(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼機関における選択触媒還元の溶液、分散液または乳濁液を含むタンクであって、
前記タンクがその中に浸漬させた電気抵抗発熱体を備え、
前記電気抵抗発熱体が少なくとも１つの加熱コードを備え、
前記加熱コードが金属フィラメントを備え、
前記金属フィラメントが、銅層若しくは銅合金の層を備え、周囲にステンレス鋼層を有するか、
または、前記金属フィラメントが、銅層若しくは銅合金の層によって覆われた鋼層を備え、その周囲がニッケル、亜鉛若しくはスズの層によって若しくはニッケル、亜鉛若しくはスズの合金の層によって覆われており、
前記加熱コードがポリマーコーティング層を備える、タンク。
【請求項２】
前記ポリマーコーティング層がフッ素を含む、請求項１に記載のタンク。
【請求項３】
前記ポリマーコーティング層がパーフルオロアルコキシコーティング層である、請求項１または２に記載のタンク。
【請求項４】
前記ポリマーコーティング層の厚さが０．１５ｍｍと０．６ｍｍとの間である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項５】
前記加熱コードが、２０℃において０．０５オーム／メートル長と２．５オーム／メートル長との間の電気抵抗を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項６】
前記加熱コードが、前記加熱コードの直径の１．５倍より小さい曲げ半径を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項７】
前記加熱コードが、その長さに沿った少なくとも１つの位置で、前記タンクの壁または一部の内側に固定されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項８】
前記タンクが２つ以上の前記加熱コードを備え、前記加熱コードが直列電気回路に配置されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項９】
前記タンクが２つ以上の前記加熱コードを備え、前記加熱コードが並列電気回路に配置されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項１０】
前記タンクが２つ以上の前記加熱コードを備え、前記加熱コードが並列電気回路及び直列電気回路の組合せで配置されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項１１】
前記加熱コードが布地の上に固定されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項１２】
前記布地が、目の粗い布である、請求項１１に記載のタンク。
【請求項１３】
前記布地が織布または縦編布である、請求項１１または１２に記載のタンク。
【請求項１４】
前記加熱コードが前記布地の上に縫い付けられている、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のタンク。
【請求項１５】
燃焼機関における選択触媒還元で使用される溶液、分散液または乳濁液を加熱または解凍する電気抵抗発熱体への、少なくとも１つの加熱コードの使用であって、前記少なくとも１つの加熱コードが、前記加熱コードが加熱または解凍しなければならない前記溶液、分散液または乳濁液内に浸漬されているものであって、前記加熱コードが金属フィラメントを備え、
前記金属フィラメントが、銅層若しくは銅合金の層を備え、周囲にステンレス鋼層を有するか、
または、前記金属フィラメントが、銅層若しくは銅合金の層によって覆われた鋼層を備え、その周囲がニッケル、亜鉛若しくはスズの層によって若しくはニッケル、亜鉛若しくはスズの合金の層によって覆われており、
