KR20120113257A - 탱크 및 환원제용 전달 유닛을 갖춘 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탱크 하부(5)를 가진 적어도 하나의 탱크(1), 및 액체(2)용 전달 유닛(8)을 갖춘 장치에 관한 것이고, 상기 전달 유닛(8)은 상기 탱크 하부(5) 상의 챔버(9)에 배치되며, 상기 챔버(9)는 적어도 하나의 가열기(29)를 포함한다. 장치는, 적어도 하나의 국부 통기 가열기(40)를 가진 탱크(1)를 가지는 것이 바람직하고, 이때 상기 적어도 하나의 국부 통기 가열기는 탱크 하부(5)에서 액체(2)용 배출관(10)을 시작으로 하여, 적어도 하나의 탱크 측면(6)을 통해 탱크 상부(7) 부근까지 연장된다.

Description

탱크 및 환원제용 전달 유닛을 갖춘 장치{DEVICE HAVING A TANK AND A DELIVERY UNIT FOR REDUCTANTS}
본 발명은 탱크 하부를 가진 탱크, 및 액체용 전달 유닛을 갖춘 장치에 관한 것이며, 이때 상기 액체는 특히 배기 가스 후처리를 위한 액체 환원제(liquid reducing agent)이다.
내부 연소 기관의 배기 가스 흐름에서 질소 산화물(NOX)을 제거하기 위하여, 액체 환원제는 배기 가스 흐름에 존재하는 질소 산화물을 촉매 컨버터(catalytic converter)에 의해 원소 질소(N2) 및 물(H2O)로 변환하도록, 배기 가스 흐름에 주입되는 것이 바람직하다. 액체 환원제로서, 활성제(active substance), 예를 들면 암모니아(NH3) 및/또는 요소(CH4N2O)는 물에 용해되어 첨가되는 것이 바람직하다. 액체 환원제를 저장하기 위해서, 전달 유닛과 상호 작용하는 탱크가 구비되고, 그 결과 환원제를 탱크로부터 배기 가스로 전달시키는 것이 가능하다.
다수의 기술적인 문제점은, 모든 동작 상황 하에 배기 가스 흐름에 환원제의 미리 정의된 양을 공급하기 위해서, 이러한 환원제의 전달 및 저장에 관련된다는 점이다. 이러한 문제점은 특히, 액체 환원제, 특히 요소 수용액(aqueous urea solution)이 동결될 수 있다는 사실에 기반한다. 액체 환원제가 동결되는 것을 방지하기 위해서, 예를 들면, 부동액을 첨가시킬 수 있으며, 이로 인해, 일반적으로 약 -11℃인 요소 수용액의 빙점(freezing point)은 -40℃까지 내려가게 된다.
심지어 상기와 같은 부동액 또는 빙점 억제제가 사용됨에도 불구하고, 배기 가스 흐름에서의 질소 산화물이 자동차 부근에서 매우 낮은 온도에도 감소되어야 한다. 이러한 목적을 위해, 무엇보다도 환원제를 해동 또는 녹일 필요성이 있을 수 있다. 이를 위해, 탱크 및/또는 탱크의 부분적인 체적을 가열시키는 다양한 용액이 이미 제안되어 왔다. 그러나, 이러한 용액은 액체 환원제가 배기 가스 흐름에 확실하게 첨가될 수 있도록 반복적인 해동 및 동결을 실행하기에 적합하지 않은 일부 범위를 가진다.
특히, 액체 환원제가 탱크 하부에 근접하여 그리고 탱크 하부를 통하여 추출될 시에 곤란한 점이 발생된다. 이 경우에, 발견된 바와 같이, 예를 들면, 동결 환원제가 탱크 하부 상에서 가열기에 의해 해동될 수 있지만, 탱크 하부 상에 위치한 동결 액체의 영역으로는 이를 수 없고, 그러므로 아이스(ice)의 두꺼운 셀(thick shell)은 제거 지점(removal point) 주위에 남아 있게 된다. 그러나, 흡입에 의한 액화 환원제(liquefied reducing agent)의 추출은 진공을 일으키고, 이때 상기 진공으로 인해 여기에서 일반적으로 사용되는 펌프들은 작동될 수 없다.
이를 기반으로 하여, 본 발명의 목적은 종래 기술과 관련된 강조된 문제점을 적어도 부분적으로 해소하는 것에 있다.
특히, 본 발명의 목적은 가열 처리(heating strategy) 또는 가열관리의 규정을 달성하기 위한 것이고, 이때 상기 가열 처리 또는 가열관리로 인하여 동결 환원제의 목적이 되는 충분한 해동은 이미 시작한 후에 곧 이루어진다. 이 경우에, 처리로 인해 생성되고 90℃보다 큰 표면 온도에 이르는 국부 열점(local hot spots) 없는 가열의 집열적인 도입이 특히나 필요하다. 나아가, 필요하다면, 목적을 위한 방식으로 기능성 또는 가열 처리에 영향을 미치는 보호물이 제안될 수 있다.
추가적인 목적으로, 언급되어야 하는 바와 같이, 특히 실질적으로 기포가 없는 전달(bubble-free delivery)이 가능하게 이루어지도록, 해동 처리 동안 정확하거나 해동 처리 후에 곧 액체 환원제의 만족스러운 제거를 가능케 하는 방안이 규정될 수 있다.
나아가, 본 발명의 목적은 제거 지점 근방에서 가열관리를 개선시키는 것이고, 또한 이미 환원제를 탱크로 전달시키는 적합한 회귀관에 의해 액체 환원제의 제거를 만족스럽게 하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은, 해동 처리 동안 또는 해동 처리 후에 곧 액체 환원제의 충전 레벨 또는 해동도(degree of thawing)에 대해 보다 정확한 지식이 제공되는 방안을 제공하는 것에 있다.
추가적인 목적은, 동결 처리가 목적을 위한 방식으로 이미 처리됨으로써 탱크 또는 탱크 그 자체의 구성요소가 적은 부하를 받고, 그리고/또는 해동은 그 후에 가능해지는 방안을 규정하는 것에 있다.
게다가, 달성될 수 있는 바와 같이, 탱크는 에너지에 관하여 바람직한 방식으로 가열되고, 그 결과 자동차에 이용 가능한 에너지는 가능한 한 적게 소모될 수 있다.
나아가, 일부 목적은 장치 설계에 관한 것이고, 이로 인해, 점검 목적 및/또는 유지 보수 목적에 대해 손쉽게 처리될 수 있다. 특히, 전달 유닛의 점검 및/또는 유지는 또한, 탱크가 완전하게 비워지지 않을 시에도 가능할 수 있다.
나아가, 규정된 방안으로 인하여, 환원제가 제거되는 경우 가열 중 진공 형성 과정이 방지된다. 이 경우에, 기술적 복잡성이 가능한 한 낮게 실행될 수 있다.
상술된 목적 중 적어도 하나를 이루기 위해서, 청구항 1의 특징에 따른 장치가 제안된다. 본 발명의 추가적인 목적에 적합하게 관련된 바람직한 개선점은 종속항에 주어진다. 특히, 청구항에 개별적으로 나열된 특징은 기술적이고 합리적인 방식으로 필요에 따라 서로 조합될 수 있고, 본 발명의 추가적인 실시예를 나타낼 수 있다. 특히 도면과 함께 한 설명은 본 발명을 설명하고, 추가적이고 대표적인 실시예를 제공한다.
