KR20120053515A

KR20120053515A - 보상부재를 갖춘 환원제용 이송장치

Info

Publication number: KR20120053515A
Application number: KR1020127007635A
Authority: KR
Inventors: 얀 호드그손; 스벤 셰페르스
Original assignee: 에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2010-08-19
Publication date: 2012-05-25
Also published as: US20120174565A1; CN102648340A; CN102648340B; JP2013504001A; WO2011026733A1; IN2012DN01856A; JP5782034B2; RU2012112635A; EP2473721A1; US9388723B2; EP2473721B1; RU2527817C2; KR101345938B1; DE102009039735A1

Abstract

본 발명은 하나 이상의 제1보상부재(4)를 갖춰 액상의 환원제를 이송하는 이송장치에 관한 것으로, 이송장치(1)는 환원제를 이송, 안내 및 계량하기 위해 하나 이상의 환원제 탱크(2)와, 이송 유닛(6)과 환원제 라인(7), 및 계량 유닛(8)으로 이루어져 환원제로 충전될 수 있는 총 부피(9)를 구비하며, 하나 이상의 제1보상부재(4)는 이송장치(1) 내에 진공상태에서 총 부피(9)를 수축시키기에 적합하다.

Description

보상부재를 갖춘 환원제용 이송장치 {Delivery device for a reducing agent having a compensation element}

본 발명은 환원제 탱크에서 액상 환원제를 배기가스 정화시스템으로 이송하는 이송장치에 관한 것으로, 이송장치는 특별한 보상부재를 구비한다.

다용도 차량 및 자동차 내에 내연기관의 배기가스에 대해 향후 더욱 엄격해질 현 배출 제한 수치로 인해, 배기가스 정화용 SCR 시스템의 사용이 증대될 것이다. 여기서, 환원제는 다양한 형태로 사용되는데, 특히 수용액(Denoxium, AdBlue)에 존재하는 환원제 선구물질의 형태로 사용된다. AdBlue는 약 32.5 중량%의 요소 비율을 가진 구매가능한 요소수용액의 상품명이다. SCR 기법의 사용중에, 환원제의 동결이 대류현상의 결과에 의해서 낮은 주위 온도 혹은 냉각효과를 통해 가능해 질 수 있다. 통상적으로, 요소수용액은 -11℃ 이하에서 동결된다. 환원제가 액체에서 고체로 상변화에 따른 부피 증가의 결과에 의해, SCR 시스템의 보상부재, 예컨대 이송장치의 필터, 환원제 라인 혹은 밸브가 손상을 입게 될 수 있다.

이미 알려져 있는 문제점들을 해결하도록, 팽창을 보상하기 위해 냉동 환원제 혹은 환원제 선구물질의 빙압력(ice pressure)에 따라서 환원제 라인의 부피가 증가하는 유연한 환원제 라인(line) 또는 부피 보상부재를 갖춘 환원제 라인이 구비될 수 있도록 제안되고 있다. 하지만, 구성적 측면에서 적당하게 보호할 수 있는 저렴하고 신뢰할 수 있는 형태의 개발이 아직 이루어지지 않고 있다.

본 발명의 목적은 종래기술에 비해서 더욱 향상된 보상부재를 갖춘 환원제용 이송장치에 관한 것으로, 추가로 보상부재는 냉동공정으로 이송장치에 가해질 위험성을 줄일 수 있다. 덧붙여서, 상기 유형의 이송장치를 위한 냉동방법을 제안한다.

상기 목적들은 청구항 1에 따른 이송장치 및 청구항 12에 따른 방법을 수단으로 하여 달성된다. 장치의 추가적인 장점은 종속항으로 구체화된다. 청구항에서 개별적으로 구체화된 특징들은 임의의 바람직한 기술적 방식으로 서로 조합될 수 있으며 구체화된 본 발명의 다른 변형예와 함께 아래의 설명에 따른 모범적인 일례로 보완될 수도 있다.

본 발명에 따른 장치는 하나 이상의 제1보상부재를 갖춘 액상 환원제를 이송하는 장치로써, 환원제를 이송, 처리 및 계량하기 위해서 이송장치는 환원제 탱크, 이송 유닛, 및 환원제 라인과 계량 유닛으로 이루어져 환원제로 충전될 수 있는 총 부피를 갖추고 있으며, 여기서 하나 이상의 제1보상부재는 부압이 이송장치에 우세한 경우에 총 부피의 크기를 줄이는데 적합하다.

본 발명에서, 부압은 주위 압력보다 낮다는 것을 의미한다. 이와 유사하게, 정압은 주위 압력보다 높은 것을 의미한다.

