用于還原劑貯備箱的功能單元及還原劑貯備箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于還原劑貯備箱的功能單元，其中還原劑尤其為用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣再處理的尿素水溶液，該功能單元包括一個加熱裝置（1）。根據(jù)本發(fā)明，該功能單元還包括帶有至少一個空腔（3）的熱分配器（2），該空腔用于接收加熱裝置（1）的至少一個加熱元件（4）和/或至少另一組件，例如一個泵（5）和/或一個液位傳感器（6）。本發(fā)明還涉及具有這種功能單元的還原劑貯備箱。
【專利說明】用于還原劑貯備箱的功能單元及還原劑貯備箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有權(quán)利要求1的前序部分的特征的用于還原劑貯備箱的功能單元。本發(fā)明還涉及具有這種功能單元的用于還原劑的、尤其用于內(nèi)燃機(jī)廢氣再處理的尿素水溶液的貯備箱。
【背景技術(shù)】
[0002]由于對內(nèi)燃機(jī)排放值持續(xù)不斷地增高的規(guī)章要求為遵守預(yù)定的限值將對內(nèi)燃機(jī)排放的廢氣進(jìn)行再處理。為了降低氧化氮的排放-尤其對于柴油發(fā)電機(jī)，將使用還原催化器，借助它可使氧化氮(NOx)的排放顯著降低。當(dāng)廢氣到達(dá)催化器前對廢氣輸送還原劑，例如尿素水溶液，它起到形成氨的作用，后者又與氧化氮在置于后面的催化器中反應(yīng)形成無害的氮及水。尿素水溶液的輸入通過計(jì)量系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，該計(jì)量系統(tǒng)通常包括一個貯備還原劑的貯備箱及一個計(jì)量組件、如一個計(jì)量泵或一個計(jì)量閥。此外還需要一個輸送組件，以將貯備在貯備箱中的還原劑輸送給計(jì)量組件。
[0003]設(shè)置來貯備還原劑的貯備箱通常這樣地設(shè)置在機(jī)動車上，即包含在貯備箱中的還原劑將經(jīng)受外界溫度。因?yàn)槟蛩厮芤涸诘陀?ll°c的溫度時將結(jié)冰，故貯備箱裝有一個加熱元件，它可防止結(jié)冰或?qū)⒁鹨呀Y(jié)冰的還原劑的溶化。該加熱元件例如可涉及一個電加熱器。特別有利地作為加熱元件可使用在高溫時自行向下調(diào)節(jié)的PCT (正溫度系數(shù))加熱元件，它們被集成在一個平面載體上。與加熱元件的具體實(shí)施形式無關(guān)地加熱元件最好被設(shè)置在一個放置在貯備箱中的罐形容器的底部區(qū)域內(nèi)，這將保證:即使在小液位的情況下加熱元件也可被足夠量的還原劑包圍。
[0004]上述類型的貯備箱例如已由公開文獻(xiàn)DE102006027487A1得知。在該貯備箱上加熱裝置被放置在一個內(nèi)容器中，該內(nèi)容器是一個功能單元的組成部分，該功能單元還包括一個泵，一個壓力調(diào)節(jié)閥及一個抽吸導(dǎo)管。該功能單元最好通過一個開口放置在貯備箱中，以致它密封地覆蓋此開口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的任務(wù)在于:給出一種用于還原劑貯備箱的帶有加熱裝置的功能單元，它具有高的效率及在其堅(jiān)固性方面得到改善。尤其該功能單元相對冰壓力是極為不敏感的。
[0006]該任務(wù)將通過具有權(quán)利要求1的特征的用于還原劑貯備箱的功能單元來解決。本發(fā)明的有利的進(jìn)一步構(gòu)型給出在從屬權(quán)利要求中。
