专利名称：用于流体的加热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于流体的加热器、一种包括这样一种加热器的燃料蒸汽存储和 回收设备、及操作这样一种加热器的方法，该加热器包括导电单块的加热元件，其中，加热 器包括用于待被加热流体的通路，该流体在加热操作期间具有限定的流体流动方向，加热 器包括在通路内并排布置的至少两个加热元件，从而它们相对于流体流动平行地布置。
背景技术：
该种类的加热器从US 2007/0056954A1得知。具体地说，其中就旨在减少来自机 动车辆的蒸发性散发的用于燃料蒸汽存储和回收设备的清洗加热器(purge heater)而言， 描述了这样一种加热器的应用。所公开的清洗加热器可以包括一个多个电气加热元件，这 些加热元件连接到电源上，像例如连接到汽车的电池上。清洗加热器可以例如包括导电陶 瓷作为加热元件。可选择地，清洗加热器可以包括导电碳，优选为多孔单块碳。这样的多孔单块碳例 如公开在US 2007/0056954A1中。这些单块碳加热元件具有通道结构，该通道结构允许空 气流过加热元件，并因而允许直接到从大气吸入的清洗空气(purge air)的增强热传递。这样的加热器的重要用途是燃料蒸汽存储和回收设备，以便减少来自机动车辆的 蒸发性散发。包括燃料蒸汽存储罐的燃料蒸汽存储和回收设备在本领域中在多年以前就是 公知的。在多种内燃机中使用的汽油燃料极易挥发。来自具有内燃机的车辆的燃料蒸汽的 蒸发性散发的发生原因主要是车辆燃料箱的通气(venting)。当车辆停泊时，温度或压力的 变化使载有烃(hydrocarbons)的空气从燃料箱逸出。燃料中的一部分不可避免地蒸发到 在油箱内的空气中，并因而呈现蒸汽的形式。如果从燃料箱散发的空气被允许未处置地流 到大气中，则将不可避免地随之带走这种燃料蒸汽。关于可以从车辆的燃料系统散发多少 燃料蒸汽，存在着一些政府法规。通常，为了防止进入大气中的燃料蒸汽损失，汽车的燃料箱通过导管向罐中通气， 该罐包含适当的燃料吸收材料，如活性碳。大表面面积活性碳粒被广泛地使用，并且临时地 吸收燃料蒸汽。在车辆停泊较长时段的时候和当车辆正在加燃料、并且载有蒸汽的空气正在从燃 料箱排出(加燃料散发)时，包括燃料蒸汽存储罐(所谓的碳罐)的燃料蒸汽存储和回收 系统必须应对燃料蒸汽散发。在用于欧洲市场的燃料回收系统中，加燃料散发通常不是重要问题，因为这些加 燃料散发一般不通过碳罐排出。然而，在用于北美市场的集成式燃料蒸汽存储和回收系统 中，这些加燃料散发也通过碳罐排出。由于在碳罐中的吸收剂的自然属性，很清楚的是，碳罐具有受限的填充容量。一般 希望的是，使碳罐具有很高的碳工作容量，然而，也希望的是，为了设计目的而使碳罐具有 比较小的体积。为了保证典型地在内燃机的操作下碳罐始终有足够的碳工作容量，一定负 压从发动机的吸气系统通过碳罐的燃料蒸汽排出端口施加到罐的内部。借助于此，让环境空气从环境空气进入端口进入罐中，以拾取被捕获的燃料蒸汽、并且将其通过燃料蒸汽排 出端口携带到发动机吸气系统的吸气歧管。在这种罐清洗模式期间，碳罐内所存储的燃料 蒸汽在内燃机中燃烧。尽管现时的燃料蒸汽存储和回收系统十分有效，但仍然存在着被导入到大气中的 烃的残余散发。这些所谓的“漏出散发”(昼夜呼吸损失，Diurnal Breathing Loss,DBL)被 扩散所驱动，特别是当在碳罐的大气通气端口与吸收剂之间存在着高的烃浓度梯度时。当 有可能减小烃浓度梯度时，漏出散发可被显著地减小。