JP2012514711A - 水溶液を収容するタンク - Google Patents

Abstract

本発明は、還元剤（１８）、特に尿素又は尿素水溶液を、内燃機関の排気管内に導入する調量システム（１０）に関する。調量システム（１０）は、還元剤（１８）を蓄えるためのタンク（１２，１４）と、搬送機構（３２）と、充填レベルセンサ（５０）と、調量モジュール（３８）と、を備える。タンク（４０）は、車両特有の構成要素（６０）、特に燃料タンク（６８）に組み込まれた一体型タンクである。
【選択図】図３

Description

本発明は、水溶液を収容するタンクに関する。

独国特許出願公開第１０１３９１３９号明細書は、排気後処理のための還元剤を調量する調量システムに関する。還元剤は特に、尿素又は尿素水溶液が関わっている。この尿素又は尿素水溶液は、内燃機関の排気に含まれる窒素酸化物の還元に役立つ。貯蔵容器から、排気ガスを案内する排気管へと還元剤を搬送する搬送素子が設けられる。さらに、調量装置は、排気管へと還元剤を調量して供給するための配量素子を備え、搬送素子がポンプを含み、配量素子が、出口要素を備えた調量弁を含む。調量素子は、固定のために排気管の近傍又は排気管上に設けられるため、出口素子が当該排気管内に突き出ることもあり、搬送素子は、当該搬送素子が貯蔵容器に接触して又は貯蔵容器内で固定されるように構成される。搬送素子及び調量素子は、接続管を介して連結された、互いに別体のモジュールを形成する。

独国特許出願公開第１０２００４０５１７４６号明細書は、還元剤用のタンクモジュールと、調量システムと、に関する。この解決策によれば、タンクモジュール・ハウジングが設けられ、当該タンクモジュール・ハウジングのタンク室内では、還元剤を調量するための調量システムが、排気システム内に配置される。この解決策によれば、調量システムは、コンパクトな取付モジュールとして形成される。

独国特許出願公開第１０２００６０２７４８１号明細書は、液体の還元剤、特に尿素溶液用の車両タンクに関する。内燃機関の排気内の窒素酸化物の還元のための尿素水溶液を収容する車両タンクは、プラスチックで製造される。車両タンクは好適に、機能ユニットを有し、当該機能ユニットは、少なくとも１つのポンプ、少なくとも１つの圧力調整弁、電熱器が組み込まれた少なくとも１つの内部容器、及び、少なくとも１つの吸入管を備える。機能ユニットは、好適に、タンク内の開口部にはめ込まれ、蓋のように当該タンクを密閉する。

還元剤は、搬送モジュールであるポンプによって、タンクから調量モジュールへの管路を搬送される。圧力制御が、調整器側で、電動ポンプの回転数を介して行われ、フィードバック部内で圧力センサを介して行われる。圧力発生器の近傍の永久的な逆止め弁が、油圧システムに対して、制御技術的に高い圧力安定性を与える。凍結時にシステムに起こりうる損害を排除するために、エンジン停止時に、搬送ポンプの電極交換によって、調量モジュールが同時に開いた際に、システムが排気に対して換気される。還元剤は凍結時に、その体積の約１０パーセント程度膨張する。

還元剤を貯蔵するタンクは、液跳ね防止容器（Ｓｃｈｗａｐｐｔｏｐｆ）を備え、当該液跳ね防止容器の下方領域には、一般に電熱素子が配置される。外気温が低い場合に、許容時間内に最小の熱出力で調量準備態勢を整えられるように、加熱が液跳ね防止容器の領域に限定される。このことは、液跳ね防止容器のプラスチック内壁が、当該容器の中身を、タンク全体の中身から隔てているのと同然であることにより達成される。従って、総熱エネルギーが、液跳ね防止容器内に貯蔵される還元剤の解凍のために提供される。

２回のサービスの合間に還元剤のタンク充填でやりくりするために、一般に、還元剤タンクには２０〜３０リットルの還元剤が入る。従って、運転者は還元剤に触れることがなく、タンクの再充填は整備サービスの際に行われる。しかしながら、今日の車体の内部に還元剤用の３０リットル・タンクを実現することは、益々狭くなりつつある利用可能な設置場所に鑑みて非常に困難である。全てのタンク、又は、そのジオメトリ（Ｇｅｏｍｅｔｏｒｉｅ）は、プロジェクトと非常に関連しており、このことは、タンク形状と、液跳ね防止容器の形状及び大きさと、使用される発熱素子と、充填レベルセンサと、が非常に多様であることを意味している。さらに、タンクは、個別の断熱材及び固定剤を必要とする。これによりバリエーションの幅が非常に広くなり、コストが非常に高くなる。

