KR20150054872A - 작동 유체용 플라스틱 탱크 - Google Patents

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게오르게스 마구인
체이크 디오우프
핀 프레데릭센
잔 호드그손
스벤 쉬에페르스
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콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
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Abstract

본 발명은 탱크 벽부(2)를 구비한, 작동 유체용, 특히 요소-수용액용 플라스틱 탱크(1)에 관한 것이며, 상기 탱크 벽부(2)에 적어도 하나의 덕트(3)가 통합되고, 그리고 상기 덕트는 작동 유체를 플라스틱 탱크(1) 외측으로 이송시키기 위한 이송 라인(4)의 일부를 형성한다.

Description

작동 유체용 플라스틱 탱크{Plastic Tank for an Operating Fluid}
본 발명은 작동 유체(액상)용 플라스틱 탱크에 관한 것이며, 상기 플라스틱 탱크는 작동 유체를 자동차에 제공하고 저장하는데 특히 적당하다. 자동차에 필요한 작동 유체는 특히 자동차를 구동시키기 위한 연료이다. 본 명세서에 기술된 플라스틱 탱크는 연료에 기본적으로 적당하다. 그러나 본 명세서에 기술된 플라스틱 탱크는 배기 가스 정화를 위한 내연 기관의 배기 가스에 공급되는 액체 첨가제와 같은, 부가적인 작동 유체를 제공하기 위해 특히 사용될 수 있다.
자동차에서, 환원제가 공급되는 배기 가스 처리 장치가 만들어져 사용되며, 상기 환원제에 의해 선택 촉매 환원 방법[SCR(Selective Catalytic Reduction) method]이 상기 배기 가스 처리 장치에서 실행된다. 상기 SCR 방법에서, 배기 가스에 있는 산화 질소 화합물이 H2O, N2 및 CO2와 같은 무해한 물질을 형성하도록, 환원제를 사용하여 환원된다. 암모니아가 이러한 목적을 위해 환원제로서 종종 사용된다. 암모니아가 종종 자동차에 직접적으로 저장되지 않지만, 그러나, 본 명세서에 기술된 플라스틱 탱크에 저장될 수 있고, 작동 유체나 또는 액체 첨가제로 제공될 수 있는 요소-수용액(또한 전구체 용액이라 함)의 형태로 저장된다. 이를 위하여, 32.5 %의 요소 함량(content)을 갖는 요소-수용액이 상표명 AdBlue®으로 판매되고 있다.
자동차에, 특히 승용차에 설치될 플라스틱 탱크의 경우에, 상기 상황에서, 이용가능한 설치 공간이 매우 제한되고 그리고 종종 매우 불규칙적인 형상을 갖는다는 문제점이 있다. 특히 승용차의 분야에서, 부가적인 탱크가 위치될 수 있는 공간이 자동차의 동체하부(underbody) 구역에서나 또는 엔진 격압실(engine bay)에서만 통상적으로 이용가능하다.
더욱이, 자동차용 부가적인 작동 유체의 분량 제공(dosed provision)을 위한 플라스틱 탱크와 또한 전반적인 시스템이 가능한 저렴하고 간단하게 만들어질 수 있다.
이를 시발점으로 하여, 본 발명의 목적은 종래 기술과 관련하여 강조된 기술적 문제점을 해결하거나 적어도 경감시키는 것이다. 작동 유체를 제공하기 위하여, 상기 타입의 플라스틱 탱크를 구비한, 작동 유체용으로 특히 유리한 플라스틱 탱크 및 특히 유리한 장치가 특히 제안된다.
상기 본 발명의 목적은 청구항 1의 특징부에 따른 플라스틱 탱크에 의해 달성된다. 더욱 유리한 실시예가 종속 청구항에서 특정된다. 청구범위에서 개별적으로 특정된 특징은 본 발명의 다른 실시예가 특정된 상태에서, 임의의 요구되는 과학기술적으로 의미있는 방식으로 서로 합쳐질 수 있고 그리고 상세한 설명 및 도면으로부터의 예시적인 사실에 의해 보충될 수 있다.
본 발명은 탱크 벽부를 갖는, 작동 유체용 플라스틱 탱크에 관한 것이며, 여기서 상기 탱크 벽부에 따른 적어도 섹션에 적어도 하나의 덕트가 통합되며, 상기 덕트는 작동 유체를 플라스틱 탱크 외측으로 이송하기 위한 이송 라인의 일부를 형성한다.
플라스틱 탱크(플라스틱 재료로 형성되거나 이루어진 탱크)는 바람직하게는 자동차에서의 이용가능한 설치 공간에 맞춰지는 형상을 갖는다. 이 경우, 형상은 탱크의 또는 탱크 벽부의 특히 공간 구성이나 공간 배치를 의미한다. 플라스틱 탱크가 바람직하게는 회전방향으로 대칭적이지 않고 바람직하게는 이와 같이 언더컷없이 형성되지 않지만, 대신에 보다 복잡한 형상을 갖는다. 특히, 적어도 대부분의 벽부가 평탄하지 않고 및/또는 서로 수직하게/평행하게 정렬된다. 플라스틱 탱크의 모든 (측방향) 벽부가 평탄하지 않지만, 그러나 적어도 하나의 압입부(indentation)/외향 볼록부(outwardly bulged portion)로써 (국부적으로) 형성되는 것이 매우 특히 바람직하다.
작동 유체는 바람직하게는 배기 가스 처리 장치에서의 선택 촉매 환원의 방법을 위해 사용되는 요소-수용액이다. 작동 유체는 더욱이 자동차의 적어도 하나의 작동 구성요소(예를 들면, 내연 기관)를 냉각하기 위한 냉각 유체일 수 있고 및/또는 자동차의 적어도 하나의 구성요소(예를 들면, 자동차의 전면 유리)를 세정하기 위한 세정 유체일 수 있다. 또한 작동 유체는 자동차에서의 내연 기관을 작동시키기 위한 연료일 수 있다.