본 발명은 이송장치 내에서 환원제를 동결하기 전에 환원제의 냉각이 항상 발생하고, 상기 냉각 도중에 환원제의 부피 감소가 발생한다는 사실을 기초로 하고 있다. 요소수용액의 측정을 통해 부피의 현저한 감소는 20℃에서 0℃로 환원제를 냉각하는 동안에 이미 발생하고 있음을 알 수 있다. 종래기술로 알려져 있는 이송장치에서, 상기 부피 감소로 인해, 진공이 이송장치에서 형성되며, 이 진공은 환원제 탱크에서 이송 유닛의 밸브를 통해 이송장치까지 추가로 환원제의 이송을 야기시킨다. 결과적으로, 이송장치의 충전 수준은 냉각하는 동안에 증가한다. 이와 같이 냉각된 환원제가 추가로 냉각되는 경우에, 환원제는 약 -11℃의 온도에서 동결되기 시작한다. 이제, 냉각 전에 발생하는 부피 감소보다 크게 부피 증가가 일어나게 된다. 상기 부피 증가는 이송장치 내에 압력 증가를 야기한다. 상기 압력 증가는 냉각하는 동안에 부피 감소하면서 이송 유닛을 통해 이송장치로 추가 흡입된 환원제보다 많게 한다. 본 발명에 따른 보상부재를 수단으로 하여, 이송장치 내에 환원제의 추가량이 줄어들 수 있거나 심지어 완전하게 없어질 수 있어, 본 발명에 따른 이송장치 내에서 이송장치가 빙압력을 견딜 수 있게 보장하는 별도 수단의 필요성이 줄어들게 된다.

특히, 부압이 이송장치 내에서 우세하지 않는 한은 이송장치는 부피 감소가 없으며, 제1보상부재는 부압이 우세할 경우에 매우 빠르고 자유롭게 부피 저감을 허용한다. 이러한 방식에서, 이송장치는 작동 범위, 다시 말하자면 0 바아(bar) 이상 압력에서 실질적으로 비압축성 동작을 보장할 수 있다. 이러한 방식에서, 이송장치로 공급될 환원제 압력의 높은 균일성을 달성할 수 있게 된다. 동시에, 불필요한 에너지가 작동중 압력 증가의 결과로 인해 이송장치의 탄성 팽창을 위해 소모되지 않는다.

덧붙여서, 이송장치는 하나 이상의 제1보상부재가 접촉면을 제공하는 격막의 형태로 설계되는 것이 바람직한데, 정압이 이송장치 내에서 우세할 경우에, 격막은 상기 접촉면에 대해 실제로 고정되며, 부압이 이송장치 내에서 우세할 경우에, 격막은 총 부피 속으로 이동할 수 있다.

접촉면은 예컨대 이송장치의 라인의 내부벽의 일부일 수 있다.

격막의 하류 접촉면에서, 부압이 이송장치 내에서 유세할 경우에 공기 등이 격막과 접촉면 사이를 자유롭게 통과할 수 있는 구멍(bore)을 구비할 수 있다. 격막에 의해 이송장치의 총 부피에서 분리된 공기는 이송장치의 총 부피의 일부를 충전한다. 바람직하기로, 상대적으로 얇은 격막의 넓은 표면적이 쉽게 굽어질 수 있기 때문에 격막은 유압이 유세할 경우에 매우 쉽게 변형될 수 있다. 정압이 우세할 경우에, 격막은 접촉면에 대해서 가압된다. 그런 다음에, 격막의 이동은 예컨대 접촉면 내에 앞서 기술된 구멍의 영역에서만 가능하다. 하지만, 상기 구멍은 격막이 지지될 수 있게 접촉면에 비해 매우 작게 형성된다. 구멍의 매우 작은 영역에서 바라보면, 다른 영역에서와 같이 동일한 두께를 가지고 있다 하더라도 격막은 상대적으로 견고하다. 이러한 연유로, 격막은 구멍 속으로 현저하게 팽창하지 않게 되어, 부압이 시스템에서 우세할 경우에 총 부피가 증가하지 않는다.

구멍을 대신하여, 격자(grate)가 격막의 하류에 구비될 수 있다. 다시, 격막은 총 부피에서 자유롭게 팽창할 수 있는바, 정압이 시스템 내에서 우세할 경우라도 격막은 격막으로 지지되어 격자의 개별적인 개구부 속으로 격막의 팽창이 일어나지 않는다.

격막은 부분적으로 다른 두께를 가지며 형성될 수도 있을 것이다. 구멍 혹은 격자 상에 안착되는 격막 영역은 인접한 격막이 변형되지 않도록 두껍게 설계될 수 있다. 격막의 자유 이동이 부압이 우세할 경우에 이송장치의 총 부피로 이동하는 것을 보장하기 위해, 인접 영역은 얇고, 유연하고 선택적으로 코러게이션부(corrugation)를 갖도록 설계될 수 있다. 격막의 이동 영역은 추가로 증가된 가요성을 보장하기 위해 코러게이션부 등으로 형성될 수도 있다.

