KR101619681B1 - 액체 첨가제를 전달하는 전달 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명 탱크(2)로부터 배기 가스 처리 장치(3)로 액체 첨가제를 전달하는 전달 유닛(1)에 관한 것으로, 상기 전달 유닛은 상기 탱크(2)에 장착될 수 있는 하우징(4), 및 적어도 하나의 펌프(6)를 가지고, 클램핑 플레이트(7)에 의해 상기 하우징(4)에 고정되는 캐리어 구성요소(5);를 가진다.

Description

액체 첨가제를 전달하는 전달 유닛{Delivery unit for delivering a liquid additive}
본 발명은 액체 첨가제를 탱크로부터 배기 가스 처리 장치로 전달하는 전달 유닛에 관한 것이다.
첨가제가 공급되는 배기 가스 처리 장치가 차량 분야에서 연소 기관으로부터 배기 가스를 정화시키기 위한 것이라고, 특히나 알려져 있다. 상기와 같은 배기 가스 처리 장치에서 종종 특히나 실행되는 배기 가스 정화의 한 방법은, 액체 첨가제(운반 가스 예를 들면, 공기가 있거나 없음)로서 배기 가스로 공급되는 환원제에 의해 질소 산화물 화합물이 환원되는 SCR(selective catalytic reduction)의 방법이다. 일반적으로, 요소 수용액이 첨가제로 사용되며, 그리고 이는 예를 들면, 상표명 AdBlue®로부터 얻어질 수 있다.
일반적으로, 배기 가스 처리 장치에 액체 첨가제를 제공하는 것은, 첨가제를 탱크로부터 배기 가스 처리 장치로 전달하는 전달 유닛을 필요로 한다. 상기와 같은 전달 유닛은 가능한 한 간단한 구성으로, 가능한 한 비싸지 않도록, 그리고 가능한 한 신뢰성이 높도록 해야 한다. 또 다른 중요한 요건으로는 신속한 설치에 적합해야 한다는 것이다. 게다가, 필요할 시에 전달 유닛을 손쉽게 제거할 수 있어, 전달 유닛의 다양한 구성요소들이 유지 점검될 수 있는 것을 확보하여야 한다. 동시에, 상기 구성요소들은 동작 중에 자동차에 단단하게 고정되는 것을 확보하기 위한 관리가 필요하다.
이 같은 상황을 시발점으로 하여, 본 발명의 목적은 가능한 한 바람직한 방향으로 기술된 기술적 문제점을 해결하는 것에 있다. 특히, 상술된 용도의 액체 첨가제를 전달하고, 특히나 설치하기가 손쉬운 전달 유닛을 규정할 필요가 있다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 청구항 1의 특징에 따른 전달 유닛에 의해 달성된다. 나아가, 본 발명의 더욱 유리한 실시예가 종속 청구항에서 특정되어 있다. 청구항에 개별적으로 특정된 특징은 과학기술적으로 의미 있는 방식으로 서로 합쳐질 수 있고, 그리고 실시예의 예시적인 사항에 의해 보충될 수 있어, 본 발명의 다양한 추가 실시예를 만들 수 있도록 한다.
이에 따라서, 본 발명의 목적은 탱크로부터 배기 가스 처리 장치로 액체 첨가제를 전달하는 전달 유닛을 제공하는 것에 있고, 상기 전달 유닛은 상기 탱크에 장착될 수 있는 하우징; 및 적어도 하나의 펌프를 가지고, 클램핑 플레이트에 의해 상기 하우징에 고정되는 캐리어 구성요소(component carrier);를 적어도 가진다.
하우징은 탱크의 개방부 상에 또는 개방부에 장착되기에 적합한 것이 바람직하다. 특히, 전달 유닛 또는 하우징이 삽입될 수 있는 개방부는 탱크의 탱크 벽에 구비될 수 있다. 이러한 경우에, 하우징은, 외부 측면으로부터 시작하여, 탱크의 내부 공간으로 뻗어나가는 방식으로 개방부에 배치되는 것이 바람직하다. 하우징 또는 전달 유닛, 및 탱크 벽의 개방부는 탱크의 바닥에 배치되는 것이 바람직하다.
전달 유닛의 하우징(또는 하우징에 의해 경계가 지어진 내부 공간)의 적어도 50 퍼센트, 특히 바람직하게는 적어도 75 퍼센트가 탱크 내에 배치되는 것이 바람직하다. 액체 첨가제가 탱크로부터 제거되고 전달 유닛 또는 하우징으로 유입될 수 있는 적어도 하나의 유입 지점부(또는 제거 지점부)는 하우징 상에 배치되는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 전달 유닛 상에 제공된 유입 지점부는 탱크 바닥 부근에 배치되는 것이 바람직하다. 이는, 전달 유닛이 탱크에 저장된 첨가제를 가능한 한 많이 탱크로부터 전달할 수 있는 것을 확보하도록 한다. 유입 지점부는, 탱크 외부로부터의 불순물을 전달 유닛에 들어가지 못하도록 하는 필터로 구현되는 것이 바람직하다. 필터는 탱크 내의 하우징을 적어도 부분적으로 둘러싼 슬리브(sleeve)의 형태로 이루어질 수 있다. 필터는 또한 스크린(screen)의 형태로 이루어질 수 있다.
게다가, 하우징은 연결 소자를 가지는 것이 바람직하며, 상기 연결소자에는, 전달 유닛으로부터 분사 지점부로 첨가제를 전달할 수 있는 첨가제 라인이 부착될 수 있다. 연결 소자는, 탱크 상에 설치될 시에, 탱크의 외부 측면을 향하여 하우징의 부분에 위치되는 것이 바람직하다. 분사 지점부는 바람직하게, 노즐 및/또는 인젝터가 구비되며, 이때 상기 노즐 및/또는 인젝터에 의하여, 액체 첨가제는 배기 가스 처리 장치로 공급될 수 있다.
