用于机动车液态工作介质的容器和包括这种容器的机动车的制作方法
在此公开的技术涉及一种用于机动车液态工作介质的容器和包括这种容器的机动车。
背景技术：
在具有内燃机的机动车中，基于排放法规还必须减少污染物nox。所使用的一种方法是所谓的scr方法(“选择性催化还原”)，在该方法中，污染物nox借助液态还原剂被还原为n2和h2o。为此，泵将还原剂经由管路从容器输送至计量模块。通常用作还原剂的尿素水溶液在-11℃时冻结并且因此在低温下必须由加热装置解冻。由于点状加热装置不能或很难达到容器的边缘区域，因此尝试通过面状加热装置提高解冻效率，所述面状加热装置在容器内部被夹紧在底部附近。在此成问题的是，冻结的还原剂尤其是在装满的容器中形成非常大的冰块。加热装置因而只能在高的表面温度下使加热装置周围的冰解冻。在低的加热温度下，由于向大冰块中的散热，加热功率不足以使远离加热装置的冰融化。大冰块虽然在一定程度上被加热，但对于普遍解冻而言加热功率仍过低。
因此，de102009046969a1提出，通过塑料罐分离加热装置与整体冰量。在此，罐内的冰通过加热装置解冻并且由加热装置产生的热量基于罐壁的隔热作用不会泄露到塑料罐之外的大冰块中。为了也能够使塑料罐之外的冰变为液体，罐在其下部区域中具有开口，通过所述开口，受热的液体也可作用于在底部区域中位于罐之外的冰。为了使热的液体向冰更有效地输入热量，开口上方的外部区域通过隔热凸缘与整体冰块热隔离。通过液体在行驶运行中的晃动，热量可经过开口传递到隔热凸缘下方的冰上。
通过塑料罐中和隔热凸缘中的开口，已液化的工作介质可在车辆倾斜停放时从塑料罐或隔热凸缘中流出并且会冻结在容器壁和冰之间的远侧区域中。这会导致远侧区域中的冰量增加，尤其是因为隔热凸缘阻止热量输入到这些冰层中。
当scr系统在容器冻结时随后再次投入运行时，容器中没有足够的液态工作介质用于启动scr系统。此外，由于之前液化的工作介质冻结在远侧区域中，因此可能出现加热装置不与工作介质接触的情况。因此在容器法兰上形成无工作介质的室。由于没有工作介质用作热传递介质，因此加热装置不能有效地解冻冰。更多可能发生的是，加热装置首先必须通过热辐射融化周围的一部分冰。这因而导致显著的时延。根据德国现行法律，scr系统投入运行的时延仅被有限地允许。例如立法者目前(2015)规定，scr系统必须在20分钟内准备好计量。除了显著的时延外，加热装置或容器也会由于这种不符合规定的使用方式而受损。当车辆倾斜停放时，容器内容优选不能再从加热装置流走。从而确保在加热装置区域中有足够的添加剂用于可持续解冻。
在已知的scr系统中，工作介质被输入容器的远侧区域中。填充管因此终止于远侧区域中，在所述远侧区域中，工作介质在显著时延的情况下解冻。当填充管的端部冻结时，则不能再输入工作介质。
技术实现要素：
在此公开的技术的任务在于，减少或消除已知解决方案的缺点。任务尤其是在于，在机动车倾斜停放时使工作介质更快速地再次可用，且为此不需要昂贵的(电气、电子或机械)装置。在此公开的技术的任务还在于，即使在冬季也能可靠且简单地提供一种用于易冻结工作介质的容器，该容器即使在低温下也可被填充。所述任务通过权利要求1的技术方案来解决。从属权利要求构成优选方案。
在此公开的技术涉及一种用于机动车液态工作介质的容器或者说存储容器。工作介质例如可以是在直至－30℃的环境温度下冻结的工作介质、尤其是添加剂(如还原剂)。还原剂例如可以是尿素水溶液。为了净化废气，可购买商品名为
所述容器包括构成或包围或限定容器体积的外部容器。容器体积是容器中用于液态工作介质的体积，在容器体积的上部区域中通常设有空气层。
在容器中设有至少一个加热装置，其构造用于解冻冻结的工作介质。加热装置优选与容器法兰相邻地或与容器的工作介质出口相邻地设置。作为加热装置可设置任何适用于解冻冻结的工作介质的装置。为此通常设置电阻加热装置或ptc(正温度系数热敏电阻)作为加热石或加热箔。加热装置与工作介质出口相邻地构造，由此在容器冻结的情况下首先直接在工作介质出口上生成液态工作介质。
