkeit über
das Abgabemittel abgeben. Die Zuführleitung wird sozusagen
mit Gas "durchgespült". Dadurch lässt sich beispielsweise
eine Verstopfung der Zuführleitung durch anhaftende Rückstände
vermeiden. Ein Durchspülen der Zuführleitung wird
insbesondere auf besonders einfache, kostengünstige Weise
realisiert, da z. B. kein zusätzliches Durchspülventil
notwendig ist.
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Im
Fall eines geschlossenen Belüftungsmittels bei einem gleichzeitig
geöffneten Absperrmittel wird ein Im-Kreis-Pumpen der Reduktionsmittelflüssigkeit
realisiert, derart dass die Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter über
die Zuführleitung und die Rückführleitung
wieder zurück in den Vorratsbehälter transportiert
wird. Mit einem derartigen Im-Kreis-Pumpen ist es beispielsweise
möglich, einen Temperaturausgleich zwischen der Reduktionsmittelflüssigkeit
im Vorratsbehälter und in dem übrigen System herbeizuführen.
Ein derartiger Temperaturausgleich kann beispielsweise wünschenswert sein,
falls die Temperatur der Reduktionsmittelflüssigkeit im
Vorratsbehälter über eine gewünschte Temperatur
ansteigt, also zu warm ist. Bei einem Im-Kreis-Pumpen der warmen
Reduktionsmittelflüssigkeit kühlt diese beispielsweise
in der Zuführ- und Rückführleitung ab
und wird abgekühlt wieder in den Vorratsbehälter
geführt.
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Die
Reduktionsmittelflüssigkeit ist beispielsweise ein flüssiges
Reduktionsmittel oder eine in das Reduktionsmittel umsetzbare Vorläufersubstanz, welche
chemisch und/oder thermisch in ein Reduktionsmittel umsetzbar ist.
Zur Umsetzung einer derartigen Vorläufersubstanz, die z.
B. als eine wässrige Harnstofflösung oder als
Ammoniakwasser gegeben ist, wird diese direkt in das Abgas eingebracht
oder alternativ in einen Aufbereitungsreaktor. Im Zuge einer Hydro-
und/oder Thermolyse oder durch eine chemische Reaktion wird die
Vorläufersubstanz in das Reduktionsmittel umgewandelt.
Für eine Umsetzung umfasst die Vorrichtung gegebenenfalls
einen Aufbereitungsreaktor.
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Mittels
der Zuführleitung wird die Reduktionsmittelflüssigkeit,
beziehungsweise die umgesetzte Reduktionsmittelflüssigkeit,
aus dem Vorratsbehälter zu dem Abgabemittel geführt,
von dem sie zur Reaktion mit den Stickoxiden dem Abgas insbesondere vor
einem Reduktionskatalysator beigegeben wird. Das Abgabemittel ist
dazu beispielsweise als eine absperrbare Einspritzdüse
gegeben, mit der die Reduktionsmittelflüssigkeit in das
Abgas eingespritzt wird, gegebenenfalls unter Aerosolbildung.
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Mit
dem Fördermittel wird die Reduktionsmittelflüssigkeit
aus dem Vorratsbehälter gefördert und über
die Zuführleitung, gegebenenfalls unter Umsetzung in das
Reduktionsmittel, in das Abgabemittel gefördert. Das Fördermittel
ist beispielsweise eine Förderpumpe oder auch eine Druckluftpumpe.
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Vorzugsweise
ist der Rückführleitung und/oder der Zuführleitung
eine Heizvorrichtung zugeordnet. Dadurch ist es zum einen möglich,
bei niedrigen Temperaturen ein Einfrieren der Reduktionsmittelflüssigkeit
beispielsweise in der Zuführ- und Rückführleitung
zu verhindern. Zum anderen ist es dadurch auch möglich,
die Reduktionsmittelflüssigkeit im Vorratsbehälter
zu erwärmen, indem z. B. die im Kreis gepumpte Reduktionsmittelflüssigkeit
während des Durchgangs durch die beheizte Zuführ-
und Rückführleitung erwärmt wird, und
die der art erwärmte Flüssigkeit wieder dem Vorratsbehälter
zugeführt wird.
