DE202007019641U1

DE202007019641U1 - System zur Lagerung von Motorgasadditiven

Info

Publication number: DE202007019641U1
Application number: DE200720019641
Authority: DE
Original assignee: Inergy Automotive Systems Research SA
Current assignee: Plastic Omnium Advanced Innovation and Research SA
Priority date: 2006-06-08
Filing date: 2007-06-07
Publication date: 2014-10-17
Anticipated expiration: 2017-06-08
Also published as: JP2009540184A; US8850797B2; JP5629748B2; DE602007009676D1; US20160333762A1; JP2013076405A; KR20140081861A; US20090230136A1; EP2029865B1; DE202007019642U1; ATE483896T1; WO2007141312A1; EP2029865A1; DE202007019640U1; US20140345258A1; KR20090026285A; DE202007019679U1; US10677134B2; US9677446B2

Abstract

System zum Lagern eines inneren flüssigen Verbrennungsmotorabgasadditivs, wobei das besagte Additiv ein Reduktionsmittel ist, geeignet um das in den Abgasen eines internen Verbrennungsmotors vorhandene NOx zu reduzieren, und das besagte System einen Behälter zum Lagern des Additivs und eine untergetauchte Grundplatte umfasst, die durch eine in der Bodenwand des Behälters ausgebildeten Öffnung positioniert ist, wobei die Grundplatte im Boden des Behälters angeordnet und/oder an der Bodenfläche des Behälters befestigt ist, und wobei die besagte Grundplatte mindestens einen Durchlass umfasst, durch den ein System zum Einspritzen des besagten Additivs in die Abgase versorgt werden kann und auch mehrere weitere aktive Komponenten enthält, die bei der Lagerung und/oder Dosierung aktiv sind und mit dem flüssigen Additiv in dem, bei Verlassen des oder Eintreten in den Additivbehälters in Kontakt sein müssen, wobei diese weiteren aktiven Komponenten eine Erwärmungsvorrichtung für das Additiv, eine Pumpe und einen Füllstandsanzeiger umfassen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Lagerung von Motorgasadditiven.
Rechtsvorschriften über Emission von Fahrzeugen und Lastkraftwagen schreiben, neben weiteren Dingen, eine Verringerung der in die Atmosphäre abgegebenen Menge an Stickoxiden NOx vor. Ein bekannter Weg, diese Anforderungen zu erfüllen, ist das Verwenden von SCR (selektive katalytische Reduktion), die die Reduktion von Stickoxyden durch Einspritzen eines Reduktionsmittels, im Allgemeinen Ammoniak, in das Abgassystem ermöglicht. Dieses Ammoniak kann aus thermolytischer Zersetzung einer Lösung eines Ammoniak-Ausgangsstoffs, dessen Konzentration die eutektische Konzentration sein kann, stammen. Ein Ammoniak-Ausgangsstoff wie dieser ist im Allgemeinen eine Harnstofflösung.
Bei Verwendung der SCR Methode werden die hohen Stickoxyd-Gehalte, die während der Verbrennung erzeugt werden, bei optimierter Effizienz in einem Katalysator behandelt, wenn sie den Motor verlassen. Diese Behandlung erfordert die Verwendung eines Reduktionsmittels mit einer genauen Konzentration und exzellenter Qualität. Die Lösung wird daher genau dosiert und in den Abgasstrom injiziert, wo sie hydrolisiert wird, bevor das Stickoxyd (NOx) in Stickstoff (N2) und Wasser (H20) umgewandelt wird.
Um dies zu tun ist es für die Fahrzeuge erforderlich mit einem Behälter beinhalteten eine Lösung eines Additivs (allgemein Harnstoff) und mit einer Vorrichtung zum Dosieren und Einspritzen der gewünschten Menge an Additiv in das Abgassystem ausgestattet zu sein.
Verschiedene Systeme zum Lagern und Zuführen von Reduktionsadditiven sind im Stand der Technik bereitgestellt worden, und diese können grob in zwei Kategorien unterteilt werden: jene, die die erforderliche Menge an Additiv direkt entnehmen (und die daher die Additivlösung nicht wieder in Umlauf bringen) und diejenigen, die die Additivlösung wieder in Umlauf bringen.
Im ersten Fall kann der Messvorrichtung (die eine Pumpe oder eine Dosierventil sein kann) Additiv einfach unter Schwerkraft über eine am Boden des Lagerbehälters beginnenden Leitung zugeführt werden. Patent US 5,628,186 beschreibt ein solches System.