플라스틱 탱크는 바람직하게는 플라스틱 재료(POM[polyoxymethylene])로 (주로) 이루어진다. 탱크 벽부는 플라스틱 탱크를 형성하고, 상기 탱크의 경계를 한정지으며, 이에 따라 바람직하게는 상기 플라스틱 재료(POM)로 이루어진다. 탱크 벽부는 플라스틱 탱크의 측방향이나 원주방향 측 벽부를 형성할 수 있다. 탱크 벽부는 플라스틱 탱크의 (완전한 및/또는 폐쇄된) 베이스를 형성할 수 있다. 탱크 벽부는 탱크 내부 공간의 경계를 상당한 정도로 형성하며, 이에 따라 본 발명에서 특히 작은 커버, 캡 등을 의미하지 않는다.
탱크 벽부에 통합된 덕트는 바람직하게는 상기 탱크 벽부를 통해 뻗어있고, 여기서 덕트 단부는 직선형으로 연결되지 않고 하나가 다른 하나 위에 조화하여(congruently) 배치된다. 적어도 하나의 통합된 덕트는 특히 (단 하나의) 보어나 또는 (단 하나의) 개구가 아니지만, 그러나 상기 통합된 덕트는 바람직하게는 탱크 벽부에 수직하지 않게, 부분적으로 뻗어있다. 필요하다면, 적어도 하나의 덕트가 탱크 벽부의 평면에 대해 예각으로 또는 상기 탱크 벽부에 평행하게 상기 탱크 벽부에서 부분적으로 뻗어있을 수 있다. 덕트 단부가 특히 서로에 대해 오프셋되어 배치되도록, 덕트는 이에 따라 상기 덕트 벽부 자체를 "따라서" 뻗어있다. 특히 덕트 시스템이 통합되도록, 복수의 이러한 (상호연통하는) 덕트가 제공되는 것이 바람직하다. 탱크 벽부를 따라서 뻗어있는 부분에서, 덕트는 바람직하게는 비-직선형으로 설계되고 및/또는 적어도 하나의 다른 덕트와 연결된다. 덕트는 예를 들면, 사행 형태(meandering form)를 취할 수 있다.
적어도 하나의 통합된 덕트는, 바람직하게는, 상기 덕트의 덕트 직경보다 더 큰 덕트 길이를 갖는다. 더욱이, 적어도 하나의 통합된 덕트의 덕트 길이는, 바람직하게는, 적어도 하나의 통합된 덕트의 구역에서의 탱크 벽부의 벽부 두께보다 더 두껍다. 바람직하게는 20 mm [millimeter] 보다 큰 덕트 길이를, 바람직하게는 50 mm 보다 큰 덕트 길이를 갖는 적어도 하나의 덕트가 제공된다. 덕트의 직경은 바람직하게는 10 mm 보다 더 작고 그리고 특히 바람직하게는 5 mm 보다도 더 작다.
적어도 하나의 덕트가 바람직하게는 탱크 벽부의 외측 표면이나 또는 내측 표면상에 배치된 적어도 하나의 덕트 단부를 구비한다. 덕트 벽부는 탱크 벽부 내의 덕트의 내측 표면을 의미한다. 상기 덕트 벽부는 바람직하게는 탱크 벽부의 재료로 직접적으로 형성되며, 이에 따라 상기 탱크 벽부는 덕트에서의 작동 유체와 직접적으로 접촉 상태에 있다. 이는, 예를 들면, 적어도 하나의 덕트가 (적어도 부분적으로, 또는 적어도 덕트 단부 사이에 위치된 구역에서) 삽입부로 형성되지 않는다는 것을 의미한다 삽입부는 파이프나, 호스나, 또는 탱크 벽부로 (결합되게) 형성된 이와 유사한 구성요소일 수 있다. 이는 탱크 벽부(연결부 및/또는 분기부의 구역에서)에 통합되는 별개의 구성요소(예를 들면, 슬리브 등)의 가능성을 배제하지 않는다.
이송 라인은 특히 유동 경로를 의미하며, 상기 유동 경로를 통해 작동 유체가 플라스틱 탱크 외측으로 이송될 수 있다. 이송 라인은 바람직하게는 플라스틱 탱크의 내부 공간으로부터 작동 액체의 소비기까지의 라인을 이룬다. 소비기는 예를 들면, 작동 유체를 배기 가스 처리 장치로 공급하기 위한 공급 장치일 수 있다. 적어도 하나의 덕트가 이송 라인의 일부를 형성한다는 것은 작동 유체가 플라스틱 탱크로부터 추출되거나 이송되면서 적어도 하나의 덕트를 통해 유동한다는 것을 의미한다.
자동차에서의 이러한 작동 유체용으로 알려진 플라스틱 탱크에 있어서, 개별적으로 설계된 라인 구성요소가 추출을 위해 요구되어 지며, 이 결과 부품과 조립체 아웃레이(assembly outlay)의 수가 많다. 더욱이, 실링 문제점과 텐션(tension) 문제점이 어는(freezing) 경우에 발생하였다. 이와 같이, 연결부가 설치 공간을 차지한다. 라인 구성요소는 예를 들면, 추출 파이프이며, 상기 추출 파이프는 위쪽에서 개구를 통해 탱크로 삽입되고 그리고 상측에서 탱크의 베이스로 뻗어있다. 본 명세서에 기술된 플라스틱 탱크로써, 이러한 라인 구성요소가 필요 없을 수 있고, 그리고 상기 라인 구성요소가 탱크 벽부에 통합된 적어도 하나의 덕트로 대체될 수 있다. 이러한 구성은 작동 액체를, 탱크를 구비한 자동차에 제공하기 위한 장치의 보다 간단하고 보다 저렴한 설계를 가능하게 하며, 이 경우 본 명세서에 기재된 플라스틱 탱크가 상기 탱크로서 사용된다.