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Zweckmäßigerweise
ist das Belüftungsmittel über eine Ansaugleitung
an den Vorratsbehälter angeschlossen. Bei einem geöffneten
Belüftungsmittel ist somit über die Ansaugleitung
ein in dem Vorratsbehälter befindliches Gas in die Zuführleitung
förderbar. Dadurch wird zweierlei erreicht. Zum einen wird auf
billige Weise partikelarme Luft für das Entleeren genutzt.
Dadurch wird langfristig ein Verstopfen der Zuführleitung
und insbesondere des Abgabemittels, z. B. der Einspritzdüse,
vermieden. Zum anderen wird dadurch gewährleistet, dass
die Reduktionsmittelflüssigkeit nicht über "unkontrollierte"
Austrittsöffnungen aus dem System gelangt und dabei möglicherweise
Korrosionsschäden verursacht. Im Falle einer als wässrige
Harnstofflösung gegebenen Reduktionsmittelflüssigkeit
ist es beispielsweise bekannt, dass aus der Harnstofflösung
auskristallisierter Harnstoff aufgrund seiner Kriecheigenschaften aus
einer vorhandenen Austrittsöffnung "herauskriecht". Ein
derartiges Kriechverhalten ist z. B. auch bei Salzkristallen, die
aus einer Kochsalzlösung auskristallisieren, bekannt. In
dem Fall wird durch die in den Vorratsbehälter mündende
Ansaugleitung verhindert, dass z. B. der Harnstoff unkontrolliert
aus dem "System" heraus tritt.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Belüftungsmittel
und das Absperrmittel jeweils als ein Ventil ausgebildet. Das Belüftungs- und
das Absperrmittel kann dabei beispielsweise jeweils als ein Membranventil
ausgeführt sein. Ebenso ist beispielsweise eine Ausführung
als eine Membrane möglich. Ein Ventil lässt sich,
beispielsweise auf elektromagnetischen Wege, schnell und präzise schalten,
so dass auf betriebsbedingte Erfordernisse schnell reagiert werden
kann.
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In
einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Ventile
2/2-Wegeventile. Hierbei wird unter einem 2/2-Wegeventil ein Ventil
mit 2 Anschlüssen und 2 Schalterstellungen verstanden.
Ein 2/2-Wegeventil ist in seiner Bauweise ein kon struktiv einfaches
Ventil und dadurch kostengünstig herzustellen.
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Zweckmäßigerweise
ist das Abgabemittel ein Einspritzventil. Die Verwendung eines Einspritzventils
zur Einbringung der Reduktionsmittelflüssigkeit in das
Abgas bietet sich an, da ein Einspritzventil häufig zur
Abgabe von Flüssigkeiten verwendet wird und daher als ein
Massenbauteil relativ preisgünstig ist.
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Vorzugsweise
ist das Fördermittel eine Membranpumpe. Bei einer Membranpumpe
ist das zu fördernde Medium, also in dem Fall die Reduktionsmittelflüssigkeit,
durch eine Membran von den mechanischen Teilen der Pumpe getrennt.
Dadurch sind die mechanischen Teile vor schädlichen Einflüssen
der Reduktionsmittelflüssigkeit abgeschirmt. Eine Membranpumpen
ist deshalb zur Förderung der unter Umständen
korrosiv wirkenden Reduktionsmittelflüssigkeit besonders
geeignet.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung
näher erläutert. Gleichwirkende Teile sind dabei
mit gleichlautenden Bezugszeichen versehen. Dabei zeigt in schematischer
Darstellung:
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1 eine
an einen Abgasstrang angeschlossene Vorrichtung zum Einbringen einer
Reduktionsmittelflüssigkeit in einem ersten Betriebszustand.
