WO2007017080A1 - Heizsystem - Google Patents

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WO2007017080A1
WO2007017080A1 PCT/EP2006/007229 EP2006007229W WO2007017080A1 WO 2007017080 A1 WO2007017080 A1 WO 2007017080A1 EP 2006007229 W EP2006007229 W EP 2006007229W WO 2007017080 A1 WO2007017080 A1 WO 2007017080A1
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heating
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heating system
tank
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PCT/EP2006/007229
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Roland Starck
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Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co. Kg
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a heating system for a liquid delivery system, in particular for a urea supply system of an exhaust gas purification catalyst of an internal combustion engine.
  • Urea is needed by an exhaust gas purifying catalyst as an ammonia supplier. Motor vehicles therefore have a standard urea tank, is stored in the urea solution for the exhaust gas purification catalyst. In frost, the urea solution can freeze, so that a heating system is needed to thaw the urea solution as quickly as possible, so that the urea needed for the operation of the catalyst can be provided.
  • the object of the invention is to show a cost-effective way, such as an exhaust gas purification catalyst of an internal combustion engine at temperatures below the
  • Freezing point can be put into a ready state faster.
  • a heating system for a liquid delivery system in particular for a urea Supply system of an exhaust gas purification catalyst of an internal combustion engine, comprising at least a first heater for thawing liquid, and at least one filter heater for heating a filter for filtering liquid, wherein the filter heating is formed by a formed as a resistance heating element heating section of an electrical connection line of the first heater.
  • the first heater can be, for example, a tank heater for heating a fluid tank and / or a pump heater for heating a delivery pump of the fluid delivery system. In any case, it is preferred that the heating power of the first heater is greater than the heating power of the filter heater. It is possible that the liquid delivery system comprises a plurality of first heaters, such as a tank heater and a pump heater, and / or multiple filters with filter heaters. In this case, it is generally favorable to choose the heating power of the first heaters each greater than the heating power of the filter heater or filter heaters.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a heating system according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a further embodiment of a heating system according to the invention
  • FIG. and FIG. 3 shows a schematic illustration of a urea supply system with a further exemplary embodiment of a heating system according to the invention.
  • FIG. 1 shows a section of a urea supply system for an exhaust-gas purification catalytic converter of a motor vehicle.
  • the system comprises a two-part urea tank in which a first part of an only indirectly heated storage tank 1 and a second part of a heated by the tank heater 4 defrosting tank 3 is formed.
  • the thawing container 3 is arranged in the illustrated embodiment within the storage tank 1, but may in principle also be arranged outside. Also possible is a one-piece Embodiment in which the storage tank 1 is heated directly.
  • the heating system shown in FIG. 1 is an insert 11 for a storage tank 1 of a motor vehicle.
  • the insert 11 comprises a thawing container 3 for rapid thawing of a portion of the amount of urea stored in the storage tank 1, a filter housing in the form of a filter cup 5.1 for receiving a filter element 5.2, a tank heater 4 for thawing urea ice in the thawing container 3 and connecting lines 12,13, with which a heating current through a contained in the tank heater 4 PTC heating element (not shown) can be passed.
  • the filter 5 can be heated by means of a filter heater 14, which is formed by a designed as a resistance heating heating section of the connecting line 12. In this way, flows through the filter heater 14 always the same heating current as through the tank heater 4. Consequently, both the heating power of the tank heater 4 and the filter heater 14 is automatically limited by the PTC heating element of the tank heater 4 and excluded overheating, as PTC heating elements (Positive temperature coefficient) show a sudden increase in their electrical resistance when a threshold temperature is exceeded.
  • PTC heating elements Positive temperature coefficient
  • the heating section 14 is formed by a resistance wire, preferably a heating conductor alloy, for example a FeCrAl alloy. It is also possible to use a polymer resistance material, in particular a PTC polymer.
  • the resistance wire used has an electrical resistance of at least 0.2 ⁇ mm 2 / m, preferably at least 0.6 ⁇ mm 2 / m, more preferably at least 1.2 ⁇ m ⁇ n 2 / m, in the illustrated embodiment of 1.44 ⁇ mm 2 / m.
  • the heating section 14 is embedded in the filter cup 5.1 made of plastic by injection molding, preferably its bottom, embedded by extrusion and arranged in several turns, preferably meandering or helical. Also possible is a resistance heating element in the form of a braid made of a resistance material.
