用于液体容器、特别是尿素水溶液的液体容器的过滤装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于液体容器、特别是尿素水溶液的液体容器的过滤装置。
【背景技术】
[0002]在汽车技术中，越来越多地使用SCR(选择性催化还原)方法，以降低柴油车辆中的氮氧化物的排放。SCR反应所需要的氨不是直接使用的，而是以根据DIN 700 70的32.5%尿素水溶液的形式使用的。所述尿素水溶液通过SCR催化转化器例如使用计量泵或喷射器喷射到排气部。氨和CO2通过水解反应从尿素/水的溶液生产。以此方式生产的氨可以与废气中的氮氧化物反应并因此降低氮氧化物的排放。喷射的氨的量取决于发动机的氮氧化物排放并因此取决于发动机的瞬时转速和转矩。这里，SCR催化转化器的效率程度取决于尿素水溶液是否以与发动机的氮氧化物排放量的正确比率喷射。在尿素水溶液的喷射过低的情况下，氮氧化物还原的效率程度下降。如果喷射太多的尿素，则由此形成的氨不能够与氮氧化物反应并进入到周围环境。因此，有必要将尿素水溶液从用于尿素水溶液的液体容器中尽可能精确地输送到SCR催化转化器，优选精确到毫升区域中。
[0003]因为尿素水溶液的凝固点大致位于-HO处并结果是位于机动车辆的使用范围中，需要提供加热元件，由此可以解冻可能凝固的尿素溶液，结果是尿素溶液以液相、即水溶形式存在。
[0004]DE 10 2010 051 072 B4公开一种具有缓冲存储器的用于尿素水溶液的液体容器。在液体容器的基部区域中布置经由液体管线连接的两个过滤器元件以及用于输送尿素溶液的到液体输送单元的第一阀。此外，在缓冲存储器中设置经由液体管线流体连接到液体输送单元的另一个第二过滤元件。此外，为了解冻尿素溶液，设置加热元件用于融化或加热位于缓冲存储器中的液体。构造为飞溅锅(splash pot)的缓冲存储器通过布置在缓冲存储器周围的加热元件加热，结果位于缓冲存储器中的液体被解冻或加热，以使得第二过滤元件可以根据其功能运行并可以过滤尿素水溶液。
[0005]当启动从DE 10 2010 051 072 B4中已知的液体容器时，首先加热和解冻临近缓冲存储器2中的尿素溶液。邻近于尿素水溶液的冰层然后通过对流进一步解冻，结果围绕第二过滤元件的尿素溶液在给定时间后也以水溶形式存在。在冷启动的情况下，尿素溶液因此仅在预订时间后喷射到排气部分，结果是从DE 10 2010 051 072已知的液体容器的冷启动行为不是优化的并且氮氧化物的浓度仅在尿素溶液解冻后可以降低。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种用于液体容器、特别是用于尿素水溶液的液体容器的改进过滤装置以及一种改进液体容器、特别是用于尿素水溶液的改进液体容器，其使得可以在冷启动配有本发明的过滤装置的机动车辆过程中更容易地将尿素溶液喷射到排气部分。
[0007]根据本发明，通过权利要求1所述的过滤装置和根据权利要求12所述的液体容器获得该目的。在从属权利要求中规定了本发明的优选限定。
[0008]本发明的过滤装置包括具有贯穿开口的过滤壳体以及可透液体但不可透气的过滤元件。这里，过滤元件以此方式连接到过滤壳体，使得过滤元件至少部分地关闭过滤壳体的贯穿开口。本发明的过滤装置还包括至少一个液体出口连接件，该液体出口连接件流体连接到过滤壳体的贯穿开口。流体出口连接件可以连接到液体输送单元。本发明的过滤装置的区别特征在于，其包括加热装置，该加热装置直接连接到过滤壳体和/或集成到过滤壳体。
