KR20140132413A - 액체 첨가제용 이송 유닛 드레인 방법 및 장치 - Google Patents

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카르스텐 크루세
토마스 나겔
스벤 쉬에페르스
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에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하
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Abstract

액체 첨가제(특히 요소-수 용액)용 이송 유닛(1)을 드레인하는 방법 및 장치가 본 명세서에 개시되어 있다. 본 드레인 방법은:
a) 온도가 임계 온도 아래로 떨어질 때, 전기 접속부(2)를 만들도록 설계된 무전류 스위치(3)에 의하여 전기 접속부(2)를 만드는 단계; 및
b) 단계 a)에서, 상기 전기 접속부가 만들어질 때, 상기 이송 유닛(1)을 드레인하는 단계;를 적어도 구비한다.
본 발명은 자동차(11)용 배기-가스 후처리를 위한 SCR 시스템에서 특히 사용될 수 있다.

Description

액체 첨가제용 이송 유닛 드레인 방법 및 장치{Method and device for emptying a conveyor unit for a liquid additive}
본 발명은 액체 첨가제용 이송 유닛 드레인 방법 및 장치에 관한 것이다.
상기 타입의 이송 유닛은 예를 들면, 액체 첨가제와 같은 요소-수 용액을 내연 기관의 배기-가스 처리 장치로 이송하기 위해 사용된다. 요소-수 용액은 SCR(selective catalytic reduction) 공정의 환경 내에서의 배기 가스로부터 질소 산화물 화합물의 제거를 위해 배기-가스 처리 장치에 사용된다. 상표명 AdBlue®로 판매되고 있는 32.5% 요소-수 용액이 전형적으로 만들어져 사용되고 있다.
이러한 이송 유닛의 경우의 문제점은 액체 첨가제가 상기 이송 유닛의 오랜 휴지 기간 동안에 얼 수 있다는 사실이다. 기술된 요소-수 용액이, 예를 들면, -11℃에서 언다. 이러한 낮은 온도가 특히 겨울에 자동차가 오랜 기간 휴지 상태인 동안 발생할 수 있다.
물 기반의(Water-based) 액체 첨가제(예를 들면, 요소-수 용액)가, 특히 얼게 됨에 따라 그 볼륨이 팽창하게 된다. 이는 이송 유닛을 손상시킬 수 있다. 따라서, 자동차 작동 정지시, 이송 유닛을 드레인 하도록 종래 기술에서 알려졌다. 이송 유닛에 위치된 액체 첨가제가 통상적으로 드레인 공정(draining process) 동안에, 액체 첨가제가 저장되는 탱크로 다시 이송된다.
이송 유닛의 드레인은 전형적으로 첨가제의 소비를 증가시키고 및/또는 시스템의 구성을 성가시게 한다는 문제점이 있다. 예를 들면, 이송 유닛에 위치된 액체 첨가제는 드레인이 발생할 때 완전하게 복구될 수 없기 때문에, 소비가 증가하게 된다. 특정 상황 하에서, 잔량의 액체 첨가제가 이송 라인에 계속 있게 된다. 이러한 잔량은 이송 라인에서 증발할 수 있다. 드레인의 결과로서, 또한 재-활성이 발생할 때, 이송 유닛을 재충전할 필요가 있다. 이러한 재충전 동안에, 또한 예를 들면, 재충전이 발생할 때, 과도한 액체 첨가제가 발생하고 그리고 상기 과도한 첨가제가 이송 유닛의 보급 장치로부터 탈출하기 때문에, 액체 첨가제의 손실이 발생할 수 있다.
특정 상황 하에서, 드레인 공정의 결과로서 발생하는 이송 유닛 마모가 또한 문제가 된다. 특히, 이송 유닛의 펌프는 드레인 공정의 결과로서, 마모 증가의 영향을 받게 될 수 있다.
이를 시발점으로 하여, 본 발명의 목적은 종래 기술과 관련하여 강조된 기술적 문제점을 해결하거나 또는 적어도 경감시키는 것이다. 이송 유닛을 드레인하기 위한 특히 적당한 방법이 특히 개시되어 있다. 간단하게 구성되고 그리고 필요하다면 또한 본 방법을 실현하기 위한 개장가능한(retrofittable) 장치가 이처럼 특정된다. 특히, 본 발명의 방법 및/또는 장치는 자동차 분야의 SCR 배기-가스 후처리 시스템에서 사용하는데 적당할 수 있다.
