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Die
Erfindung betrifft ein Tankentnahmesystem für ein Kraftfahrzeug
mit einem mindestens eine Entnahmeöffnung aufweisenden
Tanksystem, das wenigstens einen Haupttank aufweist, der mit einer
gefrorenen Flüssigkeit gefüllt ist, wobei sich
oberhalb der Flüssigkeit im Haupttank ein Gasvolumen befindet,
einer im Haupttank angeordneten Kaltstartheizung, die mindestens
ein Heizelement und wenigstens ein mit dem Heizelement wärmeleitend
verbundenes Wärmeabgabeelement umfasst, durch das im Betrieb
die gefrorene Flüssigkeit wenigstens abschnittsweise abschmelzbar
ist, und mit einem von abgeschmolzener Flüssigkeit gebildeten,
das Wärmeabgabeelement wenigstens teilweise umgebenden
und von diesem abgeschmolzenen Kaltstartvolumen, dessen Rauminhalt
einem innerhalb eines Kaltstartzeitraumes einem an die Entnahmeöffnung
anschließbaren Flüssigkeitsverbraucher zur Verfügung zu
stellenden Volumen aufgeschmolzener Flüssigkeit entspricht.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Entnahme von Flüssigkeit
aus einem bis zu einem Flüssigkeitsspiegel mit gefrorener
Flüssigkeit gefüllten Haupttank eines Tanksystems
bei einem Fahrzeug-Kaltstart, bei dem innerhalb einer vorbestimmten
Kaltstartzeit ein vorbestimmtes Kaltstartvolumen der Flüssigkeit
im Tanksystem abgeschmolzen und an einer Entnahmeöffnung
des Tanksystems zur Verfügung gestellt wird.
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Bei
Fluidsystemen, welche eine Flüssigkeit aus einem Reservoir
durch Leitungen bis zu einem Flüssigkeitsverbraucher fördern,
tritt das Problem auf, dass die Flüssigkeiten in den Tanks
gefrieren, wenn die Umgebungstemperaturen unter den Gefrierpunkt
der zu fördernden Flüssigkeiten sinken. So erstarrt
insbesondere im Winter die Reinigungslösung der Scheibenwaschanlage
im Vorratsbehälter, so dass die Heck- und Windschutzscheiben
unmittelbar nach dem Kaltstart des Kraftfahrzeugs nicht gereinigt
werden können.
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Den
Reinigungsflüssigkeiten von Scheiben- bzw. Scheinwerferwaschanlagen
in Kraftfahrzeugen wird aus diesem Grund ein Frostschutzmittel zugesetzt.
Allerdings senkt das Frostschutzmittel den Gefrierpunkt des Scheibenwischwassers
lediglich auf bis zu etwa –20°C, so dass die Flüssigkeit
trotz Frostschutzmittel bei Temperaturen von unter –20°C
im Tank und den Leitungen der Scheibenwaschanlage erstarrt.
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Um
die Stickoxyd-Emissionen in den Abgasen von Verbrennungsmotoren,
beispielsweise Dieselmotoren, zu senken, kann eine Abgasreinigung nach
dem sogenannten SCR- Verfahren (Selektive Catalytic Reduction: Selektive
katalytische Reduktion) durchgeführt werden. Bei dem SCR-Verfahren werden
die Stickoxyde in einem Katalysator mit einem geeigneten Reduktionsmittel
chemisch in die unbedenklichen Substanzen Stickstoff und Wasser umgesetzt.
Als Reduktionsmittel wird dampf- beziehungsweise gasförmiges
Ammoniak verwendet, das aus einer wässrigen Harnstofflösung
erzeugt und in den Abgasstrom eingebracht wird. Die wässrige Harnstofflösung
mit beispielsweise einem Harnstoffgehalt von 32,5 Gew.-% gefriert
bei einer Temperatur von unter –11°C und kann
so nicht mehr zum Katalysator befördert werden.
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Daher
werden die Vorratsbehälter von SCR-Anlagen oder Scheiben-
bzw. Scheinwerferwaschanlagen mit Heizsystemen ausgestattet, welche die
gefrorenen Flüssigkeiten im Vorratsbehälter abschmelzen.
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Um
die gefrorenen Flüssigkeiten mit einem hohen Wirkungsgrad
abzuschmelzen, ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass die Heizsysteme
mit deren Heiz- und/oder Wärmeabgabeelementen im Tank untergebracht
sind. Da jedoch die zur Verfügung stehende Heizleistung
sowie die Wärmeleitfähigkeit der Heizsysteme endlich
sind, kann in einem begrenzten Zeitraum nur ein beschränktes
Volumen aufgeschmolzen werden. Stünde eine unbegrenzte Heizleistung
zur Verfügung und wäre die Wärmeleitung
zwischen dem Heizsystem und der gefrorenen Flüssigkeit
in idealer Weise unendlich groß, so bestünde das
Problem, dass so nicht das gesamte Volumen des Tanks in einem bestimmten
Zeitraum abgeschmolzen würde, sondern dass in der Umgebung des
Heizsystems befindliche Flüssigkeit erst aufschmelzen und
anschließend verdampfen würde, wodurch Gasblasen
entstehen, die die Wärmeleitung verringern.
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Zusätzlich
führen Temperaturen von über 60°C bei
wässriger Harnstofflösung zu einer thermischen
Zersetzung des Harnstoffes, so dass diese Höchsttemperatur
an den Oberflächen der Wärmeabgabeelemente nicht überschritten
werden darf.
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Um
zumindest ein in einer vorbestimmten Kaltstartzeit durch einen Flüssigkeitsverbraucher
benötigtes Kaltstartvolumen abzuschmelzen, lehrt der Stand
der Technik, dass nur ein entsprechendes Teilvolumen der im Vorratsbehälter
vorhandenen und gefrorenen Flüssigkeit aufgetaut wird.
Hierzu ist in der
DE
10 2006 027 487 A1 beschrieben, dass ein Kraftfahrzeugtank
eine Funktionseinheit aufweist, die unter anderem aus einem Innenbehälter
mit einer integrierten elektrischen Heizung besteht. Bei einem Kaltstart
wird zuerst die im Innenbehälter vorhandene und gefrorene
Flüssigkeit mit Hilfe der elektrischen Heizung aufge taut.
Die aufgetaute Flüssigkeit wird über eine Saugleitung
aus dem Innenbehälter abgesaugt. Zusätzlich zu
dieser Saugleitung gibt es eine weitere Saugleitung, welche die
Flüssigkeit aus dem restlichen Fahrzeugtank absaugt, sobald
diese aufgetaut ist.
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Eine
solche Vorrichtung nennt man auch „Tank in Tank"-System.
