專利名稱：加熱系統(tǒng)的制作方法
加熱系統(tǒng)本發(fā)明涉及一種用于液體輸送系統(tǒng)的加熱系統(tǒng)，特別用于內(nèi)燃機(jī) 的廢氣凈化催化器的尿素供給系統(tǒng)。廢氣凈化催化器需要尿素作為氨供體。因此，按照標(biāo)準(zhǔn)，汽車具 有一尿素貯罐，在其中存儲(chǔ)用于廢氣凈化催化器的尿素溶液。在嚴(yán)寒 時(shí)尿素溶液可能被凍結(jié)，所以需要設(shè)一加熱系統(tǒng)，以便盡可能快地將 尿素溶液解凍，借此可以提供催化器工作所需要的尿素。本發(fā)明的目的是，指明 一種關(guān)于如何使內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化催化器 在溫度低于水點(diǎn)時(shí)能更迅速地處于工作準(zhǔn)備狀態(tài)的經(jīng)濟(jì)的途徑，。上述目的通過(guò)這樣一種用于液體輸送系統(tǒng)的加熱系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)，其特別用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化催化器的尿素供給系統(tǒng)，包括至少一 個(gè)第一加熱裝置，用于使液體解凍；和至少一個(gè)過(guò)濾器加熱裝置，用 以加熱用于過(guò)濾液體的過(guò)濾器，其中，所述過(guò)濾器加熱裝置由所述第 一加熱裝置的電連接線的一個(gè)構(gòu)成為電阻加熱元件的加熱部分構(gòu)成。對(duì)于第一加熱裝置，可以涉及例如用以加熱一液體貯罐的貯罐加 熱裝置和/或用以加熱液體輸送系統(tǒng)的輸送泵的泵加熱裝置。在任何情 況下，優(yōu)選的是第一加熱裝置的加熱功率大于過(guò)濾器加熱裝置的加熱 功率。對(duì)此有可能的是，液體輸送系統(tǒng)包括多個(gè)第一加熱裝置，例如 一個(gè)^罐加熱裝置和一個(gè)泵加熱裝置，和/或多個(gè)具有過(guò)濾器加熱裝置的過(guò)濾器。在這種情況下通常有利的是，將這些第一加熱裝置的加熱 功率選擇為分別大于這個(gè)過(guò)濾器加熱裝置或這些過(guò)濾器加熱裝置的加熱功率。在本發(fā)明的框架下，發(fā)現(xiàn)即使在使用泵加熱裝置和/或貯罐加熱 裝置的情況下，到可以為廢氣凈化催化器提供流動(dòng)態(tài)的尿素溶液，也 常常可能要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，這是因?yàn)椋貏e是在尿素過(guò)濾器中所 包含的尿素只是緩慢地解凍。利用本發(fā)明的加熱系統(tǒng)，在此方面可以提供特別經(jīng)濟(jì)的補(bǔ)救措施，因?yàn)橛眠@樣一 個(gè)過(guò)濾器加熱裝置來(lái)對(duì)過(guò)濾 器進(jìn)行加熱，該過(guò)濾器加熱裝置由設(shè)計(jì)為貯罐或泵加熱裝置的第一加 熱裝置的一個(gè)設(shè)計(jì)為電阻加熱元件的連接線構(gòu)成。按這種方式，可以 避免單獨(dú)的用于過(guò)濾器的加熱部件的費(fèi)用并且不需要用于過(guò)濾器加熱 裝置的附加的連接線。本發(fā)明的其他的細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)借助各實(shí)施例參照附圖來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。 相同的和彼此相當(dāng)?shù)臉?gòu)件部分地用 一致的附圖標(biāo)記表示。以下所描述的特征可以單獨(dú)地或組合地應(yīng)用，以構(gòu)成本發(fā)明的優(yōu)選設(shè)計(jì)。其中

圖1 本發(fā)明的加熱系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖； 圖2 本發(fā)明的加熱系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖； 圖3 尿素供給系統(tǒng)連同本發(fā)明的加熱系統(tǒng)的另 一實(shí)施例的示意圖。圖1中示出了用于汽車的廢氣凈化催化器的尿素供給系統(tǒng)的一部 分。該系統(tǒng)包括一個(gè)兩部件的尿素貯罐，其中，第一部件由僅僅間接 加熱的備用貯罐1構(gòu)成，第二部件由通過(guò)貯罐加熱裝置4加熱的解凍 容器3構(gòu)成。