  • the filter cup 5.1 is connected in the illustrated heating system 11 with a tank lid for the defrosting container 3.
  • a sealing point between the tank lid and filter cup can be avoided. It is particularly advantageous if, according to FIG. 1, filter cups 5.1 and defrosting containers 3 form a unit which is inserted into the storage tank 1 and thereby closes an opening of the storage tank 1.
  • the insert 11 is part of a urea supply system which comprises, in addition to the storage tank 1, a pump 6 including pressure regulator and valve, with the urea solution via the intake lines 2 and 10 through the filter 5 via the connecting line 15 into the supply line 7 leading to the exhaust gas purification catalyst. can be pumped.
  • frost is first thawed urea solution contained in the thawing container 3 and then pumped via the suction line 10 into the filter 5 and from there to the connecting line 7.
  • the capacity of the thawing container 3 is dimensioned so that the urea solution contained therein is sufficient for the commissioning of an exhaust gas purification catalyst.
  • thawed urea solution can be returned via the return line 8 into the thawing container 3, so that heat generated by the heater 4 is better distributed in the thawing container 3. Furthermore , the liquid passage opening 9 forms an overflow, so that an excess of heated urea solution can emerge from the defrosting container 3 and reach the surrounding interior of the tank 1.
  • the intake pipe 10 is a plastic pipe which leads through the tank heater 4 as an intake duct.
  • the suction line 10 can be heated so that urea solution frozen therein can be thawed quickly.
  • intake line heating is realized in that the connecting line 12 is arranged close to the intake line 10 and is also designed as a resistance heating element, in particular as a resistance wire, in the relevant section.
  • the connecting line 12 is in heat-conducting connection with the suction line 10 so that heat generated by the connecting line 12 can be used for thawing urea solution in the suction line 10.
  • the connecting line 12 may rest against the suction line 10 or be wound around it.
  • connection line 12 is formed as a resistance heating element. It is also possible, however, also form the connection line 13 as a resistance heating element in order to heat the suction line 10 and / or the filter 5.
  • one section of a connecting line can serve as filter heating and a section of the other connecting line serves as suction line heating.
  • the exemplary embodiment illustrated in FIG. 2 differs from the exemplary embodiment described with reference to FIG. 1 essentially in that the suction line 10, through which the urea solution can be sucked out of the defrosting container 3 into the filter 5, is designed as a thin stainless steel tube, preferably of V4A. Steel, is formed and serves as a resistance heating element. In this way, the intake pipe 10 at the same time forms the tank heater. 4
  • the suction line 10 is arranged in the thawing container 3 in several turns, preferably spiral or meandering turns, and protrudes into the filter 5 at its upper end with a section which is preferably likewise wound.
  • the specific resistance of the metal pipe forming the intake pipe 10 is preferably at least 0.2 ⁇ mm 2 / m, in particular at least
  • the section of the suction tube 10 protruding into the filter serves both as a filter heater 14 for heating the filter 5 and as a connection line the tank heater 4.
  • the metal pipe forming the intake pipe 10 may be made in one piece or may have a plurality of sections connected by couplings, for example plug-in couplings, which may have different configurations with regard to material and diameter.
  • a temperature sensor 16 is in heat-conducting. Connection to the intake pipe arranged, preferably on the intake pipe fastened. It is particularly favorable to arrange the temperature sensor 16 below the filter 5, since there is generally no urea solution surrounds the intake pipe 10 and therefore the risk of overheating is greatest. If overheated, the plastic of the filter cup 5.2 and the sealing point at the passage of the intake pipe 10 could be damaged.
  • the described heating system can be integrated into a urea supply system in which the supply line 7 and / or the connecting line 15 are also heated.
  • a line heating can be effected in a particularly favorable manner by using corrosion-resistant metal pipes, preferably of stainless steel, through which a heating current is passed for thawing urea solution, so that the metal pipes are heated as resistance heating elements.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a urea supply system for an exhaust gas purification catalytic converter of a motor vehicle.
  • the urea supply system comprises as a first part a urea tank 1 with a filter, which are heated by a heating system which essentially corresponds to the heating system described with reference to FIG.
  • the first heating for thawing liquid is the tank heater 4.
  • the urea supply system illustrated in FIG. 3 comprises, as a second part, a delivery module 20 with which urea solution can be pumped from the urea tank 1, 3 to an exhaust gas purification catalyst 30.