이에 따라서, 본원에서 장치가 제안되고, 상기 장치는 탱크 하부를 가진 적어도 하나의 탱크, 및 액체용 전달 유닛을 갖추고, 전달 유닛은 탱크 하부 상의 챔버에 배치되며, 챔버는 적어도 하나의 가열기를 가진다.
탱크는 실제로 금속 및/또는 플라스틱 물질로 구현될 수 있다. 일반적으로, 탱크는 복잡한 기하학적인 구조를 가지는데, 이는 자동차의 환경 또는 공간 사항에 대해 구성되기 때문이다. 탱크는 일체형으로 생성될 수 있지만, 그러나 이는 절대적으로 필요한 것이 아니다. 일반적으로, 탱크는 탱크 내부 또는 탱크 체적을 함께 정의하는 탱크 하부, 하나 이상의 탱크 측면 및 탱크 상부로 구성된다. 물론, 탱크는 복수의 부분 체적으로 더 작게 나뉠 수도 있고, 그 결과 (서로 다른) 액체 양은 서로 다른 부분의 체적에 저장될 수 있다.
장치는 또한 적어도 하나의 전달 유닛을 가지고, 이때 하나의 (개별적인) 전달 유닛은 일반적으로 정밀하게 구비된다. 이 경우에, 전달 유닛은 액체를 탱크 외부로 운반시킬 수 있는 구성요소들(예를 들면, 액체-전달관 등의 수동형 구성요소들, 및 예를 들면, 액체를 처리, 변환 가열(converting heating) 등을 하는 장치 등의 능동형 구성요소들)을 포함한다. 이에 대해서, 전달 유닛은 바람직하게 적어도 하나의 펌프, 및 액체용 해당 전달관을 포함한다. 필요한 경우, 전달 유닛은 예를 들면, 적어도 하나의 필터, 적어도 하나의 센서 및/또는 적어도 하나의 밸브 등의 추가적인 구성요소들을 가질 수 있다. 전자 또는 전기 구성요소들은 또한 전달 유닛, 예를 들면 회로, 메모리, 컴퓨터 등에 통합될 수도 있다.
"액체"는 특히 실내 온도에서 적어도 액체 상태로 되어 있는 물질을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 특히 매우 바람직하게, 액체는 질소 산화물이 내부 연소 기관의 배기 가스에서 일어날 시에 질소 산화물의 처리를 위한 환원제이다. 예를 들면, 암모니아와 더불어 액체 환원제는 또한 예를 들면 요소 등의 암모니아 전구체로 이해되어야 한다. 액체 환원제는 또한 적어도 하나의 빙점강하물질(freezing-point depressing substance)을 가질 수 있으며, 전달을 저해하지 않는 작은 분자도 가질 수 있다. 이 정도로, "액체"는 특히 이러한 유형의 환원제에 적합한 일반 용어이다.
본 발명에 따른 장치의 전달 유닛은 이 경우에 탱크 하부 상의 챔버에 배치된다. 챔버는 특히 인접한 탱크 하부로부터 내부 방향으로 향한 오목 자국(indentation), 오목부(recess), 세트백(setback) 등을 나타낸다. 이로써, 탱크 하부로부터 시작되는 챔버는 챔버 높이를 형성한다. 챔버는 탱크에 저장된 액체에서 자유롭고, 적어도 부분적으로 전달 유닛을 수용한다. 챔버는 대안으로 탱크에 저장된 액체 등으로 적어도 부분적으로 채워지거나 잠길 수도 있다. 이로써, 탱크 챔버의 변위 용적(displacement volume)은 감소될 수 있다. 챔버는 탱크 하부의 통합 또는 별도 부착 부분일 수 있다. 또한, 인접한 탱크 하부의 레벨에서 챔버가 닫히는 것이 바람직하다. 나아가, 챔버가 탱크에 대해 중앙에서 벗어나게 배치되는 것, 즉 일측 탱크 측면에 근접하여 배치되는 것이 바람직하다.
챔버가 탱크 하부로부터 바람직하게 연장됨에도 불구하고, 챔버가 탱크 측벽 상에 배치되는 것, 그리고 탱크 측벽으로부터 연장되는 것도 가능하다. 그러나, 이 경우에, 챔버는 탱크 하부 부근에 배치되는 것이 바람직하다. 본원에서, 특히 탱크 상부 측면보다는 탱크 하부에 근접하게 위치된 자리가 제안되었다. 탱크 상부 측면으로부터의 챔버와의 거리 및 탱크 상부 측면으로부터 챔버와의 거리는 예를 들면, 챔버의 가상 중앙 점, 탱크 상부 측면의 가상 평면으로부터 챔버와의 거리, 및 탱크 하부의 가상 평면으로부터 챔버와의 거리를 통하여 판별될 수 있다. 탱크 상부 측면 또는 탱크 하부의 가상 평면은 탱크 상부 측면 또는 탱크 하부의 위치 또는 자리를 실질적으로 다시 만들어 낸다. 탱크 하부 또는 탱크 상부 측면의 형상 또는 오목부는 본원에서 고려될 필요는 없다. 바람직하게, 탱크 상부 측면의 평면으로부터 상기와 같은 가상 중앙 점과의 거리는 탱크 하부의 평면으로부터 중앙 점과의 거리에 비해 그 크기가 2 배, 바람직하게는 5 배보다 크다.
또한 본원에서 제공되는 바와 같이, 챔버는 적어도 하나의 가열기를 가진다. 이 경우에, 특히 매우 바람직하게, 가열기는 전기 에너지로 동작된다. 가열기는 실제로 별개로 전달 유닛의 부분으로 구현될 수 있고, 그리고/또는 챔버 벽에 또는 챔버 벽 상에 배치될 수 있다.
본원에서 제안된 배치되는 다수의 이점을 가진다. 탱크 내에 돌출된 챔버는 전달 유닛의 공간이 절약되도록 하는 배치를 가능케 한다. 또한, 하부에 전달 유닛을 근접하게 함으로써, 탱크는 예를 들면, 액체가 탱크 상부 상에 배치된 전달 유닛을 통하여 제거되는 탱크에 비해, 탱크의 구성에 상관없이 액체를 완전하게 비울 수 있다. 나아가, 탱크 내에 돌출된 챔버의 가열기는 해동 중에 열이 아이스에 보다 깊게 또는 내부를 더 향해 들어가도록 한다. 또한, 이 방식으로, 가열된 표면적은 국부적으로 증가된다. 상대적으로 경사진 챔버 측벽들을 가진 챔버의 바람직한 윤곽 형성(실제로 탱크 하부에 대해 거의 수직으로 연장됨)은 또한 탱크 하부의 미리 정의된 영역을 향하여 해동된 환원제가 흐르도록 하고, 그 결과 다량의 액체는 본원에서 빠르게 해동될 수 있고, 제거 지점으로 이동될 수 있다.