캐리어 구성요소는 바람직하게 금속으로, 그리고 특히나 바람직하게, 고열 전도도(예를 들면, 알루미늄)를 가진 금속으로 만들어진다. 캐리어 구성요소는 예를 들면, 주물(casting)일 수 있다. 전달 유닛의 다양한 유압 구성요소들이 전달 유닛 상에 장착될 수 있고, 이러한 유압 구성요소들 중 하나는 펌프이며, 상기 펌프에 의해 액체 첨가제는 탱크로부터 배기 가스 처리 장치로 운반된다. 추가적인 유압 구성요소들은 예를 들면, 첨가제의 유동을 제어하는 압력 센서 및/또는 밸브일 수 있다.
캐리어 구성요소는 적어도 하나의 클램핑 플레이트(clamping plate)와 하우징의 벽부 사이에 끼이거나 떠받쳐져 있다. 일치하는 개구부들 및/또는 안내부들은, 하우징에 캐리어 구성요소를 고정시키거나, 또는 하우징에 캐리어 구성요소의 위치를 정의하기 위해, 하우징 및/또는 클램핑 플레이트 상에 구비될 수 있다. 예를 들면, 안내부들은 하우징 상의 내부 끼움맞춤부들(internal fittings)일 수 있고, 이때 상기 내부 끼움맞춤부들은 캐리어 구성요소의 형상의 특정 특징 수단과 일치하고, 이로써, 하우징에 캐리어 구성요소의 위치를 정의한다. 예를 들면, 내부 끼움맞춤부들은 캐리어 구성요소의 2 개의 맞은편 모서리들의 움푹 팬 형상(negative shape)에 대응할 수 있다. 캐리어 구성요소는, 상대적인 회전을 방지하고 내부 끼움맞춤부들 또는 안내부들에 의해 안내되는 방식으로 하우징에 삽입되거나 영구적으로 장착될 수 있다. 또한, 캐리어 구성요소는 클램핑 플레이트에 의해 간접적으로 고정될 수 있되, 예를 들면, (배타적으로) 상기 구성요소를 그 위에(예를 들면, 펌프) 고정시킴으로써, 고정될 수 있다.
바람직한 한 옵션은 단 하나의 단일 클램핑 플레이트를 제공하는 것이다. 또 다른 바람직한 옵션은 클램핑 플레이트를 일체형으로 설계하는 것이다.
전달 유닛에 의해 전달된 첨가제는 환원제(특히, 요소 수용액)인 것이 바람직하고, 상기 환원제에 의하여, SCR(selective catalytic reduction)의 방법은 배기 가스 처리 장치에서 실행될 수 있다. 이를 위해, SCR 촉매 컨버터가 배기 가스 처리 장치에 구비되는 것이 바람직하다.
전달 유닛은, 캐리어 구성요소가 하우징에서 클램핑 플레이트에 의해 떠받쳐 있는 경우, 그리고 이를 위해, 클램핑 플레이트 또는 캐리어 구성요소가 적어도 하나의 스프링부를 적어도 가진 경우가 특히나 바람직하다.
클램핑 플레이트는, 바람직하게, 캐리어 구성요소에 작동하는 예압(preload)을 만들어내고, 캐리어 구성요소를 하우징 또는 하우징의 벽부에 기대어 밀착시킨다. 클램핑 플레이트는 금속, 예를 들면, 금속 시트로 만들어지는 것이 바람직하다. 클램핑 플레이트 및/또는 캐리어 구성요소의 스프링부는 캐리어 구성요소를 하우징에 떠받치기 위해서 탄성 예압을 받는 것이 바람직하다. 예압은, 클램핑 플레이트가 캐리어 구성요소에 가하는 (또는 그 반대) 힘을 정의한다. 힘 또는 예압은 바람직하게, 자동차가 가동 시에 하우징의 진동이 있을 시에도 캐리어 구성요소가 하우징에서의 고정 위치에 배치되는 방식으로 선택된다. 클램핑 플레이트의 적어도 하나의 스프링부는 설치 중에 탄성적으로 변형되어 탄성 예압(설치 상태에서 영구적인)을 만들어 내는 클램핑 플레이트의 굽어지고, 그리고/또는 유연하게(plastically) 변형되는 영역으로 구현되는 것이 바람직하다. 단지 클램핑 플레이트가 하나 또는 그 이상의(예를 들면, 2, 3, 4, 5 또는 6) 스프링부들로 구현되는 변형물이 바람직하다. 복수의 스프링부들이 제공되는 경우, 상기 스프링부들은 바람직하게, 설치된 상태에서, 하우징 및/또는 구성요소 및/또는 캐리어 구성요소의 서로 다른 영역과 상호 작용한다.
전달 유닛은 또한, 클램핑 플레이트가 복수의 암들을 가지는 경우를 이점으로 하고, 이때 상기 복수의 암들은 하우징의 플랜지(flange)의 오목부들에 맞물리게 되고, 상기 암들은, 하우징을 플랜지에서 폐쇄시키는 커버에 의해 오목부들에 고정된다.