상기 목적은 청구항 1의 특징부에 따른 방법에 의해 그리고 청구항 9에 따른 이송 유닛에 의해 달성된다. 본 발명의 다른 유리한 실시예가 종속 청구항에 특정된다. 청구범위에서 개별적으로 특정된 특징은 임의의 요구되는 과학기술적으로 의미있는 방식으로 서로 합쳐질 수 있고 상세한 설명의 예시적인 사실에 의해 보충될 수 있다.
본 발명은 액체 첨가제용 이송 유닛의 드레인 방법에 관한 것이고, 상기 드레인 방법은:
a) 온도가 임계 온도 아래로 떨어질 때, 전기 접속부를 만들도록 설계된 무전류(currentless) 스위치에 의해 전기 접속부를 만드는 단계; 및
b) 단계 a)에서, 상기 전기 접속부가 만들어질 때, 상기 이송 유닛을 드레인하는 단계;를 적어도 구비한다.
기술된 방법에 의해 드레인될 수 있는 이송 유닛은, 바람직하게는, 액체 첨가제를 소비기(예를 들면, 배기-가스 처리 장치)에 보급하기 위해 액체 첨가제용 탱크로부터 보급 장치(노즐, 인젝터, 밸브 등)로 뻗어있는 적어도 하나의 이송 라인을 구비한다. 이송 라인은 탱크로부터의 액체 첨가제가 이송 라인에 진입할 수 있도록 추출 지점에서 상기 탱크와 연결된다. 이송 라인을 통해 액체 첨가제를 펌프하는 펌프가 상기 이송 라인에 바람직하게 배치된다. 이송 라인 및 펌프는 이송 유닛의 이송 작동 동안에 액체 첨가제로 충전된다. 이송 유닛은 액체 첨가제로 충전된 구성요소를 더 구비할 수 있다.
본 방법은 특별하게 이송 유닛 및/또는 자동차가 비활성화될 때, 달리 말하자면, 예를 들면, 점화되지 않거나 엔진이 비활성화될 때 실행된다. 따라서, 본 방법은 예를 들면, 자동차가 비활성화될 때, 활성화될 수 있다.
단계 a)에서 사용된 스위치는 바람직하게는 전기 접속부가 만들어지기 이전에 그의 작동이 임의의 전류를 필요로 하지 않는다는 것에 의해 특징지워진다. 스위치에서, 기계적 및/또는 물리적 작용이 전기 접속부를 만드는데 사용된다면 바람직하다. 재료의 위상 변화 또는 재료의 열 팽창이 이에 따라 이용가능한 기계적 및/또는 물리적 작용에 대해 예로서 특정될 수 있다. 따라서, 스위치는 단계 a) 이전에 무전류 스탠바이 위치에 있다. 스위치는 단계 a)에서 무전류 스위치라 할 수 있다. 이는 또한, 특히, 스위치가 전기 접속부에 의해 기동되지 않는다는 것을 의미한다. 특히, 전기 시그널이 스위치의 위치를 제어하기 위하여, 상기 스위치에 도달할 수 있는 전기 기동 라인이 없다.
스위치는 바람직하게는 상기 스위치의 주변에서의 온도가 (보다 낮은) 임계 온도 아래로 도달하거나 떨어질 때, 전기 접속부가 만들어지는 방식으로 구성되며, 이 경우 이러한 임계 온도가 전형적으로 사용된 액체 첨가제의 냉각 온도를 초과한다. 임계 온도가 스위치의 구조에 의해 결정된다.
기본적으로, 스위치는 이송 유닛과 상호작용할 수 있고 및/또는 상기 이송 유닛 자체의 일부일 수 있다. 이송 유닛이 자동차에 통합된다면, 스위치는, 필요한 경우에, 이후 또한 상기 이송 유닛으로부터 멀리 배치된 한 위치에 제공될 수 있다. 스위치의 위치는 특히, 상기 스위치로써 첨가제의 현 응집(aggregate) 상태의 특징적인 정보를 얻거나 예측할 수 있는 방식으로 선택될 수 있다. 이를 위하여, 이송 유닛은 특히, 검출 수단을 구비하고 상기 검출 수단으로써 스위치의 현 상태가 검출될 수 있고, 특히 상기 스위치가 무전류인지 또는 동력공급(energize)되었는지의 여부가 검출될 수 있다. 물론, 또한, 예를 들면, 이송 유닛의 상이한 섹션에 대한 첨가제의 응집 상태 및/또는 주위 온도에 대한 이용가능한 정보를 만들 수 있는 복수의 이러한 스위치를 제공하는데 적당할 수 있다. 복수의 스위치로 얻어지는 정보는 부분적인/완전한 드레인이 개시되거나 실행될 때 형성되도록 사용될 수 있다.