본 발명의 일 개선점에 따라서, 제안된 바와 같이, 단열부는 챔버의 상부 측면의 영역에서 적어도 구비된다. 특히, 이 경우에 매우 바람직한 바와 같이, 단열부는 가열기를 가진 챔버 벽과 전달 유닛을 가진 챔버 내부 사이에 위치한다. 필요에 따라, 챔버 또는 전달 유닛의 내부를 향하고 가열기에 인접한 전체 영역은 하나 이상의 단열부 수단으로 구현될 수 있다. 또한, 특히 매우 바람직한 바와 같이, 챔버는 환경을 향하여 챔버 상부 측면의 맞은편에 위치한 단열부를 가지지 않는다. 이로 인해, 특히 달성되는 바와 같이, 적어도 하나의 가열기에 의해 제공되는 열은 챔버에 인접한 탱크의 액체로 직접 들어가거나 또는 매우 감소되는 방식으로 전달 유닛 또는 챔버 내부로 들어간다. 나아가, 이러한 방식으로, 전달 유닛 외부로부터 우선 동결시키기 위해 냉각 작용을 하는 경우가 가능하지만, 그러나 단열된 챔버 벽과 바로 인접한 곳에서의 액체는 그러하지 아니하다. 이는 심지어 제거 지점에서 냉각의 장기 작용의 경우에서도 장치의 확실한 동작을 가능케 하고, 또한 동결의 경우 액체의 빠른 해동의 확실한 동작을 가능케 하며, 상기 해동은 에너지와 관련하여 이점을 가진다. 단열부는 특히 금속 또는 플라스틱 물질보다 낮은 열 전도성을 가진다. 바람직하게, 단열부는 적어도 세라믹 또는 개방셀 발포체(open-cell foam)를 포함한다.
본 발명의 일 개선점에 따라서, 또한 제안된 바와 같이, 가열기는 적어도 하나의 전기 가열 세그먼트로 구현되고, 상기 전기 가열 세그먼트는 챔버 측벽 또는 챔버 상부 측면과 적어도 열 전도 접촉을 하여 배치된다. 특히 매우 바람직한 바와 같이, 각 경우에서, 적어도 하나의 전기 가열 소자는 챔버 측벽 상에 또는 챔버 측벽에 배치되고, 적어도 하나의 전기 가열 소자는 챔버 상부 측면 상에 또는 챔버 상부 측면에 배치된다. 전기 가열 소자로서, 바람직한 것은 전기 가열관, 예를 들면, 발열체(heating wire), 발열 호일(heating foil) 등으로 주어진다. 가열기는 또한 정온도 계수(positive temperature coefficient)를 가진 가열 저항기를 포함한 적어도 하나의 가열 소자를 포함할 수 있다. 상기와 같은 가열 소자는 또한 PTC 가열 소자(PTC = 정온도 계수)로도 언급된다. 가열기는 챔버 벽 상에 인쇄될 수 있고, 그리고/또는 특히 챔버 내부로부터 챔버 벽까지 접착되어 고정될 수 있다. 또한 가열기는 클램프(clamp) 유형을 가진 챔버 벽에 고정될 수도 있다. 예를 들면, 가열기는 클램프에 의하여 챔버 벽의 외부 및/또는 내부를 향해 가압될 수 있다. 특히 목적을 위한 방식으로 조정될 수 있는 적절한 전력원은 가열기의 전기 가열 세그먼트들을 동작시키기 위해 구비된다.
이러한 정황에서, 복수의 가열 세그먼트들이 챔버의 높이 방향을 따라 구비되는 것이 특히나 바람직하다. 이는 다시 말해, 복수의 가열 세그먼트들이 탱크 하부로부터 시작되어 챔버 상부 측면의 방향으로 구비되고, 특히 챔버 주위에서 연장되고 바람직하게 서로 평행하게 배치된다는 것을 의미한다. 이러한 가열 세그먼트들은 특히 서로 독립적으로 동작될 수 있거나 조정될 수 있다. 게다가, 이러한 가열 세그먼트들이 서로 다른 방식으로 구현되는 것 또한 가능한데, 개별적인 발열량에 대해서는 특히나 그러하다. 이 경우에, 가열 세그먼트들의 잠재적인 가열관이 챔버 높이의 방향으로 하부로부터 상부로 감소되는 것이 특히나 매우 바람직하다. 이 역시 다시 말해, 탱크 하부에 근접하게 배치된 가열 세그먼트가 챔버 상부 측면에 근접하게 배치된 가열 세그먼트보다 탱크 내부로 보다 많은 열이 들어오도록 한다는 것을 의미한다.
일 개선점에 따라서, 또한 제안된 바와 같이, 가열기는 적어도 하나의 자가 조정 가열 세그먼트를 포함한다. 이는 특히, (자동) 모니터링 및 조정이 발생된다는 것, 그리고 액체를 향한 챔버와의 접촉 영역의 미리 정의된 온도가 초과되지 않는다는 것을 의미한다. 이 경우에, 발열량은, 약 0℃ 액체 온도에서 챔버 벽(예를 들면, 90℃ 또는 단지 70℃)의 최대 표면 온도가 예를 들면 중요 액체 부분(significant liquid proportion)이 해동 처리 중에 존재하지 않은 영역에서도 초과하지 않도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 예를 들면 가열 물질이 구성되어 사용될 수 있고, 상기 가열 물질은 저항에서 온도에 따른 (전기) 변화(temperature-dependent (electrical) change)를 받고, 이로써 발열량 자체를 조정하고 그 결과 저항에서의 변화를 조정할 수 있다. 이러한 정황에서, PTC 가열 소자는 자가 조정을 한다. 나아가, 자가 조정 가열 소자를 형성할 수 있는 가능성은 바이메탈 스위치(bimetallic switch)에 의해 제공된다. 바이메탈 스위치는 서로 다른 열 팽창 계수를 가진 2 개의 서로 다른 물질로 형성된다. 바이메탈 스위치는 온도가 임계치 온도를 초과하자마자 전기 연결을 분리시키도록 형성될 수 있다. 상기와 같은 바이메탈 스위치는 미리 정의된 가열 온도로 가열기를 자동으로 조정하도록 가열기에 구비될 수 있다. 자가 조정 가열 소자에 있어서, 상기 가열 소자 내에는 온도 센서, 조정기 및 가변 저항으로 구성된 별도의 제어 유닛이 구비될 수도 있다.
필요에 따라, 특히 감온 스위치로 알려진 추가적인 스위치는 또한 개별적인 가열 세그먼트들에 대한 2 개의 지점 조정(two-point regulation)을 실행하기 위해 구비될 수 있다.
본 발명의 추가적인 양태에 따라서, 또한 제안된 바와 같이, 적어도 하나의 가열기는 충전 레벨 게이지(filling level gauge)로 설계된다. 이는 특히 가열기가 가열 물질로 구현되는 경우에 적용되고, 이때 상기 가열 물질은 온도에 따른 전기 저항을 가진다.
탱크를 향한 환경과 가열기와의 접촉 결과로 인하여, 서로 다른 온도는 챔버의 서로 다른 높이에서 판별될 수 있고, 이로써, 챔버 주위에서 액체 정도 또는 액체 레벨 높이에 대한 정보는 해동 시간 동안 정확하게 얻어질 수 있다. 이는 또한 특히 탱크의 대부분의 액체의 상태가 예를 들면, 전체 탱크에 대한 충전 레벨 게이지가 가능하게 제공될 수 있는 곳에서, 여전하게 동결되었다는 것을 의미한다. 본원에서 특히 충전 레벨 또는 액체 레벨을 판별하기 위해 에너지 분석이 구현되어 사용될 수 있다. 탱크의 내용물을 가열하는데 필요한 에너지 양은 적어도 특정 온도 범위에서 충전 양에 비례한다. 그러므로, 탱크의 충전 높이가 탱크로 들어온 열 에너지 양으로부터 나온다는 결론을 내릴 수 있다.