Im zweiten Fall, bei dem die Hin- und Rückflüsse in der Regel mit einem Druckregler gesteuert werden, wird das Additiv unter Druck dosiert und zur Erzeugung dieses Drucks wird in der Regel Rückgriff auf eine Pumpe gemacht. Patent US 6,063,350 beschreibt ein solches System.
Um die Additiv-Lösung korrekt in die Abgase dosieren zu können ist es bekannt, in den Additivbehälter Elemente wie einen Füllstandsanzeiger, einen Temperatursensor, einen Qualitätssensor, ein Widerstandsheizelement, etc. einzubeziehen. Die voranstehenden genannte US 6,063,350 schlägt vor, diese verschiedenen Komponenten zusammen in der Grundplatte der Pumpe, angeordnet an der oberen Wand des Behälters, zu gruppieren. Dieser Ansatz macht es einfacher, das System in das Fahrzeug zu integrieren (da alle Verbindungen zusammen an dem gleichen Platz gruppiert sind) und ermöglicht es, die Anzahl von in der Wand des Behälters erzeugten Öffnungen zu reduzieren.
Trotzdem hat die Tatsache, dass die Grundplatte an der oberen Wand des Behälters angeordnet ist, zahlreiche Nachteile:

– Es gibt Hochpunkte in den Zu- und Rückführleitungen, an denen es ein Risiko gibt, dass sich die von einer möglichen Zersetzung des Additivs resultierenden Gase ansammeln können;
– Es wird notwendig eine Falle bereitzustellen, um ein Trockenlaufen der Pumpe und einen Verlust des Förderns zu verhindern;
– Messung wird als Ergebnis einer Verformung der Stirnwand des Behälters über dessen Lebensdauer etwas ungenauer;
– Die Komponenten leiden unter dem längerem ausgesetzt sein von Additivdämpfen, obwohl diese oftmals korrosiv sind (Ammoniak ist im Fall von Harnstoff vorhanden);
– Einige Komponenten können im Falle des Einfrierens beschädigt werden, weil Klumpen von an der Oberfläche schwimmenden festem Additiv, wenn sie sich bewegen, die besagten Komponenten treffen können.

Die vorliegende Anmeldung ist auf die Bereitstellung eines Lagersystem für Motorabgaseadditive gerichtet, das es ermöglicht, die voranstehend genannten Nachteile zu reduzieren oder sogar komplett zu vermeiden.
Zu diesem Zweck bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein System zum Lagern eines inneren flüssigen Verbrennungsmotorabgasadditivs, wobei das System einen Behälter zum Lagern des Additivs und eine „untergetauchte“ Grundplatte umfasst, die durch eine in der Bodenwand des Behälters ausgebildeten Öffnung positioniert wird, die besagte Grundplatte umfasst mindestens einen Durchlass durch den ein System zum Einspritzen des besagten Additivs in die Abgase versorgt werden kann und auch mindestens eine weitere aktive Komponente des Speichersystems und/oder des Einspritzsystems enthält.
Der Begriff „Bodenwand“ ist in der Tat im Sinne der Erfindung gedacht die untere Hälfte des Behälter (ob sie in einem Stück oder aus zwei Platten oder Vorformhälften geformt ist) zu bezeichnen. Bevorzugt ist die Bodenplatte im unteren Drittel des Behälters angeordnet, und besonders bevorzugt im unteren Viertel oder sogar tatsächlich im Boden des Behälters. Sie kann teilweise an der unteren Seitenwand angeordnet sein, in welchem Fall sie in einem leichten Winkel ist, wenn sie in dem Fahrzeug befestigt ist. Die Lage und/oder Richtung der Bodenplatte hängt insbesondere von der Lage des Behälters in dem Fahrzeug, und von dem Raum um sie herum (gegeben die Komponenten, die in sie integriert werden müssen) ab.