또한, 격막은 다른 소재로 구성되어 공급될 수 있다. 비교적 높은 탄성계수 및/또는 비교적 두꺼운 견고한 소재가 격막의 개별적인 영역에 사용될 수 있으며, 격막은 추가 층 및/또는 보강구조물을 수단으로 하여 영역을 강화시킬 수 있다.

본 발명에 따른 이송장치는 하나 이상의 제1보상부재가 거의 5% 이상으로 총 부피의 크기를 줄인다.

실험적으로, 5% 이상의 부피 감소는 종래의 작동 온도, 통상적으로 20℃ 혹은 심지어 80℃ 이상에서 진행되는 액상 환원제를 냉각하는 동안에 발생할 수 있다. 하지만, 제1보상부재는 바람직하기로 총 부피의 적어도 2%의 부피 감소를 허용한다.

덧붙여서, 본 발명에 따른 이송장치는 하나 이상의 제1보상부재가 500 밀리바아 이하의 부압에서 5% 이상으로 총 부피의 크기를 줄인다. 여기서, 제1보상부재는 특히 500 밀리바아, 바람직하기로는 200 밀리바아, 더욱 특별하기로는 100 밀리바아 이하의 부압에서 2% 이상의 부피 감소를 가능하게 한다.

본 발명에 따른 이송장치의 일 실시예는 이송장치 내에 부압이 크지 않아야 하는 개념을 기초로 하는바, 추가적인 환원제가 환원제 탱크에서 이송장치로 흡입되지 않는다. 낮은 부압이 시스템에서 우세할 경우에, 이러한 발생 가능성이 낮아지거나, 환원제가 환원제 탱크로부터 흡입되는 것을 방지하기 위한 수단이 필요 없거나 적은 갯수 만을 필요로 한다. 또한, 유동 저항이 환원제 탱크에 있는 환원제를 흡입하는 흡입라인에 구비될 수 있는데, 유동 저항은 이송장치의 냉각이 일어나는 경우에 환원제를 환원제 탱크로부터 이송장치 내로 유동하지 못하게 한다. 이러한 유동 저항은 제1보상부재를 수단으로 하여 부피 감소에 필요한 부압이 추가 환원제가 환원제 탱크에서 흡입되는 부압보다 낮도록 보장한다.

또한, 본 발명에 따른 이송장치는 하나 이상의 제2보상부재가 임계 정압이 이송장치에 도달하는 경우에 총 부피의 크기를 증가시키기에 적합한데, 임계 정압보다 낮은 압력이 우세할 경우에 하나 이상의 제2보상부재는 실제로 총 부피의 크기를 증가시키지 못한다.

그러므로 이러한 제2보상부재(팽창부재)는 임의의 임계 정압이 초과되는 경우에 이송장치의 부피 크기를 증가시킨다. 바람직하기로, 총 부피의 증가가 이전에 발생하지 않는 것이 바람직하다. 이러한 연유로 인해, 본 발명에 따른 이송장치가 작동되는 이송 압력의 범위에서, 이송장치는 특정한 에너지 효율과 환원제의 신뢰할만한 이송을 허용하기 위해 가능한 동작을 보여주게 된다. 이송장치 내에 환원제가 완전히 냉각되고 환원제의 팽창이 냉각 공정 때문에 발생하는 경우에, 압력은 정상 이송 압력보다 현저하게 높게 상승한다. 제2보상부재는 이러한 압력에서 총 부피의 크기를 제어하여 증가시켜, 이송장치에 빙압력은 손상을 야기하지 않는다.

본 발명에 따른 이송장치는 임계 정압이 적어도 5 바아이면 특히 바람직하다. 임계 정압은 주변 압력보다 높은 압력으로 각각의 경우에 구체화되되, 다시 말하자면 주변 압력에 대해 구체화된다. 이송장치의 이송 압력은 일반적으로 5 바아 이하이다. 하지만, 이송 압력은 더 높은 압력일 수도 있는데, 예컨대 거의 10 바아 이상 혹은 심지어 거의 15 바아 이상일 수도 있다. 예컨대, 임계 압력은 이송장치의 최대 이송 압력보다 적어도 1 바아 정도 높게 설정되도록 한다.

본 발명에 따른 이송장치는 하나 이상의 제2보상부재가 15% 이상의 총 부피 크기를 증가시킬 수 있다. 바람직하기로, 제2보상부재는 대부분 2 내지 15% 사이에서, 특히 3 내지 10% 사이에서 총 부피의 크기를 증가시킬 수 있다. 실험적으로, 이러한 부피 크기의 증가는 환원제의 냉동하는 동안에 정규적으로 발생할 수 있다. 바람직하기로, 오직 하나의 제2보상부재가 이러한 증가를 정밀하게 제공할 수 있다.

