WO2003090908A1 - Aftertreatment installation for exhaust gas and method for filling a reducing agent reservoir - Google Patents

Aftertreatment installation for exhaust gas and method for filling a reducing agent reservoir Download PDF

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WO2003090908A1
WO2003090908A1 PCT/EP2003/003119 EP0303119W WO03090908A1 WO 2003090908 A1 WO2003090908 A1 WO 2003090908A1 EP 0303119 W EP0303119 W EP 0303119W WO 03090908 A1 WO03090908 A1 WO 03090908A1
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reducing agent
agent storage
storage container
exhaust gas
aftertreatment system
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PCT/EP2003/003119
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Inventor
Mika Von Der Laden
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Daimlerchrysler Ag
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to an exhaust gas aftertreatment system for the purification of exhaust gases according to the preamble of claim 1, a reducing agent storage system for an exhaust gas aftertreatment system according to claim 16 and a method for filling a reducing agent storage space according to the preamble of claim 17.
  • Exhaust gas aftertreatment systems of the type mentioned here are known (DE 197 29 003 C2). They are used in particular in vehicles and comprise a catalytic converter, for example an SCR DeNOx catalytic converter, for cleaning the exhaust gas of an internal combustion engine.
  • a liquid reducing agent for example a urea-water solution, is required, which is stored in a reducing agent storage container which is carried in the vehicle and is permanently installed in the vehicle. Since the reducing agent is used up in the operation of the exhaust gas aftertreatment system, the reducing agent storage container must be able to be refilled with the reducing agent. For this purpose, it has an access nozzle into which a tap is inserted to fill the reducing agent storage container, similarly to a fuel tank.
  • a disadvantage of the known reducing agent storage system is that due to the lack of infrastructure of the refueling devices, the refilling or refilling of the reducing agent is problematic and may require a visit to the workshop. It is an object of the invention to provide an exhaust gas aftertreatment system of the type mentioned at the outset
  • Another object of the invention is to provide a method of the type mentioned here which enables a reducing agent storage space to be filled in a location-independent manner.
  • an exhaust gas aftertreatment system with the features of claim 1 is proposed, which is characterized in that the reducing agent storage container is designed as a modular, interchangeable structural unit.
  • the reducing agent storage container can therefore be separated from the exhaust gas aftertreatment system and removed as a whole and replaced by a new or newly filled reducing agent storage container. Because of this configuration, the reducing agent can be refueled practically anywhere. A nationwide network of complex refueling facilities is therefore not necessary.
  • the reducing agent storage container can be designed as a disposable container, for example as a tetra pack, which has only a low empty weight and can be compressed to a small volume when empty.
  • tetra pack is understood to mean a container made of cardboard or cardboard, which is usually provided with a thin, in particular liquid-impermeable layer (film) at least on its surfaces that come into contact with the liquid or solid product to be stored. This layer can consist of aluminum or plastic, for example.
  • Such disposable containers have so far been used, for example, as milk or other beverage containers. According to a further embodiment variant, the
  • the exhaust gas aftertreatment system has a receiving device for the reducing agent storage container, in which it is arranged in a fixed position relative to the individual components of the exhaust gas aftertreatment system, for example a reducing agent metering system, an exhaust gas catalytic converter and the like.
  • the receiving device makes it easier to change and connect the reducing agent storage container to the exhaust gas aftertreatment system in that it specifies its installation position.
  • the receiving device has a housing serving as a reducing agent storage space for receiving the at least one reducing agent storage container.
  • At least one extraction tube for the reducing agent which projects into the interior of the housing and is fixed in position relative to the housing, is provided on the housing for connection to a metering system.
  • the removal tube extends so far into the interior of the housing that when the reducing agent storage container is introduced, its free end region is introduced into the reducing agent storage container, which can be done via a specially provided access opening in the reducing agent storage container or, in particular, in the case of disposable containers by piercing a wall of the reducing agent storage container.
  • the object of the invention also relates to a
  • a method for filling an at least one reducing agent storage container is also achieved having reducing agent storage space of an exhaust gas aftertreatment system according to claim 17, which is characterized in that in a first step the reducing agent storage container from the
  • Reductant storage space is introduced.
  • the complete reducing agent storage container is therefore exchanged.
  • No special refueling device is therefore necessary, so that the supply of reducing agent can be renewed practically anywhere.
  • FIG. 1 shows a section of a first exemplary embodiment of a reducing agent storage system in a first functional position
  • FIG. 2 shows a section of the reducing agent storage system according to FIG. 1 in a second functional position
  • FIG. 3 shows a perspective illustration of a removal tube inserted into a wall of a reducing agent storage container
  • Fig. 4 is a block diagram of a second embodiment of the reducing agent storage system.
  • the exhaust gas aftertreatment system 1 described below is generally for the aftertreatment or cleaning of Exhaust gases from an internal combustion engine can be used. Their use in vehicles of small to medium size has proven to be particularly advantageous.
  • the exhaust gas aftertreatment system 1 has a catalytic converter, not shown in the figures, which is operated according to the “selective catalytic reduction (SCR)” method with a reducing agent, for example a urea in liquid form or gaseous or ammonia in aqueous solution.
  • SCR selective catalytic reduction
  • the reducing agent is injected into the exhaust gas flow in a precisely metered manner before the exhaust gases are passed through the catalytic converter.
  • the structure and function of the exhaust gas aftertreatment system 1 is generally known, for example from DE 197 29 003 C2 and DE 199 35 920 AI, so that a detailed description is dispensed with.
  • only one of the components of the exhaust gas aftertreatment system 1 is dealt with in more detail, namely a reducing agent storage system 3.
  • Figures 1 and 2 each show a schematic representation of a first embodiment of the reducing agent storage system 3 in longitudinal section, which has a receiving device 5 for a reducing agent storage container 7.
  • the receiving device 5 comprises an as
  • Reducing agent storage space 9 serving or enclosing the reducing agent storage space 9 housing 11, in which the reducing agent storage container 7 is completely accommodated in the installed state.
  • the shaft-shaped housing 11 has an opening 13 through which the reducing agent storage container 7 into the
  • Reducing agent storage space 9 can be introduced or removed.
  • the opening 13 can be closed by means of a flap 17 pivotable about an axis 15.
  • the reducing agent storage container 7 At the bottom of the reducing agent storage container 7 there is an access opening 18, which at least before the full connection of the full reducing agent storage container 7 to a dosing system by means of a not shown, for example, sealingly formed by a membrane sealing element.
  • the reducing agent can be removed via the access opening 18. If the reducing agent storage container 7 is designed as a reusable container, filling via the access opening 18 is also possible.
  • the receiving device 5 further comprises a slide 19 which can be inserted and pulled out of the housing 11 and serves here as a transport and positioning means, on which the reducing agent storage container 7 is placed.
  • the reducing agent storage container 7 can be displaced into an exchange position (not shown) located outside the housing 11 and into a reducing agent removal position (FIG. 2) provided in the housing 11.
  • FIG. 2 the carriage 19 is shown in an intermediate position. In the exchange position, the reducing agent storage container 7 placed thereon can be removed from the slide 19 and replaced by a new or filled-up reducing agent storage container.
  • the exhaust gas aftertreatment system 1 also has an extraction pipe 21, via which the reducing agent
  • Reductant storage container 7 is removed and fed to the metering system, not shown.
  • the free end of the extraction tube 21 protrudes a little into the interior of the housing 11 and is fixed in position relative to the housing 11.
  • the free end 23 of the sampling tube 21 is sharpened and optionally also sharpened. As can be seen from FIG. 2, the free end 23 of the removal tube 21 projects into the same when the reducing agent storage container 7 is arranged in the reducing agent removal position.
  • the flap 17 In order to replace a possibly empty reducing agent storage container 7 with a filled reducing agent storage container, the flap 17 must first be in its release position shown in FIG. 1 be pivoted. Then by pulling the carriage 19 out of the housing 11, the one placed thereon
  • Reductant storage container 7 is shifted into an exchange position in which it can be removed from the carriage 17.
  • the removal tube 21 is pulled out of the reducing agent storage container, whereby this is decoupled from the metering system.
  • the filled reducing agent storage container 7 is then placed on the carriage 17 and inserted into the housing 11 / the reducing agent storage space 9.
  • the removal tube 21 pierces the sealing element which had previously closed the access opening 18, as a result of which the connection to the metering system is established.