하우징은 바람직하게 일단부에서 개방된 항아리 형상물(pot)로 구현되고, 이때 상기 일 단부의 개방부는 플랜지에 의해 (완전히 원형으로) 둘러싸인다. 플랜지는 탱크의 개방부에 하우징을 고정시키는 연결 시스템(특히, SAE 커넥터 또는 SAE 스크류 패스너(screw fastener))의 부분인 것이 바람직하다. 일 변형 실시예에서, 하우징은 커버에 의해 폐쇄될 수 있고, 이때 클램핑 플레이트는 동시에 커버에 의해 떠받치게 된다(즉, 밀폐됨과 동시에). 하우징은 별개의 동작으로 개방부에 고정될 수 있다. 또 다른 변형 실시예에서, 커버는 하우징에 클램핑 플레이트를 떠받치고, 이와 동시에 하우징을 탱크에 고정시키기 위해 사용된다. 양 변형 실시예들에서, 클램핑 플레이트의 암들은 바람직하게 하우징의 플랜지와 커버 사이에서 고정된다. 커버와 플랜지 사이의 평평한 씰링 표면(flat sealing surface)이 위치하는 것을 확보하기 위해, 플랜지에서 암들을 위해 있는 개구부들이 있는 것이 바람직하다. 동시에, 암들은 플랜지에 대해, 그리고 하우징에 대해 클램핑 플레이트를 위한 설치 방향을 정의한다. 여기에서, 용어 "암"은, 예를 들면, 클램핑 플레이트의 중앙 영역으로부터 외부 방향으로 실질적으로 방사상으로 뻗어나간, 클램핑 플레이트 상의 장형 돌출부를 특히나 의미한다. 암은 바람직하게 적어도 1 cm (센티미터) 또는 적어도 3 또는 5 cm의 크기를 가진다.
클램핑 플레이트는 바람직하게 캐리어 구성요소를 밀착시킨 중앙 클램핑 영역을 가지고, 상기 중앙 클램핑 영역으로부터 암들은 방사상으로 외부 방향으로 뻗어나간다. 커버는 바람직하게, 암들에 의해 클램핑 플레이트로 전달되는 힘을, 클램핑 플레이트의 암들에 가한다.
스프링부들을 형성하기 위해, 암들은 유연성 있게 변형되는 것이 바람직하다. 암들 각각이 2 개의 서로 마주보고 형성된 뒤틀림부들(kinks), 굽힘부 등을 가지는 경우가 특히나 바람직하고, 그 결과, 예를 들면, 각각의 암은 클램핑 플레이트에 대해 기울어져 있는 스프링부와, 그리고 이격된 평면으로 클램핑 플레이트의 중앙 영역에 평행하거나, 클램핑 플레이트에 평행으로 배치된 유지부(holding section) 가지는 것이 바람직하다. 상기 이격된 평면은, 클램핑 플레이트가 떠받쳐 있지 않을 시에, 플랜지로부터 떨어져 위치한다. 클램핑 플레이트 또는 스프링부들을 떠받치기 위해서, 이격된 평면에서의 유지부는 클램핑 플레이트에, 또는 특히 플랜지의 평면 근처에서 밀려 들어간다. 이러한 처리 동안, 스프링부들은 탄성적으로 변형된다.
전달 유닛은, 적어도 하나의 전자 구성요소가 클램핑 플레이트 상에 배치되는 경우에, 특히나 더 바람직하다.
전자 구성요소는, 적어도 부분적으로 개방 루프식 제어(open-loop control), 폐쇄 루프식 제어를 위하거나 전달 유닛에 의한 전달을 모니터링하는 모니터링 유닛 또는 제어 유닛인 것이 바람직하다. 설치된 상태에서, 전자 구성요소는 클램핑 플레이트 상의 캐리어 구성요소 맞은편에 위치하는 것이 바람직하다. 전자 구성요소는 예를 들면, 클램핑 플레이트에 나사로 조여질 수 있다(screwed). 전자 구성요소는 하우징에서의 클램핑 플레이트의 설치 전에 클램핑 플레이트 상에 장착되는 것이 바람직하다. 전자 구성요소는, 캐리어 구성요소에 부착된 다양한 구성요소들(특히, 펌프 및/또는 캐리어 구성요소에 부착된 다양한 센서들에 연결되되, 케이블 하네스(cable harness)에 의해 연결되는 것이 바람직하다. 케이블 하네스는 바람직하게 플러그 연결부에 의해 전자 구성요소에 연결될 수 있다. 전자 구성요소는 바람직하게 전달 유닛의 구성요소들의 적어도 부분적인 개방-루프식 제어를 실행한다. 전달 유닛의 능동 구성요소들은 바람직하게, 기술된 전자 구성요소를 통하여 단지 자동차의 제어 유닛에 의해 활성화된다. 자동차의 제어 유닛은 셋 포인트, 예를 들면 특정 압력 및/또는 이용할 수 있는 액체 첨가제의 전달율을 단지 전자 구성요소로 전달한다. 전자 구성요소는 필요한 경우에, 이들 셋 포인트에 따라서, 전달 유닛의 능동 구성요소들을 제어한다. 이러한 셋 포인트를 위해 필요한 (예를 들면, 압력 및 전달율) 측정이 바람직하게 자동으로, 전자 구성요소에 의해 실행된다. 예를 들면, 소프트웨어는, 전달 유닛의 펌프가 원하는 압력을 만들어 내지 못한 경우에 리턴 라인을 통해 전달 유닛의 규칙적인 유출(regular bleeding)을 실행하기 위해 전자 구성요소 상에 설치될 수 있다.
전달 유닛은, 펌프가 펌프의 회전 축 주위로 회전할 수 있는 방식으로 캐리어 구성요소에 고정되고 펌프가 회전 축 주위로 회전되는 것이 제한되거나 방지되는 방식으로 펌프가 클램핑 플레이트와 맞물리는 경우 특히나 바람직하다.
펌프는 바람직하게, 2 개의 라인 연결부를 가지며, 액체 첨가제는 일측 연결부를 통하여 유입되며, 그리고 액체 첨가제는 타측 라인 연결부를 통하여 방출된다. 2 개의 라인 연결부는 바람직하게, 캐리어 구성요소 상의 펌프의 회전 축 역시 되는 공통 축에 위치한다. 상기와 같은 펌프는, 바람직하게, 기술된 라인 연결부들의 공통 축과 실질적으로 평행하게 이동될 수 있고, 특히나 바람직하게, 상기 축 상에서도 이동될 수 있는 왕복 운동식 피스톤을 가진 왕복 운동식 피스톤 전달 펌프인 것이 바람직하다. 상기와 같은 펌프는 특히나 간단한 구성으로 이루어지고, 이에 따라 특히나 비용이 저렴해진다.
