KR102480118B1 - 동결 가능 처리제/보조제의 이송을 위한, 가열 장치를 구비한 공급 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 내연기관의 배기가스 후처리용 동결 가능 처리제/보조제를 이송하고, 동결 가능 처리제/보조제를 수용하는 저장 탱크를 가열하기 위한 공급 모듈(10)에 관한 것이다. 상기 공급 모듈(10)은, 지지 바디(24) 상에 전기 접촉되어 있는 주 가열부(18) 및 보조 가열부(30)를 포함한다. 가열 포트(50)의 포트 벽부(52)는 주 가열부(18)의 전기 접점들(62) 및 보조 가열부(30)의 전기 접점들(60)을 모두 포함한다.

Description

동결 가능 처리제/보조제의 이송을 위한, 가열 장치를 구비한 공급 모듈
본 발명은 내연기관을 위한 처리제/보조제를 가열하기 위한 장치에 관한 것이며, 상기 처리제/보조제는 특히 내연기관의 배기가스 내 유해물질의 저감을 위한 동결 가능 환원제이다.
DE 10 2013 217 333 A1호는 탱크 내 필터 및 이 탱크 내 필터를 위해 적합한 필터 매체에 관한 것이다. 탱크 내 필터는 액체의 필터링에 이용되고, 제1 필터 측과 제2 필터 측을 갖는다. 상기 필터 측들 사이에 수용 챔버가 배치되며, 나아가 하나의 포트(pot)를 통해 필터링된 액체가 상기 수용 챔버 외부로 배출될 수 있다. 하우징을 형성하기 위해, 제1 필터 측 및 제2 필터 측을 에워싸는 환형 외주 벽부가 제공되며, 이 경우 하나 이상의 필터 측이 주름형 필터 매체를 갖는다.
DE 10 2013 222 288 A1호는 처리제/보조제의 이송을 위한 공급 모듈에 관한 것이다. 처리제/보조제, 특히 배기가스 후처리 시스템을 위한 동결 가능한 환원제의 이송을 위한 공급 모듈은, 이송 유닛 및 필터가 수납되어 있는 지지 부재를 포함한다. 필터는, 상기 필터를 실질적으로 에워싸는 가열부를 위한 파지부이다. 필터의 필터 몸체는 제1 하우징 반부와 제2 하우징 반부를 포함한다. 가열부는 다수의 가열 와이어로 형성된다. 필터는 포트 형태로 형성된 지지 부재의 장착면 상에 포지셔닝된다. 공급 모듈의 필터는, 민감한 부품들, 예컨대 이송 장치, 그리고 처리제/보조제를 배기가스 덕트 내로 계량공급하는 계량공급 모듈을 보호하기 위해, 오염 입자, 그리고 연료 보충 과정 중에 추가로 탱크 내로 유입되는 오염물을 필터링하는 기능을 한다. 필터의 유효수명에 걸쳐서 볼 때 주 오염은 연료 보충 시 유입되는 오염물에 의해 발생한다(75% 이상). 필터는 공급 모듈의 유효수명에 부합하게 설계되어야 하기 때문에, 필터의 용량은 상기 요건을 충족하기에 충분한 수준이어야 한다. 이러한 이유로, 그리고 제한적인 가용 장착 공간으로 인해, 필터 구조가 상대적으로 높아진다. DE 10 2013 222 288 A1호에 따른 필터의 둘레에는 일정한 횡단면을 갖는 가열 와이어 형태의 저항 가열부가 권축되어 있는데, 이 저항 가열부의 기능은 한편으로 동결된 상태로 필터 내부에 함입된 환원 매체를 해동하고, 다른 한편으로는 필터를 에워싸고 있는 탱크 용량을 해동하는 것이다. 부품 수를 줄이고 비용을 절약하며 효과적인 가열 능력을 보장하기 위해, DE 10 2013 222 288 A1호에 따른 해결책에서는 필터의 필터 몸체의 저항 가열부의 가열 와이어을 위한 지지 바디가 이용된다. 필터에 대한, 그리고 설계로 인해 3m 이상의 길이를 갖는 가열 와이어에 대한 전술한 요건들로 인해, 저장 탱크 내 처리제/보조제의 충전 레벨에 따라 필터 가열부 조합에 대한 작동상태들이 발생한다. 처리제/보조제는 특히 동결 가능한 환원제, 예컨대 요소(urea)이거나, -11℃ 미만의 외기 온도에서 동결되는 요소수이다.
