DE102018202210A1

DE102018202210A1 - Trägeranordnung für ein System zur selektiven katalytischen Reduktion und ein System zur selektiven katalytischen Reduktion

Info

Publication number: DE102018202210A1
Application number: DE102018202210.0A
Authority: DE
Inventors: Juergen Hanneke; Suresh Kumar Palanisamy
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Robert Bosch Engineering and Business Solutions Pvt Ltd
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Bosch Global Software Technologies Pvt Ltd
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2018-09-06
Also published as: FR3063516B1; FR3063516A1; US20180252138A1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Trägeranordnung 200 für ein System 100 zur selektiven katalytischen Reduktion. Die Trägeranordnung 200 umfasst eine Heizvorrichtung 201, die dazu ausgeführt ist, ein Arbeitsmedium aus einem Tank 300 zu erwärmen. Die Trägeranordnung 200 umfasst ferner mindestens eine Drahtheizvorrichtung 202 mit zwei Enden 202a, 202b. Das erste Ende der beiden Enden 202a, 202b der Drahtheizvorrichtung 202 ist mit einem Halteelement 203 verbunden, und das zweite Ende der beiden Enden 202a, 202b der Drahtheizvorrichtung 202 ist mit einem Halteelement 203 verbunden. Die Offenbarung offenbart ferner ein Zufuhrmodul 400 und ein System 100 zur selektiven katalytischen Reduktion.

Description

Die folgende Beschreibung beschreibt und bestimmt die Beschaffenheit der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise, auf die sie durchzuführen ist:
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Trägeranordnung für ein System zur selektiven katalytischen Reduktion.
Hintergrund der Erfindung
Ein System zur selektiven katalytischen Reduktion ist eine Technologie, die bei Dieselmotoren zur Reduzierung von NOx-Emissionen unter Einsatz einer chemischen Reaktion zwischen einer wässrigen Harnstofflösung und Abgas eingesetzt wird. Der Hydraulikkreis des Systems zur selektiven katalytischen Reduktion besteht aus einem Speichertank, einer Pumpe, Filtern, Ventilen, einem Schlauch und einer Sprühvorrichtung und wässriger Harnstofflösung als Arbeitsmedium. Im Allgemeinen pumpt das Zufuhrmodul das Arbeitsmedium zu dem Dosierungsmodul. Vor dem Pumpen des Arbeitsmediums wird das Arbeitsmedium gefiltert, um sicherzustellen, dass sauberes Arbeitsmedium dem Dosierungsmodul zugeführt wird. Der Hauptfilter ist dauerhaft an der Trägeranordnung, die den Pegelsensor hält, fixiert oder damit verschweißt. Die Trägeranordnung ist an den Tank angebaut. Bei Bedingungen von Temperaturen unter null gefriert das Arbeitsmedium und somit ist eine Heizvorrichtung zum Erwärmen des Arbeitsmediums und zur Sicherstellung der Zufuhr von Arbeitsmedium zu dem Zufuhrmodul erforderlich.
In der Patentanmeldung US8479497B2 wird das Verfahren zum Betrieb eines SCR-Katalysators erläutert. Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Betrieb eines SCR-Katalysators zur Nachbehandlung von Abgasen eines Verbrennungsmotors bereit, wobei ein Reduktionsmitteltank mit Reduktionsmittel und eine Reduktionsmitteldosierungsvorrichtung vorgesehen sind. Der Reduktionsmitteltank weist mindestens eine Tankheizvorrichtung mit PTC-Eigenschaften auf. Eine Variable, die den Heizvorrichtungsstrom kennzeichnet, wird zum Detektieren von Hohlräumen in dem Reduktionsmitteltank bei gefrorenem Reduktionsmittel beschafft. Das Vorliegen von Hohlräumen wird durch eine Abweichung des beschafften Werts oder der beschafften Werte für die Variable, die den Heizvorrichtungsstrom kennzeichnet, von einem vorbestimmten Bezugswert, der für einen Reduktionsmitteltank ohne Hohlräume steht, nahegelegt.
Figurenliste
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen in ihren Grundzügen erläutert. In den Zeichnungen stellen:

1 eine Ansicht eines Systems 100 zur selektiven katalytischen Reduktion gemäß einer Ausführungsform einer Erfindung dar;
2 eine Ansicht einer Trägeranordnung 200 mit einem Hohlraum 301 gemäß einer Ausführungsform einer Erfindung dar; und
3 eine weitere Ansicht einer Trägeranordnung 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform einer Erfindung dar.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
1 zeigt eine Trägeranordnung 200 für ein System 100 zur selektiven katalytischen Reduktion. Die Trägeranordnung 200 umfasst eine Heizvorrichtung 201 und die Heizvorrichtung 201 ist dazu ausgeführt, ein Arbeitsmedium in einem Tank 300 zu erwärmen. Die Trägeranordnung 200 umfasst ferner mindestens eine Drahtheizvorrichtung 202 mit zwei Enden 202a, 202b. Ein erstes Ende der beiden Enden 202a, 202b der Drahtheizvorrichtung 202 ist dazu ausgeführt, Energie von einer Sammelschiene in der Trägeranordnung 200 aufzunehmen, und ein zweites Ende der beiden Enden 202a, 202b der Drahtheizvorrichtung 202 ist mit einem Halteelement 203 verbunden.
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung ist das Halteelement 203 ein schwimmendes Element. Beispielsweise ist das Halteelement 203 ein Kugelelement, das auf der Oberfläche des Arbeitsmediums schwimmt, wenn der Tank 300 gefüllt ist. Ein Ende der beiden Enden 202a, 202b der Drahtheizvorrichtung 202 ist mit dem Halteelement 203 verbunden und das andere Ende der beiden Enden 202a, 202b der Drahtheizvorrichtung 202 ist mit der Sammelschiene der Trägeranordnung 200 dahingehend verbunden, Energie für die Drahtheizvorrichtung 202 zum Betrieb zu erhalten.
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung ist das Halteelement 203 ein Federelement. Das Filterelement ist von einem Ende mit einer Oberseite des Tanks 300 und an dem anderen Ende der Drahtheizvorrichtung 202 verbunden. Die Drahtheizvorrichtung 202 hängt also von einem Ende aus von dem Federelement und von dem anderen Ende aus ist das Federelement mit der Oberseite oder der Decke des Tanks 300 verbunden.
Gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung umfasst die mindestens eine Drahtheizvorrichtung 202 mindestens einen Draht, der von einem Ende aus mit dem Halteelement 203 verbunden ist. Die Drahtheizvorrichtung 202 umfasst mindestens einen Draht, der an einem Ende mit dem Halteelement 203 und an dem zweiten Ende mit der Sammelschiene der Trägeranordnung 200 verbunden ist. In einem Fall gemäß der Darstellung in 3 kann die Drahtheizvorrichtung 202 eine Heizvorrichtung 302a mit mehreren Drähten aufweisen, deren eines Ende mit dem einen Halteelement 203a verbunden ist und das zweite Ende ist mit einer Sammelschiene der Trägeranordnung 200 zur Aufnahme von Energie verbunden.
Das Zufuhrmodul 400 für ein System 100 zur selektiven katalytischen Reduktion umfasst eine Pumpe 401, die an einer Trägeranordnung 200 angebaut ist, und die Trägeranordnung 200 umfasst eine Heizvorrichtung 201. Die Heizvorrichtung 201 ist dazu ausgeführt, ein Arbeitsmedium aus einem Tank 300 zu erwärmen. In dem Zufuhrmodul 400 umfasst die Trägeranordnung 200 ferner mindestens eine Drahtheizvorrichtung 202 mit zwei Enden 202a, 202b. Das erste Ende der beiden Enden 202a, 202b der Drahtheizvorrichtung 202 ist dazu ausgeführt, Energie von einer Sammelschiene in der Trägeranordnung 200 aufzunehmen, und das zweite Ende der beiden Enden 202a, 202b der Drahtheizvorrichtung 202 ist mit einem Halteelement 203 verbunden.
Der Aufbau der Drahtheizvorrichtung 202 in dem Tank 300 ist stets derart, dass ein Ende der beiden Enden 202a, 202b der Drahtheizvorrichtung 202 mit dem Halteelement 203 verbunden ist und das andere Ende der beiden Enden 202a, 202b der Drahtheizvorrichtung 202 mit der Sammelschiene der Trägeranordnung 200 zur Aufnahme von Energie verbunden ist.