펌프는 바람직하게 2 개의 연결부들에서 O-링 씰들로 (단지) 캐리어 구성요소 상에 고정되고, 이로 인해, 펌프 및 캐리어 구성요소의 열 및 진동 분리 현상(decoupling)을 달성하는 것이 가능하다. 그러나, O-링 씰은 캐리어 구성요소에 대해 펌프의 이동을 가능케 한다. 2 개의 O-링 씰은 바람직하게 각 라인 연결부에 구비되고, 상기 씰 둘 다는 라인 연결부들의 공통 축과 동심으로 배치된다. 보다 작은 내부 O-링 씰은 라인 연결부의 유체 밀봉(fluid-tight sealing)을 위해 사용된다. 큰 외부 O-링은 펌프를 위한 완충 지지를 제공하기 위해 사용된다. 진동 또는 가속으로 인한, 캐리어 구성요소와 펌프 간에 작용하는 힘은 바람직하게 큰 외부 O-링에 의해 전달된다. 캐리어 구성요소의 연결부는 바람직하게 펌프의 라인 연결부로 뻗어나간다. 작은 내부 O-링 씰(seal)은 연결부와 라인 연결부 사이에 위치한다. 외부 상에, 펌프의 라인부는 캐리어 구성요소의 유지부에 의해 둘러싸인다. 큰 외부 O-링은 펌프의 라인부와 캐리어 구성요소의 유지부 사이에 위치한다.
O-링 씰들에서 회전 축 주위에서 펌프의 회전을 제한 또는 방지하기 위해서, 펌프는 바람직하게 돌출부를 가진다. 펌프 상의 돌출부는 클램핑 플레이트 상에 구비된 개구부와 맞물리고, 이로써, 회전이 되는 것을 방지한다. 돌출부는 클램핑 플레이트에 의해 형성된 평면을 통하여 뻗어나간다. 개구부는 캐리어 구성요소에 대해 돌출된다. 완충 소자는 바람직하게 클램핑 플레이트에서 개구부의 영역에도 구비되고, 펌프 상의 돌출부를 둘러싸고, 이로써, 펌프 및 돌출부의 이동이 클램핑 플레이트에 대해 완충될 수 있다. 예를 들면, 개구부는 돌출부를 둘러싼 고무 삽입무를 가질 수 있다. 개구부는, 캐리어 구성요소에 기대어 밀착시키는 클램핑 플레이트의 중앙 영역에 위치되는 것이 바람직하다.
전달 유닛은, 캐리어 구성요소가 U-형상의 펌프 홀더를 포함하고, 상기 펌프가 펌프 홀더의 2 개의 림브들 사이에 배치되는 경우에 더욱 바람직하다. 펌프의 (제 1) 연결부는 바람직하게 일 림브 상에 배치되고, 펌프의 타측 (제 2) 연결부는 바람직하게 펌프 홀더의 제 2 림브 상에 배치된다. 이로써, 펌프는 특히 캐리어 구성요소 또는 펌프 홀더에 의해 둘러싸이거나 에워싸이게 된다.
전달 유닛은, 캐리어 구성요소가 적어도 하나의 채널을 가지는 경우 더욱 바람직하고, 이때 상기 채널을 통하여 펌프는 첨가제를 전달하고, 상기 채널은 전달 유닛의 적어도 하나의 추가 기능적 구성요소에 펌프를 연결시킨다.
적어도 하나의 추가 기능적 구성요소는 예를 들면, 캐리어 구성요소 또는 첨가제의 온도를 측정하기 위한 온도 센서일 수 있다. 적어도 하나의 기능적인 구성요소는 또한 첨가제의 압력을 측정하는 압력 센서일 수 있다. 적어도 하나의 기능적인 구성요소가 채널에서 첨가제의 유동을 제어하는 밸브가 되는 것도 가능하다. 예를 들면, 리턴 밸브가 구비될 수 있는데, 이때 상기 리턴 밸브는 전달 유닛(또는 채널)으로부터 탱크로 다시 뻗어나가는 리턴 라인을 개폐할 수 있다. 적어도 하나의 압력 센서, 하나의 온도 센서 및 하나의 리턴 밸브는 바람직하게 추가 기능적 구성요소들로서 제공된다. 채널은 예를 들면, 캐리어 구성요소에 보어 홀(bore hole)로 구현된다. 캐리어 구성요소가 주물로 제조되는 경우, 채널 역시 주물이 될 수 있다. 채널은, 바람직하게 탱크로부터 배기 가스 처리 장치로 첨가제의 유동 경로의 일 부분을 형성한다. 주요 채널일 경우에, 채널은 바람직하게 펌프로부터 시작하여, 캐리어 구성요소를 통하여, 유출 연결부 방식으로 뻗어나간다. 온도 센서는 예를 들면, 채널의 첨가제의 온도를 측정하기 위하여 채널에 인접하게 위치할 수 있다. 압력 센서는 채널의 주요 채널로부터 분기되는 보조(side) 채널 상에 배치될 수 있다. 하우징에서 추가적인 개방부에 도달하여 탱크 내에 개방되는 또 다른 보조 채널이 주요 채널로부터 분리되는 것 역시 가능하다. 이러한 보조 채널은 리턴 라인을 형성한다. 보조 채널을 개폐할 수 있는 리턴 밸브는 보조 채널에 배치될 수 있다. 상기와 같은 리턴 라인에 의하여, 펌프를 통하여 그리고 다시 탱크로 들어가는 환원제의 재순환을 실행하는 것이 가능하다. 이는 펌프로 하여금 첨가제가 유출되는 것을 가능케 한다.