본 명세서에 기재된 플라스틱 탱크가 사출 성형 공정에 의해 만들어진다면 특히 유리하다.
사출 성형 공정에 있어서, 플라스틱 재료는 다이의 공동으로 사출되고 이후 상기 다이의 표면상의 상기 공동에서 경화된다. 다이는 이후 제거되어, 미처리된 부분을 남긴다. 플라스틱 탱크나 또는 상기 플라스틱 탱크의 완전하게 형성된 탱크 벽부는, 본 경우에 있어서, 미처리된 부분이다. 필요하다면, 또한 미처리된 부분은 이어지는 피니싱 공정에서 다른 공정(예를 들면, 드릴링과 같은 절단 생산 공정)을 겪게 되어, 최종 플라스틱 탱크가 만들어질 수 있다. 사출 성형 공정을 사용하여, 특히 복잡한 탱크 형상을 만들 수 있다. 이는 탱크를 만들기 위해 바람직하게 행해진 블로우(blow) 성형 공정을 사용하여서는 용이하게 가능하지 않다. 사출 성형 공정을 사용하여, 적어도 하나의 덕트가 다이에 배치되는 적어도 하나의 다이 코어에 의해 만들어질 수 있다. 또한 다이 코어는 다이에 및/또는 다이 상에 통합될 수 있다. 플라스틱 재료의 사출 동안에, 상기 플라스틱 재료가 공구 다이의 구역으로 통과하지 않으므로, 공동이 탱크 벽부에 남아 있게 되고, 상기 공동이 적어도 하나의 덕트를 형성한다. 사출 성형 공정은 기술된 플라스틱 탱크의 특히 간단하고 정밀한 생산을 가능하게 한다.
플라스틱 탱크는, 작동 유체를 적어도 하나의 덕트로 이송하기 위한 이송 유닛의 적어도 하나의 능동형 구성요소(active component)를 연결하기 위한 적어도 하나의 연결 부재가 탱크 벽부에 형성된다면, 또한 유리하다.
이러한 연결 부재에 의하여, 이송 유닛의 능동형 구성요소가 탱크 벽부에 직접적으로 연결될 작동 유체를 이송할 수 있다. 능동형 구성요소는 특히 작동 유체의 이송 동안에 (본래 및/또는 그 범주에서 변할 수 있는) 작동을 능동적으로 부여하는 이송 유닛의 구성요소를 의미한다. 이러한 능동형 구성요소는 특히 이송 유닛의 펌프 및/또는 작동 유체의 분량이나 이송을 제어하는 밸브이다. 더욱이 능동형 구성요소는 이송 유닛의 작동을 모니터하고 및/또는 제어하는데 필요한 센서(예를 들면, 압력 센서 및/또는 온도 센서)일 수 있다. 능동형 구성요소는 특히, 플라스틱 탱크의 파손이나, 탱크 벽부에서의 적어도 하나의 덕트의 파손이나, 탱크 벽부와 연결된 구성요소의 파손을 방지하기 위하여, 어는 동안에 작동 유체의 볼륨 팽창을 수용할 수 있는 얼음 압력 보상 부재를 의미한다.
탱크 벽부 상에서의 직접적인 이러한 연결 부재에 의하여, 작동 유체를 이송시키기 위한 능동형 구성요소용 부가적인 캐리어 부재가 요구되지 않을 수 있다. 예를 들면, 능동형 구성요소용 베이스 블럭이 더 이상 필요하지 않다. 작동 유체를 이송하기 위한 이송 유닛이 탱크 벽부 상의 적어도 하나의 이러한 연결 부재에 완전히 (그리고 직접적으로) 장착될 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성은 작동 유체를 저장하기 위한 플라스틱 탱크를 포함한, 작동 유체를 제공하기 위한 장치의 특히 비용면에서 유리하고 간단한 설계를 가능하게 한다.
더욱이, 플라스틱 탱크는, 연결 부재가 유체 라인을 인젝터와 연결시키도록 설계된 적어도 하나의 연결기라면 유리하다.
이러한 연결기는 예를 들면, 탱크 벽부 외측에서, 상기 탱크 벽부에서의 덕트의 세장형 연장부의 형태를 취할 수 있다. 상기 연장부에 바람직하게는 작동 유체를 공급 장치로 안내하기 위한 유체 라인의 플러그 연결기가 유밀 방식으로 고정될 수 있는 홈 및/또는 나사산부가 제공된다.
더욱이, 플라스틱 탱크는, 적어도 하나의 연결 부재가 탱크 벽부와 하나의 부품으로 형성된다면, 유리하다.
이러한 구성은 특히, 적어도 하나의 연결 부재에 대해, 부가적인 구성요소가 탱크 벽부에 통합되지 않지만, 그러나 상기 연결 부재가 상기 탱크 벽부와 동일한 재료로 완전하게 형성된다는 것을 의미한다. 이는 연결 부재의 특히 비용면에서 유리한 설계를 가능하게 한다.
다른 한 설계 실시예로서, 그러나 또한 부싱이나 슬리브가 예를 들면, 연결 부재의 구역에서 탱크 벽부에 통합될 수 있고, 그리고 상기 연결 부재를 적어도 부분적으로 형성할 수 있다. 이러한 슬리브는 금속 재료로부터 만들어질 수 있으며, 특히 주조되거나 또는 탱크 벽부에 사출-성형될 수 있다. 연결 부재에 대한 이러한 슬리브의 사용은 예를 들면, 이처럼 상기 슬리브가 보다 작은 공차에 부착될 수 있기 때문에, 유리할 수 있다. 이는 적어도 하나의 연결 부재에 대한 능동형 구성요소의 유밀 연결과 관련하여 유리할 수 있다.
