CN103459793A - 用于还原剂贮备箱的功能单元及还原剂贮备箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于还原剂贮备箱的功能单元，其中还原剂尤其为用于内燃机的废气再处理的尿素水溶液，该功能单元包括一个加热装置（1）。根据本发明，该功能单元还包括带有至少一个空腔（3）的热分配器（2），该空腔用于接收加热装置（1）的至少一个加热元件（4）和/或至少另一组件，例如一个泵（5）和/或一个液位传感器（6）。本发明还涉及具有这种功能单元的还原剂贮备箱。

Description

用于还原剂贮备箱的功能单元及还原剂贮备箱

技术领域

本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的用于还原剂贮备箱的功能单元。本发明还涉及具有这种功能单元的用于还原剂的、尤其用于内燃机废气再处理的尿素水溶液的贮备箱。

背景技术

由于对内燃机排放值持续不断地增高的规章要求为遵守预定的限值将对内燃机排放的废气进行再处理。为了降低氧化氮的排放–尤其对于柴油发电机，将使用还原催化器，借助它可使氧化氮（NO_X）的排放显著降低。当废气到达催化器前对废气输送还原剂，例如尿素水溶液，它起到形成氨的作用，后者又与氧化氮在置于后面的催化器中反应形成无害的氮及水。尿素水溶液的输入通过计量系统来实现，该计量系统通常包括一个贮备还原剂的贮备箱及一个计量组件、如一个计量泵或一个计量阀。此外还需要一个输送组件，以将贮备在贮备箱中的还原剂输送给计量组件。

设置来贮备还原剂的贮备箱通常这样地设置在机动车上，即包含在贮备箱中的还原剂将经受外界温度。因为尿素水溶液在低于-11℃的温度时将结冰，故贮备箱装有一个加热元件，它可防止结冰或将引起已结冰的还原剂的溶化。该加热元件例如可涉及一个电加热器。特别有利地作为加热元件可使用在高温时自行向下调节的PCT（正温度系数）加热元件，它们被集成在一个平面载体上。与加热元件的具体实施形式无关地加热元件最好被设置在一个放置在贮备箱中的罐形容器的底部区域内，这将保证：即使在小液位的情况下加热元件也可被足够量的还原剂包围。

上述类型的贮备箱例如已由公开文献DE102006027487A1得知。在该贮备箱上加热装置被放置在一个内容器中，该内容器是一个功能单元的组成部分，该功能单元还包括一个泵，一个压力调节阀及一个抽吸导管。该功能单元最好通过一个开口放置在贮备箱中，以致它密封地覆盖此开口。

发明内容

本发明的任务在于：给出一种用于还原剂贮备箱的带有加热装置的功能单元，它具有高的效率及在其坚固性方面得到改善。尤其该功能单元相对冰压力是极为不敏感的。

该任务将通过具有权利要求1的特征的用于还原剂贮备箱的功能单元来解决。本发明的有利的进一步构型给出在从属权利要求中。

所提出的用于还原剂贮备箱的功能单元–其中还原剂尤其为用于内燃机废气再处理的尿素水溶液–包括一个加热装置。根据本发明该功能单元还包括带有至少一个空腔的热分配器，该空腔用于接收加热装置的至少一个加热元件和/或至少另一组件，例如一个泵和/或一个液位传感器。该功能单元最好被放置在一个还原剂贮备箱的底侧上及构成一个槽。因为在槽的区域中聚集了还原剂，即使在低的还原剂液位的情况下也可保证针对还原剂结冰的防护。液位传感器能够检测相应的当前液位。至少一个加热元件与热分配器相结合导致了加热装置的高效率，以致可有效防止处于槽中的还原剂的结冰。通过至少一个加热元件和/或至少一个另外的组件被接收在热分配器的空腔中，则可保护它或它们以便被外部的机械作用所损坏。此外至少一个空腔的形成将导致热分配器表面积的增大，该热分配器至少部分地包围空腔。这不仅对热分配及由此对加热装置的效率产生有利的影响，而且还提高了热分配器的成型刚度。

热分配器有利地由一种金属材料、尤其铝制成并用塑料压力注塑包封。铝是很好的热分配器并还非常地轻。用塑料压力注塑的包封保护了金属主体或铝主体以免腐蚀。

根据本发明的一个优选的实施形式热分配器基本上被构成环形。热分配器的环形形状包围着一个圆柱形的空腔，该圆柱形空腔在需要时可被划分。此外环形的形状以高的成型刚度而显出色。