解凍容器3在所示實(shí)施例中設(shè)置在備用貯罐1內(nèi)，但原 則上也可設(shè)置在外面。 一種單部件的實(shí)施形式也是可能的，這種情況 下就直接加熱備用貯罐1。在圖1所示的加熱系統(tǒng)中涉及一用于汽車的備用貯罐1的部件 11。該部件11包括一解凍:容器3用以迅速地融化存儲(chǔ)于備用5&罐1中 的尿素量的一部分、 一過(guò)濾器杯5.1形式的過(guò)濾器殼體用以容納一過(guò) 濾器元件5.2、 一貯罐加熱裝置4用以融化解凍容器3中的尿素冰、以 及連接線12、 13，利用它們，將加熱電流引導(dǎo)通過(guò)一在貯罐加熱裝置 4中所包含的PTC加熱元件(未示出)。過(guò)濾器5可借助于過(guò)濾器加熱裝置14加熱，其由連接線12的構(gòu) 成為電阻加熱元件的加熱部分構(gòu)成。按這種方式，通過(guò)過(guò)濾器加熱裝 置14始終流動(dòng)著與通過(guò)貯罐加熱裝置4相同的加熱電流。因此，通過(guò) 貯罐加熱裝置4的PTC加熱元件自動(dòng)地限制了貯罐加熱裝置4的加熱 功率以及過(guò)濾器加熱裝置14的加熱功率，并排除發(fā)生過(guò)熱，因?yàn)镻TC加熱元件(正溫度系數(shù))在超過(guò)一個(gè)極限溫度時(shí)表現(xiàn)出其電阻的突然 升高。加熱部分14由電阻絲、優(yōu)選由電熱合金例如FeCrAl合金構(gòu)成。 聚合物電阻材料特別是PTC聚合物的應(yīng)用也是可能的。所采用的電阻 絲的電阻為至少0.2 dmm2/m、優(yōu)選至少0.6 r2mm2/m、特別優(yōu)選至少 1.2 QmrnVm,在所示的實(shí)施例中為1.44 Qmm2/m。加熱部分14通過(guò) 包封注塑埋入由塑料通過(guò)注塑成型而制成的過(guò)濾器杯5.1中，優(yōu)選在 其底面中，并且成多個(gè)匝圏、優(yōu)選成曲折形或螺旋形設(shè)置。由電阻材 料組成的編織物形式的電阻加熱元件也是可能的。在所示加熱系統(tǒng)ll中，過(guò)濾器杯5.1與解凍容器3的一貯罐蓋連 接。按一種優(yōu)選的一體設(shè)計(jì)的實(shí)施形式，可以避免貯罐蓋與過(guò)濾器杯 之間的密封點(diǎn)。對(duì)此特別有利的是，按圖1的過(guò)濾器杯5.1和解凍容 器3構(gòu)成一個(gè)單元，其裝入備用貯罐l中并同時(shí)封閉備用貯罐l的開(kāi) 口 。部件11是尿素供給系統(tǒng)的組成部分，該供給系統(tǒng)除備用貯罐1 外還包括泵6及壓力調(diào)節(jié)器和閥，借其可將尿素溶液經(jīng)由抽吸管道2 和10通過(guò)過(guò)濾器5經(jīng)由連接管道15抽入到導(dǎo)向廢氣凈化催化器的供 給管道7中。在嚴(yán)寒時(shí)，首先將在解凍容器3中所包含的尿素溶液解 凍，然后將其經(jīng)由抽吸管道10抽入過(guò)濾器5中并從那里抽向連接管道 7。其中，解凍容器3的容積尺寸確定為，使得在其中所包含的尿素溶 液對(duì)于廢氣凈化催化器的開(kāi)動(dòng)是足夠的。在解凍容器3中的尿素溶液 完全解凍之后，由貯罐加熱裝置4產(chǎn)生的熱量也被自動(dòng)地發(fā)送給在解 凍容器3之外的尿素溶液，由此融化備用貯罐1的全部容量，從而尿 素溶液便可通過(guò)抽吸管道2抽入到過(guò)濾器5中。為了支持解凍容器3中的解凍過(guò)程，可以將解凍的尿素溶液經(jīng)由 回路管道8返回解凍容器3，從而由加熱裝置4所產(chǎn)生的熱量更好地 分配于解凍容器3中。此外液體通流孔9形成一溢出口，由此，加熱 的尿素溶液的過(guò)剩量便可以從解凍容器3中流出并可以進(jìn)入貯罐l的 圍繞的內(nèi)室中。抽吸管道10是一塑料管，其作為抽吸通道穿過(guò)貯罐加熱裝置4。 優(yōu)選抽吸管道10也是可加熱的，由此可以迅速融化其內(nèi)凍結(jié)的尿素溶 液。在圖l所示的實(shí)施例中，抽吸管道的加熱是這樣實(shí)現(xiàn)的，即，緊 靠抽吸管道10的旁邊設(shè)置連接線12并且其在有關(guān)的部段中也構(gòu)造為 電阻加熱元件，特別是構(gòu)造為電阻絲。按這種方式，連接線12與抽吸 管道10導(dǎo)熱連接，從而可將由連接線12產(chǎn)生的用于使尿素溶液解凍 的熱量用于抽吸管道10中。在此，連接線12可以貼緊抽吸管道10 或繞其纏繞。按這種方式形成了貯罐加熱裝置4、過(guò)濾器加熱裝置14 和抽吸管道加熱裝置的串聯(lián)。