  • Reducing agent storage container 7 is pushed into the housing 11 until it has reached the reducing agent removal position in which it is completely in the
  • Reducing agent storage space 9 is arranged ( Figure 2).
  • the housing opening 13 is closed by pivoting the flap 17 into its end position shown in FIG. This also completes the container change.
  • the removed reducing agent storage container can now either be refilled for further use or disposed of.
  • Reducing agent storage space 9 - in contrast to known filling methods - there is no emptying of the reducing agent, spilling of the reducing agent can practically be ruled out.
  • the shape and size of the preferably cuboidal reducing agent storage container 7 is appropriate to the Adapted reducing agent storage space 9 and essentially completely fills it.
  • the entire unit including the housing 11 and the housed therein
  • Reducing agent storage container 7 can be arranged slightly inclined towards the extraction tube 21 with respect to an imaginary horizontal, so that the reducing agent runs independently to the extraction tube 21.
  • an advantageous embodiment variant provides that the flap 17 and the slide 19 are preferably mechanically coupled to one another, in particular via a lever device with corresponding kinematics, in such a way that when the flap 17 is pivoted, the carriage 19 is forcibly displaced.
  • the insertion tube 21 is thus inserted here when the housing opening 13 is closed.
  • the removal tube 21 is not sharpened all around at its free end, so that when the removal tube 21 is inserted into the reducing agent storage container 7, a tab is quasi cut out of the sealing element. This tab, which is connected to the remaining part of the sealing element, is opened towards the bottom of the container.
  • the pierced sealing element must be replaced.
  • the sealing element is connected to the
  • Reducing agent storage container 7 is detachably connected, for example screwed on lid. After this Refilling the container, a new lid is attached, which has an access opening for the removal tube 21, which is closed with an intact sealing element.
  • the sealing element is part of a valve arrangement which opens the access opening through the penetration of the removal tube 21 and closes it tightly again when it is pulled out.
  • the reclosing preferably takes place automatically in that the elastic sealing element springs back into its closing / sealing position. In this embodiment variant, there is no need to sharpen the extraction tube 21.
  • the removal tube 21 can optionally be provided with a resilient sealing sleeve (not shown) in order to seal the puncture area from the environment after the piercing of the sealing element.
  • FIG. 3 shows a perspective view of a section of a beveled / pointed sampling tube 21, the edge 24 of which is sharpened to a small area.
  • the sampling tube 21 is in a wall 25 of a disposable container, in particular a tetra pack
  • a tab 26 is cut out of the container wall 25, which remains connected to the container wall 25 in the area in which the removal tube 21 is not sharpened.
  • the exemplary embodiment of the reducing agent storage container 7 1 shown in FIG. 3 differs from the reducing agent storage container 7 described with reference to FIGS. 1 and 2 in that no special, sealed access opening is provided on the reducing agent storage container and the removal tube 21 is driven directly through the wall of the reducing agent storage container 7 '. A separate sealing element for sealing the access opening is therefore not necessary here.
  • a fill level detection is provided for detecting the fill level in the reducing agent storage container 7, said fill level detection having a fill level detection sensor not shown in FIGS. 1 and 2.
  • This can be attached to the sampling tube 21, for example, and determine the presence of reducing agent in the sampling tube 21 by means of a simple conductivity test.
  • the fill level detection sensor When a predefined fill level limit value is exceeded, the fill level detection sensor generates a signal that is used to control at least one display unit.
  • the display unit is coupled to a release device for the flap 17, that is to say the flap 17 can only be opened in order to remove the reducing agent storage container 7 from the housing 11 when the display unit does so when the fill level limit value is exceeded
  • Fill level sensor signals acoustically and / or visually reports.
  • a heater 27 is provided, which is integrated in the lower housing wall 29 in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2.
  • the heater 27 can be operated, for example, electrically, as indicated in the figures with a heating coil 31, or by an energy-transporting medium present in the vehicle, for example cooling water or fuel diverted from a fuel return.
  • the heater 27 can either be self-regulating or designed as a system controlled by the reducing agent metering system. In the latter case, a temperature sensor on the reducing agent storage space 9 is also required.
  • the reducing agent storage system 3 has a plurality of modular, individually replaceable ones
  • Has reducing agent storage container 7, 7 ' all of which are arranged side by side or one above the other in the housing 11 or, if appropriate, in a separate shaft, depending on the available space.
  • a separate flap 17 is assigned to the reducing agent storage container.
  • the connection of the reducing agent storage container to the reducing agent metering system 3 is explained in more detail with reference to FIG. 4.
  • Figure 4 shows a block diagram of a second
  • Embodiment of the reducing agent storage system 3 in which a plurality of modular, individually exchangeable reducing agent storage containers 7 are provided, which are arranged side by side as an example.
  • Each reducing agent storage container 7 is provided with a removal tube 21 for removing the reducing agent and supplying it to the metering system.
  • the extraction tubes 21 can be connected individually and in succession to the suction side of a reducing agent pump 37 arranged in a medium connection 35 by means of a controllable valve device 33, which pump delivers the reducing agent to the metering system.
  • the valve device 33 can be designed as a multi-way valve or can have a plurality of open / close valves.
  • the valve device 33 is controlled by a control unit 39.
  • Each reducing agent storage container 7 is one
  • Level detection sensor 41 assigned, which are also coupled to the control unit 39.
  • the reducing agent storage system 3 according to FIG. 4 can be operated in the following way: If the control unit 39 (control electronics) detects the empty state of one of the reducing agent storage containers 7, the valve device 33 is switched to the next reducing agent storage container 7 and the empty one State of the one reducing agent storage container 7 displayed on a display unit, for example a lamp.
  • the display unit is coupled to a release device for the closure flap 17 of the respective reducing agent storage container 7.
  • the reducing agent storage system 3 or the reducing agent storage space 9 is divided into units the size of the individual reducing agent storage containers, which can be replaced individually.
  • a determination of the range, i.e. how long a desired exhaust gas aftertreatment can still be carried out with the amount of reducing agent in the reducing agent storage space 9, can be carried out by means of a simple calculation using the number of reducing agent storage tanks still filled and the amount of reducing agent introduced into the exhaust line by the metering system.
  • All embodiments of the exhaust gas aftertreatment system 1 have in common that the reducing agent storage space 9, which is divided into one or more interchangeable container modules or consists thereof, can be filled in a simple manner by removing an empty container module from the reducing agent storage space 9 and inserting a container module filled with reducing agent for this.
  • Reducing agent storage container is inserted into the housing 11 by pivoting. This can be achieved, for example, by providing a corresponding holder on the inside of the flap 17, in which the reducing agent storage container is hung. By Swiveling the flap 17, the reducing agent storage container to be exchanged or exchanged is also automatically shifted. A slide 19 described above can be dispensed with here, which simplifies the construction. In a further embodiment variant it is provided that the
  • Reductant storage container directly, that is, manually introduced into or removed from the reducing agent storage space, that is, without the aid of an insertion slide or the aforementioned flap 17.

Abstract

Disclosed is an aftertreatment installation (1) for exhaust gas, particularly for cleaning exhaust gases of vehicles, comprising at least one container (7, 7') for storing a reducing agent. The inventive aftertreatment installation (1) is characterized by the fact that the storage container (7, 7') containing a reducing agent is configured as a modular, removable unit. Also disclosed is a method for filling a reducing agent reservoir (9) of an aftertreatment installation (1), which comprises at least one storage container (7, 7') containing a reducing agent.

Description

DaimlerChrysler AGDaimlerChrysler AG
Abgasnachbehandlungsanlage und Verfahren zum Befüllen eines ReduktionsmittelbevorratungsraumsExhaust gas aftertreatment system and method for filling a reducing agent storage space
Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungsanlage für die Reinigung von Abgasen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Reduktionsmittelspeichersystem für eine Abgasnachbehandlungsanlage gemäß Anspruch 16 sowie ein Verfahren zum Befüllen eines Reduktionsmittelbevorratungsraums gemäß Oberbegriff des Anspruchs 17.The invention relates to an exhaust gas aftertreatment system for the purification of exhaust gases according to the preamble of claim 1, a reducing agent storage system for an exhaust gas aftertreatment system according to claim 16 and a method for filling a reducing agent storage space according to the preamble of claim 17.
