JP6351131B2 - 流体ライン - Google Patents

Description

発明は、第１コネクタを有する入口側端部分、及び第２コネクタを有する出口側端部分を有する管を有し、少なくとも１つの補助要素により半径方向に内向きに区切られるキャビティが管に形成される、流体ラインに関する。

発明は、格納容器から注入デバイスに尿素溶液を運ぶのに使用される流体管に関連して、以下に説明される。尿素は、亜酸化窒素を低減すべく、注入デバイスを使用して、ディーゼルエンジンの排気管内に注入される。

低温で、尿素は凍結する。尿素が凍結するとき、注入デバイスに留まる尿素の量が注入デバイスを損傷するであろうという恐れがある。

凍結する尿素による注入デバイスへの損傷のリスクを回避すべく、エンジンのスイッチをオフした後で、少なくとも注入デバイスに尿素がないように、尿素溶液は、ラインから引き戻され得る。抽出に関して、理想的には、格納容器から注入デバイスに尿素を供給するためにも使用されるポンプと同一のものが使用される。しかしながら、このポンプは主に、管の入口側端部分から出口側端部分に、すなわち特定の圧力で尿素を供給する供給ポンプである。そのようなポンプの吸引力は通常、著しく劣っている。

発明は、ポンプの吸引力に関する要件を、低いレベルに維持するという目的に基づく。

この目的は、容積縮小要素がキャビティに、少なくとも出口側端部分の領域に配置されるという発明に従って達成される。

尿素ラインにおいて、しばしば、加熱素子はすでにキャビティに配置され、キャビティを半径方向に内向きに区切る。簡単に言うと、この場合、キャビティは環状のキャビティとして構成される。しかしながら、加熱素子はまた、いくつかの要素により形成され得、又は、更なる要素が、管の内側に配置され得、そのため、「環状」という用語は全ての場合において正しいものではない。しかしながら、簡潔さのために、それが説明において、以下で使用される。補助要素は実際、管の内側における自由容積を低減する。それにもかかわらず、留まる容積は相対的に大きく、ポンプの吸引力にさらなる要件を課す。そこで、補助要素に加えて、容積縮小要素がキャビティに配置される場合、キャビティの残留容積は、更に低減する。従って、管の内側に留まり得、抽出されなければならない可能性のある流体の量は、低減される。この流体の量がより小さいほど、ポンプの吸引力に関する要件は低くなる。意外にも、多くの場合において、それは、容積縮小要素を単に出口側端部分に配置するのに十分である。ポンプが次に、入口側端部分で管の内側から流体を抽出する場合、出口側端部分の領域における自由容積の減少に起因して、注入デバイスを空にすべく、十分な吸引圧力が形成される。加えて、このことは、容積縮小要素を含む管の複数の領域が相対的に迅速に空にされ得、そのため、相対的に低い抵抗力でポンプの吸引に対向するエアのみがこれらの領域に留まるという利点を有する。従って、全体として、注入デバイス、及びおそらく流体ラインの全体もが、より迅速に空にされ得る。

好ましくは、容積縮小要素は、入口側端部分の方向において、出口側端部分を超えて延在する。原則として、管内の自由容積を小さく抑えるべく、管全体に容積縮小要素が備えられ得る。従って、より大きな流動抵抗が生じ、入口側端部から出口側端部への流体の流通に対向する。しかしながら、尿素をディーゼルエンジンに運ぶのに流体ラインが使用されるとき、ここでは迅速に移送されるべき大量の尿素がないので、このことは重大ではない。

好ましくは、容積縮小要素は、複数の部分を有し、少なくとも２つの部分の間にギャップが設けられる。いくつかの部分が設けられる場合、ラインのアセンブリはより容易である。容積縮小要素の複数の部分が個々に取り付けられ得、特により長いラインにおいてある利点を構成する。

