WO2020083581A1 - Tankanordnung - Google Patents

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WO2020083581A1
WO2020083581A1 PCT/EP2019/075285 EP2019075285W WO2020083581A1 WO 2020083581 A1 WO2020083581 A1 WO 2020083581A1 EP 2019075285 W EP2019075285 W EP 2019075285W WO 2020083581 A1 WO2020083581 A1 WO 2020083581A1
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tank
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nozzle
tank arrangement
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Andreas Bruhn
Marco Landwehr
Lorenz Ehgartner
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a tank arrangement.
  • a tank arrangement typically has a tank container which encloses a tank space.
  • Such tank arrangements can be used, for example, for a liquid such as an aqueous solution or water.
  • Aqueous solutions can be, for example, urea solutions which are used in motor vehicles for the reduction of certain
  • Components used in the exhaust gas For example, water can be used to actively reduce the combustion chamber temperature.
  • Temperatures are used at which the aqueous solution or the water freezes. This can already take place at 0 ° C or a somewhat lower temperature, i.e. at temperatures which are often reached and fallen below in winter, for example in Central Europe.
  • Liquid convection which is used for thawing a
  • Prevent liquid It is also known to actively fill areas within baffles, which can form baffles, for example. However, pumps previously used for this purpose have not proven to be resistant to ice pressure.
  • the solution proposed here relates to a tank arrangement.
  • the tank arrangement has a tank container which encloses a tank space.
  • a tank container which encloses a tank space.
  • an aqueous one for example, an aqueous one
  • the tank container has an underside and an upper side opposite the underside.
  • Such undersides and tops can in typical
  • Tank containers can be easily recognized by a person skilled in the art, since the design of the tank container, the further components and the connections make it clear in which position the tank container is to be installed in a motor vehicle or in another unit.
  • the underside is the side that points downwards in a typical installation situation.
  • the tank arrangement has a surge pot.
  • the baffle is arranged in the tank space and has a baffle opening.
  • the baffle can typically be filled via the baffle opening.
  • the tank arrangement has a suction jet pump.
  • the suction jet pump has a nozzle, a drive jet line and a suction jet line.
  • the drive jet line and the suction jet line open into the nozzle and the nozzle has an outlet opening.
  • the nozzle is typically designed to consist of the drive jet line and the suction jet line
  • suction jet pump is comparatively cheap, failsafe and requires comparatively little space.
  • the nozzle is arranged on the top of the tank container at a distance above the baffle opening with the outlet opening directed towards the baffle opening.
  • Liquid level in the tank container or tank space can be kept below the nozzle or the outlet opening, so that freezing of the nozzle or the outlet opening can be prevented.
  • a nozzle that is not resistant to ice pressure can be installed.
  • the nozzle can already be used if all of the liquid contained in the tank space has not yet thawed. This can support the thawing process.
  • the baffle is preferably sealed outside the baffle opening. This means in particular that the baffle is open only at the baffle opening and is otherwise completely enclosed. As a result, liquid entering the surge pot opening in the
  • a baffle is also sealed outside the baffle opening when
  • Swirl pot leads to the outside.
  • the surge pot preferably sits on the underside. This can
  • Liquid is collected in the surge pot on the underside of the tank arrangement, with the highest possible space for the surge pot and
  • the tank arrangement preferably has a pump. This is preferably connected to the drive jet line for generating a drive jet. This can be done, for example, directly or via a below
  • the pump is preferably designed to suck up a tank content of the tank space.
  • the tank content can thus be removed from the tank space via the pump and used to generate the propellant jet. In this way, for example, other liquids can also be sucked in via the suction jet.
  • the pump is preferably arranged in the surge pot. As a result, the pump can benefit from the fact that in the surge pot even at low
  • the tank arrangement preferably has a changeover valve and a
  • the extraction line can serve in particular to extract liquid stored in the tank space in order to supply it for an intended use, for example an injection into a combustion chamber.
  • the changeover valve is preferably designed to switchably connect the pump to the motive jet line or to the extraction line. This means that the pump can be used both to generate a propellant jet and to withdraw liquid from the tank compartment.
  • the tank arrangement has a first valve, a second valve and a removal line.
  • the first valve is designed to switchably connect the pump to the driving jet line.
  • the second valve is designed to switchably connect the pump to the extraction line. In contrast to the changeover valve, this also allows liquid to flow from the pump into the
  • the pump preferably has a pickle. This can, for example, be in a pump housing or directly adjacent to one
  • Pump housing can be arranged.
  • the pickling is used for the immediate and targeted heating of the pump.
  • the suction jet line can be connected to the tank space outside the baffle on the underside of the tank container. This allows liquid to be sucked in from outside the baffle, with the arrangement on the underside even at low fill levels
  • suction is typically still possible.
  • the aspirated liquid can then be directed from the suction jet pump into the swirl pot, whereby it can be filled actively.
  • the suction jet line can in particular be arranged coaxially around the drive jet line. This results in a simple and compact design.
  • the tank arrangement advantageously has a heater in the tank space adjacent to the baffle and / or a heater in the baffle. This means that liquid can be heated directly in the baffle or adjacent to the baffle.