常に上昇する燃料価格、及び、ＣＯ_２削減に対する強い要請に基づいて、燃料消費量の削減が将来的に不可欠となる。還元剤としての尿素水溶液を介した、内燃機関の排気の脱窒によって、燃料消費量に鑑みた内燃機関の最適な設計が可能となるため、ＳＣＲ法（選択接触還元法、ｓｅｌｅｋｔｉｖｅ ｋａｔａｌｙｔｉｓｃｈｅ Ｒｅｄｕｋｔｉｏｎ）が、非常に重要な役割を果たすことになる。ＣＯ_２削減のために要する燃料消費量の節約のためにも、恒常的に３０リットルの還元剤を車両で輸送することは、もはや許容されない。その結果として、還元剤用のタンクが大幅に小型化し、体積が２リットル〜１０リットルの還元剤が収容され、約２０００〜５０００ｋｍの間隔で、作動条件に従って、運転者により再充填されるということになるであろう。運転者による補給は、今日既に還元剤タンクの再充填のための外での補給が構想されているので、実現されるであろう。

本発明に基づき提案される解決策に従って、内燃機関の排気へと還元剤を導入するための調量システムは、２リットル〜１０リットルの還元剤のための収容容積を備えた還元剤タンクを含む。タンクのジオメトリは、その比較的小さな収容能力に基づいて、一体型システムにより、利用可能な小さな設置空間の活用という点でより高い自由度を提供する。体積が２リットル〜１０リットルの還元剤を蓄える還元剤タンクは、様々な設置空間要件を満たしながら使用できる一体型タンクとして構成される。さらに、多数の同一構成要素を有するシステムが、一体的に構成された発熱素子と、一体的な充填レベルセンサと、を備える。体積が２リットル〜１０リットルの還元剤による少量の充填に基づき、タンク内の還元剤の液跳ね（Ｓｃｈｗａｐｐｅｎ）に対する対策がもはや必要ではないので、液跳ね防止容器を省略することが可能であり、何通りにも使える一体的な構成要素を利用することによって、コストの大幅な節約が達成される。好適に、２リットル〜１０リットルの収容能力を備えた、還元剤を収容する小型タンクのタンクジオメトリは、当該タンクが円筒状に作られるように計算され、円筒の全長は、円筒の直径を上回る。

比較的小型に設計された、還元剤収容のためのタンクは、その大きさが縮小されたために、安価なプラスチック射出成形法を介して、又は、プラスチック遠心鋳造法をも介して製造されうる。従来利用された、非常に高い工具費が伴う高価なプラスチック吹込成形法がもはや必要ではないので、還元剤タンクの構成要素の製造の際にもコスト節約が達成される。

還元剤を収容する一体型タンクの製造の代替案として、その小さな容積と簡素な形状に基づいて、プラスチック射出成形法又はプラスチック遠心鋳造法の代わりに、還元剤タンクは、特殊鋼でも製造することが出来る。

本発明の根底にある技術思想の更なる別の実施形態において、還元剤を収容する小型の一体型タンクと、他の構成要素と、を組み合わせることが構想されうる。従って、小型の一体型タンクと、他の車両特有の構成要素と、を統合するという選択肢が生まれる。この他の車両特有の構成要素は、小型の一体型タンクを、対応する設置空間内に収容出来るように変更される。還元剤を収容する小型の一体型タンクを組み込むための、可能な車両特有の構成要素としては、例えば、洗浄水タンク、又は、車両の燃料タンクも挙げられるであろう。

特に、ＣＯ_２削減、及び、それに伴う燃料削減は、現在使用される燃料タンクの小型化をもたらすため、燃料タンクと、還元剤を収容する小型の一体型タンクと、を互いに組み合わせるという選択肢は、特に有利である。

従って例えば、燃料タンクは頭部側に、小型の還元剤用一体型タンクを容易にはめ込むことが出来る開口部を有しうるであろう。還元剤収容のための一体型タンクの閉鎖は、燃料タンクの場合のように、シール付きの蓋と、大きなプラスチック・ナットと、を介して行われる。更なる別の変形例において、燃料タンクは、その閉じた表面上に円筒状の陥没部（Ｅｉｎｗｏｅｌｂｕｎｇ）を有し、当該円筒状の陥没部には、比較的小型の還元剤用一体型タンクをはめ込むことが出来る。更に、燃料タンクの外表面が既に、還元剤収容のための、寸法がより小さい一体型タンクを含むことも可能であり、これにより、２つのタンクがプラスチック吹込成形法でまたもや安価に製造されうる。

