具有熱容納容器的流體貯存器的製作方法

2023-06-02 21:30:21

專利名稱：具有熱容納容器的流體貯存器的製作方法
具有熱容納容器的流體貯存器本發明涉及一種流體貯存器，更特別地涉及一種適於可能凍結或隨溫度變化粘性劇烈改變的流體的貯存器，該貯存器裝備有集成電加熱件以能夠至少部分地融化該貯存器中所容納的流體。本發明尤其可應用於熱機車輛上所使用的用於汙染控制目的的還原劑貯存器，特別是脲基還原劑。再特別地，本發明涉及提供有流體從其抽吸的熱容納容器的這種貯存器，該流體例如為還原劑、包含在貯存器中並且將被抽吸來使用。為符合汙染標準，機動車輛必須連接有正在日益變得複雜的汙染控制裝置，汙染控制的化學原理要求添加催化劑或氧化劑或還原劑，尤其是在排氣管路中，以實現汙染控制。有關柴油機機動車的汙染控制，標準中要求製造商在排氣系統上配備催化式排氣淨化器，採用氨來減少氮氧化物。然而，由於氨是一種有毒製品，汙染控制通過以諸如33%的比例溶解在水中的脲來實現，脲僅在其被使用時才在排氣系統中經熱水解轉變為氨。這一過程通常被稱為「SCR」 (選擇性催化還原)。脲的配比必須根據發動機所產生的氮氧化物通風量造成的需求而調整。為此，脲被存放在貯存器中，由泵加壓，並由電磁噴射器進行分送，配合發動機的運轉，繼而配合通過排氣管路的氮氧化物通風狀況，泵和噴射器對取自貯存器並送至排氣管路的氨的量進行配比。在此類汙染控制設施中，必須提供加熱裝置來解決脲或其他還原劑凍結的問題，這些問題會在對於特定還原劑而言溫度一旦低於-1re時、或者對於其它還原劑而言在低於更低的溫度時出現。為了能不考慮溫度條件而將還原劑抽出並分配，已經提出對該還原劑進行加熱的多種解決方案。由提供有集成電加熱件的還原劑貯存器組成的第一類型解決方案能至少部分地融化該還原劑。在現有解決方案中，一種解決方案(參見德國專利申請DElO 2005 036 430A1)由使用正溫度變化係數(PTC)功率熱敏電阻的加熱件組成，該加熱件鑄件成型並且放置在貯存器底部。另一種解決方案，在法國專利申請FR 2 918 968 Al中描述，提供了以附在柔性薄膜上或在兩個柔性薄膜之間的電阻條形式的加熱件，其放置在貯存器內部並且尤其置於貯存器的底部。需考慮到的另一需求是在斜坡和傾斜狀況下保持抽吸系統的工作，甚至在貯存器近乎空的情況下，而不會將該系統排乾。在現有的解決方案中，尤其是在已知的法國專利申請FR 2890341 Al中所描述的，連接泵充滿容納箱，主泵從該容納箱抽吸流體。容納箱可以安裝在貯存器內部，尤其安裝在由在貯存器底部形成的容納箱的壁所限定的容積中。所有這些解決方案相當複雜且昂貴，並且當還原劑液位低且車輛處於斜坡或傾斜狀況時未必能確保運行。 本發明旨在提供一種前述問題的簡單解決方案。為此，本發明涉及一種為了控制汙染而可用在熱機車輛上的流體貯存器，例如還原劑貯存器，尤其是脲基還原劑，該貯存器裝備有集成的電加熱件，能夠至少部分地融化貯存器中所容納的例如還原劑的流體，該貯存器的特徵在於加熱件放置在由容器限定的腔內部，容器自身放置在貯存器內部，所述腔經由至少一個閥與貯存器的內部容積相通，而用於例如還原劑的流體的吸管浸在由容器所限定的腔中，吸管的起點位於加熱件附近。優選地，電加熱件放置容器底部。閥例如為膜片閥，該閥也優選地放置在容器底部。該容器可以由不鏽鋼製成，這是出於與通常所使用還原劑的相容性。在一個實施例中，除還原劑的吸管之外，還提供了一個管，其浸在由容器所限定腔中並且輸送加熱件的電源線。用於例如還原劑的流體的吸管，以及用於輸送加熱件的電源線的管，也優選地由不鏽鋼製成，這是出於與容器自身相同的原因。