  • the delivery module 20 includes a delivery pump 21 and a heating system comprising as the first heater a delivery module heater 25 and additionally a filter heater 28 for heating a filter 24 associated with the delivery module.
  • the delivery module 20 further comprises a metering valve 22, which is preferably heated by the delivery module heater 25 as well as the pump 21. With the metering valve 22 urea solution brought up via the connection line 7 is split between the supply line 32 leading from the filter 24 to the injection nozzle 29 of the catalyst 30 and a return line 31 leading to the urea tank 1.3.
  • the delivery module 20 comprises a control unit 23, with which, for example, the pump 21, the metering valve 22 and the heating system can be controlled.
  • the delivery module heating 25 is the thawing of liquid in the pump 21 during frost, so that it is in the illustrated embodiment at the delivery module heater 21 is a pump heater.
  • the delivery module heater 25 preferably contains a PTC heating element and can be arranged, for example, in a housing of the pump 21 or the delivery module 20. In the schematic representation of FIG. 3, the delivery module heater 25 appears to be arranged at a considerable distance from the delivery pump 21. This schematic representation was chosen for the sake of clarity, but in this respect does not correspond to the actual conditions.
  • the conveyor module heater 25 is preferably arranged close to the feed pump 21 and communicates with the feed pump 21 via thermal bridges in good heat-conducting connection. Suitable thermal bridges could be formed in particular by housing parts.
  • the filter heater 28 is formed as well as the filter heaters 14 of the embodiments described with reference to Figures 1 and 2.
  • the filter heater 28 is thus formed by a heating section of the connection line 26 of the conveyor module heater 25 designed as a resistance heating element.
  • the filter 24 preferably, like the filter in the above-explained embodiment, preferably comprises a filter housing, for example a filter cup, in which the filter heater 28 can be embedded.
  • the Connecting line 12,26 therefore formed by a resistance wire extending to the first heater 4,25.
  • the heating section of the connecting line 12, 26 forming the filter heater 14, 28 contains windings, so that the majority of the connecting line 12, 26 is arranged in the filter 5, 24 and consequently the heating power released by the connecting line is for the most part in the filter 5, 24 is released.
  • the maximum power of the conveyor module heater 25 is in operation about 30 to 40 W, the maximum power of the filter heater 28 about 20 W to 40 W.
  • the electrical resistance of the first heater 4, 25 at temperatures below freezing is greater than the electrical see Resistance of the filter heater 14, 28.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Heizsystem für ein Flüssigkeitsfördersystem, insbesondere für ein Harnstoff -Versorgungssystem eines Abgasreinigungskatalysators einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend mindestens eine erste Heizung (4) zum Auftauen von Flüssigkeit, und mindestens eine Filterheizung (14) zum Beheizen eines Filters (5) zum Filtern von Flüssigkeit, wobei die Filterheizung (14) durch einen als Widerstandsheizelement ausgebildeten Heizabschnitt einer elektrischen Anschlussleitung (12) der ersten Heizung (4) gebildet wird.

Description

Anmelder: Eichenauer Heizelemente GmbH & Co. KG, Kandel
Heizsystem
Die Erfindung betrifft ein Heizsystem für ein Flüssigkeitsfördersystem, insbesondere für ein Harnstoff-Versor- gungssystem eines Abgasreinigungskatalysators einer Verbrennungskraftmaschine .
Harnstoff wird von einem Abgasreinigungskatalysator als Ammoniaklieferant benötigt. Kraftfahrzeuge haben deshalb standardmäßig einen Harnstofftank, in dem Harnstofflösung für den Abgasreinigungskatalysator gespeichert wird. Bei Frost kann die Harnstofflösung einfrieren, so daß ein Heizsystem benötigt wird, um die Harnstofflösung möglichst rasch aufzutauen, damit der für den Betrieb des Katalysators benötigte Harnstoff zur Verfügung gestellt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen kostengünstigen Weg aufzuzeigen, wie ein Abgasreinigungskatalysator einer Verbrennungskraftmaschine bei Temperaturen unter dem
Gefrierpunkt schneller in einen betriebsbereiten Zustand versetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Heizsystem für ein Flüssigkeitsfördersystem, insbesondere für ein Harnstoff- Versorgungssystem eines Abgasreinigungskatalysators einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend mindestens eine erste Heizung zum Auftauen von Flüssigkeit, und mindestens eine Filterheizung zum Beheizen eines Filters zum Filtern von Flüssigkeit, wobei die Filterheizung durch einen als Widerstandsheizelement ausgebildeten Heizabschnitt einer elektrischen Anschlussleitung der ersten Heizung gebildet wird.