因此，不僅過(guò)濾器加熱裝置14而且抽吸 管道加熱裝置，都通過(guò)J^罐加熱裝置4的PTC加熱元件的自動(dòng)調(diào)節(jié)效 應(yīng)來(lái)防止過(guò)熱。在所示的實(shí)施例中，僅僅連接線12構(gòu)成為電阻加熱元件。但也有 可能將連接線13同樣構(gòu)成為電阻加熱元件，以便借此加熱抽吸管道 10和/或過(guò)濾器5。例如，，可以使一條連接線的一部分用作過(guò)濾器加熱 裝置，而另一連接線的一部分用作抽吸管道加熱裝置。圖2中所示的實(shí)施例與借助圖l描述的實(shí)施例的區(qū)別主要在于， 抽吸管道IO (通過(guò)它可將尿素溶液從解凍容器3中吸入過(guò)濾器5中) 優(yōu)選由V4A鋼構(gòu)成為細(xì)的優(yōu)質(zhì)鋼管并用作電阻加熱元件。按這種方式 構(gòu)成抽吸管道IO，同樣構(gòu)成貯罐加熱裝置4。抽吸管道10以多個(gè)匝圏、優(yōu)選以螺旋形或曲折形匝圏設(shè)置于解凍 容器3中，并且以一部分(其優(yōu)選同樣是曲折的)在其上端伸進(jìn)過(guò)濾 器5中。構(gòu)成抽吸管道10的金屬管的比電阻優(yōu)選為至少0.2 Qmm2/m、 特別為至少0.6Qmm2/m，并且在所示的實(shí)施例中為0.75 Qmm2/m。如果加熱電流被引導(dǎo)通過(guò)構(gòu)成抽吸管道IO的金屬管，則這導(dǎo)致其 加熱并從而導(dǎo)致圍繞抽吸管道10的解凍容器3和過(guò)濾器5中的尿素溶 液的解凍。其中，抽吸管IO伸進(jìn)過(guò)濾器中的部分不僅用作加熱過(guò)濾器 5的過(guò)濾器加熱裝置14而且用作貯罐加熱裝置4的連接線。構(gòu)成抽吸 管道10的金屬管可以設(shè)計(jì)為單部件形式或具有多個(gè)通過(guò)連接結(jié)構(gòu)例 如插塞連接結(jié)構(gòu)相連接的部分，各部分在材料和直徑方面可以是不同的。為了避免抽吸管10的過(guò)熱，與抽吸管導(dǎo)熱連接地設(shè)置一溫度傳感 器16,其優(yōu)選固定在抽吸管上。特別有利的是，將溫度傳感器16設(shè) 置在過(guò)濾器5的下方，因?yàn)?，在那里通常沒(méi)有尿素溶液圍繞抽吸管10， 故而過(guò)熱的危險(xiǎn)是最大的。在過(guò)熱時(shí)，過(guò)濾器杯5.2的塑料和抽吸管 10的通口處的密封點(diǎn)可能受到損壞。在這兩個(gè)實(shí)施例中，有利的是，在工作中，由過(guò)濾器加熱裝置釋 放約10至30瓦的加熱功率，而由ji&罐加熱裝置釋放至少50瓦、優(yōu)選 70瓦至150瓦的加熱功率。為了能夠?qū)⑦€要更快流動(dòng)的尿素溶液供給廢氣凈化催化器，可以 使所述的加熱系統(tǒng)結(jié)合于尿素供給系統(tǒng)中，其中也加熱供給管道7和/ 或連接管道15。特別有利的是可以通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)這種管道加熱， 即，對(duì)于相應(yīng)的管道采用優(yōu)選由優(yōu)質(zhì)鋼構(gòu)成的耐腐蝕金屬管，通過(guò)它 們引導(dǎo)加熱電流以便將尿素溶液解凍，從而作為電阻加熱元件的金屬 管得以加熱。圖3示出了用于汽車的廢氣凈化催化器的尿素供給系統(tǒng)的示意 圖。尿素供給系統(tǒng)作為第一部分包括一具有過(guò)濾器的尿素貯罐1，其 由一加熱系統(tǒng)加熱，該加熱系統(tǒng)基本上對(duì)應(yīng)于借助圖1所描述的加熱 系統(tǒng)。在第一部分的加熱系統(tǒng)中，對(duì)于用于液體解凍的第一加熱裝置， 是涉及P&罐加熱裝置4。圖3中所示的尿素供給系統(tǒng)作為第二部分包括一輸送模塊20,利 用它可將尿素溶液從尿素貯罐1、 3中抽向廢氣凈化催化器30。該輸 送模塊20包括一輸送泵21和一加熱系統(tǒng)，該加熱系統(tǒng)作為第一加熱 裝置包括一輸送模塊加熱裝置25和附加一過(guò)濾器加熱裝置28用以加 熱屬于輸送模塊的過(guò)濾器24。輸送模塊20還包括一計(jì)量閥22，該計(jì) 量閥優(yōu)選同泵21 —樣由輸送模塊加熱裝置25進(jìn)行加熱。利用計(jì)量閥 22，將經(jīng)由連接管道7帶來(lái)的尿素溶液分配給由過(guò)濾器24導(dǎo)向催化器 30噴嘴29的供給管道32和一導(dǎo)向尿素貯罐1、 3的返回管道13。作為其他的部件，輸送模塊20包括一控制裝置23，借其可以控制例如泵21、計(jì)量閥22以及加熱系統(tǒng)。