[发明专利]具有循环系统的流体分配单元和用于使流体在流体分配单元中循环的方法

说明书

技术领域

本发明涉及能够使流体循环的分配单元和用于使流体循环的方法。

背景技术

目前，柴油供能车辆造成了通常称作NO_x的氮氧化物的大量排放。NO_x排放物对环境有害，暗示着使用了若干技术以便试图减少这些排放物。

用于减少有害的NO_x排放物的量的一种技术是选择性催化还原(SCR)。SCR的基本构思是将NO_x转换成无害的双原子氮(N₂)和水(H₂O)。使用添加到催化剂的还原剂，能够进行该反应。可以使用诸如无水氨、氨水或尿素的若干种还原剂。

目前，确立了在柴油供能车辆中使用SCR还原剂的标准。所用的还原剂为具有32.5%的尿素浓度的尿素水溶液。该溶液被称作AUS32。为了获得正确的浓度，尿素与去矿质水混合。

当柴油发动机运行时，AUS32在之前或在催化转换器中以对应于3%-5%柴油消耗的量添加到排气流中。当AUS32添加到柴油发动机的排气流时，发动机可以更剧烈地运转，而不会生成更多的NO_x排放物。

在欧洲，AUS32通常在AdBlue?的商标下销售，而在北美，AUS32的商品名称为Diesel Exhaust Fluid或DEF。

AUS32通常可以在世界各地的服务站获得。为了在柴油供能车辆的用于此用途的(therefore intended)箱中再填充AUS32，使用了各种种类的分配器。

然而，存在着与AUS32的再填充和储存相关的若干问题。例如，AUS32流体在遇到空气时即在变干时将容易结晶。这暗示着晶体将开始累积在喷嘴处及未被紧密密封隔离空气的分配器的其它部件处。这实际上意味着导致减小流动的堵塞将成为问题。

AUS32在分配器中遇到的另一个更加严重的问题是由于流体的冻结引起的结晶。AUS32流体将在-7℃开始结晶，形成软泥(slush)。在-11℃，流体将冻结而形成固体。一旦温度降到低于-7℃，控制受到AUS32流体影响的分配器的部件的环境是至关重要的。用于对抗流体冻结的常用解决方案是将分配器的受到流体影响的所有部件放置在受控制的受热环境中。该解决方案使得再填充对于使用者而言变得显著更加复杂，因为再填充软管和喷嘴实际上必须放置在热柜(heated cabinet)或类似物中。在再填充过程中，使用者因而必须在能够再填充他/她的车辆的AUS箱之前打开该柜。一旦完成，使用者必须闭合该柜，以便不招致再填充软管中的流体将冻结的风险。如果在再填充过程之后并未充分地闭合该柜，那么再填充软管和喷嘴中的流体可能冻结，使得分配器对于下一使用者而言是无用的。热柜的使用确实也带来了大量的能量消耗，特别是当该柜在再填充过程之后未被充分闭合时。

AUS32也常常在罐中销售。通过提供罐中的AUS32，能够防止流体在储存期间冻结，例如通过将罐储存在受控环境中，如在服务站内。填充了AUS32的罐的使用带来了不同的问题。使用者例如将必须手动地打开罐并随后将AUS32流体倾倒至车辆的用于此用途的箱中。这意味着在再填充期间存在着溢出AUS32的重大风险。

发明内容

本发明的一个目的是提供上述技术和现有技术的改进。

一个特定目的是提供具有用于对抗流体结晶的循环系统的分配单元。

通过根据相应独立权利要求的分配单元和用于使流体在分配单元中循环的方法，实现了根据本发明的下列描述将显而易见的这些和其它目的以及优点。优选实施例限定于从属权利要求中。

因此，提供了一种分配单元，其包括用于使流体在分配单元中循环的循环系统。该循环系统包括循环回路和用于使流体在该循环回路中循环的装置，使得所述流体对抗结晶。

本发明的分配单元是有利的，因为流体在分配单元中循环，意味着对抗流体的结晶。这继而意味着使用者将不会遇到污染或堵塞的喷嘴的任何问题或至少减少的问题。另外，从分配器排除了由于堵塞引起的减小流动的风险。

分配单元的循环系统可包括用于加热流体的加热元件，这是有利的，因为流体对抗冻结。

分配单元的循环回路可包括具有同轴设置的流体通道的软管。这意味着可使用标准软管布置使流体在软管和同轴设置的流体通道中循环。

循环系统还可包括阀，在流体通过软管和流动通道循环时，该阀控制流体，这是有利的，因为可通过切换该阀来控制流体循环。