Bei der ersten Heizung kann es sich beispielsweise um eine Tankheizung zum Beheizen eines Flüssigkeitstanks und/oder um eine Pumpenheizung zum Beheizen einer Förder- pumpe des Flüssigkeitsfördersystem handeln. Bevorzugt ist in jedem Fall, dass die Heizleistung der ersten Heizung, größer als die Heizleistung der Filterheizung ist. Dabei ist es möglich, dass das Flüssigkeitsfördersystem mehrere erste Heizungen, beispielsweise eine Tankheizung und eine Pumpenheizung, und/oder mehrere Filter mit Filterheizungen umfasst. In diesem Fall ist es in der Regel günstig, die Heizleistung der ersten Heizungen jeweils größer als die Heizleistungen der Filterheizung oder Filterheizungen zu wählen.
Im Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, daß selbst bei Einsatz einer Pumpen- und/oder einer Tankheizung häufig geraume Zeit vergehen kann, bis einem Abgasreinigungskatalysator flüssige Harnstofflösung zur Verfügung gestellt werden kann, da insbesondere in einem Harnstofffilter enthaltenes Harnstoffeis nur langsam auftaut. Mit einem erfindungsgemäßen Heizsystem kann diesbezüglich außerordentlich kostengünstig Abhilfe geschaffen werden, da das Filter mit einer Filterbeheizung beheizt wird, die von einer als Widerstandsheizelement ausgebildeten Anschlußleitung der als Tank- oder Pumpenheizung ausge- bildeten ersten Heizung gebildet wird. Auf diese Weise können die Kosten eines separaten Heizeinsatzes für das Filter vermieden werden und es sind keine zusätzlichen Anschlußleitungen für die Filterheizung erforderlich.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende Bauteile sind teilweise, mit übereinstimmenden Bezugszeichen gekennzeichnet. Die im folgenden beschriebenen Merkmale können einzeln oder in Kombination verwendet werden, um bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zu schaffen. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausfüh- rungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Heizsystems ;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Heizsystems; und Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Harnstoff- Versorgungssystems mit einem weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizsystems .
In Figur 1 ist ein Ausschnitt eines Harnstoff-Versorgungssystems für einen Abgasreinigungskatalysator eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Das System umfaßt einen zweiteiligen Harnstofftank, bei dem ein erster Teil von einem nur indirekt beheizten Vorratstank 1 und ein zweiter Teil von einem durch die Tankheizung 4 beheizten Auftaubehälter 3 gebildet wird. Der Auftaubehälter 3 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel innerhalb des Vorrats- tanks 1 angeordnet, kann jedoch prinzipiell auch außerhalb angeordnet sein. Möglich ist auch eine einteilige Ausführung, bei welcher der Vorratstank 1 direkt beheizt wird.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Heizsystem handelt es sich um einen Einsatz 11 für einen Vorratstank 1 eines Kraftfahrzeugs. Der Einsatz 11 umfaßt einen Auftaubehälter 3 zum raschen Auftauen eines Teils der in dem Vorratstank 1 gespeicherten Harnstoffmenge, ein Filtergehäuse in Form eines Filterbechers 5.1 zur Aufnahme eines Filterelementes 5.2, eine Tankheizung 4 zum Auftauen von Harnstoffeis in dem Auftaubehälter 3 und Anschlußleitungen 12,13, mit denen ein Heizstrom durch ein in der Tankheizung 4 enthaltenes PTC-Heizelement (nicht dargestellt) geleitet werden kann.
Das Filter 5 ist mittels einer Filterheizung 14 beheizbar, die von einem als Widerstandsheizelement ausgebildeten Heizabschnitt der Anschlußleitung 12 gebildet wird. Auf diese Weise fließt durch die Filterheizung 14 stets der selbe Heizstrom wie durch die Tankheizung 4. Folglich wird durch das PTC-Heizelement der Tankheizung 4 automatisch sowohl die Heizleistung der Tankheizung 4 als auch der Filterheizung 14 begrenzt und eine Überhitzung ausgeschlossen, da PTC-Heizelemente (Positiver Temperatur Koeffizient) bei Überschreiten einer Schwellentemperatur einen sprunghaften Anstieg ihres elektrischen Widerstandes zeigen.
