專(zhuān)利名稱(chēng)：槽加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種槽加熱裝置，尤其是用于內(nèi)燃機(jī)的尿素槽的槽加 熱裝置。
技術(shù)背景廢氣凈化催化劑需要尿素作為堿性空氣供應(yīng)者。因此，機(jī)動(dòng)車(chē)根 據(jù)標(biāo)準(zhǔn)具有一個(gè)尿素槽，在該尿素槽中貯存供廢氣凈化催化劑用的尿 素溶液。因?yàn)樵谒獌銮闆r下尿素溶液可能結(jié)冰，所以需要一槽加熱裝 置，以便使尿素溶液盡可能快地解凍，因此對(duì)于催化劑所需的尿素可 供使用。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是指出一種成本低的方式，使內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化催 化劑在溫度低于水點(diǎn)的情況下可以快速進(jìn)入工作狀態(tài)。這個(gè)目的通過(guò)具有權(quán)利要求1中的特征的槽加熱裝置實(shí)現(xiàn)。在溫度低于冰點(diǎn)的情況下，用按照本發(fā)明所述的槽加熱裝置能通 過(guò)吸入管把液體的尿素溶液更快地泵送到廢氣凈化催化劑。也就是說(shuō)， 在通常的槽加熱器情況下，在吸入管中的尿素是在尿素槽中相當(dāng)大一 部分尿素溶液已經(jīng)融化的時(shí)刻才解凍，因此，只有相對(duì)較后面的尿素 溶液可以泵送到廢氣凈化催化劑。在按照本發(fā)明所述的槽加熱裝置中， 吸入管同樣被加熱，因此在其中所裝的尿素溶液早早開(kāi)始解凍，并因 此能將尿素溶液快速泵送到廢氣凈化催化劑。在按照本發(fā)明所述的槽 加熱裝置的情況下，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)以成本非常低的方式實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榘驯緛?lái) 就需要的電連接線的其中至少一部分構(gòu)成為電阻加熱元件，用于使在 吸入管中的尿素解凍。作為例子，吸入管可以安裝在外殼附近，而連接線可以在外殼或 吸入管上導(dǎo)引，或者連接線可以繞外殼或吸入管纏繞。另一種可能性是將吸入管構(gòu)成為槽加熱裝置的外殼中的通道，尤其是，連接線的構(gòu) 成為電阻加熱元件的部分也可以由吸入管自身形成，其中吸入管是用具有足夠高的比電阻的金屬、尤其是優(yōu)質(zhì)鋼如V4A鋼制成。一旦連接線使用一種不足以耐尿素溶液腐蝕的材料，連接線可以 用合適的覆層保護(hù)，所述覆層用耐腐蝕的合成材料制成。上述連接線涉及按照本發(fā)明現(xiàn)有的PTC元件的連接線。通過(guò)使用 PTC元件的連接線來(lái)加熱吸入管，有利的是，PTC元件的控制性能一 起用來(lái)調(diào)節(jié)吸入管的熱量。按照本發(fā)明所述的槽加熱裝置的PTC元件優(yōu)選的是PTC加熱元 件。然而，實(shí)際上，也可以將PTC元件構(gòu)成為調(diào)節(jié)元件，并使它與合 適的加熱元件串聯(lián)。有利的是，由槽加熱裝置的加熱元件釋放的加熱 功率是由連接線釋放的加熱功率的至少兩倍。尤其是，至少50W的 PTC加熱元件的加熱功率對(duì)加熱內(nèi)燃機(jī)的尿素槽尤其有益。


