專(zhuān)利名稱(chēng)：罐的定向結(jié)冰的制作方法
罐的定向結(jié)冰
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)的廢氣稀薄運(yùn)行中，為還原氮氧化物而設(shè)立的方法通過(guò)選擇地催化還原 (SCR)給出。在基于氨的SCR方法中，氨作為還原劑在一相應(yīng)的還原劑催化器前輸入到廢氣中。在此，在如今的方法中，經(jīng)常通過(guò)將含水的尿素-空氣-氣溶膠吹入到由于熱解產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中和隨后(催化的)水解，本身的還原劑氨被釋放。該方法直接在批量應(yīng)用之前處于轎車(chē)中和載貨車(chē)輛領(lǐng)域中。在可行的轎車(chē)應(yīng)用方面，具有空氣吹入的該方法由于在成本結(jié)構(gòu)空間和壓縮空氣供給方面較高的系統(tǒng)復(fù)雜性被分類(lèi)為不符合市場(chǎng)情況。為了與壓縮空氣不相關(guān)，另一方法提出用自我準(zhǔn)備的閥噴射借助一泵處于壓力下的尿素溶液。經(jīng)常應(yīng)用如由汽油噴射裝置公知一樣的閥。在此，此外這種電閥的冷卻必要性造成困難，該閥直接安裝在熱的排氣裝置上。此外，冬天適應(yīng)性被分類(lèi)為有問(wèn)題的。在低于-ire的溫度情況下，常用的水-尿素溶液結(jié)冰并且因此膨脹。由此為了獲得這種閥的以及其他所涉及的系統(tǒng)部件(例如泵和壓力調(diào)節(jié)裝置以及罐)的冬天適應(yīng)性，要忍受顯著的設(shè)計(jì)上的和由此提升系統(tǒng)復(fù)雜性的消耗。 因此需要耐冰壓的結(jié)構(gòu)、加熱可行性以及可能需要回吸泵。因此對(duì)于在轎車(chē)中的應(yīng)用，要求在系統(tǒng)復(fù)雜性方面簡(jiǎn)單的并且由此在成本和顧客接受度方面切合實(shí)際的設(shè)計(jì)。以一簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)較廣地應(yīng)用尿素-SCR技術(shù)用于對(duì)稀薄的例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣脫氮和由此實(shí)現(xiàn)將來(lái)所期待的氮氧化物廢氣限值的可行性。DE 196 46 643C1涉及氮氧化物還原劑噴射到廢氣流中。在此，該還原劑通過(guò)大量細(xì)小的噴嘴口以最細(xì)小的射束的形狀借助局部的節(jié)拍的超壓生成可控制地噴射到廢氣流中。在此，類(lèi)似于在壓電噴墨打印頭中的噴嘴的壓電控制的噴嘴，或者具有節(jié)拍的加熱電阻元件的噴嘴-該噴嘴類(lèi)似于噴墨打印頭中公知的氣泡噴射器-被應(yīng)用作為噴嘴。由DE 196 46 643C1描述的設(shè)置然而在儀器方面是昂貴的并且尤其在侵蝕的流體方面是易受破壞的、 昂貴的并且由此顯得不適合應(yīng)用在汽車(chē)領(lǐng)域中。DE 1020060U855A1涉及一方法和用于降低載重汽車(chē)廢氣中有害物質(zhì)的配量系統(tǒng)。由DE 1020060U855A1公知了用于配量一液態(tài)的降低有害物質(zhì)的介質(zhì)，尤其尿素水溶液。該尿素水溶液被引入到載重車(chē)輛排氣系統(tǒng)中，其中該液態(tài)的介質(zhì)被輸送至一噴嘴模塊， 尤其一噴嘴或一閥并且借助該噴嘴模塊輸入到排氣系統(tǒng)中。排在噴嘴模塊前面的輸送介質(zhì)借助脈寬調(diào)制方法控制。該方法和所屬的配量系統(tǒng)確保在不應(yīng)用設(shè)置在載重車(chē)輛上的部件的情況下精確地和相對(duì)于冷度(零下度數(shù))相對(duì)穩(wěn)固地設(shè)置或者配量尤其還原劑。

發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)根據(jù)本發(fā)明提出的解決方案更好地利用在車(chē)輛中尤其在轎車(chē)中供使用的用于罐的結(jié)構(gòu)空間，在該罐中儲(chǔ)存還原劑尤其尿素-水溶液。如果形成空穴，也就是說(shuō)被包圍在冰中或者在冰和罐的壁之間的液體泡并且然后該液體泡凍透，那么典型地只有在那時(shí)在凍透期間在還原劑結(jié)冰時(shí)出現(xiàn)力。在空穴凍透時(shí)在空穴中的壓力如此強(qiáng)烈地升高，直至通過(guò)冰層斷裂或者通過(guò)罐壁變形可消除壓力。