十分清楚的是，这可通过增大碳罐的 工作容量来实现。然而，也应该清楚的是，只有存储在碳罐中的一定百分比的烃在清洗模式期间可 被有效地清洗或排出。这对于清洗时间受到限制的汽车，可能是问题，例如在电动混合汽车 中，其中内燃机的操作模式相对较短。关于所谓的柔性燃料(flexi fuel)产生另一个问题，该柔性燃料包括显著量的乙 醇。乙醇是高挥发性的燃料，它具有比较高的蒸汽压。例如，所谓的ElO燃料(10%乙醇) 当前在市场上具有最高蒸汽产生量。这意味着，碳罐从燃料箱吸入的燃料蒸汽是极高的。另 一方面，在常规碳罐的正常清洗模式期间，只有一定百分比的吸入燃料蒸汽可以排出。作为 结果，普通碳罐的燃料蒸汽容量耗尽得比较快。因而，完全装载的碳罐的漏出散发通常增大 到超越由法律给出的散发值的程度。为了改进在清洗模式期间的清洗除去速率，已经提出几种蒸汽存储和回收装置， 这些蒸汽存储和回收装置使用所谓的清洗加热器。借助于对通过环境空气进入端口而引导 到罐中的环境空气进行加热，显著地提高在吸收剂的微孔中捕获的烃的除去效率。例如，US 6, 230, 693B1公开了一种蒸发散发控制系统，该蒸发散发控制系统通过 提供辅助罐以降低从车辆散发的燃料蒸汽的量，该辅助罐与蒸发散发控制系统的存储罐一 起操作。存储罐包含第一吸附材料，并且具有与其连通的通气端口。辅助罐包括外罩、第一 和第二通道、加热器及连接器。在外罩内，第二吸附材料与加热器完全接触。在控制系统的 操作的再生阶段期间，加热器可用来加热第二吸附材料和通过的清洗空气。这使第二和第 一吸附材料能够更容易地释放在操作的以前存储阶段期间它们吸附的燃料蒸汽，从而它们 在内燃期间可被燃尽。此外，根据US 6，230，693的蒸发散发控制系统的存储罐包括由流动通道连接的 两个并排的燃料蒸汽腔室。具体地说，罐的分隔实际上意味着流动限制。因为流过罐的驱 动压力非常低，所以将流动限制保持到最小是一个重要的设计考虑。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于流体的加热器、和一种燃料蒸汽存储和回收设备， 该加热器包括导电单块的加热元件，其中，加热器包括用于待被加热流体的通路，该流体在 加热操作期间具有限定的流体流动方向，加热器包括在通路内并排布置的至少两个加热元 件，从而它们相对于流体流动平行地布置，该加热器在设计方面简单、紧凑而又可靠，并且 允许容易和有效的受控操作，该燃料蒸汽存储和回收设备具有改进的燃料回收效率。又一 个目的是提供一种用来操作这样一种加热器的方法，该方法允许容易和有效的受控操作。这些和其它目的由用于流体的加热器实现，该加热器包括导电单块的加热元件，其中，加热器包括用于待被加热流体的通路，该流体在加热操作期间具有限定的流体流动 方向，加热器包括在通路内并排布置的至少两个加热元件，从而它们相对于流体流动平行 地布置，其特征在于，至少两个加热元件中的一个是受控加热元件，该受控加热元件具有稍 大的加热功率，并且在受控加热元件的下游端部处或其附近设置温度传感器，并且其中，温 度传感器连接到控制装置上，在加热器的加热操作期间用于温度控制。根据本发明的布置既保证这样一种加热器的安全性改进又保证其效率改进。具有 加热元件(它具有稍大加热功率)的温度传感器的布置保证了加热器对于最大温度是有效 可控的，因而防止加热器的过热，一方面防止着火的危险，另一方面允许控制接近最高温度 的温度，因而提高加热器的效率。在加热元件的下游端部处或其附近设置的温度传感器使 流体变化流量的影响最小化，即，显著减小流量变化对于加热器的加热性能的不利影响。