燃料タンクと、還元剤を収容する一体型タンクとの組み合わせによって、当該寸法がより小さい、還元剤を収容する一体型タンクを、燃料噴射システムからの暖かい戻り管を介して加熱し、その結果当該一体型タンクを解凍するという選択肢が提供される。

従来技術で公知の実施形態における調量システムを示す。 車両特有の構成要素に接触させて組み込むための、本発明に基づいて提案される一体型タンクの断面図を示す。 車両特有の構成要素に接触させた、図２の一体型タンクの組み込みを示す。 燃料タンクとして構成された車両特有の構成要素の断面図であり、当該タンク内に収容された還元剤用一体型タンクを示す。 燃料タンクの凹所にはめ込まれた、図２の記載に基づく一体型タンクを示す。 燃料タンクのタンク壁内に形成された、還元剤収容のための一体型タンクが記載された変形例を示す。 本発明に基づき提案される解決策の変形例であり、車両特有の構成要素内にはめ込まれた還元剤収容のための一体型タンクは、逆流する燃料によって暖められる上記変形例を示す。

図１は、従来技術で公知の、内燃機関の排気管内に還元剤を供給するための供給システムの概略図である。

調量システム１０は、その底部に凹所１４を有するタンク１２を備える。タンク１２の内部には、還元剤１８の液跳ね移動（Ｓｃｈｗａｐｐｂｅｗｅｇｕｎｇ）を制限するために、液跳ね防止容器１６が存在する。液跳ね防止容器１６の下方領域には、タンク１２の底部の凹所１４内に存在する下部容器２４が設けられる。下部容器２４には、発熱素子２２がはめ込まれている。当該発熱素子２２を、吸込ランス管２６が貫通し、当該吸込ランス管２６の吸込側の末端には、フィルタ２０が下部容器２４の領域内に存在する。このフィルタ２０を介して、液跳ね防止容器１６の下方の下部容器２４から、搬送機構３２を介して還元剤１８が吸い上げられる。吸込ランス管２６は、発熱素子２２、液跳ね防止容器１６、及び、タンクの蓋２８を通って延びている。

吸込ランス管２６の管路内には、好適に電気的に駆動されるポンプとして構成された搬送機構３２が収容される。当該搬送機構３２を介して、還元剤１８が、吸込ランス管２６を介して、噴射弁として構成された調量モジュール３８へと導かれる。搬送機構３２の後で戻り管３４が分岐し、当該戻り管３４内にはスロットル３６が存在する。

還元剤１８の収容のためのタンク１２は、その上面が、蓋２８により閉鎖され、当該蓋２８は例えば、ねじ込み接合部（Ｖｅｒｓｃｈｒａｕｂｕｎｇ）３２によりタンク１２に固定される。タンク１２の頂板（Ｄｅｃｋｅ）の中の蓋２８により閉鎖された開口部を経て、タンク１２の内部に存在する構成要素、例えば、液跳ね防止容器１６、発熱素子２２、フィルタ２０、下部容器２４、及び、吸込ランス管２６が、還元剤１８を収容するタンク１２の内部に取り付けられる。

図１で示されるタンク１２は、体積が２０リットル以上の還元剤１８を収容するタンクである。車両走行中の還元剤１８の液跳ね移動を抑制するために、図１の記載に基づくタンク１２の内部に液跳ね防止容器１６が取り付けられ、当該液跳ね防止容器１６は、ここでは下部容器２４の上に載っている。下部容器２４自体は、タンク１２の底部の凹形状の窪み１４の中に配置される。