Das Additiv auf das sich die Erfindung bezieht ist ein Additiv, das unter normalen Verwendungsbedingungen flüssig ist. Es ist vorzugsweise ein Reduktionsmittel, geeignet um die in den Abgasen eines internen Verbrennungsmotors vorhandenes NOx zu reduzieren. Es ist vorteilhafterweise eine Lösung eines Ausgangsstoffs, die Ammoniak (das eigentliche Reduktionsmittel) in situ in den Abgasen erzeugt. Die Erfindung liefert gute Ergebnisse mit Harnstoff als Ausgangsstoff und, insbesondere, mit wässriger Lösung von Harnstoff. Eutektische Lösungen (beinhaltend 32,5 Gew.% Harnstoff) sind gut geeignet. Es muss jedoch darauf hingewiesen werden, dass diese bei etwa –11 (Grad) C gefriert und dass es deshalb vorteilhaft ist, dass System mit einer Erwärmungsvorrichtung zum Schutz vor einem Einfrieren auszustatten, diese Erwärmungsvorrichtung ist vorteilhafterweise in die erfindungsgemäße Grundplatte integriert (siehe später).
Die vorliegende Erfindung kann auf jeden inneren Verbrennungsmotor, der wahrscheinlich in seinen Abgasen NOx erzeugt, angewendet werden. Dies kann ein Motor mit oder ohne Kraftstoffrückführleitung (das heißt, eine Leitung die überschüssigen, nicht von dem Motor verbrauchten, Kraftstoff zu dem Kraftstoffbehälter zurückführt) sein. Sie wird vorteilhafterweise bei Dieselmotoren, insbesondere bei Dieselmotoren von Fahrzeugen, besonders vorteilhaft bei Dieselmotoren von Lastkraftwagen, angewendet.
Das erfindungsgemäße System umfasst mindestens einen Behälter vorgesehen zum Lagern des Additivs. Dieser Behälter kann aus jedem Material hergestellt sein, vorzugsweise eines, welches eine chemische Beständigkeit gegenüber dem betreffenden Additiv hat. Dies wird im Allgemeinen ein Metall oder Kunststoff sein. Im Fall von Harnstoff, Polyolefinharze, vorzugsweise Polyethylen (und besonders bevorzugt HDPE oder Hartpolyethylen) sind bevorzugte Materialien.
Gemäß der Erfindung ist der Behälter mit einer Grundplatte oder Montageplatte, die eine abgeflachte Komponente (d.h., eine Komponente deren Dicke kleiner als Ihre Länge oder ihr Durchmesser ist) ist, vorgesehen zum Verschließen einer Öffnung in seiner Bodenplatte, ausgestattet. Es sei darauf hingewiesen, dass dieses Teil hohl sein kann und einen Raum definieren kann, der mit dem Behälter über einen Durchlass, durch den das Additiv fließen kann, verbunden ist.
Die Grundplatte ist insbesondere sehr gut geeignet für die Unterstützung von Zubehör, welches durch die Wand des Hohlkörpers durchführt und/oder in dem letzteren angeordnet ist. Es hat einen Umfang beliebiger Form, der um sich selbst geschlossen ist. Üblicherweise ist ihr Umfang kreisförmig.
Gemäß der Erfindung umfasst diese Grundplatte mindestens einen Durchlass, durch den ein System zum Einspritzen des besagten Additivs in die Abgase zugeführt werden kann. Dieses Zuführen kann einfach unter der Schwerkraft mittels einer Einspritzleitung, die durch die Grundplatte über den besagten Durchlass führt, erreicht werden. Alternativ und bevorzugt kann das System durch eine Pumpe gespeist werden.
Die Grundplatte enthält auch mindesten eine Komponente, die bei der Lagerung und/oder dem Einspritzen aktiv ist. Das bedeutet, dass die Komponente auf der Grundplatte befestigt ist oder in einem mit der Grundplatte ausgebildet ist. Diese Komponente kann innerhalb des Behälters integriert sein, oder an der Außenseite, wenn nötig, mit einer Verbindung durch diese durchführend.
Bevorzugt umfasst die erfindungsgemäße Grundplatte mehrere Komponenten, die bei der Lagerung und/oder Dosierung aktiv sind, und besonders bevorzugt umfasst sie alle aktiven Komponenten, die in Kontakt mit dem flüssigen Additiv sein müssen, verlassend oder eindringend in den Additivbehälter.