필터 및 가열부가 저장 탱크 내 동결 가능한 환원제에 의해 부분적으로만 덮이거나, 전혀 덮이지 않는 경우, 노출된 가열 와이어 영역들에서 강력한 온도 상승이 발생한다. 이에 대한 원인은 주변 환경으로 배출될 수 없는 너무 높은 국소적 에너지 배출에 있다. 과도하게 높은 온도로 인한 필터 및 지지 부재의 부품 손상을 방지하기 위해, DE 10 2013 222 288 A1호에 따른 해결책의 경우, 제어 장치를 통해 가열 능력이 저감된다. 그러나 이에 결부되는 가열 능력의 저하는 해동 특성을 악화시킨다.
DE 10 2014 211 251은, 이송 장치 및 필터가 수납되어 있는 지지 바디를 구비한 배기가스 후처리 시스템의 처리제/보조제를 이송하기 위한 공급 모듈에 관한 것이다. 지지 바디 상에는, 처리제/보조제를 위한 저장부를 형성하는 포트 형태의 가열 부재가 배치된다. 포트 형태의 가열 부재는, 특수강 스트립으로서 또는 강재 스트립으로서 형성되는 포트 벽부를 갖는다.
동결 가능 처리제/보조제를 수용하는 탱크의 가열을 위한 가열 장치들은 보조 가열부를 포함할 수 있다. 보조 가열부는 예컨대 나선형으로 권축된 가열 와이어로서 형성될 수 있으며, 이 가열 와이어는 가열 모듈 상에 형성된 별도의 커넥터 인터페이스에 전기적으로 연결된다. 동결 가능 처리제/보조제의 가열을 위한 가열 모듈은 상기 처리제/보조제를 위한 탱크 내에 위치되기 때문에, 탱크 내에 저장된 환원제에 대한 전기 접촉부의 밀봉이 필요하다. 이를 위해, 한편으로 상당한 개수의 소형 추가 부품을 요구하고 다른 한편으로는 상당한 수의 조립 단계를 수반하는 복수의 밀봉 및 고정 부재가 요구된다. 그 외에도, 장착된 보조 부재들, 예컨대 씰링, 탄성 중합체 부품 및 그 밖의 소형 부재들은, 작동 중 자체의 고장 시 환원제가 임계적인 어셈블리 위치들에 도달할 수도 있는 잠재적 취약 지점들(weak point)을 형성한다.
본 발명에 따라 상기 문제는, 지지 바디 상에 전기 접촉되어 있는 주 가열부 및 보조 가열부를 포함하며, 내연기관의 배기가스 후처리용 동결 가능 처리제/보조제를 이송하기 위한, 그리고 동결 가능 처리제/보조제를 수용하는 저장 탱크를 가열하기 위한 공급 모듈에 의해 해결되며, 가열 포트의 포트 벽부가 상기 주 가열부의 전기 접점들 및 보조 가열부의 전기 접점들을 모두 포함한다.
본 발명의 기초가 되는 해결책의 또 다른 구성에서, 전기 접점들은 포트 벽부의 주연부 상의 요면부 내에 제공되며, 그럼으로써 상기 전기 접점들은 가열 포트의 환형으로 연장되는 포트 벽부의 외주연 위로 더 돌출되지 않는다.
본 발명에 따라 제안되는 공급 모듈의 또 다른 바람직한 실시예에서, 주 가열부의 전기 접점들은 공급 모듈의 지지 바디로 향해 있는 면에서 접촉 가능하게 형성된다. 마찬가지로 포트 벽부 상에 위치한 보조 가열부를 위한 전기 접점들은 양 측면에서 접촉 가능하며, 이는, 요면부 내부에서 포트 벽부의 하부 에지에 의해서뿐만 아니라 포트 벽부의 상부 에지에 의해서도 접촉될 수 있음을 의미한다.
본 발명에 따라 제안되는 해결책의 또 다른 구성에서, 보조 가열부의 전기 접점들은 가열 포트의 재료를 통과하여 안내되고, 포트 벽부 상의 요면부 내부에서 접촉 영역 안쪽으로 돌출된다. 그 결과, 가열 포트의 상부면으로부터 보조 가열부의 전기 접점들과 상대 커넥터 간의 전기적 연결의 용이한 형성이 가능하며, 형성되는 접촉 영역은 공급 모듈의 가열 포트의 포트 벽부의 요면부 내부에 위치한다.