Der Heizabschnitt 14 wird von einem Widerstandsdraht, be- vorzugt aus einer Heizleiterlegierung, beispielsweise einer FeCrAl-Legierung gebildet. Möglich ist auch die Verwendung eines Polymerwiderstandmaterials, insbesondere eines PTC-Polymers . Der verwendete Widerstandsdraht hat einen elektrischen Widerstand von mindestens 0,2 Ω mm2/m, bevorzugt mindestens 0,6 Ω mm2/m, besonders bevorzugt mindestens 1,2 Ω mτn2/m, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von 1,44 Ω mm2/m. Der Heizabschnitt 14 ist in den aus Kunststoff durch Spritzgießen gefertigten Filterbecher 5.1, bevorzugt dessen Boden, durch Umsprit- zen eingebettet und in mehreren Windungen, bevorzugt mäander- oder wendeiförmig angeordnet. Möglich ist auch ein Widerstandsheizelement in Form eines Geflechts aus einem Widerstandsmaterial.
Der Filterbecher 5.1 ist bei dem dargestellten Heizsystem 11 mit einem Tankdeckel für den Auftaubehälter 3 verbunden. Bei einer bevorzugt einstückigen Ausführung läßt sich eine Dichtstelle zwischen Tankdeckel und Filterbecher vermeiden. Besonders günstig ist es dabei, wenn gemäß Figur 1 Filterbecher 5.1 und Auftaubehälter 3 eine Einheit bilden, die in den Vorratstank 1 eingesetzt wird und dabei eine Öffnung des Vorratstanks 1 verschließt.
Der Einsatz 11 ist Teil eines Harnstoffversorgungssys- tems, der neben dem Vorratstank 1 eine Pumpe 6 einschließlich Druckregler und Ventil umfaßt, mit der Harnstofflösung über die Ansaugleitungen 2 und 10 durch den Filter 5 über die Verbindungsleitung 15 in die zum Abgasreinigungskatalysator führende Versorgungsleitung 7 ge- pumpt werden kann. Bei Frost wird zunächst in dem Auftaubehälter 3 enthaltene Harnstofflösung aufgetaut und dann über die Ansaugleitung 10 in den Filter 5 und von dort zu der Verbindungsleitung 7 gepumpt. Das Fassungsvermögen des Auftaubehälters 3 ist dabei so bemessen, daß die darin enthaltene Harnstofflösung für die Inbetriebnahme eines Abgasreinigungskatalysators ausreicht. Nachdem die Harnstofflösung in dem Auftaubehälter 3 vollständig aufgetaut ist, wird von der Tankheizung 4 erzeugte Wärme automatisch auch an Harnstofflösung außerhalb des Auftaube- hälters 3 abgegeben und somit der gesamte Inhalt des Vor- ratstanks 1 aufgetaut, so daß Harnstofflösung durch die Ansaugleitung 2 in das Filter 5 gepumpt werden kann.
Um den Auftauvorgang in dem Auftaubehälter 3 zu unter- stützen, kann aufgetaute Harnstofflösung über die Rückleitung 8 in den Auftaubehälter 3 zurückgeführt werden, so daß sich von der Heizung 4 erzeugte Wärme besser in dem Auftaubehälter 3 verteilt. Ferner, bildet die Flüssig- keitsdurchtrittsöffnung 9 einen Überlauf, damit ein Über- schuss an erwärmter Harnstofflösung aus dem Auftaubehälter 3 austreten und in den umgebenden Innenraum des Tanks 1 gelangen kann.