Das System 100 zur selektiven katalytischen Reduktion umfasst einen Tank 300 für ein Arbeitsmedium, ein Zufuhrmodul 400, eine Trägeranordnung 200 und ein Dosierungsmodul 500. Der Tank 300 weist einen Einlasskanal zur Aufnahme des Arbeitsmediums in dem Tank 300 auf. Das Zufuhrmodul 400 ist in den Tank 300 eingebaut. Das Zufuhrmodul 400 umfasst eine Trägeranordnung 200 und eine Pumpe 401, die an die Trägeranordnung 200 angebaut ist. Die Trägeranordnung 200 umfasst eine Heizvorrichtung 201. Die Heizvorrichtung 201 ist dazu ausgeführt, das Arbeitsmedium aus einem Tank 300 zu erwärmen, und das Dosierungsmodul 500 ist dazu ausgeführt, das Arbeitsmedium aus dem Zufuhrmodul 400 aufzunehmen. Die Trägeranordnung 200 umfasst mindestens eine Drahtheizvorrichtung 202 mit zwei Enden 202a, 202b, wobei das erste Ende der beiden Enden 202a, 202b der Drahtvorrichtung 202 dazu ausgeführt ist, Energie von einer Sammelschiene einer Trägeranordnung 200 aufzunehmen, und das zweite Ende der beiden Enden 202a, 202b der Drahtheizvorrichtung mit einem Halteelement 203 verbunden ist.
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Offenbarung, die oben offenbart wird, besteht darin, das Arbeitsmedium in dem Tank bei Minustemperaturen oder Temperaturen unter null aufzufüllen, wenn kein Arbeitsmedium für den Auftauprozess verbleibt und sich das in dem Tank 300 befindende Arbeitsmedium gefroren ist. Unter Bezugnahme auf 1, 2 & 3 wird die Hauptheizvorrichtung 201 bei Bedingungen von Minustemperaturen, wenn das Arbeitsmedium 303 gefroren ist, aktiviert. Die Hauptheizvorrichtung 201 schmilzt das gefrorene Arbeitsmedium 303 und dieser Prozess ist als Auftauprozess bekannt. Die Hauptheizvorrichtung 201 kann ein begrenztes Volumen des Arbeitsmediums 303 während kurzer Fahrzyklen auftauen, und das geschmolzene Arbeitsmedium wird durch das Zufuhrmodul 400 abgezogen und zu dem Dosierungsmodul 500 gesprüht. Im Allgemeinen wird in dem Tank 300 beim Einfüllen des Arbeitsmediums stets etwas Platz gelassen. Wenn die Klimatemperatur beispielsweise unter -7 Grad Celsius fällt, gefriert tendenziell das Arbeitsmedium 303, und beim Gefrieren dehnt sich das Arbeitsmedium 303 im Volumen aus. Zur Unterbringung des gefrorenen Arbeitsmediums 303 wird in dem Tank 300 etwas Platz gelassen. Die Hauptheizvorrichtung 201 an der Trägeranordnung 200 wird zum Abtauen des gefrorenen Arbeitsmediums 303 verwendet. Da die Position der Hauptheizvorrichtung 201 fest ist, ist die Auftaukapazität der Heizvorrichtung 201 zum Auftauen des gesamten gefrorenen Arbeitsmediums 303 des Tanks 300 bei Bedingungen von Minustemperaturen nicht ausreichend. Sobald das abgetaute Arbeitsmedium in ein Auslassrohr hinaus gepumpt wird, wird ein Hohlraum 301 gebildet und das Auffüllen ist nicht möglich, da das Arbeitsmedium 303 den Hohlraum 301 aufgrund des gefrorenen Arbeitsmediums 303, das den Hohlraum 301 umgibt, nicht erreichen kann. Mit der Drahtheizvorrichtung 202 wird die Drahtheizvorrichtung 202 nach der Bildung des Hohlraums 301 aktiviert und sie beginnt mit dem Schmelzen des Arbeitsmediums um die Drahtheizvorrichtung 202 herum. Aufgrund der Schwerkraft fließt das geschmolzene Arbeitsmedium 303 nach unten zu dem Hohlraum 301 und bildet einen Durchgang 302 von dem Halteelement 203 zu dem Hohlraum 301. Das Arbeitsmedium 303 kann nun aufgefüllt werden, da das Arbeitsmedium 303 beim Auffüllen durch den Durchgang 302 um die Drahtheizvorrichtung 202 herum fließt und den Hohlraum 301 erreicht. Sobald der Hohlraum 301 aufgefüllt ist, ist das System 100 zur selektiven katalytischen Reduktion wieder einsatzbereit.
Es versteht sich, dass in der obigen Beschreibung erläuterte Ausführungsformen lediglich beispielhaft sind und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken. Der Schutzumfang der Erfindung wird lediglich durch den Schutzumfang der Ansprüche beschränkt. Es werden viele Modifikationen und Änderungen bei den zuvor erwähnten Ausführungsformen in Betracht gezogen und diese fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8479497 B2 [0004]