[0007]所提出的用于還原劑貯備箱的功能單元-其中還原劑尤其為用于內(nèi)燃機(jī)廢氣再處理的尿素水溶液-包括一個加熱裝置。根據(jù)本發(fā)明該功能單元還包括帶有至少一個空腔的熱分配器，該空腔用于接收加熱裝置的至少一個加熱元件和/或至少另一組件，例如一個泵和/或一個液位傳感器。該功能單元最好被放置在一個還原劑貯備箱的底側(cè)上及構(gòu)成一個槽。因?yàn)樵诓鄣膮^(qū)域中聚集了還原劑，即使在低的還原劑液位的情況下也可保證針對還原劑結(jié)冰的防護(hù)。液位傳感器能夠檢測相應(yīng)的當(dāng)前液位。至少一個加熱元件與熱分配器相結(jié)合導(dǎo)致了加熱裝置的高效率，以致可有效防止處于槽中的還原劑的結(jié)冰。通過至少一個加熱元件和/或至少一個另外的組件被接收在熱分配器的空腔中，則可保護(hù)它或它們以便被外部的機(jī)械作用所損壞。此外至少一個空腔的形成將導(dǎo)致熱分配器表面積的增大，該熱分配器至少部分地包圍空腔。這不僅對熱分配及由此對加熱裝置的效率產(chǎn)生有利的影響，而且還提高了熱分配器的成型剛度。
[0008]熱分配器有利地由一種金屬材料、尤其鋁制成并用塑料壓力注塑包封。鋁是很好的熱分配器并還非常地輕。用塑料壓力注塑的包封保護(hù)了金屬主體或鋁主體以免腐蝕。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實(shí)施形式熱分配器基本上被構(gòu)成環(huán)形。熱分配器的環(huán)形形狀包圍著一個圓柱形的空腔，該圓柱形空腔在需要時可被劃分。此外環(huán)形的形狀以高的成型剛度而顯出色。
[0010]此外熱分配器優(yōu)選地具有一個內(nèi)環(huán)及一個外環(huán)，該內(nèi)環(huán)及外環(huán)通過徑向延伸的接片相連接，以致構(gòu)成用于接收還原劑的弧形延伸的中間室。多個環(huán)的結(jié)構(gòu)增大了熱分配器的表面積并由此又改善了熱分配。設(shè)置在這些環(huán)之間的接片提高了熱分配器的成型剛度。由此使功能單元的堅(jiān)固性進(jìn)一步提高。弧形延伸的中間室用作液體收集器，以致改善了散熱，因?yàn)榧訜嵫b置的熱分配器始終被還原劑包圍。
[0011]提出了一個進(jìn)一步構(gòu)型:在外環(huán)上成型有一個環(huán)圈，功能單元借助該環(huán)圈可連接在一個還原劑貯備箱的底側(cè)張開的容器上，以致功能單元構(gòu)成了一個作為容器的防溢出位置的槽。因此不需要一個單獨(dú)的用于接收功能單元的槽。功能單元與容器的連接尤其借助焊接來實(shí)現(xiàn)。
[0012]還提出:由熱分配器包圍的空腔通過至少一個中間壁劃分開，以致尤其構(gòu)成多個扇形的空腔。功能單元的其它組件則可被分配到多個空腔中，由此改善了對組件的保護(hù)。此外中間壁有助于功能單元成型剛度的提高。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施形式在由熱分配器包圍的空腔或中間室中通入一個引出導(dǎo)管。其中空腔或中間室可通過一個開口與容器的內(nèi)空間連接。在熱分配器的區(qū)域中通入引出導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)可保證:始終有足夠的還原劑以供引出。
[0014]此外還提出:通過其使空腔或中間室與容器的內(nèi)空間連接的開口被一個過濾部件覆蓋。該過濾部件可防止:由貯備箱引出被顆粒污染的還原劑。該過濾部件最好設(shè)置在加熱裝置的上面并借助超聲波焊接固定在熱分配器上。
[0015]加熱元件有利地為一個電加熱元件，尤其一個PTC元件，它尤其被組合在熱分配器中，例如通過壓入和或壓力注塑包封組合在熱分配器中。這種組合的加熱元件被證實(shí)是特別堅(jiān)固的。
[0016]為了解決開始部分所述的任務(wù)還提出了一個具有根據(jù)本發(fā)明的功能單元的還原劑貯備箱。其中功能單元連接在一個底側(cè)張開的容器上及尤其與該容器相焊接。該容器可在一定的區(qū)域中被構(gòu)成軟的或彈性的，以便例如在冰壓力作用下允許其變形。由此有針對性地使功能單元減壓，因?yàn)槿萜鞯淖冃我饓毫Φ南陆怠?br> [0017]以下借助附圖來詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施例。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1:具有根據(jù)本發(fā)明的功能單元的一個還原劑貯備箱的概要垂直截面，[0019]圖2:圖1的根據(jù)本發(fā)明的功能單元的一個垂直截面，