在此公开的技术还包括具有分离装置的容器。该分离装置可将容器体积分为近侧区域(第一区域)和远侧区域(第二区域)(下面仅简化使用术语“近侧区域”和“远侧区域”)。近侧区域可比远侧区域更靠近所述至少一个加热装置而设置。在此应分别考虑整个区域，并且不排除所述至少一个加热装置的部分区域可能延伸穿过远侧区域。优选加热装置完全设置在近侧区域中。分离装置可单独或与外部容器的外壁区域一起包围所述至少一个加热装置。
分离装置可构造为静液压回路。静液压回路是这样的装置，其在第一(初始)位置中允许工作介质从第一区域流向第二区域，而静液压回路在不同于第一位置的第二(倾斜)位置中减少或阻止该流动。
分离装置尤其是可构造用于在容器于车辆中的安装位置e-e中比在容器的尤其是在安装状态中占据的、关于安装状态中的安装位置e-e倾斜的位置s-s中允许更多的工作介质在近侧区域和远侧区域之间通过。代替容器的安装位置e-e也可使用机动车的位置，其中，倾斜位置是不等于机动车水平定向(也称为设计位置)的位置。当容器水平地安装在机动车中时，则各参考系一致。
尤其是可这样构造分离装置，使得在容器于机动车中的安装状态中容器在机动车的水平位置中比在机动车的非水平的倾斜位置中允许更多的工作介质在近侧区域和远侧区域之间通过，所述倾斜位置例如出现在机动车的倾斜停车位置中。分离装置可构造用于在容器或机动车的倾斜位置s-s中至少部分地、优选完全阻止工作介质在近侧区域和远侧区域之间穿流。分离装置尤其是构造用于在容器或机动车的倾斜位置s-s中至少阻止从近侧区域向远侧区域的工作介质流。
分离装置从外部容器底部至少可这样远地朝向外部容器上侧方向延伸，使得在容器或机动车的倾斜位置s-s中工作介质不能越过分离装置的上边缘从近侧区域到达远侧区域中。优选分离装置至少在部分区域上、优选完全从外部容器底部延伸至外部容器上侧。
优选分离装置具有至少一个双壁结构。该双壁结构可包括至少两个壁，各壁至少在部分区域上平行地构造。双壁结构尤其是可构成用于工作介质的通道。双壁结构因此优选构成工作介质流动通道k，在容器的安装位置中或在机动车的水平位置中工作介质可穿流所述工作介质流动通道，而在机动车或容器的倾斜位置中减少或阻止该流动通道的穿流。
分离装置或者说双壁结构优选由隔热材料制成。特别优选分离装置或双壁结构由与外部容器相同的材料制成，特别优选通过压铸或吹塑成型制成。
在容器的俯视图或容器的剖面图中，优选分离装置在安装位置e-e中具有弧形走向。特别优选分离装置弧形地从一个外部容器侧壁延伸向第二外部容器侧壁并且在此包围所述至少一个加热装置。特别优选所述至少一个加热装置、所述至少一个泵装置、和/或工作介质出口设置在容器中间。因此可特别高效地解冻工作介质。优选分离装置至少在部分区域上同心地包围加热装置或泵装置。优选分离装置与加热装置略微间隔开设置。在环形加热装置的情况下，例如在加热装置和分离装置之间的距离可约为1至20cm、优选2至10cm。
优选在分离装置中彼此间隔开地设有至少两个开口。所述两个开口之间的距离优选至少为0.5l、优选至少为0.75l并且特别优选至少为0.9l，其中，l是分离装置的总长度。优选所述至少两个开口之中的第一开口是近侧开口，该近侧开口将近侧区域与双壁结构的通道连通。此外，所述至少两个开口之中的第二开口是远侧开口，该远侧开口将远侧区域与双壁结构的通道连通。
各所述开口优选定位于底部附近。壁内的中断部也可构成开口。分离装置也可仅具有一个壁。例如所述外壁可以是第二壁，该第二壁尤其与所述壁一起构成通道。
优选所述至少两个开口尤其是这样朝向不同方向，使得开口具有大于135°且小于225°的角度(关于近侧区域的面重心和/或储箱法兰中心)。
所述至少两个开口可设置在分离装置的各相对置端部上或紧邻所述端部设置。分离装置的各端部例如可以是分离装置这样的区域，在这些区域上，分离装置接触外部容器侧壁的侧面区域。