그러나, 바람직하게는 액체 첨가제의 적어도 (상당한) 부분이 모든 액체 첨가제가 (특히 펌프 및/또는 이송 라인에서) 단계 b)에서의 드레인 공정 동안에 이송 유닛의, 액체 첨가제로 충전되는, 구성요소 외측으로 운송된다. 이송 유닛에 남아있을 수 있는 잔류량의 액체 첨가제는, 상기 액체 첨가제가 언다면, 상기 이송 유닛에 손상을 야기시킬 수 없도록, 상기 액체 첨가제의 양이 이송되어 나가는데 적당하다.
기술된 방법 때문에, 자동차의 또는 이송 유닛의 모든 작동 정지 동안에 드레인을 실행할 필요가 없다. 오히려 또한 낮은 외부 온도 때문에, 액체 첨가제가 언다는 위협이 있을 때, 요구되는 바와 같이 드레인이 실행될 수 있다. 예를 들면, 32.5 퍼센트 요소 용량을 갖는 요소-수 용액이 -11℃에서 언다. 따라서, 스위치의 임계 온도는 예를 들면, 액체 첨가제가 언다는 위협이 있을 때, 이송 유닛을 드레인하기 위하여 -7℃ 내지 -10℃ 범위로 설정된다면 유리하다.
기술된 방법을 위해, (제공된 및/또는 상위(superordinate) 제어기의) 영구적인 전류 공급부가, 자동차가 정지상태에 있는 동안에, 요구되지 않는다. 기술된 방법 때문에, 드레인이 길게 실행되지 않으므로, (상당한) 전류 소비가 없다. 따라서, 스위치는 이송 유닛의 온도-민감성 구역에서 달성되거나 또는 상기 구역 외부에서 달성될 때에만 드레인에 요구되는 구성요소를 "웨이크(wake)"하도록 사용된다.
기술된 방법의 결과로서, 특히, 또한 이송 유닛의 이송 라인으로의 불순물의 흡인이 피해질 수 있게 된다. 드레인 동안에, 액체 첨가제가 바람직하게는 이송 방향에 반대로 이송 유닛으로부터 탱크로 다시 이송된다. 공정 내에서, 액체 첨가제가 가스에 의해 또는 공기에 의해 대체된다. 가스나 또는 공기가 바람직하게는 드레인 공정 동안에 보충 장치에 의해 흡인된다. 보충 장치가 배기-가스 처리 장치에 배치된다면, 특정 상황하에서 배기 가스로부터의 불순물이 또한 이송 유닛으로 흡인된다. 드레인이 실행되지 않는다는 사실의 결과로서, 자동차가 비활성화될 때마다 그러나 오히려 현재의 온도가 실제로 드레인을 필요로 할 때에만, 배기 가스로부터의 불순물에 의한 이송 라인의 오염 위험이 상당하게 감소될 수 있다.
본 방법은 제어 유닛이 단계 a)에서 스위치에 의해 활성화된다면, 특히 바람직하며, 여기서 상기 제어 유닛은 단계 b)에서 드레인을 제어한다.
제어 유닛이 단계 a)에서 스위치에 의해 활성화된다면 바람직하며, 상기 제어 유닛은 드레인 공정을 제어한다. 드레인 공정을 위해, 예를 들면, 펌프가 드레인을 위해 활성화되는 경우가 있다. 부가적으로 밸브가 개방되는 것이 적절할 수 있으며, 이후 상기 밸브를 통해 드레인이 발생한다. 펌프의 기동과 필요하다면 밸브의 기동을 조정(coordinate)하기 위하여, 상기 조정을 실행하는 제어 유닛이 사용되는 것이 유리하다. 제어 유닛은 예를 들면, 또한 단계 a)에 의해 웨이크되거나 활성화되는 자동차의 엔진 제어 유닛일 수 있다.
더욱이, 기술된 방법은 제어 유닛이 본 방법의 실행 이후에 자동적으로 비활성화 된다면 유리하다.