带有以上描述的本发明的优点的、包括根据本发明的加热器的一种燃料蒸汽存储 和回收设备，对于具有发动机的循环操作(例如汽油/电动混合驱动)的汽车而言是特别 有效的。对于这样的种类的驱动，典型的是，当切换到电气驱动时，发动机停机，穿过燃料蒸 汽存储和回收设备的清洗空气流动呈现从高到低的快速变化。对于常规设计加热器，清洗 空气流动的这种快速变化对燃料蒸汽存储和回收设备造成高过热危险，这造成显著的着火 危险，或者加热器需要控制到远低于临界温度的温度，因而提供不良的回收性能。然而，对 于这种用途，由于汽油发动机的操作时间减少，回收性能是关键的。本发明的一个特别有用的、故障自动防护的实施例的特征在于，至少两个加热元 件彼此串联地电气连接，并且受控加热元件具有比其它加热元件大的电阻。一个可选择实施例的特征在于，加热元件的至少两个彼此并联地电气连接，并且 受控加热元件具有比其它加热元件小的电阻。本发明的另外有用实施例的特征在于，加热器包括多于两个的加热元件，并且加 热元件一起成组，其中，一组的加热元件彼此串联地电气连接，并且加热元件的各组彼此相 互并联地电气连接，其中，包括受控加热元件的组具有比加热元件的其它组小的电阻，并且 受控加热元件具有比同一组的其它加热元件大的电阻，或者其特征在于，加热器包括多于 两个的加热元件，并且加热元件一起成组，其中，一组的加热元件彼此并联地电气连接，并 且加热元件的各组彼此相互串联地电气连接，其中，包括受控加热元件的组具有比加热元 件的其它组大的电阻，并且受控加热元件具有比同一组的其它加热元件小的电阻。根据本发明的加热器的一个优选实施例的特征在于，加热元件包括导电碳单块， 该导电碳单块是多孔碳单块，该多孔碳单块具有蜂窝结构，当多孔碳单块具有通道尺寸在 100 μ m与2000 μ m之间的通道时，更具体地说，当多孔碳单块在与通路中的流动路径相垂 直的横截面中具有在30%与60%之间的开通面积(open area)时，该蜂窝结构尤其允许流 体流的大部分通过在通路内的所述单块。如果加热元件布置成总电阻不超过2. 5欧姆，优选为不超过1欧姆，更优选为约 0.8欧姆，则可获得在具有常规12V直流电源的典型汽车环境中根据本发明的加热器的特 别良好性能。当温度传感器是热敏电阻器时，在温度传感器连接短路的情况下，根据本发明的 加热器尤其能够防止着火的危险。以上和其它目的由一种包括上述加热器的燃料蒸汽存储和回收设备、和由用来在车辆环境中操作上述加热器或燃料蒸汽存储和回收设备的方法而实现，该方法包括如下步 骤获得加燃料信号，该加燃料信号指示与加热器流体连通的车辆油箱已经被加燃料；和 在加燃料之后从发动机启动起，向加热器供电不大于45分钟/24小时，优选为约30分钟 /24小时，同时响应来自温度传感器的温度信号，控制到加热器的电力。在根据本发明的方法的一个优选实施例中，所述方法还包括如下步骤从燃料表 获得燃料液位信号；和如果燃料液位信号指示燃料液位下降到预定读数，则阻止向加热器 供电，其中，预定读数是燃料箱容量的1/3，优选为燃料箱容量的1/4。在这样低的燃料液位 下，产生的燃料蒸汽不会造成箱中压力的显著增大。相应地，燃料蒸汽存储和回收设备的蒸 汽负荷较低，并且在任何环境温度下，不借助于加热，回收效率就已足够。而且，当油箱被加 燃料，并且燃料蒸汽在集成式系统中以高流量流过碳罐时，由于在吸附期间的放热效应，采 用在罐中的冷碳床，碳罐的减小散发的效率要好得多。如果环境温度在预定值以下，优选为在_7°C以下，更优选为在-10°C以下，则也可 通过在全部操作条件下停止向加热器供电而实现能量节省。