帶有加熱系統(tǒng)的燃料分配系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文公開的主題涉及燃料分配系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于在燃料分配系統(tǒng)中使用以防止燃料添加劑在低溫下結(jié)晶的加熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]使用柴油的車輛排放大量的氮氧化物或者更具體地N0X。這些排放對(duì)環(huán)境是有害的。因此，技術(shù)在適當(dāng)?shù)牡胤綔p少這些排放。選擇性催化還原(SCR)是將NOx轉(zhuǎn)換成雙原子氮(N2)和水(H2O)的一種技術(shù)。SCR利用還原劑和催化劑。還原劑的示例包括無(wú)水氨、氨水、和尿素。各種標(biāo)準(zhǔn)和/或政府法規(guī)建立了針對(duì)還原劑的適當(dāng)?shù)娜芤?，其中在一種形式中包括尿素水溶液，通常稱為AUS32，并且在北美識(shí)別為柴油機(jī)排氣流體(Diesel ExhaustFluid)且在國(guó)外識(shí)別為AdBlue?。
[0003]遍及全世界的加油站使用儲(chǔ)存AUS32的分配系統(tǒng)以給操作柴油驅(qū)動(dòng)的車輛的最終用戶提供定期的訪問(wèn)。然而，這些分配系統(tǒng)常常遭遇AUS32流體固有的問(wèn)題。主要關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題是AUS32流體的結(jié)晶。該問(wèn)題可導(dǎo)致晶體累積穿過(guò)分配系統(tǒng)的構(gòu)件。累積可引起阻塞和其他堵塞，其有效地減少AUS32流體的流動(dòng)，并最終地要求維護(hù)以恢復(fù)分配系統(tǒng)的可操作性。
[0004]結(jié)晶可在低溫下發(fā)生，并且更具體地在和/或低于AUS32流體的凍結(jié)點(diǎn)發(fā)生。AUS32流體將在大約_7°C開始結(jié)晶，形成漿液，并在大約-1rC開始凝固。不幸的是，發(fā)現(xiàn)許多希望提供AUS32燃料添加劑的加油站長(zhǎng)時(shí)間處于溫度一貫地在或低于這些臨界的溫度的位置。
[0005]因此，解決方案是必要的以防止AUS32流體在這些寒冷的環(huán)境中的結(jié)晶。一個(gè)常見的解決方案利用大的、加熱的機(jī)柜，其包封分配系統(tǒng)的構(gòu)件。加熱的機(jī)柜可將整個(gè)分配系統(tǒng)或大多數(shù)的分配系統(tǒng)維持在上面討論的針對(duì)AUS32的臨界溫度以上的溫度。然而，加熱機(jī)柜和類似的加熱隔間的使用常常是相當(dāng)大的和/或確定大小以加熱比維持AUS32的溫度所必要的體積大得多的體積。這些特征可引起較高的操作成本(例如，針對(duì)加熱器和結(jié)構(gòu))，使對(duì)最終用戶的再填充過(guò)程復(fù)雜，并經(jīng)受實(shí)施問(wèn)題。例如，在再填充過(guò)程期間，最終用戶可需要打開機(jī)柜以取出噴嘴和/或完成處理。一旦再填充過(guò)程完成，最終用戶必須隨后把噴嘴放回原處并關(guān)閉機(jī)柜。該過(guò)程依賴最終用戶來(lái)適當(dāng)?shù)仃P(guān)閉機(jī)柜門以重建機(jī)柜的完整性。不幸的是，在機(jī)柜未充分關(guān)閉和/或在再填充過(guò)程完成之后機(jī)柜門被留下微開的情形將使加熱的機(jī)柜的操作失效并可導(dǎo)致AUS32流體的凍結(jié)。
[0006]其它的解決方案利用現(xiàn)場(chǎng)加熱技術(shù)以升高并維持AUS32流體的溫度。這些技術(shù)可利用導(dǎo)線、線圈和/或其它元件，其插入運(yùn)載燃料添加劑的軟管中。給這些元件通電以將熱量直接注入AUS32流體。然而，雖然因?yàn)樵o密接近于AUS32流體而是有效的，但是元件可減少軟管中燃料添加劑的流動(dòng)和壓力。此外，為了供給加熱遍及處理AUS32的所有構(gòu)件，并因此有結(jié)晶的風(fēng)險(xiǎn)，分配系統(tǒng)可能要求帶有針對(duì)諸如軟管、噴嘴等構(gòu)件的特殊設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)加熱技術(shù)。該要求可增加成本和設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。