본 발명에 따라 제안되는 해결책의 또 다른 구성에서, 전기 접점들은 탄성 중합체 없이 밀봉된다. 전기 접점들의 밀봉은 한편으로 공급 모듈의 지지 바디와 다른 한편으로는 가열 포트 간의 재료 결합식 접합부의 형성을 통해 이루어진다. 재료 결합식 접합부에 의한 보조 가열부의 전기 접점들의 밀봉은, 보조 가열부의 플라스틱 절연부와 가열 포트 간에 상기 재료 결합식 접합부가 형성됨으로써 이루어진다. 재료 결합식 접합부가 특히 플라스틱 용접을 통해 형성됨에 따라, 기존에 필요했던 탄성 중합체 재료 소재의 오링(O-ring), 지지 디스크, 및 쉽게 손상될 수 있는 다른 소형 부재들이 배제될 수 있다.
바람직한 방식으로, 본 발명에 따라 제안되는 공급 모듈은, 포트 벽부 내부의 가열 포트 상에 곡류 형태로 연장되는 가열 부재를 구비한다. 주 가열부의 곡류 형태로 연장되는 가열 부재가 펀칭 그리드(punched lattice)로서 구현된 경우, 이는 펀칭 그리드 및 그 플라스틱 절연부의 상이한 온도 팽창을 보상하기 위해 유리하다. 예컨대 펀칭 그리드로서 형성된 주 가열부가 수직으로 연장된다면, 그에 따라 펀칭 그리드의 최장 섹션들(longest section)도 수직 방향으로 연장된다면, 온도 변화 시 개시되는 팽창은 플라스틱 재료의 최대 온도 팽창의 방향으로 펀칭 그리드의 아코디언 효과(accordion effect)가 실현된다. 이 경우, 플라스틱 사출 성형부에 발생하는 응력이 그에 상응하게 작고, 특히 허용 최대 응력 값을 하회한다. 곡류 형태로 연장되는 상기 가열 부재는 펀칭 그리드로서, 또는 가열 와이어의 형태로, 또는 필름으로도 제공될 수 있다.
주 가열부를 위해 바람직한 방식으로 이용될 수 있는 가열 부재들은 예컨대 바로 상기 펀칭 그리드처럼 외주를 따라 연장되는 가열 부재들일 수도 있고, 가열 와이어들, 가열 매트들 또는 이미 언급한 가열 필름들일 수도 있으며, 플라스틱 재료 내에 물 가열 장치를 매립할 수도 있다. 이 경우, 펀칭 그리드는 액체 회로와 연결된 채널로 대체된다.
주 가열부를 위한 주연부 상의 가열 부재들 대신, 바람직하게는 금속 재료를 포함하는 추가 열 전도체를 갖는, 국소적으로 배치된 가열 부재들도 이용될 수 있다. 국소 배치 가능한 가열 부재들은 발열 저항체일 수 있거나, 예를 들자면 하나 또는 복수의 PTC 소자일 수 있다.
주 가열부를 위한, 주연부에 형성된 가열 부재들과 관련하여 주지할 사항은, 상기 가열 부재들도 열 전도체를 포함할 수 있다는 점이다. 이는 특히, 주연부에 형성된 가열 부재의 플라스틱 절연부의 열 전도도가 매우 낮은 경우에 해당된다. 따라서 열 전도도가 더 높으나 전기 절연성을 갖는 플라스틱들이 이용된다. 또한, 플라스틱 재료의 열 전도도에 영향을 주기 위해, 플라스틱 재료에 적합한 충전제, 예컨대 광물질 및/또는 세라믹을 첨가 혼합할 수도 있다. 그 대안으로, 금속 열 전도체를 삽입할 수도 있고, 그로 인해 가열 부재의 내부에서 최적의 열 전도가 보장되며, 그 결과에 따른 가열 능력도 최적화된다.
본 발명에 따라 제안되는 공급 모듈은 특히 내연기관, 특히 자기 점화식 내연기관의 배기가스 후처리 시스템에서 이용된다.