탱크에서 액체의 특정 열 용량은 일반적으로 액체의 물질 상태에 따라 달라진다. 동결된 물은 예를 들면, 2.06 kJ/(kg K)[킬로줄 퍼 킬로그램 및 켈빈(kilojoules per kilogram and kelvin)]의 특정 열 용량을 가진다. 액체의 물은 4.19 kJ/(kg K)[킬로줄 퍼 킬로그램 및 켈빈]의 특정 열 용량을 가진다. 환원제로 종종 사용되는 요소액/수용액(urea/water solution)은 해당 물질 상태에서 비슷한 열 용량을 가진다. 그러므로, 동결 액체를 가열하거나 액체를 가열시키기 위해서는, 서로 다른 에너지 양이 필요하다. 이는 에너지 분석의 정황에서 탱크의 충전의 물질 상태를 판별하기 위해 사용될 수 있다.
에너지 분석을 개선시키고 모니터링하기 위해서, 탱크에 그리고/또는 챔버 상에 추가적인 온도 센서들로서 전도체 트랙들(conductor tracks)을 끼워 맞추는 것이 가능할 수도 있다. 이러한 온도 센서들로부터 나온 온도 신호는 또한 에너지 분석으로도 고려될 수 있다.
본 발명의 일 개선점에 따라서, 가열기는 또한 쿨런트 히터(coolant heater)를 포함할 수 있다. 쿨런트 히터는 냉각 코일 방식으로 구성될 수 있고, 상기 냉각 코일을 통하여 기관의 냉각수가 흐른다. 상기와 같은 냉각 코일은 챔버 내부 및/또는 외부의 챔버 벽 상에 구비될 수 있다.
본 발명의 추가적인 양태에 따라서, 적어도 하나의 열 전도 수단은 챔버에 근접하여 탱크 하부 상에 배치될 수 있다. 이는 특히 챔버로 발생된 발열량이 (수동형) 열 전도 수단을 통하여 (인접하거나 또는 근접한) 챔버의 환경으로, 특히 챔버에 위치한 탱크 하부로 들어간다는 것을 의미한다. 이를 위해, 별도의, 그리고/또는 통합된 열 전도 수단은 탱크 하부에서 또는 탱크 하부 안에 구비될 수 있다. 열 전도 수단은 특히 탱크 하부의 금속 링 주조물(metal ring cast)(예를 들면, SAE 커넥터라고 알려짐) 및/또는 (일체형 주조물) 팟(pot) 또는 (일체형 주조물) 슬리브(sleeve)일 수 있고, 상기 탱크 하부는 챔버 주위에서 일종의 함몰부 또는 트렌치(trench)를 형성하거나 적어도 부분적으로 인접하게 위치한다. 물론, 마찬가지로, 챔버 벽 상의 열 전도 수단을 제공하고, 챔버 표면을 통하여 (또한) 가열기에 의해 발생된 발열량을 탱크 내부에 분배시키는 것이 가능하다. 열 전도 수단은 금속 물질로 형성되는 것이 바람직하다.
열 전도 수단이 챔버를 고정시키는 기능을 하는 실시예가 우선적으로 주어진다.
이로써, 열 전도 수단은 동시에 챔버 고정 수단 전체 또는 일부일 수 있고, 그 결과 챔버 고정 수단 및 열 전도 수단의 간단한 실시예는 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라서, 이 역시 제안된 바와 같이, 장치에는 탱크로부터 챔버로의 액체용 배출관 및 챔버로부터 탱크로의 액체용 회귀관이 구비되고, 배출관 및 회귀관은 챔버에 서로 다른 위치에 배치된다. 특히나 매우 바람직하게, 배출관은 회귀관보다 낮은 측지학적인 높이로 배치된다. 특히나 매우 바람직하게 여겨지는 바와 같이, 배출관은 탱크 하부에 근접하게 배치되는 한편, 회귀관은 배출관 맞은편의 챔버 측벽 상에 배치되고 그리고/또는 특히나 매우 바람직하게는 챔버 상부 측면 상에 배치된다. 상기와 같은 배출관 및 회귀관의 배치를 이용하여, 확보될 수 있는 바와 같이, 회귀관을 통하여 탱크로 다시 들어올 수 있는 기포는 배출관에 의해 다시 직접적으로 이동되지 않는다. 추가로, 이런 방식으로, 일반적으로 아이스가 해동 처리 동안 여전히 기대되기 때문에 이미 전달된 가열 액체는 탱크의 다른 영역들로 공급될 수 있다. 이를 위해, 회귀관은 챔버 상부 측면에 근접하여 연장된 작은 튜브, 노즐 등으로 구현될 수 있다. 게다가, 배플 구조부들(baffle structures)은 챔버 벽 상에, 특히 챔버 상부 측변 상에 형성될 수 있고, 배플 구조부들로 인해, 회귀관을 통하여 회귀하는 액체는 진행되고, 특히 챔버 벽을 따라서 목적을 위한 방식으로 균일하게 진행되고, 이로써, 기포가 없는 방식으로 배출관에 근접한 액체 저장부로 다시 빠르게 공급될 수 있다. 개별적인 배출관 및 회귀관이 본원에서 항상 언급된다 하지만, 예를 들면 복수의 회귀관들이 구비되도록 배출관 및 회귀관의 수는 변화될 수 있다. 나아가, 특히 차단 수단은 또한 복수의 구성요소들 또는 유체관들에 (공동으로(jointly)) 영향을 미칠 수 있다.
그러나, 배출관 및 회귀관이 직접 함께 위치될 수 있는 것이 바람직할 수도 있다. 그러나, 회귀관 외부로 나가는 기포가 가능한 한 배출관에 접촉되지 않도록 회귀관은 바람직하게 배출관 상에 배치된다. 이러한 구성으로, 배출관 및 회귀관을 위한 챔버 벽에 가능한 하나의 개구부만 관통하는 것이 필요하다. 이로써, 필요한 밀봉부의 수는 감소될 수 있다.
상술된 장치의 특히나 바람직한 실시예에 따라서, 이 역시 제안된 바와 같이, 배출관 또는 회귀관은 적어도 배수 차단부를 가진다. 특히나 매우 바람직하게, 배출관 및 회귀관 모두는 배수 차단부를 가진다. 배수 차단부는 전기 작동 유닛(예를 들면 밸브 등) 및/또는 기계장치 작동 유닛(플랩(flap), 스프링 시스템 등)으로 구현될 수 있다. 배수 차단부는 이 경우에, 배수 차단부가 작동될 시에 액체가 배출관 및/또는 회귀관을 통하여 진행하지 못하도록 형성된다. 이는 특히, 예를 들면 점검 목적 또는 유지 보수를 위해 전달 유닛이 챔버로부터 제거되거나(taken out of) 또는 탱크로부터 챔버와 함께 제거되는 경우에 관련된다. 이에 따라서, 상기와 같은 배수 차단부는 전달 유닛이 제거될 시에 또는 제거된 후에 탱크에 여전히 존재하는 액체가 빠져나가는 것을 불가능하게 한다. 특히 매우 바람직하게, 배수 차단부는 전달 유닛 및/또는 챔버 벽의 적어도 하나의 구성요소와 상호작용하고, 그 결과 전달 유닛 또는 챔버와 끼워 맞춰진 상태에서, 배수 차단부는 자동으로 열리고, 제거될 시에 자동으로 닫힌다.