図２は、本発明に基づいて提案される、還元剤の収容のための一体型タンクの変形例の縦断面を示している。

図２には、図１の記載に基づくタンク１２とは異なって、体積が２リットル〜１０リットルの還元剤１８が蓄えられる一体型タンク４０が開示されている。一体型タンク４０の内部の還元剤１８の充填レベルは、符号５８により明示される。図２の断面図に基づく一体型タンク４０は、タンク底部４２、タンク壁４４を含んでおり、例えば円筒状に形成されもよく、又は、矩形若しくは正方形の輪郭を有してもよい。図２では、円筒状に形成された一体型タンク４０が関わっており、一体型タンク４０の直径が符号４６で示される。一体型タンク４０の全長は、当該一体型タンク４０の直径を上回り、符合４８で示される。一体型タンク４０の内部へと、充填レベルセンサ５０が突き出ており、当該充填レベルセンサ５０の接触部は、蓋２８の中に設けられたシール５４を介して外部へと導かれる。蓋２８自体は、ねじ込み接合部３０を介して車両特有の構成要素に固定され、当該車両特有の構成要素は、例えば燃料タンク６８であってもよい。好適に、タンク壁４４の上方端部に、例えば燃料タンク６８のような車両特有の構成要素のつば（Ｋｒａｇｅｎ）５２で支持されたフランジ（Ｂｕｎｄ）が形成される。ねじ込み接合部３０を介して、蓋２８が、タンク壁上のフランジと共に、車両特有の構成要素、例えば燃料タンク６８と容易に密接合される。さらに、吸込ランス管２６が、一体型タンク４０の内部へと突き出ている。一体型タンク４４内に蓄えられた還元剤１８を基本的に垂直方向に貫通する吸込ランス管２６も同様に、蓋２８内部のシール５４を介して密閉される。吸込ランス管２６がそれを介して圧力を加えられる搬送機構は、図２では矢印でのみ示され、図２には示されない。

吸込ランス管２６の下方領域には発熱素子２２が存在し、当該発熱素子２２の下に更にフィルタ２０が配置される。

図２の断面図から分かるように、一体型タンク４０のタンク底部４２は、成型の角度（Ｐｒａｅｇｕｎｇｓｗｉｎｋｅｌ）において延びているので、斜面５６が生成し、当該斜面５６によって、タンクが空になりつつある場合にフィルタ２０が可能な限り長く還元剤１８により利用されることが条件付きで、常に保障される。好適に、フィルタ２０、又は、タンク底部４２の方に向いたフィルタ２０の正面が、斜面５６の輪郭に対して調整されうる。

図２に示される一体型タンク４０は、その大きさが縮小されたので、安価なプラスチック射出成形法を介して、又は、プラスチック遠心鋳造法でも製造されうる。更に、本発明に基づいて提案される一体型タンク４０であって、車両特有の構成要素内に、又は、当該車両特有の構成要素に接触させて組み込むための上記一体型タンク４０の大きさが縮小されたので、還元剤１８の液跳ね移動を抑制する液跳ね防止容器１６（図１参照）を省略することが出来る。これにより、調量システム１０内へ組み込むための一体的な構成要素が提供され、更に、一体型タンク４０内の還元剤１８の液跳ねに対する対策がもはや取られない。

図２に示される一体型タンク４０は、上記の製造法でプラスチック物質から製造される以外に、特殊鋼からも製造されうる。

還元剤１８を蓄えるための、一体型タンクとして形成されたタンクが、車両特有の構成要素６０に組み込まれていることが図３から分かる。車両特有の構成要素６０は、媒体を蓄えるタンクであってもよく、従って例えば、車両の燃料タンク、又は、洗浄水タンク等であってもよい。図３は、一体型タンク４０が、車両特有の構成要素６０の開放空間（６２）に組み込まれていることを示している。図３の概略図から、開放空間６２が、同時に車両特有の構成要素６０の画定壁でもある画定壁６４と、底部６６と、によって画定されていることが分かる。一体型タンク４０のジオメトリに従って、車両特有の構成要素６０に接触する自由空間６２が、洗浄水タンクにせよ、車両の燃料タンクにせよ、形成される。特に有利に、車両特有の構成要素６０としての燃料タンク６８へと一体型タンク４０を組み込むことが、当該燃料タンクに取り付けるにしろ、又は、当該燃料タンク内に成形するにしろ、提案される。車両における燃料消費量削減が進むと、それに伴って燃料タンク６８で蓄えるべき燃料の体積が低減するので、還元剤貯蔵のための一体型タンク４０のための設置空間が生まれる。本発明によれば、一体型タンク４０に蓄えられる還元剤１８の体積が、２リットル〜１０リットルであることが構想される。