본 발명의 전류 소비는 단계 b)의 실행 이후에 제어 유닛의 자동 비활성에 의해 더욱 감소될 수 있다. 비활성화를 위하여, 예를 들면, 비활성 스위치가 무전류 스위치처럼 존재하고, 전기 접속부를 차단하도록 구성된다. 무전류 스위치와 대조적으로, 비활성 스위치가 온도의 함수로서 무전류 방식으로 기동되지 않지만, 대신에 시그널 라인을 통해 제어 유닛 자체에 의해 기동될 수 있다. 비활성 스위치는, 이송 라인이 사전에 (요구되는 정도로) 드레인 해야만, 기동된다. 비활성 스위치가 활성화된다면, 무전류 스위치에 의하여 제어 유닛을 활성화하는 것은 더 이상 가능하지 않다. 비활성 스위치가 또한 제어 유닛에 통합될 수 있다. 즉, 제어 유닛은 무전류 스위치의 위치와 독립적으로 상기 제어 유닛을 비활성화하는 (내부) 셧-다운 수단을 구비할 수 있다.
더욱이, 본 방법은, 유리하게도, 단계 a) 및 단계 c) 사이에서, 임계 온도에 실제로 도달하지 못하는지(undershot)의 여부를 체크하기 위하여, 온도 센서에 의해 온도 측정이 실행되고, 그리고 임계 온도에 실제로 도달하지 못해야지만 액체 첨가제가 단계 b)에서 이송 유닛으로부터 제거된다.
단계 a)에서의 무전류 스위치의 잘못된 트립핑(tripping)의 결과로서 고장을 피하기 위하여, 단계 b)의 개시 이전에, 제어 유닛이 (적어도) (부가적인 및/또는 전기) 온도 센서에 의하여 온도의 체크를 부가적으로 실행하여, 임계 온도에 실제로 도달하지 못해야지만 이송 유닛이 드레인 된다는 것이 유리하다. 상기 (센서-측정된) 임계 온도는, 필요하다면, 단계 b)에서의 이송 유닛의 불필요한 드레인을 피하기 위하여, 단계 a)에서 무전류 스위치의 활성화를 위한 임계 온도로부터 벗어날 수 있다(deviate). 예를 들면, 제어 유닛이 -7℃의 온도에서 사전에 활성화되는 방식으로 스위치의 임계 온도가 설정될 수 있다. 온도가 -10℃로 떨어진다면, 실제 드레인(단계 b)이 이후 실행될 수 있고, 여기서 이러한 실행은 이후 온도 센서에서 결정된 측정 결과에 의해 시작하게 된다(trigger). 온도의 이러한 부가적인 체킹에 의하여, 특히 이송 라인의 드레인이 필요한 상황을 신뢰가능하게 검출할 수 있다. 특히 또한 무전류 스위치의 제한 온도의 정확도가 부가적인 온도 센서로서 온도 측정의 정확도보다 더 낮을 수 있다. 예를 들면, 임계 온도가 ±3℃ 보다 큰 불특정 레벨을 가질 수 있는 한편, 부가적인 센서의 정확도가 ±1℃보다 작다. 부가적인 체킹의 결과로서, 무전류 스위치의 이러한 부정확도가 적어도 부분적으로 보상될 수 있다.
더욱이, 본 방법은, 단계 b) 이후에, 이송 유닛이 드레인 된다는 것이 메모리에 저장되고, 그리고 단계 a) 이전에 및/또는 단계 a) 이후에, 시스템이 사전에 드레인 되었는지에 대한 여부가 메모리의 정보에 기초하여 체크되며, 그리고 적어도 단계 b)는 시스템이 드레인되지 않았을 때에만 실행된다면 유리하다.
(드레인되거나 또는 드레인되지 않는) 이송 유닛의 현 상태가 메모리에 저장되는 사실에 의하여, 기술된 방법이 작동의 (단일) 정지 동안에 다수 회 실행된다는 상황을 피할 수 있다. 특히 이송 유닛이 이미 드레인된 이송 유닛을 다시 드레인하기 위한 시도에 의해 손상되는 상황을 피할 수 있다. 단계 b)가 실행되는지의 여부를 체킹하기 위한 (전자) 메모리가 비활성 스위치로써 제어 유닛의 비활성화를 선택적으로 또는 부가적으로 고려될 수 있다. 메모리에 저장된, 드레인이 실행되었는지 아닌지에 대한 정보는 특히 또한 이송 유닛이 드레인될 때 필요한 경우 이송 유닛의 재충전을 실행하기 위하여, 상기 이송 유닛의 재-활성화 동안에 사용될 수 있다.
더욱이, 본 방법은 이송 유닛이 탱크로의 액체 첨가제의 역-흡인에 의해 드레인된다면 유리하다.
정상 이송 방향의 반대의 역-흡인은 단계 b)에서 이송 유닛을 드레인 하는 특히 유리한 방식이다. 역-흡인은 정상 이송 방향에 반대로 작동될 수 있는 (단일) 펌프에 의해 가능하게 된다. 또 다른 실시예에 있어서, 드레인이 회로에서의 이송에 의해 실행되도록, 또한 이송 라인으로부터 분기되는 복귀 라인이 제공될 수 있다. 또한 별도의 펌프가 역-흡인을 위해 사용될 수 있다.