Wie bereits aus der
DE
10 2006 027 487 A1 bekannt, wird in solchen Systemen die
Flüssigkeit aus dem Tank und aus dem Innenbehälter über
mindestens zwei Entnahmestellen entleert. Die erste Entnahmestelle,
aus der die Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter
selbst entnommen wird, liegt in der Regel an einer seiner tiefsten
Stellen. Würde man die elektrische Heizung hier unterbringen und
entstünde so ein abgeschlossenes Volumen geschmolzener
Flüssigkeit, welches keine Verbindung zum Flüssigkeitsspiegel
der gefrorenen Flüssigkeit hat, würde die aufgetaute
Flüssigkeit gegen einen steigenden Unterdruck abgesaugt
werden. Dieser muss über ein gesondertes Belüftungsventil
ausgeglichen werden, um die aufgetaute Flüssigkeit aus der
sie umschließenden gefrorenen Flüssigkeit absaugen
zu können.
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Alternativ
kann man die elektrische Heizung auch im oberen Bereich des Vorratsbehälters
so vorsehen, dass das abgeschmolzene Volumen in direktem Kontakt
zum Gasvolumen oberhalb der gefrorenen Flüssigkeit beziehungsweise
der Belüftungseinrichtung steht, durch die der bei einem
Absaugen der Flüssigkeit entstehende Unterdruck ausgeglichen werden
kann. Hier ist jedoch eine zweite Entnahmestelle vorzusehen, da
ein so abgeschmolzenes Volumen durch die restliche noch gefrorene
Flüssigkeit im Tank von einer im unteren Bereich des Tanks
vorgesehenen Entnahmeöffnung abgeschnitten ist.
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Das
Kaltstartvolumen kann auch, wie in der
DE 10 2005 046 029 A1 beschrieben,
in einem zweiten und gegebenenfalls kleineren Zusatztank vorhanden
sein, der mit dem ersten Tank oder auch Haupttank über
eine womöglich beheizbare Fluidleitung verbunden ist. Eine
solche Anordnung weist die gleichen Nachteile wie das oben beschriebene „Tank
in Tank"-System auf, da der Zusatztank belüftbar sein muss.
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Zusätzliche
Belüftungsventile und Entnahmeleitungen müssen
beheizt werden. Die zusätzlichen Teile sowie der erhöhte
Montageaufwand für unter anderem deren Verkabelung verteuern
die Vorrichtung und erschweren ihren Einsatz.
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Daher
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur Entnahme von abgeschmolzener Flüssigkeiten
aus einem Kaltstartvolumen in einem Kraftfahrzeugtanksystem zu schaffen,
bei der für die Entnahme eine Entnahmeleitung ausreicht,
die nicht über ein zusätzliches Belüftungsventil
belüftet werden muss.
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Die
Aufgabe wird für die eingangs genannte Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch
gelöst, dass sich das Kaltstartvolumen durchgängig
vom Gasvolumen bis zur Entnahmeöffnung erstreckt. Die Aufgabe
wird für das eingangs genannte Verfahren erfindungsgemäß dadurch
gelöst, dass das Kaltstartvolumen durchgängig
von der Entnahmeöffnung bis zum Flüssigkeitsspiegel
abgeschmolzen wird.
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Durch
diese einfache Maßnahme ist es möglich, dass die
aufgetaute Flüssigkeit des Kaltstartvolumens und auch die
gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt aufgetaute Flüssigkeit
des restlichen Volumens über eine gemeinsame Entnahmeöffnung entnommen
werden können, ohne dass das Kaltstartvolumen oder die
Entnahmeleitung über eine gesonderte Belüftungsvorrichtung
belüftet werden müssen, da das abgeschmolzene
Kaltstartvolumen einen Belüftungskanal durch die gefrorene
Flüssigkeit umfasst und es einen zusammenhängenden
Bereich abgeschmolzener Flüssigkeit bildet, der sich vom Gasvolumen
bis zur Entnahmeöffnung erstreckt.
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Die
erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene,
jeweils für sich vorteilhafte, beliebig miteinander kombinierbare
Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Auf diese Ausgestaltungsformen und
die mit ihnen verbundenen Vorteile wird im Folgenden eingegangen.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltung kann sich das Kaltstartvolumen im Haupttank
befinden. Dabei kann es beispielsweise im Wesentlichen im unteren
Bereich des Haupttanks, in dem sich auch die Entnahmeöffnung
befinden kann, als höhlenartige Ausbuchtung angeordnet
sein und mit einem kanalförmig abgeschmolzenen Teil des
Kaltstartvolumens mit einem Flüssigkeitsspiegel verbunden
sein.
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Reicht
der Belüftungskanal von dem Flüssigkeitsspiegel
durch das Kaltstartvolumen bis in den Bereich der Entnahmeöffnung
und entsteht auch hier ein durchgehender aufgeschmolzener Bereich,
so kann das Zusatzvolumen auch oberhalb des unteren Bereichs des
Vorratsbehälters angeordnet sein. Der zusammenhängende
Bereich aufgeschmolzener Flüssigkeit kann sich dabei am
Rand des Behälters oder in dessen Mitte oder in einem Bereich
dazwischen befinden. Eine Saugpumpe kann direkt mit der Entnahmeöffnung
oder im Verlauf einer mit der Öffnung verbundenen Entnahmeleitung
verbunden sein.
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Die
Kaltstartheizung beziehungsweise ihre gegebenenfalls mehrere Wärmeabgabeelemente können
auch die beheizte Entnahmeleitung umfassen, so dass hier der durchgehende
Bereich geschmolzener Flüssigkeit entsteht und die Entnahmeöffnung
des Tanksystems am Ende der Entnahmeleitung liegt. Dabei beeinflusst
unter anderem die Form der Wärmeabgabeelemente die resultierenden
Formen des Kaltstartvolumens, also die Entstehung einer höhlenartigen
Ausbuchtung, eines kanalförmigen Belüftungskanals
oder eines anders ausgeformten Bereichs aufgetauter Flüssigkeit.
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Sind
die höhlenartige Ausbuchtung und der Belüftungskanal über
zumindest zwei separat ausgeformte Wärmeabgabeelemente
oder Heizelemente aufschmelzbar, ist deren kombinierte Wirkung als mehrteilig
ausgeformte Kaltstartheizung für die Entstehung des zusammenhängenden
Bereichs aus ausgeschmolzener Flüssigkeit entscheidend.
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Das
Kaltstartvolumen kann zumindest teilweise durch horizontale oder
vertikale Trennwände, die mit einer Wandung des Haupttanks
verbunden sind, vom restlichen Volumen des Tanks abgetrennt sein.
Dabei kann zumindest die horizontale Trennwand mindestens eine Öffnung
aufweisen, die ein Ablaufen der aufgetauten Flüssigkeit
vorzugsweise auch dann erlaubt, wenn die Kaltstartheizung zumindest
teilweise in die Öffnung hinein- oder durch sie hindurchragt.
Die Trennwände können aus einem wärmeleitenden
Material bestehen und wärmeleitend mit der Kaltstartheizung
verbunden sein.