在这样低的温度下，在燃料箱 内产生的燃料蒸汽比较少，并且燃料蒸汽存储和回收设备即使在不加热的情况下也将是足 够有效的。当供给到加热器的电力的控制包括对供给到加热器的电力进行脉冲宽度调制时， 可使通过散热装置的能量损失最小，并因而可节省电力。在一个特别优选的实施例中，所述方法还包括以下步骤进行至少一个试验循环； 以及，如果满足如下条件中的一个或多个，则停止向加热器供电，并且将故障信号发送到车 载诊断系统在温度传感器电路中探测到故障；加热器控制的自检失败；探测到单块加热 器元件布置的电阻的增大超越预定值；及电源电压超过预定最大值，或者下降到预定最小 值以下。更优选地，在温度传感器电路中探测到的故障包括如下的一个热敏电阻器电路的 开路；热敏电阻器电路的短路；及不良热敏电阻器接触。考虑到不适当操作(特别是未受控 加热)可能引起着火危险的事实，这个实施例能够保证改进的故障自动防护操作。单块加热器元件布置的电阻增大的探测是各加热器元件之一失效或脱离连接的 指示。这还是预期到加热器和燃料蒸汽存储和回收设备(如国该设备使用了上述加热器的 话)即将操作失效的指示。采用根据本发明的方法的这个实施例，可满足散发控制设备的 车载诊断的法律要求。当到加热器的电能被控制成在温度传感器处的温度是约132°C至约145°C，优选 为至约140°C时，获得最好回收性能和安全操作。
下面参照附图通过非限制性示例的方式来描述本发明，在附图中图1是根据本发明的加热器的示意图，其中包括一个简化的布线方案；图2表示两个相邻加热器元件端部段的放大剖视图；图3表示在图2中指示的平面中的剖视图；而图4表示穿过碳罐的剖视图，该碳罐包括根据本发明的加热器。
具体实施例方式图1示意地描绘根据本发明一个实施例的用于流体的加热器，该加热器用数字1 总体地指代。加热器1包括导电单块的加热元件2。根据本发明的加热器1可以良好地供 在图4中所示出的燃料蒸汽存储和回收设备3使用。这样一种燃料蒸汽存储和回收设备 3通常叫做碳罐，并且典型地用作具有用汽油的发动机的机动车辆的散发控制系统的一部 分。该图示是示意性的，并且各元件没有按比例画出。燃料蒸汽存储和回收设备或碳罐3包括连接到燃料箱(未示出)上的蒸汽进入端 口 4、和与大气连通的通气端口 5、及连接到机动车辆的内燃机(也未示出)上的清洗端口 6。碳罐3用呈粒状活性碳形式的吸收剂填充。在机动车辆的发动机的停机期间，碳罐3经蒸汽进入端口 4连接到机动车辆的燃 料箱上，并且经通气端口 5与大气相连接。在汽车的发动机运行循环期间，将在通气端口 5 与清洗端口 6之间建立流动路径。内燃机把将在内燃机的燃烧室内燃烧的一定量的空气从 大气经通气端口 5通过碳罐3吸入到清洗端口 6中，由此清洗碳罐3的吸收剂，并且将从碳 罐除去的烃供给到发动机的燃烧室中。在图中，箭头指示在碳罐3的清洗期间的空气流动 路径。在本说明书的上下文中的术语“下游”和“上游”涉及的始终是在碳罐3的清洗期间 的气流，其由在加热操作期间流体的流动方向而定义。碳罐3包括第一蒸汽存储腔室7、第二蒸汽存储腔室8及第三9蒸汽存储腔室。第 一蒸汽存储腔室7就在烃到碳罐3的加载期间的气流而论，是紧跟在蒸汽进入端口 4之后 的蒸汽存储腔室，并且也是最大的蒸汽存储腔室。由图4显而易见的是，蒸汽存储腔室7、8、9具有圆形横截面，并且彼此按同心关系 布置。第一蒸汽存储腔室7围绕蒸汽存储腔室8和9。紧跟在通气端口 5之后、在第三蒸 汽存储腔室9的上游侧处，布置有清洗加热器腔室10，该清洗加热器腔室10也是圆筒形形 状，即圆形横截面。