根據(jù)本發(fā)明提出如下的解決方案，S卩，熱流在結(jié)冰期間被這樣地引導(dǎo)，使得有目的地在一方向上實(shí)現(xiàn)結(jié)冰并且由此可不產(chǎn)生空穴和在其中被封閉的液體，該液體在凍透的情況下后來(lái)產(chǎn)生較高的壓力。定向地冰凍儲(chǔ)存在罐中的介質(zhì)由此實(shí)現(xiàn)，其方式在于，罐系統(tǒng)被如此地隔離，使得在所有可想象的運(yùn)行和溫度狀況下以預(yù)先確定的順序結(jié)冰，也就是說(shuō)冰成長(zhǎng)在一期望的方向上定向進(jìn)行。該罐系統(tǒng)在直至最后在結(jié)冰過(guò)程期間液體還應(yīng)存在的地方被隔離。如果一罐系統(tǒng)，尤其用于容納結(jié)冰的介質(zhì)的罐在其內(nèi)部具有靈敏的嵌入件，那么根據(jù)本發(fā)明在罐上的隔離被這樣地設(shè)置，使得冰成長(zhǎng)的方向這樣地走向，使得液體流到儲(chǔ)存介質(zhì)的罐的自由區(qū)域中，該液體在結(jié)冰時(shí)由于體積變化將冰向前推動(dòng)。由此防止在液體中形成壓力并且該壓力減壓，其方式在于，罐嵌入件和/或罐壁能被變形并且由此被損害。尤其有利的是，儲(chǔ)存冰凍的介質(zhì)的罐被從下向上地凍透，使得液體被膨脹的冰從下向上地推動(dòng)，優(yōu)選在事先被填充空氣的區(qū)域中。根據(jù)本發(fā)明提出，通過(guò)在上側(cè)和必要時(shí)在側(cè)面全部或者部分地有目的地隔離罐系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)冰的定向生長(zhǎng)。


根據(jù)附圖，本發(fā)明在下面詳細(xì)地被描述。附圖示出圖1用于儲(chǔ)存還原劑的罐的局部的隔離元件的細(xì)節(jié)圖，圖2用于儲(chǔ)存還原劑的罐的、由多個(gè)隔離元件組裝成的隔離裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖1的視圖可得知根據(jù)本發(fā)明提出的解決方案的第一實(shí)施方案。如圖1所示，一罐10包括一接管12，在罐中儲(chǔ)存了用于還原在內(nèi)燃機(jī)的廢氣中的氮氧化物的還原劑，通過(guò)該接管罐10被填充該還原劑。還原劑涉及尿素或者尿素水溶液。 該罐10被一外壁14以及頂側(cè)16限界。附加部件20位于罐蓋18上，該罐蓋是容納還原劑的罐10的外壁14的部分。附加部件例如涉及泵等構(gòu)型的輸送機(jī)組。此外，必要時(shí)在圖1中沒(méi)有示出的、伸入到罐10內(nèi)部中的液位傳感器的電接觸裝置以及回流部屬于附加部件20， 該回流部必要時(shí)可設(shè)有節(jié)流點(diǎn)。此外，如由根據(jù)圖1的立體圖得知的一樣，根據(jù)圖1的視圖一隔離元件22位于罐 10的上側(cè)面上。該隔離部件22以?xún)?yōu)選的方式以其配給罐10的外壁14的側(cè)面適配罐10的上側(cè)面的幾何結(jié)構(gòu)。由根據(jù)圖1的視圖得知，那里示出的隔離裝置涉及單個(gè)的隔離元件22， 該隔離元件罩式地覆蓋附加部件20，這些附加部件設(shè)置在外壁14的外側(cè)上在罐10的罐蓋 18上。該隔離元件22優(yōu)選由發(fā)泡的塑料材料，例如由EPP制成。在根據(jù)圖1的視圖中再次給出的局部的隔離元件22包括一槽M，該槽在接管12 的區(qū)域中延伸并且圓帶狀地包圍該接管。該在容納還原劑的罐10的上側(cè)上用于部分地隔離的隔離元件以厚度沈被構(gòu)造。該厚度沈可位于IOmm和20mm之間并且在罐10的臨近嵌入件的區(qū)域中也顯著地超過(guò)上述厚度。相應(yīng)于罐10的深度28的大小，該用于部分地隔離罐10的上側(cè)的隔離元件22垂直于附圖平面延伸并且在容納還原劑的罐10的外壁14的區(qū)域中覆蓋罐蓋18的外側(cè)。此CN 102245870 A
說(shuō)明書(shū)