[0007]再其它的解決方案試圖在例如當(dāng)分配系統(tǒng)未使用時(shí)維持AUS32流體的移動(dòng)。這些系統(tǒng)采用允許AUS32連續(xù)地循環(huán)的復(fù)雜的流體系統(tǒng)，由此防止可允許結(jié)晶發(fā)生的停滯狀態(tài)。然而，循環(huán)系統(tǒng)也要求復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以維持AUS32流體的適當(dāng)循環(huán)以及避免泄漏和可引起來(lái)自分配系統(tǒng)的排出物的其它問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本公開描述了對(duì)可防止例如AUS32的燃料添加劑的結(jié)晶的加熱系統(tǒng)的改進(jìn)。這些改進(jìn)將加熱集中在處理燃料添加劑的構(gòu)件上，并因此避免由于在這些構(gòu)件中的晶體累積造成的阻塞和堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。然而該建議的加熱系統(tǒng)恰當(dāng)確定加熱系統(tǒng)對(duì)這些處于風(fēng)險(xiǎn)的構(gòu)件的構(gòu)造的大小，這可減少材料和電力使用相關(guān)聯(lián)的成本。如下面更具體地討論的，建議的設(shè)計(jì)利用關(guān)閉的和/或部分關(guān)閉的隔間結(jié)構(gòu)，其使燃料添加劑處理構(gòu)件絕熱。這些構(gòu)件包括轉(zhuǎn)移燃料添加劑的軟管和導(dǎo)管，以及帶有常常驅(qū)使常規(guī)的加熱機(jī)柜設(shè)計(jì)的大小要求的幾何尺寸的噴嘴和儀表。該隔間結(jié)構(gòu)的示例可形成允許加熱流體(例如，空氣)緊密接近于處理燃料添加劑的構(gòu)件經(jīng)過(guò)的流體回路。在其它示例中，加熱系統(tǒng)可包括提供燃料添加劑的直接加熱的加熱元件。
【附圖說(shuō)明】
[0009]現(xiàn)在將簡(jiǎn)要地參考伴隨的附錄，其中:
圖1描繪了作為燃料分配系統(tǒng)的一部分的加熱系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的部分截面的示意圖；
圖2描繪了圖1的燃料分配系統(tǒng)的側(cè)視圖；
圖3描繪了帶有用于循環(huán)加熱流體的流體回路的加熱系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的示意圖； 圖4描繪了沿圖3的線4-4截取的流體回路的截面以示出流體回路中構(gòu)件的同軸的構(gòu)造;
圖5描繪了起因于圖3的加熱系統(tǒng)中的流體加熱器的操作的示例性流型；
圖6描繪了帶有用于循環(huán)加熱流體至分配系統(tǒng)的噴嘴的流體回路的加熱系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的不意圖；
圖7描繪了帶有一對(duì)用于循環(huán)加熱流體的流體回路的加熱系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的示意圖；
圖8描繪了并入加熱元件以直接加熱燃料添加劑的加熱系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的示意圖；
圖9描繪了并入一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)線以直接加熱燃料添加劑的加熱系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的不意圖；以及
圖10描繪了維持加熱系統(tǒng)中的溫度的示例性控制裝置的示意接線圖。
[0010]其中遍及若干視圖可應(yīng)用的相同的參考字符指出同一的或相應(yīng)的構(gòu)件和單元，這些視圖除非另外指出，否則不按比例繪制。