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Die
thermische Energie kann elektrisch im Heizelement erzeugt werden
oder mittels Zuführung von heißen Abgasen oder
von aufgeheizten Kühlflüssigkeiten des Verbrennungsmotors
eingebracht werden. Dabei können die wärmeerzeugenden
Elemente beziehungsweise die das Abgas oder die Kühlflüssigkeit
leitenden Elemente durch die gesamte Kaltstartheizung geführt
sein oder nur in einem Teilbereich.
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Die
Verwendung von heißen Abgasen oder aufgeheizten Flüssigkeiten
aus dem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges vermeidet in vorteilhafter Weise
einerseits eine weitere Erhöhung des Verbrauchs elektrischer
Energie sowie einen weiteren Verkabelungsaufwand und erhöht
andererseits die Effektivität des Kraftfahrzeuges, da Abwärme,
die ansonsten in die Umwelt abgegeben würde, sinnvoll im Kraftfahrzeug
genutzt wird.
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Jedoch
stehen aufgeheizte Flüssigkeiten, wie etwa die Kühlflüssigkeit,
erst nach einer gewissen Betriebsdauer des Verbrennungsmotors mit
einer zum Aufschmelzen notwendigen Temperatur zur Verfügung.
Im Verbrennungsmotor entstehende Abgase haben sofort nach dessen
Start eine hohe Temperatur. Die Temperatur der Medien kann jedoch
so hoch sein, dass die aufgetaute Flüssigkeit verdampft oder
sich thermisch zersetzt.
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Daher
kann bei Verwendung heißer Medien aus dem Verbrennungsmotor
sowohl eine Temperaturmessung als auch -regelung notwendig sein.
Die Messung kann über Temperatursensoren realisiert werden,
die beispielsweise in vorteilhafter Weise in der Kaltstartheizung
integriert sind oder in oder an den Zuführleitungen der
heißen Medien beziehungsweise zumischbaren kalten Medien
vorgesehen sein. Die Temperaturregelung gestaltet sich schwierig,
da die Zufuhr der heißen Medien gegebenenfalls über Ventile
gesteuert werden muss oder die Medien durch Mischung mit kühleren
Medien oder anderweitige Abkühlung temperiert werden müssen.
Zusätzlich ist die Zuleitung der Medien zur Kaltstartheizung aufwendig,
da die Medien über Rohre oder Leitungen durch den Motorraum
geführt werden müssen.
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Um
solch eine aufwendige Zuführung und Temperaturregelung
zu vermeiden, kann es bei ausreichender elektrischer Energie vorteilhaft
sein, die Wärme der Kaltstartheizung elektrisch zu erzeugen. Auch
hier kann die Temperatur der Kaltstartheizung über Temperatursensoren
gemessen werden, deren Signal zur Steuerung der Kaltstartheizung
verwendet werden kann.
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Dabei
kann die Verwendung eines elektrischen Kaltleiters zur Wärmeerzeugung
vorteilhaft sein, da sich Kaltleiter nur bis zu einer vorgegebenen Grenztemperatur
aufheizen, bei welcher sich ihr elektrischer Widerstand sprunghaft
vergrößert, wodurch ein weiteres Aufheizen verhindert
wird. Somit ist eine Messung der Temperatur der Kaltstartheizung
zu deren Steuerung nicht unbedingt notwendig. Temperatursensoren
können jedoch auch hier verwendet werden, um beispielsweise
eine drohende Vereisung zu detektieren oder den Füllstand
im Tanksystem zu bestimmen. Dazu können die Temperatursensoren
auch in oder an der Kaltstartheizung, an der Innenseite des Tanksystems
oder auch in der Flüssigkeit vorgesehen sein. Als Temperatursensor kann
ein Kalt- oder auch ein Heißleiter oder auch ein anderer
Sensor verwendet werden. Zur Messung des Füllstands können
auch Sensoren zur Druckmessung oder optische Sensoren verwendet
werden.
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Wärmeabgabeelemente
leiten die Wärme vom Heizelement in die gefrorene Flüssigkeit.
Diese Wärmeabgabeelemente können form-, kraft-
oder stoffflüssig mit dem Heizelement verbunden sein. Dabei
ist es besonders vorteilhaft, wenn die Wärmeabgabeelemente
eine, im Vergleich zu ihrem Volumen, große Oberfläche
aufweisen.
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Des
Weiteren kann es vorteilhaft sein, wenn die Wärmeabgabeelemente
tellerförmig ausgeformt sind. Dabei können die
tellerförmigen Wärmeabgabeelemente rund sein oder
eine mehreckige Grundform aufweisen. Auch können die Wärmeabgabeelemente
stabförmig ausgestaltet sein und in einer Ebene senkrecht
vom Heizelement wegzeigen oder sternförmig oder auch beliebig
ausgerichtet sein. Diese stabförmigen Wärmeabgabeelemente
können eine gerade Grundform aufweisen, sie können
jedoch auch in ihrem Verlauf eine oder mehrere Richtungsänderungen
aufweisen, gekrümmt oder gewendelt verlaufen. Dabei ist
es vorteilhaft, wenn möglichst viele stabförmige
Wärmeabgabeelemente vorgesehen sind und sich diese bis
an den Rand des Kaltstartvolumens erstrecken.
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Die
Wärmeabgabeelemente können in ihrem mittleren
Bereich mit dem Heizelement verbunden sein oder auch außermittig.
Zueinander können die Wärmeabgabeelemente parallel
stehen oder auch beliebig ausgerichtet sein.
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Das
Wärmeabgabeelement der Kaltstartheizung und hier insbesondere
des Teils, der den Belüftungskanal schmilzt, kann jedoch
auch als ein im Wesentlichen zylinderförmiger Stab ausgebildet
sein, was die Produktion und die Montage der Kanalheizung vereinfacht.
Diese Kanalheizung kann, wie auch der Rest der Kaltstartheizung,
in ihrem Inneren hohl und insbesondere rohrförmig ausgestaltet
sein. Dies hat den Vorteil, dass die so ausgestaltete Kaltstartheizung
die Funktion der Entnahmeleitung im Inneren des Haupttanks fortsetzt.
Das rohrförmig Wärmeabgabeelement kann gerade,
gekrümmt, gewendelt oder beliebig ausgeformt sein und in
seinem Verlauf mindestens eine Richtungsänderung aufweisen.
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Um
eine gute Wärmeleitfähigkeit der Wärmeabgabeelemente
und des Heizelementes nicht nur durch deren Geometrie zu erreichen,
kann es vorteilhaft sein, wenn die Elemente aus einem Material mit
hoher Wärmeleitfähigkeit bestehen. Hier kann ein
Metall, beispielsweise Kupfer, eingesetzt werden. Falls die Flüssigkeit
beispielsweise mit Kupfer reagiert, also korrosiv ist, können
die Elemente auch aus einem anderen Metall, wie etwa Edelstahl,
beispielsweise Cr-Ni-Stahl, bestehen.