본 발명의 추가적인 양태에 따라서, 이 역시 제안되는 바와 같이, 장치에서 탱크는 적어도 하나의 국부 통기 가열기(local ventilation heater)를 가지고, 상기 국부 통기 가열기는 탱크 하부에서 시작된 액체용 배출관을 시작으로, 적어도 하나의 탱크 측면을 통하여 탱크 상부의 부근까지 연장된다. 통기 가열기는 특히 탱크의 액체가 동결될 시에 탱크 경계부에서 적어도 하나의 채널을 형성하도록 배향되거나 구성된다. 이로써, 통기 가열기는 동결 액체에 열을 제공하고, 그 결과 연속된 영역은 열의 국부적이고 집열적인 도입에 의하여 실질적으로 연속된 방식으로 형성된다. 이러한 통기 가열기는 이 경우에 탱크 하부에서 액체용 배출관을 시작으로, 탱크 하부를 따라 탱크 측면까지 그 후 탱크 측면을 따라 탱크 상부 부근까지 이어져 연장된다. 이는 특히 통기 가열기가 탱크 측면의 높이의 적어도 50%를 초과하여, 바람직하게는 적어도 80%를 초과하여, 그리고 매우 바람직하게는 탱크 액체의 최대 충전 레벨까지 연장된다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 탱크에서 액체 상에 위치된 가스 용적부와 배출관 간의 연결부(연결부를 통하여 가스가 흐를 수 있음)는 통기 가열기에 의해 확실한 방식으로 실현되며, 이로써 챔버 또는 배출관의 영역에서의 진공 형성은 정확하게 방지된다. 실제로, (별도) 통기 가열기가 이러한 목적을 위해 특별하게 구비되는 것이 가능하지만, 그러나 이 역시 가능한 바와 같이, 예를 들면, 탱크의 큰 가열기가 영역(다른 말로 하면, 탱크 측면과 관련하여 작고 특정 정도(목적을 위한 방식 또는 별도의 방식으로)에 대해 정확하게 정의되고 범위가 정해지는 영역)에 국부적으로 가열하는 것도 가능하다.
이와 관련하여, 또한 바람직하게 여겨지는 바와 같이, 적어도 하나의 국부 통기 가열기는 탱크의 가이드에 선형 방식으로 배치된다. 이를 위해, 그루브(groove)가 탱크 경계부(탱크 하부, 탱크 측면) 상 또는 탱크 경계부 외부 및/또는 내부에 구비되는 것이 가능하다. 상기 그루브는 별도의 구성요소로서 탱크 하부 또는 탱크 측면에 맞춰질 수 있지만, 통합된 일체형 구성이 바람직하다. 탱크가 만들어지는 동시에 가이드가 이미 형성되는 것이 특히나 매우 바람직하다. 가이드가 탱크 내부를 향해 형성되는 경우, 가이드는 형성된 채널용 경계부로서, 그리고/또는 주위에 떠 있는 아이스 부분을 위한 보호물로서 선택적으로 (부분적으로) 기능을 할 수 있다. 가이드가 탱크 상의 외부에 구비되는 경우, 가열기를 보호하는 기능을 할 수 있다. 가이드는 특히 통기 가열기를 위한 부분적인 케이스(partial enclosure)를 나타낸다.
나아가, 특히 바람직하게 여겨지는 바와 같이, 적어도 하나의 국부 통기 가열기에는 적어도 부분적으로 열 주입관이 형성되고, 상기 열 주입관은 전달 유닛으로부터 액체용 인젝터로 연장된다. 명확하게 본 발명의 적용 분야에서, 이동 내부 연소 기관들의 배기 가스에서 질소 산화물을 환원하는 동안, 액체 또는 환원제는 인젝터로 전달되는 중에 가열된다. 이를 위해, 전기 가열기들을 가진 파이프 및/또는 호스로 선택적으로 구현되어 사용된다. 본원에서 제안된 바와 같이, 이러한 열 주입관은 탱크와 열 전도 접촉을 하여 배치되고, 그 결과 발생된 열은 또한 탱크 하부 및/또는 탱크 측면에 방출한다. 이를 위해, 필요에 따라, 열 주입관의 단열부 수단은, 탱크에 위치한 액체에 대한 중요 영역(significant extent)으로도 열이 방출될 수 있도록 적어도 부분적으로 제거되어야 한다. 대안으로 또는 추가로, 열 주입관은 서로 다른 열 전달 계수를 가진 적어도 2 개의 소영역들(subregions)을 가지도록 구성될 수 있다. 이는 예를 들면 서로 다른 단열부를 가진 소영역의 형성체에 의해 행해질 수 있다. 특히 이 경우에 바람직하게 주어진 실시예에서, 제 1 열 전달 계수를 가진 제 1 소영역은 탱크 상에 배치되는 한편, 탱크 상에 배치되지 않은 제 2 소영역은 제 1 열 전달 계수보다 낮은 제 2 열 전달 계수를 가진다. 실제로, 열 주입관이 탱크의 내부를 통하여 가이드되는 것이 가능하지만, 그러나 바람직하게 주어진 실시예에서 열 주입관은 외부에 배치된 가이드에 고정된다. 제 1 경우에서, 열 주입관의 제 1 소영역이 탱크 내부를 통하여 가이드되는 소영역인 것이 바람직한 한편, 열 주입관의 제 2 소영역이 탱크 외부에 위치한 소영역인 것이 바람직하다.
바람직하게 주어진 실시예에서, 가이드를 해제 가능하게 닫을 수 있는 커버에 단열부가 연결되어 형성된다.
이로 인하여 바람직하게 가능한 실시예에서, 단열부의 결과로서, 외부를 향한 열 전달은 탱크로의 열 전달보다 작다. 해제 가능한 닫힘 성능 때문에, 가이드 및 가이드에 수용된 구성요소들은 점검 또는 유지 보수인 경우 손쉽게 접근 가능하다.
나아가, 적어도 하나의 국부 통기 가열기에는 자동차에 탱크를 고정시키는 수단이 적어도 부분적으로 형성될 수도 있다. 상기와 같은 장치가 자동차에 고정될 시에는 예를 들면 알려진 바와 같이, 탱크 외부에 부분적으로 인접한 인장 스트랩들(tensioning straps)이 구현되어 사용된다. 상기와 같은 인장 스트랩들은 또한 가열기로 구성될 수도 있고, 인장 스트랩들의 인접성으로 인해 탱크 내부에 열이 들어갈 수 있다. 이로써, 이러한 구성요소들은, 탱크 경계부에 인접하고 목적에 맞게 형성된 채널에 대해 국부 작용(local action)을 가진 이러한 적어도 하나의 통기 가열기를 형성하는데 사용될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 적용 분야는, 배기 가스를 배기 가스 시스템으로 배출하는 내부 연소 기관을 가진 자동차에게 환원제를 제공하는 장치의 형태를 갖는 장치에 관한 것이다. 이 경우, 환원제를 제공하는 장치는 자동차에 통합되는데, 이는 탱크가 자동차에 고정되기 때문이다. 환원제를 제공하는 장치는 필요에 따라 환원제를 배기 가스 시스템으로 공급하기 위하여, 특히 적절한 제어 수단을 사용하여 설계된다.
