还原剂罐和包括还原剂罐的选择性催化还原子系统的制作方法

1.本实用新型涉及在车辆排气后处理系统的选择性催化还原子系统中使用的还原剂罐，以及包括该还原剂罐的选择性催化还原子系统。

背景技术：

2.车辆的排气后处理系统用于在来自车辆内燃机的排气排放到大气中之前对排气进行净化。排气后处理系统包括选择性催化还原(也称为“scr”)子系统，在该子系统中使用还原剂(例如尿素水溶液)与排气中的主要有害和污染成分-氮氧化物(nox)发生化学反应，生成对环境没有污染的n2和h2o，实现减少环境污染的目标。
3.在一些当前配置中，scr子系统主要包括还原剂罐、安装在还原剂罐外面的供应模块、以及设置在来自车辆的排气所流经的排气管上的计量模块。操作过程中，盛纳在还原剂罐中的还原剂经由还原剂罐和供应模块之间的入口连接器吸入供应模块中、然后被供应到计量模块以喷射到排气流中；操作结束后，残留在剂量模块的路径中的还原剂被吸回供给模块、并且经由还原剂罐和供应模块之间的回流连接器返回还原剂罐。还原剂罐内提供抽吸管，用于将在还原剂罐底部过滤的还原剂引导到入口连接器。
4.入口和回流连接器通常以y形结构布置在供应模块和还原剂罐之间，连接器的y形结构布置形成了弯管区域，操作后还原剂溶液容易被截留在此，从而可能生成冰(冻结的adblue)。因而需要更多的热能和更长的解冻时间来解冻冰。
5.通常，来自发动机的高温冷却剂被引导到还原剂罐中以解冻所述冰或加热还原剂，为此目的，在还原剂罐内提供允许冷却剂循环的热交换器。然而，在当前配置中，热交换器包括在抽吸管上以螺旋形状延伸的部分。这导致了一个问题，即具有螺旋形部分的热交换器在抽吸管在位的情况下不能拆卸，因为螺旋形部分会与抽吸管发生干涉。

技术实现要素：

6.本实用新型的目的是在还原剂罐中提供一种新式热交换器配置来解决上述问题。
7.该目的通过本技术的还原剂罐和包括该还原剂罐的scr子系统实现。
8.本技术的还原剂罐，在车辆排气后处理系统的选择性催化还原子系统中用于盛纳还原剂，包括：罐壳体，其包括顶壁、底壁和安装壁；附接到所述安装壁的连接器单元，其包括使所述还原剂罐和所述选择性催化还原子系统的供应模块双向流体连通的入口连接器和回流连接器；在所述还原剂罐内的抽吸管，其从位于所述底壁处的抽吸过滤器延伸到所述入口连接器，用于将过滤的还原剂引导到所述入口连接器中；和热交换器，其设置在所述还原剂罐内并在相反两端处附接到所述顶壁，其中，所述热交换器包括：管部分，当沿着所述抽吸管的延伸方向观察时，所述管部分具有c形截面轮廓，所述c形截面轮廓在围绕所述延伸方向的圆周方向上围绕所述抽吸管的一部分延伸，并且在c形截面轮廓的相对两个端部之间形成间隙，以便当热交换器被向上移除时允许抽吸管通过间隙移出所述c形截面轮廓，该间隙沿着抽吸管的延伸方向伸长，和连接器部分，其沿着所述安装壁并环绕着所述连
接器单元延伸，包括在连接器单元上方的部段和在连接器单元的一个或两个横向侧上的部段。
9.在一个实施例中，所述c形截面轮廓围绕所述抽吸管具有大于90度的包络角。
10.在一个实施例中，所述c形截面轮廓围绕所述抽吸管具有180度至270度之间的包络角。
11.在一个实施例中，所述管部分包括：俯视c形轮廓，其围绕所述抽吸管的竖直段延伸，具有朝向所述连接器单元开口的俯视间隙；和/或侧视c形轮廓，其围绕所述抽吸管的水平段延伸，具有向下开口的俯视间隙。