전달 유닛은, 첨가제를, 하우징을 통하여 캐리어 구성요소로 전달시키는 적어도 하나의 액체 운반 연결부가 있는 경우가 특히나 바람직하고, 이러한 연결부는 라인 구성요소에 의해 설정되고, 이때 상기 라인 구성요소는 외부 측면으로부터 하우징을 통하여 캐리어 구성요소로 뻗어나가고, 상기 하우징 및 캐리어 구성요소 각각에서 적어도 하나의 O-링 씰에 의해 밀봉된다.
액체 운반 연결부는, 바람직하게 하우징의 외부 측면을 캐리어 구성요소에서의 채널에 연결시킨다. 라인 구성요소는 바람직하게, 하우징의 외부 측면으로부터 하우징을 통하여 삽입된다. 전달 유닛을 설치하는 동안, 캐리어 구성요소는 바람직하게 클램핑 플레이트에 의해 하우징에 먼저 고정된다. 라인 구성요소는 외부로부터 하우징을 통해 캐리어 구성요소로 삽입되고, 라인 구성요소를 캐리어 구성요소 및 하우징에 밀봉하는 것은 O-링 씰들에 의해 달성된다. 라인 구성요소는 하우징 및 클램핑 플레이트에 위치하여 유지되도록. 고정 수단(예를 들면, 스크류, 또는 패스너)에 의해 외부로부터 고정된다.
라인 구성요소가 캐리어 구성요소로 뻗어나간 하우징의 외부 측면은 첨가제가 저장된 탱크의 내부 공간에 위치하는 것이 바람직하다. 라인 구성요소는, 바람직하게 탱크의 내부 공간으로부터 첨가제를 유입할 수 있는 유입 지점부를 형성한다.
마지막으로, 자동차 역시 제안되며, 상기 자동차는 연소 기관과, 상기 연소 기관으로부터 배기 가스를 정화하는 배기 가스 처리 장치와, 그리고 본 발명에 따른 전달 유닛 및 첨가제를 위한 탱크를 갖추며, 그리고 상기 전달 유닛은 첨가제를 탱크로부터 배기 가스 처리 장치로 전달한다. 이로써, 설치된 전달 유닛은 바람직한 적용 영역으로서 자동차를 위해 특히나 개시된다.
본 발명 및 기술적 분야는 도면을 기초로 아래에서 더욱 상세하게 설명될 것이다. 도면은 특히 바람직한 실시예를 나타내고 있지만, 본 발명이 상기 실시예만으로 한정되지 않는다. 특히, 도면은 단지 개략적으로 나타낸 것으로서, 도시된 비율로 한정되지 않음을 알 수 있을 것이다. 상기 도면에서:
도 1은 전달 유닛을 구비한 탱크의 도면이고;
도 2는 전달 유닛의 실시예 도면이고;
도 3은 전달 유닛의 단면도이고;
도 4는 도 3의 전달 유닛을 밑에서 본 도면이고;
도 5는 클램핑 플레이트 없이, 도 3의 전달 유닛을 밑에서 본 도면이고;
도 6은 전달 유닛을 갖춘 자동차 도면이고; 및
도 7은 전달 유닛의 또 다른 실시예 도면이다.
도 1은 전달 유닛(1)이 위치한 탱크(2)를 도시한다. 전달 유닛은 탱크(2)의 탱크 바닥(13)에 배치되되, 탱크(2)의 개방부(12)에 배치된다. 전달 유닛(1)은 탱크 바닥(13)으로부터 시작하여 탱크(2)의 내부 공간으로 뻗어나간다. 전달 유닛(1)은 캐리어 구성요소(5)가 위치한 하우징(4)을 포함한다. 본원에서 점선으로 나타낸 펌프(6)는 캐리어 구성요소(5) 상에 고정된다. 전달 유닛(1)은 유입 지점부(intake point)(24)에서 탱크(2)로의 액체 첨가제를 받아, 상기 액체 첨가제를 유출 연결부(25)로 전달한다. 첨가제가 전달 유닛(1)으로부터 인젝터 또는 분사 지점부(injection point)(여기에서 미도시)로 운반될 수 있는 첨가제 라인은 유출 연결부(25)에 부착될 수 있다. 이러한 분사 지점부 또는 인젝터에서, 첨가제는 배기 가스 처리 장치로 공급될 수 있다. 하우징(4)은 커버(10)에 의해 폐쇄될 수 있다. 폐쇄 기능과 더불어, 커버(10)는 탱크 바닥(13)의 개방부(12)에 하우징(4) 및/또는 전달 유닛(1)을 고정시키기 위해 설정될 수 있다.
도 2는 전달 유닛(1)을 보다 상세하게 도시한다. 이러한 도면 역시 하우징(4)과, 펌프(6)를 구비한 캐리어 구성요소(5)와, 탱크 바닥(13)과, 그리고 커버(10)를 보여준다. 캐리어 구성요소(5)가 하우징(4)에 고정되도록 하는 (그리고 특히 실제로 떠받쳐져 있도록 하는) 클램핑 플레이트(7)가 부가적으로 도시된다. 클램핑 플레이트(7)는 플랜지(9)에 맞닿아 있다. 플랜지(9)는 하우징(4)의 일부로서, 하우징(4)과 탱크 바닥(13) 간의 연결부를 설정한다. 클램핑 플레이트(7)는 바람직하게, 플랜지(9)에 맞닿는 적어도 하나의 부분을 가진다. 이러한 경우에, 이러한 부분은 플랜지(9) 상의 양 측면 상에서 직접 보인다. 캐리어 구성요소(5)에 기대어 밀착시키거나, 캐리어 구성요소(5)와 접촉하는 클램핑 플레이트(7)의 적어도 하나의 부분이 바람직하게 추가로 위치한다. 클램핑 플레이트(7)의 이러한 서로 다른 부분들 사이에는 스프링부들(35)이 위치하는 것이 바람직하고, 이때 상기 스프링부들(35)은 탄성 응력을 받고, 이로써 클램핑 플레이트(7) 및 캐리어 구성요소(5)에 힘을 가하고, 하우징(4)에서 상기 캐리어 구성요소(5)를 떠받친다.
