JP5404792B2 - 液状の作用物質を貯蔵するタンク - Google Patents

Description

背景技術
本発明は独立請求項の上位概念部に記載のタンクに基づく。

ますます厳しくなる排ガス規制法に基づき、内燃機関を備えた自動車においてはとりわけ有害物質である窒素酸化物を減じる必要がある。使用する方法は、いわゆるＳＣＲ法、つまり選択的接触還元法（selective catalytic reduction）であり、この方法において有害物質である窒素酸化物は、例えば液状の還元剤を用いて窒素及び水に還元される。タンク内に貯蔵される還元剤は、有利にはタンク付近、若しくはタンクの上に又はタンク内に配置されている圧送モジュールによってタンクから管路を介して、排ガス路の領域に配置されている調量モジュールに圧送される。この調量モジュールは一般的には、還元剤を微細分配して排ガスへ噴射するためのノズルを有している。

ドイツ連邦共和国特許出願第１０２００６０２７４８７号明細書において既に、自動車の排ガスを後処理するための、特に窒素酸化物を選択的接触還元するための装置において使用する上記液状の還元剤を貯蔵するタンクが公知である。このタンクにおいて可動に支承された構成部材は摂氏−１１℃未満の尿素水溶液である液状のＡｄＢｌｕｅ内に沈んでいる。

本発明の開示
これに対して、独立請求項の特徴部を備えた本発明に係るタンクは、タンク内に設けられている構成部材の接触個所における摩擦若しくは、タンク内の作用物質の運動による波立ちに基づいて起こることがあるか若しくはタンク内の氷形成時に起こることがある磨耗を簡単に回避するという利点を有している。

従属請求項に記載の構成により、独立請求項に記載のタンクの有利な構成及び改良形が可能である。織物チューブの使用が特に有利である。織物チューブは簡単に取付け可能であり、高い柔軟性、ひいては防護したい部材の全剛性に影響を与えることはない。織物チューブは防護したい線路及びサクション管（Sauglanze）の固定点により軸線方向において自動的に位置固定されているので、軸線方向の位置配向は問題なく行うことができる。

チューブ若しくは硬質プラスチックから成る織物チューブを使用した場合に、隣接する部材に対する摩擦係数は著しく減じられる。これにより磨耗及び摩滅は効果的に回避される。

軟性で柔軟なサクション管及び硬質の織物チューブの組合せにより、柔軟性を維持しつつ、同時に磨耗からの確実な防護が保証される。この組合せは媒体が凍結している場合に有利である。

有利には磨耗防護されたサクション管に加熱ワイヤが備え付けられている。この加熱ワイヤは、サクション管と、サクション管の近くにある氷とを解凍することができる。

密に編まれるのではなく単にスペーサとして使用されるので、編み合わされたチューブ若しくは織物チューブが有することができる複数の孔を磨耗防護部が有していると、加熱ワイヤを装備したサクション管の壁部と隣接する氷領域との間において、作用物質の密着した液状の領域との恒常的な熱結合が磨耗防護部の複数の孔を通じて保証される。したがって加熱ワイヤ熱はサクション管の周りの氷を最適に解凍することができる。さらに、サクション管の周りの上記「液状ギャップ」において、タンク内に再び戻される戻り量は、ヒータの周りの直近の領域に再び流れ込むという可能性を有している。平面的なスペーサの場合には、直接的な形式における加熱は与えられておらず、作用物質は単にスペーサを介して間接的に加熱される。さらにヒータの周りの解凍量は、氷の上側のエアスペースに効果的に脱気される。有利には、吸込みチューブ若しくはサクション管に組み込まれたヒータと液体との緊密な接触を同時に保証する摩擦防護部が提供される。