더욱이, 플라스틱 탱크는, 적어도 하나의 가열기가 탱크 벽부에 적어도 부분적으로 통합된다면, 유리하다.
가열기는 예를 들면, 주조되거나 또는 탱크 벽부에 사출-성형될 수 있다. 가열기는 탱크 벽부의 생산 동안에 사전에 생산 다이(production die)로 삽입될 수 있다. 사출 공정 동안에, 플라스틱 재료는 이후 가열기 주위를 성형하고, 그리고 상기 가열기가 탱크 벽부의 일체형 구성 부품이 된다. 가열기는 예를 들면, 전기 저항기 소자로부터 형성될 수 있다. 특히, PTC[Positive Temperature Coefficient] 소자는 가열기용으로 사용될 수 있다. 또한 가열기가 액체 라인의 형태를 취할 수 있고, 그리고 상기 액체 라인을 통하여 가열 유체가 안내될 수 있다. 이러한 연결에 있어서, 예를 들면, 자동차의 내연 기관의 냉각 유체가 가열 유체로 사용될 수 있다.
하나의 가열기(특히 모든 가열기)가 탱크 벽부로 통합된 결과로서, 탱크 내에 또는 탱크 벽부의 덕트 내에 위치된 작동 유체가 특히 효과적인 방식으로 가열될 수 있게 된다. 또한 얼어버린, 경화된 작동 유체가 재용융될 수 있다. 이는 특히 작동 유체가 요소-수용액이라면 유리하다.
일 실시예의 플라스틱 탱크에 있어서, 적어도 하나의 열-전도 구조체가 탱크 벽부에 적어도 부분적으로 통합되게 제공된다.
열-전도 구조체는 가열기와 실질적으로 동일한 방식으로 탱크 벽부에 통합될 수 있다. 열-전도 구조체는 효과적인 방식으로 열을 플라스틱 탱크 내로 또는 탱크 벽부 내로 안내하도록 사용된다. 열-전도 구조체에 의하여, 열이 목표된 방식으로 탱크의 내부 공간으로 및/또는 탱크 벽부 내의 덕트로 전달될 수 있다. 이는 플라스틱 탱크 내의 작동 유체의 온도를 목표된 방식으로 상승시키는데 사용될 수 있다. 선택적으로, 열은 목표된 방식으로 덕트의 외측으로 또는 탱크의 내부 공간 외측으로 안내될 수 있다. 이러한 구성은 예를 들면, 주변 온도가 작동 유체의 어느 온도에 대응하는 온도에 도달될 때, 목표된 방식으로 (그러나 수동적으로) 탱크의 작동 유체를 특정 위치에서 얼리도록 사용될 수 있다. 이러한 구성은 작동 유체의 직접적인 냉동을 가능하게 하고, 이에 따라 발생된 작동 유체의 볼륨 팽창이 특정 방향으로 전환될 수 있게 한다.
열-전도 구조체는, 바람직하게는, 열을 상기 열-전도 구조체로 안내하기 위하여, 가열기가 상기 열-전도 구조체와 연결될 수 있게, 배치될 수 있다. 가열기는 바람직하게는 외측으로부터 열-전도 구조체 상에 결합될 수 있다. 이를 위하여, 열-전도 구조체는 바람직하게는 탱크 벽부 외측으로 돌출하고 그리고 바람직하게는 가열기가 연결될 수 있는 가열기 연결부를 구비한다.
또한 열-전도 구조체 및/또는 가열기는 바람직하게는, 플라스틱 탱크의 내부 공간을 가열하기 위하여, 상기 플라스틱 탱크의 외측으로부터 탱크 벽부를 통해 뻗어 있을 수 있고 이와 동시에 상기 탱크의 외측으로부터의 가열기의 연결을 가능하게 한다.
탱크 벽부로의 열-전도 구조체 및/또는 가열기의 통합은 열-전도 구조체 및/또는 가열기가 탱크 벽부 상에 특히 비용절감적으로 장착될 수 있게 한다.
플라스틱 탱크는, 탱크 벽부에서의 적어도 하나의 덕트가 플라스틱 탱크로부터의 작동 유체의 추출을 위해 흡입 지점에서 개방된다면, 더욱 유리하다.
흡입 지점은 바람직하게는 플라스틱 탱크의 가능한 낮은 지점에서 탱크 벽부의 내측 표면상에 배치된 상기 탱크 벽부에서의 덕트의 단부이다. 흡입 지점은 바람직하게는 플라스틱 탱크의 섬프의 구역에 배치된다. 섬프는, 플라스틱 탱크가 비워짐에 따라, 작동 유체가 수집되는 플라스틱 탱크의 베이스에서의 국부 오목부이다. 섬프는 바람직하게는 플라스틱 탱크의 형상에 의해 또는 탱크 벽부의 외형에 의해 형성된다.
플라스틱 탱크는, 탱크 벽부 내의 적어도 하나의 덕트가 복귀 라인을 형성하고 그리고 상기 복귀 라인을 통해 작동 유체가 상기 플라스틱 탱크로부터 이송 유닛을 통과하여 상기 플라스틱 탱크로 다시 순환될 수 있다면, 더욱 유리하다. 상기 타입의 복귀 라인을 갖는 이송 유닛의 구성은 공기 거품이 특히 간단한 방식으로 덕트 외측이나 이송 유닛의 외측으로 그리고 다시 탱크로 이송될 수 있게 한다. 상기 타입의 이송 유닛에 특히 비용절감적으로 기술된 플라스틱 탱크가 제공될 수 있다. 이 경우 이송 라인의 부분이 흡입 지점으로부터 복귀 라인의 단부까지 탱크 벽부를 빠져나오지 않는 게 바람직한데, 이를 달리 표현하자면, 상기 이송 라인이 적어도 하나의 통합된 덕트 및 적어도 하나의 능동형 구성요소에 의해서만 형성된다는 것이다.