本發(fā)明的另 一些細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)實(shí)施例參照附圖進(jìn)行說(shuō)明。在本 發(fā)明中所說(shuō)明的特征可以單獨(dú)使用或者組合使用，以便形成本發(fā)明的 優(yōu)選實(shí)施例。附圖中圖1示出按照本發(fā)明所述槽加熱裝置的實(shí)施例；圖2示出圖1所示的不帶殼體的實(shí)施例；圖3示出圖2的詳圖；圖4示出按照本發(fā)明所述槽加熱裝置的另一實(shí)施例；和 圖5示出在圖1-4示出的實(shí)施例的內(nèi)部殼體。
具體實(shí)施方式
圖1用斜視圖示出尿素槽加熱裝置1的實(shí)施例。槽加熱裝置l具 有一塑料外殼2，在所述塑料外殼2中埋入兩根連接線3、 4，通過(guò)上 述連接線3、 4可以對(duì)在槽加熱裝置1內(nèi)部的PTC加熱元件供電，上 述PTC加熱元件在圖2中更詳細(xì)地說(shuō)明。因此，將連接線3連接到電 源比如13V的車(chē)用蓄電池上，并把連接線4接地。，PTC(正溫度系 數(shù))加熱元件在極限溫度下其電阻迅速增加，從而防止過(guò)熱。在所示的實(shí)施例中，連接線3、 4平行于吸入管5延伸，所述吸入 管5構(gòu)成為塑料外殼2中的通道。按照本發(fā)明，吸入管5連接到尿素 供應(yīng)管線上，以便可以通過(guò)吸入管5將尿素溶液從尿素槽中泵送出， 并輸送到機(jī)動(dòng)車(chē)的廢氣催化劑上。連接線3包括電阻絲，所述電阻絲用導(dǎo)熱合金如FeCrAl合金制 成。使用PTC合金也是可行的。所用的電阻絲的比電阻優(yōu)選的是至少 0.2Qmm2/m，尤其是至少1.0Qmm2/m，尤其優(yōu)選的是至少1.2Qmm2/m， 而在所示的實(shí)施例中是1.44Qmm2/m。因此，在所示的槽加熱裝置1 上，在工作期間由連接線3產(chǎn)生足夠的熱量，以便融化吸入管5中的 尿素，因此，可以在最早的可能時(shí)刻通過(guò)吸入管5從尿素槽中輸送用 槽加熱裝置1的PTC元件解凍的尿素溶液。為了利用快速解凍的吸入管5中的尿素，兩根連接線3、 4可以用 電阻絲制造，并將二者設(shè)置在緊密靠近吸入管5處。通常，對(duì)所述兩 根連接線3、 4的其中之一使用電阻絲就夠了。為了盡可能好地實(shí)現(xiàn)在 吸入管5上的熱量耦合，有利的是，用電阻絲制成的連接線3設(shè)置成 盡可能接近吸入管5。圖2和3示出圖1所示的、不帶塑料外殼2的槽加熱裝置1。之 后把槽加熱裝置1的這個(gè)示出部分稱(chēng)之為內(nèi)加熱器部分6。連接線3、 4由一塑料制成的支承體7支承，所述塑料支承元件7固定到內(nèi)殼8 上，在該內(nèi)殼8中設(shè)置若干板形PTC加熱元件。內(nèi)殼8是金屬殼，優(yōu) 選的是用鋁合金如AlMgSi合金尤其是AlMgSi。.s"合金制成。加熱元件通過(guò)(未示出的)裝配架保持在內(nèi)殼8內(nèi)。由于是把易 操縱的單元插入到內(nèi)殼8中，所以通過(guò)裝配架可以使制造大大簡(jiǎn)化。 裝配架設(shè)置若干連接板IO，所述連接板10從內(nèi)殼8突出，連接線3、 4固定到連接板10上，優(yōu)選的是焊接在連接板10上。合適的裝配架 與其中保持的部件的裝配在專(zhuān)利DE 102 58 275A1中說(shuō)明，該專(zhuān)利的 公開(kāi)部分通過(guò)引用作為本申請(qǐng)的主題。因此，由PTC加熱元件所產(chǎn)生的熱量可以盡可能好地輸送到尿素 槽中的尿素溶液，槽加熱裝置l有一中心開(kāi)口 20用于擴(kuò)大它的表面，因而在開(kāi)口 20兩側(cè)上，分別將帶有PTC加熱元件的裝配架設(shè)置在內(nèi) 殼8的內(nèi)。