前記加熱コードがポリマーコーティング層を備える、加熱コードの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、選択触媒還元（ＳＣＲ：ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｃａｔａｌｙｔｉｃ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）システムで使用されるタンクと、こうしたタンク用の電気抵抗加熱システムとに関する。こうしたタンクは、例えば、トラック及び乗用車で使用され、選択触媒還元の生成物用の還元剤または前駆体を含む。本発明の電気加熱システムは、タンク内の液体に浸漬される１つまたは複数の加熱コードを備えている。
【背景技術】
【０００２】
多くの国には、燃焼機関によって駆動する車両の排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯＸ）の排出に対する最大限度を含む法律がある。排気ガス中のＮＯＸの量を低減する方法としては、選択触媒還元（ＳＣＲ）の使用がある。ＳＣＲシステムにおいて、排気ガス中のＮＯＸは、還元的化学反応を介して窒素及び水に転化される。この転化は、還元剤を用いる触媒反応を含む。アンモニアは、頻繁に還元剤として使用される。アンモニアは、アンモニアまたは尿素を含む前駆体溶液の分解によって得られる。前駆体の液体は、排気ガスフロー中に注入される。このため、車は、前駆体の液体を収容する１つまたは複数のタンクを有している。こうした前駆体の液体の一例としては、３２．５％尿素を含有する水溶液の商品名であるＡｄＢｌｕｅ（ＶＤＡ：Ｖｅｒｂａｎｄ  ｄｅｒ  Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｉｎｄｕｓｔｒｉｅの商標）がある。他の例としては、尿素／アンモニアギ酸塩溶液（例えば、商品名Ｄｅｎｏｘｉｕｍで販売されている）がある。こうした前駆体溶液は、非常に強い腐食性を有する。
【０００３】
大部分の前駆体の水溶液は、自然に発生する温度で凍結する可能性がある（例えば、３２．５％尿素の水溶液は−１１℃で凍結する）。このため、タンク内の前駆体の液体が凍結したときにこの前駆体タンクを解凍するように、システム、例えば発熱体が必要である。発熱体はまた、前駆体の液体を適当な動作温度まで加熱するのにも使用することができる。
【０００４】
ＳＣＲタンク内に浸漬される加熱システムは、多数の要件に応じなければならない。第１の要件は、加熱システムが、必要とされる液体量を十分に短期間で解凍及び／または加熱することができるように、十分な量の熱を発生することができなければならない、ということである。必要とされる熱量は、タンクの容積、特にタンクに収容することができる前駆体の液体の最大量に依存する。発熱体の寸法は、タンク並びにタンク内及びタンク周囲の付属装置の容積を大きくさせることなく、十分な容量の前駆体の液体を収容することができるタンクとするために、タンクに十分な空間を残すように制限しなければならない。加熱は、タンクから前駆体の液体を吸い出しているポンプの周囲で最初に行われることが必要であるが、タンクの他の部分もまた解凍され加熱されなければならない。加熱システムは、タンクの種々の部分（例えば、タンクの遠隔部分、またはタンクの他の部分から物理的に分離されている部分）を加熱することができることが好ましい。前駆体の液体がポンプにおいてかつポンプに向かって利用可能となるように、解凍は、ポンプの周囲のみでなく、他の部分でも行われるべきである。タンクは、複雑な設計を有することができ、タンクには種々の付属装置（ポンプ、センサー…）が設けられている。タンク内に浸漬される加熱システムは、（凍結した）前駆体の液体へのエネルギー（熱）の伝達に関して非常に効率的である。しかしながら、浸漬した加熱システムはまた、タンク内の状態、すなわち腐食性の前駆体（またはアンモニア等の揮発性成分）及び使用時に１００℃を超える可能性がある温度に対して耐性があるべきである。発熱体は、特性（熱の発生を含む）の経時的な変化なしに、長い寿命が必要である。電気（抵抗）加熱システムは、エネルギー効率がよくなければならず、車両のバッテリーから（非常に）大量のエネルギーを必要とすることなく動作することができなければならず、それは、寒冷気候条件で車両を始動する場合に特に重要である。ＳＣＲシステムの製造業者は、設置が容易な加熱システムを好む。
