CN101306746A - 流体容器和具有这种流体容器的还原剂供应系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于机动车的流体容器，所述容器具有容器壁(2)，容器壁(2)用塑料制成并具有至少一个金属电阻加热元件(3)。按照本发明，容器壁(2)设有至少一个PPTC元件(4)作为保护防止过热，上述PPTC元件与所述至少一个加热元件(3)串联连接。
Description
技术领域
本发明涉及用于机动车的可加热的流体容器，所述流体容器具有用塑料制成的容器壁，该容器壁具有权利要求1前序中所述的特征。作为例子，机动车设有这种流体容器作为风挡洗液、燃料和尿素溶液用的储罐或作为流体过滤器的过滤器外壳或作为运送组件、尤其是用于尿素溶液。本发明还涉及用于还原剂供应系统的流体容器和用于废气净化催化器的还原剂供应系统，所述还原剂供应系统装在机动车内作为标准装置。
背景技术
作为例子，这种流体容器在DE 10 2005 03 7201A1中公开。其中所描述的流体容器是一种滤杯，所述滤杯装有用于过滤尿素溶液的滤料。容器用塑料制成。在容器底部嵌入了加热丝，所述加热丝用螺旋形方式设置。为了防止过热，加热丝与PTC加热元件串联连接，所述PTC加热元件加热相邻的流体储罐，其中PPT加热元件安装在加热外壳中，液体围绕所述加热外壳流动。然而，倘若储罐的内装物是冷的，则可能滤杯过热。在特殊情况下，这可能造成在加热电流由于PTC加热元件的加热而降到容器壁可以冷下来之前，使流体容器的塑料经受相当大的温度荷载。
从DE 10 2005 037 201A1已知，将一种加热元件嵌入到机动车的流体容器的底部中，上述加热元件用聚合物电阻材料，尤其是PTC聚合物制成。尽管通过使用PTC聚合物作为电阻加热元件可以达到由于加热元件的PTC特性而排除容器壁的过热，但制造成本高是缺点。
发明内容
因此，本发明的目的是公开了一种方法，在所述方法中，对于机动车用的可加热流体容器，可以实现可靠而快速响应的保护防止过热。
按照本发明，因为容器壁设有PPTC元件作为保护防止过热，所以达到了这个目的，上述PPTC元件与至少一个加热元件串联连接。
在室温下，PPTC元件是很低电阻的聚合物PTC元件。作为例子，PPTCs以PolySwitch和Multifuse的商标名销售。
在按照本发明所述的流体容器如作为例子，储罐、过滤器外壳或运输组件的情况下，可以利用成本低的金属电阻加热元件作为加热元件。对PPTC元件只需要很少量的价钱较贵的PTC聚合物，上述PPTC加热元件在加热到临界转变温度的情况下，通常它的电阻改变几个数量级，因此大幅度地限制加热电流。因此，PPTC元件不是用于加热，而仅用于温度限制，像安全开关一样，构成自复位(self-resetting)安全装置。
在按照本发明所述的流体容器的情况下，将金属电阻加热元件的有利制造成本与PPTC元件的快速响应时间结合。
作为例子，为了将金属电阻加热元件嵌入到塑料中，它可以用塑料通过注塑法涂覆。通过使用设有层状部分的加热元件，可得到进一步节约成本，因为这些可以更容易装配到挤塑工具中，并具有更大的传热表面。如果作为例子加热元件用金属片切开而制成，则尤其有利并因此是优选的。曲折形加热元件可低成本地用金属薄板冲切而成。
按照本发明所述的流体容器尤其适用于机动车的尿素供应系统，也就是说，作为尿素储罐、运输组件或尿素过滤器外壳，因为在这种使用情况下，可以从穿过容器壁的欧姆加热的优点得到好处(没有任何密封和腐蚀问题，全部输出都到达PPTC的响应)，尽管这样，由于较小的容器容积优选的是200ml-300ml，所以冻结的容器内装物可以快速融化。PPTC不仅保护容器壁防止过热，而且还防止容器中尿素溶液的过热，也就是说，耐热仅高至85℃。聚酰胺，尤其是聚邻苯二甲酰胺是容器壁特别合适的材料，因为一方面它们是抗尿素腐蚀，和另一方面，具有所需的热导率和温度稳定性。
附图说明
本发明的另一些详细情况和优点可以参照附图利用实施例进行说明。所描述的特征可以由各单个权利要求或它们的组合的对象形成。
图1示出流体容器的实施例的示意图；和
图2是PPTC元件的欧姆电阻R与温度T关系的示意图；
图3示出用于机动车的废气净化催化器的尿素供应系统的实施例的示意图；及
图4示出流体容器的另一实施例的示意图。
具体实施方式
图1示出用于机动车的流体容器1的示意图。流体容器1具有容器壁2，所述容器壁2用塑料制成，并在图1中用穿过侧壁的纵向剖视图表示。电加热元件3嵌入到容器壁2中，所述电加热元件3环绕容器内部。在所示的实施例中，加热元件3通过冲去曲折形带材形成，所述带材用薄钢板、优选的是铁合金、尤其是特种钢如V4A钢制成。在室温下，由其形成的加热具有至少2欧姆、比如2欧姆-7欧姆，尤其是4.5-7欧姆的电阻。PPTC元件4与加热元件3串联。在室温下，PPTC元件4具有至多0.5欧姆、优选的是不大于0.2欧姆、尤其是不大于0.1欧姆的电阻。
