JP2009508053A - 液状の還元剤、殊に尿素溶剤のための車両タンク - Google Patents
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Abstract
Description
ディーゼル燃料で駆動される車両においては、近年中に延期された、より厳格な排ガス規制法に基づいて、特に有害物質NOxを著しく低減させる必要がある。使用される方式は、有害物質NOx(Stichoxide;窒素酸化物)が水溶性の尿素溶剤を用いてN2及びH2Oに還元させるSCR法(selective catalytic reduction)である。このために、水溶性の尿素溶剤がSCR触媒の前で排ガス導管内に調量弁を介して噴射される。水溶性の尿素溶剤は、熱い排ガスを気化させ、アンモニアを形成する。このアンモニアがSCR触媒内に堆積される。触媒内に堆積されたアンモニアは、排ガス内に含有される窒素酸化物を基本窒素と水蒸気とに変換する。水溶性の尿素溶剤はタンク内に蓄えられる。このような還元剤はタンクに対して特別な要求を課す。実用車両ではSCR法は既に大量生産されている。この場合、エンジンの冷却水を介して加熱されるタンクは特殊鋼又はアルミニウムより成るタンクが使用されている。
アルミニウム又は特殊鋼より製造されたタンクは高価であって、しかも限定的な形状付与しか得られない。そのような理由により、種々異なる構造を有するプラスチックタンクが提案されている。プラスチックタンクは特に安価にブロー成形法により製造することができる。
図1aは、本発明による還元剤タンクのタンク壁2、
図1bは、内容物を有する還元剤タンク、
図2は、絶縁層を備えた還元剤タンク、
図3は、加熱ロッドを備えた還元剤タンク、
図4は、組み込まれたポット型部分、
図5は、管路を有する還元剤タンク、
図6は、管路とポット型部分の管路とを有する還元剤タンク、
図7は、絞りを備えた管路を有する還元剤タンク、
図8は、面状のアルミニウム体、
図9は、ポット型部分とヒータとを有する還元剤タンク、
図10は、還元剤タンクのポット型部分、
図11は、ヒータ、
図12は、ポット型部分と容器とを備えた還元剤タンク、
図13は、搬送モジュール、
図14は、換気部材を有するタンクの概略図を示す。
図1は、タンク壁2を備えたタンク1の部分図bの概略図(充てんのためのタンク開口若しくは排ガス後処理装置への接続部は示していない)を示す。タンクは、プラスチック例えばPE(ポリエチレン)、PA(ポリアミド)、PAA(ポリアリルアミド;Polyarylamid)よりなっている。還元剤「水溶性の尿素溶剤」においては、アンモニアが外部に拡散することは、容器壁によって避けなければならない。これは、相応に厚い壁厚またはいわゆるCoex−材料によって確実にされる。Coex−材料においては、容器壁は複数の異なる材料層より成っており、この場合、例えば1つの層は遮断層を成している。Coex−材料は、一般的に多層複合体の共押し出しによって製造される。図1aは、タンク充てん部側に面した内側の層11と外側の層13と、この内側の層と外側の層との間に配置された層15との3つの部分層から成っている。水溶性の尿素溶剤5は、−11℃を下回る温度で凍結する。液面の上にはエアクッションが存在している。前記タンクの周囲の温度は−11℃より低いので、タンクはまず底部及び壁部に近い領域が凍結する。エアクッション7は、液体上で絶縁部として用いられるので、上面の液体はまず端部から凍結する。それによって液体上のエアクッションは、凍結した水溶性の尿素溶液のための補償容積として用いられる。底部及び壁部の凍結が所望に行われることによって、タンクのタンクが破裂することはない。何故ならば、容積の増大分は、タンクの空気によって満たされた領域内に集中的にガイドされるからである。図1bには、○で囲んだ符号1〜4によって、タンク充填物が−11℃を下回ると凍る範囲の連続を示す。これによって、エアクション7の領域でタンク中央に盛り上がり9が形成される。
Claims (27)
- 液状の例えば水溶性の還元剤のための、殊に内燃機関の排ガス内の窒素酸化物を還元するための尿素溶剤のための車両タンク(1;21;41;51;62;121)において、
車両タンクが、プラスチックより製造された容器壁(2;43;129)を有していることを特徴とする、液状の還元剤、殊に尿素溶剤のための車両タンク。 - プラスチックタンクがブロー成形法で製造されている、請求項1記載の車両タンク。
- 容器壁が複数の材料層(11,13,15)より成っており、これらの材料層のうちの少なくとも1つが遮断層(15)として構成されている、請求項1又は2記載の車両タンク。
- 尿素溶剤が殊に水溶性の尿素溶剤であって、少なくとも間接的にアンモニアを含有していて、前記遮断層(15)が容器を通ってアンモニアが拡散するのを阻止する、請求項3記載の車両タンク。