12.在一个实施例中，所述c形截面轮廓包括围绕所述抽吸管具有相同包封角或不同包封角的多个c形部段，每个c形部段具有下述特征中的一个或两个：位于垂直于或倾斜于延伸方向的平面中；和包括在垂直于纵向方向的横向方向上位于所述抽吸管的两个横向侧上的两个腿部，所述两个腿部在纵向方向上、在所述抽吸管的远离所述安装壁的第一纵向侧相连或者连接在所述抽吸管的上方相连。
13.在一个实施例中，所述入口连接器和所述回流连接器上下布置，并且所述连接器部分具有倒l形或倒u形。
14.在一个实施例中，所述热交换器还包括从所述顶壁向下延伸到所述管部分和所述连接器部分之一的向下部分和从所述管部分和所述连接器部分的另一个向上延伸至所述顶壁的向上部分，所述向下部分和所述向上部分中的一个或两个具有从上到下外轮廓直径增加的螺旋形结构。
15.在一个实施例中，还包括通过可移除的安装件安装到所述顶壁的传感器单元，其中，所述热交换器的所述向下部分和所述向上部分附接到所述可移除的安装件。
16.在一个实施例中，所述传感器单元包括在所述还原剂罐内的温度传感器和液位传感器，并且所述热交换器还包括连接在所述向下部分和所述管部分之间的传感器部分，所述传感器部分具有围绕着温度传感器和液位传感器延伸的u形或c形或圆形轮廓。
17.在一个实施例中，还原剂罐还包括附接于安装壁上的所述供应模块。
18.本技术的用于车辆尾气后处理系统的选择性催化还原子系统包括：上述的还原剂罐，和计量模块，所述计量模块被配置为从所述还原剂罐的所述供应模块接收还原剂并将还原剂注射到从所述车辆排放的排气中。
19.根据本实用新型，还原剂罐内的热交换器包括在抽吸管的圆周方向上围绕着抽吸管的非环形或开环轮廓，在圆周方向上形成间隙，该间隙的尺寸设置成当热交换器被向上移除时允许抽吸管移出所述非环形轮廓，而不会与抽吸管发生干涉。更有利的是，热交换器能够在不与还原剂罐的内部部件发生任何干涉的情况下平滑地移除，使得附接到还原剂罐顶壁的传感器单元以及附接到传感器单元的热交换器能够作为一个集成单元进行组装和拆卸。
附图说明
20.结合附图，参考以下的详细描述，本公开的优点将很容易理解。应当理解，附图仅仅是说明性的，并非按比例绘制。
21.图1是用于车辆排气后处理系统的scr子系统的还原剂罐的内部结构的正视图，包
括附接于其上的供应模块。
22.图2是图1的侧视图，其中还原剂罐的罐壳体被移除。
23.图3是图1的罐壳体被移除的视图。
具体实施方式
24.为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将参考附图对图示的具体实施例详细描述。
25.图1是根据本实用新型原理的还原剂罐10的示意图。作为自身是车辆排气后处理系统的一部分的选择性催化还原(也称为“scr”)子系统的一部分，还原剂罐10用于盛纳还原剂(例如adblue溶液)，此还原剂将首先被吸入到scr子系统的供应模块、然后供应到设置在排气管上的scr子系统的计量模块。在计量模块中，还原剂被进行计量并注射到从车辆发动机排出的在排气管内流动的排气中。如图1所示，本实用新型的还原剂罐10可以单独设置，或者与其上安装的供应模块20一起作为集成单元提供。
26.如图所示，供应模块20在还原剂罐10的一侧安装在较低位置。还原剂罐10包括罐壳体12，罐壳体12具有位于顶部的顶壁11，位于底部的底壁13，以及在侧面连接顶壁11和底壁13的侧壁17。罐壳体12在侧壁17和底壁13处形成有凹陷部分16，形成安装壁19，供应模块20附接到安装壁19。供应模块20可以以本领域公知的任何方式固定到还原剂罐10。作为示例，图中示出了用于此目的的支架14(图3)。
