[发明专利]用于还原剂的输送装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从储罐装置输送液态还原剂和/或还原剂前体的装置。

背景技术

内燃机的废气典型地包含不希望被排放到环境中的物质。例如，在许多国家，内燃机的废气可包含仅达到特定极限值的氮氧化合物(NO_x)。除了通过尽可能适当地选择内燃机的操作点来降低氮氧化合物的排放的发动机内部措施之外，还已经建立了后处理方法，通过所述后处理方法能够进一步降低氮氧化物排放。

一种用于进一步降低氮氧化物排放的选择是所谓的选择性催化还原(SCR)。这里，使用还原剂来产生氮氧化物到形成分子氮(N₂)的选择性还原。一种可能的还原剂是氨(NH₃)。这里，经常不以氨的形式来存储氨，而是存储能根据需要转变成氨的氨前体。这称之为还原剂前体。一种重要的可用于机动车的还原剂前体是尿素((NH₂)₂CO)。优选地以尿素水溶液的形式来存储尿素。尿素以及特别是尿素水溶液对健康无害，并且易于分配和存储。具有32.5％尿素含量的所述类型的尿素水溶液以商品名“AdBlue”销售。

尿素水溶液通常是被携带在机动车中的储罐系统内，并且通过包括泵和注射器的注射系统比例式定量供给到废气系统中。用于还原废气中不希望有的氮氧化合物的尿素的消耗达到相关机动车的燃料消耗的10％。为了比例式定量供给还原剂，需要将还原剂以确定的压力供给到注射器中。关于在确定压力下提供还原剂的问题是，尿素水溶液通常会在低温下冻结。例如，具有32.5％尿素含量的尿素水溶液在大约-11℃的温度下冻结。泵通常不能输送冻结的液态尿素。同时，在发生冻结时所产生的冰压会容易地破坏泵装置。对于用于尿素的泵装置来说重要地是，即使在低的外界温度下也要快速达到准备操作的状态，这是由于在驱动机动车的开始阶段通常会释放出特别大量的有害排放物。此外，注射系统必须不能被包含在其中的还原剂前体的冻结所损坏。

发明内容

以所述的现有技术作为起点，本发明的目的是减少与现有技术有关的突出的技术问题。特别是为还原剂寻找一种特别便宜、耐用的输送装置，其甚至在低温下也可快速地再启动。

通过根据权利要求1的特征的输送装置实现了所述目的。也说明了具有根据本发明的输送装置的储罐装置、加热根据本发明的输送装置的方法，以及具有根据本发明的输送装置的机动车。在各个从属权利要求中说明了输送装置和储罐装置的其他有益的实施方案。在权利要求中单独说明的特征可以任何所需的技术上合适的方式相互结合，并且可由说明书中的解释性事实来补充，同时说明了本发明的其他设计变体。

根据本发明的装置是用于还原剂的输送装置，其具有金属壳体，所述壳体具有至少一个固定到外侧的金属吸入管并具有外部的压力管口，其中在壳体中提供有金属底板，在其上提供有至少一个泵和导管，其中吸入管、壳体、金属底板和泵为彼此导热性接触，并且紧邻于吸入管设置了狭长形的加热件。

在本发明的上下文中，用语“还原剂”也包括还原剂前体，例如尿素水溶液，其优选地具有32.5％重量的尿素。

根据本发明的输送装置的基本概念是，当输送装置内的还原剂冻结时允许特别容易地加热装置。为此，所有填充有液态还原剂的部件固定到共同的金属底板上，所述部件通过该金属底板彼此间处于导热性接触。因此，通过沿着(平行于)吸入管的单个狭长形加热件，能够实现有效地加热根据本发明的装置。

根据本发明的输送装置的吸入管通常布置在用于还原剂的储罐中。由于加热件沿着吸入管紧邻地或平行于吸入管而布置，所以也能实现有效地加热储罐内的位于吸入管周围的还原剂。以这种方式，首先能够快速融化、并且因此也能快速且容易地吸入提供到那里的还原剂。其次，能融化可能已形成在还原剂储罐内的吸入管周围的冰层，使得该吸入不会导致在冰层下形成负压，所述负压将阻碍或甚至阻止将还原剂输出还原剂储罐。

优选地，加热件通过夹持件而被压在吸入管上。夹持件由导热材料、例如铝构成。所述夹持件设计为以大面积顶靠着吸入管的内部表面，从而提供了从夹持件到套管的良好热传输。加热件例如焊接或熔接到夹持件上，使得在加热件和夹持件之间也提供了良好的热传输。夹持件优选地形成为弯曲的金属板材，其在扩张状态中的半径略大于吸入管的内部表面的半径。因此，夹持件在预载荷下设置于吸入管内，并且不必紧密地固定在其中。如果合适的话，夹持件可具有用于调节从加热件到吸入管的热传输的孔。