尤其是所述至少两个开口可以(尤其是关于加热装置)设置在各相对置侧面上。优选所述开口相对置(彼此相反)地定位。
优选工作介质入口或填充管尤其是这样通入近侧区域，使得当远侧区域中的工作介质冻结时，工作介质可流入容器中。优选工作介质入口通到紧邻所述至少一个加热装置。“紧邻”表示，在工作介质入口与加热装置的与之紧邻的位置之间的最大距离为0cm至20cm、优选0cm至约10cm并且特别优选0cm至约5cm。
工作介质入口可由隔热材料制成和/或具有附加隔热装置。工作介质入口还可相对于隔热装置在内部具有导热元件，该导热元件从工作介质入口的嘴部区域延伸到工作介质入口内。当容器冻结并且加热装置加热紧邻加热装置的工作介质时，则一部分热量很容易同时进入工作介质入口中，使得工作介质入口中可能的冰层更快地解冻。因此可提供局部另一副体积，其更快地解冻。所述至少一个导热元件可安装和/或集成在内壁上。作为替代方案，其也可伸入内部区域中。此外，导热元件可与加热装置连接或是加热装置的一部分。工作介质入口优选构造为无虹吸的。
工作介质入口可具有至少一个分支。该分支可与至少一个第二入口通道连接。分支优选可将流入的工作介质流分为多个子流，至少第一子流流入近侧区域中并且第二子流流入容器中的远侧区域中。尤其是第二入口通道可通入远侧区域中。分离装置可构造为静液压回路(如上所述)和/或分离罐。优选分离装置包围所述至少一个加热装置。这种工作介质入口允许补充的工作介质到达加热装置和/或液位传感器。
在此公开的技术还涉及一种机动车，其包括至少一个如在此所公开的、用于液态工作介质的容器。该容器尤其是这样安装在机动车中，使得分离装置在容器的安装位置e-e中和机动车的水平位置中比在机动车的倾斜位置s-s中允许更多的工作介质在近侧区域和远侧区域之间通过。
在此公开的技术也可通过下述方面来描述：
a.用于机动车液态工作介质的容器100，包括：
－构成容器体积200、300的外部容器110；
－至少一个加热装置122，所述至少一个加热装置构造用于解冻冻结的工作介质；和
－分离装置140，所述分离装置将容器体积200、300分为近侧区域200和远侧区域300，所述近侧区域200比远侧区域300更靠近所述至少一个加热装置122设置，并且所述分离装置140构造用于在容器100的安装位置e-e中比在容器100的倾斜位置s-s中允许更多的工作介质在近侧区域200和远侧区域300之间通过。
b.根据方面a所述的容器100，其中，所述至少一个加热装置122完全设置在近侧区域200中。
c.根据上述方面之一所述的容器100，其中，所述分离装置140单独或与外部容器110的外壁区域一起包围所述至少一个加热装置。
d.根据上述方面之一所述的容器100，其中，所述分离装置140从外部容器底部112至少这样远地朝向外部容器上侧114方向延伸，使得在倾斜位置s-s中工作介质不能越过分离装置140的上边缘，和/或所述分离装置140从外部容器底部112延伸至外部容器上侧114。
e.根据上述方面之一所述的容器100，其中，所述分离装置140具有至少一个双壁结构146、148。
f.根据上述方面之一所述的容器100，其中，所述分离装置140具有弧形走向。
g.根据上述方面之一所述的容器100，其中，在所述分离装置140中彼此间隔开地设有至少两个开口142、144。
h.根据方面g所述的容器100，其中，所述至少两个开口142、144设置在各相对置端部上或紧邻于所述各相对置端部设置。
i.根据上述方面之一所述的容器100，其中，所述至少两个开口142、144关于加热装置122设置在各相对置侧面上。
1.用于机动车液态工作介质的容器100，包括：
－构成容器体积200、300的外部容器110；
－至少一个加热装置122，其构造用于解冻冻结的工作介质；和