【具體實(shí)施方式】
[0011]圖1描繪了示意圖以示出本公開的加熱系統(tǒng)100的示例性實(shí)施例。加熱系統(tǒng)100是包括儲(chǔ)油罐104和分配器單元106的流體分配系統(tǒng)102 (也稱為“系統(tǒng)102”)的一部分。分配系統(tǒng)102還包括將分配器單元106安置與儲(chǔ)油罐104流量連接的軟管108。分配系統(tǒng)102的示例可分配例如柴油機(jī)排氣流體(DEF)、尿素樹脂的燃料添加劑，以及減少柴油驅(qū)動(dòng)的車輛中NOx排放的類型的燃料添加劑。
[0012]如下面更詳細(xì)地闡述的，加熱系統(tǒng)100管理燃料添加劑的溫度以避免結(jié)晶和/或凝固。該特征允許分配系統(tǒng)102在帶有降到燃料添加劑的凍結(jié)點(diǎn)以下的溫度的寒冷的環(huán)境中操作。例如，加熱系統(tǒng)100的實(shí)施例可形成圍繞分配器單元106的燃料添加劑處理構(gòu)件確定大小并構(gòu)造的隔間結(jié)構(gòu)。該構(gòu)件結(jié)構(gòu)可使這些構(gòu)件絕熱，因此有助于在寒冷的環(huán)境中維持燃料添加劑的溫度。
[0013]除了隔間結(jié)構(gòu)以外，加熱系統(tǒng)100可并入升高燃料添加劑的溫度的各種加熱方案。這些加熱方案可緊密接近于軟管、儀表、噴嘴、以及處理燃料添加劑的分配器單元106的其它構(gòu)件來(lái)循環(huán)加熱流體。在其它示例中，加熱系統(tǒng)100可將熱能直接注入燃料添加劑，例如經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)浸入式加熱器。這些構(gòu)造將燃料添加劑的溫度維持在凍結(jié)點(diǎn)和/或凍結(jié)點(diǎn)以上，因此防止晶體在這些構(gòu)件中的燃料添加劑中形成(或“結(jié)晶”)。這些晶體可阻塞燃料添加劑的流動(dòng)路徑，其最終可破壞分配器單元106的操作。此外，使燃料添加劑凝固(或凍結(jié))的凝固(或凍結(jié))可破裂分配器單元106的軟管和其它構(gòu)件。由于需要大量的修理來(lái)替換損傷的構(gòu)件，因而導(dǎo)致的損傷可將分配器單元106帶至脫機(jī)達(dá)很長(zhǎng)時(shí)間。
[0014]在圖1中，分配器單元106包括噴嘴組件110和各種控制和操作元件(例如，顯示器112和支付裝置114)。分配器單元106還包括帶有流量計(jì)116、流體入口 118、以及流體出口 120的隔間115。流體入口 118和流體出口 120可包括允許流體從其流動(dòng)穿過(guò)的流體運(yùn)載構(gòu)件(例如，軟管、管道、聯(lián)接件等)。流體運(yùn)載構(gòu)件的示例由與燃料添加劑兼容的材料制成。在一個(gè)示例中，流體入口 118與軟管108聯(lián)接以允許燃料添加劑進(jìn)入分配器單元106。流體出口 118可作為單個(gè)整體的部件(例如，軟管)和/或以利用多個(gè)件(例如，多個(gè)軟管和布置在其間的流體聯(lián)接件)的構(gòu)造從流量計(jì)116延伸至噴嘴組件110。構(gòu)件的單個(gè)或多件構(gòu)造兩者將噴嘴組件110安置為與流量計(jì)116流量連接。在分配器單元106的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，燃料添加劑經(jīng)由流體入口 118從儲(chǔ)油罐104流動(dòng)至流量計(jì)116、穿過(guò)流量計(jì)116、以及經(jīng)由流體出口 120從流量計(jì)116流動(dòng)至噴嘴組件110。燃料添加劑流動(dòng)穿過(guò)噴嘴組件110直到燃料添加劑例如分配進(jìn)入柴油驅(qū)動(dòng)的車輛的油箱中。
[0015]圖2示出了例如沿圖1的線2-2截取的分配系統(tǒng)102的側(cè)視圖。如在圖2的圖表中顯示的，噴嘴組件110可包括一個(gè)或更多個(gè)噴嘴(例如，第一噴嘴122和第二噴嘴124)。噴嘴組件110還具有容納噴嘴122、124的一個(gè)或更多個(gè)罩蓋系統(tǒng)(例如，第一罩蓋系統(tǒng)126和第二罩蓋系統(tǒng)128)。罩蓋系統(tǒng)1