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2 die
in 1 dargestellte Vorrichtung in einem zweiten Betriebszustand,
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3 die
in 1 dargestellte Vorrichtung in einem dritten Betriebszustand
und
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4 eine
Vorrichtung in einem vierten Betriebszustand.
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In 1 ist
eine Verbrennungsanlage 2 dargestellt, die mit einer Vorrichtung 4 zum
Einbringen einer Reduktionsmittelflüssigkeit 5 ausgestattet
ist.
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Gemäß 1 ist
an dem als Verbrennungsmotor ausgebildeten Verbrennungsanlage 2 zum
Abführen der Abgase 6, die im Betrieb der Verbrennungsanlage 2 entstehen,
eine Abgasleitung 8 angeordnet. Über die Abgasleitung 8 werden
die Abgase 6 von der Verbrennungsanlage 2 zu einem
Reduktionskatalysator 10 geführt und durchströmen
diesen. Der Reduktionskatalysator 10 ist insbesondere ein DeNOx-Katalysator,
mit dem die im Abgas 6 enthaltenen Stickoxide mit einem
Reduktionsmittel 12 nach dem Verfahren der selektiven katalytischen
Reduktion (SCR) zu umweltfreundlichem Stickstoff und Wasser umgesetzt
werden. Als Reduktionsmittel 12 wird insbesondere Ammoniak
verwendet.
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Da
Ammoniak eine stark riechende und in höherer Konzentration
auch toxische Verbindung darstellt, wird das benötigte
Ammoniak aus einer "harmlosen" Reduktionsmittelflüssigkeit 5,
hier aus einer wässrigen Harnstofflösung, gewonnen.
Dazu wird die Reduktionsmittelflüssigkeit 5 mittels
der Vorrichtung 4 in den heißen Abgasstrang 6 eingebracht, wo
diese dann thermisch in das Reduktionsmittel 12 umgesetzt
wird.
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Gemäß den
Figuren umfasst die Vorrichtung 4 dazu einen Vorratsbehälter 20 in
dem die Reduktionsmittelflüssigkeit 5 bevorratet
wird.
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Im
normalen Betrieb wird die Reduktionsmittelflüssigkeit 5 aus
dem Vorratsbehälter 20 über eine Zuführleitung 22 in
ein Abgabemittel 23, welches hier als ein Einspritzventil 24 gegeben
ist, gefördert und über dieses in das heiße
Abgas 6 abgegeben. Die in das heiße Abgas 6 eingebrachte
Reduktionsmittelflüssigkeit 5 wird dann thermisch
in das Reduktionsmittel 12 umgesetzt, beispielsweise hydrolysiert.
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Zur
Förderung der Reduktionsmittelflüssigkeit 5 aus
dem Vorratsbehälter 20 umfasst die Vorrichtung 4 ein
Fördermittel 26, das hier als eine Membranpumpe 28 gegeben
ist. Mit der Membranpumpe 28 wird die Reduktionsmittelflüssigkeit 5 in
Förderrichtung 29 aus dem Vorratsbehälter 20 über
die Zuführleitung 22 in das Abgabemittel 23 gepumpt.
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Gemäß den
Figuren umfasst die Vorrichtung 4 außerdem eine
Ansaugleitung 30 und eine Rückführleitung 32.
In der Ansaugleitung 30 ist ein Belüftungsmittel 34 angeordnet
und in der Rückführleitung 32 ein Absperrmittel 36.
Das Belüftungsmittel 34 und das Absperrmittel 36 sind
hier jeweils ein 2/2-Wegeventil 38. Unter einem 2/2-Wegeventil
wird hier ein Ventil mit 2 Anschlüssen und 2 Schalterstellungen verstanden.