Abgasnachbehandlungsanlagen der hier angesprochenen Art sind bekannt (DE 197 29 003 C2) . Sie werden insbesondere in Fahrzeugen eingesetzt und umfassen einen Katalysator, beispielsweise SCR-DeNOx-Katalysator, zum Reinigen des Abgases einer Brennkraftmaschine. Zum Betrieb des Katalysators wird ein flüssiges Reduktionsmittel, beispielsweise eine Harnstoff- Wasser-Lösung, benötigt, die in einem mitgeführten, im Fahrzeug fest eingebauten Reduktionsmittelspeicherbehälter gespeichert ist. Da sich das Reduktionsmittel im Betrieb der Abgasnachbehandlungsanlage verbraucht, muss der Reduktionsmittelspeicherbehälter mit dem Reduktionsmittel wiederbefüllbar sein. Zu diesem Zweck weist er einen Zugangsstutzen auf, in den zum Befüllen des Reduktionsmittelspeicherbehälters -ähnlich wie bei einem Kraftstofftank- ein Zapfhahn eingesteckt wird. Nachteilig bei dem bekannten Reduktionsmittelspeichersystem ist, dass aufgrund einer fehlender Infrastruktur der Betankungseinrichtungen das Nach- beziehungsweise Auffüllen des Reduktionsmittels problematisch ist und gegebenenfalls einen Werkstattbesuch erforderlich macht. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Abgasnachbehandlungsanlage der eingangs genannten Art und einExhaust gas aftertreatment systems of the type mentioned here are known (DE 197 29 003 C2). They are used in particular in vehicles and comprise a catalytic converter, for example an SCR DeNOx catalytic converter, for cleaning the exhaust gas of an internal combustion engine. To operate the catalytic converter, a liquid reducing agent, for example a urea-water solution, is required, which is stored in a reducing agent storage container which is carried in the vehicle and is permanently installed in the vehicle. Since the reducing agent is used up in the operation of the exhaust gas aftertreatment system, the reducing agent storage container must be able to be refilled with the reducing agent. For this purpose, it has an access nozzle into which a tap is inserted to fill the reducing agent storage container, similarly to a fuel tank. A disadvantage of the known reducing agent storage system is that due to the lack of infrastructure of the refueling devices, the refilling or refilling of the reducing agent is problematic and may require a visit to the workshop. It is an object of the invention to provide an exhaust gas aftertreatment system of the type mentioned at the outset
Reduktionsmittelspeichersystem zu schaffen, bei denen ein einfaches und vorzugsweise auch schnelles Nach- beziehungsweise Auffüllen des Reduktionsmittels gewährleistet werden kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren der hier angesprochenen Art zu schaffen, das ein ortsungebundenes Auffüllen eines Reduktionsmittelbevorratungsraums ermöglicht.To create reducing agent storage system in which a simple and preferably also quick refilling or replenishing of the reducing agent can be guaranteed. Another object of the invention is to provide a method of the type mentioned here which enables a reducing agent storage space to be filled in a location-independent manner.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Abgasnachbehandlungsanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, dass der Reduktionsmittelspeicherbehälter als modulare, auswechselbare Baueinheit ausgebildet ist. Der Reduktionsmittelspeicherbehälter kann also von der Abgasnachbehandlungsanlage abgetrennt und als Ganzes entnommen und durch einen neuen beziehungsweise neu aufgefüllten Reduktionsmittelspeicherbehälter ausgetauscht werden. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann das Betanken mit dem Reduktionsmittel praktisch an jedem Ort durchgeführt werden. Eine flächendeckes Netz von aufwendigen Betankungseinrichtungen ist also nicht erforderlich.To achieve the object, an exhaust gas aftertreatment system with the features of claim 1 is proposed, which is characterized in that the reducing agent storage container is designed as a modular, interchangeable structural unit. The reducing agent storage container can therefore be separated from the exhaust gas aftertreatment system and removed as a whole and replaced by a new or newly filled reducing agent storage container. Because of this configuration, the reducing agent can be refueled practically anywhere. A nationwide network of complex refueling facilities is therefore not necessary.
Der Reduktionsmittelspeicherbehälter kann als Einwegbehälter ausgebildet sein, beispielsweise als Tetra-Pack, der ein nur geringes Leergewicht aufweist und im geleerten Zustand auf ein geringes Volumen komprimierbar ist. Unter dem Begriff "Tetra- Pack" wird ein aus Pappe oder Karton hergestellter Behälter verstanden, der üblicherweise zumindest auf seinen mit dem aufzubewahrenden flüssigen oder festen Produkt in Kontakt kommenden Flächen mit einer dünnen, insbesondere Flüssigkeit undurchlässigen Schicht (Folie) versehen ist. Diese Schicht kann beispielsweise aus Aluminium oder Kunststoff bestehen. Derartige Einwegbehälter werden bisher beispielsweise als Milch- oder sonstige Getränkebehälter eingesetzt. Nach einer weiteren Ausführungsvariante ist derThe reducing agent storage container can be designed as a disposable container, for example as a tetra pack, which has only a low empty weight and can be compressed to a small volume when empty. The term “tetra pack” is understood to mean a container made of cardboard or cardboard, which is usually provided with a thin, in particular liquid-impermeable layer (film) at least on its surfaces that come into contact with the liquid or solid product to be stored. This layer can consist of aluminum or plastic, for example. Such disposable containers have so far been used, for example, as milk or other beverage containers. According to a further embodiment variant, the
Reduktionsmittelspeicherbehälter als Mehrwegbehälter ausgebildet, der also wiederbefüllbar ist. Die Abgasnachbehandlungsanlage weist in bevorzugter Ausführungsform eine Aufnahmevorrichtung für den Reduktionsmittelspeicherbehälter auf, in der er gegenüber den einzelnen Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage, beispielsweise einer Reduktionsmitteldosieranlage, einem Abgaskatalysator und dergleichen ortsfest angeordnet ist. Die Aufnahmevorrichtung erleichtert den Wechsel und das Anschließen des Reduktionsmittelspeicherbehälters an die Abgasnachbehandlungsanlage insofern, dass sie dessen Einbauposition vorgibt.Reductant storage container designed as a reusable container, which is refillable. In a preferred embodiment, the exhaust gas aftertreatment system has a receiving device for the reducing agent storage container, in which it is arranged in a fixed position relative to the individual components of the exhaust gas aftertreatment system, for example a reducing agent metering system, an exhaust gas catalytic converter and the like. The receiving device makes it easier to change and connect the reducing agent storage container to the exhaust gas aftertreatment system in that it specifies its installation position.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Aufnahmevorrichtung ein als Reduktionsmittelbevorratungsraum dienendes Gehäuse zur Aufnahme des mindestens einen Reduktionsmittelspeicherbehälters auf. An dem Gehäuse ist mindestens ein in das Gehäuseinnere hineinragendes, gegenüber dem Gehäuse lagefest fixiertes Entnahmerohr für das Reduktionsmittel zum Anschluss an ein Dosiersystem vorgesehen. Das Entnahmerohr ragt so weit in das Gehäuseinnere hinein, dass beim Einbringen des Reduktionsmittelspeicherbehälters sein freier Endbereich in den Reduktionsmittelspeicherbehälter eingeführt wird, was über eine eigens dafür vorgesehene Zugangsöffnung im Reduktionsmittelspeicherbehälter oder insbesondere bei Einwegbehältern durch Einstechen in eine Wand des Reduktionsmittelspeicherbehälters erfolgen kann.According to a development of the invention, the receiving device has a housing serving as a reducing agent storage space for receiving the at least one reducing agent storage container. At least one extraction tube for the reducing agent, which projects into the interior of the housing and is fixed in position relative to the housing, is provided on the housing for connection to a metering system. The removal tube extends so far into the interior of the housing that when the reducing agent storage container is introduced, its free end region is introduced into the reducing agent storage container, which can be done via a specially provided access opening in the reducing agent storage container or, in particular, in the case of disposable containers by piercing a wall of the reducing agent storage container.
Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele derFurther advantageous embodiments of the
Abgasnachbehandlungsanlage ergeben sich aus Kombinationen der in den Unteransprüchen genannten Merkmale.Exhaust gas aftertreatment system result from combinations of the features mentioned in the subclaims.
Der Gegenstand der Erfindung betrifft auch einThe object of the invention also relates to a
Reduktionsmittelspeichersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 16.Reducing agent storage system with the features of claim 16.