본 발명에 따라 제안되는 해결책은, 공급 모듈의 주 가열부 및 보조 가열부가 두 가열부를 위해 표준화되어 형성된 커넥터 인터페이스를 구비하여 형성되는 것을 특징으로 한다. 포트 벽부의 영역에 위치하는 전기 접점들은 탄성 중합체 씰링의 생략을 허용하며, 그럼으로써 본 발명에 따라 제안되는 공급 모듈의 내구성이 대폭 증가한다. 예컨대 탄성 중합체 소재의 오링과 같은 소형 부재 없이 구현되는 간소화된 밀봉 및 고정 컨셉으로 인해 상당한 부품 수 감소가 달성될 수 있다. 또한, 주 가열부 및 보조 가열부를 위한 전기 접점들의 표준화되어 형성된 커넥터 인터페이스에서 유연한 조립 컨셉을 실현할 수 있는 가능성이 있으며, 그럼으로써 주 가열부 또는 보조 가열부는 외부 공급 업체에 의해 조립될 수 있거나, 공급 모듈의 제조업체에서 조립이 수행될 수도 있다. 이러한 조립은 조립 단계 감소를 기반으로 대폭 간소화되며, 그로 인해 비용 절감이 달성될 수 있다.
특히 보조 가열부의 조립은 제조업체 측에서 생산 중에 공급 모듈의 제조 후 수행될 수 있으며, 그럼으로써 공급 모듈의 각각의 제조 단계를 통한 보조 가열부의 복잡한 통과 과정도 생략될 수 있다. 보조 가열부의 조립은 최종 사용자, 또는 처리제/보조제의 수용을 위한 저장 탱크의 제조업체, 또는 OEM 과정에서 수행될 수도 있다. 또한, 공급 모듈의 가열 포트의 포트 벽부 상의 접촉 영역 내부에서 다른 제조업체의 보조 가열부도 연결될 수도 있으며, 그럼으로써 보조 가열부의 제어를 공급 모듈 내에 통합된 제어 장치가 담당할 수도 있다.
본 발명에 따라 제안되는, 주 가열부 및 보조 가열부를 포함하는 가열 컨셉의 경우, 주 가열부와 관련하여, 추가로 저장 효과를 갖는 포트 형태의 가열부도 실현될 수 있는데, 그 이유는 가열 포트의 내부 공동부 내에서 동결 가능한 환원제의 저장분이 가열되고 그에 따라 외기 온도가 낮을 때에도 액상 상태로 유지될 수 있기 때문이다. 곡류 형태로 형성된 펀칭 그리드의 사용은, 플라스틱 재료의 열 전도성 사출 성형부와의 상호작용을 통해 온도 팽창 보상을 가능하게 한다. 본 발명에 따라 제안되는 해결책을 통해, 보조 가열부의 전기 접촉을 위한 통합 표준 인터페이스가 구현된다.
보조 가열부와 관련하여, 본 발명에 따라 제안되는 해결책을 통해, 자체 가열부인지 외부 가열부인지와 상관 없이, 보조 가열부들의 간단한 전기 접촉 및 고정을 위한 표준화된 인터페이스가 제공된다. 본 발명에 따라 제안되는 해결책은 유연한 제조 컨셉의 구현을 가능하게 하며, 이에 따라 공급 모듈에서 보조 가열부가 불필요한 경우, 개방된 핀 단부들이 덮개 캡에 의해 액밀 방식으로 폐쇄될 수 있다. 재료 결합식 연결부로서의 밀봉부 형성은 예컨대 가열 부재 용접을 통해 수행된다. 또한, 본 발명에 따라 제안되는 가열 컨셉에서는 소형 부재들 및 연성 씰이 생략될 수 있고, 공통 제어 장치를 통한 제어를 통해 주 가열부와 경우에 따라 제공되는 보조 가열부 간의 전체 가열 능력이 유연하게 분배될 수 있는 가열 전략들이 구현될 수 있음으로써, 상당한 내구성 증대가 달성될 수 있다. 이는 전체 시스템의 각각의 상태에 따라 수행된다.
본 발명은 도면을 토대로 하기에서 더 상세히 기술된다.
도 1은 공급 모듈을 도시한 도면이다.
도 2는 보조 가열부의 전기 접촉을 위한 커넥터 인터페이스의 상세도이다.
도 3은 공급 모듈의 가열 포트의 본 발명에 따라 제안되는 포트 벽부의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 공급 모듈의 가열 포트와 지지 바디 간의 접합부를 도시한 도면이다.
도 4a는 보조 가열부를 위한 전기 접촉 인터페이스의 상세도이다.
도 5는 포트 벽부 내에 매립된 가열 부재를 도시한 도면이다.
도 1에는 선행 기술에 따른 공급 모듈이 도시되어 있다.