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Mit
dem als Ventil 38 gegebenen Belüftungsmittel 34 ist
es möglich, die Ansaugleitung 30 für
einen Durchtritt eines in dem Vorratsbehälter 20 befindlichen
Gases 40 zu öffnen bzw. zu schließen,
derart dass bei einem geöffneten Belüftungsmittel 34 das Gas 32,
z. B. eine Gasblase, über die Ansaugleitung 30 aus
dem Vorratsbehälter 20 in die Zuführleitung 22 förderbar
ist.
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Das
als Einspritzventil 24 ausgebildete Abgabemittel 23 ist über
die Rückführleitung 32 an dem Vorratsbehälter 20 angeschlossen. Über
das in der Rückführleitung 32 angeordnete
Ventil 38 ist die Rückführleitung 32 zum
Vorratsbehälter 20 hin öffnen- bzw. schließbar.
An der Rückführleitung 32 sind beispielsweise
eine Anzahl von Sensoren 33, z. B. Druck- und/oder Temperatursensoren,
angeordnet.
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In
der 1 sind das Absperrmittel 36 und das Belüftungsmittel 34 im
Normalbetrieb dargestellt. Beide Mittel 34, 36 befinden
sich hierzu in einer geschlossenen Ventil-Schalterstellung. Konkret
heißt das, dass über die Ansaugleitung 30 kein
Gas 40 in die Zuführleitung 22 förderbar
ist und dass die Rückführleitung 32 zum
Vorratsbehälter 20 hin geschlossen ist. In dieser
Ventil-Schalterstellung des Belüftungs- und des Absperrmittels 34, 36 wird
bei einer Betätigung der Membranpumpe 28 die Reduktionsmittelflüssigkeit 5 aus
dem Vor ratsbehälter 20 herausgepumpt und bei einem
Abgabedruck von ca. 10 bar über das Einspritzventil 24 in
das Abgas 6 eingespritzt.
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In
der 2 sind das Absperrmittel 36 und das Belüftungsmittel 34 im
Entleerungsbetrieb dargestellt. Beide Mittel 34, 36 befinden
sich hierzu jeweils in einer offenen Ventil-Schalterstellung. Im
Falle des geöffneten Belüftungsmittels 34 heißt
das, dass über die Ansaugleitung 30 Gas 40 aus
dem Vorratsbehälter 20 in die Zuführleitung 22 förderbar
ist. Im Falle des geöffneten Absperrmittels 36 bedeutet
das, dass die Rückführleitung 32 hin
zum Vorratsbehälter 20 geöffnet ist.
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Bei
einer Betätigung fördert die Membranpumpe 28,
aufgrund des geöffneten Belüftungsmittels 34,
nicht die "schwere" Reduktionsmittelflüssigkeit 5 aus
dem Vorratsbehälter 20, sondern "saugt" gewissermaßen
das "leichte" Gas 40, z. B. eine Gasblase, aus dem Vorratsbehälter 20 über
die Ansaugleitung 30 in die Zuführleitung 22.
Die derart angesaugte Gasblase wird von der Membranpumpe 28 in Richtung
zu dem Einspritzventil 24 gefördert. Dabei drückt
die Gasblase die in der Zuführleitung 22 befindliche
und zu entleerende Reduktionsmittelflüssigkeit 5 in
Förderrichtung 29 durch die Zuführleitung 22 zu
dem Einspritzventil 24.
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Das
Absperrmittel 36 ist in der Darstellung ebenfalls geöffnet,
somit ist die Rückführleitung 32 zum
Vorratsbehälter 20 hin geöffnet. Dadurch
baut sich am Einspritzventil 24 kein Abgabedruck auf, so dass
die von der Gasblase zu dem Einspritzventil 24 gedrängte
Reduktionsmittelflüssigkeit 5 nicht über das
Einspritzventil 24 abgegeben wird. Stattdessen wird die
Reduktionsmittelflüssigkeit 5 von der Gasblase
in die Rückführleitung 32 und weiter
in den Vorratsbehälter 20 gedrängt.