  • the surge pot can be specifically heated in order to thaw the liquid contained therein.
  • the tank arrangement preferably has a heater for the propellant jet line. In this way, the propellant jet line can be specifically heated.
  • the tank arrangement preferably has heating of the suction jet line. This allows the suction jet line to be specifically heated.
  • Suction jet line can also be designed together or as a unit, for example if the two lines are adjacent to one another or, as explained above, are arranged coaxially to one another.
  • the tank arrangement preferably has a feed line in the tank space between the nozzle and the surge pot.
  • the feed line is preferred for this purpose
  • the feed line can be designed, for example, as a tube, in particular as a vertical tube in the installed state.
  • the feed line can in particular be funnel-shaped at its upper end. This can improve the absorption of liquid from the outlet opening of the nozzle.
  • the feed line preferably has a pickling. This allows the supply line to be thawed separately.
  • the propellant jet line and / or the suction jet line are preferably outside the tank space between the underside and top side of the
  • Tank container led. As a result, these lines can be heated separately and do not take up any installation space within the tank container.
  • Fig. 1 a tank arrangement.
  • FIG. 1 shows a tank arrangement 5 according to an embodiment of the invention.
  • the tank arrangement 5 has a tank container 10. This encloses a tank space 12. A liquid 7 is stored in the tank space 12 and fills the tank space 12 up to a liquid surface 8. Air is located in the tank chamber 12 above the liquid surface 8.
  • the tank container 10 has an underside 14 and an upper side 16. The top 16 lies opposite the bottom 14. This means in particular that in a typical installation state, the tank container 10 is installed with an underside 14 pointing downwards. This can relate to the normal road holding of a motor vehicle, for example.
  • a removal unit 18 At the bottom of the tank container 10 is a removal unit 18, on which some of the components to be described below
  • a surge pot 20 is formed in the tank container 10. This has a baffle opening 22 on the top. Apart from that
  • Swirl pot opening 22 enters the swirl pot 20, typically only through the connections to be described below
  • Swell pot 20 arrive. As shown, the surge pot 20 sits directly on the underside 14 of the tank container 10.
  • the tank arrangement 5 also has a suction jet pump 30.
  • Suction jet pump 30 has a nozzle 32 with an outlet opening 33.
  • the suction jet pump 30 has a drive jet line 34 and a
  • the drive jet line 34 and the suction jet line 36 both open into the nozzle 32, so that a suppression arises in the nozzle 32 due to a drive jet introduced into the nozzle 32 from the drive jet line 34.
  • a suction jet is generated in the suction jet line 36 by this suppression, the suction jet line 36 for this purpose at a connection point 37
  • Tank room 12 is connected.
  • the junction 37 is located on the underside 14 outside the surge pot 20, so that liquid 7 located outside the surge pot 20 can be sucked in by the suction jet line 36 even at a low fill level.
  • the nozzle 32 is constructed so that any liquid entering through the jet line 34 and the suction jet line 36 passes through the
  • the tank arrangement 5 also has a pump 40. This is arranged in the swirl pot 20 and has a pump connection 41 for suction, the pump connection 41 ending in the swirl pot 20. As a result, the pump 40 can draw in liquid from the surge pot 20.
  • the pump 40 is surrounded by a pump housing 43.
  • the tank arrangement 5 also has a changeover valve 42, which is arranged in the removal unit 18.
  • the changeover valve 42 is connected on the input side to the pump 40. It can thus receive and pass on liquid sucked in from the surge pot 20 by the pump 40.
  • the tank arrangement 5 also has an extraction line 44. This is used to remove liquid in order to use it for an intended purpose.
  • the changeover valve 42 is connected on the one hand to the drive jet line 34 and on the other hand to the extraction line 44.
  • Switching valve 42 can thus ensure, on the one hand, with a corresponding switching position, that the pump 40 generates a driving jet in the driving jet line 34 for the suction jet pump 30, which leads to normal operation of the suction jet pump 30.
  • liquid 7 is sucked out of the surge pot 20 by the pump 40 and over the changeover valve 42 passed into the propulsion jet line 34. This leads to the generation of a suction jet which sucks in additional liquid 7 via the suction jet line 36.
  • liquid 7 can be removed in this way and be used for an intended purpose such as, for example, injection into a combustion chamber or use in a unit Exhaust gas aftertreatment can be supplied.
  • Sampling line 44 can be connected to the pump 40 via a separate valve.
  • Swirl pot opening 22 arranged.
  • the outlet opening 33 of the nozzle 32 is directed downward and points directly to the baffle opening 22.
  • the suction jet pump 30 can thus be used to actively fill the swirl pot 20.
  • a suction jet can be generated in the suction jet line 36 by means of the drive jet already mentioned, which suction device sucks in additional liquid 7 at the suction point 37 and conveys it into the swirl pot 20 via the nozzle 32. This can ensure a supply even when the liquid 7 in the tank container 10 is low.
  • a feed line 60 is arranged below the nozzle 32. This is designed in such a way that liquid emerging from the outlet opening 33 of the nozzle 32 reaches the feed line 60 directly and from it in a targeted manner the surge pot 20 is directed. This improves the filling of the
  • the supply line 60 has a funnel-shaped design on the top side, so that the absorption of liquid emerging from the outlet opening 33 is improved.