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外，如根據(jù)圖1的視圖得知的一樣，該用于部分地隔離罐10的局部的隔離元件22包括削平部30，該削平部由于結(jié)構(gòu)空間和裝配原因視提供的安裝空間而定是必要的或者也可不用考
^^ ο此外，從根據(jù)圖1的視圖得知，該用于部分地隔離罐10的上側(cè)的隔離元件22具有罩面32，借助該罩面，隔離元件22的底側(cè)安放在容納還原劑的罐10的外壁14的外側(cè)上。 優(yōu)選隔離元件22的該至少一個(gè)罩面32被如此地提供，使得該罩面不被磨損地安放在罐10 的外壁14的外側(cè)上。力求在隔離元件22和罐10的外壁14之間沒(méi)有氣流通過(guò)，因?yàn)檫@會(huì)顯著地妨礙隔離作用。如果相反留有空氣隙，那么這對(duì)于在罐10中的還原劑的隔離是必要的，在空氣隙中氣墊保持在外壁14和隔離元件22的指向該外壁的側(cè)之間。由根據(jù)圖1的視圖得知，該用于部分地隔離罐10的隔離元件22被接收在罐10的外壁14的上側(cè)上。通過(guò)在圖1中示出的實(shí)施方案實(shí)現(xiàn)，在較低的外部溫度的情況下從底側(cè)開(kāi)始冰凍在罐10中儲(chǔ)存的還原劑。通過(guò)將用于部分地隔離罐10的隔離元件22安裝在外壁14的外側(cè)面上在罐10的上側(cè)面上實(shí)現(xiàn)有目的地凍透在罐10中儲(chǔ)存的還原劑。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明提出的解決方案避免，典型地在凍透期間避免在冰中出現(xiàn)的力，因?yàn)樵趦?chǔ)存在罐10中的還原劑內(nèi)部沒(méi)有形成空穴，也就是說(shuō)沒(méi)有形成在冰中封閉的液體泡，該空穴然后自我凍透。避免了不允許高的壓力峰值，因?yàn)闊崃髟诮Y(jié)冰期間被如此地引導(dǎo)，使得在罐10 的內(nèi)部中的結(jié)冰有目的地在一方向上延伸并且由此從一開(kāi)始避免空穴(具有一封閉的液體體積)，該空穴在稍后凍透的情況下構(gòu)成壓力。通過(guò)根據(jù)本發(fā)明提出的、至少在罐上側(cè)上隔離儲(chǔ)存還原劑的罐10的解決方案實(shí)現(xiàn)定向地冰凍儲(chǔ)存在罐10中的還原劑。結(jié)冰在一自由空間或者空腔所位于的方向上進(jìn)行， 使得在結(jié)冰時(shí)和由此在結(jié)冰時(shí)隨之發(fā)生的還原劑體積變大時(shí)通過(guò)罐10的排氣可泄漏空氣并且沒(méi)有發(fā)生罐壁的變形或者對(duì)在罐10的內(nèi)室中接收的部件的損害。典型地，用于容納還原劑的罐10在直至最后在還原劑結(jié)冰期間應(yīng)僅存在液體的地方被典型地隔離。從根據(jù)圖2的視圖得知根據(jù)本發(fā)明提出的、用于在罐內(nèi)部的介質(zhì)的定向結(jié)冰的方案另一實(shí)施方案。從根據(jù)圖2的涉及剖視圖的視圖得知，罐10包括一罐底板34，在該罐底板上沒(méi)有設(shè)置隔離。然而同樣存在在指向街道的一側(cè)上也隔離罐10的罐底板34的可行性。如果沒(méi)有設(shè)置隔離，那么外部或者環(huán)境溫度(通過(guò)表示)影響儲(chǔ)存還原劑的罐10的罐底板34。 在圖1中示出的實(shí)施方案變化時(shí)，在根據(jù)圖2的視圖中罐10的罐外壁14的壁外側(cè)64也設(shè)有隔離元件22。儲(chǔ)存還原劑的罐10的罐蓋18被另一隔離元件22搭接，該隔離元件基本上罩狀地構(gòu)造。在隔離裝置38 (它一件或多件式構(gòu)造)的隔離元件22的內(nèi)側(cè)上的輪廓不僅覆蓋罐10的罐蓋18的蓋外側(cè)62，必要時(shí)設(shè)置在罐外側(cè)上的附加部件20 (例如泵構(gòu)型的輸送機(jī)組等)如結(jié)合圖1已被顯示出。在圖2中以剖視圖示出的罐10包括入口 36，通過(guò)該入口，罐10的嵌入式部件，例如液位傳感器44、加熱元件46和過(guò)濾器48以及吸入噴管50被裝配到儲(chǔ)存還原劑的罐10 的內(nèi)部。必要時(shí)溢出罐52可(以罐10的相應(yīng)大的容積為前提)通過(guò)在罐蓋18中的入口 36裝配到罐底板34上。該溢出罐52具有一基本上圓柱形的外觀并且在其底側(cè)山包括一流入口 56，在罐10中儲(chǔ)存的還原劑通過(guò)該流入口流至溢出罐52的內(nèi)室。