- 容器壁が断熱材(23)を備えており、該断熱材(23)が容器壁を部分的に覆うことによって、この断熱材が、所定の箇所において別の箇所よりも高い絶縁作用を有するように作用する、請求項1から4までのいずれか1項記載の車両タンク。
- 車両タンクが、車両タンク内に配置された、還元剤の部分容積を受容するための内部容器(43,129)を有していて、該内部容器が、車両タンクを部分タンクと残留タンクとに仕切っている、請求項1から5までのいずれか1項記載の車両タンク。
- 内部容器がポット状(43)に構成されていて、プラスチックより成っている、請求項6記載の車両タンク。
- 内部容器が、車両タンクのほぼ中央において容器壁部に対して間隔を保って配置されている、請求項7記載の車両タンク。
- 内部容器を巡ってスロッシュ容器(129)が配置されており、このスロッシュ容器(129)がその最深部に車両タンクに通じる開口を有している、請求項6から8までのいずれか1項記載の車両タンク。
- 前記開口内にスクリーンバルブ(125)が配置されており、このスクリーンバルブ(125)は、車両タンク内の高い液体レベルにおいて車両タンク内の還元剤の流体動力学的な圧力によって開放され、車両タンク内の低い液体レベルにおいて閉鎖するようになっている、請求項9記載の車両タンク。
- スクリーンバルブが、前記スロッシュ容器内の最深部(溜まり部123)の領域内に配置されている、請求項10記載の車両タンク。
- 還元剤が前記内部容器内で加熱可能である、請求項6から11までのいずれか1項記載の車両タンク。
- 前記内部容器内に電気的なヒータ(32,65,81,83,91,93,113)が配置されている、請求項12記載の車両タンク。
- 前記電気的なヒータが複数の自動制御式の加熱エレメント83、例えばPTC加熱エレメントを有している、請求項13記載の車両タンク。
- 前記加熱エレメントがアルミニウム体(81)上に配置されている、請求項14記載の車両タンク。
- 前記アルミニウム体(81)がプレート状に構成されていて、内部容器内に水平に配置されていて、その縦軸線に対して横方向に少なくとも1つの貫通孔(対流孔103)を有している、請求項15記載の車両タンク。
- 残留タンク内に第1の吸込み管路(管路55)が配置されていて、部分タンク内に第2の吸込み管路(ポット形部分63,163)が配置されており、これらの第1及び第2の吸込み管路が少なくとも1つのポンプに通じていて、該少なくとも1つのポンプの下流に、余剰の還元剤を前記部分タンクに導出する圧力制御弁が配置されている、請求項6から16までのいずれか1項記載の車両タンク。
- 第1の吸込み管路(55)の横断面は、第1の吸込み管路(55)を介して、排ガスを還元するために必要な最大量よりも多い還元剤を吸込むことができる、請求項17記載の車両タンク。
- 吸込み管路(55,63)がそれぞれ1つの絞り(75,77)を有しており、第1の吸込み管路(55)の第1の絞り(75)が、第2の吸込み管路(63,163)第2の絞り(77)よりも大きい流過横断面を有している、請求項18記載の車両タンク。
- 前記内部容器が、残留タンクに通じるオーバーフロー(53,127)を有している、請求項6から19までのいずれか1項記載の車両タンク。
- 第2の吸込み管路(163)の近傍に電気的なライン(115)が配置されている、請求項6から20までのいずれか1項記載の車両タンク。
- 前記電気的なラインが、加熱ロッドとして構成されたホルダ内の抵抗ワイヤとして構成されている、請求項21記載の車両タンク。
- ポンプ(57)と圧力制御弁(61)とが、1つの搬送モジュールにまとめられており、該搬送モジュールが内部容器若しくはポット形部分に固定されているか、かつ/又はタンクに固定されている、請求項16から22までのいずれか1項記載の車両タンク。
- 前記内部容器が前記搬送モジュール(133)と共に1つの機能ユニット(131)を形成しており、該機能ユニット(131)が全体で車両タンクから取り外し可能であって、車両タンク内の開口をカバー状に閉鎖するようになっている、請求項22記載の車両タンク。
- 車両タンクが外部に向かって換気及び排気(141,145)されている、請求項1から24までのいずれか1項記載の車両タンク。
- 前記換気若しくは排気が活性炭を介して行われる、請求項25記載の車両タンク。
- 内燃機関の排ガス内の窒素酸化物を還元させる水溶性の還元剤を貯蔵するための車両タンク用の機能ユニットにおいて、該機能ユニットが、少なくとも1つのポンプ(57)と、少なくとも1つの圧力調整弁(61)と、電気的なヒータが組み込まれている少なくとも1つの内部容器(43,129)と、該内部容器からポンプに通じる少なくとも1つの吸込み管路(55;63;163)とを有していることを特徴とする、機能ユニット。
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