27.图中示出，连接器单元30附接到安装壁19，包括入口连接器32和回流连接器34。入口连接器32和回流连接器34配置为在供应模块20和还原剂罐10之间提供流体连通，使得还原剂罐10中的还原剂能够经由入口连接器32吸入到供应模块20中并且供应模块20内的还原剂能够经由回流连接器34返回还原剂罐10。
28.在底壁13处，设置有抽吸过滤器42，用于在还原剂被抽出还原剂罐10之前过滤掉还原剂中的杂质。还原剂罐10内还设置抽吸管44，抽吸管44连接在抽吸过滤器42和入口连接器32之间，用于将过滤后的还原剂引导到入口连接器32中。抽吸过滤器42是能够从还原剂罐10的外部触及和更换的。底壁13处还可以设置电加热器(未示出)。
29.在顶壁11处，提供了传感器单元50，该传感器单元50包括用于安装和固定在顶壁11中的通孔中的可拆卸的安装件52以及安装在安装件52上的传感器、阀和/或连接器。优选地，传感器单元50可以作为集成单元提供，并且作为整体安装到顶壁11和从顶壁11移除。传感器可包括、但不限于向下延伸至盛纳在还原剂罐10中的还原剂的液位传感器54、延伸至还原剂罐10的底部的温度传感器56、以及可选的质量传感器(未示出)。可拆卸安装件52上的连接器可以包括：冷却剂入口连接器，来自车辆发动机的冷却剂流入管(未示出)和还原剂罐10内的热交换器60都连接于其上，使得来自发动机的高温冷却剂能够进入热交换器60，以及冷却剂出口连接器，通向发动机的冷却剂流出管(未示出)和还原剂罐10内的热交换器60都连接于其上，使得热交换器60的冷却剂能够排放到冷却剂流出管、然后返回发动机。
30.这样，热交换器60可以被配置为冷却剂管，优选地是刚性管，例如由于铝的导热系数高所以可以提供为铝管。冷却剂循环通过冷却剂管，提供热量以解冻还原剂罐10内、抽吸管44、以及在安装壁19处的入口连接器32和回流连接器34的弯管区域内的冰(冷冻的
adblue)或加热这些位置的还原剂溶液。
31.热交换器60可包括管部分62，其设置于抽吸管44附近或以任何方式靠近抽吸管44以解冻抽吸管44内的冰(冷冻的adblue)或加热抽吸管44内的还原剂，连接器部分64，其设置于连接器单元30附近或以任何方式靠近连接器单元30以解冻连接器单元30内的冰(冷冻的adblue)或加热入口和回流连接器32和34中可能存在的还原剂，以及用于解冻还原剂罐10内的冰(冷冻的adblue)或加热还原剂罐10内的还原剂的任何其他部分。
32.为了方便起见，请参考图1-3，在上下文中定义了一些方向性术语，包括纵向方向l和垂直于纵向方向l的横向方向w，它们限定与使用期间还原剂罐10被定向的竖直(上下)方向t垂直的平面。在纵向方向l上，连接器单元30位于抽吸管44的第一纵向侧，抽吸管44位于连接器单元30的第二纵向侧。在横向方向w上，温度传感器56和液位传感器54位于抽吸管40的第一横向侧，第二横向侧与第一横向侧相反。应当理解，本实用新型不限于所示的细节，传感器54和56可以设置在抽吸管44的任一横向侧或任一纵向侧。
33.在本实用新型中，热交换器60被设计成，当热交换器60或具有传感器和热交换器60的传感器单元50通过向上移动而移除时，不与抽吸管44或还原剂罐10内的任何其他部件(例如，温度传感器54和56等)发生干涉。
34.为此，当沿着抽吸管44的延伸方向观察时，管部分62具有c形截面轮廓，该截面轮廓在围绕所述延伸方向的圆周方向上仅围绕抽吸管44(的外周的)一部分而不是整个抽吸管44延伸，同时在c形轮廓的两个自由端之间形成间隙65，间隙65的尺寸被设计成使得当热交换器60被向上拉动时抽吸管44能够从c形轮廓的内部移出c形轮廓。