此外热分配器优选地具有一个内环及一个外环，该内环及外环通过径向延伸的接片相连接，以致构成用于接收还原剂的弧形延伸的中间室。多个环的结构增大了热分配器的表面积并由此又改善了热分配。设置在这些环之间的接片提高了热分配器的成型刚度。由此使功能单元的坚固性进一步提高。弧形延伸的中间室用作液体收集器，以致改善了散热，因为加热装置的热分配器始终被还原剂包围。

提出了一个进一步构型：在外环上成型有一个环圈，功能单元借助该环圈可连接在一个还原剂贮备箱的底侧张开的容器上，以致功能单元构成了一个作为容器的防溢出位置的槽。因此不需要一个单独的用于接收功能单元的槽。功能单元与容器的连接尤其借助焊接来实现。

还提出：由热分配器包围的空腔通过至少一个中间壁划分开，以致尤其构成多个扇形的空腔。功能单元的其它组件则可被分配到多个空腔中，由此改善了对组件的保护。此外中间壁有助于功能单元成型刚度的提高。

根据本发明的另一优选实施形式在由热分配器包围的空腔或中间室中通入一个引出导管。其中空腔或中间室可通过一个开口与容器的内空间连接。在热分配器的区域中通入引出导管的结构可保证：始终有足够的还原剂以供引出。

此外还提出：通过其使空腔或中间室与容器的内空间连接的开口被一个过滤部件覆盖。该过滤部件可防止：由贮备箱引出被颗粒污染的还原剂。该过滤部件最好设置在加热装置的上面并借助超声波焊接固定在热分配器上。

加热元件有利地为一个电加热元件，尤其一个PTC元件，它尤其被组合在热分配器中，例如通过压入和或压力注塑包封组合在热分配器中。这种组合的加热元件被证实是特别坚固的。

为了解决开始部分所述的任务还提出了一个具有根据本发明的功能单元的还原剂贮备箱。其中功能单元连接在一个底侧张开的容器上及尤其与该容器相焊接。该容器可在一定的区域中被构成软的或弹性的，以便例如在冰压力作用下允许其变形。由此有针对性地使功能单元减压，因为容器的变形引起压力的下降。

以下借助附图来详细地说明本发明的实施例。

附图说明

图1：具有根据本发明的功能单元的一个还原剂贮备箱的概要垂直截面，

图2：图1的根据本发明的功能单元的一个垂直截面，

图3：图1的根据本发明的功能单元的一个水平截面，

图4：根据本发明的另一功能单元的一个垂直截面，

图5：图4的功能单元的一个水平截面，

图6a：图4及5的功能单元的热分配器的一个水平截面，及

图6b：该热分配器的一个垂直截面。

具体实施方式

由图1至3可看到根据本发明的第一功能单元。根据图1该功能单元被放置在一个还原剂贮备箱的容器12的底侧上及因此构成一个槽13。

根据图2该功能单元包括一个放置至槽13中的加热装置1，该加热装置被设置在一个过滤部件18的上面。过滤部件18覆盖着一个引出导管15的接口。此外作为其它组件该功能单元包括一个泵5及一个液位传感器6，它们被设置在槽13的下面。槽13通过焊缝20与还原剂贮备箱的容器12相连接。加热装置的任务在于：至少在引出导管15的区域中防止作为还原剂使用的尿素水溶液的结冰。为了保持尽可能大的区域无冰冻，加热装置1具有一个作为热分配器2的铝主体21，为了增大其表面积该铝主体具有一个带有宽伸出指的双E的形状。在热分配器2的空腔3中放置了多个PCT元件作为加热元件4。为了保护热分配器2的铝主体21以免腐蚀，该热分配器还具有一个塑料套22（见图3）。在根据图1至3的实施形式中一个–例如由冰压力引起的–负荷可导致该功能单元的变形19。这种变形还可导致焊缝20的强负荷。因此在图4至6a及b中描述了根据本发明的功能单元的一个进一步构型，该构型由于特别高的坚固性而显突出。