因而，本發明提出了一種簡單的解決方案，使用了用於例如還原劑的流體的容納容器，不需要相關的泵而確保了在斜坡或傾斜狀況下的適當工作，還由於加熱件而可以在低溫下操作，該加熱件被仔細地定位在由容器所限定的腔內部。應當注意，具有抑制加熱和熱防護的溫度傳感器可以與加熱件相關聯，因而該溫度傳感器也位於容器的底部區域中。容器和加熱件的結合帶來如下的好處:所融化的流體被限制在先前所使用的區域中，流體在該區域中被抽吸，使得只有確實需要的流體數量被融化，從而實現經濟、快速和完全可控制的操作。通過以下參考示出的示意性附圖，作為實例描述的具有加熱容納容器的該流體貯存器的一個實施例，可以更好地理解本發明。

圖1為根據本發明的具有加熱容納容器的還原劑貯存器的縱剖視圖；圖2示出了具有加熱件的容器的詳細縱剖視放大視圖；圖3和4為類似於圖2的視圖，示出了容器的填充和閥的工作；圖5和6為貯存器的縱剖視圖，示出了其在還原劑凍結情況下的工作；圖7示出了在斜坡或傾斜狀況下貯存器以及尤其是其容器的工作。在附圖中，附圖標記I在全文中指代還原劑貯存器，其包括限定了所述貯存器I的內部容積5的下壁2、上壁3和側壁4。貯存器I在使用期間包含一定數量的還原劑6，其液位由附圖標記7指示。放置在上壁3上並且通常由塞子9覆蓋的填充孔8使得可以將還原劑6引入貯存器I中。貯存器I在其下部裝備有由電導線11供電的電類型的加熱件10。加熱件10被提供以至少部分地融化還原劑6，以允許該還原劑6即使在低溫下也可以被吸管12抽出。吸管12被引向泵(未示出)，使用該泵將還原劑6從貯存器I中抽出並且發送到噴射器，噴射器將還原劑分配到相關車輛的排氣管中。貯存器I裝備有放置在其內部容積5中的容器13。容器13具有底部14和側壁15，其限定了腔16，容器13的該底部比貯存器I的下壁2稍微高一點。容器13通過固定裝置(未示出)保持在貯存器I的內部容積5的中央區域中。加熱件10放置在容器13的底部14中，與加熱件10相關聯的溫度傳感器17具有抑制加熱和熱防護的雙重功能。還原劑6的吸管12浸在容器13的腔16中，該吸管12的起點18位於加熱件10附近。
管19也浸在容器13的腔16中，且平行於吸管12。管19用作輸送為加熱件10供電的電導線11。在容器13的底部14中的是閥20，尤其是以膜片閥的形式，其能夠產生或切斷一方面的容器13的腔16、和另一方面的貯存器I的內部容積5之間的連通。還原劑6為脲基的，考慮到與所述還原劑的相容性，容器13可由不鏽鋼製成。同樣，吸管12和用於輸送電導線的管19也可由不鏽鋼製成。此處也可以考慮與還原劑相容並確保良好的熱傳遞的其它材料。更具體地參考圖3至圖6，現在將描述在不同狀況下貯存器I的工作。圖3和4示出了當還原劑6沒有凍結時抽出該還原劑6的操作。在給定時刻，如果容器13的腔16中的還原劑的液位21低於貯存器I的其它部分中還原劑的液位7，則閥20在流體靜壓作用下提升，並且還原劑6因而穿過容器13的腔16，如圖3中箭頭F所指示，直到容器13的內部和外部之間的液位21和7相等；閥20隨之關閉(參見圖4)。圖5和6示出了在還原劑6凍結情形下，因此是在低溫時貯存器I的操作。起初，假定還原劑6完全凍結。那麼，加熱件10由電導線11供電，因而導致容器13內部以及圍繞容器13的還原劑6部分融化。在圖5中，所融化的還原劑的容積以22指示。當還原劑必須由吸管10抽出時，容器13內部的融化還原劑22首先被抽吸。那麼，容器13中融化還原劑22的液位逐漸下降。沿著通過熱傳導加熱的管道10，形成融化還原劑23的圓柱層，從而由於抽吸還原劑使得外部空氣可以進入容器13中並重新充滿腔24。隨著融化還原劑22的抽吸繼續進行，閥20使得位於容器13外部的融化還原劑進入(遵循參考圖3和圖4的前述操作)，這在系統排乾之前延長了抽吸系統的工作持續時間。