드레인은 바람직하게는 이송 유닛의 (정상) 이송 방향에 반대로 발생하며, 이 경우 상기 (정상) 이송 방향은 탱크로부터 이송 라인을 따라 보충 장치까지 뻗어있다. 펌프의 이송 방향은 이러한 목적을 위해 거꾸로 된다. 펌프의 설계에 따라, 이는 펌프에 할당된 밸브의 적당한 스위칭에 의하여 또는 펌프의 구동 방향을 거꾸로 함으로써 발생할 수 있다.
특히, 역-흡인 동안에, 보급 장치(인젝터 등)를 통해 이송 유닛으로 공기가 흡인될 위험이 있다. 상기 보급 장치는 액체 첨가제를 소비기(예를 들면, 배기-가스 처리 장치)에 보급하도록 사용된 동일한 보급 장치이다. 또한 부가적인 밸브가 제공될 수 있으며 상기 부가적인 밸브를 통해 공기가 드레인 동안에 이송 유닛으로 흡인될 수 있다.
단계 b)에서의 드레인을 위한 또 다른 가능성은 이송 유닛이 공기에 의해 (부분적으로) 송풍되어 비워진다는 것이다. 이를 위하여, 압축된-공기 라인은 이송 유닛이나 또는 라인 시스템과 연결되도록 사용될 수 있다.
더욱이, 본 방법은, 스위치가:
- 바이메탈 스위치,
- 형상 메모리 합금을 포함한 스위치,
- 액체를 구비한 온도 스위치, 및
- 프리스트레스(prestressed) 스위치로 이루어진 그룹에서의 적어도 한 스위치라면 유리하다.
바이메탈 스위치의 경우에, 상이한 열 팽창 계수를 갖는 2개의 상이한 재료가 서로 인접하여 배치되고 서로 연결된다. 바이메탈 기기의 형태/형상은 온도 변화의 결과로서 변한다. 예를 들면, 이러한 기기가 구부러진다. 형태/형상의 변화는 접촉부를 기계적으로 폐쇄하도록 사용될 수 있다. 전기 접속부는 이러한 방식으로 폐쇄될 수 있다.
형상 메모리 합금의 경우에, 한 구성요소의 형태는 상 변화 때문에 변하며, 이에 따라 전기 접속부가 폐쇄될 수 있다. 니켈-티타늄 합금은 형상 메모리 합금의 일례로서 본 발명에서 언급되었다. 스위치가, 또한 형상 메모리 특성을 나타내는 폴리머 재료로 만들어져 사용될 수 있다.
액체를 구비한 온도 스위치가 예를 들면, 액체로 충전된 슬리브를 구비할 수 있다. 액체가 언다면, 그 볼륨은 변한다. 볼륨의 변화는 이에 따른 전기 접속부를 폐쇄하는데 사용될 수 있다.
기술된 방법에 대해 사용된 (기계적으로) 프리스트레스 스위치는, 임계 온도에 도달될 때, 상기 스위치가 전기 접촉부를 만드는 형상의 급격한 변화를 경험하게 되는 방식으로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 스위치는 예를 들면, 프리스트레스 팽창 재료를 포함할 수 있고, 상기 프리스트레스 팽창 재료(예를 들면, 기계적으로 프리스트레스된 금속)는 임계 온도까지 제 1 위치에 위치되고 그리고 임계 온도가 도달될 때 제 2 위치로 변한다. 이와 관련하여, 제 1 위치에서, 팽창 재료는 바람직하게는 프리스트레스 (안정하지 못한) 위치에 위치되고 그리고 (예를 들면, 정지부에 대해) 프리스트레스된다. 임계 온도가 초과될 때, 팽창 재료는 제 1 위치에서 더 이상 유지될 수 없고 그리고 제 2 위치로 (급격하게) 변한다. 필요한 경우에, 엑츄에이터가 또한 제공될 수 있고 이러한 엑츄에이터에 의해 프리스트레스 스위치가 프리스트레스 제 1 위치로 다시 능동적으로(actively) 이동될 수 있다.
본 방법이 내연 기관의 정지 위상 동안에 실행된다면 더욱 유리하다. 이와 관련하여, 단계 b)의 실행 또는 드레인이 내연 기관의 작동 동안에 (능동적으로) 방지된다면, 또한 특히 유리하다.