該溢出罐52普遍地用于減振儲(chǔ)存在罐10中的還原劑的晃動(dòng)。附圖標(biāo)記M表示液位傳感器44的電觸點(diǎn)接通。該液位傳感器44基本上在垂直方向上延伸穿過(guò)溢出罐52。還原劑經(jīng)過(guò)吸入噴管50 穿過(guò)在吸入口前置的過(guò)濾元件48和必要時(shí)穿過(guò)加熱元件46通過(guò)一在圖2中沒(méi)有示出的輸送設(shè)備吸入并且輸送至一配量模塊，還原劑通過(guò)該配量模塊被帶入到呈噴霧形式的內(nèi)燃機(jī)的廢氣中。此外，從根據(jù)圖2的視圖得知，在隔離裝置38多件式實(shí)施的情況下，一些單個(gè)的、 完全地或者部分地覆蓋外壁14的隔離元件22被安裝在罐的壁側(cè)面40上。在這些設(shè)置在壁側(cè)40上的隔離元件和罩狀構(gòu)造的、覆蓋外壁14的蓋側(cè)42的隔離元件22之間存在分界縫58。在分界縫58的區(qū)域中，一多件式構(gòu)造的隔離裝置38的、這些單個(gè)的部件沿著貼靠面 60相互貼靠。被貼靠面60限界的分界縫58如此地構(gòu)造，使得確保非常好的隔離效果。在隔離裝置或者隔離部件22和罐10的外壁14之間的氣隙如此地構(gòu)造，使得沒(méi)有氣流穿過(guò)氣隙，而是優(yōu)選一支持隔離的氣墊保持在該氣隙中。這些單個(gè)的隔離元件22能夠與選擇的固定設(shè)計(jì)有關(guān)地并且與罐固定設(shè)計(jì)有關(guān)地固定在罐10上。在該罐上，例如皿形的剖面被用于夾緊壁，夾緊壁一方面保持罐并且也為了固定隔離元件具有相應(yīng)設(shè)置的凹槽。此外存在該可行性，即通過(guò)板槽固定隔離元件，該罐被裝入到該板槽中。這些隔離元件22優(yōu)選由如塑料泡沫、聚苯乙烯泡沫塑料、EPP等一樣的材料制成。在圖2中示出的解決方案中，以靈敏的液位傳感器55、加熱元件56、過(guò)濾元件48 和吸入噴管50構(gòu)型的嵌入件位于罐的內(nèi)部。因此，隔離裝置38或者一些單個(gè)的承擔(dān)部分隔離的隔離元件22如此地設(shè)置，使得自我調(diào)節(jié)的冰成長(zhǎng)的方向在儲(chǔ)存在罐10中的還原劑結(jié)冰時(shí)如此取向，使得在結(jié)冰時(shí)由于體積變化將冰向前推動(dòng)的液體可流到罐的一自由區(qū)域中。由此避免，在液體中構(gòu)造壓力以及該壓力減壓，其方式在于，罐嵌入件和/或罐10的外壁14變形。因此在根據(jù)圖2的視圖中，冰成長(zhǎng)方向如此地取向，使得該方向基本上無(wú)空穴形成地在罐10的內(nèi)室的無(wú)嵌入件的區(qū)域中延伸。優(yōu)選致力于將儲(chǔ)存在罐10中的還原劑從底側(cè)，也就是說(shuō)從罐底板34開(kāi)始，朝著罐蓋18凍透。由此實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存在罐10中的還原劑的液相由于膨脹的冰從下向上移動(dòng)。這意味著，液體保留在罐蓋18下方的上部區(qū)域中，該區(qū)域在先已被填充空氣。通過(guò)還原劑的膨脹， 也就是說(shuō)通過(guò)結(jié)冰產(chǎn)生的空氣排擠量通過(guò)容納還原劑的罐10的換氣系統(tǒng)泄露出，。根據(jù)本發(fā)明提出如下的解決方案，即，可通過(guò)在圖1中的實(shí)施方案的隔離這樣地實(shí)現(xiàn)罐10的隔離， 使得該隔離基本上位于罐10的上側(cè)面上并且必要時(shí)完全地或者部分地在外壁14上的壁側(cè) 40的區(qū)域中，該實(shí)施方案的隔離具有表示部分隔離的隔離元件22以及具有根據(jù)圖2視圖的全面的隔離裝置38。通過(guò)該設(shè)置，冰成長(zhǎng)的方向彎到罐10內(nèi)部中的自由空間中。由根據(jù)圖2的視圖得知，罩狀構(gòu)造的隔離元件22以厚度沈?qū)嵤?，該隔離元件在罐 10的上側(cè)覆蓋在外壁14的外側(cè)上的附加部件20，該厚度視隔離的熱傳導(dǎo)系數(shù)而定典型地位于5mm和20mm之間的范圍內(nèi)?？裳b入構(gòu)成隔離裝置38的隔離元件22，這些隔離元件由如例如鋁箔或者發(fā)泡的鋁箔、聚苯乙烯泡沫塑料或者EPP等一樣的材料制成并且視所選擇的材料的熱傳導(dǎo)系數(shù)而定影響它們的厚度26。