공급 모듈(10)은 필터(12) 및 이송 장치(16)를 포함한다. 필터(12)는, 도 1에 따른 실시예에서 복수의 가열 와이어(20)을 포함하는 주 가열부(18)로 에워싸여 있다. 공급 모듈(10)의 상부면에는 주 가열부(18) 및 보조 가열부(30) 모두의 전기 접촉을 위한 전기 접속부들(22)이 존재한다. 또한, 도 1의 도면에 따른 공급 모듈(10)은 지지 바디(24)를 포함하며, 상기 지지 바디 상에는 처리제/보조제, 특히 동결 가능한 환원제를 위한 유압 포트(26)뿐만 아니라 공급 모듈(10)의 지지 바디(24)의 전기 접촉을 위한 접속 커넥터(28)도 형성되어 있다.
전기 단자들(22)에는, 도 1에 따른 실시예에서 나선형으로 권축된 가열 와이어(32)로서 형성된 보조 가열부(30)가 연결된다.
도 2에는, 도 1에 개략적으로 도시된 것과 같은 전기 접속부(22)의 상세도가 도시되어 있다.
도 2에 따른 도면에서 알 수 있듯이, 가열 와이어(32)는 부싱(34) 내에 끼워져 있다. 가열 와이어(32)의 단부들은 탄성 중합체로 형성된 오링들(36)을 구비하며, 이 오링들은 지지 바디(24) 내에 형성된 단자들(42)을 환원제에 대해 밀봉한다. 또한, 보조 가열부(30)의 가열 와이어(32)의 단부들은 디스크(38)에 의해 에워싸이고, 나아가 지지 바디(40)에 의해서도 에워싸이며, 이 지지 바디는, 가열 와이어(32)의 접촉 단부들의 피벗 베어링 정렬 및 부품 수용을 위해 이용된다. 디스크(38)는 인장력 완화에 이용되는 한편, 탄성 중합체로 형성된 오링들(36)은 특히 침식성이 있는 처리제/보조제에 대한 밀봉부로서 이용된다. 도 2에 따른 도면에서, 선행 기술에 따른 전기 접속부들(22)은 공급 모듈(10)의 유효수명과 관련하여 점점 약해지는 밀봉 특성으로 인해 취약 지점들을 형성하는 다수의 추가 부재들을 포함하는 점을 알 수 있다.
도 3에 따른 도면에서는, 본 발명에 따라 제안되는 공급 모듈의 일 실시예가 제시된다.
도 3에 따른 사시도에서 알 수 있는 것처럼, 가열 포트(50)는 환형으로 형성된 포트 벽부(52)를 포함한다. 포트 벽부(52)의 주연부 상에 요면부(54)가 형성되어 있다. 요면부(54)는 포트 벽부(52)의 벽 재료(56) 내에 형성되고, 반경 방향으로 볼 때 안쪽으로 연장된다. 도 3에 따른 사시도에서 알 수 있는 것처럼, 포트 벽부(52) 또는 이 포트 벽부의 벽 재료(56)에는, 창문 형태의 외관을 가질 수 있거나, 둥근 창(porthole) 형태로도 형성될 수 있는 복수의 관통구(58)가 구비될 수 있다. 이들 관통구(58)는 그 크기 및 형태와 관련하여 자유롭게 형성될 수 있거나, 또는 해동 거동에 긍정적인 영향을 줄 수 있도록, 특히 상기 관통구들(58)을 통해 상응하는 매체 교환이 조정될 수 있도록 설계될 수 있다.
또한, 도 3에는, 포트 벽부(52)가 제1 에지(68)와, 이 제1 에지의 맞은편에 놓인 제2 에지(70)를 갖는 점도 도시되어 있다. 가열 포트(50)의 포트 벽부(52)의 하부면에는 제2 에지(70)로부터 멀어지는 방향으로, 공급 모듈(10)의 보조 가열부(30)의 전기 접촉을 위한 전기 접점들(60)뿐만 아니라 주 가열부(18)의 접촉을 위한 전기 접점들(62)도 연장된다. 또한, 도 3에 따른 도면에서는, 주 가열부(18)의 전기 접점들(62)이 포트 벽부(52)의 하부면에 의해, 다시 말해 지지 바디(24)에 할당되는 면에 의해 접촉될 수 있는 한편, 접촉 영역(78) 내에서 플라스틱 절연부 상에 놓인 전기 접점들(62)은 상부면에 의해, 다시 말해 포트 벽부(52)의 제1 에지(68)의 방향에서도, 그리고 하부면으로부터도 접촉될 수 있는 점을 알 수 있다. 그리고 도 3의 사시도로부터, 보조 가열부(30)의 전기 접점들(60)의 상부 단부들이, 접촉 영역(78)을 형성하는 요면부(54)의 내부로 통해 있음을 알 수 있다. 그럼으로써, 본 발명에 따라 제안되는 공급 모듈(10)의 완전한 조립 시 상부면으로부터 보조 가열부(30)의 전기 접점들(60)에 접촉할 수 있는 가능성이 제공된다.