Zur Lösung der Aufgabe wird ferner ein Verfahren zum Befüllen eines wenigstens einen Reduktionsmittelspeicherbehälter aufweisenden Reduktionsmittelbevorratungsraums einer Abgasnachbehandlungsanlage gemäß Anspruch 17 vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass in einem ersten Schritt der Reduktionsmittelspeicherbehälter aus demTo achieve the object, a method for filling an at least one reducing agent storage container is also achieved having reducing agent storage space of an exhaust gas aftertreatment system according to claim 17, which is characterized in that in a first step the reducing agent storage container from the
Reduktionsmittelbevorratungsraum entfernt und in einem zweiten Schritt ein neuer beziehungsweise neu befüllter Reduktionsmittelspeicherbehälter in denRemoved reducing agent storage space and in a second step, a new or newly filled reducing agent storage container in the
Reduktionsmittelbevorratungsraum eingebracht wird. Es wird also anders als bei bekannten Betankungsverfahren der komplette Reduktionsmittelspeicherbehälter ausgetauscht. Es ist daher keine spezielle Betankungseinrichtung erforderlich, so dass der Vorrat an Reduktionsmittel praktisch an jedem Ort erneuerbar ist .Reductant storage space is introduced. In contrast to known refueling methods, the complete reducing agent storage container is therefore exchanged. No special refueling device is therefore necessary, so that the supply of reducing agent can be renewed practically anywhere.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus Kombinationen der in den Unteransprüchen genannten Merkmale .Further advantageous embodiments of the method result from combinations of the features mentioned in the subclaims.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines Reduktionsmittelspeichersystems in einer ersten FunktionsStellung;1 shows a section of a first exemplary embodiment of a reducing agent storage system in a first functional position;
Fig. 2 einen Ausschnitt des Reduktionsmittelspeichersystems gemäß Figur 1 in einer zweiten Funktionsstellung;FIG. 2 shows a section of the reducing agent storage system according to FIG. 1 in a second functional position;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines in eine Wandung eines Reduktionsmittelspeicherbehälters eingestochenen Entnahmerohrs und3 shows a perspective illustration of a removal tube inserted into a wall of a reducing agent storage container, and
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels des Reduktionsmittelspeichersystems .Fig. 4 is a block diagram of a second embodiment of the reducing agent storage system.
Die im Folgenden beschriebene Abgasnachbehandlungsanlage 1 ist allgemein zum Nachbehandeln beziehungsweise Reinigen von Abgasen einer Brennkraftmaschine einsetzbar. Als besonders vorteilhaft hat sich deren Verwendung in Fahrzeugen mit kleinerer bis mittlerer Größe herausgestellt. Die Abgasnachbehandlungsanlage 1 weist einen in den Figuren nicht dargestellten Katalysator auf, der nach dem "Selectiv- Catalytic-Reduction (SCR) " -Verfahren mit einem Reduktionsmittel, beispielsweise einem in flüssiger Form vorliegenden Harnstoff oder gasförmigen oder in wässriger Lösung vorliegenden Ammoniak betrieben wird. Das Reduktionsmittel wird genau dosiert in den Abgasstrom eingespritzt, bevor die Abgase durch den Katalysator geleitet werden. Aufbau und Funktion der Abgasnachbehandlungsanlage 1 ist allgemein bekannt, zum Beispiel aus der DE 197 29 003 C2 und der DE 199 35 920 AI, so dass auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet wird. Im Folgenden wird lediglich auf eine der Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage 1 näher eingegangen, nämlich auf ein Reduktionsmittelspeichersystem 3.The exhaust gas aftertreatment system 1 described below is generally for the aftertreatment or cleaning of Exhaust gases from an internal combustion engine can be used. Their use in vehicles of small to medium size has proven to be particularly advantageous. The exhaust gas aftertreatment system 1 has a catalytic converter, not shown in the figures, which is operated according to the “selective catalytic reduction (SCR)” method with a reducing agent, for example a urea in liquid form or gaseous or ammonia in aqueous solution. The reducing agent is injected into the exhaust gas flow in a precisely metered manner before the exhaust gases are passed through the catalytic converter. The structure and function of the exhaust gas aftertreatment system 1 is generally known, for example from DE 197 29 003 C2 and DE 199 35 920 AI, so that a detailed description is dispensed with. In the following, only one of the components of the exhaust gas aftertreatment system 1 is dealt with in more detail, namely a reducing agent storage system 3.
Figuren 1 und 2 zeigen jeweils in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel des Reduktionsmittelspeichersystems 3 im Längsschnitt, das eine Aufnahmevorrichtung 5 für einen Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 aufweist. Die Aufnahmevorrichtung 5 umfasst ein alsFigures 1 and 2 each show a schematic representation of a first embodiment of the reducing agent storage system 3 in longitudinal section, which has a receiving device 5 for a reducing agent storage container 7. The receiving device 5 comprises an as
Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 dienendes beziehungsweise den Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 umschließendes Gehäuse 11, in dem der Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 im eingebauten Zustand vollständig aufgenommen ist. Das schachtförmige Gehäuse 11 weist eine Öffnung 13 auf, über die der Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 in denReducing agent storage space 9 serving or enclosing the reducing agent storage space 9 housing 11, in which the reducing agent storage container 7 is completely accommodated in the installed state. The shaft-shaped housing 11 has an opening 13 through which the reducing agent storage container 7 into the
Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 einbringbar beziehungsweise entnehmbar ist. Die Öffnung 13 ist mittels einer um eine Achse 15 schwenkbaren Klappe 17 verschließbar.Reducing agent storage space 9 can be introduced or removed. The opening 13 can be closed by means of a flap 17 pivotable about an axis 15.
Am Boden des Reduktionsmittelspeicherbehälters 7 ist eine Zugangsδffnung 18 vorgesehen, die zumindest vor dem erstmaligen Anschließen des vollen Reduktionsmittelspeicherbehälters 7 an ein Dosiersystem mittels eines nicht dargestellten, beispielsweise von einer Membran gebildeten Dichtelements dichtend verschlossen ist. Über die Zugangsöffnung 18 kann das Reduktionsmittel entnommen werden. Sofern der Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 als Mehrwegbehälter ausgebildet ist, ist eine Befüllung über die Zugangsöffnung 18 ebenfalls möglich.At the bottom of the reducing agent storage container 7 there is an access opening 18, which at least before the full connection of the full reducing agent storage container 7 to a dosing system by means of a not shown, for example, sealingly formed by a membrane sealing element. The reducing agent can be removed via the access opening 18. If the reducing agent storage container 7 is designed as a reusable container, filling via the access opening 18 is also possible.
Die Aufnahmevorrichtung 5 umfasst ferner einen in das Gehäuse 11 einschieb- und herausziehbaren, hier als Transport- und Positionierungsmittel dienenden Schlitten 19, auf dem der Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 abgestellt ist. Mit Hilfe des Schlittens 19 ist der Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 in eine außerhalb des Gehäuses 11 befindliche Austauschposition (nicht dargestellt) und in eine im Gehäuse 11 vorgesehene Reduktionsmittelentnahmeposition (Figur 2) verlagerbar. In Figur 1 ist der Schlitten 19 in einer Zwischenposition abgebildet. In der Austauschposition kann der darauf abgestellte Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 dem Schlitten 19 entnommen und durch einen neuen beziehungsweise aufgefüllten Reduktionsmittelspeicherbehälter ersetzt werden.The receiving device 5 further comprises a slide 19 which can be inserted and pulled out of the housing 11 and serves here as a transport and positioning means, on which the reducing agent storage container 7 is placed. With the aid of the slide 19, the reducing agent storage container 7 can be displaced into an exchange position (not shown) located outside the housing 11 and into a reducing agent removal position (FIG. 2) provided in the housing 11. In Figure 1, the carriage 19 is shown in an intermediate position. In the exchange position, the reducing agent storage container 7 placed thereon can be removed from the slide 19 and replaced by a new or filled-up reducing agent storage container.