도 3은 전달 유닛(1)을 보다 상세하게 도시한 단면도를 도시하고, 여기에서 전달 유닛(1)에 존재하는 추가적인 구성들을 볼 수 있다. 여기에서와 마찬가지로, 캐리어 구성요소(5)를 구비한 하우징(4)과, 그리고 클램핑 플레이트(7)를 볼 수 있다. 캐리어 구성요소(5)는 펌프(6)를 가진다. 캐리어 구성요소(5)는, U-형상을 한 펌프 홀더(16)를 포함하거나 형성한다. 펌프 홀더(16)는 2 개의 림브들(17)을 가지고, 하나의 림브(limb)(17)는 도 3에서 볼 수 있다. 2 개의 림브들(17)은 도 3의 단면으로 해칭된 영역(hatched area)으로 도시된 바와 같이, 중앙 영역에 의해 서로 연결된다. 펌프(6)는 (여기에서 선택된 단면도로 인해, 림브들(17) 중 하나가 보이지는 않지만) 2 개의 림브들(17) 간에 배치된다. 캐리어 구성요소(5)를 시작으로 하여, 유출 연결부(25)는 전달 유닛(1) 외부로, 그리고 하우징(4) 외부로 뻗어나간다. 첨가제 라인은, 예를 들면, 유출 연결부(25)에 연결될 수 있다. 클램핑 플레이트(7)는 복수의 암들(8)을 가지며, 상기 복수의 암들(8) 각각은 클램핑 플레이트(7)의 중앙 영역으로부터 시작하여 뻗어나가 플랜지(9)에 맞닿는다. 클램핑 플레이트(7)에 배치된 것은 전자 구성요소(11)이며, 상기 전자 구성요소(11)는 예를 들면, 제어 유닛일 수 있거나, 또는 전달 유닛(1)용 모니터링 유닛일 수 있다. 전자 구성요소(11)는 캐리어 구성요소(5)의 맞은 편에 위치하되, 클램핑 플레이트(7)의 타 측면 상에 위치한다.
도 4는 도 3의 화살표 A로 나타낸 도 3의 전달 유닛(1)의 도면이다. 여기에서, 커버는 하우징(4) 상에 배치되지 않는다. 보이는 것은 하우징(4)의 밑 부분이다. 이러한 경우, 클램핑 플레이트(7)는, 클램핑 플레이트(7) 아래에 배치된 캐리어 구성요소(5)를 보여주기 위해 부분적으로 투명하게 도시되었다. 여기에서, 볼 수 있는 바와 같이, 클램핑 플레이트(7)는 전자 구성요소(11)를 가진다. 클램핑 플레이트(7)는 캐리어 구성요소(5)를 밀착시키는 중앙 영역을 가진다. 암들(8)은 중앙 영역으로부터 시작하여 뻗어나간다. 하우징(4)은 플랜지(9)를 가진다. 플랜지(9)에 구비된 것은 오목부들(15)이고, 상기 오목부들에 클램핑 플레이트(7)의 암들(8)이 배치된다. 암들(8)은 클램핑 플레이트(7) 상에서 오목부들(15)에 맞물린다.
볼 수 있는 바와 같이, 캐리어 구성요소(5)는 U-형상 펌프 홀더(16)를 포함하고, 상기 U-형상 펌프 홀더(16)는 2 개의 림브들(17)을 가지고, 이들 림브들 사이에는 펌프(6)가 배치된다. 캐리어 구성요소(5)로부터 시작하여, 유입 지점부(24)는 하우징(4)을 통하여 뻗어나간다(여기에서 점선으로 도시됨). 또한, 캐리어 구성요소(5)로부터 시작한 것은 유출 연결부(25)이며, 상기 유출 연결부(25)에는 첨가제 라인이 연결될 수 있다. 펌프(6)와 더불어, 전달 유닛(1)의 추가 기능적 구성요소들(19)은 또한 캐리어 구성요소(5) 상에 고정된다. 안내 립들(29)은 하우징(4)에 구비되고, 하우징에서 캐리어 구성요소(5)의 위치를 정의한다. 2 개의 개구부들(27)은 클램핑 플레이트(7)에 구비된다. (제 1) 개구부(27)는 유출 연결부(25)가 캐리어 구성요소(5)로부터 시작하여 뻗어나가도록 한다. 다른 (제 2) 개구부(27)에 배치된 것은 펌프(6) 상의 돌출부(28)이다. 펌프(6)는 클램핑 플레이트(7)가 없이 회전 축(14) 주위를 회전할 수 있도록 하는 방식으로, 캐리어 구성요소의 림브들(17) 상에 고정된다. 펌프(6) 상의 돌출부(28)는 클램핑 플레이트(7)의 개구부(27)에 맞물려 있다. 이러한 맞물림은 회전 축(14) 주위를 펌프(6)가 (바람직하지 않은 크게) 회전하는 것을 방지 또는 제한한다.