  • the feed line 60 is in the present case by means of a holder 64 on the
  • a pickling 50 is arranged in the tank space 12 outside the surge pot 20. This serves to electrically heat the liquid 7, so that it can be thawed, for example, when it is frozen.
  • a pickling 52 is also arranged within the surge pot 20.
  • the pump 40 also has a pickling 46 with which the pump 40 can be heated specifically.
  • the pickling 46 is arranged inside the pump housing 43.
  • the extraction line 44 has a pickling 48 with which the extraction line 44 can be specifically heated.
  • the feed line 60 also has a filler 62 with which the feed line 60 can be specifically heated.
  • the driving jet line 34 and the suction jet line 36 in the present case are predominantly guided outside the tank container 10. There they are guided coaxially so that the suction jet line 36 surrounds the drive jet line 34. This also corresponds to the configuration of the opening of both lines 34, 36 into the nozzle 32.
  • the propellant jet line 34 and the suction jet line 36 have a heater 38 outside the tank container 10, which is used for the specific heating of these two lines 34, 36.
  • the embodiment described makes it possible to freeze the nozzle 32 even when the liquid 7 in the tank chamber 12 is at a higher level
  • the pump 40 can also be emptied by targeted return conveying, as a result of which it becomes free of ice pressure.
  • baffles apart from baffle 20 can advantageously be dispensed with in the embodiment described here. This facilitates sloshing movements of the liquid 7, which support thawing.
  • Swirl pot 20 can be defrosted via the suction jet pump 30 through the feed line 60, so that a first liquid movement can take place. This can make thawing a lot easier.
  • the Heater 50 outside the surge pot 20 and the heater 52 within the surge pot 20 are supported to thaw the liquid 7. Due to the possibility of forcing a pumping of liquid 7 in the circuit along the free-thawed channel just described, warm liquid is distributed faster and the thawing process is therefore carried out considerably faster than in the case of designs known from the prior art.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tankanordnung (5) mit einem Tankbehälter (10), einem Schwalltopf (20) und einer Saugstrahlpumpe (30), wobei eine Düse (32) der Saugstrahlpumpe (30) an einer Oberseite (16) des Tankbehälters (10) beabstandet über einer Schwalltopföffnung (22) des Schwalltopfs (20) angeordnet ist.

Description

Tankanordnung
Die Erfindung betrifft eine Tankanordnung. Eine solche Tankanordnung weist typischerweise einen Tankbehälter auf, welcher einen Tankraum umschließt.
Derartige Tankanordnungen können beispielsweise für eine Flüssigkeit wie eine wässrige Lösungen oder Wasser verwendet werden. Bei wässrigen Lösungen kann es sich beispielsweise um Harnstofflösungen handeln, welche in Kraftfahrzeugen für die Verringerung von bestimmten
Bestandteilen im Abgas verwendet werden. Wasser kann beispielsweise zur aktiven Minderung der Brennraumtemperatur verwendet werden.
Es wurde festgestellt, dass bei Tankanordnungen für wässrige Lösungen typischerweise ein Problem besteht, wenn die Tankanordnung bei
Temperaturen verwendet wird, bei welchen die wässrige Lösung oder das Wasser gefriert. Dies kann bereits bei 0 °C oder einer etwas geringeren Temperatur erfolgen, also bei Temperaturen, welche beispielsweise in Mitteleuropa im Winter häufig erreicht und unterschritten werden.
Es ist deshalb beispielsweise bekannt, in einer Tankanordnung eine Heizung vorzusehen. Außerdem ist es bekannt, ein Pumpenmodul zur Entnahme der Flüssigkeit sowie umgebende Schwallwände zur Sicherstellung der
Versorgung bei niedrigem Füllstand vorzusehen. Dabei wurde jedoch nunmehr festgestellt, dass derartige Heizungen und Schwallwände sich gegenseitig im Weg stehen und Schwappbewegungen sowie
Flüssigkeitskonvektion, welche für das Auftauen einer enthaltenen
Flüssigkeit grundsätzlich hilfreich wären, verhindern. Es ist des Weiteren bekannt, Bereiche innerhalb von Schwallwänden, welche beispielsweise Schwalltöpfe bilden können, aktiv zu befüllen. Hierzu bislang verwendete Pumpen haben sich jedoch als nicht eisdruckfest erwiesen.
Somit verbleibt zum Auftauen einer gefrorenen Lösung lediglich die bereits erwähnte Heizung, welche die gesamte Lösung bis zur Pumpe oder einem der Pumpe zugeordneten Sauganschluss auftauen muss, bevor eine
Entnahme erfolgen kann. Eine Unterstützung des Auftauprozesses ist bei bekannten Ausführungen nicht möglich.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Tankanordnung vorzusehen, welche im Vergleich zu bekannten Ausführungen alternativ ausgeführt ist, beispielsweise ein verbessertes Auftauverhalten zeigt.
Dies wird durch eine Tankanordnung nach Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Die hierin vorgeschlagene Lösung betrifft eine Tankanordnung.