尿素水溶液を貯蔵するタンクを示す図である。 図１のタンクの内側の部分図である。

本発明の実施の形態を図示し、以下に詳細に説明する。

発明の実施の形態
図１に、還元剤３である尿素水溶液が充填されている容器１を備えたタンク１０を示す。還元剤を、タンクカバー１３の近くで、凍結した還元剤から成る膨れ４が形成された凍結状態において示す。容器１の内部には、いわゆるスロッシング抑制ポット（Schwapptopf）７が配置されている。このスロッシング抑制ポット７はタンク底部１４において脚部９を介して立っており、タンクを搬送する自動車が運動している場合に、タンク内での液状の作用物質の運動による液面揺動を抑制する。スロッシング抑制ポットの内部には、以下、サクション管と称呼される吸込み管路１１が、タンクカバー１３からタンク内部へ、タンク底部１４付近の領域内にまで突入している。サクション管は柔軟であるか若しくは撓曲可能であり、過剰な長さを有している。つまりサクション管は湾曲部を有しており、接触個所１９の領域において限定的にスロッシング抑制ポット７の内側の壁部に接触している。タンク底部寄りの、スロッシング抑制ポットの面において、サクション管はスロッシング抑制ポットの開口を抜けてスロッシング抑制ポットから突出している。スロッシング抑制ポット内部ではあるが上記領域において、サクション管は、有利にはスロッシング抑制ポットに固定されている給電線路（図示せず）を備えた電気的なヒータ２１によって取り囲まれる。上側のタンク領域においてサクション管はタンクカバー１３を貫通しており、例えば調量ポンプを有する圧送モジュール５と作用接続している。スロッシング抑制ポット７の側方に配置されている、スロッシング抑制ポット若しくは他の容器領域と同様に作用物質で充填されているセンサ容器１５は、このセンサ容器１５内に設けられている充填レベル測定器１７（充填レベルセンサ（英語：level sensor））を氷の衝突から防護するために働く。充填レベル測定器１７は圧送モジュール５に通じている電気的な線路１８に接続されている。電気的な線路１８は、サクション管１１と同様に過剰な長さを有している。つまり、電気的な線路１８は、タンクカバーを通って圧送モジュール内に進入する前は、タンクカバー付近のタンクの上側の領域においてチューブ状に延びていている。電気的な線路１８とサクション管１１とが１つ又は複数の接触個所１９において接触することは避けがたい。

−１１℃以下の温度で凍る還元剤は、液体／固体の相転移の際に約１０％だけ体積増加する。タンクがタンク底部から凍ると、還元剤の体積増加が表面に発生する。この事実に基づき氷は無視できない圧力を、タンク上側シェル６若しくはタンクカバー１３にもたらす。したがって、タンク上側シェルは鉛直方向に変形する。タンク内には、別体のカバー１３を介してタンクの上側シェル６から導出される種々異なる構成部材（ヒータ２１、充填レベル測定器１７、サクション管１１）が設けられている。上記氷圧の問題及び組付け理由から、構成部材のための供給管路及びサクション管は、相応に上記過剰の長さを持って構成されている。この過剰の長さは、完全に組み付けられたタンク内では、所定の湾曲した状態を占めている。この湾曲に基づき、タンク上側シェルに起こり得る鉛直方向の伸びを、構成部材を破損することなく吸収することができる。サクション管１１はスロッシング抑制ポット７において延在し、タンクへのカバーの組付け後に所定に曲げられてスロッシング抑制ポットの壁に接触する。同様にヒータの給電線路（図示せず）、充填レベル測定器の給電線路１８及び温度センサ（図示せず）の給電線路は、予め規定された位置において容器内部の隣接する構成部材に接触する。スロッシング抑制ポット壁部にサクション管が接触している場合には、（例えば悪路において）発生する加速に基づき、接触個所の領域においてサクション管／スロッシング抑制ポット壁部は磨耗する。同様に、他の構成部材との接触の結果、電気的な線路に摩擦が生じ、ひいては磨耗に繋がる。このことは、例えばサクション管及び線路が接触領域において著しく磨耗する傾向があるエラストマ被覆部を有している場合には一層当てはまる。