캐리어 구성요소(5) 상의 구성요소의 보다 상세한 도면을 제공하기 위해서, 전달 유닛(1)은 도 5에서 클램핑 플레이트 없이 도시된다. 여기에서, 캐리어 구성요소(5)는 하우징(4)에서 볼 수 있다. 캐리어 구성요소(5)는 2 개의 림브들(17)을 가진 펌프 홀더(16)와, 중앙 영역을 포함한다. 펌프(6)는 2 개의 림브들(17) 사이에서 캐리어 구성요소(5) 상에 고정된다. 펌프(6)는 2 개의 펌프 연결부들(34)을 가진다. 첨가제를 펌프(6)로 유입시키는 목적을 위한 유체 연결은 일측 펌프 연결부(34)에 의해 설정될 수 있다. 첨가제를 펌프(6)로부터 방출시키는 목적을 위한 유체 연결은 타측 펌프 연결부(34)에 의해 설정될 수 있다. 펌프 연결부들(34) 둘다는 바람직하게, 공통 축(common axis) 상에 배치된다. 펌프 연결부들(34)은 바람직하게 O-링 씰들(21)에 의해 림브들(17)에서 밀봉된다. 펌프(6)는 펌프 연결부들(34) 주위에서 회전될 수 있고, 이로써, 펌프 연결부들(34)의 축은 회전 축(14)을 형성한다. 또한, 펌프(6) 상에는 돌출부(28)이 위치한 것을 볼 수 있으며, 상기 돌출부는 클램핑 플레이트(7)와 맞물릴 수 있어, 펌프(6)가 회전 축(14) 주위로 회전하는 것을 방지한다.
캐리어 구성요소(5)를 통과하는 채널(18)은 도 5에서 점선으로 도시된다. 채널(18)은 유입 지점부(24)로부터 펌프(6)를 향하여 펌프 연결부(34)로 유체 연결을 설정한다. 채널(18)은 펌프 연결부(34)로부터 유출 연결부(25)로 연결을 더 설정한다. 캐리어 구성요소(5) 상에 배치된 추가 기능적 구성요소들(19)은 채널(18)에 더 연결될 수도 있다. 이러한 추가 기능적 구성요소들(19)은 예를 들면, 압력 센서들, 온도 센서들 또는 액체 밸브들일 수 있다.
캐리어 구성요소(5)는 하우징(4) 상에 안내 립들(guide ribs)(29)에 의해 위치하여 (부가적으로) 고정될 수 있다. 여기에서, 안내 립들(29)은 하우징(4) 상의 내부 끼움맞춤부들이며, 이때 상기 내부 끼움맞춤부들은 캐리어 구성요소(5)의 형상의 특정 특징 수단들과 일치되고, 이로써, 캐리어 구성요소(5)의 위치를 하우징(4)에 정의한다.
유입 지점부(24)는 또한 도 5에서 보다 상세하게 도시된다. 이는, 외부 측면으로부터 하우징(4)을 통하여 캐리어 구성요소(5)로 뻗어나가는 라인 구성요소(36)에 의해 형성된다. 이로써, 라인 구성요소(36)는 외부 측면으로부터 하우징(4)을 통하여 캐리어 구성요소(5)로 또는 상기 캐리어 구성요소(5)에 배치된 채널(18)로 액체 운반 연결부(liquid-carrying connection)를 형성한다. 라인 구성요소(36)는 하우징(4) 및 캐리어 구성요소(5) 각각에서 적어도 하나의 O-링 씰(21)에 의해 밀봉된다. 라인 구성요소(36)는 바람직하게 외부로부터 하우징(4)에 부착되되, 캐리어 구성요소(5)가 이미 하우징(4)에 위치하고 클램핑 플레이트(7)에 의해 최종 위치에서 고정될 시에, 부착된다.
도 6은 연소 기관(23)과, 상기 연소 기관(23)으로부터 나온 배기 가스를 정화하는 배기 가스 처리 장치(3)를 갖춘 자동차(22)를 도시한다. 전달 유닛(1)에 의해 탱크(2)로부터 얻어질 수 있는 액체 첨가제는 분사 장치(26)에 의해 배기 가스 처리 장치(3)로 공급될 수 있다. 전달 유닛(1)은 탱크(2)의 바닥에 배치된다. 전달 유닛(1)은 라인을 통해 액체 첨가제를 분사 장치(26)로 안내한다. 여기에서 볼 수 있는 바와 같이, 분사 장치(26)는 배기 가스 처리 장치(3)에 배치되되, 첨가제가 유동 흐름(33)으로 흘러가는 배기 가스를 따라가서 분배되는 방식으로, 배치된다. 그 후, 이러한 배기 가스/첨가제 혼합물은, 배기 가스의 변환을 위한 원하는 반응이 일어날 수 있는 SCR 촉매 컨버터(32)로 공급될 수 있다.
도 7에 따른 전달 유닛(1)의 또 다른 실시예에서, 펌프(6) 및 전자 구성요소(11)는 전달 유닛(1)의 하우징(4)에 위치한다. 펌프(6)에 의해, 액체 첨가제는 배기 가스 처리 장치를 위한 액체 첨가제를 이용하도록 하는 분사 장치로 전달되되, 탱크(2)로부터 전달될 수 있다. 도 7에 도시된 전달 유닛(1)의 하우징(4)에서, 반투성 멤브레인(semipermeable membrane, 30)에 의해 폐쇄된 개방부가 있다. 이러한 멤브레인(30)에는 공기가 통과할 수 있고, 액체는 통과할 수 없다. 이로써, 압력 균등화는 하우징(4)의 내부 공간과 외부 측면 사이에서 일어날 수 있다. 동시에, 액체는 외부 측면으로부터 하우징(4)으로 들어갈 수 없다. 상기와 같은 멤브레인(30)에 의하여, 하우징(4)에 배치된 압력 센서(31)가 하우징 외부에 있는 주위 압력에 노출되고, 이로써, 주위 압력에 대해 전달 유닛(1)에 첨가제를 전달하는 채널(18)의 압력을 측정할 수 있는 것을 확보할 수 있다. 동시에, 습기는 하우징(4)에 들어가지 못하고, 이로써 예를 들면, 하우징(4)에서의 전자 구성요소들(11)에 손상을 입히지 못한다.