Die Tankanordnung weist einen Tankbehälter auf, welcher einen Tankraum umschließt. In der Tankanordnung kann beispielsweise eine wässrige
Lösung oder eine andere Flüssigkeit gelagert werden. Der Tankbehälter weist eine Unterseite und eine der Unterseite gegenüberliegende Oberseite auf. Derartige Unterseiten und Oberseiten können in typischen
Tankbehältern vom Fachmann einfach erkannt werden, da aufgrund der Ausgestaltung des Tankbehälters, der weiteren Komponenten und der Anschlüsse klar ist, in welcher Lage der Tankbehälter in ein Kraftfahrzeug oder eine andere Einheit einzubauen ist. Die Unterseite ist dabei diejenige Seite, welche in einer typischen Einbausituation nach unten zeigt. Die Tankanordnung weist einen Schwalltopf auf. Der Schwalltopf ist in dem Tankraum angeordnet und weist eine Schwalltopföffnung auf.
Typischerweise kann der Schwalltopf über die Schwalltopföffnung befüllt werden.
Die Tankanordnung weist eine Saugstrahlpumpe auf. Die Saugstrahlpumpe weist eine Düse, eine Treibstrahlleitung und eine Saugstrahlleitung auf. Die Treibstrahlleitung und die Saugstrahlleitung münden in die Düse und die Düse weist eine Auslassöffnung auf. Typischerweise ist die Düse dazu ausgebildet, aus der Treibstrahlleitung und der Saugstrahlleitung
austretendes Fluid, typischerweise eine Flüssigkeit, über die Auslassöffnung wieder abzugeben. Die Treibstrahlleitung erzeugt dabei typischerweise einen Unterdrück, welcher zum Ansaugen von Fluid über die Saugstrahlleitung führt. Das Prinzip derartiger Saugstrahlpumpen ist an sich bekannt. Eine solche Saugstrahlpumpe ist vergleichsweise günstig, ausfallsicher und benötigt vergleichsweise wenig Platz.
Die Düse ist an der Oberseite des Tankbehälters beabstandet über der Schwalltopföffnung mit zur Schwalltopföffnung gerichteter Auslassöffnung angeordnet.
Durch die beschriebene Anordnung der Düse wird erreicht, dass ein
Flüssigkeitspegel im Tankbehälter bzw. Tankraum unterhalb der Düse bzw. der Auslassöffnung gehalten werden kann, so dass ein Zufrieren der Düse bzw. der Auslassöffnung verhindert werden kann. Dadurch kann eine nicht eisdruckfeste Düse verbaut werden. Außerdem kann die Düse bereits verwendet werden, wenn noch nicht die gesamte in dem Tankraum enthaltene Flüssigkeit aufgetaut ist. Dadurch kann der Auftauprozess unterstützt werden. Bevorzugt ist der Schwalltopf außerhalb der Schwalltopföffnung abgedichtet. Dies bedeutet insbesondere, dass der Schwalltopf ausschließlich an der Schwalltopföffnung geöffnet ist und ansonsten vollständig umschlossen ist. Dadurch kann in die Schwalltopföffnung eintretende Flüssigkeit im
Schwalltopf gehalten werden. Es sei verstanden, dass eine bewusste
Entnahme aus dem Schwalltopf, beispielsweise durch eine Pumpe, hier nicht als Unterbrechung der Abdichtung verstanden wird. Ein Schwalltopf ist also auch dann außerhalb der Schwalltopföffnung abgedichtet, wenn
beispielsweise eine Leitung zur Entnahme von Flüssigkeit aus dem
Schwalltopf nach außen führt.
Bevorzugt sitzt der Schwalltopf auf der Unterseite auf. Dadurch kann
Flüssigkeit im Schwalltopf an der Unterseite der Tankanordnung gesammelt werden, wobei ein möglichst hoher Raum für den Schwalltopf und
darüberliegende Komponenten zur Verfügung steht.
Bevorzugt weist die Tankanordnung eine Pumpe auf. Diese ist bevorzugt an der Treibstrahlleitung zum Erzeugen eines Treibstrahls angeschlossen. Dies kann beispielsweise direkt oder über ein weiter unten noch zu
beschreibendes Ventil erfolgen. Die Pumpe ist bevorzugt dazu ausgebildet, einen Tankinhalt des Tankraums anzusaugen. Über die Pumpe kann somit Tankinhalt aus dem Tankraum entnommen werden und zur Erzeugung des Treibstrahls verwendet werden. Dadurch kann dann beispielsweise auch andere Flüssigkeit über den Saugstrahl mit angesaugt werden.
Bevorzugt ist die Pumpe in dem Schwalltopf angeordnet. Dadurch kann die Pumpe davon profitieren, dass in dem Schwalltopf auch bei niedrigem
Füllstand am ehesten noch ausreichend Flüssigkeit vorhanden ist. Bevorzugt weist die Tankanordnung ein Umschaltventil und eine
Entnahmeleitung auf. Die Entnahmeleitung kann dabei insbesondere dazu dienen, in dem Tankraum gelagerte Flüssigkeit zu entnehmen, um sie einer beabsichtigten Verwendung wie beispielsweise einer Einspritzung in einen Brennraum zuzuführen. Das Umschaltventil ist dabei bevorzugt dazu ausgebildet, die Pumpe schaltbar mit der Treibstrahlleitung oder mit der Entnahmeleitung zu verbinden. Somit kann die Pumpe sowohl für die Erzeugung eines Treibstrahls wie auch für die Entnahme von Flüssigkeit aus dem Tankraum verwendet werden.