덧붙여서, 본 발명에 따른 이송장치는 바람직하기로 하나 이상의 제2보상부재가 임계 정합에 도달되는 경우에 실제로 갑작스럽게 총 부피의 크기를 증가시킨다. 이러한 크기의 급증가로서, 냉동 공정 도중에 이송장치에서 발생하는 빙압력은 임계 정압보다 크지 않게 된다. 또한, 제2보상부재는 정압이 도달하는 경우에 이송장치에 압력이 갑작스럽게 줄어들며 동시에 총 부피의 크기가 갑작스럽게 증가할 수 있게 구조화될 수 있다. 이러한 유형의 제2보상부재로, 임계 정압이 도달하는 경우에, 안정균형위치가 가정화되어, 총 부피가 갑작스런 압력 강하에도 불구하고 다시 크기가 줄어들지 않게 된다.

덧붙여서 또는 선택가능하기로, 총 부피의 연속적인 크기 증가는 압력의 추가 증가, 임계 정압 이상에서 발생할 수 있다. 하지만, 이러한 설계에서, 이송장치에 압력은 여전히 임계 정압 이상으로 상승할 것이다.

또한, 본 발명에 따른 이송장치는 하나 이상의 제2보상부재가 선부후(preload) 하에서 표면부의 형태로 설계되는 것이 바람직한데, 임계 정압 이상의 정압이 우세한 경우에, 표면부는 선부하와 반대로 이동할 수 있어, 총 부피의 크기가 증가한다. 선부하 하에 표면부는 통상적으로 클릭커(clicker)의 방식으로 동작한다. 만약 상기 표면부가 임의의 외력 또는 표면부에 가해지는 임의의 압력에 의해 선부하와 반대로 가해지면, 상기 표면부는 갑자기 스냅-오버(snap-over)되어, 결과적으로 부피의 크기가 급증가한다. 일반적으로, 갑작스런 스냅-오버 동안에, 표면부는 스토퍼(stop)로 이동하고 추가적인 안정 위치에 도달하지 않고 스토퍼로 지지된다. 추가 안정 위치로부터, 표면부는 대응하는 역압 혹은 대응하는 반작용력의 작용 하에서 선부하된 최초 위치로 복귀할 수 있을 것이다. 스토퍼에 의해, 표면부는 추가 안정 위치에 도달하지 못하게 되어, 표면부는 압력이 임계 정압 이하로 떨어지는 경우에 선부하 위치로 복귀한다.

또한, 본 발명에 따른 이송장치는 하나 이상의 제1보상부재와 하나 이상의 제2보상부재가 결합된 보상부재로서 공동으로 형성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 대형 표면부는 선부하 하에서 제2보상부재로서 제공되며 격막형태의 제1보상부재는 상기 표면부 상에 직접적으로 구비된다. 그런 다음에, 선부하 하에 표면부는 예컨대 공기가 격막과 표면부 사이로 통과할 수 있게 대응 구멍을 구비한다. 또한, 제1보상부재와 제2보상부재는 조합형 보상부재로서 일체로 형성되고 조밀한 일체형 구성부재로 형성된다.

덧붙여서, 본 발명에 따른 이송장치는 하나 이상의 보상부재가 이송 유닛과 계량 유닛 사이에 배열되는 것이 바람직하다. 이송장치의 고압 영역은 일반적으로 이송 유닛과 계량 유닛 사이에 위치되되, 압력은 이송 유닛에 의해 이송장치에서 발생하고 계량 유닛에 의해 분산되기 때문에, 환원제를 내연기관의 배기시스템으로 공급한다. 계량 유닛은 예컨대 인젝터(injector)이다. 이송 유닛은 예컨대 펌프이다. 상기 고압 영역에 위치되는 가압된 환원제는 대형 부피, 예컨대 탱크로 팽창할 수 없다. 특히, 제1보상부재는 이송 유닛에 근접하게(특히 직접적으로 인접해 있는) 배열된다. 그런 다음에, 냉동 공정이 계량 유닛에서 제1보상부재의 방향으로 진행하여, 제1보상부재와 환원제의 액체 부피를 분리하여 제1보상부재에 보상효과가 나타나지 않도록 하는 결빙 차단(ice plug)이 이송장치에 형성되지 않는다. 여기서, 제2보상부재도 이송 유닛과 계량 유닛 사이에 배열될 수 있게 구비되되, 가능하다면 이송 유닛에 근접하게 배열한다.