管が湾曲部分を有し、ギャップが湾曲部分に配置されることが好ましい。多くの場合において、補助要素及び容積縮小要素が、まっすぐ延びた管に挿入されるように、ラインが製造される。管は次に、湾曲部分を作るべく、曲げられる。管を加熱することを必要とし得る。湾曲部分の領域において、ギャップが容積縮小要素の２つの部分の間に設けられる場合、容積縮小要素は、湾曲の形成を妨げない。特に、このことは、湾曲部分の領域において管の内側の閉塞を妨げる。

好ましくは、容積縮小要素は、管の全体の長さにわたって延在する。このように、容積は管の全体の長さにわたって小さく保たれる。容積縮小要素の複数の部分の間のギャップは、排出されなければならない流体に利用可能な容積を不相応に拡大しないので、それらは実際には分裂効果を有しない。

好ましくは、容積縮小要素は、管の長さに沿って延在する凹部を有する。容積縮小要素は、実際には、入口側端部から出口側端部に流れる流体のフリーフローの断面を低減する。しかしながら、それは接液面積を増やし、そのため、さらなる流動抵抗が生じ、その後で、特に流体の抽出について、ポンプに関するより高い要件を課し得る。この場合において、凹部は、相対的に小さな接液面積を有する連続フローチャネルを、及び、故に相対的に低い流動抵抗をも提供する。流体に関して利用可能な容積は、凹部により不相応に拡大されることはない。

好ましくは、容積縮小要素は、キャビティの半径方向の内側、及び／又は半径方向の外側に接触して存在する。従って、容積縮小要素の画定された位置が達成される。通常、容積縮小要素は、キャビティの半径方向の内側のみに接触して、又はキャビティの半径方向の外側のみに接触して存在する。しかしながら、容積縮小要素が、いくつかの部分に分割される場合、それらの部分のいくつかをキャビティの半径方向の内側に接触して存在させ、他の部分をキャビティの半径方向の外側に接触して存在させることが可能である。

ここでは、容積縮小要素が、張力下で、キャビティの半径方向の内側、及び／又はキャビティの半径方向の外側に接触して存在することが好ましい。このように、容積縮小要素とキャビティの半径方向の内側との間、又は、容積縮小要素とキャビティの半径方向の外側との間の摩擦は、相対的に大きくなり、そのため、容積縮小要素は、流れる流体により移動することができない。容積縮小要素は、効率的にキャビティに固定されるようになる。

加えて、又は代替として、容積縮小要素が、キャビティの半径方向の内側、及び／又は半径方向の外側に接続されることを条件とし得る。そのような接続は、例えば、接着、溶接または類似のものにより達成され得る。従って、容積縮小要素は、キャビティにおいて移動不能に維持される。

それはまた、補助要素が少なくとも第２コネクタ内に入り込み、第２コネクタの接続スタブでリングギャップを形成し、リングギャップが、容積縮小要素に備えられるキャビティの断面積の０．７から１．３倍に相当する断面積を有している場合に有利である。いずれの場合においても、相対的に少ない、流体量は、ポンプにより容易に抽出され得るコネクタに留まり得る。

発明は、図面に関連して好ましい例示的な実施形態を参照して、以下で説明される。図面は以下を示す。
流体ラインの非常に概略的な断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩの断面である。

流体ライン１は、入口側端部分３、及び出口側端部分４を有する管２を有する。

第１コネクタ５は、入口側端部分３に配置される。第１コネクタ５は、スタブ６を有し、そこに管２が押し付けられている。第１コネクタ５は更に、ポンプ８に接続された接続形状７を有する（線で示される）。両方向の矢印９で示されるようなポンプ８は、可逆的な供給方向を有し、すなわち、ポンプ８は流体をライン１に供給し得、又は、ライン１から流体を抽出し得る。