Die Abgasnachbehandlungsanlage 1 weist ferner ein Entnahmerohr 21 auf, über das das Reduktionsmittel demThe exhaust gas aftertreatment system 1 also has an extraction pipe 21, via which the reducing agent
Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 entnommen und dem nicht dargestellten Dosiersystem zugeführt wird. Das Entnahmerohr 21 ragt mit seinem freien Ende 23 ein Stück weit in das Innere des Gehäuses 11 hinein und ist gegenüber dem Gehäuse 11 lagefest fixiert. Das freie Ende 23 des Entnahmerohrs 21 ist angespitzt und gegebenenfalls auch angeschärft. Wie aus Figur 2 ersichtlich, ragt das freie Ende 23 des Entnahmerohrs 21 bei in Reduktionsmittelentnahmeposition angeordnetem Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 in desselben hinein.Reductant storage container 7 is removed and fed to the metering system, not shown. The free end of the extraction tube 21 protrudes a little into the interior of the housing 11 and is fixed in position relative to the housing 11. The free end 23 of the sampling tube 21 is sharpened and optionally also sharpened. As can be seen from FIG. 2, the free end 23 of the removal tube 21 projects into the same when the reducing agent storage container 7 is arranged in the reducing agent removal position.
Um bei Bedarf einen gegebenenfalls leeren Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 durch einen gefüllten Reduktionsmittelspeicherbehälter auszutauschen, muss zunächst die Klappe 17 in ihre in Figur 1 dargestellte Freigabestellung verschwenkt werden. Dann wird durch Herausziehen des Schlittens 19 aus dem Gehäuse 11 der darauf abgestellteIn order to replace a possibly empty reducing agent storage container 7 with a filled reducing agent storage container, the flap 17 must first be in its release position shown in FIG. 1 be pivoted. Then by pulling the carriage 19 out of the housing 11, the one placed thereon
Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 in eine Austauschposition verlagert, in der er dem Schlitten 17 entnommen werden kann. Beim Entfernen des Reduktionsmittelspeicherbehälters 7 aus dem Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 wird das Entnahmerohr 21 aus dem Reduktionsmittelspeicherbehälter herausgezogen, wodurch dieser vom Dosiersystem abgekoppelt ist. Nachfolgend wird der gefüllte Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 auf dem Schlitten 17 abgestellt und in das Gehäuse 11/den Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 eingeschoben. Beim Einschieben des Reduktionsmittelspeicherbehälters 7 durchsticht das Entnahmerohr 21 das bis dahin die Zugangsöffnung 18 verschließende Dichtelement, wodurch der Anschluss an das Dosiersystem hergestellt ist. DerReductant storage container 7 is shifted into an exchange position in which it can be removed from the carriage 17. When the reducing agent storage container 7 is removed from the reducing agent storage space 9, the removal tube 21 is pulled out of the reducing agent storage container, whereby this is decoupled from the metering system. The filled reducing agent storage container 7 is then placed on the carriage 17 and inserted into the housing 11 / the reducing agent storage space 9. When the reducing agent storage container 7 is pushed in, the removal tube 21 pierces the sealing element which had previously closed the access opening 18, as a result of which the connection to the metering system is established. The
Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 wird soweit in das Gehäuse 11 eingeschoben, bis er die Reduktionsmittelentnahmeposition erreicht hat, in der er vollständig imReducing agent storage container 7 is pushed into the housing 11 until it has reached the reducing agent removal position in which it is completely in the
Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 angeordnet ist (Figur 2) . Durch Schwenken der Klappe 17 in ihre in Figur 2 dargestellte Endstellung wird die Gehäuseöffnung 13 verschlossen. Damit ist gleichzeitig auch der Behälterwechsel abgeschlossen. Der entnommene Reduktionsmittelspeicherbehälter kann nun entweder zur weiteren Verwendung einer Wiederbefüllung zugeführt oder entsorgt werden.Reducing agent storage space 9 is arranged (Figure 2). The housing opening 13 is closed by pivoting the flap 17 into its end position shown in FIG. This also completes the container change. The removed reducing agent storage container can now either be refilled for further use or disposed of.
Es wird ohne weiteres deutlich, dass ein Behälterwechsel und somit ein Befüllen des Reduktionsmittelbevorratungsraums 9 schnell und in einfacher Weise sowie ohne Werkzeug durchgeführt werden kann. Dadurch, dass beim Befüllen desIt is readily apparent that a container change and thus a filling of the reducing agent storage space 9 can be carried out quickly and easily and without tools. The fact that when filling the
Reduktionsmittelbevorratungsraums 9 -anders als bei bekannten Befüllverfahren- kein Umleeren des Reduktionsmittels erfolgt, kann ein Verschütten des Reduktionsmittels praktisch ausgeschlossen werden.Reducing agent storage space 9 - in contrast to known filling methods - there is no emptying of the reducing agent, spilling of the reducing agent can practically be ruled out.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist der vorzugsweise quaderförmige Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 in Form und Größe an den Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 angepasst und füllt diesen im Wesentlichen vollständig aus.As can be seen from FIG. 2, the shape and size of the preferably cuboidal reducing agent storage container 7 is appropriate to the Adapted reducing agent storage space 9 and essentially completely fills it.
Um den Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 in einfacher Weise vollständig beziehungsweise im Wesentlichen vollständig entleeren zu können, kann die gesamte Einheit, umfassend das Gehäuse 11 und den darin untergebrachtenIn order to be able to completely or substantially completely empty the reducing agent storage container 7, the entire unit, including the housing 11 and the housed therein
Reduktionsmittelspeicherbehälter 7, zum Entnahmerohr 21 hin leicht gegenüber einer gedachten Horizontalen geneigt angeordnet werden, so dass das Reduktionsmittel selbstständig zum Entnahmerohr 21 hinläuft.Reducing agent storage container 7 can be arranged slightly inclined towards the extraction tube 21 with respect to an imaginary horizontal, so that the reducing agent runs independently to the extraction tube 21.
Um einen zügigen Einstechvorgangs des Entnahmerohrs 21 in das die Zugangsöffnung 18 dichtend verschließende Dichtelement gewährleisten zu können, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante vorgesehen, dass die Klappe 17 und der Schlitten 19 vorzugsweise mechanisch, insbesondere über eine Hebelvorrichtung mit entsprechender Kinematik so miteinander gekoppelt sind, dass bei einem Verschwenken der Klappe 17 der Schlitten 19 zwangsverlagert wird. Das Einstechen des Entnahmerohrs 21 erfolgt hier also beim Verschließen der Gehäuseöffnung 13.In order to be able to ensure a rapid insertion of the extraction tube 21 into the sealing element sealing the access opening 18, an advantageous embodiment variant provides that the flap 17 and the slide 19 are preferably mechanically coupled to one another, in particular via a lever device with corresponding kinematics, in such a way that when the flap 17 is pivoted, the carriage 19 is forcibly displaced. The insertion tube 21 is thus inserted here when the housing opening 13 is closed.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Entnahmerohr 21 an seinem freien Ende nicht umlaufend angeschärft ist, so dass beim Einstechen des Entnahmerohrs 21 in den Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 quasi eine Lasche aus dem Dichtelement herausgeschnitten wird. Diese, mit dem übrigen Teil des Dichtelements verbundene Lasche wird in Richtung zum Behälterboden aufgeklappt.In an advantageous exemplary embodiment, it is provided that the removal tube 21 is not sharpened all around at its free end, so that when the removal tube 21 is inserted into the reducing agent storage container 7, a tab is quasi cut out of the sealing element. This tab, which is connected to the remaining part of the sealing element, is opened towards the bottom of the container.
Sofern der Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 als Mehrwegbehälter ausgebildet ist, muss das durchstochene Dichtelement ausgetauscht werden. Hierzu ist vorgesehen, dass das Dichtelement an einem mit demIf the reducing agent storage container 7 is designed as a reusable container, the pierced sealing element must be replaced. For this purpose, it is provided that the sealing element is connected to the
Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 lösbar verbundenen, beispielsweise aufgeschraubten Deckel angeordnet ist. Nach dem Wiederbefüllen des Behälters wird ein neuer Deckel angebracht, der eine Zugangsöffnung für das Entnahmerohr 21 aufweist, die mit einem intakten Dichtelement verschlossen ist.Reducing agent storage container 7 is detachably connected, for example screwed on lid. After this Refilling the container, a new lid is attached, which has an access opening for the removal tube 21, which is closed with an intact sealing element.
Bei einem weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Dichtelement Teil einer Ventilanordnung, welche durch das Eindringen des Entnahmerohrs 21 die Zugangsöffnung öffnet und beim Herausziehen wieder dicht verschließt. Das Wiederverschließen erfolgt vorzugsweise selbsttätig dadurch, dass das elastische Dichtelement in seine Schließ- /Dichtstellung zurückfedert. Bei dieser Ausführungsvariante kann auf das Anschärfen des Entnahmerohrs 21 verzichtet werden.In a further, particularly preferred exemplary embodiment, the sealing element is part of a valve arrangement which opens the access opening through the penetration of the removal tube 21 and closes it tightly again when it is pulled out. The reclosing preferably takes place automatically in that the elastic sealing element springs back into its closing / sealing position. In this embodiment variant, there is no need to sharpen the extraction tube 21.