清洗加热器腔室10在其上游正面处具有两个进入开口 12，这两个进入开口 12允 许将环境空气抽吸到清洗加热器腔室10中。清洗加热器腔室10具有比较薄壁的周围壁 13，该周围壁13设计成，来自加热器1的热辐射可以传递到第一蒸汽存储腔室7的周围碳 床中。加热器1的周围壁13限定用于流体的通路，该流体是通过加热器1的空气流。如可从图1和4容易看到的那样，加热器1优选地包括四个加热元件2，这四个加 热元件2并排布置在形成通路的加热器腔室10内。相对于通过加热器腔室10的空气流动， 各加热元件2平行地布置。加热元件2可以是圆柱形状的，并且包括导电多孔碳单块，像例如合成碳单块。制 造这样的碳单块加热元件2的方法总体上公开在文献US 2007/0056954A1中，并且更详细 地说在段落W013]至W024]中，该文献由此通过参考包括。碳单块是多孔碳单块，该多孔 碳单块具有允许流体流的大部分通过所述单块的蜂窝(cell)结构。每个加热元件2提供 允许气体流体流动沿着纵向方向通过每个加热元件2的连续纵向通道(未示出)。在多孔 碳单块内的通道可以具有在IOOym与2000μπι之间的尺寸。多孔碳单块加热元件在与通 路中的流动路径相垂直的横截面中具有在30%与60%之间的开通面积。适当典型的加热元件2可以具有大约IOmm的直径和约50mm的典型长度。每个加 热元件2作为电阻性加热元件而操作。在图中示出的一个优选实施例中，四个电气加热元件7串联地电气连接，并且连接到控制和切换装置11上，该控制和切换装置11又通过负和 正电源线14和15连接到作为车辆的发电机和电池的电源上。加热元件2经电源线16和铜连接器17连接到控制和切换装置11上。各加热元 件2的互连由连接器18提供。各加热元件2的布置提供不大于2. 5欧姆、优选为约0. 8欧 姆的总电阻。为了在13. 7V的电源电压下提供大约75瓦特的加热功率，要求某种种类的功
率调节。控制供给电力的适当方法是脉冲宽度调制(PWM)。这种方法的主要优点是在控制 和切换装置11中的低电力损失。尽管PWM操作要求某些辅助电气元件，以使在车载电源网 中的不利反馈最小化和提供电磁兼容性(EMC)，但控制和切换装置11本身可能较便宜。另 外，可节省用于否则需要的巨大散热装置的空间和可能通风，在成本和所需空间方面具有 整体优点。然而，也可使用常规电流调节器电路，但要求冷却。如果散发的热量可用于某些其 它目的，则常规电流调节也是有利的。各加热元件2中的一个加热元件具有比其它加热元件2稍大的加热功率。这个加 热元件定义受控加热元件2'。热敏电阻器19形式的温度传感器设置在受控加热元件2' 的下游端部23处或其附近。温度传感器19经导线20和21连接到控制装置11上，在加热 器1的加热操作期间用于温度控制。在串联连接的四个加热元件2、2'的所示实施例中，受 控加热元件2'具有比其它加热元件2稍大的长度，例如53mm。由于具有相同的直径并因 而具有相同的横截面面积，受控加热元件2'具有比其它加热元件2稍大的电阻。优选地， 热敏电阻器19安装成离受控加热元件2'的上游端部22大约50mm，与其它加热元件2的 下游端部23的位置相对应，在受控加热元件2 ‘的下游端部段中的开口内，如在图2和3中 更详细表示的那样。这种布置仅仅保证热敏电阻器19探测在加热器的最热部分处的温度。控制和切换装置11还经数据线24连接到车载诊断系统上，并且经例如CAN总线 25连接到车辆的其它装置上。当然，对于本领域的技术人员显而易见的是，其它适当布线也 是可行的。