내연 기관의 작동 위상 동안에, 이송 유닛은 효과적인 배기 가스 정화를 보장하도록, 액체 첨가제를 내연 기관의 배기-가스 처리 장치로 보급하는데 통상적으로 요구된다. 따라서, 드레인이 바람직하게는 발생하지 않을 수 있다. 따라서, 비-전자(non-electronic) 스위치가 내연 기관의 작동 동안에 바이패스되고 및/또는 차단된다면 유리하다.
또한 기술된 방법의 단계 a)에 대해 사용된 바와 같은 무전류 스위치를 구비한 이송 유닛이 본 발명에서 제안된다. 기술된 방법에 대해 설명된 유리한 설계상 특징은 기술된 이송 유닛에 유사하게 적용될 수 있다. 이송 유닛은 바람직하게는 하우징을 구비하며, 상기 하우징에 이송 라인의 적어도 한 부분, 스위치 및 펌프가 위치된다. 기술된 방법을 실행하도록 설계된 제어 유닛이 부가적으로 하우징에 제공될 수 있다. 스위치를 구비한 이송 유닛은 자동차(특히, 탱크)에 설치될 수 있는 한 구성요소를 이룬다.
아래에서는, 자동차에서의 방법 순서가 예로서 기술될 것이다.
자동차는 요소의 어느 점보다 높은 온도에서 셧다운 되며, 여기서 요소의 어느 점은 액체 첨가제의 어느 점이다. 제어 유닛은 휴지 상태(점화 오프)에 있다. 차량이 상대적으로 긴 시간 간격 동안에 셧다운 된다면, 흡인(펌프 및 인젝터의 활성)에 의한 반복된 드레인이 발생하지 않는다는 것이 반드시 보장된다. 흡인에 의한 드레인이 두 개의 엔진 시동 처리 사이에서 단 한번 실행될 수 있다. 따라서 아래 기재된 바와 같은 측정이 실행된다:
a) 대략적으로 -9℃에서 접촉부를 스위치하는 바이메탈 스위치(또는 수개의 여러 기계적으로 트립된 접촉부/스위치)에 의하여, 제어 유닛이 활성화되고, 인젝터가 개방되며 그리고 시스템이 흡인에 의해 드레인된다. 흡인에 의해 드레인이 발생되었다는 것을 시스템이 알도록, 흡인에 의한 드레인이 발생되는 정보가 저장되고, 시스템의 재시작 시, 억세스된다.
b) 상기 정보가 엔진의 시동시 억세스될 수 있도록, 제어 유닛 없이, 펌프 및 인젝터가 활성화되고, 작동이 한 타입의 메모리에 저장된다.
이처럼, 요구되는 바와 같은 시스템의 드레인이 보장되고, 그리고 역-흡인은, 배기 시스템이 냉각되고 이에 따라서 또한 파티클의 흡입(ingestion)의 위험이 최소화될 때, 발생한다.
본 발명 및 기술 분야가 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명되어 있다. 도면은 특히 바람직한 실시예를 나타내고 있지만, 그러나 본 발명이 이러한 바람직한 실시예만으로 한정되지 않음을 알 수 있을 것이다. 도면과, 특히, 도면에 도시된 크기 비율은 단지 개략적으로 나타내어 졌음을 특히 알 수 있을 것이다.
도 1은 기술된 방법을 실행하도록 구성된 이송 유닛을 구비한 자동차의 도면이고;
도 2는 제 1 실시예의 무전류 스위치의 도면이고;
도 3은 제 2 실시예의 무전류 스위치의 도면이며; 그리고
도 4는 제 3 실시예의 무전류 스위치의 도면이다.
도 1은 내연 기관(8)의 배기 가스의 정화를 위한 배기-가스 처리 장치(12)를 구비하고 적어도 하나의 내연 기관(8)을 구비한 자동차(11)를 도시한 도면이다. SCR 촉매 변환기(14)가 배기-가스 처리 장치(12)에 제공되고 상기 SCR 촉매 변환기에 의해 내연 기관(8)으로부터의 배기 가스가 정화될 수 있다. 선택 촉매 환원 방법이 (요소 함수 용액(urea hydrous solution)과 같은) 액체 첨가제를 사용하여 SCR 촉매 변환기(14)에서 실행될 수 있으며, 상기 액체 첨가제는 이송 유닛(1) 상의 보급 장치(13)로써 배기-가스 처리 장치(12)로 보급될 수 있다. 보급 장치(13)는 펌프(10) 및 이송 라인(9)을 구비한다. 이송 라인(9)은 탱크(7) 상의 추출 지점(17)으로부터 펌프(10)를 통해 보급 장치(13)로 뻗어있다. 탱크(7)로부터 보급 장치(13)까지의 방향이 보급 방향(18)으로 지정된다.
