用于提供液态添加剂的装置的制作方法

本发明涉及一种用于提供液态添加剂的装置。

背景技术：

用于提供液态添加剂的装置例如用在机动车领域中，以便向用于对机动车的内燃机的废气进行净化的废气处理装置输送液态添加剂。废气处理装置——在所述废气处理装置中使用液态添加剂来对废气进行净化——被广泛推广。特别经常在这类废气处理装置中执行的废气净化法是选择性催化还原法(SCR法；SCR＝Selective Catalytic Reduction)。在这种方法中，废气中的氮氧化物借助于还原剂来还原。作为还原剂在此典型地使用氨。废气处理装置典型地具有SCR催化器，在该SCR催化器上废气中的氮氧化物借助于氨来还原。氨通常不直接存储在机动车内，而是以还原剂前驱体溶液的形式来存储。所述还原剂前驱体溶液是液态的添加剂。特别经常使用的还原剂前驱体溶液是尿素水溶液。百分含量为32.5的尿素水溶液以商品名来获得。

在这种装置操作开始时成问题的是：所述液态添加剂在低温下会结冰。上面所介绍的尿素水溶液例如在-11℃时结冰。这种低温尤其在机动车长时间的静止状态期间会出现。在长时间的静止状态之后会发生：所述装置中的液态添加剂完全结冰。于是所述装置最初不会提供液态添加剂。已知的是：用于提供液态添加剂的装置具有加热系统，以使得结了冰的液态添加剂融化，从而可以尽快在操纵开始时提供液态的添加剂。

作为用于这类装置的加热机构尤其建议PTC-加热元件(PTC＝Positive Temperature Coefficient正温度系数)。PTC-加热元件是电加热元件，该电加热元件通过流过的电流来加热。所述PTC-加热元件具有附加的特性：用于电流的电阻在温度升高时增大。于是就实现了在温度较高时电流自动减小。通过所述电流的减小也降低了加热功率。这一点形成了对PTC-加热元件的自动保护以防过热。

在这种具有PTC-加热元件的装置中，不充分地从所述PTC-加热元件中导出热量是成问题的，因为PTC-加热元件在较短的时间内被加热到较高的温度并且接下来仅仅还能传导较小的电流。加热功率由此在较短的时间内被自调节式地受到限制，从而仅仅还在较小的范围内满足所期望的加热功能。

技术实现要素：

因此本发明的目的在于，解决或者至少缓解结合现有技术所描述的技术问题。特别地，要建议一种具有至少一个PTC-加热元件的特别有利的装置。

所述目的通过根据权利要求1所述特征的装置来实现。本发明的其他有利的设计方案在所撰写的从属权利要求给出。在权利要求中单独列举的特征可以以任意在技术上有意义的方式彼此结合并且可以通过说明书中所介绍的事实来补充，其中展示了本发明的其他实施变型方案。

建议了一种用于提供液态添加剂的装置，该装置具有至少一个PTC-加热元件，该PTC-加热元件被设置用于使所述装置内的结了冰的液态添加剂融化，其中所述装置的至少一个PTC-加热元件在两侧被分成两部分的导热结构所接纳，其中电源以下述方式与所述被分成两部分的导热结构相连接：电流能够从在所述PTC-加热元件的一侧上的一个导热结构经由所述PTC-加热元件被传导至在所述PTC-加热元件的另一侧上的导热结构。