加热元件2将仅在燃料蒸汽存储和回收设备3的清洗操作期间才致动，如下面更 详细描述的那样。如以上解释的那样，在汽车的停机期间，在燃料箱内的燃料蒸发到在燃料 箱的最大填充液位上方的空气空间中。这种载有蒸汽的空气经蒸汽进入端口 4流入到碳罐 3中。在汽车的加燃料期间，其中通常内燃机也停机，在所谓的集成系统中，正在泵送到燃料 箱中的燃料引起穿过蒸汽进入端口 4的空气流动，该空气流动的流量与加燃料的流量相对 应。相应地，载有烃的空气按高达60升/分钟的流量泵送到碳罐3的碳床中。在碳罐内的 活性碳吸收烃，烃分子被捕获在碳的内部微孔结构内。或多或少的已净化的空气将从通气 端口 5排出。由于伴随吸收的放热效应，如果碳床是冷的，则在这样高流量下的吸收效率较 好。因此，对于加燃料的需求而言，在燃料箱的低燃料液位下抑制加热器1的加热操作是有 利的。在车辆的内燃机的运行循环期间，根据本发明的燃料蒸汽存储和回收设备3被设 置到清洗模式。环境空气由车辆的内燃机从通气端口 5经进入开口 12抽吸到清洗加热器 腔室10中。在清洗期间，由车辆的发电机或电池向加热元件2供给电能。空气穿过和绕过 加热元件2流动，由此被加热到150°C以下但在任何情况下不超过150°C的温度。同时，由加热元件2散发的辐射热量加热第一蒸汽存储腔室7的周围碳床。被加热的空气流过第三 蒸汽存储腔室9。在其路途上，环境空气将由在碳床中存储的烃加载。这种空气流，如由在 图4中的箭头指示的那样，流入和流过第一蒸汽存储腔室7的碳床，并且最后穿过清洗端口 6被抽吸到清洗管线(purging line)，该清洗管线通向内燃机。在车辆环境中操作在燃料蒸汽存储和回收设备3中使用的加热器1的方法包括如 下步骤通过CAN总线25获得加燃料信号，该加燃料信号指示车辆油箱已经加燃料。这样 的信号可从探测关闭的油箱盖(fuel cap)的油箱盖开关获得。如果该信号存在，则加热器 1从发动机的启动起将在24小时内被供电不大于45分钟，优选为每24小时约30分钟，同 时响应来自温度传感器19的温度信号而控制到加热器1的电力。关于以上描述的实施例， 热敏电阻器19被校准到140°C的温度，以提供在回收效率与安全性之间的最佳兼顾。而且，燃料液位信号将也通过CAN总线25从燃料表获得，并且如果燃料液位信号 指示燃料液位下降到预定读数，优选为燃料箱容量的1/4，由于上文中针对加燃料而描述的 原因，则加热器1将不被供电。如果环境温度在预定值以下，例如在-10°C以下，则在全部操作条件下通过停止向 加热器1供电，可实现能量节省。外部温度信号也可以经CAN总线25提供，或否则从马达 管理系统获得。控制和切换装置11优选地例如在向加热器1供电之前进行至少一个试验 循环，并且如果发生如下的一个或多个情况，则停止向加热器1供电，并且将故障信号经数 据线24发送到车载诊断系统在热敏电阻器19和导线20和21的电路中探测到故障；加 热器控制器11的自检失败，或者探测到单块加热器元件2的电阻的增大超越预定值，因而 指示在各加热器元件2之一中的失效，如破裂单块或脱离连接；等等。损坏的加热器元件2 或脱离连接将使作为散发控制系统一部分的碳罐3失效，并且需要将故障情况指示给驾驶 员。优选地，将启动跛行回家(limp-home)模式，以允许驾驶员回家并将汽车带到修理店。在温度传感器电路19、20、21中探测到的故障包括如下情况中的一种布线20、21 的开路；热敏电阻器19的短路；及不良热敏电阻器19接触。考虑到不适当操作(特别是未 受控加热)可能引起着火危险的事实，这个实施例保证改进的故障自动防护操作。另外，在电源电压超过预定最大电压值，或者下降到预定最小电压值以下的情况 下，将由控制和切换装置11停止向加热器1供电，以避免像过热之类的损坏或故障。当到加热器1的电能由控制和切换装置11控制成在温度传感器19处的温度是约 132°C至约145°C，优选为至约140°C时，获得最好回收性能和安全操作，因而防止与空气/ 汽油蒸汽混合物接触的加热器1的任何部分持续地超过150°C。
