(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿素水溶液用の液体収容器の通気装置であって、
該液体収容器の開口部に実装でき、該液体収容器への第１の開口部と該液体収容器の周囲への第２の開口部を有する筺体と、
前記筺体内に配設され、空気を透過し且つ液体を不透過とし、前記液体収容器内の圧力変化の結果として変形が起こる構造を有する隔壁とを有し、
前記隔壁上に液体が存在する場合、前記液体収容器内の圧力変化の結果として当該隔壁の変形に伴い当該隔壁上に位置する液体が液滴若しくは島を形成するように集められることにより、残った隔壁表面の通気が確保されるとともに、当該隔壁表面における通気により気化した前記液体は排除される容量と共に前記筺体内から前記第２の開口部を介して当該液体収容器の周囲に排出される結果を伴い、
前記隔壁は前記筺体内に非伸張状態で配設され、前記隔壁は重力の下、下向きに撓んでなり、当該隔壁の最下点が当該隔壁の固定箇所の面よりも設置位置で低い高さに存在することを特徴とする液体収容器の通気装置。
【請求項２】
請求項１記載の通気装置であって、前記筺体内に隔壁担持部を有し、該隔壁担持部に前記隔壁が取り付けられることを特徴とする液体収容器の通気装置。
【請求項３】
請求項２記載の通気装置であって、前記隔壁担持部若しくは前記筺体は、該隔壁担持部若しくは該筺体の内部で、設置場所での水平方向に延長される１つ若しくはそれ以上の支柱を有することを特徴とする液体収容器の通気装置。
【請求項４】
請求項３記載の通気装置であって、前記支柱は合わせて星型若しくは十字型を有することを特徴とする液体収容器の通気装置。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれか1項記載の通気装置であって、前記隔壁担持部は高密度ポリエチレン（HDPE）からなることを特徴とする液体収容器の通気装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか1項記載の通気装置であって、該通気装置は前記液体収容器の設置位置における上面に実装されていることを特徴とする液体収容器の通気装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか1項記載の通気装置であって、前記隔壁は前記筺体内の設置位置における水平面内に実装されていることを特徴とする液体収容器の通気装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか1項記載の通気装置であって、前記隔壁はポリテトラフルオロエチレン（PTFE）からなることを特徴とする液体収容器の通気装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか1項記載の通気装置であって、前記隔壁は、前記筺体内に、又は前記筺体内若しくは前記隔壁担持部内の前記支柱間に、成形されることで取り付けられることを特徴とする液体収容器の通気装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか1項記載の通気装置であって、前記隔壁の表面は、液体を排除する第２の開口部を向いたものとされることを特徴とする液体収容器の通気装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか1項記載の通気装置であって、前記第２の開口部は流体ラインと接続されることを特徴とする液体収容器の通気装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の通気装置であって、前記流体ラインは最大長さ１０ｃｍを有し、設置位置で下向きに配設される接続部に接続されることを特徴とする液体収容器の通気装置。
【請求項１３】
尿素水溶液用の液体収容器であって、請求項１乃至請求項１２のいずれか1項記載の通気装置を有することを特徴とする液体収容器。
【請求項１４】