[0020]圖3:圖1的根據(jù)本發(fā)明的功能單元的一個水平截面，
[0021]圖4:根據(jù)本發(fā)明的另一功能單元的一個垂直截面，
[0022]圖5:圖4的功能單元的一個水平截面，
[0023]圖6a:圖4及5的功能單元的熱分配器的一個水平截面，及
[0024]圖6b:該熱分配器的一個垂直截面。
【具體實(shí)施方式】
[0025]由圖1至3可看到根據(jù)本發(fā)明的第一功能單元。根據(jù)圖1該功能單元被放置在一個還原劑貯備箱的容器12的底側(cè)上及因此構(gòu)成一個槽13。
[0026]根據(jù)圖2該功能單元包括一個放置至槽13中的加熱裝置1，該加熱裝置被設(shè)置在一個過濾部件18的上面。過濾部件18覆蓋著一個引出導(dǎo)管15的接口。此外作為其它組件該功能單元包括一個泵5及一個液位傳感器6，它們被設(shè)置在槽13的下面。槽13通過焊縫20與還原劑貯備箱的容器12相連接。加熱裝置的任務(wù)在于:至少在引出導(dǎo)管15的區(qū)域中防止作為還原劑使用的尿素水溶液的結(jié)冰。為了保持盡可能大的區(qū)域無冰凍，加熱裝置I具有一個作為熱分配器2的鋁主體21，為了增大其表面積該鋁主體具有一個帶有寬伸出指的雙E的形狀。在熱分配器2的空腔3中放置了多個PCT元件作為加熱元件4。為了保護(hù)熱分配器2的鋁主體21以免腐蝕，該熱分配器還具有一個塑料套22 (見圖3)。在根據(jù)圖1至3的實(shí)施形式中一個-例如由冰壓力引起的-負(fù)荷可導(dǎo)致該功能單元的變形19。這種變形還可導(dǎo)致焊縫20的強(qiáng)負(fù)荷。因此在圖4至6a及b中描述了根據(jù)本發(fā)明的功能單元的一個進(jìn)一步構(gòu)型，該構(gòu)型由于特別高的堅(jiān)固性而顯突出。
[0027]圖4以與圖2相應(yīng)的垂直截面表示一個進(jìn)一步的構(gòu)型。該功能單元也被連接在一個還原劑貯備箱的容器12上并構(gòu)成一個槽13。該功能單元包括一個帶有熱分配器2的加熱裝置1，該熱分配器包圍著至少一個用于接收功能單元的其它組件的空腔3。為此該熱分配器2基本上被構(gòu)成環(huán)形的。它包括一個內(nèi)環(huán)7，該內(nèi)環(huán)包圍著兩個扇形的并通過一個中間壁14相互隔開的空腔3，及包括一個帶有整體成型的環(huán)圈11的外環(huán)8。內(nèi)環(huán)7與外環(huán)8通過四個徑向地延伸的接片9相互連接，以致構(gòu)成弧形地延伸的中間室10，它們用作液體收集器。為了提高成型剛度可設(shè)置大于四個的接片。變換地也可減少接片的數(shù)目。成型在外環(huán)8上的接片11用于使功能單元固定在容器12上。這里該固定通過一個環(huán)繞的焊縫20來實(shí)現(xiàn)，該焊縫同時起到密封的作用。
[0028]在第一扇形的并被熱分配器2的內(nèi)環(huán)7包圍的空腔3 (見圖4及5的左側(cè))中接收了一個泵5及一個液位傳感器6，這里它為一個超聲波傳感器。該空腔3相對容器2的內(nèi)空間17是封閉的，以致無論泵5還是液位傳感器6均不與還原劑形成接觸。對于泵5及液位傳感器6的工作所需的電連接線23將由下方導(dǎo)入空腔3。第二扇形的空腔3具有一個開口16，該空腔通過此開口與容器12的內(nèi)空間17形成連接。在此空腔3中通入一個引出導(dǎo)管15，以致在完成引出的情況下新的還原劑可由容器12再流到該空腔3中。為了防止待引出的還原劑被顆粒所污染，空腔3的開口 16由一個過濾部件18覆蓋，這里該過濾部件借助超聲波焊接固定在熱分配器2上。