Das Entnahmerohr 21 kann gegebenenfalls mit einer federnden Dichtmanschette (nicht dargestellt) versehen sein, um nach dem Durchstechen des Dichtelements den Einstichbereich gegenüber der Umgebung abzudichten.The removal tube 21 can optionally be provided with a resilient sealing sleeve (not shown) in order to seal the puncture area from the environment after the piercing of the sealing element.
Figur 3 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt eines angeschrägten/angespitzten Entnahmerohrs 21, dessen Kante 24 bis auf einen kleinen Bereich angeschärft ist. Das Entnahmerohr 21 ist in eine Wand 25 eines als Einwegbehälter, insbesondere Tetra-Pack ausgebildetenFIG. 3 shows a perspective view of a section of a beveled / pointed sampling tube 21, the edge 24 of which is sharpened to a small area. The sampling tube 21 is in a wall 25 of a disposable container, in particular a tetra pack
Reduktionsmittelspeicherbehälters 7 ' eingestochen und hat diese durchdrungen. Dabei wird eine Lasche 26 aus der Behälterwand 25 herausgeschnitten, die in dem Bereich, in dem das Entnahmerohr 21 nicht angeschärft ist, mit der Behälterwand 25 verbunden bleibt. Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel des Reduktionsmittelspeicherbehälters 71 unterscheidet sich insofern von dem anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Reduktionsmittelspeicherbehälter 7, dass keine spezielle, abgedichtete Zugangsöffnung am Reduktionsmittelspeicherbehälter vorgesehen ist und das Entnahmerohr 21 direkt durch die Wand des Reduktionsmittelspeicherbehälters 7' getrieben wird. Ein separates Dichtelement zur Abdichtung der Zugangsöffnung ist hier also nicht erforderlich. Bei dem anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel der Abgasnachbehandlungsanlage 1 ist zur Erfassung des Füllstands im Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 eine Füllstandserkennung vorgesehen, die einen in den Figuren 1 und 2 nicht dargestellten Füllstandserkennungssensor aufweist. Dieser kann beispielsweise am Entnahmerohr 21 angebracht sein und durch eine einfache Leitfähigkeitsprüfung das Vorhandensein von Reduktionsmittel im Entnahmerohr 21 feststellen. Der Füllstandserkennungssensor erzeugt bei Überschreiten eines vorgebbaren Füllstands-Grenzwerts ein Signal, das zur Ansteuerung von zumindest einer Anzeigeeinheit genutzt wird.Reduced reducing agent storage container 7 'and has penetrated them. In this case, a tab 26 is cut out of the container wall 25, which remains connected to the container wall 25 in the area in which the removal tube 21 is not sharpened. The exemplary embodiment of the reducing agent storage container 7 1 shown in FIG. 3 differs from the reducing agent storage container 7 described with reference to FIGS. 1 and 2 in that no special, sealed access opening is provided on the reducing agent storage container and the removal tube 21 is driven directly through the wall of the reducing agent storage container 7 '. A separate sealing element for sealing the access opening is therefore not necessary here. In the exemplary embodiment of the exhaust gas aftertreatment system 1 described with reference to FIGS. 1 and 2, a fill level detection is provided for detecting the fill level in the reducing agent storage container 7, said fill level detection having a fill level detection sensor not shown in FIGS. 1 and 2. This can be attached to the sampling tube 21, for example, and determine the presence of reducing agent in the sampling tube 21 by means of a simple conductivity test. When a predefined fill level limit value is exceeded, the fill level detection sensor generates a signal that is used to control at least one display unit.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die Anzeigeeinheit mit einer Freigabevorrichtung für die Klappe 17 gekoppelt, das heißt, die Klappe 17 lässt sich erst dann öffnen, um den Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 aus dem Gehäuse 11 zu entnehmen, wenn die Anzeigeeinheit bei Überschreiten des Füllstands-Grenzwerts das vom Füllstandssensor ausgegebene Signal akustisch und/oder visuell meldet .In an advantageous exemplary embodiment, the display unit is coupled to a release device for the flap 17, that is to say the flap 17 can only be opened in order to remove the reducing agent storage container 7 from the housing 11 when the display unit does so when the fill level limit value is exceeded Fill level sensor signals acoustically and / or visually reports.
Damit bei tiefen Temperaturen ein Einfrieren des Reduktionsmittels im Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 verhindert wird, ist eine Heizung 27 vorgesehen, die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 und 2 in die untere Gehäusewand 29 integriert ist. Die Heizung 27 kann beispielsweise elektrisch betrieben werden, wie in den Figuren mit einer Heizwendel 31 angedeutet, oder durch ein im Fahrzeug vorhandenes, Energie transportierendes Medium, zum Beispiel Kühlwasser oder aus einem Kraftstoffrücklauf umgeleiteter Kraftstoff. Die Heizung 27 kann hier entweder selbstregulierend oder als von dem Reduktionsmitteldosiersystem gesteuertes System ausgeführt sein. Im letzteren Fall ist noch ein Temperatursensor am Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 erforderlich. Bei einem weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Reduktionsmittelspeichersystem 3 mehrere modulare, einzeln auswechselbareIn order to prevent freezing of the reducing agent in the reducing agent storage space 9 at low temperatures, a heater 27 is provided, which is integrated in the lower housing wall 29 in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2. The heater 27 can be operated, for example, electrically, as indicated in the figures with a heating coil 31, or by an energy-transporting medium present in the vehicle, for example cooling water or fuel diverted from a fuel return. The heater 27 can either be self-regulating or designed as a system controlled by the reducing agent metering system. In the latter case, a temperature sensor on the reducing agent storage space 9 is also required. In a further, particularly advantageous exemplary embodiment, it is provided that the reducing agent storage system 3 has a plurality of modular, individually replaceable ones
Reduktionsmittelspeicherbehälter 7, 7' aufweist, die alle im Gehäuse 11 oder gegebenenfalls in jeweils einem eigenen Schacht -entsprechend den vorhandenen Platzverhältnissen- nebeneinander oder übereinander angeordnet sind. JedemHas reducing agent storage container 7, 7 ', all of which are arranged side by side or one above the other in the housing 11 or, if appropriate, in a separate shaft, depending on the available space. Each
Reduktionsmittelspeicherbehälter ist eine separate Klappe 17 zugeordnet. Der Anschluss der Reduktionsmittelspeicherbehälter an das Reduktionsmitteldosiersystem 3 wird anhand der Figur 4 näher erläutert .A separate flap 17 is assigned to the reducing agent storage container. The connection of the reducing agent storage container to the reducing agent metering system 3 is explained in more detail with reference to FIG. 4.
Figur 4 zeigt ein Blockschaltbild eines zweitenFigure 4 shows a block diagram of a second
Ausführungsbeispiels des Reduktionsmittelspeichersystems 3, bei dem mehrere modulare, einzeln austauschbare Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 vorgesehen sind, die beispielhaft nebeneinander angeordnet sind. Jedem Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 ist ein Entnahmerohr 21 zur Entnahme des Reduktionsmittels und Zufuhr desselben zum Dosiersystem vorgesehen. Die Entnahmerohre 21 sind mittels einer ansteuerbaren Ventileinrichtung 33 einzeln und nacheinander mit der Saugseite einer in einer Mediumverbindung 35 angeordneten Reduktionsmittelpumpe 37 verbindbar, die das Reduktionsmittel zum Dosiersystem fördert. Die Ventileinrichtung 33 kann als Mehrwegventil ausgebildet sein oder mehrere Auf-/Zu-Ventile aufweisen. Die Ventileinrichtung 33 wird von einer Steuereinheit 39 angesteuert. Jedem Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 ist einEmbodiment of the reducing agent storage system 3, in which a plurality of modular, individually exchangeable reducing agent storage containers 7 are provided, which are arranged side by side as an example. Each reducing agent storage container 7 is provided with a removal tube 21 for removing the reducing agent and supplying it to the metering system. The extraction tubes 21 can be connected individually and in succession to the suction side of a reducing agent pump 37 arranged in a medium connection 35 by means of a controllable valve device 33, which pump delivers the reducing agent to the metering system. The valve device 33 can be designed as a multi-way valve or can have a plurality of open / close valves. The valve device 33 is controlled by a control unit 39. Each reducing agent storage container 7 is one
Füllstandserkennungssensor 41 zugeordnet, die ebenfalls mit der Steuereinheit 39 gekoppelt sind.Level detection sensor 41 assigned, which are also coupled to the control unit 39.