與罐10的安裝位置有關(guān)以及與在罐10內(nèi)部的嵌入件的布置和尺寸有關(guān)地，在例如液位傳感器、濾網(wǎng)等的、例如設(shè)置在罐10內(nèi)部中的嵌入件的區(qū)域中，這些隔離元件22具有更大的厚度26。車(chē)輛的車(chē)身以?xún)?yōu)選的方式也被利用作為用于罐10的部分的隔離，其中，通過(guò)車(chē)身對(duì)外壁14或者罐蓋的可行的隔離通過(guò)安裝一些單個(gè)的、與罐10的幾何結(jié)構(gòu)相應(yīng)互補(bǔ)成形的隔離元件22被優(yōu)化。
權(quán)利要求
1.用于儲(chǔ)存還原劑，尤其尿素或者尿素水溶液的罐(10)，該還原劑承受環(huán)境溫度，其中，該罐(10)包括一罐底板(34)、罐壁(14)和罐蓋(18)，其特征在于，至少在該罐(10)的上側(cè)上設(shè)置一導(dǎo)致儲(chǔ)存的還原劑在一有目的的方向上結(jié)冰的隔離裝置(22，38)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的罐(10)，其特征在于，所述隔離裝置(22，38)具有與所述罐(10) 在所述上側(cè)上的外部幾何結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的幾何結(jié)構(gòu)，所述隔離裝置尤其罩狀地實(shí)施。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的罐(10)，其特征在于，所述隔離裝置(22，38)覆蓋設(shè)置在所述罐蓋(18)上的附加部件(20)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的罐(10)，其特征在于，所述隔離裝置02，38)實(shí)施為局部的隔離元件或者實(shí)施為所述罐(10)的上側(cè)的全面的隔離裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的罐(10)，其特征在于，所述隔離裝置(22，38)—件式或者多件式實(shí)施并且在多件式的實(shí)施中尤其包括覆蓋所述罐壁(14)的隔離元件02)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求的罐(10)，其特征在于，在所述隔離裝置(22，38)的、指向所述罐 (10)的蓋外側(cè)(62)和/或壁外側(cè)(64)的側(cè)和該蓋外側(cè)(62)和/或壁外側(cè)(64)之間留有氣隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的罐(10)，其特征在于，在所述隔離裝置(22，38)多件式實(shí)施的情況下，該隔離裝置的各個(gè)元件具有貼靠面(60)，這些貼靠面在分界縫(58)上相互對(duì)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的罐(10)，其特征在于，所述隔離裝置02，38)由發(fā)泡的塑料材料、 由聚苯乙烯泡沫塑料或者由EPP制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的罐(10)，其特征在于，所述隔離裝置02，38)以在5mm和20mm 之間的厚度06)實(shí)施并且有些地方與所述罐(10)的幾何結(jié)構(gòu)有關(guān)地也具有更大的厚度 (26)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于儲(chǔ)存還原劑，尤其尿素或者尿素水溶液的罐(10)。該罐(10)承受環(huán)境溫度gu并且包括一罐底板(34)、罐壁(14)和罐蓋(18)。至少在罐(10)的上側(cè)上設(shè)置一導(dǎo)致儲(chǔ)存的還原劑在一有目的的方向上結(jié)冰的隔離裝置(22，38)。
文檔編號(hào)F01N3/20GK102245870SQ200980150572
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
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