도 3에 따른 도면에서, 가열 부재(66)는 가열 포트(50)의 포트 벽부(52)의 벽 재료(56) 내에 매립되어 있다. 가열 부재(66)는 곡류(64)의 형태로 포트 벽부(52)의 벽 재료(56)를 통과하여 연장된다. 가열 부재(66)는 펀칭 그리드로서 구현될 수 있거나, 마찬가지로 포트 벽부(52)의 벽 재료(56) 내에 곡류(64)의 형태로 연장될 수 있는 하나 또는 복수의 가열 와이어의 형태로 형성될 수 있다. 또한, 도 3의 도면에 따른 가열 부재(66)를 필름 등으로서 구현할 수도 있다.
도 4에 따른 도면에서는, 본 발명에 따라 제안되는 공급 모듈(10)의 가열 포트와 지지 바디 간의 접합부가 확인된다.
도 4에 따른 개략도에서는, 가열 부재(66)가 펀칭 그리드로서, 가열 와이어로서, 또는 필름으로서 구현되어 가열 포트(50)의 포트 벽부(52)의 벽 재료(56)를 통과하여 곡류(64)의 형태로 연장되는 점을 확인할 수 있다. 가열 부재(66)의 단부들은 공급 모듈(10)의 주 가열부(18)의 전기 접점들(62)을 나타낸다. 또한, 포트 벽부(52) 내에, 또는 이 포트 벽부의 벽 재료(56) 내에 보조 가열부(30)의 전기 접점들(60)이 배치된다. 상기 전기 접점들은 한편으로 요면부(54) 내부로 통해 있으면서 그곳에 전기 접촉을 위한 접촉 영역(78)을 형성하고, 다른 한편으로 보조 가열부(30)의 전기 접점들(60)은 가열 포트(50)의 포트 벽부(52)의 제2 에지(70)를 넘어서 연장된다. 그에 따라, 주 가열부(18) 및 보조 가열부(30)를 위한 전기 접점들(60, 62)은 (도 3에도 도시된 것처럼) 제2 에지(70)보다, 다시 말해 가열 포트(50)의 포트 벽부(52)의 하부면보다 더 돌출된다. 본 발명에 따라 제안되는 공급 모듈(10)의 지지 바디(24)의 상부면 및 가열 포트(50)의 하부면 상에는 예컨대 각각 칼라부(74)로서 구현된 돌출부들이 존재한다. 가열 포트(50)의 하부면 및 지지 바디(24)의 상부면에 각각 형성되어 서로 접촉하는 칼라부들(74) 상에는 재료 결합식 접합부(72)가 형성된다. 상기 재료 결합식 접합부는, 가열 포트(50)의 제2 에지(70)보다 더 돌출된 모든 전기 접점들(60, 62)의 밀봉을 담당한다. 재료 결합식 접합부(72)는 특히 가열 부재 용접부이다. 공급 모듈(10)의 지지 바디(24)와 가열 포트(50) 사이의 재료 결합식 접합부(72)의 형성을 통해, 예컨대 도 2에 도시된 소형 부재들인 부싱(34), 탄성 중합체로 형성된 오링들(36), 디스크(38) 및 지지 바디(40)와 같은 추가 고정 구품들의 사용 없이도 지장 없는 견고한 밀봉부가 제공될 수 있다. 이는 한편으로 부품들의 생략을 허용하며, 그럼으로써 비용 절감가 달성될 수 있으며, 다른 한편으로는 전술한 부품들의 생략을 통해 필요한 조립 단계들의 상당한 감소도 달성될 수 있다.
도 4a에 따른 도면에서는, 접촉 영역(78)의 내부에 보조 가열부(30)를 위한 전기 접점(60)의 상부 단부와 도체(80)가 서로 전기 접촉되어 있는 점이 확인된다.