[0029]熱分配器2的環(huán)形實(shí)施形式保證了高的成型剛度，該成型剛度通過使熱分配器2構(gòu)成包括一個內(nèi)環(huán)7及一個外環(huán)8的雙環(huán)更加提高。設(shè)置在內(nèi)環(huán)7與外環(huán)8之間徑向地延伸的接片9及用于劃分空腔3的中間壁14起到進(jìn)一步提高成型剛度的作用。此外使熱分配器2的表面積增大，這對熱分配起到有利的作用?？涨?的構(gòu)成能使對變形敏感的組件、例如泵5及液位傳感器6并包括其電連接線23在內(nèi)得到一個受保護(hù)的結(jié)構(gòu)。
[0030]所述的熱分配器2由鋁制成及為了防腐蝕保護(hù)用塑料壓力注塑包封(見圖6a及圖6b，其中未示出用塑料壓力注塑包封的部分)。在熱分配器2的鋁主體21中置入作為加熱元件4的PCT元件，以致(該未示出的)塑料壓力注塑部分也將保護(hù)加熱元件4。熱分配器2具有一個高度H，這里它約為40mm。這里內(nèi)環(huán)7的厚度s約為10mm。
【權(quán)利要求】
1.用于還原劑貯備箱的功能單元，其中還原劑尤其為用于內(nèi)燃機(jī)廢氣再處理的尿素水溶液，該功能單元包括一個加熱裝置(I)，其特征在于:該功能單元還包括帶有至少一個空腔(3)的熱分配器(2)，該空腔用于接收加熱裝置(I)的至少一個加熱元件(4)和/或至少另一組件，例如一個泵(5)和/或一個液位傳感器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的功能單元，其特征在于:熱分配器(2)由一種金屬材料、尤其鋁制成并用塑料壓力注塑包封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的功能單元，其特征在于:熱分配器(2)基本上被構(gòu)成環(huán)形。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的功能單元，其特征在于:熱分配器(2)具有一個內(nèi)環(huán)(7)及一個外環(huán)(8)，該內(nèi)環(huán)及外環(huán)通過徑向延伸的接片(9)相連接，以致構(gòu)成用于接收還原劑的弧形延伸的中間室(10 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的功能單元，其特征在于:在外環(huán)(8)上成型有一個環(huán)圈(11)，功能單元借助該環(huán)圈可連接在一個還原劑貯備箱的底側(cè)張開的容器(12)上，以致功能單元構(gòu)成了一個作為容器(12)的防溢出位置的槽(13)。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的功能單元，其特征在于:由熱分配器(2)包圍的空腔(3)通過至少一個中間壁(14)劃分開，以致優(yōu)選構(gòu)成多個扇形的空腔(3)。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的功能單元，其特征在于:在由熱分配器(2)包圍的空腔(3)或中間室(10)中通入一個引出導(dǎo)管(15)，其中空腔(3)或中間室(10)可通過一個開口(16)與容器(12)的內(nèi)空間(17)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的功能單元，其特征在于:通過其使空腔(3)或中間室(10)與容器(12 )的內(nèi)空間(17 )連接的開口( 16 )被一個過濾部件覆蓋。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的功能單元，其特征在于:加熱元件(4)為一個電加熱元件，尤其一個PTC元件，該加熱元件尤其被組合在熱分配器(2)中，例如通過壓入和或壓力注塑包封組合在熱分配器中。
10.具有根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的功能單元的還原劑貯備箱，其中，功能單元連接在一個底側(cè)張開的容器(12)上及尤其與該容器相焊接。
【文檔編號】F01N3/20GK103459793SQ201280014559
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月25日
【發(fā)明者】R·黑貝爾, D·韋爾廷 申請人:羅伯特·博世有限公司