請求項１３記載の液体収容器であって、該液体収容器と前記通気装置は一体とされていることを特徴とする液体収容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体収容器特に尿素水溶液用液体収容器の通気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両工学においては、ディーゼル車両からの窒素酸化物の排出を減らすためのSCR（Selective Catalytic Reduction：選択触媒還元）法の使用が増大している。このSCR作用のために必要なアンモニアは直接使用されるものではなく、ドイツ工業規格（DIN）70070による32.5%の尿素水溶液の形式で使用される。この尿素水溶液は、例えば、定量ポンプ若しくは射出器により、排気ガスセクション内でSCR触媒コンバーターによって射出される。加水分解を経てアンモニアと二酸化炭素が尿素と水の溶液によって生ずる。このように生成されるアンモニアは、排気ガス中の窒素酸化物と反応することができ、よって窒素酸化物の排出を減らすことになる。射出される尿素の量は、エンジンからの窒素酸化物の排出に依存し、よってエンジンの瞬間の回転数やトルクに依存する。SCR触媒コンバーターの効率は、ここではエンジンの窒素酸化物の排出に対する正しい比率で射出される尿素水溶液に依存する。もし射出される尿素水溶液が少量すぎれば、窒素酸化物が低減される効率が落ちてしまう。もし射出される尿素水溶液が多すぎれば、そこから生成されるアンモニアが窒素酸化物と反応せずに外部に排出してしまう。よって尿素水溶液用の液体貯蔵器からSCR触媒コンバーターへの尿素水溶液の最大に正確な供給、好ましくはミリリットルの範囲での供給が必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば、大気の温度変化や液体収容器の外側の空気圧の変化の結果、若しくは液体収容器が車両で使用されるときには、登り坂若しくは下り坂の走行によって、液体収容器内に過度の圧力若しくは真空が起こり得る。該液体収容器の内部での過度の圧力若しくは真空を均等化させるため、そして液体収容器への損傷を防ぐために、従来より通気装置が知られている。
【０００４】
通気装置は通常、液体収容器内の過度の圧力若しくは真空を放散させるために、液体収容器と該液体収容器の外の大気の間に配設される。従来より知られる通気装置は、液体収容器の上側壁の通気弁を有している。
【０００５】
ドイツ特許公開DE 10 2005 052 586 (A1)は、タンクとその外側周囲との間のガス交換を制御できるタンク用の散気通気装置について開示し、該散気通気装置は、タンク内の過度の圧力又は真空を制限できる散気通気部材を有している。開示された散気通気装置は、タンクと散気通気部材の間に更なる装置を有しており、該更なる装置は気体をタンクから散逸させ、タンクに収容されている液体を維持することができる構造を有している。タンクと散気通気部材の間に配設された当該装置は水平に関して傾いた方法で配設されている。
【０００６】
水は通気部材への目詰まりにつながることから、従来技術で知られている通気装置が信頼できるのは、例えば、噴霧、洗車、浅瀬を渡ることや解凍の結果、水が外から通気装置を通過するまでだけに限られる。
【０００７】
英国特許公開公報、2462176  Aは、燃料タンクの開口部を閉じる構成の燃料キャップを有する燃料タンク用通気装置を開示し、該燃料キャップは通気開口部を形成した本体部を有し、該本体部にはナノ多孔質のメンブレン分離部が配されて前記通気開口部とは流体が流がれるように連通され、前記ナノ多孔質のメンブレン分離部はメンブレンを有し、該メンブレンは燃料蒸気及び空気の選択された一方若しくは両方を透過し、液体燃料は不透過とする。
【０００８】
ドイツ特許公報 1 557 504は、燃料タンクを通気する装置を開示し、この装置は２つの実質的に円筒形状同心の部材を一方が他方内に位置するように配され且つ弁体を形成し、各々は環状端部を有し、該端部が互いに対向するものとされ、炭化水素抵抗体の人工若しくは天然のエラストマーからなる柔軟な円盤を有し、該ディスクが休止した状態では端部同士が触れ合い且つディスクの変形によってこれら端部は別れスロットを開口させる少なくとも１つの通しスロットを有し、該ディスクは、端部間の、ディスクの厚みよりも大きな空隙内に前記端部間に移動可能に位置するものとされている。
【０００９】
ガス排出システムを有する液体燃料の燃料タンクは、例えば、米国特許第6557719号公報（B1）に開示されている。このガス排出システムは、液体燃料の透過を防止しながら空気と燃料蒸気を透過させるのに好適なメンブレンによって閉じられるタンク内の開口部を有する。このメンブレンはタンク内に配され、開口部の全断面に亘って伸張されている。該メンブレンの上に配設される格子は、車両が転覆した際の液体燃料の重みによってメンブレンが破れることを防止するように該メンブレンを裏打ちして該メンブレンを支持するように働く。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