Gemäß einer möglichen Ausführung weist die Tankanordnung ein erstes Ventil, ein zweites Ventil und eine Entnahmeleitung auf. Das erste Ventil ist dabei dazu ausgebildet, die Pumpe schaltbar mit der Treibstrahlleitung zu verbinden. Das zweite Ventil ist dazu ausgebildet, die Pumpe schaltbar mit der Entnahmeleitung zu verbinden. Dadurch kann, im Gegensatz zum Umschaltventil, auch gleichzeitig Flüssigkeit von der Pumpe in die
Treibstrahlleitung und in die Entnahmeleitung geleitet werden. Somit ist eine gleichzeitige Entnahme von Flüssigkeit und ein Betrieb der Saugstrahlpumpe möglich.
Die Pumpe weist bevorzugt eine Fleizung auf. Diese kann beispielsweise in einem Pumpengehäuse oder unmittelbar benachbart zu einem
Pumpengehäuse angeordnet sein. Die Fleizung dient zum unmittelbaren und gezielten Beheizen der Pumpe.
Die Saugstrahlleitung kann an der Unterseite des Tankbehälters an dem Tankraum außerhalb des Schwalltopfs angeschlossen sein. Dadurch kann Flüssigkeit von außerhalb des Schwalltopfs angesaugt werden, wobei durch die Anordnung an der Unterseite auch bei niedrigen Füllständen
typischerweise noch ein Ansaugen möglich ist. Die angesaugte Flüssigkeit kann dann von der Saugstrahlpumpe in den Schwalltopf geleitet werden, wodurch dieser aktiv befüllt werden kann.
Die Saugstrahlleitung kann insbesondere koaxial um die Treibstrahlleitung angeordnet sein. Dies ergibt eine einfache und kompakte Ausführung.
Die Tankanordnung weist vorteilhaft eine Heizung im Tankraum benachbart zum Schwalltopf und/oder eine Heizung im Schwalltopf auf. Damit kann Flüssigkeit im Schwalltopf oder benachbart zum Schwalltopf direkt erwärmt werden. Beispielsweise kann der Schwalltopf gezielt aufgeheizt werden, um darin enthaltene Flüssigkeit aufzutauen.
Bevorzugt weist die Tankanordnung eine Heizung der Treibstrahlleitung auf. Damit kann die Treibstrahlleitung gezielt erwärmt werden.
Bevorzugt weist die Tankanordnung eine Heizung der Saugstrahlleitung auf. Damit kann die Saugstrahlleitung gezielt erwärmt werden.
Es sei verstanden, dass Heizungen für Treibstrahlleitung und
Saugstrahlleitung auch zusammen oder als eine Einheit ausgeführt werden können, beispielsweise wenn die beiden Leitungen benachbart zueinander liegen oder, wie weiter oben ausgeführt wurde, koaxial zueinander angeordnet sind.
Bevorzugt weist die Tankanordnung eine Zuleitung im Tankraum zwischen Düse und Schwalltopf auf. Die Zuleitung ist dabei bevorzugt dazu
ausgebildet, aus der Auslassöffnung der Düse austretende Flüssigkeit in die Schwalltopföffnung zu richten. Dadurch kann eine besonders gute
Befüllwirkung der Düse für den Schwalltopf erreicht werden, da die Zuleitung typischerweise dafür sorgt, dass der größte Teil oder die Gesamtheit der aus der Düse austretenden Flüssigkeit tatsächlich in die Schwalltopföffnung geführt wird und somit in den Schwalltopf eintritt. Die Zuleitung kann beispielsweise als Rohr, insbesondere als im Einbauzustand vertikales Rohr ausgeführt sein. Die Zuleitung kann insbesondere an ihrem oberen Ende trichterförmig ausgeführt sein. Dies kann die Aufnahme von Flüssigkeit aus der Auslassöffnung der Düse verbessern.
Die Zuleitung weist bevorzugt eine Fleizung auf. Dadurch kann die Zuleitung separat aufgetaut werden.
Bevorzugt sind die Treibstrahlleitung und/oder die Saugstrahlleitung außerhalb des Tankraums zwischen Unterseite und Oberseite des
Tankbehälters geführt. Dadurch können diese Leitungen separat beheizt werden und nehmen keinen Bauraum innerhalb des Tankbehälters ein.
Weitere Merkmale und Vorteile wird der Fachmann dem nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel entnehmen. Dabei zeigt:
Fig. 1 : eine Tankanordnung.