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Im
Wesentlichen kann das Kaltstartvolumen zumindest teilweise auch
in Form eines Zusatztanks außerhalb des Vorratsbehälters
angeordnet sein. Dabei kann der Zusatztank direkt mit dem Haupttank
an seiner Unterseite, an einem Seitenteil oder der Oberseite verbunden
sein Mindestens eine Entnahmeöffnung in der Wandung des
Haupttanks und eine Einflussöffnung im Zusatztank ermöglichen
bei einer entsprechenden Anordnung der beiden Tanks eine fluidleitende
Verbindung zwischen den Tanks, in der sich die Öffnungen
zumindest teilweise überlappen.
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Ist
der Zusatztank so angeordnet, dass die Entnahmeöffnung
des Haupttanks nicht in seinem unteren Bereich vorgesehen ist, kann
eine rohrförmig ausgeformte Leitung, deren oberes Ende
mit der Ausflussöffnung verbunden ist, in den unteren Bereich
des Haupttanks ragen. Mit der Leitung kann die aufgetaute Flüssigkeit
auch abgesaugt werden, auch wenn der Tank nicht bis zu seinem Maximum
befüllt ist.
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Die
rohrförmige Leitung kann auch als flexibler Saugschlauch
oder als ein festes Rohr aus Metall oder Kunststoff ausgeformt sein.
Die Leitung kann mit Heizelementen und/oder Wärmeabgabeflächen versehen
sein oder selbst eine Wärmeabgabefläche der Kaltstartheizung
sein.
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Sollte
eine solche Anordnung mit Zusatztank, beispielsweise aus Platzmangel
im Bereich des Haupttanks, nicht möglich sein und trotzdem
auf eine Ausgestaltungsform mit Zusatztank zurückgegriffen werden
wollen, so kann der Zusatztank auch räumlich entfernt oder
getrennt vom Haupttank angeordnet werden. In dieser Anordnung kann
eine Fluidleitung, zum Beispiel ein Schlauch, die Entnahmeöffnung
des Haupttanks mit der Einflussöffnung des Zusatztanks
flüssigkeitsleitend verbinden. Die Leitung kann beheizbar
sein und über ein separates Heizelement verfügen
oder durch die Heizung des Zusatztanks oder die Kaltstartheizung
beheizbar sein. Insbesondere kann die Kaltstartheizung auch den
Zusatztank und die Fluidleitung beheizen.
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Der
Zusatztank weist wenigstens eine Einfluss- und eine Entnahmeöffnung
auf und bildet mit dem Haupttank und mit einer die Tanks gegebenenfalls
verbindenden Fluidleitung das Tanksystem.
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In
allen genannten Ausführungsformen mit Zusatztank wird ein
zusammenhängender Bereich zwischen dem Flüssigkeitsspiegel
im Haupttank und zumindest der Entnahmeöffnung des Tanksystems im
Zusatztank aufgeschmolzen.
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Die
Saugpumpe kann hier im Verlauf der Fluidleitung oder hinter der
Entnahmeöffnung entweder direkt oder im Verlauf der Entnahmeleitung
angeordnet sein.
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Die
Entnahmeöffnung des Zusatztanks kann, wie auch die Entnahmeöffnung
des Haupttanks, in verschiedenen Bereichen des Zusatztanks vorgesehen
sein. Befindet sich die Ent nahmeöffnung nicht im unteren
Bereich des Zusatztanks, so kann auch hier die oben beschriebene
rohrförmig ausgeformte Leitung zur Entnahme der aufgeschmolzenen Flüssigkeit
verwendet werden.
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Wenn
der Zusatztank keine Entnahmeöffnung aufweisen soll, kann
die Fluidleitung zwischen den beiden Tanks in ihrem Verlauf eine
Abzweigung aufweisen, von der eine Abzweigungsleitung abgeht. Dabei
bildet ein Teil der Abzweigung beziehungsweise der Abzweigungsleitung
die verbraucherseitige Entnahmeöffnung. Hier kann an oder
vor der Entnahmeöffnung die Saugpumpe vorgesehen sein.
Der Zusatztank ist hier jedoch gegebenenfalls mit einer Belüftungsvorrichtung
zu versehen.
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Das
Kaltstartvolumen kann zumindest teilweise aus dem Inhalt der beheizbaren
Entnahmeleitung bestehen, die sich von der Entnahmeöffnung
bis zur gegebenenfalls beheizbaren Saugpumpe oder bis zum Flüssigkeitsverbraucher
erstrecken kann und dabei gegebenenfalls die Saugpumpe mit umfassen
kann. Sollte das Kaltstartvolumen bis zum Flüssigkeitsverbraucher
reichen, so kann dieser, falls nötig, auch über
die Kaltstartheizung beheizbar sein.
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Die
verschiedenen Bestandteile der erfindungsgemäßen
Vorrichtung können in unterschiedlichen vorteilhaften Reihenfolgen
miteinander kombiniert werden. Die Reihenfolge der einzelnen Elemente
ist hier beispielhaft in Flussrichtung der Flüssigkeit beschrieben.
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So
kann es vorteilhaft sein, wenn die Kaltstartheizung einen Entlüftungskanal
im Bereich zwischen dem Flüssigkeitsspiegel und der höhlenförmig aufgeschmolzenen
Ausbuchtung des Kaltstartvolumens aufschmilzt. Die Ausbuchtung befindet
sich im unteren Bereich des Haupttanks. Im unteren Bereich des Kaltstartvolumens
mündet an der Entnahmeöffnung die Entnahmeleitung.
Ihr folgt gegebenenfalls die Saugpumpe, die die aufgetaute Flüssigkeit
zu einem Verbraucher befördert.
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Die
höhlenförmige Ausbuchtung kann auch an den Flüssigkeitsspiegel
angrenzen. Die Kaltstartheizung kann dann zumindest das untere Ende
dieses Volumens mit dem ebenfalls aufgeschmolzenen Bereich an der
Mündung der Entnahmeleitung kanalförmig verbinden
und auch hier einen durchgängig aufgeschmolzenen Bereich
zwischen Flüssigkeitsspiegel und Entnahmeöffnung
erzeugen.
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Liegt
das Kaltstartvolumen im Wesentlichen im Zusatztank außerhalb
des Haupttanks und sind die Tanks über die beheizbare Fluidleitung
miteinander verbunden, so kann die Kaltstartheizung so im Haupttank
angeordnet sein, dass sie die gefrorene Flüssigkeit zwischen
dem Flüssigkeitsspiegel und der Mündung der Entnahmeleitung
auftaut, die beheizbare Fluidleitung die gefrorene Flüssigkeit
zwischen dem aufgeschmolzenen Bereich im Haupttank und dem im Zusatztank
und die Heizung im Zusatztank die dort befindliche Flüssigkeit
auftaut. An der Entnahmeöffnung des Zusatztanks kann gegebenenfalls
direkt oder über eine sich anschließende Entnahmeleitung
eine Pumpe angeschlossen sein, die die aufgetaute Flüssigkeit
zum Verbraucher pumpen kann.
