[发明专利]配备自调节加热元件的储液池和罐

说明书

本发明涉及用于在罐内存放一定数量流体的储液池，所述储液池配备有用于加热所述罐的第一部分的第一电阻元件以及用于加热所述罐的第二部分的第二电阻元件，所述第二电阻元件的温度系数为正。

申请人为Starck的美国专利申请2009/0078692 A1公开了一种加热系统，该系统用于液体输送系统的加热系统，尤其用于内燃机的催化式排气净化器的尿素供应系统。根据Starck的系统包括过滤器加热器和罐加热器，这两者均为电阻式。该过滤器加热器由向罐加热器的PTC（正温度系数）元件提供电流的连接线路的加热部分形成。这种设计将过滤器加热器和罐加热器设置为两个串联的电阻元件，其中罐加热器包括用来调节流向串联电路的电流量的PTC元件。根据Starck的系统的目的在于充分地加热过滤器和罐，以确保即使在环境温度低于尿素溶液的冰点的情况下尿素溶液也呈液态，同时在达到所需温度之后避免过热和加热器不必要的功耗。已知的电路通过在与第一加热器串联布置的第二加热器中使用PTC元件来获得所需的效果，因此由于PTC的温度-电阻特性和串联电路的性质而限制了这两个加热器中的电流。

在调节罐的不同部分（比如过滤器加热器和罐加热器）中的相应功耗量方面，现有技术方案的自由度不够。

本发明通过在该设计中提供由第三电阻式加热元件所具备的额外的自由度，来克服以上问题。

因此，有利地在罐内设置用于存放一定量流体的储液池，所述储液池配备有用于加热所述罐的第一部分的第一电阻元件以及用于加热所述罐的第二部分的第二电阻元件，所述第二电阻元件的温度系数为正，其中，所述储液池还包括用于加热所述罐的所述第二部分的第三电阻元件，所述第二电阻元件和所述第一电阻元件形成并联电路，而所述第一电阻元件与所述并联电路串联。

温度系数为正的电阻式加热元件在本领域内众所周知。应理解术语“PTC材料”包括电阻率基本上随温度升高而增大的任何这样的材料。特别地，在-11°C到+50°C的温度范围上电阻率以2或2以上的倍数增大的这样的材料有利地都可应用于本发明。PTC元件可包括金属和非金属元件的组合。PTC元件还可包括半导体。

在此介绍的电路还包括如下优点：当PTC元件达到很高电阻值时，加热器也继续以电阻器的选择所确定的速率工作，而不是像现有技术方案所设想的那样基本上都关掉。

在一种实施方式中，第一电阻元件位于储液池的外部，第二电阻元件和第三电阻元件位于储液池的内部。在一种特定实施方式中，第二电阻元件位于罐的附件上。在另一特定实施方式中，该附件是泵。

在根据本发明的储液池的一种实施方式中，第二电阻元件是采用热塑材料二次成型（overmoulded）的。

根据另一方面，提供一种车用流体罐，其包括根据本发明的储液池。在一种实施方式中，所述储液池基本上处于所述车用流体罐的底部。

根据又一方面，在车用流体罐内采用电路，所述电路包含用于加热所述罐的第一部分的第一电阻元件、用于加热所述罐的第二部分的第二电阻元件和用于加热所述罐的所述第二部分的第三电阻元件，所述第二电阻元件的温度系数为正，其中，所述第二电阻元件与所述第三电阻元件并联，所述第一电阻元件与所述第二电阻元件和所述第三电阻元件串联。

在本发明用途的一种实施方式中，所述车用流体罐是用于存放尿素溶液的罐。

附图说明

下面参照附图介绍根据本发明实施方式的设备和/或方法的一些实施方式，这些实施方式仅作为举例，在附图中：

图1示出包括根据现有技术的柔性加热器的尿素储液池，其中可使用根据本发明的加热元件；

图2示出储液池的一种实施方式，其包括以本申请人的名义的同时待审专利申请的加热元件，其中可使用根据本发明的加热元件；

图3是用于根据本发明的加热元件的电路的示意图；以及

图4是图3中示出的各个加热元件的能耗图。

具体实施方式

图1示出尿素罐和储液池1，其具有根据现有技术的柔性加热装置2。当加热元件2被用于避免车用流体罐（比如用于存放减排系统中所用的尿素溶液的罐）中冻结时，有利地在储液池1内放置储存和/或注射系统的活动附件10。活动附件10可包括泵、液位计、温度传感器、质量传感器、压力传感器、压力调节器或者类似仪器。储液池1包含底板或安装板，以及任意形状的周长。通过将活动附件10放置在储液池内，只要储液池内容物达到足以确保流动性的高温度，就可以向活动附件供应所需的车用液体。例如，如果该罐被用来存放低共熔水/尿素溶液，那么储液池内容物就需要加热到-11°C，即该溶液的熔点。