Bevorzugt ist die Komponente ausgewählt aus der folgenden Gruppe: Eine Pumpe; ein Filter; ein Füllstandsanzeiger; eine Erwärmungsvorrichtung; ein Temperatursensor; ein Qualitätssensor; ein Drucksensor; ein Druckregler; ein Venturi-Rohr. Diese Elemente haben alle eine aktive Rolle in dem System zum Lagern und/oder Einspritzen des Additivs zu spielen, und die Tatsache, diese auf einer „untergetauchten“ Montageplatte (das heißt eine Montageplatte die immer in dem Additiv ist, vorausgesetzt der Behälter ist nicht leer) weist spezifische Vorteile auf:

– Für die Pumpe: Die Lösung des Ammoniak-Ausgangstoffs kann zum Kühlen der Pumpe verwendet werden; im Falle eines Einfrierens trägt die von der Pumpe angegebene Wärme zur Rückkehr in den flüssigen Zustand bei;
– Für den Füllstandsanzeiger: der unterste Punkt ist besser definiert, und damit sind die Messungen weniger unter dem Einfluss von Verformungen des Behälters;
– Für die Erwärmungsvorrichtung: Im Falle des Einfrierens ermöglicht das Ausbilden einer Kammer durch die Gestaltung der Montageplatte verbunden mit dem Heizsystem das benötigte Volumen von Additivlösung zum Betrieb des Umweltverschmutzungs-Reduktionssystem innerhalb eines von Autoherstellern benötigten Zeitrahmens zu liefern (zum Beispiel: 100 ml in drei Minuten);
– Für die Temperatursensoren, Qualitätssensoren oder Sensoren, die andere Eigenschaften des Additivs messen: Diese können leicht in dem kritischen Bereich in Bezug auf die Zuführung gelegt sein;
– Für das Venturi-Rohr: es wird erhitzt während der Ausgangsstoff im Falle niedriger Temperaturen aufgetaut wird, so dass sichergestellt ist das diese Komponente ihre Funktion beibehält.

Der Füllstandsanzeiger, der in die erfindungsgemäße Grundplatte integriert sein kann, kann von beliebiger Art sein. Vorzugsweise ist er ein Anzeiger ohne bewegliche Teile, zum Beispiel kapazitiver Art.
Was die Heizung betrifft, kann sie einen Wärmetauscher mit einer gegebenen Kapazität umfassen, oder ein Heizelement, vorzugsweise umgeben von oder umgebend einen Raum (zum Erzeugen der vorgenannten Kammer). Bevorzugt ist dieser Raum einstückig (als einer geformt, wenn angemessen) mit der Grundplatte. Auch bevorzugt umfasst die Erwärmungsvorrichtung eine flexible Komponente aufweisend eine Mehrschichtstruktur bestehend aus einem Widerstandselement zwischen zwei Schichten aus Elastomer (zum Beispiel Silikon). Die Verwendung einer flexiblen Erwärmungsvorrichtung ermöglicht es an eine große Anzahl von Grundplatten angepasst zu werden. Insbesondere in dem Falle, dass die Grundplatte Stutzen umfasst, ist die Erwärmungsvorrichtung mit Laschen ausgestattet, die in die Stutzen der der Grundplatte eingeführt werden können, so dass Verschlüsse bei niedrigen Temperaturen am Ausbilden gehindert werden, wenn die Lösung des Ausgangsstoffs friert.
Die Temperatur- und Qualitätssensoren können auch von jedem bekannten Typ sein. Jedwede andere Sensoren, die zur Messung einer Eigenschaft des Additivs verwendet werden (Reinheit, Konzentration, usw.), sind für eine Verwendung mit der Erfindung geeignet.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Versorgungssystem zum Zuführen eines flüssigen Additivs in die Abgase eines inneren Verbrennungsmotors, das besagte System umfasst ein Lagerungsystem wie hierin oben beschrieben und ein Einspritzsystem zum Einspritzen des besagten Additivs in die Motorabgase. Dieses Einspritzsystem umfasst mindestens eine Einspritzleitung und einen Einspritzdüse (das heißt ein Vorrichtung zum Verteilen / Zerstäuben des flüssigen Additivs in den Abgasen). Diese Einspritzdüse kann eine aktive Einspritzdüse sein, gesteuert für eine in-situ Dosierung des Additivs, oder eine passive Einspritzdüse deren Rolle eingeschränkt ist auf das Zerstäuben der Menge von Additiv dosiert von eine geeigneten Vorrichtung die stromaufwärts angeordnet ist (im Allgemeinen eine Dosierpumpe oder -ventil).