第２コネクタ１０は、出口側端部分４に配置される。第２コネクタ１０はまた、スタブ１１を有し、そこに管２が押し付けられている。第２コネクタ１０は、注入デバイス１３に接続された接続形状１２を有する。注入デバイス１３は、ノズル１４を有する（線で示される）。複数のノズルがまた、設けられ得る。電気的に作動可能なバルブ１５は、ノズル１４の上流に接続され、そのため、流体は、目標とするやり方において、注入デバイス１３を介してライン１から供給され得る。

補助デバイス１６は管２に配置され、本件においては、加熱ロッドとして形成される。補助デバイス１６は、第１コネクタ５のスタブ６、及び第２コネクタ１０のスタブ１１の両方に挿入される。補助デバイス１６は、側面で、第１コネクタ５、及び第２コネクタ１０を離れ、すなわち、図面の平面が外に出て、そのため、加熱力を生成すべく、少なくともコネクタ５、１０のうち１つにおいて、電気エネルギーが補助要素１６内に導入され得る。

キャビティ１７は、管２と補助要素１６との間に配置される。たった１つの補助要素１６が管２の内側に配置される場合、キャビティ１７は、「環状」と説明され得る。しかしながら、この名称は、簡潔さのために保たれていて、１つの補助要素１６の代わりに、例えば、２つまたはそれより多くの補助要素１６が設けられる場合、例えば、２つの加熱導線が並列して走る場合にも適用する。

キャビティ１７は、管２により半径方向に外向きに、及び補助要素１６により半径方向に内向きに区切られる容積を有する。補助要素１６はまた、コネクタ５、１０のスタブ６、１１を通過しなければならず、管２がスタブ６、１１に押し付けられ、従って、スタブ６、１１よりより大きな内径を有するので、キャビティ１７は必ず、相対的に大きな半径方向の延伸を有し、故に、相対的に大きな容積も有する。大きな容積は、ポンプ８の吸引力に、かなりの要件を課す。

これらの要件を低く抑えるべく、容積縮小要素１８がキャビティ１７に配置され、容積縮小要素１８は複数の部分１８ａ、１８ｂ、１８ｃから形成される。ギャップ１９ａは、部分１８ａと１８ｂとの間に形成される。ギャップ１９ｂは、部分１８ｂと１８ｃとの間に配置される。ギャップ１９ａ及び１９ｂはそれぞれ、管２の湾曲部分２０、２１にある。

流体ライン１の製造について、管２はまずまっすぐ延ばされる。補助要素１６はまた、まっすぐ延ばして形成され、従って、まっすぐな管２内に容易に挿入され得る。この状態において、容積縮小要素１８の部分１８ａから１８ｃは、管２の内側へと難なく導入され得る。通常、コネクタ５、１０は、管２の端部分３、４に挿入される。次に、管２は形作られ、熱固定され得る。ギャップ１９ａ、１９ｂは、管２の湾曲部分２０、２１の形成を妨害しない。

容積縮小要素１８は、示された３つの部分１８ａ、１８ｂ、１８ｃより多く有してもよい。管２の湾曲部分２０、２１以外に、著しいギャップが生じないように、複数の部分が互いに隣接し得る。ギャップ１９ａ、１９ｂは、明確性の理由で、ここでは過剰に大きく示される。

部分１８ａ、１８ｃは、それらの半径方向の内側を補助要素１６に接触して存在する。図２から分かり得るように、容積縮小要素の部分１８ａは、管２の長さに沿って延在する凹部２２を有する。

容積縮小要素１８の部分１８ａと管２との間に、流体に利用可能な容積が大いに縮小されるギャップ２３が形成される。図面は、縮尺通りに解釈されるべきではない。しかしながら、ギャップ２３において流体の流動抵抗を増す、相対的に大きな接液面積がある。この流動抵抗は、ある状況下において、ポンプ８による流体の抽出に関する問題につながり得る。しかしながら、凹部２２は、はるかにより小さな接液面積が利用可能であるフローチャネルを提供し、従って相対的に低い流動抵抗を有し、流体が管２から抽出されることを可能にする。