权利要求
1.一种用于流体的加热器(1)，包括导电单块的加热元件(2、2')，其中，所述加热器 (1)包括用于待被加热的流体的通路，该流体在加热操作期间具有限定的流体流动方向，所 述加热器(1)包括在所述通路内并排布置的至少两个加热元件(2、2')，从而它们相对于 流体流平行地布置，其特征在于，所述至少两个加热元件中的一个加热元件是受控加热元 件(2')，该受控加热元件(2')具有稍大的加热功率，并且在所述受控加热元件(2‘) 的下游端部(23)处或其附近设有温度传感器(19)，并且其中，所述温度传感器(19)连接到 控制装置(11)上，在所述加热器(1)的加热操作期间用于温度控制。
2.根据权利要求1所述的加热器(1)，其特征在于，所述至少两个加热元件(2、2')彼 此串联地电气连接，并且所述受控加热元件(2')具有比其它加热元件(2)大的电阻。
3.根据权利要求1所述的加热器(1)，其特征在于，所述至少两个加热元件(2、2')彼 此并联地电气连接，并且所述受控加热元件(2')具有比其它加热元件(2)小的电阻。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的加热器(1)，其特征在于，所述加热器(1)包括 多于两个的加热元件(2、2')，并且所述加热元件一起成组，其中，一组中的加热元件彼此 串联地电气连接，并且加热元件的各组彼此相互并联地电气连接，其中，包括所述受控加热 元件的组具有比加热元件的其它组小的电阻，并且所述受控加热元件(2')具有比同一组 中的其它加热元件大的电阻。
5.根据权利要求1至3任一项所述的加热器(1)，其特征在于，所述加热器(1)包括多 于两个的加热元件(2、2')，并且所述加热元件一起成组，其中，一组中的加热元件彼此并 联地电气连接，并且加热元件的各组彼此相互串联地电气连接，其中，包括所述受控加热元 件(2')的组具有比加热元件的其它组大的电阻，并且所述受控加热元件具有比同一组中 的其它加热元件小的电阻。
6.根据上述权利要求中的任一项所述的加热器(1)，其特征在于，所述加热元件(2、 2')包括导电碳单块，该导电碳单块是多孔碳单块，该多孔碳单块具有允许流体流的大部 分在所述通路内通过所述单块的蜂窝结构。
7.根据权利要求6所述的加热器(1)，其特征在于，所述多孔碳单块具有通道尺寸在 ΙΟΟμ 与2000μπι之间的通道。
8.根据权利要求6或7所述的加热器(1)，其特征在于，所述多孔碳单块在与所述通路 中的流动路径相垂直的横截面中具有在30%与60%之间的开通面积。
9.根据上述权利要求中的任一项所述的加热器(1)，其特征在于，所述加热元件(2、 2')布置成总电阻不超过2. 5欧姆，优选为不超过1欧姆，更优选为约0. 8欧姆。
10.根据上述权利要求中的任一项所述的加热器(1)，其特征在于，所述温度传感器是 热敏电阻器(19)。
11.一种燃料蒸汽存储和回收设备(3)，包括根据上述权利要求中的任一项所述的加 热器(1)以及控制装置(11)。