Das erfindungsgemäße Versorgungssystem kann oder kann nicht eine Pumpe zur Beförderung des Additives vom Additiv-Behälter zu der Einspritzdüse umfassen. Bevorzugt umfasst es einen Pumpe (um in der Lage zu sein, stabilen Einspritzdruck zu erzeugen) und in einer bevorzugten Variante ist diese Pumpe auf der Grundplatte befestigt. Diese Pumpe kann im Inneren des Additive-Behälters angeordnet sein (mit dem Vorteil, dass diese zusammen ein kompaktes, integriertes Modul ausbilden), oder, gegeben die korrosive Umgebung, kann außerhalb des Additiv-Behälters angeordnet sein. Die Materialien aus denen sie hergestellt ist werden vorzugsweise ausgewählt aus Metallen die korrosionsbeständig sind (insbesondere bestimmte Typen von rostfreiem Stahl oder Aluminium). Ein Rückgriff auf Kupfer, sogar für die Verbinder, ist nicht wünschenswert. Die Pumpe saugt flüssiges Additiv von einem Punkt bekannt als Zapfstelle im Additiv-Behälter. Dieser Punkt ist mit der Pumpe über eine Leitung bekannt als Pumpleitung verbunden. Dieser Punkt ist vorzugsweise in der Nähe der oder sogar an der Grundplatte angeordnet.
Die Menge des von der Pumpe gelieferten und nicht von der Einspritzsdüse verbrauchten Additivs (abhängig von der Steuerung von der Steuereinheit), falls vorhanden, ist vorteilhafterweise in den Additiv-Behälter durch eine Leitung bekannt als Rückführleitung zurückgeführt. Diese Leitung ist im Allgemeinen mit einem Druckregler und/oder mit einer Drucksensor ausgestattet. Sie verbindet entweder die Einspritzdüse oder einen anderen Punkt an der Einspritzleitung stromabwärts der Pumpe mit dem Additiv-Behälter. In dieser Variante ist/sind der Druckregler und/oder -sensor vorteilhafterweise bevorzugt auch in die Grundplatte integriert, das heißt, auf dieser befestigt, vorzugsweise im Inneren des Behälters.
Das erfindungsgemäße Versorgungssystem umfasst vorzugsweise auch einen Filter, der, als besonders bevorzugt, auch in die Grundplatte integriert / auf der Grundplatte befestigt ist. Diese Filter kann stromabwärts oder stromaufwärts der Pumpe angeordnet sein. Wenn stromaufwärts angeordnet, schützt der Filter die Pumpe. Als bevorzugt ist er stromabwärts der Pumpe angeordnet um Druckverluste und Kavitationserscheinungen zu vermeiden.
Die Grundplatte kann auch mindestens einen Stutzen zum Befördern der Harnstoff-Lösung zu der Einspritzdüse umfassen. In dem Fall, dass eine Rückkehr-zum-Behälter Leitung bereitgestellt ist, kann ein zweiter Stutzen bereitgestellt werden.
Abhängig von dem für die Leitungen und den daran angeschlossenen Komponenten angepassten Reinigungssystem können Maßnahmen für die Grundplatte getroffen werden, um diese mit Schalen/Siphons, oder mit allen anderen Vorrichtung die die gleich Funktion ausführen, auszustatten, die ein Rückführen von Flüssigkeit von dem Behälter zu dem Rohrleitungen verhindern. Obwohl in der Tat die Pumpe im Allgemeinen die Rohrleitungen unter einen bestimmten Druck setzt, der generell eine solche Rückführung verhindert, kann die Flüssigkeitssäule in dem Behälter in einigen Fällen ausreichen, um diesen Druck zu überwinden, und trotz allem einen kleinen Flüssigkeitsstrom bedingen in Richtung der Rohrleitungen zu fließen. Ein Ausstatten des Durchlasses der Durchlässe, der die Verbindung zwischen den Rohrleitungen und dem Behälter bereitstellt, mit angemessen großen Schalen/Siphons ermöglicht es, dieses Phänomen zu vermeiden. In Reaktion auf die geometrischen Randbedingungen, die dem Behälter insbesondere von der Fahrzeugumgebung, auferlegt werden kann die Grundplatte mit einer Falle ausgestattet werden, die eine Vorrat an Flüssigkeit bildet der angezapft werden kann in Abhängigkeit der Lage des Fahrzeugs. Wenn notwendig, kann die Grundplatte eine Vorrichtung umfassen (zum Beispiel der Venturi-Art, die nach dem Stutzen der Rückführleitung verbunden werden kann), die es der Falle ermöglicht von einer in dem Behälter angeordneten Zapfstelle versorgt zu werden.