図４から、車両特有の構成要素、ここでは燃料タンク内に入った、本発明に基づき提案される一体型タンクの第１の変形例が分かる。

図４は、この文脈では車両特有の構成要素６０である燃料タンク６８の壁７２内に、つば５２が形成されていることを示している。つば５２の上には、一体型タンク４０の壁４４内に形成されたフランジが存在する。当該フランジは、つば５２上で、例えば、ねじ込み接合部３０を介して固定される。従って、燃料タンク６８の上部タンク頂板（Ｔａｎｋｄｅｃｋｅ）に接した開口部７４が閉鎖される。図４は、本発明に基づいて提案される解決案の第１の変形例において、一体型タンク４０が、燃料タンク６８内で固定され、その底部に関して、又はそのタンク壁に関して、あらゆる面から燃料によって囲まれることを示している。燃料タンク６８の内部に存在する燃料レベルは、符号７０で示される。例えば図２で示した充填レベルセンサ５０、又は、一体型タンク４０の内部から還元剤を搬送するための吸込ランス管２６のような組み込み要素は、図４では示されていない。

図４で示す解決策では、一体型タンク４０は、燃料タンク６８の上面の開口部７４内に容易にはめ込まれ、ねじ込み接合部３０によって固定される。実施形態を示すために、ねじ込み接合部３０は、例えば、大きなプラスチック・ナットが付いた、ラバシール付の蓋であってもよい。符号５８は、一体型タンク４０の内部の還元剤１８の充填レベルを示す。

図５で開示される更なる別の変形例では、ここでは例えば車両特有の構成要素６０として提示される燃料タンク６８は、例えば円筒状の陥没部等として実現可能な凹所７８を有する。当該凹所７８には、一体型タンク４０として形成された、還元剤１８の収容のためのタンクがはめ込まれ固定される。本変形例によれば、タンク壁４４及びタンク底部４２は、燃料タンク６８の、隣接する画定壁により包囲されている。燃料タンク６８の凹所７８のジオメトリは、一体型タンク４０のジオメトリに対して合わせられる。一体型タンク４０は好適に、その全長（一体型タンク４０の全長４８参照）がその直径４６（図２参照）を上回るように形成される。

図５には示されないが、一体型タンク４０のタンク底部４２は好適に、図２の関連で既に記載したように、斜面として構成される。

図６には、本発明に基づいて提案される解決策の更なる別の実施の選択肢が概略的に示される。

図６の解決策では、同様に燃料タンク６８として形成される車両特有の構成要素６０が関わっており、ここでは、タンクが既に、燃料タンク６８の外壁面又は壁７２内に成型された（ｅｉｎｇｅｆｏｒｍｔ）一体型タンク８０として形成される。当該成型された一体型タンク８０の内部、又は、当該一体型タンク８０内に蓄えられた還元剤１８は、界壁８２によって、燃料タンク６８の中身から隔てられている。界壁８２は、プラスチック吹込成形法で製造される燃料タンク６８においては、燃料タンク６８の外側の画定壁７２の一部に相当する。成型された一体型タンク８０の開口部は、蓋２８、又は、ねじ込み接合部３０等により密閉可能な閉鎖部８４によって閉鎖される。

図６に示す変形例では図面に明示されていないが、充填レベルセンサ５０（図２参照）の電気接触部と、吸込ランス管２６とが、蓋２８又は閉鎖部８４を貫通しており、吸込ランス管２６は、一方では搬送機構３２へ、他方では一体型タンク４０の中空室へと延びている。

図７は、本発明に基づいて提案される解決策の変形例を示し、ここでは、一体型タンクに蓄えられた還元剤が、逆流する燃料により暖められる。

図７に示される、本発明に基づいて提案される解決策の変形例では、一体型タンク４０が、車両特有の構成要素６０、特に車両の燃料タンク６８の中にはめ込まれている。ここでは、一体型タンク４０が、図４に示されるように、はめ込み要素として燃料タンク６８の開口部７４内にはめ込まれるのか、又は、一体型タンクが、成型された一体型タンク８０として、即ち、燃料タンク６８自体の壁７２の中に形成されるのか、ということはあまり重要ではない。