또한, 도 4a에는, 보조 가열부(30)를 위한 전기 접점(60)의 재료가 플라스틱 절연부(76)의 재료를 완전히 관통하여 연장되어 있는 점도 도시되어 있다. 도 4a에 도시된 전기 접촉부의 밀봉은 마찬가지로 한편으로 가열 포트(50) 상에 형성된 칼라부와 절연부 간의 재료 결합식 접합부(72)를 통해 수행된다. 그럼으로써, 도 4a의 도면에 따라서도 접촉 영역(78)은, 공급 모듈(10)의 외부에 위치하고, 여기에는 별도로 도시되지 않은 저장 탱크 내에 수용된, 침식성이 있는 동결 가능 환원 매체에 대해 밀봉되며, 이때 탄성 중합체 링들 및 고정에 이용되는 소형 부재들은 필요없을 수도 있다. 본 발명에 따라 제안되는 공급 모듈(10)은 특히, 환원제, 특히 요소 또는 요소수와 같은 동결 가능한 환원제 용액이 본 발명에 따라 제안되는 공급 모듈(10)에 의해 공급을 받는 계량공급 모듈을 통해 자기 점화식 내연기관의 배기가스 덕트 내로 분사되는 배기가스 후처리 시스템에서 사용하기에 적합하다. 본 발명에 따라 제안되는 공급 모듈(10)은 바람직하게 동결 가능 처리제/보조제를 저장하는 저장 탱크의 하부면 상에 배치된다.
주 가열부(18)와 관련하여 주지할 사항은, 포트 벽부(52) 내에 매립되는 가열 부재(66)를 형성할 경우[특히 펀칭 그리드로서 가열 부재(66)를 형성할 경우], 바람직한 방식으로 펀칭 그리드와 플라스틱 절연부, 다시 말해 벽 재료(56)의 상이한 온도 팽창이 보상될 수 있다는 점이다. 특히 펀칭 그리드로서 형성된 가열 부재가 수직으로 형성됨으로써, 펀칭 그리드의 최장 섹션들이 수직 방향으로 연장된다면, 원주방향으로 가열 포트의 온도 팽창 시 플라스틱의 최대 온도 팽창의 방향으로, 다시 말해 원주방향으로 펀칭 그리드의 아코디언 효과가 달성될 수 있다. 그 결과, 플라스틱 사출 성형부에, 다시 말해 가열 포트(50)의 포트 벽부(52)에 발생하는 응력이 그에 상응하게 작고, 특히 허용 최대 응력 값을 하회한다.
도면에 도시된 가열 부재들(66) 외에도, 가열 포트(50) 내에 주 가열부(18)를 위해 주연부에 형성된 가열 부재들을 사용하는 가능성도 있다. 여기에는 수 회 언급한 펀칭 그리드가 속하고; 추가로 가열 와이어들, 가열 매트들 또는 가열 필름들도 사용될 수 있으며; 추가로 물 가열 장치도 가능하고, 이 경우 벽 재료(56) 내에 매립된 펀칭 그리드는 액체 회로와 연결될 수 있는 채널로 대체된다. 주연부에 형성된 가열 부재들(66) 대신, 특히 금속 재료로 제조되는 추가 열 전도체를 구비한, 국소 배치된 가열 부재들을 사용할 수도 있다. 여기에는 공급 모듈(10)의 가열 포트(50)의 포트 벽부(52)를 따라 서로 이격되어 배치될 수 있는 PTEC 소자들과 같은 발열 저항체들도 속한다.
도 5에는, 포트 벽부 내에 매립된 가열 부재가 도시되어 있다.
도 5에 도시된 가열 부재(66)는, 가열 포트(50)의 벽 재료(56) 내에 매립된 펀칭 그리드이다. 펀칭 그리드로서 구현된 가열 부재(66)는 수직 장착 위치(84)에서 벽 재료(56) 내에 매립된다. 위치(82)는 벽 재료(56)의 최대 온도 팽창의 방향을 표시한 것이다. 최대 온도 팽창의 방향(82)은 펀칭 그리드로서 구현된 가열 부재(66)의 최소 강성과 일치하며, 그럼으로써 곡류 형태(64)로 형성된 상기 가열 부재(66)는 벽 재료(56)의 상응하는 팽창 시 아코디언의 형태로 움직인다. 펀칭 그리드로서 구현된 가열 부재(66)는 개별 경로들에 대한 자신의 폭, 두께, 및 길이와 관련하여, 벽 재료(56) 내에서 발생하는 응력, 다시 말해 발생하는 온도 팽창이 벽 재료(56)의 허용 응력보다 훨씬 더 작도록 설계된다. 조정되는 아코디언 효과가 온도 팽창의 재료 보호성 보상을 가능하게 한다.