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Tritt
die Entnahmeleitung im oberen Bereich eines der Tanks in diesen
ein und endet in seinem unteren Bereich, so kann ihr Mantel einen
Teil der Kaltstartheizung beinhalten und die Entnahmeleitung kann
sowohl in ihrem Inneren als auch außen an ihrem Mantel
angrenzende Flüssigkeit auftauen.
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Sowohl
der Haupttank als auch der Zusatztank können aus Metall
oder aus Kunststoff bestehen. Sie können aus mehreren Einzelteilen
zusammengesetzt sein, die miteinander verschweißt, vernietet,
verklebt oder auf eine andere Weise flüssigkeitsdicht miteinander
verbunden sind. Die Tanks können auch einstückig
ausgeformt und ihre Entnahmeöffnung kann gegebenenfalls
mit einem wiederverschließbaren Deckel versehen sein, der
ein- oder aufschraubbar sein kann oder auch mit Hilfe einer Spange
oder eines anderen Klemmelementes verklemmbar sein kann. Die Tanks
können einen rechteckigen, runden, ellipsoiden oder auch
einen anderen Querschnitt aufweisen und als Rotationskörper ausgeformt
sein beziehungsweise eine zylindrische Grundform aufweisen.
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Ist
die Kaltstartheizung an ihrem oberen Ende mit einem Verschlusselement,
beispielsweise einem Deckel mit Innen- oder Außengewinde,
verbunden, kann sie mit entsprechend am Tank vorzusehenden Gegenverschlusselementen
verschraubt und so am Tank befestigt werden. Insbesondere kann das Gegenverschlusselement
Teil der Einfüllöffnung sein. Die Kaltstartheizung
kann auch anders, beispielsweise mit einem Klemmelement, am Tank
befestigt oder in eine Öffnung der Wandung des Tanks eingepresst sein.
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Beide
Tanks können womöglich mehrere Druckausgleichsvorrichtungen
aufweisen. So kann beispielsweise ein Unterdruckventil ein Gas,
beispielsweise Luft, in einen der Tanks einlassen, wenn der Tank
zu einem gewissen Grad geleert wurde und im Gasvolumen ein vorbestimmter
Unterdruck entstanden ist. Die Druckausgleichsvorrichtung kann auch
ein schalt bares Ventil sein, das mit Hilfe eines Signals eines in
einem Tank vorgesehenen Drucksensors gesteuert wird. Auch eine Entlüftung
des Tanksystems kann so realisiert werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand von Ausführungsformen
mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Die unterschiedlichen
Merkmale der Ausführungsformen können dabei unabhängig
voneinander kombiniert werden, wie es bei den einzelnen vorteilhaften
Ausgestaltungen bereits dargelegt wurde.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Erfindung, das sich von dem in der 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel durch die andere Anordnung des Kaltstartvolumens
unterscheidet;
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3 eine
schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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4 eine
schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels
der Erfindung, das sich von den bisherigen Ausführungsbeispielen
durch einen Zusatztank unterscheidet;
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5 eine
schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels
der Erfindung, in dem der Zusatztank anders angeordnet ist;
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6 eine
schematische Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels
der Erfindung mit einer in den Tank ragenden Entnahmeleitung;
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7 eine
schematische Darstellung eines siebten Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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8 eine
schematische Darstellung eines achten Ausführungsbeispiels
der Erfindung mit Zusatztank;
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9 eine
schematische Darstellung eines neunten Ausführungsbeispiels
der Erfindung, das im Wesentlichen eine mögliche Ausführungsform
der Wärmeabgabeelemente zeigt;
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10 eine
schematische Darstellung eines zehnten Ausführungsbeispiels
der Erfindung mit Bezug auf die Wärmeabgabeelemente;
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11 eine
schematische Darstellung eines elften Ausführungsbeispiels
der Erfindung.
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Zunächst
wird der Aufbau eines erfindungsgemäßen Tankentnahmesystems
mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel der 1 beschrieben.
Hier wird schematisch das erfindungsgemäße Tankentnahmesystem 1 mit
dem Haupttank 2 gezeigt. Der Haupttank 2 weist
in seinem oberen Bereich eine Einfüllöffnung 3 auf.
In seinem unteren Bereich befindet sich eine Entnahmeöffnung 4.
Im Bereich der Entnahmeöffnung 4 befindet sich
das als im Wesentlichen höhlenförmige Ausbuchtung
ausgeformte Kaltstartvolumen 5. Ein Teil der Kaltstartheizung 6 ist
in der oberen Wandung 7 des Haupttanks 2 montiert und
reicht bis in das Kaltstartvolumen 5.
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Der
Haupttank 2 kann aus einem Kunststoff oder einem Metall
bestehen und, wie hier gezeigt, aus einem Stück oder auch
aus mehreren Elementen gefertigt sein. Ist er aus mehreren Elementen
gefertigt, so können diese miteinander verschweißt,
vernietet, verschraubt, verklebt oder auf eine andere Weise miteinander
verbunden sein, so dass ein flüssigkeitsdichter Tank entsteht.
Der hier gezeigte Haupttank 2 weist einen rechteckigen
Querschnitt auf. Jedoch kann der Haupttank 2 auch einen
runden, ellipsoiden oder einen anderen Querschnitt aufweisen und
als Rotationskörper ausgeformt sein oder eine zylindrische
Grundform aufweisen.
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Die
Einfüllöffnung 3 weist hier eine aufschraubbare
Verschlusskappe 8 auf, mit der die Einfüllöffnung 3 wiederholt öffen-
und schließbar ist. Alternativ kann anstelle der gezeigten
Verschlusskappe 8 auch eine Schnellkupplung zur Anbindung
von Einfüllleitungen vorgesehen sein, die auch mit den dafür
vorgesehenen Elementen der Einfüllöffnung 3 verschraubbar
sein können.
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Die
Kaltstartheizung 6 ist hier durch die obere Wandung 7 in
den Haupttank 2 eingesteckt. Dabei kann sie durch in der
Wandung 7 und/oder an der Kaltstartheizung 6 gegebenenfalls
vorgesehene Dichtmittel, wie etwa O-Ringe, abgedichtet werden. Es
ist jedoch auch möglich, wenn auch hier nicht gezeigt,
dass das obere Ende 9 der Kaltstartheizung 6 als
aufschraubbares beziehungsweise einschraubbares Element ausgeformt
ist, so dass die Kaltstartheizung 6 beziehungsweise ihr
oberes Ende 9 in die Wandung 7 eingeschraubt werden
kann, wenn in ihr ein passendes Gegengewinde vorgesehen ist. Ist das
obere Ende 9 als aufschraubbare Kappe ausgeformt, so kann
das obere Ende 9 der Kanalheizung 6 als Verschlusskappe 8 dienen.