본 발명 및 기술 분야는 도면에 기초하여 이하에 상세하게 기재될 것이다. 특히, 도면은 바람직한 실시예를 나타내고 있지만, 본 발명이 이들 실시예로만 제한하지는 않는다. 그러나, 도면에서, 동일 구성요소는 동일 참조 번호로 제공된다. 도며은 개략적으로 나타내고 도면에서:
도 1은 자동차에서 탱크 및 전달 유닛을 가진 장치를 도시하고,
도 2는 부분적으로 단열된 챔버를 가진 장치를 상세하게 도시하고,
도 3은 복수의 가열 세그먼트들을 가진 챔버를 도시하고,
도 4는 챔버의 구성요소의 배치, 즉 유지 보수의 원활한 배치를 가진 장치를 상세하게 도시하고,
도 5는 국부 통기 가열기를 가진 장치의 추가적인 실시예를 도시하고,
도 6은 국부 통기 가열기의 실시예를 상세하게 도시하고,
도 7은 특정 섬프 가열기(special sump heater)를 가진 장치의 실시예를 상세하게 도시하며, 그리고
도 8은 특정 섬프 가열기를 가진 장치의 추가적인 실시예를 상세하게 도시한다.
도 1은, 액체(2), 특히 액체 환원제, 예를 들면 요소 수용액을 저장하는 자동차(22)를 개략적으로 도시한다. 탱크(1)는 그의 경계벽들이 구비된 내부를 형성하고, 상기 경계벽들은 상위 탱크 상부(7), 하부에 배치된 탱크 하부(5), 탱크 상부와 탱크 하부에 배치된 탱크 측면(6)에 의해 형성된다. 추가로 본원에서 도시된 탱크(1)는 그의 탱크 상부(7)에서 충전 개구부(filling opening)(3)를 가지고, 상기 충전 개구부를 통하여 탱크(1)는 필요한 액체(2)를 충전할 수 있다. 또한, 일반적으로, 상기와 같은 탱크(1)는 하나 이상의 충전 레벨 게이지(4)를 가지고 있고, 상기 충전 레벨 게이지를 이용하여, 탱크(1) 안의 액체(2)의 현재 충전 레벨을 판별할 수 있다.
탱크 하부(5) 상의 중앙에서 벗어난 곳에 챔버(9)가 형성되고, 상기 챔버에는 전달 유닛(8)이 배치된다. 챔버(9)에는 액체(2)가 있지 않고, 오히려 탱크(1)로부터 인젝터(17)로 액체(2)를 전달시키는 구성요소가 배치되어 있다. 이 경우에, 전달 유닛(8)은 배출관(10)을 통하여 탱크(1) 내부로부터 액체(2)를 얻으며, 이때 상기 배출관은 마찬가지로 탱크 하부(5)와 인접하여 배치된다. 전달 유닛(8)은 우선 필터(13), 그 다음 펌프(14) 및 밸브(16)(본원에서 배출관(10)으로부터 시작된 통류(through-flow) 순)을 포함하고, 상기 필터, 펌프 및 밸브로 인해 액체는 인젝터(17)로 나가게 된다. 펌프(14)와 밸브(16) 간의 관 섹션에서는 센서(15), 특히 압력 센서 또는 온도 센서 또는 압력 센서 및 온도 센서의 조합물이 구비될 수 있다. 액체(2)가 인젝터(17)로 나가는 것의 대안으로, 밸브(16)는 또한 액체가 회귀관(return line)(11)으로 전달되도록 하고, 상기 회귀관을 통하여 액체(2)는 탱크(1)로 다시 공급되어, 결과적으로 챔버(9)를 빠져나와 탱크로 다시 들어가게 된다.
펌프(14), 밸브(16), 인젝터(17) 및/또는 추가적인 구성요소들을 동작시키기 위해서, 제어기(18)가 구비될 수 있고, 상기 제어기는 신호 전도체들(signal conductors)(23)에 의해 구성요소들과 연결된다. 게다가, 제어기(18)는 필요에 따라 전달 또는 가열을 시작하기 위해, 서로 다른 센서들 및/또는 상위적(superordinate) 제어기들(예를 들면, 기관 제어기 등)과 연결될 수 있다. 마찬가지로, 제어기(18)는 챔버(9)에 통합될 수 있다. 전달 유닛(8)에 의해 전달된 액체(2)는 인젝터(17)를 통하여 배기 가스관(19)으로 공급되고, 상기 배기 가스관을 통하여 배기 가스는 미리 정의된 흐름 방향(20)으로 흐르게 된다. 이 경우에, 질소 산화물용 환원제에 대한 액체(2)의 증발(예를 들면, 열영동 현상(thermophoresis)) 또는 변환(conversion)(예를 들면 가수 분해 현상)은, 촉매 반응 활성제의 적절한 도움으로 일어날 수 있다. 그 후, 환원제 및 배기 가스의 혼합은 배기 가스 처리 유닛(21), 특히 촉매 컨버터로 공급될 수 있고, 그 결과 배기 가스관(19)에서 질소 산화물은 감소된다. 배기 가스관(19)에 필요한 액체(2) 양을 바람직하게 고려하는 이와 같은 경우에 액체(2)가 추가된다.
도 2는 탱크를 상세하게 도시한 것으로, 특히 챔버(9)의 설계에 관련된 것을 맞춰서 탱크를 상세하게 도시한다. 탱크(1)의 상태가 본원에서 제시되고, 상기 탱크에서, 액체는 대부분 동결되고, 해동 처리는 일부 영역(extent)에서 이미 발생되어 왔다. 이에 따라서, 공간(24)은 챔버(9) 주위에서 형성되고, 상기 공간(24)은 동결 액체(25)에 의해 둘러싸인다. 액체(2)의 해동 부분양 또는 녹은 부분양은 탱크 하부(5)의 부근의 챔버(9) 주위에서 모이게 된다. 이 경우에, 챔버(9)는 배출관(10)이 탱크 하부(5)에 인접하게 배치되도록, 즉 액체(2) 영역에 배치되도록 형성된다. 이와 반대로, 회귀관(11)은 액체(2) 상에 배치되고, 추가로 이 경우에 예를 들면 노즐의 형태를 한 분배기(26)를 가진다. 회귀관(11)을 통하여 방출된 이미 가열된 액체(2) 부분양은 이제 동결 액체(25)의 공간(24) 또는 경계의 벽을 적시고, 이로써, 동결 액체(25)에 대한 열 방출을 개선시킨다. 게다가, 챔버(9) 상에서 해동된 액체(2)의 배수를 설정시킬 수 있는 배플 구조부들(27)은 챔버 벽 상에 배치된다.
액체(2)를 전달시키는 구성요소들, 즉, 필터(13), 펌프(14) 및 밸브(16)와 더불어, 챔버(9)의 벽들 상에 열 전도 접촉을 하여 배치된 가열기(29)는 챔버(9) 내부에 형성된다. 가열기(29)는 전기 가열기인 것이 바람직하다. 이 가열기(29)는 필요에 따라 작동될 수 있고, 챔버(9) 주위의 영역에 열을 공급할 수 있다. 또한 본원에서 제시된 바와 같이, 챔버(9) 내부를 향해 안내되고 가열기(29)에 덮인 단열부(28)에는 챔버 상부 측면(35) 상의 가열기(29)가 구비되고, 상기 단열부는 또한 챔버 측벽들 또는 가열기(29)를 향하여 동일한 방식으로 배치될 수도 있다. 단열부(28)는 특히 챔버 벽이 챔버(9) 내부, 특히 챔버에 부착된 구성요소들 및/또는 아래에 위치한 베이스 플레이트(base plate)로부터 열적으로 분리되도록 한다. 그 결과, 챔버(9) 내부에 액체가 있는 관들은 우선 동결되고 탱크 내부의 챔버(9) 주위 영역은 가능한 한 오랫동안 액체(2)가 동결되는 것을 지연시킨다.