35.如图3所示，抽吸管44的延伸方向是线性的，对于从抽吸过滤器42延伸的抽吸管44的竖直段44a来说是竖直线性的，对于延伸到入口连接器32的抽吸管44的水平段44b来说是水平线性的。如果延伸方向是竖直的、例如抽吸管44的竖直段44a来说，当在竖直方向上从上方沿观察时，c形截面轮廓是俯视c形轮廓。如果延伸方向是水平的、例如抽吸管44的水平段44b，则当沿纵向方向l朝向安装壁19观察时，该c形横剖面轮廓是侧视c形轮廓。如果抽吸管44的延伸方向相对于竖直方向t和纵向方向l倾斜，则c形截面轮廓可以是水平平面中、竖直平面中或倾斜平面中的c形轮廓，只要间隙65向下(朝向底壁13)或朝向安装壁19开口即可，使得当包括具有c形轮廓的管部分62的热交换器60被向上移除时抽吸管44能够移出c形轮廓。
36.特别地，在所示示例中，当从上方沿着竖直段44a的延伸方向(竖直)观察时，管部分62具有围绕抽吸管44的竖直段44a的俯视c形结构。取决于竖直段44a的长度，c形管部分62可以包括在竖直段44a的延伸方向上并排布置的多个c形部段72，相邻的c形部段72通过连接部段74连接，从而相邻的c形部段72中的冷却剂沿相反方向流动，如图2所示。间隙65由所述多个c形部段72中的每一个c形部段72的相对端部限定，并且沿着抽吸管44的延伸方向延伸。如图2，每个c形部段72可包括位于抽吸管44两个横向侧的两个侧腿71，该两个侧腿71在抽吸管44的远离连接器单元30所在的安装壁19的第二纵向侧通过连接腿73相连。在每个c形部段72在抽吸管44的第一纵向侧或抽吸管44的下方不存在换热器的部段(见图1)。通过上下布置的多个c形部段72增加了热交换器60能够提供的热交换面积并且提供了热交换器60的热交换效率。取决于可以实现的热交换器60的弯曲半径，连接部段74越短，可以布置的c形部段72越多，可以提供的热交换面积越大。
37.如图示，每个c形部段72在垂直于抽吸管44的竖直段44a的延伸方向的水平面中延伸，但还可以设想，c形部段72可以在相对于水平平面倾斜的平面中延伸，并且各c形部段72可以在彼此不平行的平面中延伸。每个c形部段72围绕着抽吸管44延伸的包络角可以至少是90度，优选地大于180度，最优选地在180度和270度之间。各c形部段72可以具有相同的包络角或不同的包络角。连接部段74可以在竖直方向t上线性延伸，或者可以弯曲地或倾斜地延伸。
38.虽然图中未示出，但可以设想，可以为抽吸管44的水平段44b提供附加c形部段，可选地，取决于水平段44b的长度，设置一个或多个c形部段。可以设想，附加c形部段中的每个c形部段可以具有倒c形，两个腿部分别在抽吸管44的水平段44b的两个横向侧并且在抽吸管44的水平段44b的上方相连，使得当向上移动热交换器60时热交换器60不会受到抽吸管44的阻挡。请注意，本文使用的术语“c形”应进行广泛地理解，包括“c型”、“u形”、“槽形”和“∏形”或具有任何其他类似形状。具体而言，除非明确说明，术语“c形”还包括作为变体的“l形”。
39.如图2，连接器部分64沿着安装壁19并部分地环绕连接器单元30延伸，例如，在由垂直方向t和横向方向w定义的平面内，连接器部分64可以包括在抽吸管44上方的部分和在连接器单元30的一个或两个横向侧上的部分，以形成倒l或u形。当朝向连接器单元30所在的侧壁17观看时，热交换器60的连接器部分64具有倒置的l或u形，以确保热交换器60的连接器部分64在被向上移动时不会受到抽吸管44的阻挡。特别地，如图示，倒u形连接器部分64的两个腿77和79分别在抽吸管44的两个横向侧上基本设置地延伸，因为入口连接器32和回流连接器34上下布置。连接两个腿部77和79的连接腿部78位于抽吸管44的上方，同时具有面向底壁13的开口，这样热交换器60可以在不与抽吸管44干涉的情况下向上移除。