それ故、本発明は、通気部材への水の通過の後でさえも、液体収容器の十分な散気や通気を確実にする通気装置を提供することを目的にしたものである。
【００１１】
本発明によれば、前記目的は次を具備する液体収容器特に尿素水溶液用液体収容器の通気装置により達成される。
【００１２】
前記液体収容器の開口部に実装でき、該液体収容器への第１の開口部と該液体収容器の周囲への第２の開口部を有する筺体と、
【００１３】
前記筺体内に配設され、空気を透過し且つ液体を不透過とする隔壁とを有し、該隔壁は前記液体収容器内の圧力変化の結果として当該隔壁の変形が起こる構造を有し、
【００１４】
その結果として前記隔壁上の前記筺体内の容量が変化して、排除された容量は前記筺体内から前記第２の開口部を介して当該液体収容器の周囲に排出される結果を伴い、前記隔壁は前記筺体内に非伸張状態で配設され、前記隔壁は重力の下、下向きに撓んでなり、当該隔壁の最下点が当該隔壁の固定箇所の面よりも設置位置で低い高さに存在することを特徴とする。
【００１５】
ここで、前記隔壁は、前記筺体が互いに分離された２つの容量部に分けられるように前記筺体内に配設され、２つの容量部の間で気体の交換を可能とし且つ液体を交換しない。その結果、前記隔壁は前記筺体の全断面に亘って伸張する。
【００１６】
本発明に意味において、隔壁は半透過可能な分離層であり、損傷なく前記液体収容器の圧力変化の結果として変形する。その半透過可能な隔壁は、気体を透過し、液体を不透過とする。
【００１７】
本発明による通気装置は、前記液体収容器内の圧力変化の結果として、例えば温度変動、液体収容器の外部の圧力変化、及び／又は液体収容器が使用される車両の登坂走行や下り坂走行の結果、隔壁が変形するという利点を有する。隔壁の変形の結果、例えば液体収容器内で圧力上昇が生ずる際、前記隔壁上の通気装置の筺体内の容量が変化する。前記隔壁の変形の結果、ポンプ動作が得られ、前記隔壁上の前記筺体内の排除された容量が第２の開口部を介して当該液体収容器の外部に移動される結果を伴う。前記隔壁の上に位置する水は、それ故に第２の開口部を介して筺体から外に当該液体収容器の周囲に排出され、その結果として、隔壁は該隔壁の上に位置している液体から回避でき、当該液体収容器の散気及び通気を確実にする。
【００１８】
本発明の１つの変形例によれば、前記通気装置は前記筺体内に隔壁担持部を有し、該隔壁担持部に前記隔壁が取り付けられる。これは損傷の際に隔壁を隔壁担持部と共に簡単に交換できるという利点がある。
【００１９】
本発明の意味において隔壁担持部は、追加部品であり、その上に前記隔壁が成形されるものである。前記隔壁担持部は、前記隔壁が筺体の容量を液体用の別個の２つの容量に分割するような構造で前記通気装置に筺体内に配設される。前記隔壁担持部は好ましくは前記筺体に再分離できる方法で接続される。
【００２０】
本発明の好ましい変形例によれば、当該通気装置の前記隔壁担持部若しくは前記筺体は、該隔壁担持部若しくは該筺体の内部で、好ましくは設置場所での水平方向に延長される１つ若しくはそれ以上の支柱を有する。結果として、前記隔壁は、その周囲で前記筺体若しくは前記隔壁担持部に取り付けられ、挟まれた領域内で支柱に支持され、その結果、隔壁の損傷は防止される。前記隔壁は好ましくはその周囲で前記隔壁担持部若しくは前記筺体、及び支柱に固定して接続される。前記隔壁はそれ故に前記支柱によって複数の要素に分割され、各要素は支柱無しで挟まれた隔壁よりも大きな負荷に耐えることができる。
【００２１】
特に好ましい実施形態によれば、支柱は合わせて星型若しくは十字型を有する。
【００２２】
１つの効果のある変形例では、前記隔壁担持部はポリエチレン（PE）、好ましくは高密度ポリエチレン（HDPE）からなる。
【００２３】
本発明の１つの変形例によれば、前記通気装置は前記液体収容器の設置位置における上面に実装されている。これは前記液体収容器の内部に位置する液体と前記通気装置の間で空気や気体で満たされた空間があり、その結果、液体収容器内に位置する液体によっては通気装置が詰らないという利点がある。
【００２４】
１つの利点のある変形例では、前記隔壁は前記通気装置の前記筺体内の設置位置における水平面内に実装されている。結果として、前記筺体内で前記隔壁の上に位置している可能性のある液体は、該隔壁の上に均一に分散され、各隔壁要素若しくは区分の過度の負荷は防止されることになる。
【００２５】