所述装置优选作为装配单元装在罐(Tank)内。所述装置优选具有一壳体并且布置在所述罐的罐底部处。所述装置尤其具有抽吸位置，在该抽吸位置处能够从所述罐提取液态添加剂(尤其是尿素水溶液)。除此之外，所述装置优选具有管路接头，可以在该管路接头上连接用于提供液态添加剂的供给管路。通常，通道从所述抽吸位置通过所述装置延伸到管路接头。在所述通道内布置有泵，利用该泵能够输送所述液态添加剂。所述装置具有多个PTC-加热元件。所述PTC-加热元件利用所述导热结构连接到所述罐的壳体上。在所述罐内在所述装置周围所述液态添加剂具有一起始体积。所述PTC-加热元件被设置用于通过所述装置的壳体使起始体积中的液态添加剂融化。所述导热结构为此优选大面积地贴靠在所述壳体上，以便能够借助于至少一个PTC-加热元件有效地对罐内的液体进行加热。所述PTC-加热元件(并且通常还有所述装置的泵)由所述装置的电源通过电导线供给电流和电压。在围绕所述壳体的外部可选地还布置一过滤器，该过滤器限定所述过滤器和壳体之间的起始体积并且盖住所述抽吸位置，从而在从所述罐处提取液态添加剂时利用所述过滤器对其进行过滤。在围绕所述壳体的外部并且在所述过滤器的外部可选地布置另一粗过滤器，该粗过滤器能够防止对过滤器造成的损害。在罐内部(在粗过滤器外部)的液态添加剂具有一温度。该温度是所述装置的工作参数，该工作参数在实施所述方法时可以加以考虑。

对于所介绍的装置而言特别重要的是将所述装置的至少一个PTC-加热元件连接到所述装置的导热结构上。

所述装置的至少一个PTC-加热元件在两侧被分成两部分的导热结构所接纳，从而使得热量从所述PTC-加热元件尽可能有效地传导给所述壳体或者液态添加剂。

优选地，电源通过电导线与被分成两部分的导热结构相连接，从而能够将电流从在所述PTC-加热元件的一侧上的一个导热结构经由所述PTC-加热元件传导至在所述PTC-加热元件的另一侧上的导热结构。于是，(两件式的)导热结构至少分区段地形成了用于与至少一个PTC-加热元件相接触的电导线。通过所述电导线的这种布置可以有效地使用所述PTC-加热元件的PTC-材料并且同时实现从至少一个PTC-加热元件处有效地导出热量。

此外优选地，在所述被分成两部分的导热结构的两个部分之间布置了间隔元件，从而一方面使得所述被分成两部分的导热结构的各个部分或者说两个导热结构彼此电绝缘，但是另一方面在两件式的导热结构的两个部分或者说两个导热结构之间存在导热桥。所述间隔元件由此确保了：热量也可以从布置在PTC-加热元件的背离所述壳体的那一侧上的导热结构朝所述壳体导出。

所述导热结构优选由金属制成并且完全特别优选地由铝制成，因为铝在重量相对低的同时具有较高的导热能力。

所述装置在下述情况下是有利的是：所述间隔元件在两件式的导热结构的两个部分之间形成导热桥。

由此可以从至少一个PTC-加热元件到两件式的导热结构的两个部分进行在两侧的热量导出，其中会在所述导热结构的两个部分之间出现热交换。当所述导热结构的两个部分的热流大小不同时，所述热交换能够实现热平衡。

此外有利的是：所述装置具有一壳体，该壳体装在用于液态添加剂的罐内，其中该壳体免受(frei)所述液态添加剂的影响并且至少一个PTC-加热元件和被分成两部分的导热结构位于该壳体内。优选地，所述壳体相对于罐液体密封地隔离。

此外所述装置在下述情况下是有利的：所述导热结构大面积地贴靠在所述壳体上。所述导热结构的(第一)部分优选设计为平面的并且贴靠在所述装置的壳体的壁的内表面上。所述装置的壳体优选设计为圆柱形的。所述内表面由此优选形成内周缘面。

所述导热结构的(第二)部分优选同样设计为平面的并且贴靠在所述装置的壳体的上壁处。所述导热结构的第二部分优选具有臂状的区段，该臂状的区段构造得至少局部平行于所述导热结构的第一部分。所述PTC-加热元件布置在所述导热结构的第二部分的臂状的区段与所述导热结构的第一部分之间。