Üblicherweise umfasst das erfindungsgemäße Versorgungssystem eine Steuereinheit entweder direkt verbunden mit der Einspritzdüse (im Falle einer aktiven Einspritzdüse) oder verbunden mit einer separaten Dosiervorrichtung (im Falle einer passiven Einspritzdüse) und ermöglicht eine benötigte Menge von Additiv in die Abgase einzuspritzen (die Menge hängt insbesondere von den folgenden Parameter ab: Emissionsniveau und Umwandlung von NOx; Temperatur und Druck, Motordrehzahl und Last; usw.). Erfindungsgemäß vorteilhaft umfasst die Grundplatte und/oder die in letztere integrierte Komponente eine Verbindung zu dieser Steuereinheit.
Die in dieser Variante involvierte Steuereinheit kann das Motorsteuergerät (ECU) oder eine andere in das Fahrzeug eingebaute Steuereinheit (zu, Beispiel die Kraftstoffsystem-Steuereinheit (FSCU)) sein. Es kann ebenso eine spezial Steuereinheit sein, die Anweisungen / Informationen von der ECU, von der FSCU oder von einer anderen in das Fahrzeug eingebauten Steuereinheit erhält.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines hierin beschriebenen Systems. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung eines Lagerungsbehälters dieses Systems.
Dieser Behälter kann mit jedem bekannten Herstellverfahren für Hohlkörper hergestellt werden. Ein bevorzugtes Verfahren, insbesondere wenn der Behälter aus Kunststoff hergestellt ist, und insbesondere wenn er aus HDPE hergestellt ist, ist das Extrusions / Blasverfahren. In diesem Verfahren wird ein Vorformling (in einem oder mehreren Teilen) durch Extrusion erhalten und dann in einer Form durch Blasform geformt. Das Formen des Behälters als ein Stück von einem einzigen Vorformling erzielt gute Ergebnisse.
Die untergetauchte Grundplatte dieses Behälters kann auch durch bekannte Mittel erhalten werden, aber bevorzugt wird sie durch Spritzguss erhalten, diese Methode ermöglicht es gute Dimensionierungsgenauigkeit zu erhalten.
Bevorzugt basiert die Grundplatte auf einem Material in der Lage widerstehen flüssigen Lösungen eines Harnstoff-Ausgangsstoffs, wie Polyacetal, insbesondere POM (Polyoymethylen); Polyphtalamiden (AMODEL Harze, zum Beispiel); oder Polyamiden (zum Beispiel Nylon 6,6) und, insbesondere, verstärkte Härten (zum Beispiel glasfaserverstärkter Kunststoff).
Als bevorzugt ist die Grundplatte mit einem Befestigungssystem für die aktiven Komponenten bereitgestellt, die sie umfassen soll. Diese System können in Einem mit der Grundplatte geformt werden oder Einsätze für diesen Zweck können während dem Formprozess hinzugefügt werden (unter Verwendung von beispielsweise Überspritzung) oder nach dem Formprozess (unter Verwendung von Verschweißen). Wenn die Erwärmungsvorrichtung eine flexible Folie umfasst wird diese unter Verwendung von Klemmen (eingespritzt beispielsweise in Nylon 6,6) die in Löcher der Befestigungsplatte und in solche in der Erwärmungsvorrichtung die mit den ersten Köchern korrespondieren eingeführt werden.
Die Öffnung in der Bodenplatte des Behälters kann durch jedes geeignete Mittel hergestellt werden, zum Beispiel durch maschinelle Bearbeitung des geformten Behälters.
Als bevorzugt hat ihr Umfang ein Relief (ein Vorsprung mit einem Gewinde zum Beispiel) um es leichter zu machen die Grundplatte zu befestigten und welche gleichzeitig mit dem Behälter geformt ist.
Die Grundplatte kann auch mit der Öffnung in dem Behälter mit jedem geeigneten Mittel zusammengebaut werden, insbesondere unter Verwendung eines Ring-Mutter Systems geschraubt auf ein behälterseitiges Gewinde (durch eine geeignete Form der Form) oder unter Verwendung eines bajonettartigen Verschlusssystems. Eine Dichtung (vorzugsweise aus Elastomer, NBR oder EPDM, zum Beispiel) stellt vorzugsweise eine Dichtung zwischen dem Rand der Öffnung in dem Behälter und der Grundplatte bereit. Als bevorzugt liegt diese Dichtung auf einem Kanal der um den Umfang der Grundplatte geformt ist und ist vorzugsweise zwischen dem Umfang der Grundplatte in dem Behälter und der Grundplatte zusammengedrückt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht beschränkend durch die 1 bis 4 veranschaulicht, die eine Anzahl von bevorzugten Varianten veranschaulichen.