Die Ansaugleitung 10 ist ein Kunststoffröhr, das als An- saugkanal durch die Tankheizung 4 hindurch führt. Bevorzugt ist auch die Ansaugleitung 10 beheizbar, damit darin eingefrorene Harnstofflösung schnell aufgetaut werden kann. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Ansaugleitungsbeheizung dadurch reali- siert, daß dicht neben der Ansaugleitung 10 die Anschlußleitung 12 angeordnet und auch in dem betreffenden Abschnitt als Widerstandsheizelement, insbesondere als Widerstandsdraht, ausgeführt ist. Auf diese Weise steht die Anschlußleitung 12 in wärmeleitender Verbindung mit der Ansaugleitung 10, so daß von der Anschlußleitung 12 erzeugte Wärme zum Auftauen von Harnstofflösung in der Ansaugleitung 10 genutzt werden kann. Dabei kann die Anschlußleitung 12 an der Ansaugleitung 10 anliegen oder um diese herum gewickelt sein. Auf diese Weise ist eine Reihenschaltung der Tankheizung 4, der Filterheizung 14 und der Ansaugleitungsheizung gegeben. Dadurch wird sowohl die Filterheizung 14 als auch die Ansaugleitungs- beheizung durch den Selbstregeleffekt des PTC-Heizele- ments der Tankheizung 4 vor Überhitzung geschützt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich die Anschlußleitung 12 als Widerstandsheizelement ausgebildet. Möglich ist es aber auch, die Anschlußleitung 13 ebenfalls als Widerstandsheizelement auszubilden, um damit die Ansaugleitung 10 und/oder den Filter 5 zu beheizen. Beispielsweise kann ein Abschnitt einer Anschlußleitung als Filterheizung und ein Abschnitt der anderen Anschlußleitung als Ansaugleitungsbeheizung dienen.
Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem anhand von Figur 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß die Ansaugleitung 10, durch die Harnstofflösung aus dem Auftaubehälter 3 in den Filter 5 gesaugt werden kann, als dün- nes Edelstahlrohr, bevorzugt aus V4A-Stahl, ausgebildet ist und als Widerstandsheizelement dient. Auf diese Weise bildet die Ansaugleitung 10 zugleich die Tankheizung 4.
Die Ansaugleitung 10 ist in dem Auftaubehälter 3 in meh- reren Windungen, bevorzugt spiral- oder mäanderförmigen Windungen, angeordnet und ragt mit einem Abschnitt, der bevorzugt ebenfalls gewunden ist, an ihrem oberen Ende in den Filter 5 hinein. Der spezifische Widerstand des die Ansaugleitung 10 bildenden Metallrohrs beträgt bevorzugt mindestens 0,2 Ω mm2/m, insbesondere mindestens
0,6 Ω mm2/m, und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel 0,75 Ω mm2/m.
Wird ein Heizstrom durch das die Ansaugleitung 10 bil- dende Metallrohr geleitet, so führt dies zu dessen Erwärmung und damit zum Auftauen der die Ansaugleitung 10 umgebenden Harnstofflösung in dem Auftaubehälter 3 und dem Filter 5. Der in den Filter hineinragende Abschnitt des Ansaugrohrs 10 dient dabei sowohl als Filterheizung 14 zum Beheizen des Filters 5 als auch als Anschlußleitung der Tankheizung 4. Das die Ansaugleitung 10 bildende Metallrohr kann einteilig ausgeführt sein oder mehrere durch Kupplungen, beispielsweise Steckkupplungen, verbundene Abschnitte aufweisen, die hinsichtlich Material und Durchmesser unterschiedlich ausgestaltet sein können.
Um eine Überhitzung des Ansaugrohrs 10 vermeiden, ist ein Temperatursensor 16 in wärmeleitender. Verbindung zu dem Ansaugrohr angeordnet, bevorzugt auf dem Ansaugrohr befe- stigt. Besonders günstig ist es, den Temperatursensor 16 unterhalb des Filters 5 anzuordnen, da dort in der Regel keine Harnstofflösung das Ansaugrohr 10 umgibt und deshalb die Gefahr einer Überhitzung am größten ist. Bei einer Überhitzung könnte der Kunststoff des Filterbechers 5.2 und die Dichtstelle am Durchtritt des Ansaugrohrs 10 Schaden nehmen.
Bei beiden Ausführungsbeispielen ist es günstig, wenn im Betrieb von der Filterheizung eine Heizleistung von etwa 10 bis 30 Watt und von der Tankheizung eine Heizleistung von mindestens 50 Watt, bevorzugt 70 Watt bis 150 Watt, freigesetzt wird.