[0009]由于提供直接连接到过滤壳体和/或集成到过滤壳体的加热装置，过滤元件与加热元件之间的空间距离以如此方式降低，当加热装置启动时，然后以液态存在的加热的尿素溶液更接近于过滤元件定位，结果是过滤元件在较短时间后可以过滤水溶液、即特别是尿素水溶液，结果是，尿素溶液在较短时间后可以喷射到车辆的排气部分，此结果是在冷启动车辆过程中，较短时间后降低了氮氧化物的排放。此外，本发明的过滤装置提供如下优点，加热装置不需要必须单独提供，结果降低了尿素水溶液的液体容器的单独部件的数量，与已知液体容器相比，这代表了成本上的优势。
[0010]过滤元件例如可以设计为滤布或滤膜。此外，在本发明的上下文中，可透液体是指过滤元件对于位于液体容器中的液体是可透过的。特别地，可透液体因此是指对于尿素溶液的液体可透性。此外，滤布优选关闭过滤壳体的整个贯穿开口。
[0011 ] 在本发明的上下文中，不可透气是指滤布中的筛目大小的尺寸为使得滤布在高到一定压差下的液体湿润情况下暂时不断裂。这意味着，湿润过滤器的液体的表面张力足以产生一定阻挡，防止高到一定压强下的空气通过。
[0012]过滤壳体优选设计成导热体、即具有高热导性的主体。这提供如下优点，通电的加热装置可以附接到过滤壳体，其结果是加热装置所产生的热量被传递到过滤壳体，然后过滤壳体结果均匀地吸收热量并将其均匀的排放到周围、尤其是排放到过滤壳体内部的融化容积以及排放到过滤壳体的周围中。过滤壳体例如可以实现为挤压铝型材。用于加热装置的凹处或凹痕可以优选设置在挤压型材中。
[0013]加热装置优选包括紧固到过滤壳体的外侧的至少一个加热元件。这使得可以尤其简单地将过滤壳体连接到加热装置。当然，加热装置可以包括多个单独的加热元件，其可以在不同情况下紧固到过滤壳体的外侧。
[0014]根据另外一种优选变化形式，加热装置包括紧固到过滤壳体内侧的至少一个加热元件。相应构造的过滤装置提供如下优点，过滤壳体内的融化容积被尤其有效并且高效率地加热，因为加热装置与融化容积之间的间隔被进一步减小。加热元件例如可以被构造为过滤壳体的内侧上的圆周面。
[0015]根据一个优选实施例，加热装置包括至少一个突出过滤壳体的加热元件。结果，围绕加热装置的容积被可靠并快速地解冻。突出或突伸出过滤壳体的加热元件例如可以过滤壳体的杆、壁或型材腹板的方式设置。所述型材腹板、壁或杆也可以延伸到过滤壳体的内部。
[0016]根据另外一种优选变化形式，加热装置包括突伸入过滤壳体内部的至少一个加热元件。这具有如下优点，位于过滤壳体的融化容积中的液体、特别是尿素液体可以更有效的加热或融化。这确保更大面积的加热元件在冷启动后短时间内被尿素水溶液湿润，结果更大量的尿素可以通过过滤装置过滤。
[0017]根据另外一种优选变化形式，过滤装置包括连接到过滤壳体的过滤支撑件，过滤元件附接到过滤支撑件。这里，过滤支撑件构造为加热装置的加热元件。相应构造的过滤装置提供如下优点，过滤元件与加热装置的间隔被进一步减小，结果是，在车辆冷启动以及相应低的外部温度的情况下，作为冰存在的尿素溶液可以非常快速地融化，结果是抵靠过滤元件的尿素溶液在非常短的时间后以水溶液形式存在。此外，以此方式构造的过滤支撑件强化了过滤元件的机械稳定性。