将热量输出到所述壳体上在此不仅可以通过所述导热结构的第一部分而且可以通过所述导热结构的第二部分来实现。根据所述罐内的液态添加剂的液位水平有多高来决定是否使用液态添加剂来润湿所述壳体的上壁。仅仅在所述上壁使用液态添加剂来润湿的情况下可以期待热量通过所述导热结构的第二部分来显著地流出。为了总是恰当地分配所述导热结构的第一部分与所述导热结构的第二部分之间的热量，在所述导热结构的第一部分与所述导热结构的第二部分之间布置有导热能力的连接机构。所述有导热能力的连接机构例如可以是布置在所述PTC-加热元件旁的间隔元件。

此外所述装置在下述情况下是有利的：在所述壳体内布置有泵，该泵通过通道与抽吸位置和管路接头相连接，其中在所述抽吸位置处能够从所述罐提取液态添加剂并且在所述管路接头处能够连接用于提供液态添加剂的供给管路。

尽管事实是泵被布置在壳体内，仍将该壳体称为“干燥的”壳体，因为液态添加剂不能自由地在壳体本身内循环并且壳体由此是干燥的。所述液态添加剂在所述壳体内在所述通道内并且在所述泵内被引导。

此外建议了一种机动车，该机动车具有内燃机、用于对内燃机的废气进行净化的废气处理装置以及根据本发明的用于为所述废气处理装置提供液态添加剂的装置。

在所述废气处理装置中优选布置有SCR-催化器，利用该SCR-催化器能够实施选择性催化还原法。所介绍的装置优选连接到供给管路上。该供给管路通向供给装置，利用该供给装置能够将液态添加剂输送给废气处理装置。所述供给装置为此优选具有一喷嘴和/或喷射器，其中所述喷嘴(必要时借助于压力介质、如空气)使液态添加剂在废气处理装置内被精细地喷成雾状，利用所述喷射器能够分配液态添加剂的剂量。所述喷射器例如可以是电打开和关闭的阀。

附图说明

下面借助附图来详细阐述本发明以及技术环境。附图示出了特别优选的实施例，但是本发明并不受限于这些特别优选的实施例。特别地，应当注意的是，附图并且特别是所示出的尺寸比仅仅是示意性的。其中：

图1示出了具有所述装置的机动车，

图2示出了具有所述装置的罐，

图3示出了所述PTC-加热元件至导热结构上的连接情况，

图4示出了根据图3的连接情况的另一视图，

图5示出了至装置的壳体内的底视图，

图6示出了被分成两部分的导热结构的三维图，并且

图7示出了图2中的罐的细节图。

具体实施方式

图1示出了机动车16，该机动车具有内燃机17、用于对内燃机17的废气19进行净化的废气处理装置18。在所述废气处理装置18内设置了SCR-催化器作为废气净化元件21。在所述废气处理装置18处布置有供给装置(Zugabevorrichtung)20，利用该供给装置能够将液态添加剂3输送给废气净化元件21。所述供给装置20由所述装置2经由供给管路22提供来自罐23的液态添加剂3。所述液态添加剂3具有一温度34，该温度在此例如被标记在所述罐23内。所述装置2布置在一种环境中(例如在机动车的燃油罐的附近)，其中所述环境具有一环境温度35，该环境温度在此例如标记在所述罐23的外部。此外在所述装置2内布置有PTC-加热元件(在此未示出)，该PTC-加热元件通过电导线4与电源5相连接。所述装置2与监控单元15相连接。