더욱이, 자동차(11)는 제어 유닛(4)을 구비한다. 이송 유닛(1)의 이송 라인(9)의 능동(Active) 드레인이 제어 유닛(4)으로써 실행될 수 있다. 제어 유닛(4)에는 공급 수단(15)에 의해 전기 접속부(2)를 통해 전기 시그널 및/또는 전기 에너지가 공급된다. 이러한 전기 접속부(2)는 온도의 함수로서 기동되는 스위치(3)를 구비한다. (사전결정된, 보다 낮은) 임계 온도가 도달되는 결과로 온도가 강하될 때, 스위치(3)는 제어 유닛(4)을 활성화하도록 전기 접속부(2)를 폐쇄한다. 더욱이, 스위치(3)의 위치와 독립적으로 제어 유닛(4)을 비활성화하기 위하여 제어 유닛(4)이 비활성 라인(20)을 통해 이후 다시 제어할 수 있는 비활성 스위치(19)가 또한 전기 접속부(2) 상에 제공될 수 있다. 제어 유닛(4)은 또한 이송 유닛(1)이 드레인 되었는지 아닌지에 대한 정보가 저장되는 (전기 데이터를 획득하고 및/또는 보관하는) 메모리(6)를 구비할 수 있다. 제어 유닛(4)은 펌프(10)를 제어하기 위하여 제어 라인(16)을 통해 펌프와 연결된다. 스위치(3)가 바이패스(21)에 의해 내연 기관의 작동 동안에 스위치(3)가 바이패스될 수 있고 및/또는 차단된다면 더욱 유리하다. 자동차(11)는 바람직하게는 또한 제어 유닛(4)과 연결된 온도 센서(5)를 구비하고 상기 온도 센서에 의해 상기 제어 유닛(4)은 이송 유닛(1)의 드레인이 실제로 실행되었는지 아닌지의 여부를 체크하기 위하여, 현 온도를 독립적으로 모니터할 수 있다.
도 2는 바이메탈 스위치(23)로 구체화되고 그리고 기술된 방법에 적당한 스위치(3)를 나타낸 도면이다. 이러한 바이메탈 스위치(23)는 서로 영구적으로 연결된 제 1 금속(24) 및 제 2 금속(25)으로 이루어진다. 제 1 금속(24) 및 제 2 금속(25)은 상이한 열 팽창 계수를 갖는다. 따라서, 바이메탈 스위치는 온도가 변할 때 변형된다. 바이메탈 스위치(23)는 전기 접속부(2)를 만들기 위해 임계 온도에 도달될 때 접촉부(22)가 서로 접촉하게 되는 방식으로 구성된다.
도 3은 유체(팽창 유체(27))를 사용하여 동작하고 기술된 방법에 적당한 스위치(3)를 나타낸 도면이다. 스위치(3)는 팽창 유체(27)로 충전되는 저장기(28)를 구비한다. 주변 온도가 팽창 유체(27)에 효과적으로 전달되도록, 스위치(3)는 또한 주위 온도를 상승시키고(pick up) 그리고 상기 주위 온도를 팽창 유체(2)로 전달시키기 위한 온도 픽업 몸체(26)를 구비한다. 팽창 유체(27)는 피스톤(29)과 연결된다. 팽창 유체(27)의 온도가 증가하거나 감소한다면, 피스톤(29)이 이동한다. 임계 온도에 도달될 때, 전기 접촉부(22)가 서로 접촉하게 되고 전기 접속부가 만들어지는 방식으로 피스톤(29)은 이동된다.
도 4는 기술된 방법에 적당하고 (기계적으로) 프리스트레스되는 스위치(3)를 나타낸 도면이다. 이러한 스위치(3)는 팽창 재료(35)를 구비하고, 상기 팽창 재료는 예를 들면, 금속이고 그리고 주위 온도의 함수로서 길어지거나 짧아지게 된다. 팽창 재료(35)가 프레임(31)에 장착되고 그리고 제 1 위치(32)에 위치되며, 상기 제 1 위치에서 상기 팽창 재료가 정지부(30)에 대해 프리스트레스된다. 도 4에 도시된 팽창 재료(35)는 바람직하게는 주위 온도가 떨어질 때 팽창한다. 임계 온도에 도달될 때, 팽창 재료(35)는 제 1 위치(32)로부터 제 2 위치(33)로 뒤집어지는(tip) 정도로 팽창된다. 전기 접속부가 이후 두 개의 전기 접촉부(22) 사이에 만들어진다. 엑츄에이터(34)가 제공되는 것이 또한 바람직하며, 상기 엑츄에이터로써 팽창 재료(35)가 제 1 위치(32)로 다시 능동적으로 리셋될 수 있다.