輸送模塊加熱裝置25的最重要的功能是在嚴(yán)寒時(shí)將泵21中的液 體解凍，從而在所示的實(shí)施例中，對(duì)于輸送模塊加熱裝置25,是涉及 一泵加熱裝置。輸送模塊加熱裝置25優(yōu)選包括一 PTC加熱元件并且 可以例如設(shè)置于泵21或輸送模塊20的殼體中。在圖3的示意圖中， 輸送模塊加熱裝置25看上去是設(shè)置在離開(kāi)輸送泵21很大的距離處。 為了更好地看清起見(jiàn)而選擇了該示意圖，就此而言其并不符合實(shí)際的 比例。輸送模塊加熱裝置25優(yōu)選設(shè)置在輸送泵21附近并且經(jīng)由熱橋 與輸送泵21處于很好的導(dǎo)熱連接?？梢蕴貏e是通過(guò)殼體部件構(gòu)成適用 的熱橋。過(guò)濾器加熱裝置28是如同借助圖1和2描述的實(shí)施例的過(guò)濾器加 熱裝置14那樣設(shè)計(jì)的。因此，過(guò)濾器加熱裝置28由輸送模塊加熱裝 置25的連接線26的一個(gè)構(gòu)成為電阻加熱元件的加熱部分構(gòu)成。關(guān)于 其他的細(xì)節(jié)，例如在加熱部分的材料或設(shè)置方面，也參閱圖l的相應(yīng) 的描述。過(guò)濾器24優(yōu)選如同上述實(shí)施例中的過(guò)濾器那樣包括一過(guò)濾器 殼體，例如一過(guò)濾器杯，在其中可以埋入過(guò)濾器加熱裝置28。特別有利的是，不僅輸送模塊加熱裝置25的連接線26的構(gòu)成過(guò) 濾器加熱裝置28的加熱部分由電阻絲構(gòu)成，而且對(duì)于輸送模塊20的 整個(gè)的連接線26也采用這樣的電阻絲。在所示的各實(shí)施例中，連接線 12、 26因此由一電阻絲構(gòu)成，它一直延伸到第一加熱裝置4、 25。連 接線12、 26的構(gòu)成過(guò)濾器加熱裝置14、 28的加熱部分包含有匝圏， 從而連接線12、 26的大部分布置于過(guò)濾器5、 24內(nèi)，因此，由連接線 所釋放的加熱功率大部分釋放于過(guò)濾器5、 24中。輸送模塊加熱裝置25的最大功率在工作中為約30 W至40W。過(guò) 濾器加熱裝置28的最大功率為約20W至40W。優(yōu)選第一加熱裝置4、 25的電阻在溫度低于水點(diǎn)時(shí)大于過(guò)濾器加熱裝置14、 28的電阻。
權(quán)利要求
1.用于液體輸送系統(tǒng)的加熱系統(tǒng)，特別用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化催化器的尿素供給系統(tǒng)，包括至少一個(gè)第一加熱裝置(4，25)，用于使液體解凍；和至少一個(gè)過(guò)濾器加熱裝置(14，28)，用以加熱用于過(guò)濾液體的過(guò)濾器(5)；其中，所述過(guò)濾器加熱裝置(14，28)由所述第一加熱裝置(4，25)的電連接線(12，26)的一個(gè)構(gòu)成為電阻加熱元件的加熱部分構(gòu)成。
2. 按照權(quán)利要求1所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述第一加熱 裝置是一貯罐加熱裝置(4),用以加熱一液體貯罐(1)、特別是一尿 素貯罐。
3. 按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，5&罐 加熱裝置(4)包括一抽吸通道(10)，用于將液體送入過(guò)濾器(5)。
4. 按照權(quán)利要求3所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述抽吸通道 (10)在貯罐加熱裝置(4)的殼體中延伸。
5. 按照權(quán)利要求3或4所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述抽吸 通道(IO)通入一可加熱的抽吸管道中，該抽吸管道通向過(guò)濾器(5)， 其中，j^罐加熱裝置(4)、過(guò)濾器加熱裝置(14)和一抽吸管道加熱 裝置是串聯(lián)的。
6. 按照權(quán)利要求3至5之一項(xiàng)所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，抽 吸通道(10)由金屬優(yōu)選由優(yōu)質(zhì)鋼制成的抽吸管構(gòu)成。
7. 按照權(quán)利要求6所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述抽吸管(10 ) 用作]i&罐加熱裝置(4)的電阻加熱元件。