Das Reduktionsmittelspeichersystem 3 gemäß Figur 4 kann in folgender Weise betrieben werden: Erkennt die Steuereinheit 39 (Steuerelektronik) den leeren Zustand eines der Reduktionsmittelspeicherbehälters 7, so wird die Ventileinrichtung 33 auf den nächsten Reduktionsmittelspeicherbehälter 7 umgeschaltet und der leere Zustand des einen Reduktionsmittelspeicherbehälters 7 über eine Anzeigeeinheit, beispielsweise eine Lampe angezeigt. In bevorzugter Ausführungsform ist die Anzeigeeinheit mit einer Freigabevorrichtung für die Verschlussklappe 17 des jeweiligen Reduktionsmittelspeicherbehälters 7 gekoppelt.The reducing agent storage system 3 according to FIG. 4 can be operated in the following way: If the control unit 39 (control electronics) detects the empty state of one of the reducing agent storage containers 7, the valve device 33 is switched to the next reducing agent storage container 7 and the empty one State of the one reducing agent storage container 7 displayed on a display unit, for example a lamp. In a preferred embodiment, the display unit is coupled to a release device for the closure flap 17 of the respective reducing agent storage container 7.
Aus den Ausführungen zu Figur 4 wird deutlich, dass das Reduktionsmittelspeichersystem 3 beziehungsweise der Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 in Einheiten von der Größe der einzelnen Reduktionsmittelspeicherbehälter aufgeteilt ist, die einzeln auswechselbar sind. Eine Reichweitenermittlung, also wie lange noch mit dem sich im Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 befindlichen Reduktionsmittelmenge eine gewünschte Abgasnachbehandlung durchgeführt werden kann, ist über die Anzahl der noch gefüllten Reduktionsmittelspeicherbehälter und die durch das Dosiersystem in den Abgasstrang eingebrachte Reduktionsmittelmenge durch eine einfache Rechnung durchführbar .It is clear from the explanations relating to FIG. 4 that the reducing agent storage system 3 or the reducing agent storage space 9 is divided into units the size of the individual reducing agent storage containers, which can be replaced individually. A determination of the range, i.e. how long a desired exhaust gas aftertreatment can still be carried out with the amount of reducing agent in the reducing agent storage space 9, can be carried out by means of a simple calculation using the number of reducing agent storage tanks still filled and the amount of reducing agent introduced into the exhaust line by the metering system.
Allen Ausführungsformen der Abgasnachbehandlungsanlage 1 ist gemeinsam, dass der in ein oder mehrere auswechselbare Behältermodule aufgeteilte beziehungsweise daraus bestehende Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 in einfacher Weise dadurch befüllt werden kann, indem ein leeres Behältermodul dem Reduktionsmittelbevorratungsraum 9 entnommen und für dieses ein mit Reduktionsmittel gefülltes Behältermodul eingesetzt wird.All embodiments of the exhaust gas aftertreatment system 1 have in common that the reducing agent storage space 9, which is divided into one or more interchangeable container modules or consists thereof, can be filled in a simple manner by removing an empty container module from the reducing agent storage space 9 and inserting a container module filled with reducing agent for this.
Alternativ zu dem anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Schlitten 19 zum Einbringen und Entfernen desselben aus dem Reduktionsmittelbevorratungsraum ist bei einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass derAs an alternative to the slide 19 described with reference to FIGS. 1 and 2 for introducing and removing the same from the reducing agent storage space, it is provided in a further exemplary embodiment that the
Reduktionsmittelspeicherbehälter durch Schwenken in das Gehäuse 11 eingeführt wird. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, indem auf der Innenseite der Klappe 17 eine entsprechende Halterung vorgesehen wird, in die der Reduktionsmittelspeicherbehälter eingehängt wird. Durch Schwenken der Klappe 17 wird automatisch auch der auszuwechselnde beziehungsweise ausgewechselte Reduktionsmittelspeicherbehälter verlagert. Auf einen vorstehend beschriebenen Schlitten 19 kann hier verzichtet werden, was den Aufbau vereinfacht. Bei einer weiteren Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass derReducing agent storage container is inserted into the housing 11 by pivoting. This can be achieved, for example, by providing a corresponding holder on the inside of the flap 17, in which the reducing agent storage container is hung. By Swiveling the flap 17, the reducing agent storage container to be exchanged or exchanged is also automatically shifted. A slide 19 described above can be dispensed with here, which simplifies the construction. In a further embodiment variant it is provided that the
Reduktionsmittelspeicherbehälter direkt, das heißt manuell in den Reduktionsmittelbevorratungsraum eingebracht beziehungsweise aus diesem entnommen wird, also ohne Zuhilfenahme eines Einschubschlittens oder der vorgenannten Klappe 17. Reductant storage container directly, that is, manually introduced into or removed from the reducing agent storage space, that is, without the aid of an insertion slide or the aforementioned flap 17.

Claims

DaimlerChrysler AGPatentansprüche DaimlerChrysler AG patent claims
1. Abgasnachbehandlungsanlage (1) für die Reinigung von Abgasen, insbesondere zur Reinigung von Abgasen von Fahrzeugen, mit mindestens einem Reduktionsmittelspeicherbehälter (7;7') für die Speicherung eines Reduktionsmittels, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Reduktionsmittelspeicherbehälter {7,1') als modulare, auswechselbare Baueinheit ausgebildet ist.1. exhaust gas aftertreatment system (1) for cleaning exhaust gases, in particular for cleaning exhaust gases from vehicles, with at least one reducing agent storage container (7; 7 ') for storing a reducing agent, characterized in that the reducing agent storage container {7,1') as modular, replaceable unit is formed.
2. Abgasnachbehandlungsanlage nach Anspruch 1 , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Aufnahmevorrichtung (5) , in der der2. Exhaust gas aftertreatment system according to claim 1, a recording device (5) in which the
Reduktionsmittelspeicherbehälter (7,7') nach seinem Einbringen in dieselbe gegenüber einzelnen Komponenten, insbesondere einem Reduktionsmitteldosiersystem, der Abgasnachbehandlungsanlage (1) ortsfest angeordnet ist.Reducing agent storage container (7, 7 ') after its introduction into the same is arranged stationary with respect to individual components, in particular a reducing agent metering system, of the exhaust gas aftertreatment system (1).
3. Abgasnachbehandlungsanlage nach Anspruch 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aufnahmevorrichtung (5) ein als3. exhaust gas aftertreatment system according to claim 2, d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t that the receiving device (5) as a
Reduktionsmittelbevorratungsraum (9) dienendes Gehäuse (11) zur Aufnahme des Reduktionsmittelspeicherbehälters (1,1') aufweist, und dass mindestens ein in das Innere des Gehäuses (11) hineinragendes, gegenüber dem Gehäuse (11) lagefest fixiertes Entnahmerohr (21) für das Reduktionsmittel zum Anschluss an ein Dosiersystem vorgesehen ist, dessen freier Endbereich (23) bei in das Gehäuse (11) eingebrachtenHas reducing agent storage space (9) serving housing (11) for receiving the reducing agent storage container (1,1 '), and that at least one in the interior of the housing (11) projecting in relation to the housing (11) fixed in position with respect to the housing (11) for the reducing agent is provided for connection to a metering system, the free end region (23) of which is introduced into the housing (11)
Reduktionsmittelspeicherbehälter (7) in demselben angeordnet ist . Reducing agent storage container (7) is arranged in the same.
4. Abgasnachbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 2 und 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Aufnahmevorrichtung (5) mindestens ein in das Gehäuse (11) einschieb- und herausziehbares beziehungsweise gegenüber dem Gehäuse (11) schwenkbares Positionierungsmittel umfasst, mittels dessen der Reduktionsmittelspeicherbehälter (1,1') in eine außerhalb des Gehäuses (11) befindliche Austauschposition und in eine im Gehäuse (11) vorgesehene Reduktionsmittelentnahmeposition verlagerbar ist.4. exhaust gas aftertreatment system according to one of claims 2 and 3, characterized in that the receiving device (5) comprises at least one in the housing (11) insertable and withdrawable or relative to the housing (11) pivotable positioning means by means of which the reducing agent storage container (1,1 ') in an exchange position located outside the housing (11) and in a reducing agent removal position provided in the housing (11).