본 발명은 또한 액상의 환원제로 충전될 총 부피를 갖춘 이송장치에 액상의 환원제를 냉동하는 방법을 포함하는데,

a) 이송장치에서 환원제를 냉각하는 단계, 여기서 이송장치의 총 부피는 제1보상부재를 수단으로 하여 크기를 감소시키며,

b) 이송장치에서 환원제를 냉동하는 단계, 여기서 이송장치의 총 부피는 제2보상부재를 수단으로 하여 크기를 증가시킨다.

특히, 이송장치의 총 부피가 단계(a)에서 줄어들어 이송장치로 환원제의 추후 유동이 없게 된다. 덧붙여서, 단계(a)에서 환원제의 냉동 도중에 부피 증가는 일반적으로 단계(b)에 냉각 도중에 부피 감소보다 일반적으로 크다.

이러한 방법은 특히 본 발명에 따른 이송장치에 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명에 따른 방법의 장점은 이송장치의 부피 변화가 대응하는 보상부재에 제한된 방식으로 항상 발생하는 것으로, 용인할 수 없는 팽창과 스트레스가 이송장치에서 일어나지 않도록 한다.

본 발명은 선택적 촉매 환원법(SCR)을 수행하도록 설계된 배기시스템과 내연기관을 구비한 자동차와, 환원제 탱크에서 배기시스템으로 환원제를 이송하는 본 발명에 따른 이송장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 이송장치로 구체화된 기술적 고안과 장점들은 본 발명에 다른 방법과 본 발명에 따른 자동차에 유사하게 적용되고 전환된다. 본 발명에 따른 자동차와 본 발명에 따른 방법의 조합으로 구체화된 장점과 특별한 기술적 고안이 동일하게 적용되며, 이러한 장점과 고안들은 본 발명에 따른 장치에 적용 및 전환될 수 있다.

이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 더욱 향상된 보상부재(들)을 구비하여 냉동공정 중에 예상치 못하게 발생하는 이송장치의 손상을 미연에 방지할 수 있도록 제공된다.

본 발명 및 기술적 분야는 도면을 근거로 하여 아래에서 더욱 구체적으로 설명될 것이다. 도면은 특히 모범적인 실시예를 도시한 것으로, 이에 본 발명이 국한되지는 않는다. 특히, 도면과 도해된 비율은 단순 개략도임을 밝혀둔다.
도 1은 본 발명에 따른 이송장치의 제1변형예를 구비한 자동차를 도시한 도면이다.
도 2는 이송장치의 냉동 동작을 도해한 그래프도이다.
도 3은 제1보상부재의 변형예를 도시한 도면이다.
도 4는 제1보상부재의 변형예에 압력/부피의 특성 곡선을 도해한 것이다.
도 5는 제2보상부재의 변형예를 도시한 도면이다.
도 6은 제2보상부재의 변형예에 압력/부피의 특성 곡선을 도해한 것이다.
도 7은 조합형 보상부재들의 변형예를 도시한 도면이다.
도 8은 조합형 보상부재들의 변형예에 압력/부피의 특성 곡선을 도해한 것이다.
도 9는 제1보상부재의 추가적인 일례를 도해한 도면이다.
도 10은 제1보상부재의 추가적인 일례를 도해한 도면이다.

도 1은 내연기관(15)과 함께 배기시스템(3)을 갖춘 자동차(14)를 도시하고 있다. 배기시스템(3)은 배기시스템(3) 내에 환원제(요수수용액)를 계량하는 계량 유닛(8)을 구비한다. 환원제는 이송장치(1)를 수단으로 하여 환원제 탱크(2)에서 계량 유닛(8)으로 공급된다. 환원제는 이송장치(1)로부터 환원제 라인(7)을 지나 계량 유닛(8)으로 통과한다. 환원제 탱크(2)로부터 계량 유닛(8)까지의 환원제 라인(7)을 따라, 유동 저항(24)과, 필터(5), 이송 유닛(6), 보상부재(4), 및 압력 센서(27)가 구비된다. 구성부재들의 순서는 아래에 기술된 일부 내용에서 벗어날 수도 있다. 선택가능하기로, 제2보상부재(25) 또는 조합형 보상부재(37)가 제1보상부재(4)의 영역에 구비될 수 있다. 환원제 탱크(2)를 제외한 이송장치(1)의 모든 구성부재들은 총 부피(9)를 갖는다. 또한, 총 부피(9)는 계량 유닛(8)과 이송 유닛(6) 사이에 배열될 이송장치(1)의 구성부재들에만 관련될 수 있다. 제1구성부재(4)는 부압이 이송장치(1)에서 우세할 경우 이송장치(1)의 부피(9)를 줄이는 데에 적합하다. 제1보상부재(4)는 부압이 우세할 경우에 유동 저항(24)과 상호작용하여, 환원제 탱크(2)로부터 추가 환원제가 유동 저항(24)을 통해 이송장치(1)로 흡입될 수 있는 것보다 더 쉽게 이송장치(1)의 총 부피(9)가 제1보상부재(4)를 수단으로 하여 줄어들 수 있다.