【０００５】
タンクを解凍し加熱するために、多数の異なるシステムが開発されてきた。幾つかのシステムは、タンクの周囲にまたはタンク内に、別個の抵抗発熱体、または高温液体若しくは高温気体のバイパスを備えている。このため、加熱システムは、複雑かつ高価である。タンク内における電気抵抗発熱体の使用は既知である。特許文献１では、こうしたシステムを開示している。別の例としては、特許文献２に提供されており、そこでは、尿素タンク及び供給ホースが記載され、加熱ワイヤが供給ホース内に部分的に設けられている。加熱ワイヤは、タンク内または供給ホース内に少なくとも部分的に存在し、スパイラルまたはループの形状である。
特許文献３は、タンク内に大量の流体を保持するフランジを記載している。このフランジには、電流を通し、電流の効果として熱を放散する、少なくとも１つの抵抗ワイヤを備えた発熱体が備えられている。この少なくとも１つの抵抗ワイヤは、加熱面を形成する誘導手段によって、その長さに沿った複数の別個の位置で誘導され、加熱面の第１の部分はフランジの内側に存在し、加熱面の第２の部分はフランジの外側に存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許第１５８２７３２号
【特許文献２】国際公開第２００８／０２３０２１号
【特許文献３】欧州特許出願公開第２３３９１３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
加熱ワイヤを使用するシステムの不都合な点としては、加熱ワイヤが少なくとも数ミリメートルの直径を有する必要がある、ということである。こうした厚さにより、タンク全体を加熱することができるように、加熱ワイヤを、タンク内に配置するために曲げることは、困難となる（または更には不可能になる）。さらに、こうした加熱ワイヤは曲げに対する抵抗が高いため、この加熱ワイヤを、タンクの付属装置に若しくはその近くにまたはタンクの遠隔部分に配置することができない。
【０００８】
既存の加熱システムの特定の問題としては、加熱システムをタンクの（遠隔の）隅に配置することが困難であるかまたは更には不可能である、ということである。こうした既存のシステムは複雑であり、それらの組立及び設置に時間がかかり、困難でありかつ費用がかかる。
【０００９】
タンクは高温になり過ぎた場合、過熱する可能性がある。過熱を防止するために、加熱システムに安全機構を含むことが望まれる。
【００１０】
特定の問題としては、さらに、加熱タンクの状態が非常に強い腐食性であるため、耐用年数に関連する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、選択触媒還元（ＳＣＲ）タンクに、タンク内のＳＣＲ液に浸漬される、改善された抵抗発熱体を設けることである。特定の目的は、ＳＣＲタンクに、ＳＣＲタンクの特定の設計に対してまたはＳＣＲタンク及びそれらの付属装置（例えばタンク内のポンプ及びセンサー）に対して、寸法、形状及び出力が適している電気抵抗発熱体を設けることである。更なる目的は、印加される電力を効率的に使用し、ＳＣＲシステムの動作条件で耐性のある、電気抵抗発熱体を開発することである。更なる目的は、複雑な形状を有するＳＣＲタンクの遠隔部分を含む（これは容積加熱を含むことを意味する）、ＳＣＲモジュールに容易に設置することができる、電気抵抗発熱体を開発することである。別の特定の目的は、抵抗発熱体に、発熱体の過熱を防止する特徴を簡単な方法で設けることである。
【００１２】
別の重要な目的は、繰り返し負荷（ｃｙｃｌｉｃ  ｌｏａｄｉｎｇ）に十分に耐性がある加熱コードを提供することであり、それは、車両のエンジンを始動するときに前駆体の液体の凍結した塊が、加熱コードに付着しているか、または前駆体の液体内で浮遊して加熱コードにぶつかり、その結果、加熱コードに動的な機械的負荷がもたらされる可能性があるためである。