Fig. 1 zeigt eine Tankanordnung 5 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Tankanordnung 5 weist einen Tankbehälter 10 auf. Dieser umschließt einen Tankraum 12. In dem Tankraum 12 ist eine Flüssigkeit 7 gelagert, welche bis zu einer Flüssigkeitsoberfläche 8 den Tankraum 12 ausfüllt. Über der Flüssigkeitsoberfläche 8 befindet sich in dem Tankraum 12 Luft. Der Tankbehälter 10 weist eine Unterseite 14 und eine Oberseite 16 auf. Die Oberseite 16 liegt dabei der Unterseite 14 gegenüber. Dies bedeutet insbesondere, dass in einem typischen Einbauzustand der Tankbehälter 10 mit einer Unterseite 14 nach unten weisend eingebaut wird. Dies kann sich beispielsweise auf die normale Straßenlage eines Kraftfahrzeugs beziehen.
Unten an dem Tankbehälter 10 ist eine Entnahmeeinheit 18 angeordnet, an welcher einige der nachfolgend zu beschreibenden Komponenten
angeordnet sind.
In dem Tankbehälter 10 ist ein Schwalltopf 20 ausgebildet. Dieser weist obenseitig eine Schwalltopföffnung 22 auf. Abgesehen von der
Schwalltopföffnung 22 und nachfolgend zu beschreibenden Anschlüssen ist der Schwalltopf 20 dicht. Somit kann Flüssigkeit, welche durch die
Schwalltopföffnung 22 in den Schwalltopf 20 gelangt, typischerweise nur noch durch die nachfolgend zu beschreibenden Anschlüsse aus dem
Schwalltopf 20 gelangen. Wie gezeigt sitzt der Schwalltopf 20 unmittelbar auf der Unterseite 14 des Tankbehälters 10 auf.
Die Tankanordnung 5 weist ferner eine Saugstrahlpumpe 30 auf. Die
Saugstrahlpumpe 30 weist eine Düse 32 mit einer Auslassöffnung 33 auf.
Die Saugstrahlpumpe 30 weist eine Treibstrahlleitung 34 sowie eine
Saugstrahlleitung 36 auf.
Die Treibstrahlleitung 34 und die Saugstrahlleitung 36 münden beide in die Düse 32, so dass aufgrund eines aus der Treibstrahlleitung 34 in die Düse 32 eingeleiteten Treibstrahls in der Düse 32 ein Unterdrück entsteht. Durch diesen Unterdrück wird ein Saugstrahl in der Saugstrahlleitung 36 erzeugt, wobei die Saugstrahlleitung 36 hierfür an einer Anschlussstelle 37 am
Tankraum 12 angeschlossen ist. Die Anschlussstelle 37 befindet sich dabei an der Unterseite 14 außerhalb des Schwalltopfs 20, so dass außerhalb des Schwalltopfs 20 befindliche Flüssigkeit 7 auch bei geringem Füllstand von der Saugstrahlleitung 36 angesaugt werden kann.
Die Düse 32 ist so konstruiert, dass jegliche durch die Treibstrahlleitung 34 und die Saugstrahlleitung 36 eindringende Flüssigkeit durch die
Auslassöffnung 33 wieder austritt.
Die Tankanordnung 5 weist ferner eine Pumpe 40 auf. Diese ist in dem Schwalltopf 20 angeordnet und weist einen Pumpenanschluss 41 zum Ansaugen auf, wobei der Pumpenanschluss 41 in dem Schwalltopf 20 endet. Die Pumpe 40 kann dadurch Flüssigkeit aus dem Schwalltopf 20 ansaugen. Die Pumpe 40 ist von einem Pumpengehäuse 43 umgeben.
Die Tankanordnung 5 weist ferner ein Umschaltventil 42 auf, welches in der Entnahmeeinheit 18 angeordnet ist. Das Umschaltventil 42 ist eingangsseitig mit der Pumpe 40 verbunden. Es kann somit von der Pumpe 40 aus dem Schwalltopf 20 angesaugte Flüssigkeit erhalten und weiterleiten.
Die Tankanordnung 5 weist ferner eine Entnahmeleitung 44 auf. Diese dient zum Entnehmen von Flüssigkeit, um sie einer beabsichtigten Verwendung zuzuführen.
Ausgangsseitig ist das Umschaltventil 42 einerseits an die Treibstrahlleitung 34 und andererseits an die Entnahmeleitung 44 angeschlossen. Das
Umschaltventil 42 kann somit zum einen bei entsprechender Schaltstellung dafür sorgen, dass die Pumpe 40 einen Treibstrahl in der Treibstrahlleitung 34 für die Saugstrahlpumpe 30 erzeugt, was zu einem üblichen Betrieb der Saugstrahlpumpe 30 führt. Anders ausgedrückt wird in dieser Betriebsart Flüssigkeit 7 aus dem Schwalltopf 20 von der Pumpe 40 angesaugt und über das Umschaltventil 42 in die Treibstrahlleitung 34 geleitet. Dies führt zur Erzeugung eines Saugstrahls, welcher zusätzliche Flüssigkeit 7 über die Saugstrahlleitung 36 ansaugt.