또한, 작동 유체가 저장되는, 선행 특허 청구항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 플라스틱 탱크를 구비한, 자동차에서의 작동 유체를 제공하기 위한 장치와, 작동 유체를 플라스틱 탱크 외측으로 이송하기 위한 이송 유닛이 제안되며, 이 경우 상기 이송 유닛이 상기 플라스틱 탱크의 탱크 벽부 내의 덕트와 연결된 적어도 하나의 능동형 구성요소로 형성된다.
작동 유체를 제공하기 위한 장치는 플라스틱 탱크로 특히 이루어지며, 상기 작동 유체를 탱크 외측으로 이송시키는데 필요한 능동형 구성요소가 상기 플라스틱 탱크에 연결된다. 더욱이 이러한 장치는 이송 유닛으로 이루어지고, 상기 이송 유닛은 탱크 벽부 내의 덕트에 의해 그리고 플라스틱 탱크와 연결된 능동형 구성요소에 의해 형성된다.
능동형 구성요소 및 덕트는 장치의 이송 유닛의 이송 라인을 형성하며, 상기 이송 라인을 통해 이송 라인 작동 유체는 플라스틱 탱크로부터 추출될 수 있다. 이송에 가장 중요한 능동형 구성요소는 전형적으로 펌프이다. 이송 라인은 바람직하게는 플라스틱 탱크 내의 흡입 지점에서 시작하고 이후 덕트를 따라 적어도 하나의 능동형 구성요소로 뻗어있다. 이송 라인은, 상기 적어도 하나의 능동형 구성요소로부터 나아가, 작동 유체가 제공되는 유출구 연결부까지 뻗어있다.
본 장치의 바람직한 실시예에 있어서, 적어도 하나의 능동형 구성요소가 플라스틱 탱크의 외측에서의 압입부 내에 배치된다. 압입부는 특히 플라스틱 탱크의 내부 공간으로 (국부적으로) 뻗어있다. 압입부는 바람직하게는 커버에 의해 폐쇄된다. 이에 따라 본 장치의 이송 유닛의 능동형 구성요소가 보호될 수 있다. 유출구 연결부가 커버를 통해 뻗어있도록 형성된다. 능동형 구성요소가 플라스틱 탱크의 압입부 내에 배치되고, 상기 압입부는 플라스틱 탱크의 코너에 배치될 수 있다. 이후 커버는 평탄한 패널일 필요는 없지만, 그러나 또한 복잡한 형상을 갖고 그리고 압입부의 구역에서 플라스틱 탱크의 형상의 연속부를 형성하는 부재일 수 있다.
본 장치는 또한 가열기 연결을 통해 플라스틱 탱크에 통합된 열-전도 구조체와 연결된 가열기를 구비할 수 있다. 상기 타입의 열-전도 구조체로써, 플라스틱 탱크 내의 작동 유체의 온도가 높아질 수 있다. 더욱이, 또한 열-전도 구조체가 탱크 벽부에서의 덕트에 직접적으로 인접하여 제공될 수 있다. 또한, 상기 타입의 열-전도 구조체는, 가열기가 연결될 수 있는 가열기 연결부를 구비할 수 있다. 열-전도 구조체는, 탱크 벽부에서의 덕트에 위치된 작동 유체가 효과적인 방식으로 가열될 수 있게 한다.
더욱이 본 장치는 덕트로 형성된 복귀 라인을 구비하고 그리고 상기 복귀 라인을 통해 작동 유체가 플라스틱 탱크로부터 이송 유닛을 통과하여 상기 플라스틱 탱크로 다시 순환가능하게 할 수 있다. 이러한 순환에 의해, 이송 유닛 내의 공기 거품이 특히 효과적인 방식으로 상기 이송 유닛의 외측으로 이송될 수 있고, 특히 상기 이송 라인이나 덕트 및 상기 이송 유닛의 능동형 구성요소 외측으로 이송될 수 있다.
이송 유닛은 복귀 밸브를 구비할 수 있고, 상기 복귀 밸브에 의해, 작동 유체가 이송 라인을 따라서 제공되고 및/또는 상기 작동 유체가 복귀 라인을 통해 순환되는지의 여부가 조정될 수 있다. 복귀 밸브는 연결 부재를 통해 탱크 벽부 내의 적어도 하나의 덕트와 연결될 수 있다.
본 장치는 플라스틱 탱크나 탱크 벽부의 일체형 구성 부품으로 형성된 연결기를 구비할 수 있다. 연결기는 유체 라인과 연결될 수 있으며, 상기 유체 라인을 통해 액체 첨가제가 예를 들면, 배기 가스 처리 장치에서의, 인젝터로 이송될 수 있다.
플라스틱 탱크에 대해 나타난 모든 장점 및 설계 특징이 기술된 장치에 적용가능하고 그리고 융통(transfer) 가능하다. 동일한 사항이 본 장치에 대해 기술된 장점 및 설계 특징에 적용된다. 상기 장점과 설계 특징이 플라스틱 탱크에 융통 가능하다.
본 발명은 내연 기관의 배기 가스의 정화를 위한 배기 가스 처리 장치와 내연 기관을 구비한 자동차에서 특히 사용될 수 있으며, 여기서 상기 배기 가스 처리 장치용 작동 유체를 제공하기 위한 기술된 장치가 제공된다.