図２に図１のタンクの一区分２２を示す。図１に示した同じ構成部材には同じ符号を付し、再度説明はしない。サクション管１１のタンク底部寄りの領域の矢印２３は吸込み方向を示す。この吸込み方向において作用物質３が吸い込まれ、圧送モジュール５を介して調量個所若しくは調量モジュールに搬送される。タンクカバー１３は、矢印３１によって示す、液状の作用物質が戻るための貫通案内部３３を有している。充填レベル測定器１７の電気的な線路１８は、編み合された防護チューブ若しくは織物チューブ２６によって被覆されている。サクション管１１も、少なくとも予想される接触個所１９の周りの領域において同じ又は類似の織物チューブ２５によって被覆されている。タンクの詳細図に示されている、ヒータ２１に通じる加熱ワイヤ２８，２９は、サクション管の内側に又はサクション管の外壁部に配置されている。いずれにしてもサクション管も加熱ワイヤも織物チューブ２５によって取り囲まれている。

本発明は、上記接触個所１９における摩擦若しくは磨耗を回避することができる手段を示している。要するにスペーサが導入される。磨耗する線路及び吸込みチューブは、電気工学において一般的な編み合わされた織物チューブによって被覆される。多くのプラスチック製糸から編み合わされた織物チューブは、防護したい部分に緊密に接触して、スペーサの機能を担う。

Claims (11)

1. 自動車の機器を運転するための液状の作用物質（３）を貯蔵するタンク（１０）であって、容器（１）と、前記作用物質（３）の物理的な値としての充填レベル及び／又は温度に影響を及ぼし、かつ／又は該充填レベル及び／又は該温度を測定する、前記容器（１）内に突入している少なくとも１つの機能部材（１１，２８，２９；１８）を備えている、自動車の機器を運転するための液状の作用物質を貯蔵するタンクにおいて、
   前記機能部材（１１，２８，２９；１８）は、隣接するタンク構成部材（７，１１）と機械的に接触（１９）した場合に、磨耗から保護する少なくとも１つの手段（２５，２６）を備えており、
   前記機能部材（１１，２８，２９；１８）は、柔軟及び／又は撓曲可能であり、かつ、加熱ワイヤ（２８，２９）を有し、
   前記機能部材（１１，２８，２９；１８）は、前記容器（１）が前記作用物質（３）によって充填されている場合に、前記作用物質（３）と少なくとも部分的に接触することができるように配置されており、
   前記少なくとも１つの手段（２５，２６）は、チューブであり、
   前記チューブは、少なくとも１つの孔を有し、前記作用物質（３）は前記少なくとも１つの孔により前記機能部材（１１，２８，２９；１８）の外壁部にまで達することができ、前記機能部材（１１，２８，２９；１８）は前記チューブにより隣接するタンク構成部材（７，１１）から離間された状態に保たれることを特徴とする、自動車の機器を運転するための液状の作用物質を貯蔵するタンク。
2. 前記チューブは織物チューブであることを特徴とする、請求項１記載のタンク。
3. 前記チューブは硬質プラスチックから成っていることを特徴とする、請求項１又は２記載のタンク。
4. 少なくとも１つの前記機能部材は吸込み管路を有していることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項記載のタンク。
5. 前記吸込み管路は柔軟な吸込み管路であることを特徴とする、請求項４記載のタンク。
6. 少なくとも１つの前記機能部材は電気的な線路を有していることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項記載のタンク。
7. 前記電気的な線路は前記容器の外側の領域から、電気的なヒータ及び／又は測定部材に通じていることを特徴とする、請求項６記載のタンク。
8. 前記測定部材は充填レベル測定器（１７）であることを特徴とする、請求項７記載のタンク。
9. 前記電気的な線路は前記電気的なヒータを形成することを特徴とする、請求項７又は８記載のタンク。
10. 前記隣接するタンク構成部材は前記容器（１）内に配置されているスロッシング抑制ポット（７）により形成されており、該スロッシング抑制ポット（７）は、自動車の運動に基づく作用物質（３）の運動を抑制するために設けられていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項記載のタンク。
11. 自動車の機器は、自動車の排ガスを後処理する装置であることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一項記載のタンク。

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