阅读说明：本技术 加热元件 (Heating element ) 是由 R·布鲁克 于 2019-01-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种加热元件(1),该加热元件用于使用欧姆电阻加热用于排气后处理的部件,其中,该加热元件(1)具有不加热端部区域(3)和加热端部区域(5),其中,这两个端部区域(3,5)被中间区域(4)隔开,其中,该中间区域(4)由隔热材料组成,以使从该加热端部区域(5)到该不加热端部区域(3)的任何热流动最小化。(The invention relates to a heating element (1) for heating a component for exhaust gas aftertreatment using ohmic resistance, wherein the heating element (1) has a non-heated end region (3) and a heated end region (5), wherein the two end regions (3, 5) are separated by a middle region (4), wherein the middle region (4) consists of a thermally insulating material in order to minimize any heat flow from the heated end region (5) to the non-heated end region (3).)

加热元件

技术领域

本发明涉及一种加热元件，该加热元件用于使用欧姆电阻加热用于排气后处理的部件，其中，该加热元件具有不加热端部区域和加热端部区域，其中，这两个端部区域被中间区域隔开。

背景技术

已知电流流经的并且通过使用欧姆电阻产生热量的导体用于加热用于排气后处理的部件。特别地，现有技术包括“加热筒”，这些加热筒经常是圆柱形设计并且在内部具有电流流经的导体。

现有技术已知的加热筒的缺点尤其在于，热量输出以无差别的方式发生，并且因此不只加热用于排气后处理的部件中所期望的区域。结果是，损耗增加，从而使得加热低效。热损耗尤其是由于对用于排气后处理的部件的壳体进行加热并且对加热筒的壳体部分进行加热引起的。

发明内容

因此，本发明解决的问题是提供一种加热元件，该加热元件允许选择性地加热用于排气后处理的部件并且因此有助于使热损失最小化。

关于加热元件，该问题是借助于具有权利要求1的特征的加热元件来解决的。

本发明的一个示例性实施例涉及一种加热元件，该加热元件用于使用欧姆电阻加热用于排气后处理的部件，其中，该加热元件具有不加热端部区域和加热端部区域，其中，这两个端部区域被中间区域隔开，其中，该中间区域由隔热材料组成，以使从该加热端部区域到该不加热端部区域的任何热流动最小化。

隔热的中间区域用于使从加热端部区域向不加热端部区域的热流动最小化，并且在特别有利的实施例中，完全防止该热流动。由此，目的是防止由加热元件产生的热量未经使用而流向加热元件的不加热侧并且从那里辐射到环境中或无意地加热周围的部件。例如，这些周围的部件可以包括例如加热元件插入其中的蜂窝体的壳体。

理想地，加热元件将由其产生的热量直接且专门地辐射到要加热的结构(例如，蜂窝体)中。以此方式，避免了无意的热损耗，并且因此更高效地加热要加热的结构。

加热元件可以具有其中布置隔热材料的壳体。在替代性实施例中，加热元件还可以完全由中间区域中的隔热材料制造。

特别有利的是，该隔热区域由比如Al₂O₃等陶瓷材料形成。陶瓷材料是有利的，这是因为该陶瓷材料可以简单地适应相应的形状要求并且可以实现非常好的隔热。

还有利的是，该加热元件具有穿过该不加热端部区域和该中间区域到该加热端部区域中的沟道类型(channel-type)的引导件，电导体穿过该沟道类型的引导件。在不加热区域和中间区域的内部，所述区域理想地具有沟道类型的引导件，以便将电导体引导到加热区域中，电流针对加热目的流经该电导体。凭借加热元件的内部中的电导体的引导，可以实现加热元件特别紧凑的构型。同时，保护了电导体免于损坏。

一个优选的示例性实施例的特征在于，形成该中间区域的绝缘材料既具有隔热设计也具有电绝缘设计。凭借中间区域还具有电绝缘性质的额外的性质，可以确保加热元件相对于周围结构(例如蜂窝体的壳体)还是电绝缘的，加热元件可以在不加热端部区域借助于组装器件固定在该蜂窝体的壳体上。由此，可以避免由于错向电流而产生的短路和能量损耗。

优选地，电导体相对于加热元件的内部中的加热元件的其余部分是电绝缘的。这至少应用于电导体经过不加热端部区域的区域。这旨在避免与不加热端部区域并且因此还与周围结构发生短路。

还优选的是，从该加热端部区域向环境输出热量仅在该加热元件的径向方向上和远离该中间区域的轴向方向上发生。

这有利的，因为产生的所有热量因此传递到实际上应该加热的结构中。通过中间区域中的隔热器可以最大程度地防止向不加热端部区域散热或使该散热最小化。例如，如果加热元件布置在金属蜂窝体中，则主要目的是加热形成流动通道的金属箔片，从而尤其是蜂窝体中流过其中的排气应该发生催化转化的区域被加热。

另外，有利的是，该加热元件在其不加热端部区域上具有组装器件，借助于该组装器件，可以将该加热元件固定在用于排气后处理的部件的壳体上。这是有利的，因为加热元件与加热元件周围的结构(例如蜂窝体的壳体)之间的连接因此在仅发生非常少的热流动或根本不发生热流动的位置处产生。因此，可以使热损失最小化。

此外，有利的是，用于排气后处理的部件由金属蜂窝体形成，该金属蜂窝体具有该加热元件可以插入其中的中空部(hollow)。金属蜂窝体优选地由多个光滑且压型的金属箔片组成，这些金属箔片堆叠在彼此顶部并且被卷绕。借助于插入中空部的加热元件，金属箔片可以以特别简单且直接的方式加热，因此确保快速且高效地加热蜂窝体。

在从属权利要求中并且在以下附图说明中描述了本发明的有利发展。

附图说明

以下将在示例性实施例的基础上并且参照附图来详细地讨论本发明。在附图中：

图1示出了穿过根据本发明的加热元件的示意性截面。

具体实施方式

图1示出了穿过加热元件1的示意性截面，该加热元件被插入到蜂窝体2中。在此，仅指示性地示出了蜂窝体2，其中，特别地未展示形成蜂窝结构的金属箔片。

加热元件1具有三个区域。外部不加热端部区域3、中间区域4、以及加热端部区域5。中间区域4由隔热且电绝缘材料形成，其结果是加热端部区域5中产生的热量只可以以非常少的量(如果有的话)流向不加热端部区域3。

由电流流经的导体6对加热端部区域5进行加热。电流流经的导体6还以沟道类型的结构7穿过不加热端部区域3和中间区域4。理想地，电流流经的导体6相对于不加热端部区域3是电绝缘的。

加热元件1借助于凸缘8固定在蜂窝体2的壳体上。因此，没有形成由加热元件1产生的热量可以经其直接流入蜂窝体2的壳体的路径。热量大致沿径向方向从加热端部区域5向蜂窝体2或蜂窝体2的流动通道(未示出)排出。此外，热量可以沿加热元件1的远离隔热的中间区域4的轴向方向排出到蜂窝体2中。

中间区域4的隔热性质中断了从加热端部区域5通向不加热端部区域3的热量路径。

在图1中，加热元件1被表示为圆柱形主体。然而，这仅是一个可能的说明性实施例。表现本发明的特征的其他几何构型也是可能的。

图1的示例性实施例尤其不具有限制性质、并且用于展示本发明的概念。