Hierzu ist die Einfüllöffnung 3 entsprechend
auszurichten. Neben dem oberen Ende 9 der Kanalheizung 6 ist
die Belüftungsvorrichtung 10 gezeigt. Sie kann auch
als Teil der Verschlusskappe 8 beziehungsweise des oberen
Endes 9 der Kanalheizung 6 ausgeformt sein.
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Die
Belüftungsvorrichtung 10 kann ein Unterdruckventil
sein, das ein Gas, beispielsweise die umgebende Luft, in den Vorratsbehälter 2 einlässt,
sobald die Flüssigkeit 11 zu einem gewissen Grad
aus dem Vorratsbehälter 2 entnommen ist, wodurch
im Gasvolumen 12 oberhalb der Flüssigkeit 11 ein
Unterdruck entsteht. Hier nicht gezeigt, aber dennoch auch möglich,
können Füllstands- oder Drucksensoren im oder
am Vorratsbehälter vorgesehen sein, über deren
Signale auch die Belüftungsvorrichtung 10 steuerbar
sein kann. Ein Wärmeabgabeelement 13 der Kaltstartheizung 6 ist
hier stabförmig ausgeformt gezeigt und ragt durch einen
an das Gasvolumen 12 angrenzenden Flüssigkeitsspiegel
O bis in den unteren Bereich des Haupttanks 2.
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Die
Haupttankheizvorrichtung 14 ist hier im linken Bereich
der Flüssigkeit 11 gezeigt. Die Haupttankheizvorrichtung 14 kann
Wärme mittels elektrischer Energie erzeugen oder über
heiße Abgase beziehungsweise Kühlflüssigkeiten
aus dem Verbrennungsmotor geheizt werden. Zuführ- bzw.
Abführleitungen 15 für die elektrische
Energie beziehungsweise die heißen Medien sind hier durch
eine seitliche Wandung 16 des Haupttanks 2 geführt
gezeigt. Deren Anordnung kann beliebig variiert werden.
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Die
hier gezeigte gewendelt ausgeformte Haupttankheizvorrichtung 14 kann
auch gerade oder bogenförmig ausgeformt sein und auch weitere
Wärmeabgabeflächen 13 aufweisen, die
beispielsweise teller- oder stabförmig ausgeformt sein
können.
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Der
höhlenförmige Teil des Kaltstartvolumens 5 ist
mit einer vertikalen Trennwand 17, die auf der unteren
Wandung 18 des Haupttanks 2 fußt, zumindest
teilweise vom restlichen Volumen des Haupttanks 2 getrennt.
Im höhlenförmigen Teil des Kaltstartvolumens 5 ist
ein zusätzlicher Teil der Kaltstartheizung 6 angedeutet,
die hier mit beispielsweise einem Kaltleiter die elektrische in
thermische Energie umwandelt. Auch dieser Teil der Kaltstartheizung 6 kann über
heiße gasförmige oder flüssige Medien
aus dem Verbrennungsmotor beheizt werden, was hier jedoch nicht
gezeigt ist. Die Heizelemente 19 der Kaltstartheizung 6 können
in einem begrenzten Bereich der Kaltstartheizung 6 angeordnet
sein oder beliebig und insbesondere in deren Verlauf verteilt sein.
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Im
unteren Bereich des Kaltstartvolumens 5 mündet
die Entnahmeöffnung 4, die mit einer beheizbaren
Entnahmeleitung 20 verbunden ist. Die Entnahmeleitung 20 kann,
wie hier ge zeigt, eine elektrische Heizung aufweisen oder auch über
heiße gasförmige oder flüssige Medien
beheizbar sein. Im weiteren Verlauf der Entnahmeleitung 20 ist
eine Pumpe 21 gezeigt, die ebenfalls beheizbar sein kann.
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Alle
hier erwähnten und gezeigten Heizvorrichtungen 6 und 14 können über
hier nicht erkennbare Temperatursensoren verfügen, die
eine Erwärmung auf Temperaturen im Bereich der Siedepunkte der
Flüssigkeiten oder deren Komponenten erkennen, und über
eine hier nicht gezeigte Steuerungselektronik kann die Heizleistung
reduziert werden. Insbesondere kann mit einem solchen Aufbau auch
ein Aufheizen der Harnstofflösung auf Temperaturen im Bereich
von 60°C oder höher verhindert werden, wodurch
ein thermisches Zersetzen des Harnstoffs verhindert wird.
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2 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei für Elemente,
die in Funktion und Aufbau den Elementen des Ausführungsbeispiels
der 1 entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Der Kürze halber wird auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel
der 1 eingegangen.
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Der
höhlenförmige Teil des Kaltstartvolumens 5 in
der 2 ist mit der zusätzlichen Kaltstartheizung 6 nicht
im unteren Bereich des Haupttanks 2 gezeigt, sondern direkt
unterhalb des Flüssigkeitsspiegels O. Die vertikale Trennwand 17 fußt
hier auf einer horizontalen Trennwand 22, die wiederum
mit der seitlichen Wandung 16 des Vorratsbehälters 2 verbunden
ist. Die horizontale Trennwand 22 kann auch mit einer anderen
Seitenwand verbunden sein. Im mittleren Bereich der Trennwand 22 ist
eine Durchflussöffnung 23 vorgesehen, durch die
die stabförmige Kaltstartheizung 6 durchgeführt
werden kann und die vorzugsweise zusätzlich noch Raum lässt,
so dass aufgeschmolzene Flüssigkeit 11 aus dem
oberen Bereich des Kaltstartvolumens 5 entlang der Kaltstartheizung 6 in
Richtung der Entnahmeöffnung 4 fließen
kann. Die Trennwände 17 und 22 können
aus einem wärmeleitenden Material bestehen und mit der
Kaltstartheizung 6 wärmeleitend verbunden und
somit Teil der Kaltstartheizung 6 sein.
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3 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel, wobei für Elemente,
die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele
der 1 oder 2 entsprechen, dieselben Bezugszeichen
verwendet werden. Der Kürze halber wird auf die Unterschiede
zu den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 eingegangen.
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In 3 reicht
das Kaltstartvolumen 5 vom unteren Bereich des Haupttanks 2 bis
zum Flüssigkeitsspiegel O der Flüssigkeit 11.
Die vertikale Trennwand 17 trennt das Kaltstartvolumen 5 im
Wesentlichen auf der gesamten Höhe des Haupttanks 2 von seinem
restlichen Hauptvolumen H ab. Nur im unteren Bereich der Trennwand 17 ist
eine Durchflussöffnung 23 gezeigt, durch die nicht
gefrorene Flüssigkeit 11 fließen kann.