40.利用如上所述构造的管部分62和连接器部分64，可以在不受抽吸管44阻挡的情况下向上拉动和移除热交换器60或整个传感器单元50。更加有利地，这允许整个传感器单元50作为集成单元安装和移除。
41.如图2，除了管部分62和连接器部分64之外，热交换器60还包括用于去除还原剂罐10内的冰或加热还原剂罐10内的还原剂的其他部分，包括附接到传感器单元50(可移除的安装件52)并向下延伸的向下部分82、在向下部分82和管部分62之间延伸并且同样具有c形轮廓的传感器部分84、以及从连接器部分64向上延伸到传感器单元50(可移除的安装件52)的向上部分86。
42.传感器部分84可以是、不必须是c形结构，它可以根据需要具有任何合适的轮廓。如图所示，传感器部分84比管部分62更靠近底壁，这有利于去除还原剂罐10的底部的冰。热交换器60的各相邻部分通过弯曲或圆形的部分连接，这也增加了热交换器60与还原剂罐10中的还原剂的热交换面积，例如在向下部分82和传感器部分84之间的弯曲或圆形部分81(图2)，以及在管部分62和连接器部分64之间的圆形区域83(图3)。
43.优选地，向下部分82和向上部分86中的任一个或两者可以具有外轮廓直径以及因而热交换面积在从上向下的方向上增大的螺旋结构。
44.已经参考附图中所示的示例描述了本实用新型。然而，本文所讨论的示例并非旨在穷尽或将实用新型限制为任何特定形式。所使用的术语旨在具有描述性、而非限制性词语的性质。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的，并且本实用新型可以以除具体描述之
外的其它方式实施。

技术特征：

1.一种还原剂罐(10)，在车辆排气后处理系统的选择性催化还原子系统中用于盛纳还原剂，其中所述还原剂罐包括：罐壳体(12)，其包括顶壁(11)、底壁(13)和安装壁(19)；附接到所述安装壁(19)的连接器单元(30)，其包括使所述还原剂罐(10)和所述选择性催化还原子系统的供应模块(20)双向流体连通的入口连接器(32)和回流连接器(34)；在所述还原剂罐(10)内的抽吸管(44)，其从位于所述底壁(13)处的抽吸过滤器(42)延伸到所述入口连接器(32)，用于将过滤的还原剂引导到所述入口连接器(32)中；和热交换器(60)，其设置在所述还原剂罐(10)内并在相反两端处附接到所述顶壁(11)，其特征在于，所述热交换器包括：管部分(62)，当沿着所述抽吸管(44)的延伸方向观察时，所述管部分(62)具有c形截面轮廓，所述c形截面轮廓在围绕所述延伸方向的圆周方向上围绕所述抽吸管(44)的一部分延伸，并且在c形截面轮廓的相对两个端部之间形成间隙(65)，以便当热交换器(60)被向上移除时允许抽吸管(44)通过间隙(65)移出所述c形截面轮廓，该间隙沿着抽吸管(44)的延伸方向伸长，和连接器部分(64)，其沿着所述安装壁(19)并环绕着所述连接器单元(30)延伸，包括在连接器单元(30)上方的部段和在连接器单元(30)的一个或两个横向侧上的部段。2.根据权利要求1所述的还原剂罐(10)，其特征在于，所述c形截面轮廓围绕所述抽吸管(44)具有大于90度的包络角。3.