第 一裝配架的各連接板10通過(guò)注塑包封的中繼線21與第 二裝配架的各連接板10'連接。在將帶有支承于其中的PTC加熱元件的裝配架插入內(nèi)殼8中之 后，將該金屬殼8擠壓，以便實(shí)現(xiàn)加熱元件到內(nèi)殼8上的盡可能好的 熱耦合。從PTC元件釋放的熱量被內(nèi)殼8吸收，并導(dǎo)出到熱交換元件 11上。熱交換元件11涉及若干管段，所述管段用優(yōu)質(zhì)鋼優(yōu)選是V4A鋼 制成，將管段壓入到金屬內(nèi)殼8的臂架12中。臂架12的形狀適合于 熱交換元件11的形狀，以便得到盡可能大的接觸表面，通過(guò)所述接觸 表面可以把來(lái)自臂架12的熱量導(dǎo)出到熱交換元件11上。臂架12有一 基本上圓筒形的內(nèi)部空間，用于容納管狀熱交換元件11。通過(guò)使用優(yōu)質(zhì)鋼管作為熱交換元件11,能實(shí)現(xiàn)改善的與待加熱的 尿素溶液的熱耦合。這是由于優(yōu)質(zhì)鋼的熱導(dǎo)率高于用作保護(hù)內(nèi)殼8的 塑料外殼2的熱導(dǎo)率。此外，通過(guò)使用若干熱交換元件11，可以把所 產(chǎn)生的熱量集中到尿素槽的下面部分上，以便即使在僅是部分填充槽 的情況下，由PTC加熱元件所產(chǎn)生的熱量也可以完全用于給尿素溶液 解凍。為了實(shí)施擠壓，臂架12有一朝向內(nèi)部空間開(kāi)口的突出部分13， 在插入熱交換元件ll之后，將上述突出部分13擠壓，以便形成擠壓 折疊，并使內(nèi)部空間變窄。突出部分13優(yōu)選是具有U形橫截面。為了防止腐蝕性的尿素溶液，用塑料注塑包封槽加熱裝置1的內(nèi) 部加熱器部分6，所述內(nèi)部加熱器部分如圖2和3中所示，并且以這 種方式形成塑料外殼2。為了得到熱交換元件11與尿素溶液的盡可能 好的熱耦合，使構(gòu)成熱交換元件11的各管段的內(nèi)表面保持空的。各管 段在它們的上端和下端處用O形密封圏14包圍，所述O形密封圏14 插入塑料外殼2的凹槽中，并且防止尿素溶液滲入塑料外殼2的內(nèi)部。圖4示出槽加熱裝置1的另一實(shí)施例。圖4中所示出的實(shí)施例與 圖1-3所描述的實(shí)施例的不同之處僅在于下述事實(shí)，即吸入管5構(gòu)成為金屬管，優(yōu)選的是構(gòu)成為優(yōu)質(zhì)鋼管，所述金屬管埋置到槽加熱裝置l的塑料外殼2中。吸入管5用作連接線3，以便對(duì)PTC元件供應(yīng)加 熱電流。金屬管5具有這樣高的電阻，以致它能被加熱電流充分加熱， 以便解凍吸入管5中的尿素。金屬管5的比電阻優(yōu)選的是至少 0.2Omm2/m,尤其是至少0.6f2mm2/m,而在所示的實(shí)施例中是 0.75Qmm2/m。為了接觸，連接管5具有一連接凸耳15。為了實(shí)現(xiàn)快速解凍吸入管中的尿素和快速操作準(zhǔn)備用于廢氣凈化 催化劑的尿素供應(yīng)系統(tǒng)，有利的是，由連接線3、 4中的至少之一釋放 約10W-20W的熱量功率，并且由槽加熱裝置1的PTC加熱元件釋》文 至少50W,而優(yōu)選的是釋放70W-150W的熱量功率。圖5示出上述實(shí)施例的內(nèi)殼8。內(nèi)殼8涉及一種金屬殼，所述金 屬殼構(gòu)成為空心成型件，更確切地說(shuō)構(gòu)成為由彈性的鋁合金制成的擠 壓成型件。如從圖5可以看出的，內(nèi)殼8具有兩個(gè)通道30,在每個(gè)通 道30中分別設(shè)置至少一個(gè)帶一部分裝配架的加熱元件。