Die Entnahmeleitung 20 ist hier durch die obere Wandung 7 des
Haupttanks 2 geführt und mündet im unteren
Bereich des Kaltstartvolumens 5. Neben ihrer Transportfunktion
fungiert die Entnahmeleitung 20 hier auch als Kaltstartheizung 6. Der
Außerhalb des Haupttanks 2 gelegene Bereich der
Entnahmeleitung 20 ist hier mit einer separaten Heizvorrichtung
beheizt gezeigt. Jedoch kann auch die Kaltstartheizung 6 den
außerhalb des Haupttanks 6 gelegenen Bereich heizen,
wodurch ein zusätzliches Heizelement für die Entnahmeleitung 20 entfallen
kann. Im weiteren Verlauf der Entnahmeleitung 20 ist wieder
eine Pumpe 21 gezeigt. Die Entnahmeöffnung 4 wird
hier durch das untere Ende der in den Haupttank 2 ragenden
Entnahmeleitung 20 gebildet.
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4 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel, wobei für Elemente,
die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele
der vorherigen Figuren entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet
werden. Der Kürze halber wird auf die Unterschiede zu den
Ausführungsbeispielen der schon beschriebenen Figuren eingegangen.
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Die 4 zeigt
das erfindungsgemäße Tankentnahmesystem 1,
wobei das Kaltstartvolumen 5 sich hier im Wesentlichen
in einem Zusatztank 24 außerhalb des Haupttanks 2 befindet.
Der externe Zusatztank 24 ist über die Fluid-
oder Entnahmeleitung 20 mit dem Haupttank 2 verbunden.
Die Entnahmeleitung 20 ist auch hier durch die obere Wandung 7 in
den Haupttank 2 geführt und mündet in
dessen unteren Bereich, wobei sie durch gegebenenfalls fest mit
der Wandung des Haupttanks 2 verbundenen Sicherungselementen 18',
die als zwei Ausbuchtungen der unteren Wandung 18 dargestellt
sind, gegen eine beispielsweise durch Eisbildung hervorgerufene
Verschiebung und womöglich daraus resultierende Beschädigung
geschützt sein kann. Die Sicherungselemente 18' können
die Entnahmeleitung 20 in allen in der Einbausituation
des Haupttanks 2 horizontal und/oder vertikal verlaufenden
Richtungen vor der Verschiebung schützen, sind dabei jedoch
so ausgeformt oder angeordnet, dass sie ein Abfließen beziehungsweise
Abpumpen von nicht gefrorener Flüssigkeit höchstens
unwesentlich beeinflussen.
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Auch
hier erfüllt die Entnahmeleitung 20 wieder die
Funktion der Kaltstartheizung 6. Der Zusatztank ist mit
seiner Zusatztankheizung 25 dargestellt, die ein Bestandteil
der Kaltstartheizung ist. An der Entnahmeöffnung 4 des
Tanksystems ist eine Pumpe 21 angeschlossen.
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Ein
fünftes Ausführungsbeispiel zeigt die 5,
wobei auch hier für Elemente, die in Funktion und Aufbau
den Elementen der Ausführungsbeispiele der vorherigen Figuren
entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze
halber wird auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen
der schon beschriebenen Figuren eingegangen.
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In
der 5 ist das Kaltstartvolumen 5 wieder im
Wesentlichen im externen Zusatztank 24 außerhalb
des Haupttanks 2 angeordnet gezeigt. Die Entnahmeleitung 20 führt
vom Zusatztank 24 zum Haupttank 2 und mündet
in dessen unterer Wandung 18. Im Bereich der Mündung
der Entnahmeleitung 20 liegt das untere Ende der Kaltstartheizung 6.
Sowohl die Kaltstartheizung 6 als auch die Entnahmeleitung 20 und
die Zusatzheizung 25 können, wie hier gezeigt,
getrennt voneinander oder auch gemeinsam über eine einzelne
Kaltstartheizung elektrisch beheizbar sein oder auch über
gasförmige oder flüssige Medien aus dem Verbrennungsmotor
beheizt werden. In Flussrichtung F hinter dem Zusatztank 24 ist die
Pumpe 21 an der Entnahmeöffnung 4 angeschlossen
gezeigt.
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Die 6 zeigt
ein sechstes Ausführungsbeispiel, wobei auch hier für
Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele
der vorherigen Figuren entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet
werden. Der Kürze halber wird auf die Unterschiede zu den
Ausführungsbeispielen der schon beschriebenen Figuren eingegangen.
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In 6 ist
das erfindungsgemäße Tankentnahmesystem 1 mit
dem Haupttank 2 und der Entnahmeöffnung 4 in
seiner unteren Wandung 18 gezeigt. Das Kaltstartvolumen 5 wird
durch die rohrförmig ausgestaltete Kaltstartheizung 6 aufgeschmolzen,
die von unten durch die Entnahmeöffnung 4 in den
Haupttank 2 ragt. Außen an der Entnahmeöffnung 4 ist
die Entnahmeleitung 20 gezeigt, die mit der Kaltstartheizung 6 fest
verbunden ist. Entnahmeleitung 20 und Entnahmeöffnung 4 können
auch miteinander verspannt sein, über eine Schnellkupplung oder
auf eine andere Weise miteinander verbunden sein. Die Kaltstartheizung 6 ist
hier elektrisch beheizbar und schmilzt die gefrorene Flüssigkeit
in dem von ihr umschlossenen Raum und außen an ihrem Mantel
von der Entnahmeöffnung 4 bis hin zum Flüssigkeitsspiegel
O der gefrorenen Flüssigkeit 11 auf. Im unteren
Bereich der Kaltstartheizung 6 weist sie eine Durchflussöffnung 23 auf,
durch die aufgetaute Flüssigkeit 11 außerhalb
des Kaltstartvolumens 5 in Richtung der Entnahmeöffnung 4 fließen
kann.
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Im
siebten Ausführungsbeispiel, das die 7 zeigt,
sind für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen
der Ausführungsbeispiele der vorherigen Figuren entsprechen,
ebenfalls dieselben Bezugszeichen verwendet. Der Kürze
halber wird auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen
der schon beschriebenen Figuren eingegangen.
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In 7 ist
eine ähnliche Ausführungsform gezeigt wie in der 6.
Jedoch weist die rohrförmige Kaltstartheizung 6 hier
nicht eine Durchflussöffnung 23 in ihrem unteren
Bereich auf, sondern mehrere Durchflussöffnungen 23,
die sich auf die gesamte Länge der Kaltstartheizung 6 verteilen.
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Ein
achtes Ausführungsbeispiel zeigt die 8,
wobei auch hier für Elemente, die in Funktion und Aufbau
den Elementen der Ausführungsbeispiele der vorherigen Figuren
entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze
halber wird auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen
der schon beschriebenen Figuren eingegangen.