最後，圖7示出了當汽車處於斜坡或傾斜狀態，因而貯存器I處於斜坡或傾斜狀態，貯存器I中還原劑6的液位7較低(即低於容器13的高度)時的工作情況。由於閥20，還原劑6保持在容器13中，這延長了在這些狀況下抽吸系統的工作持續時間。如所附權利要求書所限定的，以下方面並不超出本發明的範圍:-改變容器的形狀，-用與還原劑性質相容的任意材料製成容器、吸管和用於輸送電導線的管，-容器裝備有任意類型的加熱件:CTP熱敏電阻、陶瓷電阻等，-使用任意的等效裝置，例如用電纜替代用來輸送電導線的管，-增加任意的附件，例如在抽吸管道上遊提供抽吸濾器並放置在容器中，-使用任意裝置將容器緊固在貯存器中，-將本發明應用到如下的各種形狀的貯存器:能夠容納任意性質的還原劑、或者可能凍結或其粘性隨溫度變化劇烈改變的另一種流體，這樣的貯存器例如車輛的風擋刮水器的流體貯存器。
權利要求
1.一種為了控制汙染而可用於熱機車輛上的流體貯存器，例如還原劑貯存器，尤其是脲基還原劑，所述貯存器⑴裝備有集成的電加熱件(10)，該電加熱件(10)能夠至少部分地融化所述貯存器(I)中所容納的例如還原劑(6)的流體，其特徵在於，所述加熱件(10)被放置在由容器(13)所限定的腔(16)內部，該容器(13)自身位於所述貯存器(I)內部，所述腔(16)經由至少一個閥(20)與所述貯存器(I)的內部容積(5)相通，而用於例如還原劑(6)的流體的吸管(12)浸在由所述容器(13)所限定的腔(16)中，所述吸管(12)的起點(18)位於所述加熱件(10)附近。
2.根據權利要求1所述的流體貯存器，其特徵在於，所述電加熱件(10)被放置在所述容器(13)的底部(14)。
3.根據權利要求2所述的流體貯存器，其特徵在於，具有抑制加熱和熱防護功能的溫度傳感器(17)能夠與所述加熱件(10)相關聯，因此該溫度傳感器也位於所述容器(13)的底部區域(14)。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的流體貯存器，其特徵在於，所述閥(20)為膜片閥。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的流體貯存器，其特徵在於，所述閥(20)被放置在所述容器(13)的底部(14)。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的流體貯存器，其特徵在於，管(19)被提供且浸在由所述容器(13)所限定的腔(16)中，並輸送所述加熱件(10)的電源線(11)。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的流體貯存器，其特徵在於，所述容器(13)由不鏽鋼製成。
8.根據權利要求6和7所述的流體貯存器，其特徵在於，用於例如還原劑(6)的流體的吸管(12)和用來輸送所述加熱件(10)的電源線的管(19)也由不鏽鋼製成。
全文摘要
本發明尤其涉及一種為了控制汙染而可用於熱機車輛上的脲基還原劑的貯存器，其具有集成的電加熱件。提供來融化還原劑(6)的加熱件(10)放置在由容器(13)所限定的腔(16)內部，該容器(13)自身位於貯存器(1)內部。容器(13)的腔(16)通過閥(20)與貯存器的內部容積(5)相通。還原劑的吸管(12)浸在容器(13)的腔(16)中，所述吸管的起點(18)位於加熱件(10)附近。因而，當車輛處於斜坡或傾斜狀況時、以及在凍結情形時，工作得以確保。
文檔編號F01N3/20GK103119258SQ201080003246
公開日2013年5月22日 申請日期2010年9月8日 優先權日2010年5月3日
發明者羅多爾夫·埃瑪爾, 菲利普·夏弗拉克斯 申請人:Mgi庫貼公司