部分１８ａは従って、Ｃの形をしたクリップとして形成され得、それはただ長手方向に穴が開けられた管部分からなり、その内径は、補助要素１６の外径より小さい。容積縮小要素１８の部分１８ａは次に、補助要素１６が管２内に押し付けられる前に、補助要素１６上に留められ得る。部分１８ａは次に、ある張力で補助要素１６に付着する。

必然的に、部分１８ａはまた、必要であれば、補助要素１６に、接着又は溶接され得る。

容積縮小要素の部分１８ｃは、それにしたがって構成され、補助要素１６に留められる。しかしながら、部分１８ｂは、管２の半径方向の内側に対して、その半径方向の外側が位置する。ここでも、部分１８ｂには、半径方向に外向きのプレテンションが備えられ得、そのため、管２の内側に対してある張力をもって位置する。ここでは再び、有利なことに、フローチャネルを形成する凹部２２が設けられる。

通常、全ての部分１８ａから１８ｃは、補助要素１６に固定され、又は管２の内側に接触して存在するかのいずれかである。部分１８ａから１８ｃをキャビティ１７に配置する様々な方法があることを示すべく、図１における描写が選択された。

図面における描写は縮尺通りではない。

補助要素１６が第２コネクタ１０に入り、接続スタブ１１でリングギャップ２４を形成することは明らかである。このリング２４は、ギャップ２３の断面積の７０％から１３０％に相当する断面積を有する。言い換えると、リングギャップ２４の断面積は、ギャップ２３の断面積とおおよそ同一の寸法である。

Claims (9)

1. 第１コネクタを有する入口側端部分、及び第２コネクタを有する出口側端部分とを有する管を有し、
   少なくとも１つの補助要素により半径方向に区切られるキャビティが前記管に形成され、
   容積縮小要素が、前記キャビティに、少なくとも前記出口側端部分の領域において、配置され、
   前記容積縮小要素は、前記管の全体の長さにわたって延在する、
   流体ライン。
2. 第１コネクタを有する入口側端部分、及び第２コネクタを有する出口側端部分とを有する管を有し、
   少なくとも１つの補助要素により半径方向に区切られるキャビティが前記管に形成され、
   容積縮小要素が、前記キャビティに、少なくとも前記出口側端部分の領域において、配置され、
   前記容積縮小要素は、前記管の長さに沿って延在する凹部を有する、
   流体ライン。
3. 第１コネクタを有する入口側端部分、及び第２コネクタを有する出口側端部分とを有する管を有し、
   少なくとも１つの補助要素により半径方向に区切られるキャビティが前記管に形成され、
   容積縮小要素が、前記キャビティに、少なくとも前記出口側端部分の領域において、配置され、
   前記補助要素は、少なくとも前記第２コネクタに入り込み、前記第２コネクタの接続スタブでリングギャップを形成し、
   前記リングギャップが、前記容積縮小要素に備えられる前記キャビティの断面積の０．７から１．３倍に相当する断面積を有する、
   流体ライン。
4. 前記容積縮小要素は、前記入口側端部分の方向において、前記出口側端部分を超えて延在する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の流体ライン。
5. 前記容積縮小要素は、複数の部分を有し、
   ギャップが、少なくとも２つの部分の間に設けられる、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の流体ライン。
6. 前記管は、湾曲部分を有し、
   前記ギャップは、前記湾曲部分に配置される、
   請求項５に記載の流体ライン。
7. 前記容積縮小要素は、前記キャビティの半径方向の内側、及び半径方向の外側のうち少なくとも１つに接触して存在する、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の流体ライン。
8. 前記容積縮小要素は、張力下で、前記キャビティの前記半径方向の内側、及び前記半径方向の外側のうち少なくとも１つに接触して存在する、
   請求項７に記載の流体ライン。
9. 前記容積縮小要素は、前記キャビティの前記半径方向の内側、及び前記半径方向の外側のうち少なくとも１つに接続される、
   請求項７又は８に記載の流体ライン。

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