자동차에서 본 장치에 의해 제공된 작동 유체는 특히 요소-수용액이다. SCR 방법을 실행하기 위한 SCR 촉매 변환기가 자동차의 배기 가스 처리 장치에 배치되는 것이 바람직하다. SCR 방법은 작동 유체를 사용하여 실행된다. 배기 가스 처리 장치에 바람직하게는 (인젝터를 포함한) 공급 장치가 제공되며, 상기 공급 장치에 의해, 본 장치로써 공급된 작동 유체가 배기 가스 처리 장치로 공급된다.
본 발명 및 기술 분야는 도면을 기초로 아래에서 더욱 상세하게 설명되어 있다. 도면은 특히 바람직한 실시예를 나타내고 있지만, 그러나 본 발명이 이들 실시예만으로 한정되지 않음을 알 수 있을 것이다. 특히, 도면과 특히 도시된 비율은 단지 개략적으로 나타내어져 있음을 알 수 있을 것이다.
도 1은 기술된 제 1 실시예의 플라스틱 탱크의 도면이고,
도 2는 기술된 제 2 실시예의 플라스틱 탱크의 도면이고,
도 3은 기술된 제 3 실시예의 플라스틱 탱크의 도면이고,
도 4는 기술된 제 4 실시예의 플라스틱 탱크의 도면이고,
도 5는 플라스틱 탱크를 구비한, 작동 유체를 제공하기 위한 제 1 실시예의 장치의 도면이고,
도 6은 플라스틱 탱크를 구비한, 작동 유체를 제공하기 위한 제 2 실시예의 장치의 도면이고,
도 7은 플라스틱 탱크를 구비한, 작동 유체를 제공하기 위한 제 3 실시예의 장치의 도면이고,
도 8은 플라스틱 탱크를 구비한, 작동 유체를 제공하기 위한 제 4 실시예의 장치의 도면이며,
도 9는 기술된 장치를 구비한 자동차의 도면이다.
본 발명의 관련 특징은, 도 1 내지 도 4에 도시된 플라스틱 탱크(1)의 상이한 실시예에 기초하여, 그리고 도 5 내지 도 8에 도시된 본 장치(15)의 실시예에 기초하여, 아래에 기술되어 있다. 상이한 예시적인 실시예에 기초하여 나타내어진 개별적인 특징이 당업자에 의해 임의의 요구되는 과학기술적으로 의미있는 방식으로 서로 합쳐질 수 있다.
도 1 내지 도 4는, 각각의 경우에서, 탱크 벽부(2)를 구비한 플라스틱 탱크(1)를 나타내고 있다. 플라스틱 탱크(1)의 기본적인 설계가 도 1에 도시되어 있다. 플라스틱 탱크(1)는 내부 공간(29)을 갖는다. 탱크 벽부(2)는 바람직하게는 플라스틱으로 만들어진다. 탱크 벽부에 적어도 하나의 덕트(3)가 제공된다. 탱크 벽부(2)의 내측 표면(21) 상의 하나의 덕트 단부(23)에서 탱크 벽부(2)를 진입하고, 그리고 상기 탱크 벽부(2)의 외측 표면(22)상의 다른 덕트 단부(23)에서 상기 탱크 벽부(2)를 빠져나오는 덕트(3)가 도시되어 있다. 또한, 탱크 벽부(22)의 외측 표면(22)에서의 탱크 벽부(2)를 진입하고 또한 빠져나오는 덕트(3)가 도시되어 있다. 덕트(3)의 폭넓게 다양한 구성이 가능하다. 덕트는, 각각의 경우에, 덕트 벽부(26)를 구비하고, 상기 덕트 벽부는 탱크 벽부(2)에서 덕트(3)의 표면을 형성한다. 상기 덕트 벽부(26)는 바람직하게는 탱크 벽부(2)와 동일한 재료로부터 형성된다. 이러한 구성은 바람직하게는 덕트(3) 주위에 삽입부가 없지만, 그러나 탱크 벽부(2)의 재료가 상기 덕트(3)까지 뻗어있다는 것을 의미한다.
덕트(3)는 그 덕트 단부(23) 사이의 덕트 길이(24)를 갖는다. 덕트(3)는 더욱이 덕트 직경(25)을 갖는다. 덕트 직경(25)은 바람직하게는 덕트 길이(24)보다 더 작다. 덕트(3)의 적어도 수 개의 덕트 단부(23)에 연결 부재(5)가 형성되고, 그리고 상기 연결 부재에서 능동형 구성요소(6)가 덕트(3)에 및/또는 덕트(3)에 연결될 수 있다.
도 2에 도시된 실시예의 플라스틱 탱크(1)에 있어서, 이와 같이 연결 부재(5)를 통해 탱크 벽부(2)의 덕트(3)와 연결된 능동형 구성요소(6)가 나타나 있다. 또한 플라스틱 탱크(1) 내의 덕트(3)의 단부를 형성하는 흡입 지점(12)이 도시되어 있다. 흡입 지점(12)은 본 경우에 특히 플라스틱 탱크(1)의 섬프(28)의 구역에 형성된다. 상기 섬프(28)는 플라스틱 탱크(1) 내에서 특히 낮은 지점을 형성하며, 상기 지점에서 상기 플라스틱 탱크(1)가 비워짐에 따라 작동 유체가 특히 긴 시간 동안에 존재한다.
도 3은 덕트(3)가 탱크 벽부(2)에 통합되는 플라스틱 탱크(1)의 다른 실시예를 나타내고 있다. 도 3에 따른 실시예에 있어서, 능동형 구성요소(6)가 상기 플라스틱 탱크(1)의 내부 공간(29)에 배치되고 그리고 덕트(3)의 연결 부재(5)와 연결된다.