合适的PPTC元件比如在商品名PolySwitch或Multifuse下销售。按照图2，PPTC元件4显示在临界转变温度下它的电阻增加几个数量级，因此保护容器壁2防止过热。亦即，倘若容器壁2加热升温到转变温度TA，所述转变温度优选的是在85℃和125℃之间，则PPTC元件4的电阻增加至少100倍，优选的是1000倍或更多，以使加热电流并因此使加热元件3所耗散的加热功率相应地下降，因此用可靠方式防止进一步过热。
在所示的实施例中，PPTC元件4及金属加热元件3二者嵌入在容器壁2中。然而，也可以将PPTC元件4安装在容器壁2的表面上，以便在需要的情况下，可以将它更换。PPTC元件4可以安装在容器壁的外部，但尤其是安装在内部。
如果容器壁2具有若干PPTC元件4，则尤其有益。这样，在部分装有流体的容器1的情况下，当机动车停放在斜坡上，以致一部分侧壁和一部分容器底部覆盖有液体因此冷却，而另一部分容器壁2不与流体接触并因此不冷却时，可能例如会发生容器壁2的局部过热。如果容器壁2嵌入若干串联的加热元件3，而加热元件3又与若干PPTC元件4串联时，则尤其有益。如果PPTC元件4设置在容器底部的若干点处，则尤其有益。如果按照图1，加热元件3嵌入在形成侧壁的容器壁2中，则流体容器1可以特别有效而快速地加热。此外，也可以把一个或多个加热元件3嵌入在底壁中。
如图1所示，流体容器1具有入口孔5和出口孔6，在它们之间安装一滤膜8。所述入口孔和出口孔5，6设置在盖7中。
流体容器1尤其适合作为过滤器外壳，比如用于过滤尿素溶液的过滤器的外壳。它的容积是在200ml和300ml之间，而容器壁厚是在3mm和5mm之间。聚酰胺、优选的是聚邻苯二甲酰胺是用于容器壁的合适材料。
流体容器1还配置成多室容器。作为例子，第一室可以构成液体储罐，所述液体储罐用于储存液体，并与第二室一起形成流体过滤器，上述第二室含有滤料，它与第一室连接。
上述流体容器1尤其适合用于机动车的还原剂供应系统。图3示意示出机动车的废气净化催化器11及与其有关的还原剂或者相应地尿素供应系统12。用氨作为还原剂，氮氧化物在废气净化催化器11中还原成氮气。为此所需的氨从尿素溶液中得到，所述尿素溶液通过尿素供应系统12准备好，并利用计量阀11c加到废气流11b中。
图3所示的尿素供应系统12包括上述流体容器、可电加热的流体管道16，18和泵15，上述容器作为用于装尿素溶液14的还原剂储罐，上述流体管道16，18用于将还原剂从还原器储罐13输送到废气净化催化器11，而上述泵15用于通过流体管道16，18将还原剂泵送到催化器11。
泵15和催化器11由控制组件19控制，在霜冻情况下，上述控制组件19接通电源电加热还原剂储罐1、泵15和流体管道16、18。泵15优选的是紧贴着储罐13安装，以便管道段16可以短到被储罐或/和泵加热系统充分加热，因此短管道段16的固有加热不需要。
所示的还原剂供应系统还具有过滤器1，所述过滤器1用于过滤尿素溶液。该过滤器的外壳是流体容器1，如图1所示。
图4示出按照本发明所述流体容器的另一个实施例。这个实施例与图1所示的流体容器不同之处在于，在容器壁2中另外嵌入一NTC元件20作为温度传感器。NTC元件也叫做高温导体。通常，NTC元件配置成具有最大负温度系数的半导体电阻，因此具有一电阻在增加温度下尽可能多地减小。NTC元件20可以确定是否需要加热，并因此确定是否按需要连接或中断加热元件3。NTC元件20在电学上与加热元件3和PPTC元件4无关，亦即与加热元件3电绝缘。
正像加热元件3一样，NTC元件20也可以嵌入到容器壁2中，因为容器壁2是通过注塑法制造，而NTC元件20经受围绕它注塑。NTC元件20的连接部分从容器壁2伸出。控制组件19可以连接到这些连接部分上，所述控制组件19按照需要可以与加热元件3连接或断开。NTC20的连接部分可以安装在加热元件3的连接部分附近，尤其是与加热元件3的连接部分一起安装在共用插头中，以便有助于容器的连接。
附图标记列表
1流体容器
2容器壁
3加热元件
4PPTC元件
5入口孔
6出口孔
7盖
8滤膜
11废气净化催化器
11b废气流
11c计量阀
12还原剂供应系统
13还原剂
14尿素溶液
15泵
16流体管道
18流体管道
19控制组件
20NTC元件
Claims (20)
1.一种用于机动车的流体容器，所述容器具有容器壁(2)，该容器壁(2)用塑料制成并设有至少一个金属电阻加热元件(3)，其特征在于，容器壁(2)设有至少一个PPTC元件(4)作为保护防止过热，上述PPTC元件与所述至少一个加热元件(3)串联连接。
2.按照权利要求1所述的流体容器，其特征在于，加热元件(3)具有各层状部分。
3.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，加热元件(3)用金属片切开制成。