內(nèi)殼8具有在臂架12中的其他通道，用于容納在圖2至4中示出 的優(yōu)質(zhì)鋼管11。臂架12通過(guò)臂31連接到中心主體32上，在所述中 心主體32中設(shè)置PTC加熱元件。以這種方式，所產(chǎn)生的熱量大面積 地導(dǎo)入到待解凍的尿素溶液中。通過(guò)管狀臂架12可以特別有效地輸出所產(chǎn)生的熱量，因?yàn)樵谄渲?形成對(duì)流。這種效應(yīng)也可以在不用優(yōu)質(zhì)鋼管11的情況下使用，其中臂 架12的內(nèi)表面還用塑料涂覆，以便防止腐蝕。在圖5中尤其可以看出臂架12的突出部分13,其在優(yōu)質(zhì)鋼管11 插入之后，纟皮擠壓成壓縮纟斤疊。中心主體32在各加熱通道30之間有一中心通道20。該中心通道 20首先造成可以使中心主體更容易壓縮，以便在PTC加熱元件和金 屬殼8之間形成最佳的熱耦合。同樣，在中心通道20中可以設(shè)置優(yōu)質(zhì) 鋼管。為了不使壓縮困難，中心通道20優(yōu)選保持空的，以便它的內(nèi)表 面還通過(guò)噴涂的構(gòu)成塑料外殼2的塑料覆層免受尿素溶液的影響。附圖標(biāo)記清單
1槽加熱裝置
2塑料外殼
3, 4連接線
吸入管
6內(nèi)加熱器部分
支承體
8內(nèi)殼
10， 10'連接板
11熱交換元件
12臂架
13突出部分
14O形密封圏
15連接凸耳
20中心開(kāi)口
21中繼線
30通道
31臂
32中心主體
權(quán)利要求
1.一種槽加熱裝置，尤其是用于內(nèi)燃機(jī)的尿素槽的槽加熱裝置，包括-外殼(2)，在所述外殼(2)中設(shè)置至少一個(gè)PTC元件，-電連接線(3，4)，所述電連接線(3，4)連接到PTC元件上，以便使加熱電流導(dǎo)引通過(guò)PTC元件，-吸入管(5)，所述吸入管(5)用于輸送液體，其中至少一部分電連接線(3，4)構(gòu)成為電阻加熱元件，所述電阻加熱元件與吸入管(5)的內(nèi)部處于導(dǎo)熱連接。
2. 按照權(quán)利要求1所述的槽加熱裝置，其特征在于，PTC元件 是PTC加熱元件。
3. 按照權(quán)利要求1或2其中之一所述的槽加熱裝置，其特征在于， 電連接線(3, 4)的構(gòu)成為電阻加熱元件的部分具有至少0.2Qmm2/m 的比電阻，優(yōu)選為至少0.6Qmm2/m，而特別優(yōu)選為至少0.7Qmm2/m。
4. 按照上述權(quán)利要求其中之一所述的槽加熱裝置，其特征在于， 連接線(3， 4)的構(gòu)成為電阻加熱元件的部分包括用導(dǎo)熱合金制成的 電阻絲。
5. 按照權(quán)利要求4所述的槽加熱裝置，其特征在于，電阻絲的比 電阻為至少0.2Qmm2/m，優(yōu)選為至少1.0Qmm2/m,而特別優(yōu)選為至 少1.2Qmm2/m。
6. 按照上述權(quán)利要求其中之一所述的槽加熱裝置，其特征在于， 吸入管(5)構(gòu)成為在外殼(2)中的通道。
7. 按照權(quán)利要求l-3其中之一所述的槽加熱裝置，其特征在于， 吸入管(5)用金屬制成，所述吸入管形成連接線(3， 4)的構(gòu)成為電 阻加熱元件的部分。
8. 按照權(quán)利要求6所述的槽加熱裝置，其特征在于，吸入管(5) 用優(yōu)質(zhì)鋼，優(yōu)選是用V4A鋼制成。
9. 按照上述權(quán)利要求其中之一所述的槽加熱裝置，其特征在于，PTC元件設(shè)置在內(nèi)部加熱器部分(6)中，圍繞所述內(nèi)部加熱器部分 (6)將外殼(2)注塑成注塑件。