1 zeigt eine an der Bodenfläche eines Additv-Behälters (nicht gezeigt) befestigte Grundplatte 1 umfassend eine Halterung 10 die die Bestückung mit einer Pumpe 3, einem vorgespannten Ventil 7 und einem Filter 8 ermöglicht. In diesem Beispiel ist die Pumpe eine Zahnradpumpe 6 und wird durch einen Elektromotor mit einem Magnet 4 und einer Spule 5 gedreht. Die Grundplatte 1 umfasst auch einen Stutzen 9 verbunden mit einer Röhre verbunden mit einer Einspritzdüse oder einer Düse (nicht dargestellt) zum Sprühen des Additivs (Lösung des Ammoniak-Ausgangsstoffs wie zum Beispiel Harnstoff) in das Abgassystem (nicht dargestellt). Die Anordnung ist durch ein Heizelement 11 überragt, so dass das System bei niedrigen Temperaturen betrieben werden kann (um den Ammoniak-Ausgangsstoff aufzutauen).
Diese Anordnung hat mindestens zwei Arbeitsmodi: einen Einspritzmodus und einen Reinigungsmodus.
Im Einspritzmodus ist die Aufgabe die Lösung des Ammoniak-Ausgangsstoffs in das Abgassystem des Fahrzeugs zu sprühen. Um das zu tun ist die Pumpe 3 aktiviert, um es zu ermöglichen, die von dem Behälter beinhaltete Lösung durch den Durchlass 2 zu saugen. Das Fluid durchläuft dann den Filter 8 und ist durch den Stutzen 9 zu der Röhre, die mit der Einspritzdüse oder Düse verbunden ist, gefördert. Der erhöhte Druck, der für gute Sprühqualität benötigt wird, wird durch das vorgespannte Ventil 7 gesteuert.
Im Reinigungsmodus ist die Aufgabe die Einspritzdüse, das Rohrleitungen, den Filter und das Volumen in dem sich das Zahnradsystem der Pumpe befindet zu entleeren.
Die Einspritzdüse oder ein Reinigungsventil angeordnet auf der Leitung verbunden mit dem Stutzen 9 ist geöffnet. Die Pumpe 3 ist dann derart aktiviert, um Flüssigkeit von der Einspritzdüse oder der Düse zu entleeren und sie zurück zu dem Behälter durch den Durchlass 2 zu liefern. Eine Vorrichtung der Schalen- 13 und Siphon- 12 Art verhindern ein Rückführen von Flüssigkeit zu dem gereinigten Volumen, wenn die Pumpe gestoppt wird.
In der Variante dargestellt in 2 ist der Elektromotor 4, 5 unter der Grundplatte 1 integriert, außerhalb des Behälters. Im Vergleich mit dem vorangehenden Beispiel können elektrische Verbindungen (Versorgungskabel 14) einfacher sein.
In der Variante dargestellt in 3, enthält die Grundplatte 1, zusätzlich zu den Komponenten und Funktionalitäten dargestellt in den 1 und 2, einen Niveausensor 15 und eine Temperatursonde 16.  