8. 按照權(quán)利要求7所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述抽吸管(10 ) 的一部分(14 )伸進(jìn)過(guò)濾器(5 )中，并且該部分(14 )是貯罐加熱裝 置(4)的用作電阻加熱元件的電連接線。
9. 按照權(quán)利要求8所逸的加熱系統(tǒng)，其特征在于，抽吸通道(IO)伸進(jìn)過(guò)濾器(5)中的部分具有至少一個(gè)匝圏優(yōu)選多個(gè)壓圏。
10. 按照權(quán)利要求2至9之一項(xiàng)所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于， 貯罐加熱裝置(4)設(shè)置于一解凍容器(3)中，該解凍容器按規(guī)定裝 入一貯罐(1)中并且具有至少一個(gè)液體通流孔(9)，用于在P&罐(1) 與解凍容器(3)之間的液體流動(dòng)。
11. 按照權(quán)利要求1所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，第一加熱裝 置是一輸送模塊加熱裝置(25 ),用以加熱液體輸送系統(tǒng)的一個(gè)包含有 一輸送泵(21)的輸送模塊(20)。
12. 按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，過(guò) 濾器加熱裝置(14， 28)是一加熱部件(11)的組成部分，其包括過(guò) 濾器(5， 24)的一過(guò)濾器殼體(5.1)。
13. 按照權(quán)利要求ll所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述過(guò)濾器 殼體(5.1)與一貯罐蓋構(gòu)造成一體。
14. 按照權(quán)利要求11或12所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾 器殼體(5.1)用塑料通過(guò)注塑成型制造，并且過(guò)濾器加熱裝置(14， 28)通過(guò)包封注塑埋入過(guò)濾器殼體(5.1)的一塑料部分中，優(yōu)選在其 底面中。
15. 按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，設(shè) 置一溫度傳感器(16)來(lái)防止過(guò)濾器(5, 24)過(guò)熱。
16. 按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，所 述連接線(12， 26)包含有一電阻絲。
17. 按照權(quán)利要求M所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述連接線 (12， 26 )由一電阻絲構(gòu)成，其一直延伸到所述第一加熱裝置(4, 25 )。
18. 按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，所 述連接線(12， 26)的構(gòu)成過(guò)濾器加熱裝置(14， 28)的加熱部分包 含有匝圏。
19. 按照上述權(quán)利要求之一項(xiàng)所述的加熱系統(tǒng)，其特征在于，所 述第一加熱裝置(4, 25)包含有一PTC元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于液體輸送系統(tǒng)的加熱系統(tǒng)，特別用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化催化器的尿素供給系統(tǒng)，包括至少一個(gè)第一加熱裝置(4，25)，用于使液體解凍；和至少一個(gè)過(guò)濾器加熱裝置(14，28)，用以加熱用于過(guò)濾液體的過(guò)濾器(5)；其中，所述過(guò)濾器加熱裝置(14，28)由所述第一加熱裝置(4，25)的電連接線(12，26)的一個(gè)構(gòu)成為電阻加熱元件的加熱部分構(gòu)成。
文檔編號(hào)H05B3/42GK101238275SQ200680028651
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2006年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月6日
發(fā)明者R·施塔克 申請(qǐng)人:宏牛加熱元件有限及兩合公司