10. 按照權(quán)利要求9所述的槽加熱裝置，其特征在于，金屬外殼 (8)屬于內(nèi)部加熱器部分(6)，在上述金屬外殼(8)中設(shè)置至少一個(gè)PTC元件。
11. 按照權(quán)利要求10所述的槽加熱裝置，其特征在于，金屬外殼 (8)具有至少兩個(gè)通道(30)，在每個(gè)通道(30)中都設(shè)置至少一個(gè)PTC加熱元件。
12. 按照權(quán)利要求10或11所述的槽加熱裝置，其特征在于，金 屬外殼(8)固定到吸入管(5)上。
13. 按照權(quán)利要求IO、 ll或12所述的槽加熱裝置，其特征在于， 金屬外殼(8)是擠壓成型件。
14. 按照權(quán)利要求10-13其中之一所述的槽加熱裝置，其特征在 于，金屬外殼(8)連接到至少一個(gè)熱交換元件(11)上。
15. 按照權(quán)利要求14所述的槽加熱裝置，其特征在于，帶有所述 至少一個(gè)熱交換元件(11)的金屬外殼(8)被擠壓。
16. 按照權(quán)利要求14或15其中之一所述的槽加熱裝置，其特征 在于，所述至少一個(gè)熱交換元件(11)是管，優(yōu)選的是優(yōu)質(zhì)鋼管。
17. 按照權(quán)利要求16所述的槽加熱裝置，其特征在于，金屬外殼 (8)具有突出部分，所述突出部分在優(yōu)質(zhì)鋼管(11)的縱向方向上延伸，并具有一面向優(yōu)質(zhì)鋼管(11)敞開(kāi)的橫截面。
18. 按照權(quán)利要求16或17其中之一所述的槽加熱裝置，其特征 在于，優(yōu)質(zhì)鋼管(11)被O形密封圏(14)包圍。
19. 按照權(quán)利要求10-18其中之一所述的槽加熱裝置，其特征在 于，金屬外殼(8)有若干個(gè)、優(yōu)選是三個(gè)管狀的臂架(12)，所述臂 架(12)用于導(dǎo)出所產(chǎn)生的熱量。
20. 按照權(quán)利要求19所述的槽加熱裝置，其特征在于，所述至少 一個(gè)PTC元件設(shè)置在中心主體(32)中，各臂架(12)從所述中心主 體(32)引出。
21. 按照權(quán)利要求10-20其中之一所述的槽加熱裝置，其特征在 于，金屬外殼(8)用鋁合金制成。
22. 按照上述權(quán)利要求其中之一所述的槽加熱裝置，其特征在于， 所述至少一個(gè)PTC元件由裝配架保持。
23. 按照上述權(quán)利要求其中之一所述的槽加熱裝置，其特征在于， 所述至少一個(gè)PTC元件是板形的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種槽加熱元件，尤其是用于內(nèi)燃機(jī)的尿素槽的槽加熱元件，所述槽加熱元件包括外殼(2)，在所述外殼(2)中設(shè)置至少一個(gè)PTC元件；電連接線(3，4)，所述電連接線(3，4)連接到所述PTC元件上，以便通過(guò)所述PTC元件輸送加熱電流；吸入管(5)，所述吸入管(5)用于輸送液體，其中至少一部分的電連接線(3，4)構(gòu)成為電阻加熱元件，所述電阻加熱元件與吸入管(5)的內(nèi)部處于導(dǎo)熱連接。
文檔編號(hào)H05B3/50GK101223822SQ200680025468
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2006年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月12日
發(fā)明者R·施塔克 申請(qǐng)人:宏牛加熱元件有限及兩合公司