1 이송 유닛 2 전기 접속부
3 스위치 4 제어 유닛
5 온도 센서 6 메모리
7 탱크 8 내연 기관
9 이송 라인 10 펌프
11 자동차 12 배기-가스 처리 장치
13 보급 장치 14 SCR 촉매 변환기
15 공급 수단 16 제어 라인
17 추출 지점 18 이송 방향
19 비활성 스위치 20 비활성 라인
21 바이패스 22 전기 접촉부
23 바이메탈 스위치 24 제 1 금속
25 제 2 금속 26 온도 픽업 몸체
27 팽창 유체 28 저장기
29 피스톤 30 정지부
31 프레임 32 제 1 위치
33 제 2 위치 34 엑츄에이터
35 팽창 재료

Claims (10)

  1. 액체 첨가제용 이송 유닛(1)의 드레인 방법으로서,
    a) 온도가 임계 온도 아래로 떨어질 때, 전기 접속부(2)를 만들도록 설계된 무전류 스위치(3)에 의해 전기 접속부(2)를 만드는 단계; 및
    b) 단계 a)에서, 상기 전기 접속부(2)가 만들어질 때, 상기 이송 유닛(1)을 드레인하는 단계;를 적어도 구비하는, 액체 첨가제용 이송 유닛(1)의 드레인 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    단계 a)에서, 스위치(3)에 의해 제어 유닛(4)이 활성화되고, 이 경우 상기 제어 유닛은 단계 b)에서의 드레인을 제어하는, 액체 첨가제용 이송 유닛(1)의 드레인 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어 유닛(4)은 상기 이송 유닛(1)의 드레인 방법의 실행 이후에, 자동적으로 비활성화되는, 액체 첨가제용 이송 유닛(1)의 드레인 방법.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 a)와 단계 b) 사이에서, 임계 온도가 실제로 도달하지 못하였는지의 여부를 체크하기 위하여, 온도 센서(5)에 의해 온도 측정이 실행되고, 그리고 상기 임계 온도가 실제로 도달하지 못한 경우에서만 상기 액체 첨가제가 단계 b)에서 상기 이송 유닛(1)으로부터 제거되는, 액체 첨가제용 이송 유닛(1)의 드레인 방법.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 b) 이후에, 상기 이송 유닛이 드레인되었는지가 메모리(6)에 저장되고, 그리고 단계 a) 이전에 및/또는 단계 a) 이후에, 상기 메모리(6)의 정보에 기초하여 시스템이 사전에 드레인 되었는지의 여부가 체크되고, 그리고 적어도 단계 b)는 상기 시스템이 드레인되지 않았을 때에만 실행되는, 액체 첨가제용 이송 유닛(1)의 드레인 방법.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이송 유닛(1)은 탱크(7)로 다시 액체 첨가제의 역-흡인에 의해 드레인되는, 액체 첨가제용 이송 유닛(1)의 드레인 방법.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스위치(3)는:
    - 바이메탈 스위치,
    - 형상 메모리 합금을 포함한 스위치(3),
    - 액체를 구비한 온도 스위치, 및
    - 프리스트레스 스위치의 그룹 중에서 적어도 한 스위치(3)인, 액체 첨가제용 이송 유닛(1)의 드레인 방법.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이송 유닛(1)의 드레인 방법은 내연 기관(8)의 휴지 위상 동안에 실행되는, 액체 첨가제용 이송 유닛(1)의 드레인 방법.
  9. 이송 라인(9)과 펌프(10)를 구비한, 액체 첨가제 이송을 위한 이송 유닛(1)으로서, 상기 펌프(10)는 탱크(7)로부터 상기 이송 라인(9)을 통해 액체 첨가제를 이송하도록 설계되고, 그리고 임계 온도에 도달하지 못하였을 때 전기 접속부를 만드는 무전류로 활성가능한 스위치(3)를 구비한, 액체 첨가제 이송을 위한 이송 유닛(1).
  10. 자동차(11)로서,
    내연 기관(8)을 구비하고, 상기 내연 기관(8)의 배기 가스 정화를 위한 배기-가스 처리 장치(12)를 구비하고, 또한 청구항 9에 따른 이송 유닛(1)을 구비한 자동차(11).
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