図７の変形例の解決策で重要なことは、当該変形例において、図２の変形例に示したような別体の発熱素子２２を省略出来るという事態である。このことは、一体型タンク４０又は成型された一体型タンク８０内に蓄えられた還元剤１８が、逆流する燃料によって暖められるということに起因する。内燃機関の燃焼室への燃料噴射の際に、図７の変形例では符号８６で示される戻り管であって、燃料噴射装置から燃料タンク６８への上記戻り管を介して逆送される漏損量又は還流量が発生する。燃料の還流量は、一体型タンク４０又は成型された一体型タンク内に蓄えられた還元剤１８を暖めるために利用可能な比較的高い温度を有し、別体の発熱素子２２と、そのために必要なコストが掛かる制御と、が必要ではない。本発明に基づいて提案される解決策に従って、図７によれば、燃料用の戻り管８６は、当該戻り管８６が、例えばプラスチック射出成形法で直接的に、一体型タンク４０又は成型された一体型タンク８０内に射出される（ａｎｓｐｒｉｔｚｅｎ）ように形成される。好適に、戻り管８６は、内燃機関の燃料噴射システムから、吸込ランス管２６に並行して延びており、当該吸込ランス管２６を介して、還元剤１８が、一体型タンク４０又は成型された一体型タンク８０から、好適に電気ポンプとして構成された搬送機構３２へと流れる。

図７から分かる変形例によって、戻り管８６を通過する逆流する燃料が、当該戻り管８６に並行して基本的に垂直方向に伸びる吸込ランス管２６と、当該吸込ランス管２６により運ばれる還元剤１８と、を同時に暖めるということが達成されうる。図７から分かるように、戻り管８６と、吸込ランス管２６とは、一体型タンク４０又は成型された一体型タンク８０の界壁４４により互いに隔てられている。好適に、一体型タンク４０又は成型された一体型タンク８０は、底斜面９０を有するように製造される。当該底斜面９０の最も深い箇所の上方に、ろ過器９６が伸びており、当該ろ過器９６を介して、吸込ランス管２６への微粒子の侵入、及び、搬送機構３２による微粒子の吸い込みが防止される。底斜面９０の内側９８の上方のろ過器９６の下方には、吸込ランス管２６への入口側開口部９４が存在する。吸込ランス管２６への入口側開口部９４は、好適に、底斜面９０の内側９８の最も深い箇所の上方に存在する。他方では、底斜面９０は、その外側１００が回収槽９２の方に向いており、当該回収槽９２内に、戻り管８６を介して底部槽９２に進入する温度レベルが高い燃料が溜まる。逆流する燃料の流れ方向８８に従って、底部槽９２内には、戻り管８６を通って当該底部槽９２に進入する燃料が、当該燃料が出口側開口部で流れ方向８８に乗って燃料タンク８６内に流入する前に、溜まる。図７に示される、本発明に基づいて提案される解決策の変形例の特別な利点は、高い温度によって、戻り管８６を介して回収槽９２内に進入する燃料が、一方では、吸込ランス管２６の軸方向の全長を温め、他方では、底斜面９０を介して、一体型タンク４０又は成型された一体型タンク８０内に蓄えられた還元剤１８に対して熱を放出することにある。一体型タンク４０又は成型された一体型タンク８０が製造されるプラスチック物質又は特殊鋼物質の選択に従って、暖まった燃料と還元剤１８との間の特に良好な熱の伝達が調整される。このことは、図７で示される、本発明に基づいて提案される解決策の変形例では、別体の発熱素子２２とその制御とが完全に省略出来ることを意味する。

特に有利に、図７の変形例によれば、吸込ランス管２６は、温まった燃料を案内する戻り管８６の直近を通っている。理想的には、吸込ランス管２６、又は、温まった燃料用の戻り管８６は、プラスチック射出成形法において既に両者とも、一体型タンク４０又は成型された一体型タンク８０内に一緒に射出されてもよい（ｍｉｔｅｉｎｓｐｒｉｔｚｅｎ）。従って、一方では、吸込ランス管２６が温められ又は解凍され、他方では、一体型タンク４０又は成型された一体型タンク８０のタンク壁４４沿いに、吸入に必要な空気経路１０２が、吸入箇所、即ち、吸込ランス管２６への入口側開口部９４と、完全に凍結した還元剤１８の上方の空隙と、の間に形成される。

図４、５、及び６で示される全ての変形例において、燃料噴射システムにより制御された暖まった燃料を案内する戻り管８６を介して、還元剤１８への加熱が可能である。特に有利な実現が、図４の変形例に見られる。なぜならば、図４の変形例は、蓋２８の上に搬送機構３２を備えるにせよ、又は、搬送モジュールを外して燃料タンク６８内に備えるにせよ、一体型タンク４０を取り付けることを可能とするからである