도 7에 도시된 전달 유닛의 변형물은 또한 클램핑 플레이트에 대하여, 본 발명에 따라 본원에서 주어진 다른 수단과는 별도로 사용될 수 있어서, 예를 들면 전달 유닛의 연속적인 기능성이 체크되거나 달성될 수 있다. 나아가, 이러한 설계는 상술된 다른 수단 모두와 함께 원하는 방식으로 조합될 수도 있다. 이로써, 특히, 다음의 주제 내용은 종래 기술의 개량으로서 본원에서 개시된다: 첨가제를 전달하는 펌프와, 적어도 하나의 전자 구성요소가 배치된 하우징을 갖춘 첨가제용 전달 유닛으로서, 상기 하우징은 반투성 멤브레인에 의해 형성된 벽부를 가진다. 하우징은 바람직하게 전달 유닛의 채널의 압력이 측정될 수 있는 압력 센서를 포함하고, 상기 채널은 첨가제를 전달하는 기능을 가진다. 동일한 용어/수단이 본원에서 개시되는 한에 있어서, 참조 번호는 상기의 해당 보완적인 설명으로 완전하게 만들어질 수 있다. 이는 특히나, 하우징과, 펌프와, 하우징의 연결부와, 채널과, 전달 유닛 등의 적용 영역에 관련된 설명에 대해 적용된다.
1 전달 유닛 2 탱크
3 배기 가스 처리 장치 4 하우징
5 캐리어 구성요소 6 펌프
7 클램핑 플레이트 8 암
9 플랜지 10 커버
11 전자 구성요소 12 개방부
13 탱크 바닥 14 회전 축
15 오목부 16 펌프 홀더
17 림브 18 채널
19 기능적인 구성요소 20 연결부
21 O-링 씰 22 자동차
23 연소 기관 24 유입 지점부
25 유출 연결부 26 분사 장치
27 개구부 28 돌출부
29 안내 립 30 멤브레인
31 압력 센서 32 SCR 촉매 컨버터
33 유동 방향 34 펌프 연결부
35 스프링부 36 라인 구성요소

Claims (9)

  1. 탱크(2)로부터 배기 가스 처리 장치(3)로 액체 첨가제를 전달하는 전달 유닛(1)에 있어서,
    상기 탱크(2)에 장착될 수 있는 하우징(4); 및
    적어도 하나의 펌프(6)를 가지고, 클램핑 플레이트(7)에 의해 상기 하우징(4)에 고정되는 캐리어 구성요소(5);를 적어도 가지며,
    상기 펌프(6)는, 상기 펌프(6)의 회전 축(14) 주위로 회전할 수 있는 방식으로 상기 캐리어 구성요소(5) 상에 고정되며, 그리고
    상기 펌프(6)는, 상기 펌프(6)가 상기 회전 축(14) 주위로 회전하는 것을 제한 또는 방지하는 방식으로, 상기 클램핑 플레이트(7)와 맞물릴 수 있는 액체 첨가제 전달 유닛(1).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 캐리어 구성요소(5)는 상기 하우징(4)에서 상기 클램핑 플레이트(7)에 의해 떠받쳐지고, 상기 떠받쳐지기 위해서, 적어도 상기 클램핑 플레이트 또는 캐리어 구성요소(5)는 적어도 하나의 스프링부(35)를 가지는 액체 첨가제 전달 유닛(1).
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 클램핑 플레이트(7)는, 하우징(4)의 플랜지(9)에서의 오목부들(15)에 맞물리는 복수의 암들(8)을 가지고,
    상기 암들(8)은, 상기 플랜지(9)에서 상기 하우징(4)을 폐쇄하는 커버(10)에 의해, 상기 오목부들(15)에 고정되는 액체 첨가제 전달 유닛(1).
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 클램핑 플레이트(7) 상에는 적어도 하나의 전자 구성요소(11)가 배치되는 액체 첨가제 전달 유닛(1).
  5. 삭제
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 캐리어 구성요소(5)는 U-형상의 펌프 홀더(16)를 포함하며, 그리고
    상기 펌프(6)는 상기 펌프 홀더(16)의 2 개의 림브들(17) 간에 배치되는 액체 첨가제 전달 유닛(1).
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 캐리어 구성요소(5)는 적어도 하나의 채널(18)을 가지고, 상기 적어도 하나의 채널을 통하여 상기 펌프(6)는 상기 첨가제를 전달하고, 상기 채널(18)은 상기 펌프(6)를, 상기 전달 유닛(1)의 적어도 하나의 추가 기능적 구성요소(19)에 연결시키는 액체 첨가제 전달 유닛(1).
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 액체 첨가제 전달 유닛에는, 상기 첨가제를, 상기 하우징(4)을 통하여 캐리어 구성요소(5)로 전달시키는 적어도 하나의 액체 운반 연결부(20)가 위치하고, 상기 연결부는 라인 구성요소(36)에 의해 설정되고, 이때 상기 라인 구성요소(36)는 외부 측면으로부터 하우징(4)을 통하여 캐리어 구성요소(5)로 뻗어나가고, 상기 하우징(4) 및 캐리어 구성요소(5) 각각에서 적어도 하나의 O-링 씰(21)에 의해 밀봉되는 액체 첨가제 전달 유닛(1).
  9. 연소 기관(23)과, 상기 연소 기관(23)으로부터 배기 가스를 정화하는 배기 가스 처리 장치(3)와, 그리고 청구항 1 또는 청구항 2에 따른 액체 첨가제 전달 유닛(1) 및 첨가제를 위한 탱크(2)를 갖추며, 그리고
    이때 상기 액체 첨가제 전달 유닛(1)은 상기 첨가제를 상기 탱크(2)로부터 상기 배기 가스 처리 장치(3)로 전달하는 자동차(22).
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