Wird das Umschaltventil 42 dagegen so geschaltet, dass die von der Pumpe 40 geförderte Flüssigkeit 7 in die Entnahmeleitung 44 gelangt, so kann auf diese Weise Flüssigkeit 7 entnommen werden und einer beabsichtigten Verwendung wie beispielsweise einer Einspritzung in einen Brennraum oder einer Verwendung in einer Einheit zur Abgasnachbehandlung zugeführt werden.
Es sei verstanden, dass alternativ zu der dargestellten Ausführung beispielsweise auch sowohl die Treibstahlleitung 34 wie auch die
Entnahmeleitung 44 über ein jeweils eigenes Ventil an der Pumpe 40 angeschlossen sein können.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist die Düse 32 unmittelbar oberhalb der
Schwalltopföffnung 22 angeordnet. Die Auslassöffnung 33 der Düse 32 ist dabei nach unten gerichtet und weist unmittelbar auf die Schwalltopföffnung 22 zu. Die Saugstrahlpumpe 30 kann somit zum aktiven Befüllen des Schwalltopfs 20 verwendet werden. Anders ausgedrückt kann mittels des bereits erwähnten Treibstrahls ein Saugstrahl in der Saugstrahlleitung 36 erzeugt werden, welche zusätzliche Flüssigkeit 7 an der Ansaugstelle 37 ansaugt und über die Düse 32 in den Schwalltopf 20 befördert. Dies kann auch bei geringen Füllständen der Flüssigkeit 7 in dem Tankbehälter 10 eine Versorgung sicherstellen.
Unterhalb der Düse 32 ist eine Zuleitung 60 angeordnet. Diese ist so ausgebildet, dass aus der Auslassöffnung 33 der Düse 32 austretende Flüssigkeit unmittelbar in die Zuleitung 60 gelangt und von dieser gezielt in den Schwalltopf 20 geleitet wird. Dies verbessert die Befüllung des
Schwalltopfs 20, da verhindert wird, dass Flüssigkeit bei höheren
Fallstrecken aus der Düse 32 so weit zur Seite bewegt wird, dass sie nicht mehr in den Schwalltopf 20 gelangt. Wie gezeigt ist die Zuleitung 60 obenseitig trichterförmig ausgeführt, so dass die Aufnahme von aus der Auslassöffnung 33 austretender Flüssigkeit verbessert wird.
Die Zuleitung 60 ist vorliegend mittels eines Halters 64 an dem
Pumpengehäuse 43 befestigt. Damit wird die Zuleitung 60 zuverlässig in Position gehalten.
In dem Tankraum 12 ist außerhalb des Schwalltopfs 20 eine Fleizung 50 angeordnet. Diese dient zum elektrischen Beheizen der Flüssigkeit 7, so dass diese beispielsweise aufgetaut werden kann, wenn sie gefroren ist. Auch innerhalb des Schwalltopfs 20 ist eine Fleizung 52 angeordnet.
Die Pumpe 40 weist ebenfalls eine Fleizung 46 auf, mit welcher die Pumpe 40 spezifisch beheizt werden kann. Die Fleizung 46 ist innerhalb des Pumpengehäuses 43 angeordnet. Die Entnahmeleitung 44 weist eine Fleizung 48 auf, mit welcher die Entnahmeleitung 44 spezifisch beheizt werden kann. Auch die Zuleitung 60 weist eine Fleizung 62 auf, mit welcher die Zuleitung 60 spezifisch beheizt werden kann.
Die Treibstrahlleitung 34 und die Saugstrahlleitung 36 sind vorliegend überwiegend außerhalb des Tankbehälters 10 geführt. Dort sind sie koaxial geführt, so dass die Saugstrahlleitung 36 die Treibstrahlleitung 34 umgibt. Dies entspricht auch der Konfiguration der Mündung beider Leitungen 34, 36 in die Düse 32. Die Treibstrahlleitung 34 und die Saugstrahlleitung 36 weisen außerhalb des Tankbehälters 10 eine Heizung 38 auf, welche zur spezifischen Heizung dieser beiden Leitungen 34, 36 dient.
Es sei verstanden, dass anstelle der dargestellten elektrischen Heizungen 38, 46, 48, 50, 52, 62 auch andere Ausführungen verwendet werden können, beispielsweise Heizungen, welche auf dem Durchleiten von warmer
Flüssigkeit basieren.
Durch die beschriebene Ausführung ist es möglich, ein Zufrieren der Düse 32 selbst bei höherem Füllstand der Flüssigkeit 7 im Tankraum 12 zu
verhindern, da die Flüssigkeitsoberfläche 8 unterhalb der Auslassöffnung 33 der Düse 32 gehalten werden kann, ohne dass dies zu einer signifikanten Einschränkung der Nutzbarkeit führt. Dies vermeidet frostbedingte
Beschädigungen an der Düse 32. Zudem kann auch die Pumpe 40 durch gezieltes Rückfördern entleert werden, wodurch sie eisdruckfrei wird.
Auf weitere Schwallwände abgesehen vom Schwalltopf 20 kann bei der hier beschriebenen Ausführung vorteilhaft verzichtet werden. Dadurch werden Schwappbewegungen der Flüssigkeit 7 erleichtert, welche das Auftauen unterstützen.