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In
der 8 ist das erfindungsgemäße Tankentnahmesystem 1 mit
einem Haupttank 2 und einem über eine Entnahme-
oder auch Fluidleitung 20 mit dem Haupttank 2 verbundenen
Zusatztank 24 gezeigt. Die Entnahmeöffnung 4 befindet
sich hier in der Fluidleitung 20. Von der Öffnung
geht eine Entnahmeleitung 20' ab, an der in ihrem Verlauf
eine Saugpumpe 21 angeschlossen gezeigt ist. Das Kaltstartvolumen 5 wird
durch drei hier separat beheizte Bereiche gebildet: durch das Volumen
im Zusatztank 24, durch das Volumen in der Fluid- beziehungsweise Entnahmeleitung 20 und
durch das kanalförmig abgeschmolzene Volumen im Haupttank 2.
Diese drei separat aufschmelzbaren Bereiche sind hier also als eine
dreiteilige Kaltstartheizung dargestellt, wobei die Kaltstartheizung
je nach Ausführungsform auch mehr oder weniger Kaltstartheizungsteile
umfassen kann.
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Die
weiteren Ausführungsbeispiele zeigen die 9, 10 und 11 und
beschränken sich auf die im Wesentlichen stabförmige
Kanalheizung 6 und deren mögliche beispielhafte
Ausgestaltungsformen, wobei auch hier für Elemente, die
in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele
der vorherigen Figuren entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet
werden. Die anderen Bestandteile der Kaltstartheizungen können
auch in den hier beschriebenen Varianten und insbesondere mit den
unterschiedlichen Wärmeabgabeflächen ausgestaltet
sein.
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In
der 9 ist die Kaltstartheizung 6 mit einem
deckelförmigen oberen Ende 26 und mit drei zusätzlichen
tellerförmigen Wärmeabgabeelementen 27 gezeigt.
Die Wärmeabgabe elemente 27 weisen im Wesentlichen
senkrecht vom hier gerade ausgeformten stabförmigen Grundkörper 28 der
Kaltstartheizung 6 weg. Die Wärmeabgabeelemente 27 können
einstückig mit dem Grundkörper 28 ausgeformt sein
oder auch auf diesen aufgesteckt, ein- oder aufgeschraubt oder anderweitig
mit diesem verbunden sein. Tellerförmige Wärmeabgabeelemente 27 können,
wie hier gezeigt, in ihrem mittleren Bereich mit dem Grundkörper 28 verbunden
sein oder auch außermittig. Hier sind drei Wärmeabgabeelemente 27 gezeigt,
es können jedoch auch mehr oder weniger Wärmeabgabeflächen 27 vorhanden
sein. Am vom deckelförmigen Ende 26 weg weisenden
Ende 29 ragt ein Teil des Grundkörpers 28 aus
der untersten tellerförmigen Wärmeabgabefläche 27 heraus.
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Das
deckelförmige Ende 26 ist hier als im Wesentlichen
rotationssymmetrischer Körper gezeigt, dessen scheibenförmige
Basis 30 im Wesentlichen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung
des Grundkörpers 28 ausgerichtet gezeigt ist.
Am äußeren Rand der Basis 30 des deckelförmigen
Endes 26 ist ein Kragen 31 gezeigt, der im Wesentlichen
senkrecht auf der Basis 30 steht und in die Ausbreitungsrichtung
des Grundkörpers 28 der Kanalheizung 6 weist.
Am inneren Rand 32 des Kragens 31 ist ein Gewinde
angedeutet, mit dem die Kanalheizung 6 auf eine außen
am Haupttank 2 vorgesehene Aufnahme aufgeschraubt werden
kann. Falls eine weitere Abdichtung nötig sein sollte,
so können im Bereich der Basis 30 oder auch in
der am Haupttank 2 vorzusehenden Aufnahme weitere Dichtmittel,
wie etwa O-Ringe vorhanden sein, was hier jedoch nicht gezeigt ist.
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Das
deckelförmige Ende 26 kann in seinem äußeren
Bereich Flächen oder Schlitze aufweisen, die seine Verdrehung
mit Hilfe eines Werkzeuges ermöglichen. Elektrische Anschlüsse
oder Zuführleitungen für heiße Medien
sind hier nicht gezeigt.
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10 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei für Elemente,
die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele
der vorherigen Figuren, insbesondere der 9 entsprechen, dieselben
Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird auf
die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel der 9 eingegangen.
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In
der 10 ist die Kaltstartheizung 6 wieder
mit dem deckelförmigen oberen Ende 26 gezeigt. Am
gerade ausgeformten Grundkörper 28 sind hier jedoch
keine tellerförmigen Wärmeabgabeflächen 27,
sondern stabförmige Wärmeabgabeelemente 33 gezeigt.
Die stabförmigen Wärmeabgabeelemente 33 können
einstückig mit dem Grundkörper 28 ausgeformt
sein oder in diesen eingeschraubt oder auch anderweitig mit ihm
verbunden sein. Hier weisen die Wärmeabgabeelemente 33 sternförmig
vom Grundkörper 28 weg. Sie können jedoch
auch beliebig, insbesondere senkrecht zum Grundkörper 28 oder
anders ausgerichtet sein und müssen auch nicht, wie hier
gezeigt, in regelmäßigen Abständen vorhanden sein.
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Die
Wärmeabgabeelemente 33 der 10 können
wie auch die Wärmeabgabeelemente 27 der 6 elektrische
Heizelemente beinhalten oder von heißen Medien durchströmt
werden.
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Schließlich
zeigt die 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel,
wobei für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen
der Ausführungsbeispiele der bisherigen Figuren, insbesondere der 9 oder 10 entsprechen
dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird
auf die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen der bisherigen
Figuren eingegangen.
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11 zeigt
eine Grundform der Kanalheizung 6. Der Grundkörper 28 ist
hier als gerader, zylinderförmiger Stab ausgeformt gezeigt,
der gleichzeitig als Wärmeabgabefläche 13 dient.
Sein Durchmesser vergrößert sich im oberen Bereich 34.
Im oberen Bereich 34 ist ein umlaufender Bereich 35 gezeigt,
der eine Dichtung aufnehmen kann. Diese Dichtung kann mit der Innenwandung
einer Öffnung im Haupttank 2 interagieren und
so die Öffnung, durch die die Kaltstartheizung 6 in
den Haupttank 2 eingesteckt werden kann, dicht verschließen.
Dieses oder auch ein anderes Dichtungsmittel kann auch an anderen
geeigneten Stellen vorhanden sein. Anstelle oder zusätzlich
zum Dichtmittel kann hier auch ein Innengewinde zur Aufnahme durch
ein in der Wandung 7, 16 und 18 der Tanks 2 und 24 vorgesehenes
Gegengewinde vorgesehen sein. Hier ist das obere Ende der Kanalheizung 6 plattenförmig
ausgeformt. Diese hier so genannte Abschlussplatte 36 kann auch
hier nicht erkennbare Flächen oder Schlitze aufweisen,
die eine Montage beziehungsweise Demontage der Kanalheizung 6 mit
Hilfe eines Werkzeuges vereinfachen. Anstatt der Abschlussplatte 36 kann sich
hier auch der Deckel 26 befinden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006027487
A1 [0009, 0010]
- - DE 102005046029 A1 [0012]