暖まった燃料を案内する戻り管８６を介して行われる流体加熱（ｈｙｄｒａｕｌｉｓｃｈｅ Ｈｅｉｚｕｎｇ）による、電気発熱素子の代用によって、コストの掛かる監視も含めた電気発熱素子２２が省略され、これにより、尿素又は尿素水溶液を内燃機関の排気へと調量して加えるための調量システムの大幅なコスト削減が達成されうる。

本発明に基づいて提案される解決策の特に好適な実施の選択肢において、基本的に垂直方向に延びる充填レベルセンサ５０を、一体型構成要素として利用することが可能であり、本発明に基づいて提案される各一体型タンク内に、又は、本発明に基づいて提案される例えば燃料タンク６８のような車両特有の構成要素６０内に組み込まれたタンクに、充填レベルセンサ５０を取り付けることが出来る。

本発明の根底にある技術思想の発展において、内燃機関の噴射システムから燃料タンク６８へとそれを介して暖まった燃料が逆送される戻り管８６は、一般的な場合電気ポンプとして構成される搬送機構３２を暖まった燃料により加熱するように、内燃機関の噴射システムから延びていてもよい。従って、一方では、一般的に電気的に駆動されるポンプである搬送機構３２のための別体の発熱素子が省略され、他方では、燃料タンク６８内へと暖まった燃料を搬送するための戻り管８６独自の案内によって、搬送機構３２の他に、調量モジュール３８と搬送機構３２との間の接続管と、吸入側の搬送機構３２の前段に存在する吸込ランス管２６の領域と、を加熱することが達成される。これにより、吸込ランス管２６の領域内における、又は、搬送機構３２の圧力側の末端から搬送モジュール３８への管路の間における、例えば螺旋状発熱体等の、搬送機構３２の追加的な発熱素子の設置が回避される。

図２には、図１の記載に基づくタンク１２とは異なって、体積が２リットル〜１０リットルの還元剤１８が蓄えられる一体型タンク４０が開示されている。一体型タンク４０の内部の還元剤１８の充填レベルは、符号５８により明示される。図２の断面図に基づく一体型タンク４０は、タンク底部４２、タンク壁４４を含んでおり、例えば円筒状に形成されもよく、又は、矩形若しくは正方形の輪郭を有してもよい。図２では、円筒状に形成された一体型タンク４０が関わっており、一体型タンク４０の直径が符号４６で示される。一体型タンク４０の全長は、当該一体型タンク４０の直径を上回り、符合４８で示される。一体型タンク４０の内部へと、充填レベルセンサ５０が突き出ており、当該充填レベルセンサ５０の接触部は、蓋２８の中に設けられたシール５４を介して外部へと導かれる。蓋２８自体は、ねじ込み接合部３０を介して車両特有の構成要素に固定され、当該車両特有の構成要素は、例えば燃料タンク６８であってもよい。好適に、タンク壁４４の上方端部に、例えば燃料タンク６８のような車両特有の構成要素のつば（Ｋｒａｇｅｎ）５２で支持されたフランジ（Ｂｕｎｄ）が形成される。ねじ込み接合部３０を介して、蓋２８が、タンク壁上のフランジと共に、車両特有の構成要素、例えば燃料タンク６８と容易に密接合される。さらに、吸込ランス管２６が、一体型タンク４０の内部へと突き出ている。一体型タンク４０内に蓄えられた還元剤１８を基本的に垂直方向に貫通する吸込ランス管２６も同様に、蓋２８内部のシール５４を介して密閉される。吸込ランス管２６がそれを介して圧力を加えられる搬送機構は、図２では矢印でのみ示され、図２には示されない。