5. Abgasnachbehandlungsanlage nach Anspruch 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Gehäuseöffnung (13) , über die der Reduktionsmittelspeicherbehälter (1,1') der Aufnahmevorrichtung5. Exhaust gas aftertreatment system according to claim 4, that the housing opening (13) through which the reducing agent storage container (1, 1 ') of the receiving device
(5) entnommen beziehungsweise in diese eingebracht wird, mittels einer Klappe (17) verschließbar ist, und dass die Klappe (17) und das Positionierungsmittel -vorzugsweise mechanisch- so miteinander gekoppelt sind, dass bei einer Verlagerung der Klappe (17) das Positionierungsmittel zwangsverlagert wird.(5) is removed or introduced into it, can be closed by means of a flap (17), and that the flap (17) and the positioning means - preferably mechanically - are coupled to one another in such a way that the positioning means are positively displaced when the flap (17) is displaced becomes.
6. Abgasnachbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Gehäuse (11) zur gleichzeitigen Aufnahme mehrerer, nebeneinander und/oder übereinander anordenbarer Reduktionsmittelspeicherbehälter (1,1') dient.6. Exhaust gas aftertreatment system according to one of claims 3 to 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the housing (11) serves for the simultaneous reception of a plurality of reducing agent storage containers (1,1 ') which can be arranged side by side and / or one above the other.
7. Abgasnachbehandlungsanlage nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass für jeden der Reduktionsmittelspeicherbehälter (7,7') jeweils mindestens ein Entnahmerohr (21) vorgesehen ist, und dass die Entnahmerohre (21) mittels einer ansteuerbaren Ventileinrichtung (33) einzeln und nacheinander mit dem Dosiersystem verbindbar sind. 7. exhaust gas aftertreatment system according to claim 6, characterized in that for each of the reducing agent storage container (7, 7 ') in each case at least one extraction tube (21) is provided, and that the extraction tubes (21) by means of a controllable valve device (33) individually and in succession with the metering system are connectable.
8. Abgasnachbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass jedem Reduktionsmittelspeicherbehälter (1,1') jeweils ein Füllstandserkennungssensor (41) zugeordnet ist, der bei Überschreiten eines vorgebbaren Füllstands-Grenzwerts ein Signal zur Ansteuerung der Ventileinrichtung (33) und/oder zur Betätigung einer Anzeigeeinheit erzeugt.8. Exhaust gas aftertreatment system according to one of claims 1 to 7, characterized in that each reducing agent storage container (1, 1 ') is assigned a fill level detection sensor (41) which, when a predeterminable fill level limit value is exceeded, signals a signal for actuating the valve device (33) and / or generated to actuate a display unit.
9. Abgasnachbehandlungsanlage nach Anspruch 8 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Anzeigeeinheit mit einer Freigabevorrichtung für die dem jeweiligen Reduktionsmittelspeicherbehälter (1,1') zugeordnete Klappe (17) gekoppelt ist.9. Exhaust gas aftertreatment system according to claim 8, so that the display unit is coupled to a release device for the flap (17) assigned to the respective reducing agent storage container (1, 1 ').
10. Abgasnachbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Reduktionsmittelspeicherbehälter (71) als Einwegbehälter, insbesondere als Tetra-Pack, ausgebildet ist.10. Exhaust aftertreatment system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the reducing agent storage container (7 1 ) is designed as a disposable container, in particular as a tetra pack.
11. Abgasnachbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Reduktionsmittelspeicherbehälter (7) als Mehrwegbehälter ausgebildet ist.11. Exhaust aftertreatment system according to one of claims 1 to 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the reducing agent storage container (7) is designed as a reusable container.
12. Abgasnachbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis12. Exhaust aftertreatment system according to one of claims 1 to
11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Reduktionsmittelspeicherbehälter (7) eine mittels eines Dichtelements dichtend verschließbare Zugangsöffnung (18) aufweist, in die das Entnahmerohr (21) mit seinem freien Ende (23) bei in Entnahmeposition angeordnetem Reduktionsmittelspeicherbehälter (7) eingreift. 11, characterized in that the reducing agent storage container (7) has an access opening (18) which can be sealed by means of a sealing element and into which the removal tube (21) engages with its free end (23) when the reducing agent storage container (7) is arranged in the removal position.
13. Abgasnachbehandlungsanlage nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Dichtelement an einem lösbar mit dem Reduktionsmittelspeicherbehälter (7) verbundenen Deckel angeordnet ist.13. Exhaust gas aftertreatment system according to claim 12, so that the sealing element is arranged on a cover detachably connected to the reducing agent storage container (7).
14. Abgasnachbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 12 und 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Dichtelement Teil einer Ventilanordnung ist und derart ausgebildet ist, dass es beim Einstecken des Entnahmerohrs (21) die Zugangsöffnung (18) freigibt und beim Herausziehen des Entnahmerohrs (21) die Zugangsöffnung (18) -vorzugsweise selbsttätig- wieder dichtend verschließt.14. Exhaust gas aftertreatment system according to one of claims 12 and 13, characterized in that the sealing element is part of a valve arrangement and is designed such that it releases the access opening (18) when the extraction tube (21) is inserted and the access opening when the extraction tube (21) is pulled out (18) - preferably automatically - reseals.
15. Abgasnachbehandlungsanlage nach Anspruch 3, 7, 12 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das freie Ende (23) des Entnahmerohrs (21) zum Zwecke des Durchstoßens einer Außenwand (25) des15. Exhaust gas aftertreatment system according to claim 3, 7, 12 or 14, d a d u r c h g e k e n e z e i c h n e t that the free end (23) of the sampling tube (21) for the purpose of piercing an outer wall (25) of the
Reduktionsmittelspeicherbehälters (71) oder des Dichtelements angeschärft und/oder angespitzt ist.Reducing agent storage container (7 1 ) or the sealing element is sharpened and / or sharpened.
16. Reduktionsmittelspeichersystem (3) für eine Abgasnachbehandlungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mit mindestens einem an die Abgasnachbehandlungsanlage (1) anschließbaren, als Einweg- oder Mehrwegbehälter ausgebildeten Reduktionsmittelspeicherbehälter (!;!') .16. reducing agent storage system (3) for an exhaust gas aftertreatment system (1) according to one of claims 1 to 15, with at least one to the exhaust gas aftertreatment system (1) connectable, designed as a disposable or reusable container (!;! ').
17. Verfahren zum Befüllen eines wenigstens einen Reduktionsmittelspeicherbehälter (!;!') aufweisenden Reduktionsmittelbevorratungsraums (9) einer17. A method for filling a reducing agent storage space (9) having at least one reducing agent storage container (!;! ')
Abgasnachbehandlungsanlage (1) , insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mit folgenden Schritten:Exhaust gas aftertreatment system (1), in particular according to one of claims 1 to 15, with the following steps:
Entfernen des Reduktionsmittelspeicherbehälters (!;!') aus dem Reduktionsmittelbevorratungsraum (9) und Einbringen eines neuen beziehungsweise neu befüllten Reduktionsmittelspeicherbehälters (!;!') in den Reduktionsmittelbevorratungsraum (9) .Removing the reducing agent storage container (!;! ') From the reducing agent storage space (9) and Introducing a new or newly filled reducing agent storage container (!;! ') Into the reducing agent storage space (9).
18. Verfahren nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Reduktionsmittelspeicherbehälter (1,1') vor dem Entfernen oder durch das Entfernen aus dem Reduktionsmittelbevorratungsraum (9) von der Abgasnachbehandlungsanlage (1) abgekoppelt wird.18. The method according to claim 17, so that the reducing agent storage container (1, 1 ') is decoupled from the exhaust gas aftertreatment system (1) before removal or by removal from the reducing agent storage space (9).
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Reduktionsmittelspeicherbehälter (7,7') nach dem Einbringen oder durch das Einbringen in den Reduktionsmittelbevorratungsraum (9) an die Abgasnachbehandlungsanlage (1) angeschlossen wird. 19. The method according to claim 17 or 18, so that the reducing agent storage container (7, 7 ') is connected to the exhaust gas aftertreatment system (1) after introduction or by introduction into the reducing agent storage space (9).
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