專利名稱：流體容器和具有這種流體容器的還原劑供應系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于機動車的可加熱的流體容器，所述流體容器具有 用塑料制成的容器壁，該容器壁具有權利要求1前序中所述的特征。 作為例子，機動車設有這種流體容器作為風擋洗液、燃料和尿素溶液 用的儲罐或作為流體過濾器的過濾器外殼或作為運送組件、尤其是用 于尿素溶液。本發明還涉及用于還原劑供應系統的流體容器和用于廢 氣凈化催化器的還原劑供應系統，所述還原劑供應系統裝在機動車內 作為標準裝置。
背景技術：
作為例子，這種流體容器在DE 10 2005 03 7201 A1中公開。其中 所描述的流體容器是一種濾杯，所述濾杯裝有用于過濾尿素溶液的濾 料。容器用塑料制成。在容器底部嵌入了加熱絲，所述加熱絲用螺旋 形方式設置。為了防止過熱，加熱絲與PTC加熱元件串聯連接，所述 PTC加熱元件加熱相鄰的流體儲罐，其中PPT加熱元件安裝在加熱 外殼中，液體圍繞所述加熱外殼流動。然而，倘若儲罐的內裝物是冷 的，則可能濾杯過熱。在特殊情況下，這可能造成在加熱電流由于PTC 加熱元件的加熱而降到容器壁可以冷下來之前，使流體容器的塑料經 受相當大的溫度荷載。
從DE 10 2005 037 201 Al已知，將一種加熱元件嵌入到機動車的 流體容器的底部中，上述加熱元件用聚合物電阻材料，尤其是PTC聚 合物制成。盡管通過使用PTC聚合物作為電阻加熱元件可以達到由于 加熱元件的PTC特性而排除容器壁的過熱，但制造成本高是缺點。
發明內容
因此，本發明的目的是公開了一種方法，在所述方法中，對于機 動車用的可加熱流體容器，可以實現可靠而快速響應的保護防止過熱。按照本發明，因為容器壁設有PPTC元件作為保護防止過熱，所 以達到了這個目的，上述PPTC元件與至少一個加熱元件串聯連接。
在室溫下，PPTC元件是很低電阻的聚合物PTC元件。作為例子， PPTCs以PolySwitch和Multifuse的商標名銷售。
在按照本發明所述的流體容器如作為例子，儲罐、過濾器外殼或 運輸組件的情況下，可以利用成本低的金屬電阻加熱元件作為加熱元 件。對PPTC元件只需要很少量的價錢較貴的PTC聚合物，上述PPTC 加熱元件在加熱到臨界轉變溫度的情況下，通常它的電阻改變幾個數 量級，因此大幅度地限制加熱電流。因此，PPTC元件不是用于加熱， 而僅用于溫度限制，像安全開關一樣，構成自復位(self-resetting)安 全裝置。
在按照本發明所述的流體容器的情況下，將金屬電阻加熱元件的 有利制造成本與PPTC元件的快速響應時間結合。
作為例子，為了將金屬電阻加熱元件嵌入到塑料中，它可以用塑 料通過注塑法涂覆。通過使用設有層狀部分的加熱元件，可得到進一 步節約成本，因為這些可以更容易裝配到擠塑工具中，并具有更大的 傳熱表面。如果作為例子加熱元件用金屬片切開而制成，則尤其有利 并因此是優選的。曲折形加熱元件可低成本地用金屬薄板沖切而成。
按照本發明所述的流體容器尤其適用于機動車的尿素供應系統， 也就是說，作為尿素儲罐、運輸組件或尿素過濾器外殼，因為在這種 使用情況下，可以從穿過容器壁的歐姆加熱的優點得到好處(沒有任 何密封和腐蝕問題，全部輸出都到達PPTC的響應)，盡管這樣，由 于較小的容器容積優選的是200ml-300ml，所以凍結的容器內裝物可 以快速融化。PPTC不僅保護容器壁防止過熱，而且還防止容器中尿 素溶液的過熱，也就是說，耐熱僅高至85'C。聚酰胺，尤其是聚鄰苯 二甲酰胺是容器壁特別合適的材料，因為一方面它們是抗尿素腐蝕， 和另一方面，具有所需的熱導率和溫度穩定性。
本發明的另 一些詳細情況和優點可以參照附圖利用實施例進行說明。所描述的特征可以由各單個權利要求或它們的組合的對象形成。
圖1示出流體容器的實施例的示意圖；和
圖2是PPTC元件的歐姆電阻R與溫度T關系的示意圖3示出用于機動車的廢氣凈化催化器的尿素供應系統的實施例
的示意圖；及
圖4示出流體容器的另一實施例的示意圖。
具體實施例方式
圖1示出用于機動車的流體容器1的示意圖。流體容器l具有容 器壁2，所述容器壁2用塑料制成，并在圖1中用穿過側壁的縱向剖 視圖表示。電加熱元件3嵌入到容器壁2中，所述電加熱元件3環繞 容器內部。在所示的實施例中，加熱元件3通過沖去曲折形帶材形成， 所述帶材用薄鋼板、優選的是鐵合金、尤其是特種鋼如V4A鋼制成。 在室溫下，由其形成的加熱具有至少2歐姆、比如2歐姆-7歐姆，尤 其是4.5-7歐姆的電阻。PPTC元件4與加熱元件3串聯。在室溫下， PPTC元件4具有至多0.5歐姆、優選的是不大于0.2歐姆、尤其是不 大于0.1歐姆的電阻。