4.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，加热元件(3)嵌入到容器壁(2)中。
5.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，设有所述至少一个加热元件(3)的容器壁(2)形成侧壁。
6.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，设有所述至少一个加热元件(3)的容器壁(2)形成底壁。
7.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，PPTC元件(4)设置在侧壁(2)的表面上。
8.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，PPTC元件(4)嵌入在容器壁(2)中。
9.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，容器壁(2)设有多个PPTC元件(4)。
10.按照权利要求9所述的流体容器，其特征在于，所述多个加热元件(3)嵌入在容器壁(2)中，所述加热元件与PPTC元件(4)串联连接。
11.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，一个第一室形成用于装流体的流体储罐，而一个第二室与第一室连接且含有过滤材料。
12.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，加热元件(3)的电阻相当于PPTC元件(4)在低于其转变温度(TA)的电阻至少30倍。
13.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，PPTC元件(4)在室温下的电阻为至多0.5欧姆。
14.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，在室温下加热元件(3)具有至少2欧姆的总电阻。
15.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，容器壁(2)的厚度为3mm-5mm。
16.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，容器壁(2)用聚酰胺制成。
17.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，容器容积为200ml-300ml。
18.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，温度传感器嵌入在容器壁(2)中。
19.按照上述权利要求其中之一所述的流体容器，其特征在于，温度传感器是NTC元件(20)。
20.还原剂供应系统，用于内燃机、尤其是机动车的废气净化催化器(11)，上述还原剂供应系统包括可电加热的流体管道(16，18)和包括泵(15)，所述流体管道用于将还原剂输送到废气净化催化器(11)，所述泵用于通过流体管道(16，18)将还原剂泵送到废气净化催化器(11)，其特征在于，按照上述权利要求其中之一所述的流体容器(1，13)连接到流体管道(16，18)上。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: BOSCH GMBH ROBERT |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Hafner Carsten Inventor after: Schmid Alexander Inventor before: Hafner Carsten |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: HAFNER C. TO: HAFNER C. SCHMID ALEXANDER |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20110303 Address after: German Kandel Applicant after: Eichenauer Heizelemente GmbH & Co-applicant after: Bosch GmbH Robert Address before: German Kandel Applicant before: Eichenauer Heizelemente GmbH & |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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