12.—种在车辆环境中用来操作根据权利要求1至10任一项所述的加热器(1)或根据 权利要求11所述的燃料蒸汽存储和回收设备(3)的方法，包括如下步骤i)获得加燃料信号，该加燃料信号指示与所述加热器(1)流体连通的车辆油箱已经被 加燃料，和 )在加燃料之后从发动机启动起，向所述加热器(1)供电不大于45分钟/24小时，同时响应来自温度传感器(19)的温度信号，控制供给到所述加热器⑴的电力。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤ii)的供电是约30分钟/24小时。
14.根据权利要求12或13所述的方法，还包括以下步骤iii)从燃料表获得燃料液位信号，和iv)如果所述燃料液位信号指示燃料液位下降到预定读数，则阻止向所述加热器(1)
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，步骤iv)的所述预定读数是1/3，优选 为 1/4。
16.根据权利要求12至15任一项所述的方法，还包括以下步骤ν)如果环境温度在预定值以下，则在全部操作条件下停止向所述加热器(1)供电。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤ν)的所述温度是_7°C，优选 为-IO0C0
18.根据权利要求12至17任一项所述的方法，还包括以下步骤进行至少一个试验循 环；和如果满足如下条件中的一个或多个，则停止向加热器(1)供电，并且将故障信号发送 到车载诊断系统a)在温度传感器电路中探测到故障，b)加热器的控制装置(11)的自检失败，c)探测到单块加热器元件(2、2')布置的电阻的增大超越预定值，及d)电源电压超过预定最大值，或者下降到预定最小值以下。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在温度传感器电路中探测到的故障包 括如下情况中的一种-热敏电阻器电路的开路， -热敏电阻器电路的短路，及 -不良热敏电阻器接触。
20.根据权利要求12至19任一项所述的方法，其中，供给到所述加热器(1)的电力被 控制成，在所述温度传感器(19)处的温度是约132°C至约145°C，优选为至约140°C。
21.根据权利要求12至20任一项所述的方法，其中，供给到所述加热器(1)的电力的 控制包括对供给到所述加热器(1)的电力进行脉冲宽度调制。
全文摘要
为了改进来自烃散发，特别是来自车辆的环境保护，一种用于流体的加热器(1)包括导电单块的加热元件(2、2′)，其中，加热器(1)包括用于待被加热流体的通路，该流体在加热操作期间具有限定的流体流动方向，加热器(1)包括在通路内并排布置的至少两个加热元件(2、21)，从而它们相对于流体流动平行地布置，提出的改进是，至少两个加热元件中的一个是受控加热元件(21)，该受控加热元件(21)具有稍大的加热功率，并且温度传感器(19)设置在受控加热元件(2′)的下游端部(23)处或其附近，并且其中，温度传感器(19)连接到控制装置(11)上，在加热器(1)的加热操作期间用于温度控制；和一种操作这样的加热器(1)的方法。
文档编号H05B3/14GK102007814SQ200880121652
公开日2011年4月6日 申请日期2008年1月23日 优先权日2007年12月20日
发明者P·卡顿, T·T·黄, T·朗, U·卡尔施 申请人:考特克斯·特克斯罗恩有限公司及两合公司, 麦斯特卡尔本汽车有限公司