도 3은 전달 유닛(8)의 구성요소들을 도시하지 않고, 챔버 벽들 상의 가열기(29)가 어떻게 구현될 수 있는지를 도시한다. 이 경우에, 특히 도시된 바와 같이, 가열기(29)는 복수의 가열 세그먼트들(33)(또는 가열 소자들)을 가지고, 상기 복수의 가열 세그먼트들은 챔버 높이 방향(37)에 걸쳐 서로 이격되도록 그리고/또는 이격되는 방식으로 평행하게 배치된다. 이 경우에, 3 개의 가열 세그먼트들은 챔버 측벽(34)을 따라 주변으로 연장되고, 평면 전기 가열 소자(33)는 챔버 상부 측면(35)에 구비된다. 챔버 높이 방향(37)에 걸쳐 챔버 측벽(34)에 배치된 3 개의 가열 세그먼트들(33)은 자가 조정 가열 소자들로 구현되고, 상기 자가 조정 가열 소자들은 동시에 충전 레벨 게이지들과 같은 기능을 하도록 설계된다. 이를 위해, 가열 세그먼트들(33)은 제어기뿐만 아니라 전원 공급부(38)에도 연결되고, 그 결과 필요에 따라 목적을 위한 전원 공급부 또는 필요에 따라 전기 저항의 목적을 위한 결정물(targeted determination)이 가능하다. 게다가, 스위치들(36), 특히 감온 스위치들(thermostatic switches)로 알려진 스위치들은 이러한 가열 세그먼트들(33)의 가열 작동을 제한시키도록 구비될 수 있다.
도 4는 특히 유지 보수를 원활하게 할 수 있는 방식으로(maintenance-friendly manner) 처리될 시에, 탱크에 적어도 부분적으로 채워지는 한편 전달 유닛(8)이 제거되는 것을 가능케 하도록, 상기와 같은 챔버(9)가 어떻게 설계될 수 있을지를 도시한다. 이를 위해, 전달 유닛(8)의 구성요소는 (별도, 예를 들면 금속) 베이스 플레이트(32) 상에 배치된다. 베이스 플레이트(32)는 적절한 밀봉부들(30)을 통하여 탱크 하부(5)에 착탈 가능하게 연결된다. 본원에서 탱크의 일체형 부분인 챔버 벽들은, 배출관(10) 및 회귀관(11)을 통하여 탱크 내부와 연통된다. 이에 대해서 본원에서 제공되는 바와 같이, 2 개의 유체관들은 별도의 배수 차단부들(31)이고, 상기 배수 차단부들은 필터(13), 펌프(14) 및 밸브(16)가 구비된 베이스 플레이트(32)가 제거될 시에 자동으로 바람직하게 닫히게 되고, 이로써, 액체(2)가 배출관(10) 및/또는 회귀관(11)을 통하여 외부로 흐르지 못하도록 한다. 배수 차단부들(31)은 기계적으로 또는 전기적으로 동작될 수 있다. 게다가, 또한 본원에서 제안되는 바와 같이, 필터(13)에 위치한 액체의 부분양의 외부 흐름이 방지되도록, 필터(13)에는 인접한 해당 차단 수단이 제공될 수 있다. 이 배수 차단부(31)는 필터의 부분일 수 있거나 인접한 유체관의 부분일 수 있다.
도 5는 챔버(9)를 가진 탱크(1)의 추가 구성을 도시하고, 이때 상기 챔버는 탱크 하부(5)에 인접하에 배치되고, 상기 챔버에는 전달 유닛(8)이 배치되고, 챔버(9)는 가열기(29)로 구현된다. 또 다시, 도시된 바와 같이, 동결 액체(25)는 탱크(1) 내부에 위치하고, 이러한 동결 액체(25)는 챔버(9)의 가열기(29)에 의해 부분적으로 녹을 수 있다. 이러한 탱크(1)의 특정 수단으로서, 본원에서 강조될 수 있는 바와 같이, 탱크 하부(5) 상의 챔버(9) 주위에는 함몰부(depression)(41)가 형성되고, 상기 함몰부는 일종의 해동 액체용 섬프를 나타낸다. 이러한 함몰부(41)는 흡입에 의해 이미 해동되거나 녹은 액체를 배출관(10)을 통하여 특히나 추출하는데 적합한 이와 같은 영역을 위한 것이다. 이 경우에, 가열기(29)에 의해 챔버(9)에서 발생된 열을 이러한 함몰부(41)로 도입시키기 위해, 열 전도 수단(39)도 구비될 수 있고, 상기 열 전도 수단은 이러한 함몰부(41)로 연장되거나, 탱크 하부(5)의 다른 영역들로 연장된다. 이러한 열 전도 수단(39)은 예를 들면, 탱크 하부(5) 상에 매립되고, 그리고/또는 상기 탱크 하부에 매립되는 금속 웹들(metal webs), 금속 링 및/또는 금속 슬리브(metal sleeve)의 형태를 할 수 있다. 이러한 예시 실시예에서, 열 전도 수단(39)은 챔버(9)의 고정 수단의 부분이다.
용출법(melting process)에 의해 형성된 공간(24)에서 일어나는 진공을 추가로 방지하기 위해서, 이러한 탱크(1)는 국부 통기 가열기(40)를 가진다. 이러한 국부 통기 가열기는 배출관(10)에 인접한 탱크 하부 또는 챔버(9)를 시작으로 탱크 하부(5)를 따라 연장되고, 탱크 일측 측면(6)을 따라 탱크 상부(7)의 부근까지 이어진다. 본원에서 선형적인 방식으로 구현된 이러한 통기 가열기(40)에는 열 주입관(12)이 형성된다. 가열기(29)를 구비한 주입관(12)은 이 경우에 탱크 벽과 접촉하여 연장되고, 그 결과 목적을 위한 채널(42)은 가열기(29) 및 탱크 내부의 탱크 벽을 통하여 열의 도입으로 인해 녹고, 그 결과 공간(24)은 탱크 상부(7)에 인접한 공간에 연결되고, 이 공간과 연통할 수 있다.
추가로, 도 5는 통기 가열기(40)의 또 다른 실시예를 도시한다. 탱크(1)용 탱크 고정 수단(45)은 도 5에 도시된다. 이러한 탱크 고정 수단(45)은 선택적으로 가열 가능한 방식으로 구성될 수 있고, 이로써, 특정 채널(42)을 자유롭게 녹일 수 있는 통기 가열기(40)를 형성한다. 필요에 따라, 통기 가열기(40)는 탱크 벽 상에 인쇄된 (전기적으로 가열될 수 있는) 전도체 트랙으로도 형성될 수 있다.
통기 가열기(40)의 추가 실시예로서, 챔버(9) 상의 안테나(48)는 도 5에 도시된다. 이러한 안테나(48)는 탱크(1)의 높이에 걸쳐 연장되고 특정 채널(42)이 열릴 수 있도록 녹일 수 있는 작동 가열기를 가질 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 가열 튜브 또는 가열 파이프는 안테나(48)에 구비될 수 있고, 상기 가열 튜브는 특정 채널(42)을 형성하기 위해 챔버(9)로부터 안테나(48)로 열을 이동시킨다.