１つの典型的な変形例では、前記隔壁はポリテトラフルオロエチレン（PTFE）からなる。PTFEから生成された隔壁は強い抵抗力を有し、異物の混入を低くする傾向を有する。
【００２６】
典型的に前記隔壁は、前記通気装置の前記筺体内に、又は前記筺体内で前記支柱間に、成形されることで取り付けられる。
【００２７】
本発明の好適な１つの変形例によれば、前記隔壁は非負荷状態で伸張したものとはならない。本発明の意味においては、伸張したものとはならないとは、前記隔壁が水平方向での隔壁周囲の筺体への固着部分に比べて水平の設置位置で少し下向きに撓むことを意味する。前記筺体内のこの種の隔壁の伸張していない設置の結果、前記液体収容器の圧力変化の結果として前記隔壁の変形が増大し、得られたポンプ動作が増大する結果をもたらす。非負荷状態で伸張されていない前記隔壁は、例えば、前記筺体の生産の直後に、前記隔壁が前記筺体に正確に合うように導入され、その結果、続く筺体の部品収縮によって伸張されない状態が得られるという事実を以て得られることになる。
【００２８】
本発明の更なる変形例では、前記第２の開口部を向いた前記隔壁の表面は液体をはじく。これは、前記隔壁の上に位置する液体は液体に内在する表面張力の結果として比較的に大きな液滴若しくは島を形成するという利点がある。この液滴若しくは島の形成は、液体収容器内での圧力変化の結果として、特にとても小さな隔壁の変形により増大する。液滴若しくは島の形成には、前記隔壁全体が液体には覆われず、むしろ単に部分で覆われて、結果として残った部分が液体収容器の通気を確実なものとするという利点がある。
【００２９】
本発明の変形例によれば、第２の開口部は流体ラインへの接続部を有する。接続された流体ラインは典型的には最長長さ１０ｃｍであり、設置位置で該流体ラインへの接続部から下向きに配設される。その流体ラインによって、前記隔壁上で排除される容量は当該液体収容器から第２の開口部及び流体ラインを介して移送される。
【００３０】
さらに、前記目的は、本発明の通気装置を具備する液体収容器、特に尿素水溶液用のものによって達成される。
【００３１】
１つの典型的な変形例によれば、液体収容器と通気装置は一体の部品として構成される。
【００３２】
前記隔壁の設計と、前記筺体内の前記隔壁の配列において、前記液体収容器内で生じる圧力は、前記液体収容器が前記筺体から分離される引き裂き力よりも小さいものとされる。さらに、燃料収容器内で発生する圧力に起因する隔壁の変形は、隔壁材料の最大許容特定伸張量を超えないものとされる。
【００３３】
前記液体収容器内の最大圧力変化により、前記隔壁は当該隔壁の最大ポンプ容量に帰結する２つの最大たわみ変位の間で変形される。本発明の１つの典型的な変形例では、この最大ポンプ容量は前記隔壁上の前記筺体内の容量の少なくとも１．５倍で、好ましくは２倍の大きさとされる。非アーチ状の隔壁の領域の、該隔壁の最大ポンプ容量に対する比率は、典型的にはおよそ０．６５に等しくされる。
【００３４】
１つの利点のある変形例によれば、最も低い箇所に側部開口部が設けられ、そこを介して液体が前記筺体より流出できる前記隔壁上の前記筺体内の容量は、前記隔壁の最大ポンプ容量よりも小さくされ、好ましくは前記隔壁の最大ポンプ容量の２５％に過ぎないものとされる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
続く文章では、図示した１つの典型的な実施形態を用いてより詳細に本発明を説明する。
【００３６】
【図１】本発明の通気装置を有する液体収容器の模式図である。
【図２】第１の開口部の方向での本発明の通気装置の斜視図であり、設置位置の最も高い方位に最も撓んだ隔壁を備えたものである。
【図３】図２の通気装置を示す図であり、前記設置位置の最も低い方位に撓んだ隔壁を備えたものである。
【図４ａ】隔壁の異なる撓みの場合の本発明の通気装置を示す断面図である。
【図４ｂ】隔壁の異なる撓みの場合の本発明の通気装置を示す断面図である。
【図４ｃ】隔壁の異なる撓みの場合の本発明の通気装置を示す断面図である。
【図４ｄ】隔壁の異なる撓みの場合の本発明の通気装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、本発明に従う、通気装置２を有する特に尿素水溶液用の液体収容器１を示す。前記通気装置２は、液体収容器１の開口部に実装され液体収容器１への第１の開口部４と液体収容器１の周囲への第２の開口部５を備えた筺体３を有する。このため液体収容器１の内部と筺体３の内部の間で流体の接続がなされ、筺体３の内部と液体収容器１の周囲の間で流体の接続がなされる。隔壁６は、筺体３の内部に配設され、空気を透過すると共に液体を不透過とし、隔壁６の変形が液体収容器１の圧力変化によって発生するような構造とされる。隔壁６の変形の結果として、隔壁６上の筺体３内の容量は変化し、排除された容量は筺体３内から第２の開口部５を介して液体収容器１の周囲に排出される結果を伴う。