도 2는, 내부에 수용된 환원제의 냉동공정 및 해동공정 동안에, 종래기술로 알려져 있는 환원제 이송장치에 압력에 대해 본 발명에 따른 환원제 이송장치 내에 압력의 반응작용을 개략적으로 도시한 그래프도이다. 시스템 내의 현재 환원제 압력이 각각 압력 축(16)에 표시된다. 상기 압력은 시간 축(17)에 대해 표시된다. 상기 시간 축(17) 위에 영역은 정압(28)을 나타내고, 시간 축(17) 아래의 영역은 부압(29)을 나타낸다. 제1곡선(22)은 종래기술로 알려져 있는 이송장치 내에 압력을 표시한다. 제2곡선(23)은 본 발명에 따른 이송장치에 압력을 표시한다. 우선적으로 냉동시간(20)을 도해한다. 환원제를 냉각하는 동안에, 환원제의 부피 저감으로 인해 부압(29)이 일어난다. 제1곡선(22)에 따라 종래기술에 따른 이송장치에서, 이 경우에 추가 환원제가 환원제 탱크에서 이송장치로 흡입된다. 제2곡선(23)에 따라 본 발명에 따른 이송장치에서, 상기 부피 저감은 제1보상부재로 보상되어, 추가 환원제가 이송장치로 통과하지 않게 된다. 냉동공정 동안에, 종래기술에 따른 이송장치와 본 발명에 따른 이송장치 내에 압력이 상당히 높아진다. 하지만, 종래기술에 따른 이송장치 내에 압력이 냉동공정 중 부압에 의해서 상기 이송장치 속으로 전에 흡입되어 있던 환원제가 존재하고 있기 때문에 더욱 급격하게 높아진다. 해동시간(21)에서는, 압력이 우선 2개의 이송장치에서 급격하게 떨어진다. 하지만, 종래기술에 따른 이송장치에 추가 부피가 이송장치로 흡입되기 때문에, 종래기술에 따른 이송장치에서는 부압(29)이 다시 나타나지 않거나 본 발명에 따른 이송장치보다 낮게 도달하는데, 이송장치에 밸브가 환원제 탱크에 묻어 있는 환원제를 이송장치로 유일하게 이동시킬 수 있기 때문에 현재 추가 부피가 빠져나갈 수 없다. 이러한 이유로서, 펌프는 일반적으로 수동적으로 작동하는 밸브를 갖춘 펌프로 되어 있으며, 이송방향은 밸브의 구성으로 미리 결정된다. 따라서, 종래기술에 따른 이송장치 내에 환원제의 냉동 및 후속의 재해동 공정에서, 재해동 후에 압력이 냉동공정 전에 나타나는 압력 혹은 본 발명에 따른 이송장치에 압력과 비교하여 압력 증가(26)를 보인다.

도 2의 설명에서, 도 2는 단순히 종래기술에 따른 이송장치와 본 발명에 따른 이송장치 사이에 차이를 간략하게 도해하고 있는 것이다. 도 2에 그래프도에서, 냉각 도중에 이송장치로 흡입된 환원제 부피에 따른 제1보상부재의 영향과, 이송장치에 압력에 따른 상기 부피의 영향이 고려되어야 한다. 실제로, 제1보상부재는 또한 이송장치 자체 내 압력에 직접 영향을 미친다. 예컨대, 냉각 중에, 압력 강하는 이미 제1보상부재로 방지되어 있기 때문에, 압력은 종래기술에 따른 이송장치와 같이 떨어지지는 않는다.

도 3은 격막(10)을 구성하는 본 발명에 따른 제1보상부재(4)를 도시하고 있다. 정압이 우세할 경우에, 격막(10)은 접촉면(11)에 지지된다. 부압이 우세할 경우에, 격막(10)은 편향위치(30)로 편향되는데, 공기가 격막(10)과 접촉면(11) 사이에 존재하게 되고, 상기 공기는 구멍(31)을 통해 흡입되며 추후에 다시 배출된다.

도 4는 도 3에 따라 제1보상부재의 압력/부피 곡선(32)을 나타낸다. 그래프는 압력 축(16)과 부피 축(18)으로 이루어진다. 정압이 우세할 경우에, 부피는 압력/부피 곡선(32)에 따라 약간 증가한다. 이는 격막이 접촉면에 지지되고 약간만 변형될 수 있기 때문이다. 부압이 우세할 경우에, 압력/부피 곡선(32)에 따라 극격한 부피 저감이 일어난다. 이는 격막이 편향위치로 매우 자유롭게 이동할 수 있기 때문이다.