合適的PPTC元件比如在商品名PolySwitch或Multifuse下銷售。 按照圖2， PPTC元件4顯示在臨界轉變溫度下它的電阻增加幾個數 量級，因此保護容器壁2防止過熱。亦即，倘若容器壁2加熱升溫到 轉變溫度TA,所述轉變溫度優選的是在85C和125。C之間，則PPTC 元件4的電阻增加至少100倍，優選的是1000倍或更多，以使加熱電 流并因此使加熱元件3所耗散的加熱功率相應地下降，因此用可靠方 式防止進一步過熱。
在所示的實施例中，PPTC元件4及金屬加熱元件3二者嵌入在 容器壁2中。然而，也可以將PPTC元件4安裝在容器壁2的表面上， 以便在需要的情況下，可以將它更換。PPTC元件4可以安裝在容器 壁的外部，但尤其是安裝在內部。
如果容器壁2具有若干PPTC元件4，則尤其有益。這樣，在部 分裝有流體的容器1的情況下，當機動車停放在斜坡上，以致一部分側壁和一部分容器底部覆蓋有液體因此冷卻，而另一部分容器壁2不 與流體接觸并因此不冷卻時，可能例如會發生容器壁2的局部過熱。 如果容器壁2嵌入若干串聯的加熱元件3,而加熱元件3又與若干 PPTC元件4串聯時，則尤其有益。如果PPTC元件4設置在容器底 部的若干點處，則尤其有益。如果按照圖1，加熱元件3嵌入在形成 側壁的容器壁2中，則流體容器1可以特別有效而快速地加熱。此外， 也可以把一個或多個加熱元件3嵌入在底壁中。
如圖l所示，流體容器1具有入口孔5和出口孔6，在它們之間 安裝一濾膜8。所述入口孔和出口孔5， 6設置在蓋7中。
流體容器1尤其適合作為過濾器外殼，比如用于過濾尿素溶液的 過濾器的外殼。它的容積是在200ml和300ml之間，而容器壁厚是在 3mm和5mm之間。聚酰胺、優選的是聚鄰苯二甲酰胺是用于容器壁 的合適材料。
流體容器l還配置成多室容器。作為例子，第一室可以構成液體 儲罐，所述液體儲罐用于儲存液體，并與第二室一起形成流體過濾器， 上述第二室含有濾料，它與第一室連接。
上述流體容器1尤其適合用于機動車的還原劑供應系統。圖3示 意示出機動車的廢氣凈化催化器11及與其有關的還原劑或者相應地 尿素供應系統12。用氨作為還原劑，氮氧化物在廢氣凈化催化器11 中還原成氮氣。為此所需的氨從尿素溶液中得到，所述尿素溶液通過 尿素供應系統12準備好，并利用計量閥llc加到廢氣流llb中。
圖3所示的尿素供應系統12包括上述流體容器、可電加熱的流體 管道16， 18和泵15，上述容器作為用于裝尿素溶液14的還原劑儲罐， 上述流體管道16， 18用于將還原劑從還原器儲罐13輸送到廢氣凈化 催化器ll，而上述泵15用于通過流體管道16， 18將還原劑泵送到催 化器11。
泵15和催化器11由控制組件19控制，在霜凍情況下，上述控制 組件19接通電源電加熱還原劑儲罐1、泵15和流體管道16、 18。泵 15優選的是緊貼著儲罐13安裝，以便管道段16可以短到被儲罐或/和泵加熱系統充分加熱，因此短管道段16的固有加熱不需要。
所示的還原劑供應系統還具有過濾器1，所述過濾器1用于過濾 尿素溶液。該過濾器的外殼是流體容器1,如圖1所示。
圖4示出按照本發明所述流體容器的另一個實施例。這個實施例 與圖1所示的流體容器不同之處在于，在容器壁2中另外嵌入一 NTC 元件20作為溫度傳感器。NTC元件也叫做高溫導體。通常，NTC元 件配置成具有最大負溫度系數的半導體電阻，因此具有一電阻在增加 溫度下盡可能多地減小。NTC元件20可以確定是否需要加熱，并因 此確定是否按需要連接或中斷加熱元件3。 NTC元件20在電學上與 加熱元件3和PPTC元件4無關，亦即與加熱元件3電絕緣。
正像加熱元件3 —樣，NTC元件20也可以嵌入到容器壁2中， 因為容器壁2是通過注塑法制造，而NTC元件20經受圍繞它注塑。 NTC元件20的連接部分從容器壁2伸出。控制組件19可以連接到這 些連接部分上，所述控制組件19按照需要可以與加熱元件3連接或斷 開。NTC20的連接部分可以安裝在加熱元件3的連接部分附近，尤其 是與加熱元件3的連接部分一起安裝在共用插頭中，以便有助于容器 的連接。附圖標記列表
1流體容器
2容器壁
3力口熱元件
4PPTC元件
5入口孑Li
6出口孑L
7蓋
8濾膜
11廢氣凈化催化器
lib廢氣流
lie計量閥
12還原劑供應系統
13還原劑
14尿素溶液
15泵
16流體管道
18流體管道
19控制組件
20NTC元件
權利要求