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Somit
wird die Reduktionsmittelflüssigkeit 5 aus der
Zuführleitung 22 in den Vorratsbehälter 20 entleert,
ohne dass eine Umkehr der Foerderrichtung 29 des Foerdermittels 26,
in dem Fall der Membranpumpe 28, notwendig ist.
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In 3 ist
das Belüftungsmittel 34 in einer geöffneten
und das Absperrmittel 36 in einer geschlossenen Ventil-Schalterstellung
dargestellt.
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Im
hier dargestellten Fall lässt sich insbesondere ein Durchspülen
der Zuführleitung 22 realisieren. Bei einer Betätigung
der Membranpumpe 28 "saugt" diese über die Ansaugleitung 30 Gas 40 aus dem
Vorratsbehälter 20 in die Zuführleitung 22.
Da die Rückführleitung 32 zum Vorratsbehälter 20 hin geschlossen
ist, erfolgt kein Druckabbau in den Vorratsbehälter 20,
sondern am Abgabemittel 23 wird ein Abgabedruck aufgebaut.
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Dadurch
wird das von der Membranpumpe 28 aus dem Vorratsbehälter 20 "angesaugte"
Gas 40 zusammen mit der sich in der Zuführleitung 22 befindlichen
Reduktionsmittelflüssigkeit 5 über das
Einspritzventil 24 abgeben. Die Zuführleitung 22 wird also
durchgespült. Dadurch ist es beispielsweise möglich
eine Verstopfung der Zuführleitung 22 durch anhaftende
Rückstände zu vermeiden. Da kein zusätzliches
Durchspülventil notwendig ist, ist ein Durchspülen
der Zuführleitung 22 auf besonders einfache, kostengünstige
Weise realisierbar.
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In 4 ist
das Belüftungsmittel 34 in einer geschlossenen
und das Absperrmittel 36 in einer geöffneten Ventil-Schalterstellung
dargestellt.
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Im
hier dargestellten Fall lässt sich insbesondere ein Im-Kreis-Pumpen
der Reduktionsmittelflüssigkeit 5 realisieren.
Bei einer Betätigung der Membranpumpe 28 pumpt
diese Reduktionsmittelflüssigkeit 5 aus dem Vorratsbehälter 20 in
die Zuführleitung 22 und in Foerderrichtung 29 zu
dem Einspritzventil 24. Aufgrund des fehlenden Abgabedrucks
wird die Reduktionsmittelflüssigkeit 5 über
das Einspritzventil 24 nicht abgegeben, sondern über
die Rückführleitung 32 in den Vorratsbehälter 20 abgeführt.
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In
der hier dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 4 ist
an der Rückführleitung 32 und an der
Zuführleitung 22 zusätzlich eine Heizvorrichtung 42 angeordnet.
Mit der Heizvorrichtung 42 ist die in der Zuführ-
und der Rückführleitung 22, 32 befindliche
Reduktionsmittelflüssigkeit 5 beheizbar. Dadurch
ist es beispielsweise möglich bei niedrigen Temperaturen
ein Einfrieren der Reduktionsmittelflüssigkeit 5 in
der Zuführ- und Rückführleitung 22, 32 zu
verhindern.
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In
der hier dargestellten Ventilstellung des Absperr- und des Belüftungsmittels 36, 34 ist
es weiterhin möglich, mittels der Heizvorrichtung 42 die
Reduktionsmittelflüssigkeit 5 im Verratsbehälter 20 zu erwärmen,
indem durch das Im-Kreis-Pumpen die Reduktionsmittelflüssigkeit 5 bei
dem Durchgang durch die Zuführ- und Rückführleitung 22, 32 erwärmt wird,
und die derart erwärmte Flüssigkeit 5 wieder dem
Vorratsbehälter 20 zugeführt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004054238
A1 [0006, 0009]