본 발명은 본원에 기재된 실시예들 및 이 실시예들에서 강조된 양태들로만 제한되지는 않는다. 오히려, 특허청구범위를 통해 명시된 범위 내에서, 통상의 기술자의 취급 범위에 속하는 다수의 변형이 가능하다.

Claims (14)

  1. 지지 바디(24) 상에 전기 접촉되어 있는 주 가열부(18) 및 보조 가열부(30)를 포함하며, 내연기관의 배기가스 후처리용 동결 가능 처리제/보조제를 이송하고, 동결 가능 처리제/보조제를 수용하는 저장 탱크를 가열하기 위한 공급 모듈(10)에 있어서,
    가열 포트(50)의 포트 벽부(52)가 상기 주 가열부(18)의 전기 접점들(62) 및 상기 보조 가열부(30)의 전기 접점들(60)을 모두 포함하고, 상기 공급 모듈(10)의 주 가열부(18) 및 보조 가열부(30)가 두 가열부(18, 30)를 위해 표준화된 전기 접점들(60, 62)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 동결 가능 처리제/보조제의 이송용 공급 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 전기 접점들(60, 62)은 포트 벽부(52)의 요면부(54) 내에 위치하는 것을 특징으로 하는, 동결 가능 처리제/보조제의 이송용 공급 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 주 가열부(18)의 전기 접점들(62)은 지지 바디(24)로 향해 있는 포트 벽부(52)의 측면에서 접촉될 수 있는 것을 특징으로 하는, 동결 가능 처리제/보조제의 이송용 공급 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 보조 가열부(30)의 전기 접점들(60)은 포트 벽부(52)의 양 측면에 의해 접촉될 수 있는 것을 특징으로 하는, 동결 가능 처리제/보조제의 이송용 공급 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 공급 모듈에서 보조 가열부(30)가 요구되지 않는 경우에 한해, 보조 가열부(30)의 전기 접점들(60)은 저장 탱크 측 면에 의해 재료 결합 방식으로 폐쇄되는 것을 특징으로 하는, 동결 가능 처리제/보조제의 이송용 공급 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 보조 가열부(30)의 전기 접점들(60)은 가열 포트(50)의 벽 재료(56)를 통과하여 안내되고, 접촉 영역(78)을 형성하면서 포트 벽부(52)의 요면부(54) 안쪽으로 연장되는 것을 특징으로 하는, 동결 가능 처리제/보조제의 이송용 공급 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 보조 가열부(30)의 전기 접점들(60) 및 주 가열부(18)의 전기 접점들(62)이 탄성 중합체 없이 밀봉되는 것을 특징으로 하는, 동결 가능 처리제/보조제의 이송용 공급 모듈.
  8. 제1항에 있어서, 보조 가열부(30)의 전기 접점들(60) 및 주 가열부(18)의 전기 접점들(62)의 밀봉은 지지 바디(24)와 가열 포트(50) 간의 재료 결합식 접합부(72)에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는, 동결 가능 처리제/보조제의 이송용 공급 모듈.
  9. 제1항에 있어서, 보조 가열부(30)의 전기 접점들(60)의 밀봉은 가열 포트(50)와 플라스틱 절연부(76) 간의 재료 결합식 접합부(72)에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는, 동결 가능 처리제/보조제의 이송용 공급 모듈.
  10. 제1항에 있어서, 포트 벽부(52)는, 펀칭 그리드로서, 와이어 형태로, 또는 필름으로서 구현되어 곡류 형태(64)로 연장되는 가열 부재(66)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 동결 가능 처리제/보조제의 이송용 공급 모듈.
  11. 제1항에 있어서, 주 가열부(18)는 포트 형태로 형성되고 가열 부재(66)를 포함하며, 상기 가열 부재는 온도 팽창 보상을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는, 동결 가능 처리제/보조제의 이송용 공급 모듈.
  12. 제1항에 있어서, 주 가열부(18)는, 광물 충전제, 세라믹 충전제 중 하나 또는 둘 모두가 첨가 혼합된 열 전도성 전기 절연 플라스틱으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 동결 가능 처리제/보조제의 이송용 공급 모듈.
  13. 제1항에 있어서, 주 가열부(18)와 보조 가열부(30) 간의 전체 가열 능력은 제어 장치를 통해 유연하게 분배되는 것을 특징으로 하는, 동결 가능 처리제/보조제의 이송용 공급 모듈.
  14. 삭제
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