1.一種用于機動車的流體容器，所述容器具有容器壁(2)，該容器壁(2)用塑料制成并設有至少一個金屬電阻加熱元件(3)，其特征在于，容器壁(2)設有至少一個PPTC元件(4)作為保護防止過熱，上述PPTC元件與所述至少一個加熱元件(3)串聯連接。
2. 按照權利要求1所述的流體容器，其特征在于，加熱元件(3) 具有各層狀部分。
3. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于，加 熱元件(3)用金屬片切開制成。
4. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于，加 熱元件(3)嵌入到容器壁(2)中。
5. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于，設 有所述至少一個加熱元件(3)的容器壁(2)形成側壁。
6. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于，設 有所述至少一個加熱元件(3)的容器壁(2)形成底壁。
7. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于， PPTC元件(4)設置在側壁(2)的表面上。
8. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于， PPTC元件(4)嵌入在容器壁(2)中。
9. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于，容 器壁(2)設有多個PPTC元件(4)。
10. 按照權利要求9所述的流體容器，其特征在于，所述多個加 熱元件(3)嵌入在容器壁(2)中，所述加熱元件與PPTC元件(4) 串聯連接。
11. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于， 一個第一室形成用于裝流體的流體儲罐，而一個第二室與第一室連接 且含有過濾材料。
12. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于，加熱元件(3 )的電阻相當于PPTC元件(4 )在低于其轉變溫度(TA ) 的電阻至少30倍。
13. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于， PPTC元件(4)在室溫下的電阻為至多0.5歐姆。
14. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于， 在室溫下加熱元件(3)具有至少2歐姆的總電阻。
15. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于， 容器壁(2)的厚度為3mm-5mm。
16. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于， 容器壁(2)用聚酰胺制成。
17. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于， 容器容積為200ml-300ml。
18. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于， 溫度傳感器嵌入在容器壁(2)中。
19. 按照上述權利要求其中之一所述的流體容器，其特征在于， 溫度傳感器是NTC元件(20)。
20. 還原劑供應系統，用于內燃機、尤其是機動車的廢氣凈化催 化器(ll)，上述還原劑供應系統包括可電加熱的流體管道(16， 18) 和包括泵(15),所述流體管道用于將還原劑輸送到廢氣凈化催化器(11)，所述泵用于通過流體管道(16， 18)將還原劑泵送到廢氣凈化 催化器(ll)，其特征在于，按照上述權利要求其中之一所述的流體容 器(1, 13)連接到流體管道(16， 18)上。
全文摘要
一種用于機動車的流體容器，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個金屬電阻加熱元件(3)。按照本發明，容器壁(2)設有至少一個PPTC元件(4)作為保護防止過熱，上述PPTC元件與所述至少一個加熱元件(3)串聯連接。
文檔編號B65D85/00GK101306746SQ20081009622
公開日2008年11月19日 申請日期2008年5月6日 優先權日2007年5月7日
發明者C·哈夫納 申請人:宏牛加熱元件有限及兩合公司