－分离装置140，所述分离装置将容器体积200、300分为近侧区域200和远侧区域300，所述近侧区域200比远侧区域300更靠近所述至少一个加热装置122设置；
－工作介质入口400，所述工作介质入口通入近侧区域200中。
2.根据方面1所述的容器100，其中，所述工作介质入口400通到紧邻所述至少一个加热装置。
3.根据方面1或2所述的容器100，其中，所述工作介质入口400由隔热材料制成和/或具有附加隔热装置。
4.根据上述方面之一所述的容器100，其中，所述工作介质入口400在内部具有至少一个导热元件，该导热元件从工作介质入口400的嘴部区域延伸到工作介质入口内。
5.根据上述方面之一所述的容器100，其中，所述工作介质入口400构造成无虹吸的。
6.根据上述方面之一所述的容器100，其中，所述工作介质入口400具有至少一个分支410，该分支与第二入口通道420连接，并且第二入口通道420通入远侧区域300中。
7.根据上述方面之一所述的容器100，其中，所述分离装置构造为分离罐130，该分离罐包围所述至少一个加热装置122。
8.根据上述方面之一所述的容器100，其中，所述分离装置构造用于在容器100的安装位置e-e中比在容器100的倾斜位置s-s中允许更多的工作介质在近侧区域200和远侧区域300之间通过。
附图说明
现在参考附图详细说明在此公开的技术。附图如下：
图1为根据现有技术的容器的俯视图；
图2为处于安装位置e-e中的根据现有技术的容器；
图3为处于倾斜位置中的根据图1的容器的侧视图；
图4为在此公开的容器100的俯视图；
图5为处于安装位置e-e中的根据图4的容器100的侧视图；
图6为处于倾斜位置s-s中的根据图4的容器100；
图7为根据在此公开的技术的容器100的俯视图；
图8为根据在此公开的技术的容器100的俯视图；
图9为根据在此公开的技术的容器100的侧视图。
具体实施方式
图1示出根据现有技术的容器，其例如在de102009046969a1中示出。在中间设有提取单元12，该提取单元同心地被加热装置122包围。分离罐13具有开口132，已液化的工作介质可通过所述开口从内部或近侧区域20流入外部或远侧区域30中，在所述外部或远侧区域中存在冻结的工作介质。
图2以侧视图示出现有技术。外部容器11包括内部体积20和外部体积30，它们通过分离罐13彼此分离。分离罐13构造成隔热的并且确保由加热装置122产生的热量不会或仅少量到达外部区域30中。工作介质入口40在此设置在容器上侧上并且终止于远侧区域30中。分离罐13同心地包围加热装置122，该加热装置在内部区域20中与泵装置12相邻设置。
图3示出处于倾斜位置s-s中的根据图1的容器。已经在内部区域20中液化的工作介质在该倾斜位置s-s中通过开口132(参见图1)流入远侧区域30的与加热装置122较远间隔开的区域b中。在该外部区域30中，大部分工作介质被冻结。已液化的工作介质在停车期间在该区域b中冻结。在此所示的现有技术中，安装位置e-e与容器10的水平定向相同。
图4示出根据在此公开的技术的容器100。图4示出根据图5的b-b剖面的俯视图。外部容器110包围容器体积200、300。由近侧壁148和远侧壁146构成的分离装置140将容器体积分为近侧区域200和远侧区域300。在此，在近侧区域200中设有泵装置120。在近侧区域200中还设有加热装置122。加热装置122加热近侧区域200中的工作介质。当在近侧区域200中工作介质冻结时，加热装置122使工作介质解冻。与加热装置122相邻地设置容器100的工作介质出口124。工作介质出口124与计量装置(未示出)流体连通。近侧壁148和远侧壁146构成流动通道k，通过该流动通道在容器100安装于机动车中的状态下当车辆处于水平位置时工作介质可从近侧区域200流入远侧区域300中。因此，在水平位置中，工作介质可通过近侧壁148的近侧开口142流入通道k中并且通过远侧壁146的远侧开口144离开通道(参见图5)。静液压回路优选通过阻挡壁146、148中的开口142、144(开口直径例如可约为10mm)在容器底部区域中连通。