Um einem Abgasreinigungskatalysator noch schneller flüs- sige Harnstofflösung zuführen zu können, kann das beschriebene Heizsystem in ein Harnstoffversorgungssystem integriert werden, bei dem auch die Versorgungsleitung 7 und/oder die Verbindungsleitung 15 beheizt werden. Besonders günstig läßt sich eine solche Leitungsheizung da- durch bewirken, daß für die entsprechenden Leitungen korrosionsbeständige Metallrohre, bevorzugt aus Edelstahl, verwendet werden, durch die zum Auftauen von Harnstofflösung ein Heizstrom geleitet wird, so daß sich die Metallrohre als Widerstandsheizelemente erwärmen. Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Harn- stoffversorgungssystems für einen Abgasreinigungskatalysator eines Kraftfahrzeugs. Das HarnstoffVersorgungssystem umfasst als ersten Teil einen Harnstofftank 1 mit einem Filter, die von einem Heizsystem beheizt werden, das im Wesentlichen dem anhand von Figur 1 beschriebenen Heizsystem entspricht. Bei dem Heizsystem des ersten Teils handelt es sich bei der ersten Heizung zum Auftauen von Flüssigkeit um die Tankheizung 4.
Das in Figur 3 dargestellte Harnstoffversorgungssystem umfasst als zweiten Teil ein Fördermodul 20, mit dem Harnstofflösung von dem Harnstofftank 1 , 3 zu einem Abgasreinigungskatalysator 30 gepumpt werden kann. Das Fördermodul 20 enthält eine Förderpumpe 21 und ein Heizsystem, das als erste Heizung eine Fördermodulheizung 25 und zusätzlich eine Filterheizung 28 zum Beheizen eines zu dem Fördermodul gehörenden Filters 24 umfasst. Das Fördermodul 20 umfasst ferner ein Dosierventil 22, das bevorzugt ebenso wie die Pumpe 21 von der Fördermodulheizung 25 beheizt wird. Mit dem Dosierventil 22 wird über die Verbindungsleitung 7 herangeführte Harnstofflösung auf die von dem Filter 24 zu der Einspritzdüse 29 des Katalysators 30 führende Versorgungsleitung 32 und eine zu dem Harnstofftank 1,3 führende Rückführleitung 31 aufgeteilt.
Als weitere Komponente umfasst das Fördermodul 20 eine Steuereinheit 23, mit der beispielsweise die Pumpe 21, das Dosierventil 22 sowie die Heizsystem gesteuert werden kann.
Wichtigste Funktion der Fördermodulheizung 25 ist das Auftauen von Flüssigkeit in der Pumpe 21 bei Frost, so dass es sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel bei der Fördermodulheizung 21 um eine Pumpenheizung handelt. Die Fördermodulheizung 25 enthält bevorzugt ein PTC-Heiz- element und kann beispielsweise in einem Gehäuse der Pumpe 21 oder des Fördermoduls 20 angeordnet sein. Bei der schematischen Darstellung der Figur 3 scheint die Fördermodulheizung 25 in einem erheblichen Abstand von der Förderpumpe 21 angeordnet zu sein. Diese schematische Darstellung wurde wegen der besseren Übersichtlichkeit gewählt, entspricht in dieser Hinsicht jedoch nicht den tatsächlichen Verhältnissen. Die Fördermodulheizung 25 ist vorzugsweise nahe an der Förderpumpe 21 angeordnet und steht mit der Förderpumpe 21 über Wärmebrücken in guter wärmeleitender Verbindung. Geeignete Wärmebrücken könne insbesondere durch Gehäuseteile gebildet werden.
Die Filterheizung 28 ist ebenso wie die Filterheizungen 14 der anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet. Die Filterheizung 28 wird also von einem als Widerstandsheizelement ausgebildeten Heizabschnitt der Anschlussleitung 26 der Fördermodulhei- zung 25 gebildet. Hinsichtlich weiterer Details, beispielsweise in Bezug auf die bevorzugten Materialien oder die Anordnung des Heizabschnitts wird auch die entsprechende Beschreibung der Figur 1 verwiesen. Der Filter 24 umfasst bevorzugt ebenso wie der Filter im Vorhergehenden erläuterten Ausführungsbeispiel ein Filtergehäuse, beispielsweise ein Filterbecher, in dem die Filterheizung 28 eingebettet sein kann.