[0018]根据另外一种优选变化形式，过滤壳体包括过滤壳体基部，液体出口连接件布置在过滤元件与过滤壳体基部之间。相应构造的过滤装置可以以此方式连接到液体容器、特别是用于尿素水溶液的液体容器，使得过滤壳体基部形成液体容器基部。过滤装置可拆卸地或者不可拆卸地连接到液体容器。在本发明的过滤装置可拆卸地连接到液体容器，过滤装置可以特别简单地进行更换，结果是在过滤元件堵塞的情况下，整个过滤装置可以简单地进行更换。
[0019]过滤装置可以是欧姆加热电阻元件和/或PTC加热元件，即公知由PTC电阻器构成的自我调节的加热元件。PTC(正温度系数)加热元件包括具有正温度系数的电阻，该电阻在较低温度下比较高温度下更令人满意地传导电流，因为其电阻随着温度的升高而增大。PTC加热元件因此仅在规定的恒定运行电压下运行，因为PTC加热元件的电阻也随着温度的升高而变大并因此热量输出降低。这具有如下优点，在过滤装置变干并且输出到液体的热量相应低的情况下，本发明的过滤装置不过度加热。
[0020]本发明的液体容器、特别是用于尿素水溶液的容器，包括布置在液体容器中的液体输送单元，液体容器的区别技术特征在于，其包括至少一个上述的布置在液体容器内部中的过滤装置，液体输送单元经由液体管线流体连接到过滤装置的液体出口连接件。
[0021]液体容器的一个优选变化形式包括布置在其内部的缓冲存储器，过滤装置布置在缓冲存储器的内部。
【附图说明】
[0022]在下文中，将参考附图更详细地解释本发明，在附图中:
[0023]图1示出根据本发明第一实施例的过滤装置的立体图；
[0024]图2示出根据本发明的另一实施例的过滤装置的示意图的俯视图；
[0025]图3示出根据本发明的液体容器、特别是用于尿素水溶液的液体容器的剖视图。
【具体实施方式】
[0026]在下面的说明书中，相同的标号标示相同的部件或相同的特征，结果是对于一个图中所示出的一个部件也同样适用于其他图，并结果是避免重复的描述。
[0027]图1示出根据本发明第一实施例的过滤装置10的三维视图。过滤装置10构造为用于液体容器30 (见图3)，特别是用于尿素水溶液的液体容器。过滤装置10包括过滤壳体11，其为图1和2中所示的圆筒形状，具有贯穿开口 12并包括过滤元件16，该过滤元件16为可透液体但不可透气的。在此情况下，可透液体是指对于位于液体容器中的液体是可透液体的。如果包含在液体容器30的液体是尿素溶液，过滤元件16对于尿素溶液是可透过的。过滤元件16例如可以构造为滤布16。
[0028]过滤元件16以此方式连接到过滤壳体11，使得过滤元件16关闭过滤壳体11的贯穿开口 12。过滤壳体11的贯穿开口 12因此是可透液体但不可透气的。
[0029]此外，过滤装置10包括液体出口连接件17，其流体连接到过滤壳体的贯穿开口
12ο
[0030]液体出口连接件17例如可以经由液体管线32 (图3)连接到液体输送单元40 (图3) ο液体输送单元40例如可以构造为泵40。通过泵40产生真空，位于液体容器30中的尿素溶液或液体通过过滤元件16被抽吸到过滤装置10的内部，结果尿素溶液通过滤布16过滤。过滤的尿素溶液然后经由液体出口连接件17泵吸到液体输送单元40并且通过液体输送单元40泵吸出液体容器30。
[0031]此外，图1中所示出的过滤装置10包括过滤壳体基部15，该过滤壳体基部15布置成与贯穿开口 12以及因此的过滤元件16相对。这里，液体出口连接件17布置在过滤元件16和过滤壳体15之间。围绕过滤装置10的容积也称为融化容积。这里，融化容积也包括位于过滤壳体基部15和过滤元件16之间的容积。如上已经提及，融化容积