도 5는 제2보상부재(25)를 도시한다. 제2보상부재(25)에서, 표면부(13)는 선부하 하에 있으며 정상 작동 중에 이의 선부하로 인해 선부하 위치(33)에 고정된다. 만약 이송장치 내에 압력이 증가하면, 선부하된 표면부(13)는 임의의 압력 위에서 편향위치(30)로 스냅-오버한다. 바람직하기로, 심지어 편향위치(30)에서 표면부가 스토퍼(19)에 지지되어 완전히 뒤집히지 않는다. 따라서, 표면부(13)는 선부하 위치(33)와 다른 안정 균형 위치(38)로 이동하지 않고 표면부(13)는 대응하는 반작용력에 의해서만 뒤로 이동할 수 있다.

도 6은 제2보상부재의 압력/부피 곡선(32)을 나타낸다. 부피는 압력 축(16)에 표시된 압력에 대해 부피 축(18)에 표시된다. 부압이 우세할 경우에, 비교적 단단한 표면부가 작용력 하에서 약간 팽창하기 때문에 부피는 약간 줄어든다. 정압이 우세할 경우에, 표면부는 선부하 위치에서 휴지상태를 유지하여, 실제로 부피 팽창이 일어나지 않는다. 임계 정압(12)보다 높은 압력이 우세할 경우에, 격막은 편향위치로 갑자기 뒤집혀져, 부피(39)의 급격한 증가가 일어난다. 임계 정압(12)보다 높은 압력이 우세할 경우에, 표면부가 스토퍼로 지지되고 더 이상의 변형이 일어나지 않기 때문에 부피의 추가적인 증가가 일어나지 않게 된다.

도 7은 격막(10)과 접촉면(11) 및 구멍(31)을 갖춘 제1보상부재(4)로 구성된 조합형 보상부재(37)를 도시하는바, 격막(10)이 편향위치(30)로 뒤집힐 수 있다. 도 7에 제2보상부재(25)가 표면부(13)와 스토퍼(19)로 구성되되, 표면부(13)는 선부하 위치(33)에 놓이고 편향위치(30)로 뒤집힐 수 있다.

도 8은 도 7에 따라 조합형 보상부재의 압력/부피 곡선(32)을 나타낸다. 부피는 압력 축(16)에 표시된 압력에 대해 부피 축(18)에 표시된다. 도 8에 압력/부피 곡선(32)은 실질적으로 도 4 및 도 6에 압력/부피 곡선을 중첩하고 있다. 압력/부피 곡선(32)은 부압이 우세할 경우에 급격한 부피 감소를 나타내고 있으며, 중립 압력(neutral pressure)과 임계 정압 사이에 놓이는 압력이 우세한 경우에 실제로 부피를 일정하게 유지한다. 임계 정압(12)에서, 부피(39)의 급격한 증가가 발생한다. 상기 영역에서, 본 발명에 따른 이송장치의 운전영역은 조합형 보상부재를 갖춘 본 발명에 따른 이송장치가 운전영역에서 실제로 고정된 동작을 나타내고 있다. 임계 정압(12)에서, 부피의 급격한 증가가 발생한다. 도 8에 따라 압력/부피 곡선은 본 발명에 따른 이송장치에 제1보상부재와 제2보상부재가 구비되면 항상 달성된다. 이러한 연유로, 조합형 보상부재를 2개 형성할 필요는 없게 된다.

도 9는 제1보상부재(4)의 다른 일례를 도시한다. 정압이 본 발명에 따른 이송장치에서 우세한 경우에, 격막(10)은 접촉면(11)에 지지된다. 구멍(31)을 대신하여, 예컨대 다수의 구멍(31) 형태로 형성될 수 있는 격자(35)를 구비한다. 덧붙여서, 격막(10)은 보강구조물(34)을 구비하며, 부압이 이송장치 내에서 우세한 경우에, 격막(10)이 편향위치(30)로 이동할 수 있지만 부수적으로 격자(35)의 방향으로 격막(10)의 변형이 방해받는다.

도 10에 따라 제1보상부재(4)의 실시예에서, 격막(10)은 접촉면(11)과 구멍(31)을 구비하는바, 격막(10)은 편향위치(36)로 이동할 수 있다. 격막(10)의 이동성을 향상시키기 위해, 이 경우에 격막(10)에 코러게이션부(36)를 구비하는데, 결과적으로, 부압이 본 발명에 따른 이송장치에서 우세할 경우에, 격막(10)은 본 발명에 따른 이송장치, 총 부피 및 편형위치(30) 내로 더욱 자유롭게 이동할 수 있다.