【００３８】
隔壁６の上の筺体３内に存在する可能性のある流体は、少なくとも部分的に筺体３から外に排出される。これは、従前は液体で隠されていた隔壁６が空気及び／又は気体について再び透過可能となるという利点をもたらす。
【００３９】
通気装置２は、例えばラッチ接続若しくは螺子接続にて液体収容器１の設置位置における上面に搭載される。
【００４０】
隔壁６は筺体３の内部の設置位置における水平面に配設され、筺体の全断面に拡がり、結果として後者は２つの容量に分割される。２つの容量の間では気体交換は行われるが液体交換は行われない。その隔壁は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）からなる。
【００４１】
１つの好適な変形例によれば、隔壁６は非負荷状態では伸張されないように、筺体３内に配設される。本発明の意味において、非負荷状態とは重力を除いて隔壁６には力がかかっていないことを意味する。本発明の意味では、伸張されないとは、隔壁６が設置位置の固定箇所に比べて下向きに撓んでいることを意味し、すなわち隔壁６の最下点が固定箇所の面よりも設置位置で低い高さにあることを意味する。
【００４２】
第２の開口部５を向いた隔壁６の表面は、液体を排除するように構成される。これは、隔壁６の幾つかの箇所での隔壁６の低い動作の結果により、筺体３の内部の隔壁６の上に位置する液体が集められて液滴若しくは島を形成し、残った隔壁表面は液体収容器１の通気に未だ貢献することができる結果をもたらす。隔壁を介した空気及び／又は気体の通過を既に島や液滴の形成を増長させるものとなる。
【００４３】
第２の開口部５は流体ライン８への接続を有し、液体ライン８は最大長さ１０ｃｍであり、設置位置での流体ライン８への接続から下がった方法で配設される。
【００４４】
図２は、設置位置の低い側からの第１の開口部４の方向の、本発明の通気装置２の斜視図を示す。隔壁担持部７は筺体３の内部に亘って延長する複数の支柱を有する。設置位置において、隔壁担持部７の支柱は筺体３内で水平方向に延長する。支柱は合わせて十字形状とされ、図２より知ることができる。
【００４５】
隔壁担持部７は、ポリエチレン（PE）、好ましくは高密度ポリエチレン（HDPE）からなる。
【００４６】
筺体３の内で図２に示す隔壁６は、設置位置での最大水平向きで上向きに撓んでいる。
【００４７】
図３に示す隔壁は反対の最大下向きの撓みのあるものを示す。
【００４８】
図４ａ乃至図４ｄは、隔壁の異なる撓みの場合の本発明の通気装置２を示す断面図である。図４ａでは、設置位置の通気装置２の筺体３内の隔壁６は水平方向で下向きに撓んでいる。これは、例えば隔壁６が非負荷の際の非伸張状態に対応する。
【００４９】
液体収容器１内の圧力上昇の結果、液体収容器１内の開口部と筺体３内の第１の開口部４を介して隔壁６に力が加わり、設置位置で隔壁６は上向きに撓んでいる（図４ｂ）。その結果、隔壁６上の筺体３内の容量は変化し、その結果排除された容量は第２の開口部５を介して液体収容器１の周囲に排出される。もし隔壁６の上の筺体３内に液体が存在していたならば、該液体は排除される容量と共に第２の開口部５を介して筺体３から排出される。隔壁６が液体を不透過とさせる構成であることから、液体の液体収容器１への浸透は防止されることになる。
【００５０】
隔壁６が空気を透過とさせる構成であることから、液体収容器１内の圧力は降下し、隔壁６に作用する力は低減され、隔壁６はその初期位置の方向に再び沈むことになる（図４ｃ）。
【００５１】
液体収容器１が完全に通気したときには、隔壁６がその初期位置（図４ｄ）に復帰する。
【符号の説明】
【００５２】
１  液体収容器
２  通気装置
３  筺体
４  第１の開口部
５  第２の開口部
６  隔壁
７  隔壁担持部
８  流体ライン
【図１】
0005892557.tif 000002
【図２】
0005892557.tif 000003
【図３】
0005892557.tif 000004
【図４ａ】
0005892557.tif 000005
【図４ｂ】
0005892557.tif 000006
【図４ｃ】
0005892557.tif 000007
【図４ｄ】
0005892557.tif 000008