根据权利要求2所述的还原剂罐(10)，其特征在于，所述c形截面轮廓围绕所述抽吸管(44)具有180度至270度之间的包络角。4.根据权利要求3所述的还原剂罐(10)，其特征在于，所述管部分(62)包括：俯视c形轮廓，其围绕所述抽吸管(44)的竖直段(44a)延伸，具有朝向所述连接器单元(30)开口的俯视间隙；和/或侧视c形轮廓，其围绕所述抽吸管(44)的水平段(44b)延伸，具有向下开口的俯视间隙。5.根据权利要求4所述的还原剂罐(10)，其特征在于，所述c形截面轮廓包括围绕所述抽吸管(44)具有相同包封角或不同包封角的多个c形部段，每个c形部段具有下述特征中的一个或两个：位于垂直于或倾斜于延伸方向的平面中；和包括在垂直于纵向方向(l)的横向方向(w)上位于所述抽吸管(44)的两个横向侧上的两个腿部，所述两个腿部在纵向方向(l)上、在所述抽吸管(44)的远离所述安装壁(19)的第一纵向侧相连或者连接在所述抽吸管(44)的上方相连。6.根据权利要求5所述的还原剂罐(10)，其特征在于，所述入口连接器(32)和所述回流连接器(34)上下布置，并且所述连接器部分(64)具有倒l形或倒u形。7.根据权利要求6所述的还原剂罐(10)，其特征在于，所述热交换器(60)还包括从所述顶壁(11)向下延伸到所述管部分(62)和所述连接器部分(64)之一的向下部分(82)和从所述管部分(62)和所述连接器部分(64)的另一个向上延伸至所述顶壁(11)的向上部分(86)，所述向下部分(82)和所述向上部分(86)中的一个或两个具有从上到下外轮廓直径增加的螺旋形结构。8.根据权利要求7所述的还原剂罐(10)，其特征在于，还包括通过可移除的安装件(52)
安装到所述顶壁(11)的传感器单元(50)，其中，所述热交换器(60)的所述向下部分(82)和所述向上部分(86)附接到所述可移除的安装件(52)。9.根据权利要求8所述的还原剂罐(10)，其特征在于，所述传感器单元(50)包括在所述还原剂罐(10)内的温度传感器(56)和液位传感器(54)，并且所述热交换器(60)还包括连接在所述向下部分(82)和所述管部分(62)之间的传感器部分(84)，所述传感器部分(84)具有围绕着温度传感器(56)和液位传感器(54)延伸的u形或c形或圆形轮廓。10.根据权利要求1-9中任一项所述的还原剂罐(10)，其特征在于，还包括附接于安装壁(19)上的所述供应模块(20)。11.一种用于车辆尾气后处理系统的选择性催化还原子系统，其特征在于，包括：根据权利要求1-10中任一项所述的还原剂罐(10)，和计量模块，所述计量模块被配置为从所述还原剂罐(10)的所述供应模块(20)接收还原剂并将还原剂注射到从所述车辆排放的排气中。

技术总结

公开了一种用在车辆排气后处理系统的选择性催化还原子系统中的还原剂罐(10)，包括在还原剂罐内的抽吸管(44)和热交换器(60)，热交换器包括：管部分(62)，其当沿着抽吸管(44)的延伸方向观察时具有C形截面轮廓，在围绕延伸方向的圆周方向上围绕抽吸管(44)的一部分延伸，并且在C形截面轮廓的相对两个端部之间形成间隙(65)，以便当热交换器(60)被向上移除时允许抽吸管(44)通过间隙(65)移出所述C形截面轮廓，该间隙沿着抽吸管(44)的延伸方向伸长，和连接器部分(64)，其环绕着连接器单元(30)延伸，包括在连接器单元(30)上方的部段和在连接器单元(30)的一个或两个横向侧上的部段。器单元(30)的一个或两个横向侧上的部段。器单元(30)的一个或两个横向侧上的部段。