도 4는 가열기(10)가 플라스틱 탱크(1)의 탱크 벽부(2)에 적어도 부분적으로 통합된 플라스틱 탱크(1)의 실시예를 나타내고 있다. 도시된 바와 같이, 가열기(10)가 탱크 벽부(2)의 플라스틱 재료로 부분적으로 커버되어, 가열기(10)가 한 측에서, 플라스틱 탱크(1) 내의 작동 유체와 접촉하고, 다른 한 측에서, 탱크 벽부(2)와 접착되게 그리고 영구적으로 연결된다. 또한 도면에 탱크 벽부(2) 내의 덕트(3)가 나타내어져 있다. 덕트(3)는 플라스틱 탱크(1)로부터 작동 유체의 추출을 위한 흡입 지점(12)에서 종결된다. 더욱이, 덕트(3)는 연결 부재(5)를 구비하고 능동형 구성요소(6)가 상기 연결 부재와 연결될 수 있다.
도 5 내지 도 8 각각은 작동 유체를 제공하기 위한 장치(15)를 나타내고 있으며, 상기 장치 각각은 플라스틱으로 이루어진 탱크 벽부(2)를 갖는 플라스틱 탱크(1)를 구비하고 있다. 본 장치(15)는 탱크 벽부(2)에서의 덕트(3) 상의 연결 부재(5)와 연결된 이송 유닛(14)의 능동형 구성요소(6)에 의해 실질적으로 형성된다. 능동형 구성요소(6) 및 덕트(3)는 이송 라인(4)을 형성하고 상기 이송 라인을 통해 작동 유체가 플라스틱 탱크(1)로부터 추출될 수 있다. 능동형 구성요소(6)는 본 경우에 있어서 펌프(19)이다. 이송 라인은 바람직하게는 플라스틱 탱크(1) 내의 흡입 지점(12)에서 개시하고 이후 덕트(3)를 따라 적어도 하나의 능동형 구성요소(6)로 뻗어있다. 상기 적어도 하나의 능동형 구성요소(6)로부터 나아가, 이송 라인은 작동 유체가 제공되는 유출구 연결부(31)로 뻗어있다. 도 5에 도시된 장치(15)의 설계 실시예에 있어서, 적어도 하나의 능동형 구성요소(6)가 플라스틱 탱크(1)의 외측 상의 압입부(32) 내에 배치된다. 압입부(32)는 플라스틱 탱크(1)의 내부 공간으로 뻗어있는 내측으로 볼록하게 된 부분의 타입으로 실질적으로 형성된다. 압입부(32)는 커버(30)에 의해 폐쇄된다. 유출구 연결부는 커버(30)를 통해 뻗어있도록 형성된다. 장치(15)의 이송 유닛(14)은 점선으로 표시된 본 장치(15)의 구역으로 여겨질 수 있으며 상기 구역에서 이송 라인(4) 및 상기 이송 유닛(14)의 능동형 구성요소(6)의 프로파일이 위치된다.
도 6에 도시된 실시예는 실질적으로 도 5에 도시된 설계 실시예에 대응한다. 그러나, 도 6에 있어서, 플라스틱 탱크(1)의 압입부(32)가 상기 플라스틱 탱크(1)의 코너에 형성되고 그리고 커버(30)는 평탄한 패널이 아니지만, 그러나 보다 복잡한 형상을 갖는 부재이고 그리고 압입부(32)로써 플라스틱 탱크(1)의 코너를 커버한다.
도 7은 도 5 및 도 6에 따라 각각의 경우에 장치(15)의 실시예에 융통될 수 있는 본 장치(15)의 특별한 특징을 나타내고 있다. 탱크 벽부(2)를 통해 뻗어있는 열-전도 구조체(11)가 먼저 나타나 있다. 플라스틱 탱크(1)의 외측에 배치되고 가열기 연결부(27)를 통해 열-전도 구조체(11)와 연결되는 가열기(10)로써, 상기 플라스틱 탱크(1)의 작동 유체의 온도가 상기 열-전도 구조체(11)를 통해 상승될 수 있다. 또한 탱크 벽부(2) 내의 덕트(3) 주변에 배치된 열-전도 구조체(11)가 도 7에 도시되어 있다. 상기 열-전도 구조체(11)는 또한, 가열기 연결부(27)를 구비하며 상기 연결부에 가열기(10)가 연결될 수 있다. 상기 열-전도 구조체(11)는 탱크 벽부(2)의 덕트(3) 내에 배치된 작동 유체가 효과적인 방식으로 가열될 수 있게 한다. 도 7에 도시된 2개의 상이한 열-전도 구조체(11)가 또한 플라스틱 탱크에 개별적으로 통합될 수 있다. 도 7에 도시된 열-전도 구조체(11) 모두가 플라스틱 탱크(1)에 제공될 필요는 없다.
도 8은 본 장치(15)의 실시예를 나타내고 있으며, 상기 본 장치에서 이송 유닛(14)이 덕트(3)에 의해 형성된 복귀 라인(13)을 구비하고, 상기 복귀 라인을 통하여 작동 유체가 플라스틱 탱크(1)로부터 이송 유닛(14)을 통과하여 다시 플라스틱 탱크(1)로 순환할 수 있다. 이러한 순환에 의하여, 특히 효과적인 방식으로 이송 유닛(14)의 공기 거품이 상기 이송 유닛(14)의 외측으로 이송될 수 있고 특히 이송 라인(4)이나 덕트(3) 및 상기 이송 유닛(14)의 능동형 구성요소(6)의 외측으로 이송될 수 있다. 도 8에 도시된 이송 유닛(14)이 체크 밸브(20)를 구비하며, 상기 체크 밸브에 의해 작동 유체가 공급 장치(도시 생략됨)용 이송 라인(4)을 따라서 제공되는 지의 여부나 또는 작동 유체가 복귀 라인(13)을 통해 순환되는 지에 대한 여부가 조정될 수 있다. 복귀 밸브(20)는 연결 부재(5)를 통해 탱크 벽부(2)의 덕트(3)와 연결된다.