Claims

Trägeranordnung (200) für ein System (100) zur selektiven katalytischen Reduktion, wobei die Trägeranordnung (200) Folgendes umfasst: eine Heizvorrichtung (201), die dazu ausgeführt ist, ein Arbeitsmedium aus einem Tank (300) zu erwärmen; dadurch gekennzeichnet, dass die Trägeranordnung (200) mindestens eine Drahtheizvorrichtung (202) mit zwei Enden (202a, 202b) umfasst; ein erstes Ende der beiden Enden (202a, 202b) der Drahtheizvorrichtung (202) dazu ausgeführt, Energie von einer Sammelschiene in der Trägeranordnung (200) aufzunehmen; und ein zweites Ende der beiden Enden (202a, 202b) der Drahtheizvorrichtung (202) mit einem Halteelement (203) verbunden ist.
Trägeranordnung (200) nach Anspruch 1, wobei das Halteelement (203) ein schwimmendes Element ist.
Trägeranordnung (200) nach Anspruch 1, wobei das Halteelement (203) ein Federelement ist.
Trägeranordnung (200) nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Drahtheizvorrichtung (202) mindestens einen Draht umfasst, der von einem Ende aus mit dem Halteelement (203) verbunden ist.
Zufuhrmodul (400) für ein System (100) zur selektiven katalytischen Reduktion; wobei das Zufuhrmodul (400) Folgendes umfasst: eine Pumpe (401), die an einer Trägeranordnung (200) angebaut ist; und eine Trägeranordnung (200), die eine Heizvorrichtung (201) umfasst, wobei die Heizvorrichtung (201) dazu ausgeführt ist, ein Arbeitsmedium aus einem Tank (300) zu erwärmen; dadurch gekennzeichnet, dass die Trägeranordnung (200) mindestens eine Drahtheizvorrichtung (202) mit zwei Enden (202a, 202b) umfasst; ein erstes Ende der beiden Enden (202a, 202b) der Drahtheizvorrichtung (202) dazu ausgeführt ist, Energie von einer Sammelschiene in der Trägeranordnung (200) aufzunehmen; und ein zweites Ende der beiden Enden (202a, 202b) der Drahtheizvorrichtung (202) mit einem Halteelement (203) verbunden ist.
System (100) zur selektiven katalytischen Reduktion, das Folgendes umfasst: einen Tank (300) für ein Arbeitsmedium; wobei der Tank (300) einen Einlasskanal zur Aufnahme des Arbeitsmediums in dem Tank (300) aufweist; ein Zufuhrmodul (400), das in den Tank (300) eingebaut ist; wobei das Zufuhrmodul (400) eine Trägeranordnung (200) und eine Pumpe (401), die an die Trägeranordnung (200) angebaut ist, umfasst; die Trägeranordnung (200), die eine Heizvorrichtung (201) umfasst; wobei die Heizvorrichtung (201) dazu ausgeführt ist, ein Arbeitsmedium aus einem Tank (300) zu erwärmen; und ein Dosierungsmodul (500); wobei das Dosierungsmodul (500) dazu ausgeführt ist, das Arbeitsmedium aus dem Zufuhrmodul (400) aufzunehmen; dadurch gekennzeichnet, dass die Trägeranordnung (200) mindestens eine Drahtheizvorrichtung (202) mit zwei Enden (202a, 202b) umfasst; ein erstes Ende der beiden Enden (202a, 202b) der Drahtvorrichtung (202) dazu ausgeführt ist, Energie von einer Sammelschiene in der Trägeranordnung (200) aufzunehmen; und ein zweites Ende der beiden Enden (202a, 202b) der Drahtheizvorrichtung (202) mit einem Halteelement (203) verbunden ist.