도 6은 열 주입관(12)을 구비한, 상기와 같은 통기 가열기(40)의 가능한 구조를 단면으로 도시한다. 이를 위해, 탱크(1)에는 가이드(43)가 형성되고, 예를 들면, 주입관은 가이드로 도입되거나, 심지어 가이드에 고정될 수 있다. 주입관(12) 주위에 가열기(29) 작동 결과로 인해, 채널(42)은 탱크(1)의 내부의 가이드(43) 주위에 형성된다. 또한, 본원에서 제공되는 바와 같이, 가열기(29)의 열 효과가 전달되기 위해서, 단열부(28)는 탱크(1)의 외측면을 향하여 배치된다. 이로써, 열 주입관(12)의 제 1 소영역(46)은 탱크(1) 상에 배치되어 형성되고, 제 2 소영역(47)은 탱크(1)와 이격되어 있다. 단열부(28)로 인하여, 제 2 소영역(47)은 제 1 소영역(46)의 열 전달 계수보다 작은 열 전달 계수를 가진다. 그 결과, 열은 탱크(1) 내로 많게 소산되고, 외부를 향해서는 적게 소산된다. 열 주입관(12) 까지이다.
단열부(28)는 커버(44)에 통합되고, 상기 커버에 의해 가이드(43)는 (해제 가능하게(releasably)) 닫힐 수 있다. 그 결과, 주입관(12)은 이 방식으로 보호된다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따라서 장치의 서로 다른 2 개의 상세한 탱크(1)를 도시한다. 각 경우는 섬프와 같은 함몰부(41)를 가진 탱크 하부(5)를 상세하게 도시한 것이다. 이러한 함몰부(41)에서, 챔버(9)는 아래에서 탱크 하부(5)의 개구부로 삽입된다. 챔버(9)는 밀봉부(30)에 의해 탱크 하부(5)로부터 밀폐된다. 밀봉부(30)는 본원에서 O-링 밀봉부로 구성된다. 탱크 하부(5), 밀봉부(30) 및 챔버(9)를 함께 고정시키기 위해, 지지 부재(50)는 탱크 하부(5)에 들어간다. 지지 부재(50)는 예를 들면 탱크 하부(5)에서 주조될 수 있다. SAE 나사식 연결부(screw connection)(51)는 고정 목적을 위해 지지 부재(50) 상에서 작동될 수 있다.
도 7에 도시된 탱크(1)의 구성에 따라서, 함몰부(41)를 위한 가열기(29)는 탱크 하부(5)에 들어간 열 전도체들에 의해 실현된다. 열 전도체들은 예를 들면, 와이어 클로스(wire cloth) 또는 시트 금속 스트립들(sheet metal strips)일 수 있다. 탱크(1)의 도 8에 선택된 구성에 따라서, 함몰부(41)를 위한 가열기(29)는 탱크 하부(5) 내부로부터 탱크 벽(5)을 향해 가압된다. 가열기(29)는 또한 와이어 클로스 또는 시트 금속 스트립들로서 본원에서 구성될 수도 있다. 가열기(29)는 클램프(49)에 의해 탱크 하부(5)를 향해 가압될 수 있다. 클램프(49) 및 가열기(29)는 챔버(9)에 고정될 수 있다. 바람직하게, 이 목적을 위해 필요한 탱크(1) 내의 조립체 없이, 가열기(29) 및 클램프(49)는 챔버(9)와 함께 탱크 하부(5)의 개구부로 삽입되도록 구성된다.
완성도를 위해, 특히, 도면에서 개별적으로 도시된 챔버(9), 가열기(29), 통기 가열기(40) 및 배수 차단부들(31)의 설계는 별도로 공지된 종래 기술의 개선점을 이점으로 가지고, 필요에 따라 서로 독립적으로 실행될 수도 있다.
1 탱크
2 액체
3 충전 개구부
4 충전 레벨 게이지
5 탱크 하부
6 탱크 측면
7 탱크 상부
8 전달 유닛
9 챔버
10 배출관
11 회귀관
12 주입관
13 필터
14 펌프
15 센서
16 밸브
17 인젝터
18 제어기
19 배기 가스관
20 흐름 방향
21 배기 가스 처리 유닛
22 자동차
23 신호 전도체
24 공간
25 동결 액체
26 분배기
27 배플 구조부
28 단열부
29 가열기
30 밀봉부
31 배수 차단부
32 베이스 플레이트
33 가열 세그먼트
34 챔버 측벽
35 챔버 상부 측면
36 스위치
37 챔버 높이 방향
38 전원 공급부
39 열 전도 수단
40 통기 가열기
41 함몰부
42 채널
43 가이드
44 커버
45 탱크 고정 수단
46 제 1 소영역
47 제 2 소영역
48 안테나
49 클램프
50 지지 부재
51 SAE 밀폐부

Claims (9)

  1. 탱크 하부(5)를 가진 적어도 하나의 탱크(1), 및 액체(2)용 전달 유닛(8)을 갖춘 장치에 있어서,
    상기 전달 유닛(8)은 상기 탱크 하부(5) 상의 챔버(9)에 배치되며,
    상기 챔버(9)는 적어도 하나의 가열기(29)를 가진 탱크 및 액체용 전달 유닛을 갖춘 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열기(29)는 적어도 하나의 전기 가열 세그먼트(33)로 구현되며,
    상기 전기 가열 세그먼트는 챔버 측벽(34) 또는 챔버 상부 측면(35)과 적어도 열 전도 접촉을 하여 배치되는 것을 특징으로 하는 탱크 및 액체용 전달 유닛을 갖춘 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 탱크(1)는 적어도 하나의 국부 통기 가열기(40)를 가지며,
    상기 적어도 하나의 국부 통기 가열기는 탱크 하부(5)에서 액체(2)용 배출관(10)을 시작으로 하여, 적어도 하나의 탱크 측면(6)을 통해 탱크 상부(7) 부근까지 연장되는 것을 특징으로 하는 탱크 및 액체용 전달 유닛을 갖춘 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 적어도 하나의 국부 통기 가열기(40)는 상기 탱크(1)의 가이드(43)에서 선형 방식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 탱크 및 액체용 전달 유닛을 갖춘 장치.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 적어도 하나의 국부 통기 가열기(40)에는 열 주입관(12)이 적어도 부분적으로 형성되며,
    상기 열 주입관은 전달 유닛(8)으로부터 액체(2)용 인젝터(17)로 연장되는 것을 특징으로 하는 탱크 및 액체용 전달 유닛을 갖춘 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 열 주입관(12)은, 서로 다른 열 전달 계수를 가진 적어도 2 개의 소영역들(46, 47)을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 탱크 및 액체용 전달 유닛을 갖춘 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    제 1 열 전달 계수를 가진 제 1 소영역(46)은 탱크 상에 배치되는 한편, 제 2 소영역(47)은 상기 탱크 상에 배치되지 않고 제 2 열 전달 계수를 가지며, 이때 상기 제 2 열 전달 계수는 상기 제 1 열 전달 계수보다 낮은 것을 특징으로 하는 탱크 및 액체용 전달 유닛을 갖춘 장치.
  8. 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가이드(43)를 해제 가능하게 닫을 수 있는 커버(44)에 단열부(28)가 연결되어 형성된 것을 특징으로 하는 탱크 및 액체용 전달 유닛을 갖춘 장치.
  9. 청구항 3 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 국부 통기 가열기(40)에는, 자동차(22)에 탱크를 고정시키는 수단(45)이 적어도 부분적으로 형성된 것을 특징으로 하는 탱크 및 액체용 전달 유닛을 갖춘 장치.
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