[发明专利]具有储箱和还原剂输送单元的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有储箱的设备，该储箱具有箱底部和用于液体的输送单元，其中液体尤其是用于废气再处理的液体还原剂。

背景技术

为去除内燃机废气流中的氮氧化物（NO_X），优选将液体还原剂喷入到废气流内，以便将废气流中含有的氮氧化物利用催化剂转换成元素氮（N₂）和水（H₂O）。作为液体还原剂，优选将活性物质、例如氨（NH₃）和/或尿素（CH₄N₂O）溶解并添加到水中。为储存液体还原剂设有储箱，该储箱与输送单元共同作用，由此能将还原剂从储箱输送到废气流。

在输送或储存这种还原剂时产生一系列技术问题，用于在所有的运行条件下将给定量的还原剂添加到废气流中。这些问题尤其源于液体还原剂、尤其是尿素水溶液可能冻结的事实。为防止液体还原剂冻结，例如可以添加防冻剂，由此使尿素水溶液的通常为约-11℃的冰点降低到-40℃。

即使使用这种防冻剂或降低冰点物质，也必须保证氮氧化物在废气流中在机动车附近的非常低的温度下还原。为此，必要时需要首先融化或熔化还原剂。为此已经提出加热储箱和/或储箱的部分容积的各种方案。但这些方案有时不适合于重复地进行融化和冻结，以便可靠地添加液体还原剂到废气流。

当靠近箱底部并通过箱底部取出液体还原剂时，是特别困难的。对于这种情况例如已经发现，通过箱底部上的加热装置尽管可以融化冻结的还原剂，但不能达到位于上面的冻结液体的区域，因此存在围绕取出点的厚冰壳。然而，通过抽吸取出液化的还原剂会导致真空，在真空下通常使用的泵将不能工作。

发明内容

由此提出，本发明的目的是至少部分地解决基于现有技术描述的问题。

特别地，该目的在于提出一种加热策略或热量管理，通过它在起动以后不久就已实现有目地且充分地融化冻结的还原剂。在此，尤其致力于热量的集中引入，而不会在该过程中产生表面温度高于90℃的局部的热点。此外，必要时要具有安全措施，它们有目的地影响功能性或加热策略。

另一目的是给出一种措施，该措施允许在融化过程时或融化过程刚开始以后完好地取出液体还原剂，由此尤其实现基本无气泡的输送。

本发明的目的还是通过适合的从已经输送的还原剂到储箱的回流管改善取出点附近的热量管理以及完好地取出液体还原剂。

本发明的另一目的是提出这样的措施，通过所述措施更精确地了解在融化过程中或开始融化过程后不久的融化度或液体还原剂的液位。

另一目的是给出这样的措施，通过所述措施有目的地改变冻结过程，由此使较少负荷作用于储箱部件或储箱本身上和/或有助于随后的融化。

此外，旨在使得储箱以一种在能量方面有利的方式被加热，以使必须通过机动车获得的能量尽可能地少。

另一部分目的是将设备设计成使得它对于检查目的和/或维护目的的操作是简单的。尤其在不完全排空储箱时也能够检查和/或维护输送单元。

此外也要给出这样措施，通过所述措施避免在加热时在取出还原剂时形成真空。同时要尽可能以低的技术费用运行。

为实现上述目的中的至少一个，提出一种按照权利要求1特征的设备。从属权利要求中给出了有利的改进方案，它们可能涉及本发明的其它目的。应当指出，在权利要求中单独描述的特征可以以任意的技术上有意义的方式相互组合并且给出本发明的其它实施例。所作的说明尤其结合附图解释了本发明并且给出附加的实施例。

因此，在此提出一种设备，该设备包括至少一个储箱，该储箱具有箱底部和用于液体的输送单元，其中该输送单元设置在箱底部上的腔室内，并且该腔室具有至少一个加热器。

原则上可以通过金属和/或通过塑料构成储箱。通常，储箱具有复杂的几何形状，因为它适配于机动车中的状况或空间条件。可以一体地制成储箱，但这不是必须的。通常可以对储箱配置箱底部、一个或多个箱侧部和箱盖，它们一起限定箱内部（内部空间）或箱容积。当然，也可将储箱分成多个分容积，由此在不同的分容积中储备（不同）液体量。

所述设备还具有至少一个输送单元，其中一般设有一个（单独的）输送单元。该输送单元包括这样的部件，即，通过这些部件可以从储箱送出液体（被动的部件如液体引导管道，和主动的部件如用于液体处理、转换、加热等的装置）。在此，所述输送单元优选包括至少一个泵和相应的液体输送管。必要时所述输送单元还可具有其它部件，例如至少一个过滤器、至少一个传感器和/或至少一个阀。也可以在输送单元中集成电子的或电气的元器件，例如电路、存储器、计算器或类似器件。