1 ----- 이송장치
2 ----- 환원제 탱크
3 ----- 배기시스템
4 ----- 제1보상부재
5 ----- 필터
6 ----- 이송 유닛
7 ----- 환원제 라인
8 ----- 계량 유닛
9 ----- 전체 부피
10 ----- 격막
11 ----- 접촉면
12 ----- 임계 정압
13 ----- 표면부
14 ----- 자동차
15 ----- 내연기관
16 ----- 압력 축
17 ----- 시간 축
18 ----- 부피 축
19 ----- 스토퍼(stop)
20 ----- 냉동 시간 영역
21 ----- 해동 시간 영역
22 ----- 제1곡선
23 ----- 제2곡선
24 ----- 유동 저항
25 ----- 제2보상부재
26 ----- 압력 증가
27 ----- 압력 센서
28 ----- 정압
29 ----- 부압
30 ----- 편향 위치
31 ----- 구멍
32 ----- 압력/부피 곡선
33 ----- 선부하 위치
34 ----- 보강구조물
35 ----- 격자
36 ----- 코러게이션부(corrugation)
37 ----- 조합형 보상부재
38 ----- 안정 균형 위치
39 ----- 부피 급증가.

Claims

액상의 환원제를 이송하는 이송장치(1)에서 있어서, 하나 이상의 제1보상부재(4)를 구비하고, 환원제를 이송, 처리, 및 계량하기 위해 환원제 탱크(1)와, 이송 유닛(6), 환원제 라인(7), 및 계량 유닛(8)으로 이루어져 환원제로 충전될 수 있는 총 부피(9)를 갖추고 있으며, 상기 하나 이상의 제1보상부재(4)는 부압이 상기 이송장치(1)에서 우세할 경우에 상기 총 부피(9)의 크기를 줄이기에 적합한, 이송장치.
청구항 1에 있어서,
상기 하나 이상의 보상부재(4)는 격막(10)의 형태로 형성되어 있으며, 상기 격막(10)이 접촉면(11)에 구비되어, 정압이 상기 이송장치(1)에서 우세할 경우에 상기 격막(10)이 상기 접촉면(11)에서 고정되게 지지되며, 부압이 상기 이송장치(1)에서 우세할 경우에 상기 격막(10)이 총 부피(9) 속으로 이동할 수 있는, 이송장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 하나 이상의 제1보상부재(4)는 상기 총 부피(9)의 크기를 5% 이상 줄이는, 이송장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1보상부재(4)는 500 밀리바아 이하의 압력 하에서 상기 총 부피(9)의 크기를 5% 이상 줄이는, 이송장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이송장치에서 임계 정압(12)이 도달하는 경우에 상기 총 부피(98)의 크기를 증가시키기에 적합한 하나 이상의 제2보상부재(25)를 구비하고, 상기 임계 정압보다 낮은 압력이 우세할 경우에 상기 하나 이상의 제2보상부재(25)는 상기 총 부피(9)의 크기에 실질적인 증가를 허용하지 않는, 이송장치.
청구항 5에 있어서,
상기 임계 정압(12)은 적어도 5 바아로 되어 있는, 이송장치.
청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 하나 이상의 제2보상부재(25)는 상기 총 부피(9)의 크기를 15% 이상 증가시킬 수 있는, 이송장치.
청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 제2보상부재(25)는 상기 임계 정압(12)에 도달하는 경우에 실제로 상기 총 부피(9)의 크기를 급격하게 증가시키는, 이송장치.
청구항 5 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 제2보상부재(25)는 선부하 하에서 표면부(13)의 형태로 형성되며, 임계 정압(12)보다 높은 압력이 우세할 경우에 상기 표면부(13)가 상기 선부하에 대향되게 이동할 수 있어 상기 총 부피(9)가 증가하는, 이송장치.
청구항 5 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1보상부재(4)와 상기 하나 이상의 제2보상부재(25)는 조합형 보상부재와 같이 결합되어 형성되는, 이송장치.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1보상부재(4)는 상기 이송 유닛(6)과 계량 유닛(8) 사이에 배열되는, 이송장치.
이송장치(1)의 총 부피(9)가 제1보상부재(4)를 수단으로 하여 줄어들도록, 상기 이송장치(1) 내에 환원제를 냉각하는 단계(a)와;
상기 이송장치(1)의 총 부피(9)가 제2보상부재(4)를 수단으로 하여 증가되도록, 상기 이송장치(1) 내에 상기 환원제를 냉동하는 단계(b);를 포함하여, 상기 액상의 환원제로 충전되는 상기 총 부피(9)를 갖춘 상기 이송장치(1) 내에 상기 액상의 환원제를 냉동하는 방법.
선택적 촉매 환원법을 실시하도록 설계된 내연기관(15)과 배기시스템(3)을 구비하고, 환원제 탱크(2)에 있는 환원제를 상기 배기시스템(3)으로 이송하도록 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 따른 이송장치(1)를 구비한 자동차(14).