Besonders günstig ist es, nicht nur den die Filterheizung 28 bildenden Heizabschnitt der Anschlussleitung 26 der Fördermodulheizung 25 aus Widerstandsdraht auszubilden, sondern für die gesamte Anschlussleitung 26 des Fördermoduls 20 einen derartigen Widerstandsdraht zu verwenden. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Anschlussleitung 12,26 deshalb von einem Widerstandsdraht gebildet, der sich bis zu der ersten Heizung 4,25 erstreckt. Der die Filterheizung 14,28 bildende Heizabschnitt der Anschlussleitung 12,26 enthält Windungen, so dass der größte Teil der Anschlussleitung 12, 26 in dem Filter 5, 24 angeordnet ist und folglich die von der Anschlussleitung freigesetzte Heizleistung zum größten Teil in dem Filter 5, 24 freigesetzt wird.
Die maximale Leistung der Fördermodulheizung 25 beträgt im Betrieb etwa 30 bis 40 W, die maximale Leistung der Filterheizung 28 etwa 20 W bis 40 W. Bevorzugt ist der elektrische Widerstand der ersten Heizung 4, 25 bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt größer als der elektri- sehe Widerstand der Filterheizung 14, 28.

Claims

Patentansprüche
1. Heizsystem für ein Flüssigkeitsfördersystem, insbesondere für ein Harnstoff-Versorgungssystem eines Abgasreinigungskatalysators einer Verbrennungskraftmaschine, umfassend mindestens eine erste Heizung (4,25) zum Auftauen von Flüssigkeit, und mindestens eine Filterheizung (14,28) zum Beheizen eines Filters (5) zum Filtern von Flüssigkeit, wobei die Filterheizung (14,28) durch einen als Widerstandsheizelement ausgebildeten Heizabschnitt einer elektrischen Anschlussleitung (12,26) der ersten Heizung (4,25) gebildet wird.
2. Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Heizung eine Tankheizung (4) zum Beheizen eines Flüssigkeitstanks (1) , insbesondere eines Harnstofftanks, ist.
3. Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tankheizung (4) einen Ansaugkanal (10) zum Fördern von Flüssigkeit in den Filter (5) umfasst.
4. Heizsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugkanal (10) in dem Gehäuse der Tankheizung (4) verläuft.
5. Heizsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugkanal (10) in eine beheizbare Ansaugleitung mündet, die zu dem Filter (5) führt, wobei die Tankheizung (4), die Filterbeheizung (14) und eine Ansaugleitungsheizung in Reihe geschaltet sind.
6. Heizsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugkanal (10) von einem Ansaugrohr aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl, gebildet wird.
7. Heizsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansaugrohr (10) als Widerstandsheizelement für die Tankheizung (4) dient.
8. Heizsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt (14) des Ansaugrohrs (10) in das Filter (5) hineinragt und dieser Abschnitt (14) die als Widerstandsheizelement dienende elektrische Anschlussleitung der Tankheizung (4) ist.
9. Heizsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der in das Filter (4) hineinragende Abschnitt des Ansaugkanals (10) mindestens eine, vorzugsweise mehrere, Windungen aufweist.
10. Heizsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tankheizung (4) in einem Auftaubehälter (3) angeordnet ist, der bestimmungsgemäß in einem Tank (1) eingesetzt wird und mindestens eine Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung (9) für einen Flüssigkeitsstrom zwischen dem Tank (1) und dem Auftaubehälter (3) aufweist.
11. Heizsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Heizung eine Fördermodulheizung (25) zum Beheizen eines eine Förderpumpe (21) enthaltenden Fördermoduls (20) des Flüssigkeitsfördersystem ist.
12. Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterheizung (14,28) Teil eines Heizeinsatzes (11) ist, der ein Filterge- häuse (5.1) des Filters (5,24) umfaßt.
13. Heizsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (5.1) einstückig mit einem Tankdeckel ausgebildet ist.
14. Heizsystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (5.1) durch Spritzgießen aus Kunststoff hergestellt und die Filterheizung (14,28) in einem Kunststoffteil des Filtergehäu- ses (5.1), vorzugsweise dessen Boden, durch Umsprit- zen eingebettet ist.
15. Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Temperatursensor (16) zum Schutz des Filters (5,24) vor Überhitzung.
16. Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitung (12,26) einen Widerstandsdraht enthält.
17. Heizsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussleitung (12,26) von einem Widerstandsdraht gebildet ist, der sich bis zu der ersten Heizung (4,25) erstreckt.
18. Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Filterheizung (14,28) bildende Heizabschnitt der Anschlussleitung (12,26) Windungen enthält.
19. Heizsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Heizung (4,25) ein PTC-Element enthält
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