图2在侧视图中示出了罐23，所述装置2作为装配单元装在所述罐内。所述装置2具有一壳体26并且布置在所述罐23的罐底部27处。所述装置2具有抽吸位置29，在该抽吸位置处能够从所述罐23提取液态添加剂3(尤其是尿素水溶液)。除此之外，所述装置2具有管路接头28，可以在该管路接头上连接用于提供液态添加剂3的供给管路22。通道36从所述抽吸位置29通过所述装置2延伸到管路接头28。在所述通道36内布置有泵25，利用该泵能够输送所述液态添加剂3。所述装置2具有多个PTC-加热元件1。所述PTC-加热元件1利用所述导热结构24连接到所述罐23的壳体26上。在所述罐23内在所述装置2周围所述液态添加剂3具有一起始体积。所述PTC-加热元件1被设置用于通过所述装置2的壳体26使起始体积中的液态添加剂3融化。所述PTC-加热元件1(和所述泵25)由所述装置2的电源5通过电导线4供给电流10和电压31。在围绕所述壳体26的外部可选地还布置一过滤器30，该过滤器限定所述过滤器30和壳体26之间的起始体积并且盖住所述抽吸位置29，从而在从所述罐23处提取液态添加剂3时利用所述过滤器30对其进行过滤。在围绕所述壳体26的外部并且在所述过滤器30的外部可选地布置另一粗过滤器32，该粗过滤器能够防止对过滤器30造成的损害。在罐23内部(在粗过滤器32外部)的液态添加剂3具有一温度34。该温度34是所述装置2的工作参数14，该工作参数在实施所述方法时可以加以考虑。

图3示出了所述PTC-加热元件1至导热结构24上的有利的连接情况。在俯视图(参见图2中的侧视图)中示出了所述装置2的壳体26的壁部区段。所述PTC-加热元件1在两侧被分成两部分的导热结构24所接纳，从而使得热量从所述PTC-加热元件1尽可能有效地传导给所述壳体26或者液态添加剂3。电源5通过电导线4与被分成两部分的导热结构24相连接，从而将电流10从在所述PTC-加热元件1的一侧上的一个导热结构24经由所述PTC-加热元件1传导至在所述PTC-加热元件1的另一侧上的导热结构24。通过所述电导线4的这种布置可以有效地使用所述PTC-加热元件1的PTC-材料并且同时实现有效的热量导出。此外，在所述被分成两部分的导热结构24之间布置了间隔元件13，从而一方面使得各个导热结构24彼此电绝缘，但是另一方面在导热结构24之间存在导热桥。所述间隔元件13由此确保了：热量也可以从布置在PTC-加热元件1的背离所述壳体26的那一侧上的导热结构24朝所述壳体26导出。

图4示出了根据图4的沿着在图4中示出的剖面线V的连接情况的侧视图。所述导热结构24在所述装置2内布置在所述壳体26的附近。所述壳体26连接到所述罐底部27上。

图5示出了向装置2的壳体26内的底视图。可以相应地看出壳体26的周缘壁6和壳体26的上壁7。所述导热结构24的第一部分8贴靠在所述周缘壁6上。所述导热结构的第二部分9贴靠在所述上壁6上。所述导热结构24的第二部分9具有臂10，该臂至少分区段地平行于所述导热结构24的第一部分8而延伸。在所述第二部分9的臂10和第一部分8之间布置了PTC-加热元件1。附加地，在所述第二部分9的臂10和第一部分8之间布置了间隔元件13。在图5中还示出了所述装置的泵25以及通道36，所述泵25通过该通道在所述抽吸位置29处抽吸液态添加剂。

图6示出了具有第一部分8和第二部分9的被分成两部分的导热结构24的三维图。

图7示出了图2中的具有装置1的罐23的细节图。通过图4的公开内容在此可以看出：导热结构24两件式地设计有第一部分8和第二部分9。

通过本发明可以特别有利地运行用于提供液态添加剂的装置。特别地，能够对PTC-加热元件1至所述导热结构24和/或壳体26上的导热连接进行功能测试。由此可以确定：必要时是否需要后续改进或修理(可能还有对所述装置进行更换)。

附图标记清单：

1 PTC-加热元件

2 装置

3 液态添加剂

4 电导线

5 电源

6 周缘壁

7 上壁

8 第一部分

9 第二部分

10 臂

13 间隔元件

14 工作参数

15 监控单元

16 机动车

17 内燃机

18 废气处理装置

19 废气

20 供给装置

21 废气净化元件

22 供给管路

23 罐

24 导热结构

25 泵

26 壳体

27 罐底部

28 管路接头

29 抽吸位置

30 过滤器

32 粗过滤器

34 温度

35 环境温度

36 通道