図７から分かる変形例によって、戻り管８６を通過する逆流する燃料が、当該戻り管８６に並行して基本的に垂直方向に伸びる吸込ランス管２６と、当該吸込ランス管２６により運ばれる還元剤１８と、を同時に暖めるということが達成されうる。図７から分かるように、戻り管８６と、吸込ランス管２６とは、一体型タンク４０又は成型された一体型タンク８０の界壁４４により互いに隔てられている。好適に、一体型タンク４０又は成型された一体型タンク８０は、底斜面９０を有するように製造される。当該底斜面９０の最も深い箇所の上方に、ろ過器９６が伸びており、当該ろ過器９６を介して、吸込ランス管２６への微粒子の侵入、及び、搬送機構３２による微粒子の吸い込みが防止される。底斜面９０の内側９８の上方のろ過器９６の下方には、吸込ランス管２６への入口側開口部９４が存在する。吸込ランス管２６への入口側開口部９４は、好適に、底斜面９０の内側９８の最も深い箇所の上方に存在する。他方では、底斜面９０は、その外側１００が回収槽９２の方に向いており、当該回収槽９２内に、戻り管８６を介して回収槽９２に進入する温度レベルが高い燃料が溜まる。逆流する燃料の流れ方向８８に従って、回収槽９２内には、戻り管８６を通って当該回収槽９２に進入する燃料が、当該燃料が出口側開口部で流れ方向８８に乗って燃料タンク６８内に流入する前に、溜まる。図７に示される、本発明に基づいて提案される解決策の変形例の特別な利点は、高い温度によって、戻り管８６を介して回収槽９２内に進入する燃料が、一方では、吸込ランス管２６の軸方向の全長を温め、他方では、底斜面９０を介して、一体型タンク４０又は成型された一体型タンク８０内に蓄えられた還元剤１８に対して熱を放出することにある。一体型タンク４０又は成型された一体型タンク８０が製造されるプラスチック物質又は特殊鋼物質の選択に従って、暖まった燃料と還元剤１８との間の特に良好な熱の伝達が調整される。このことは、図７で示される、本発明に基づいて提案される解決策の変形例では、別体の発熱素子２２とその制御とが完全に省略出来ることを意味する。

Claims (13)

1. 還元剤（１８）、特に尿素又は尿素水溶液を、当該還元剤（１８）を蓄えるためのタンク（１２、１４）と、搬送機構（３２）と、充填レベルセンサ（５０）と、調量モジュール（３８）と、を備えた内燃機関の排気管内に導入する調量システム（１０）であって、前記タンク（４０）は、車両特有の構成要素（６０）、特に燃料タンク（６８）に組み込まれた一体型タンクであることを特徴とする、調量システム（１０）。
2. 前記一体型タンク（４０）は、体積が２リットル〜１０リットルの還元剤（１８）を蓄えることを特徴とする、請求項１に記載の調量システム（１０）。
3. 前記車両特有の構成要素（６０）は、洗浄水タンクであることを特徴とする、請求項１に記載の調量システム（１０）。
4. 前記一体型タンク（４０）は、前記車両特有の構成要素（６０）の開口部（７４）にはめ込まれ、当該開口部（７４）内で固定され密閉されることを特徴とする、請求項１に記載の調量システム（１０）。
5. 前記一体型タンク（４０）は、前記車両特有の構成要素（６０）、特に前記燃料タンク（６８）の凹所（７８）内に収容されることを特徴とする、請求項１に記載の調量システム（１０）。
6. 前記一体型タンク（４０）は、前記車両特有の構成要素内（６０）、特に前記燃料タンク（６８）内に成型された一体型タンク（８０）であることを特徴とする、請求項１に記載の調量システム（１０）。
7. 成型された前記一体型タンク（８０）は、画定壁（８２）によって、前記車両特有の構成要素（６０）内に蓄えられる前記媒体から隔てられ、前記画定壁（８２）は、前記車両特有の構成要素、特に前記燃料タンク（６８）の壁（７２）の一部であることを特徴とする、請求項６に記載の調量システム（１０）。
8. 前記一体型タンク（４０）又は前記成型されたタンク（６８）内に蓄えられた還元剤（１８）は、前記燃料タンク（６８）内へと逆流する温まった燃料によって加熱されることを特徴とする、請求項１に記載の調量システム（１０）。
9. 前記搬送機構（３２）は、前記戻り管（８６）内を前記燃料タンク（６８）へと逆流する温まった前記燃料によって加熱されることを特徴とする、請求項１に記載の調量システム（１０）。
10. 逆流する燃料（８８）は、前記一体型タンク（４０）又は前記成型された一体型タンク（８０）の前記壁（４４）に沿って流入し、前記一体型タンク（４０、８０）の下方の回収槽（９２）内に溜まることを特徴とする、請求項８に記載の調量システム（１０）。
11. 還元剤（１８）を搬送するための前記吸込ランス管（２６）は、前記温まった燃料を案内する燃料用の戻り管（８６）によって加熱されることを特徴とする、請求項８に記載の調量システム（１０）。
12. 前記吸込ランス管（２６）の入口側開口部（９４）は、前記一体型タンク（４０）又は前記成型された一体型タンク（８０）の底斜面（９０）の最も深い箇所の上方に存在することを特徴とする、請求項８に記載の調量システム（１０）。
13. 前記一体型タンク（４０）は、発熱素子を含むことを特徴とする、請求項２に記載の調量システム（１０）。

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