图5示出根据图4的容器100沿剖面b-b的侧视图。如由图5可见，在处于中性安装位置e-e中或在机动车水平定向时，通道可在两个方向上被穿流，因为该通道大约设置在相同高度上并且基本上不具有梯度。所述至少两个开口在此关于加热装置122(或关于加热装置122纵轴线的平面v-v)设置在各相对置侧面上(即v-v右侧和左侧)。
图6示出处于倾斜位置s-s中的根据图4的容器100。与安装位置e-e或机动车水平定向相比，容器100以角度α相对于水平面或轴线e-e倾斜。当车辆以仅一侧停在路边石上时或停在可能的斜坡上时，出现这种倾斜的位置。阻挡装置140阻止工作介质可能离开近侧区域200。工作介质只能在近侧区域200内运动。阻挡装置140阻止已液化的工作介质进入远侧区域300中。尤其是已液化的工作介质不能到达开口142，而是停留在通过虚线双向箭头所示的区域中。在区域200中，加热装置122可相对足够快地解冻工作介质，因为相比于总容器体积200、300仅需解冻较少体积的冰。已解冻的工作介质不流入远侧区域300中，在远侧区域中其有可能再次冻结。因而不存在加热装置122的加热丝暴露的危险，加热丝暴露可能会显著延缓随后的工作介质的解冻并且也可能损坏容器。
图7示出根据在此公开的技术的另一容器。泵装置120、加热装置122、工作介质出口124以及工作介质入口400在此大致设置在容器100的中间。阻挡装置140弧形并且至少在部分区域上同心地包围加热装置122。所述至少两个开口142、144在此相互成角度β地设置(关于区域200的面重心和/或泵装置120的中心)，该角度约为135°。但可想到阻挡装置140的其它方案，只要在倾斜位置s-s中实现阻挡作用。
在图4至9中还示出至少一个工作介质入口400。工作介质入口400位于近侧区域200中。由于工作介质入口400紧邻加热装置120，因此即使在低温下也可填充工作介质。在已知的解决方案中，用于工作介质的填充管40距加热装置非常远地设置在上部区域中。因此当工作介质在冬季冻结时，不能通过填充管补充工作介质。相反，必须等到容器完全解冻。但当填充管400与加热装置122相邻设置时，在加热装置122短暂运行后工作介质入口400中的工作介质就已经液化。因此即使在冬季也可简单地补充工作介质。未示出可为工作介质入口400设置的隔热措施和/或导热措施。这些措施可帮助首先仅工作介质入口400内的工作介质解冻，而工作介质入口400之外的、较远区域中的周围工作介质不解冻。
图9中的工作介质入口400具有分支410。该分支410将流入工作介质入口400的工作介质流分为两个子流。第一子流通过第一入口通道430流入近侧区域中，即与图4至8所示类似。通过与分支410流体连通的第二入口通道420，第二子流到达远侧区域300中。由此可确保近侧区域200和远侧区域300均能被快速地填充工作介质。
在此所描述的用于工作介质入口400的解决方案独立于借助静液压回路的容器体积的分离装置140的思想。尤其是这种工作介质入口400也可用于传统的分离装置130，这例如在图8和9中示出。在图8和9中，容器包括分离罐130，该分离罐例如可具有开口132。工作介质入口400在此通入分离罐130中，在该分离罐中，即使在低温下也可积聚液化的工作介质。可能的连接至工作介质入口的供应管路得以简单地省却。此外，静液压回路的解决方案也独立于在此公开的工作介质入口400。但容器100优选包括在此公开的工作介质入口400和在此公开的、具有静液压回路的分离装置140。
本发明的上述描述仅用于说明目的并且不用于限制本发明。在本发明的范围中可在不背离本发明范围及其技术等价物的情况下实现各种改进和改型。
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