图4以与图2相应的垂直截面表示一个进一步的构型。该功能单元也被连接在一个还原剂贮备箱的容器12上并构成一个槽13。该功能单元包括一个带有热分配器2的加热装置1，该热分配器包围着至少一个用于接收功能单元的其它组件的空腔3。为此该热分配器2基本上被构成环形的。它包括一个内环7，该内环包围着两个扇形的并通过一个中间壁14相互隔开的空腔3，及包括一个带有整体成型的环圈11的外环8。内环7与外环8通过四个径向地延伸的接片9相互连接，以致构成弧形地延伸的中间室10，它们用作液体收集器。为了提高成型刚度可设置大于四个的接片。变换地也可减少接片的数目。成型在外环8上的接片11用于使功能单元固定在容器12上。这里该固定通过一个环绕的焊缝20来实现，该焊缝同时起到密封的作用。

在第一扇形的并被热分配器2的内环7包围的空腔3（见图4及5的左侧）中接收了一个泵5及一个液位传感器6，这里它为一个超声波传感器。该空腔3相对容器2的内空间17是封闭的，以致无论泵5还是液位传感器6均不与还原剂形成接触。对于泵5及液位传感器6的工作所需的电连接线23将由下方导入空腔3。第二扇形的空腔3具有一个开口16，该空腔通过此开口与容器12的内空间17形成连接。在此空腔3中通入一个引出导管15，以致在完成引出的情况下新的还原剂可由容器12再流到该空腔3中。为了防止待引出的还原剂被颗粒所污染，空腔3的开口16由一个过滤部件18覆盖，这里该过滤部件借助超声波焊接固定在热分配器2上。

热分配器2的环形实施形式保证了高的成型刚度，该成型刚度通过使热分配器2构成包括一个内环7及一个外环8的双环更加提高。设置在内环7与外环8之间径向地延伸的接片9及用于划分空腔3的中间壁14起到进一步提高成型刚度的作用。此外使热分配器2的表面积增大，这对热分配起到有利的作用。空腔3的构成能使对变形敏感的组件、例如泵5及液位传感器6并包括其电连接线23在内得到一个受保护的结构。

所述的热分配器2由铝制成及为了防腐蚀保护用塑料压力注塑包封（见图6a及图6b，其中未示出用塑料压力注塑包封的部分）。在热分配器2的铝主体21中置入作为加热元件4的PCT元件，以致(该未示出的)塑料压力注塑部分也将保护加热元件4。热分配器2具有一个高度H，这里它约为40mm。这里内环7的厚度s约为10mm。

Claims (10)

1.用于还原剂贮备箱的功能单元，其中还原剂尤其为用于内燃机废气再处理的尿素水溶液，该功能单元包括一个加热装置（1），其特征在于：该功能单元还包括带有至少一个空腔（3）的热分配器（2），该空腔用于接收加热装置（1）的至少一个加热元件（4）和/或至少另一组件，例如一个泵（5）和/或一个液位传感器（6）。

2.根据权利要求1的功能单元，其特征在于：热分配器（2）由一种金属材料、尤其铝制成并用塑料压力注塑包封。

3.根据权利要求1或2的功能单元，其特征在于：热分配器（2）基本上被构成环形。

4.根据以上权利要求中任一项的功能单元，其特征在于：热分配器（2）具有一个内环（7）及一个外环（8），该内环及外环通过径向延伸的接片（9）相连接，以致构成用于接收还原剂的弧形延伸的中间室（10）。

5.根据权利要求4的功能单元，其特征在于：在外环（8）上成型有一个环圈（11），功能单元借助该环圈可连接在一个还原剂贮备箱的底侧张开的容器（12）上，以致功能单元构成了一个作为容器（12）的防溢出位置的槽（13）。

6.根据以上权利要求中任一项的功能单元，其特征在于：由热分配器（2）包围的空腔（3）通过至少一个中间壁（14）划分开，以致优选构成多个扇形的空腔（3）。

7.根据以上权利要求中任一项的功能单元，其特征在于：在由热分配器（2）包围的空腔（3）或中间室（10）中通入一个引出导管（15），其中空腔（3）或中间室（10）可通过一个开口（16）与容器（12）的内空间（17）连接。

8.根据权利要求7的功能单元，其特征在于：通过其使空腔（3）或中间室（10）与容器（12）的内空间（17）连接的开口（16）被一个过滤部件覆盖。

9.根据以上权利要求中任一项的功能单元，其特征在于：加热元件（4）为一个电加热元件，尤其一个PTC元件，该加热元件尤其被组合在热分配器（2）中，例如通过压入和或压力注塑包封组合在热分配器中。

10.具有根据以上权利要求中任一项的功能单元的还原剂贮备箱，其中，功能单元连接在一个底侧张开的容器（12）上及尤其与该容器相焊接。

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