Sollte die Flüssigkeit 7, beispielsweise nach einer längeren Standzeit eines Fahrzeugs bei kalten Temperaturen, vollständig zugefroren sein, so kann beispielsweise zunächst durch spezifisches Heizen der Pumpe 40, der Treibstrahlleitung 34, der Saugstrahlleitung 36 und der Zuleitung 60 mittels der jeweils zugeordneten Heizungen 46, 38, 62 ein Kanal von dem
Schwalltopf 20 über die Saugstrahlpumpe 30 durch die Zuleitung 60 freigetaut werden, so dass eine erste Flüssigkeitsbewegung erfolgen kann. Dies kann das Auftauen erheblich erleichtern. Parallel dazu kann durch die Heizung 50 außerhalb des Schwalltopfs 20 und die Heizung 52 innerhalb des Schwalltopfs 20 ein Auftauen der Flüssigkeit 7 unterstützt werden. Durch die Möglichkeit, ein Pumpen von Flüssigkeit 7 im Kreislauf entlang des eben beschriebenen freigetauten Kanals zu erzwingen, wird warme Flüssigkeit schneller verteilt und der Auftauvorgang erfolgt deshalb erheblich schneller als bei aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen.

Claims

Ansprüche
1. Tankanordnung (5), aufweisend
einen Tankbehälter (10), welcher einen Tankraum (12) umschließt, wobei der Tankbehälter (10) eine Unterseite (14) und eine der
Unterseite (14) gegenüberliegende Oberseite (16) aufweist, einen Schwalltopf (20), welcher in dem Tankraum (12) angeordnet ist und eine Schwalltopföffnung (22) aufweist, und
eine Saugstrahlpumpe (30), welche eine Düse (32), eine
Treibstrahlleitung (34) und eine Saugstrahlleitung (36) aufweist, wobei die Treibstrahlleitung (34) und die Saugstrahlleitung (36) in die Düse (32) münden und die Düse (32) eine Auslassöffnung (33) aufweist, wobei die Düse (32) an der Oberseite (16) des Tankbehälters (10), beabstandet über der Schwalltopföffnung (22) mit zur
Schwalltopföffnung (22) gerichteter Auslassöffnung (33) angeordnet ist.
2. Tankanordnung (5) nach Anspruch 1 ,
wobei der Schwalltopf (20) außerhalb der Schwalltopföffnung (22) abgedichtet ist.
3. Tankanordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Schwalltopf (20) auf der Unterseite (14) aufsitzt.
4. Tankanordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
welche eine Pumpe (40) aufweist, welche an der Treibstrahlleitung (34) zum Erzeugen eines Treibstrahls angeschlossen ist,
wobei die Pumpe (40) dazu ausgebildet ist, einen Tankinhalt des Tankraums (12) anzusaugen.
5. Tankanordnung (5) nach Anspruch 4,
wobei die Pumpe (40) in dem Schwalltopf (20) angeordnet ist.
6. Tankanordnung (5) nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
welche ein Umschaltventil (42) und eine Entnahmeleitung (44) aufweist,
wobei das Umschaltventil (42) dazu ausgebildet ist, die Pumpe (40) schaltbar mit der Treibstrahlleitung (34) oder mit der Entnahmeleitung (44) zu verbinden.
7. Tankanordnung (5) nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
welche ein erstes Ventil, ein zweites Ventil und eine Entnahmeleitung (44) aufweist,
wobei das erste Ventil dazu ausgebildet ist, die Pumpe (40) schaltbar mit der Treibstrahlleitung (34) zu verbinden, und
wobei das zweite Ventil dazu ausgebildet ist, die Pumpe (40) schaltbar mit der Entnahmeleitung (44) zu verbinden.
8. Tankanordnung (5) nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
wobei die Pumpe (40) eine Heizung (46) aufweist.
9. Tankanordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Saugstrahlleitung (36) an der Unterseite (14) des
Tankbehälters (10) an dem Tankraum (12) außerhalb des
Schwalltopfs (20) angeschlossen ist.
10. Tankanordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Saugstrahlleitung (36) koaxial um die Treibstrahlleitung (34) angeordnet ist.
11. Tankanordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine Heizung (50) im Tankraum (12) benachbart zum
Schwalltopf (20) und/oder eine Heizung (52) im Schwalltopf (20) aufweist.
12. Tankanordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine Heizung (38) der Treibstrahlleitung (34) und/oder eine Heizung (38) der Saugstrahlleitung (36) und/oder eine Heizung (48) der Entnahmeleitung (44) aufweist.
13. Tankanordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine Zuleitung (60) im Tankraum (12) zwischen Düse (32) und Schwalltopf (20) aufweist,
wobei die Zuleitung (60) dazu ausgebildet ist, aus der Auslassöffnung (33) der Düse (32) austretende Flüssigkeit in die Schwalltopföffnung (22) zu richten.
14. Tankanordnung (5) nach Anspruch 13,
wobei die Zuleitung (60) eine Heizung (62) aufweist.
15. Tankanordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Treibstrahlleitung (34) und/oder die Saugstrahlleitung (36) außerhalb des Tankraums (12) zwischen Unterseite (14) und
Oberseite (16) des Tankbehälters (10) geführt sind.
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