【００１３】
特定の目的は、特に発熱体の腐食に関して十分に耐久性のあるシステムを開発することである。
【００１４】
これらの目的は、燃焼機関における選択触媒還元の（例えば水）溶液、（例えば水）分散液（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）または（例えば水）乳濁液を含むタンクを提供することによって達成される。このタンクは、タンク内に浸漬させた電気抵抗発熱体を備えている。電気抵抗発熱体は、少なくとも１つの加熱コード（（電気）抵抗加熱コード）を備えている。加熱コードは、金属フィラメントを備えている。金属フィラメントは、
・銅層若しくは銅合金の層を備え、周囲（ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ）にステンレス鋼層を有するか、
・または、金属フィラメントは、銅層若しくは銅合金の層によって覆われた鋼層を備え、その周囲がニッケル、亜鉛若しくはスズの層によって若しくはこうした金属の合金の層によって覆われている（ｓｕｒｒｏｕｎｄｅｄ）か、
・または、金属フィラメントは、低炭素鋼若しくは高炭素鋼の層を備え、その周囲がニッケル、亜鉛若しくはスズの層によって若しくはこうした金属の合金の層によって覆われており、
加熱コードは、ポリマーコーティング層を備えている。
【００１５】
金属フィラメントは、加熱コードの製造プロセスの１つまたは複数のステップで、より合わせるかまたはケーブル状（ｃａｂｌｅｄ）にすることができる。コードとしての使用により、容易に曲げることができる抵抗発熱体を得ることが確実となる。
【００１６】
加熱コードは、フィラメントの耐食性を有する周囲の層（ステンレス鋼、またはニッケル、亜鉛若しくはスズまたはこうした金属の合金）を、加熱コードのポリマーコーティング層と結合する。この結合は、ポリマーコーティング層を通しての腐食性ガス（例えばアンモニア）の不可避な拡散のために、ポリマーコーティング層がそれだけでは必要な耐食性を得るのに十分ではなかったことから、必要であることが明らかになった。このため、フィラメントの耐食性を有する周囲の金属層は必要である。フィラメントの耐食性を有する周囲の金属層もまた、電気化学的腐食が発生するために、必要な耐食性を得るためには十分ではない。
【００１７】
ポリマーコーティング層は、含フッ素ポリマーコーティング層であることが好ましい。代替的には、シリコーンコーティングを適用することができる。ポリマーコーティング層は、厚さが０．１５ｍｍと０．６ｍｍとの間であることが好ましい。
【００１８】
タンクは、あらゆる好適な材料、好ましくは、例えば尿素を含有する前駆体の液体に対して耐化学性が高い材料から作製することができる。金属及びプラスチック、例えばポリオレフィン（特に高密度ポリエチレン）及びポリアミドが、非常に適している。タンクは、中空物体の製造に適しているあらゆる方法を用いて作製することができる。プラスチックタンクを製造するのには、ブロー成形及び射出成形等の技術が特に適している。
【００１９】
タンクは、例えば、１リットルと２５リットルとの間、例えば３リットルと２２リットルとの間、例えば４リットルと１５リットルと間の最大容積を有することができる。本発明は、より高い範囲の容積範囲のタンク（例えば１０リットルを超えるタンク）において特に有益である。タンクの容積が大きいほど、タンク内の液体の容量を解凍し加熱することが困難になる。本発明は、タンク内に加熱コードの３次元経路を容易に与えることができ、加熱コードをより容易に設置することができるため、特にこれらのより大型のタンクに対して、非常に有効かつ効率的な加熱システムを提供する。
【００２０】
加熱コードによって供給することができる、必要な総電力は、９０Ｗ／素子（ｅｌｅｍｅｎｔ）と４００Ｗ／素子との間であることが好ましく、１００Ｗ／素子と２２０Ｗ／素子との間であることがより好ましい。供給電圧は、例えば８Ｖと１５Ｖとの間である。
【００２１】