도 8은 다른 특징부로서, 연결기(7)를 나타내고 있으며, 상기 연결기는 탱크 벽부(2)나 또는 플라스틱 탱크(1)의 일체형 구성 부품으로 형성되고 그리고 상기 연결기와 유체 라인(8)이 연결될 수 있으며, 상기 유체 라인을 통하여 액체 첨가제가 예를 들면, 배기 가스 처리 장치에서, 인젝터로 이송될 수 있다.
복귀 라인(13)을 갖는 도 8에 도시된 실시예와, 도 8에 도시되고 연결기(7)로 설계된 연결 부재(5)가 또한 본 명세서에 기술된 작동 유체를 제공하기 위한 장치(15)의 다른 설계 실시예에 서로 별개로 융통될 수 있다. 복귀 밸브(20)를 구비한 복귀 라인(13)과 또한 연결기(7)로 설계된 연결 부재(5) 모두가 플라스틱 탱크(1)나 또는 본 장치(15) 상에 제공될 필요가 없다.
도 9에는 내연 기관(17)과 상기 내연 기관(17)의 배기 가스의 정화를 위한 배기 가스 처리 장치(18)를 구비한 자동차(16)가 도시되어 있다. 배기 가스 처리 장치(18)에 바람직하게는 SCR 방법을 실행하기 위한 SCR 촉매 변환기(33)가 제공된다. SCR 방법을 실행하기 위한 작동 유체가 인젝터(9)에 의해 배기 가스 처리 장치(18)로 공급된다. 작동 유체가 유체 라인(8)을 통해 본 장치(15)에 의해 인젝터(9)에 공급된다.
본 명세서에 기술된 플라스틱 탱크는 자동차에서 작동 유체를 제공하기 위한 장치의 특히 간단하고 저렴한 생산을 가능하게 하며, 상기 장치는 요소-수용액을 제공하는데 특히 적당하다.
1 플라스틱 탱크 2 탱크 벽부
3 덕트 4 이송 라인
5 연결 부재 6 능동형 구성요소
7 연결기 8 유체 라인
9 인젝터 10 가열 수단
11 열-전도 구조체 12 흡입 지점
13 복귀 라인 14 이송 유닛
15 장치 16 자동차
17 내연 기관 18 배기 가스 처리 장치
19 펌프 20 복귀 밸브
21 내측 표면 22 외측 표면
23 덕트 단부 24 덕트 길이
25 덕트 직경 26 덕트 벽부
27 가열기 연결부 28 섬프
29 내부 공간 30 커버
31 유출구 포트 32 압입부
33 SCR 촉매 변환기

Claims (11)

  1. 탱크 벽부(2)를 구비한, 작동 유체용 플라스틱 탱크(1)로서,
    상기 탱크 벽부(2)에 따른 적어도 섹션에서 적어도 하나의 덕트(3)가 통합되고 상기 덕트는 상기 플라스틱 탱크(1) 외측으로 작동 유체를 이송하기 위한 이송 라인(4)의 일부를 형성하는, 작동 유체용 플라스틱 탱크(1).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라스틱 탱크는 사출 성형 공정으로 만들어지는, 작동 유체용 플라스틱 탱크(1).
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 작동 유체를 이송하기 위한 이송 유닛(14)의 적어도 하나의 능동형 구성요소(6)를 적어도 하나의 덕트(3)에 연결하기 위한 적어도 하나의 연결 부재(5)가 상기 탱크 벽부(2)에 형성되는, 작동 유체용 플라스틱 탱크(1).
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 연결 부재(5)는 유체 라인(8)을 인젝터(9)와 연결하도록 설계된 적어도 하나의 연결기(7)인, 작동 유체용 플라스틱 탱크(1).
  5. 청구항 3 또는 4에 있어서,
    적어도 하나의 상기 연결 부재(5)는 상기 탱크 벽부(2)와 단일품으로 형성되는, 작동 유체용 플라스틱 탱크(1).
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 가열기(10)는 상기 탱크 벽부(2)에 적어도 부분적으로 통합되는, 작동 유체용 플라스틱 탱크(1).
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 열-전도 구조체(11)는 상기 탱크 벽부(2)에 적어도 부분적으로 통합되는, 작동 유체용 플라스틱 탱크(1).
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탱크 벽부(2)에서의 적어도 하나의 덕트(3)가 상기 플라스틱 탱크(1)로부터의 작동 유체 추출을 위하여 흡입 지점(12)에서 개방되는, 작동 유체용 플라스틱 탱크(1).
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탱크 벽부(2)에서의 적어도 하나의 덕트(3)가 복귀 라인(13)을 형성하고 상기 복귀 라인을 통해 작동 유체가 상기 플라스틱 탱크(1)로부터 이송 유닛(14)을 통과하여 상기 플라스틱 탱크(1)로 다시 순환될 수 있는, 작동 유체용 플라스틱 탱크(1).
  10. 작동 유체가 저장되는, 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 플라스틱 탱크(1)와, 상기 플라스틱 탱크(1) 외측으로 상기 작동 유체를 이송시키기 위한 이송 유닛(14)을 구비한, 자동차(16)에서 상기 작동 유체를 제공하기 위한 장치(15)로서,
    상기 이송 유닛(14)은 상기 플라스틱 탱크(1)의 상기 탱크 벽부(2)에서의 덕트(3)와 연결된 적어도 하나의 능동형 구성요소(6)로써 형성되는, 작동 유체를 제공하기 위한 장치(15).
  11. 자동차(16)로서,
    내연 기관(17)과, 상기 내연 기관(17)의 배기 가스의 정화를 위한 배기 가스 처리 장치(18)와, 상기 배기 가스 처리 장치(18)용 작동 유체를 제공하기 위한 청구항 10에 따른 장치(15)를 구비한 자동차(16).
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