4 zeigt das Beispiel einer Grundplatte Montageplatte 1, auf der ein Filter 8, eine Zahnradpumpe 6, angetrieben von einem bürstenlosen Motor, und ein Druckregler 7 aufgebaut sind. Die Montageplatte 1 hat einen Zulauf-Stutzen 9 und einen mit der Einspritzdüsen-Rückführleitung verbundenen Stutzen 10, in der Lage ein Reinigungsventil aufzunehmen. Die Montageplatte 1 ist mit einem Heizelement 11 bestehend aus einer flexiblen Folie aus Mehrschichtstruktur und befestigt mit der Grundplatte durch eine Serien von Klammern 1 ausgestattet. Das Heizelement 11 hat Verlängerungen 11b, die auf dem Boden des Behälters 11c liegen, so dass zusätzliches Volumen des Ammoniak-Ausgangsstoffs aufgetaut werden kann. Die Flüssigkeit kehrt aus dem Behälter zu der Grundplatte über in der Befestigungsplatte 1 gemachter Öffnungen 13 zurück. Die flexible Erwärmungsvorrichtung 11 ist konstruiert mit Heizstäben 11d, eingeführt in die Stutzen 9 und 10, um ein Bilden eines festen Pfropfens zu verhindern, wenn die Ausgangsstofflösung innerhalb der Stutzen 9 und 10 friert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5628186 [0006]
US 6063350 [0007, 0008]

Claims

System zum Lagern eines inneren flüssigen Verbrennungsmotorabgasadditivs, wobei das besagte Additiv ein Reduktionsmittel ist, geeignet um das in den Abgasen eines internen Verbrennungsmotors vorhandene NOx zu reduzieren, und das besagte System einen Behälter zum Lagern des Additivs und eine untergetauchte Grundplatte umfasst, die durch eine in der Bodenwand des Behälters ausgebildeten Öffnung positioniert ist, wobei die Grundplatte im Boden des Behälters angeordnet und/oder an der Bodenfläche des Behälters befestigt ist, und wobei die besagte Grundplatte mindestens einen Durchlass umfasst, durch den ein System zum Einspritzen des besagten Additivs in die Abgase versorgt werden kann und auch mehrere weitere aktive Komponenten enthält, die bei der Lagerung und/oder Dosierung aktiv sind und mit dem flüssigen Additiv in dem, bei Verlassen des oder Eintreten in den Additivbehälters in Kontakt sein müssen, wobei diese weiteren aktiven Komponenten eine Erwärmungsvorrichtung für das Additiv, eine Pumpe und einen Füllstandsanzeiger umfassen.
Lagerungsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte einen Sensor enthält, der zum Messen einer Eigenschaft des Additives verwendet wird und/oder einen Drucksensor.
Lagerungsystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter aus einem Kunststoff hergestellt ist, der eine chemische Beständigkeit gegenüber dem betreffenden Additiv hat.
Lagerungsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte immer in dem Additiv ist, vorausgesetzt der Behälter ist nicht leer.
Lagerungsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungsvorrichtung, die Pumpe, der Füllstandsanzeiger und/oder der Drucksensor in die Grundplatte integriert ist/sind.
Lagerungsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv eine wässrige Harnstofflösung ist, insbesondere eine eutektische Lösung beinhaltend 32,5 Gew.% Harnstoff.
Lagerungsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungsvorrichtung eine flexible Komponente aufweisend eine Mehrschichtstruktur bestehend aus einem Widerstandselement zwischen zwei Schichten aus Elastomer umfasst.
Lagerungsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungsvorrichtung ein Heizelement umgeben von oder umgebend einen Raum zum Erzeugen einer Kammer umfasst, wobei insbesondere die Kammer durch die Gestaltung der Montageplatte a mit dem Heizsystem ausgebildet ist.
Versorgungssystem zur Zuführung eines flüssigen Additivs in die Abgase eines inneren Verbrennungsmotors, das besagte System umfasst ein Lagerungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche und eine Einspritzsystem umfassend mindestens eine Einspritzleitung und einen Einspritzdüse.
Versorgungssystem nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe an der Grundplatte befestigt ist.
Versorgungssystem nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Menge an durch die Pumpe zugeführtem und von dem Einspritzdüse nicht verbrauchten Additiv durch eine als die Rückführleitung bekannte Leitung, die mit einem Druckregler und/oder mit einem Drucksensor versehen ist, der/die in die Grundplatte integriert ist/sind, zu dem Additivbehälter zurückgeführt wird.
Versorgungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter in die Grundplatte integriert bzw. an der Grundplatte befestigt ist.
Versorgungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte einen Stutzen zur Beförderung des flüssigen Additivs zu der Einspritzdüse und/oder einen Stutzen zum Rückführen von nicht verwendetem flüssigem Additiv zu dem Behälter enthält.
Versorgungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte System eine Vorrichtung zur Reinigung der Einspritzleitung umfasst und dadurch, dass die Grundplatte eine Vorrichtung zum Verhindern einen Rückkehr von Flüssigkeit aus dem Behälter zur Einspritzleitung, wenn die Einspritzleitung gereinigt worden ist, umfasst.
Versorgungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte eine Falle und eine Vorrichtung der Venturi-Art umfasst, die eine Versorgung der Falle von einer Zapfstelle im Behälter ermöglicht.
Versorgungssystem nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Steuereinheit umfasst und dadurch, dass die Grundplatte und/oder die in letztere integrierten Komponenten eine Verbindung mit dieser Steuereinheit umfasst.