タンクは、例えば３２．５％尿素の水溶液を含むことができる。こうした水溶液の例としては、商品名ＡｄＢｌｕｅで知られている。他の例としては、（例えば商標Ｄｅｎｏｘｉｕｍで販売されているような）尿素／アンモニアギ酸塩の水溶液である。尿素／アンモニアギ酸塩溶液には、３２．５％尿素溶液より低い温度で凍結するという利点があるが、ギ酸が形成される可能性があり、それにより非常に強い腐食性の状態がもたらされるという欠点がある。
【００２２】
銅層（または銅合金の層）及びステンレス鋼層の組合せを含む金属フィラメントを使用する場合、ＳＣＲタンクで使用される場合に特に有益な電気抵抗に関しての、重要な利点が存在する。こうしたフィラメントを使用して、ＳＣＲタンクでの適用に対して適当な長さ及び電気抵抗（つまり、電気抵抗加熱の出力）を有する加熱コードを製造することができる。これにより、ＳＣＲタンクの容積に対して最適な加熱が可能になる。直径が同じである銅（または銅合金）のみを含む金属フィラメントでは、同じ抵抗に対して加熱コードが過度に長くなるので、こうした長さを加熱タンク内に挿入することは困難となり、また、高電力密度の部分で問題をもたらす。銅のみでは、直径が小さくなり、耐疲労性が不十分になる。ポリマー層を通してのアンモニアの不可避の拡散（適切に選択されたコーティングを介しても、ある程度の拡散は発生する）は、銅に非常に迅速に影響を及ぼす。
【００２３】
ステンレス鋼フィラメントでは、加熱コードは、同じ電気抵抗に対して長さが短くなりすぎる。長さが短すぎることにより、タンクの容積内の熱分布が不均一になる。銅層（または銅合金の層）及び鋼層の組合せを含む金属フィラメントを含む抵抗加熱コードを使用する場合、電気伝導率は、銅層（または銅合金層）によってほとんど決まる。
【００２４】
銅の層または銅合金の層及びその周囲にステンレス鋼層を含む金属フィラメントを使用する場合、銅または銅合金の層は、金属フィラメントの２０％と８０％との間の体積パーセントであることが好ましく、３０％と５０％との間であることがより好ましい。
【００２５】
銅または銅合金の層によって覆われ、かつ更にニッケル、亜鉛若しくはスズまたはこうした金属の合金の層によって覆われた、鋼層を含む金属フィラメントを使用する場合、ニッケル、亜鉛若しくはスズまたはこうした金属の合金の層によって覆われた、ＣＣＳ４０またはＣＣＳ３０を使用することが好ましい。銅被覆鋼４０（ＣＣＳ４０：Ｃｏｐｐｅｒ  Ｃｌａｄｄｅｄ  Ｓｔｅｅｌ  ４０）は、銅層によって覆われた鋼のフィラメントであって、このフィラメントは、同じ直径の銅のフィラメントの電気伝導率の４０％と同等の電気伝導率を有する。
銅被覆鋼３０（ＣＣＳ３０：Ｃｏｐｐｅｒ  Ｃｌａｄｄｅｄ  Ｓｔｅｅｌ  ３０）は、銅層によって覆われた鋼のフィラメントであって、このフィラメントは、同じ直径の銅のフィラメントの電気伝導率の３０％と同等の電気伝導率を有する。ＣＣＳ４０及びＣＣＳ３０は、特に加熱コードの表面の単位面積当りに供給される電力に関して、耐久性及び電気伝導率並びに鋼層の厚さ及びフィラメントの直径のバランスを考慮すると、本発明に対して最も適している（例えばＣＣＳ２０、ＣＣＳ５０またはＣＣＳ６０より優れている）。
【００２６】
低炭素鋼は、合金の全ての元素に対して、（明らかに鉄を除き場合によってはケイ素及びマンガンを除き）０．５％未満の重量パーセント、例えば０．２重量％未満、０．３％未満の炭素の重量パーセントを有する鋼種である。本発明は、炭素の重量パーセントが０．２％未満である低炭素鋼種を使用することが有利であり、炭素の重量パーセントが０．０６％未満であることが更により好ましい。
【００２７】
高炭素鋼は、０．３と１．７との間の炭素の重量パーセントを有する鋼種である。本発明は、炭素の重量パーセントが０．４％と０．９５％との間である高炭素鋼を使用することが有利であり、炭素の重量パーセントが０．５５％と０．８５％との間であることが更により好ましい。高炭素鋼は、合金元素を含むことができる。
【００２８】
金属フィラメントが、その周囲にニッケル、スズ若しくは亜鉛またはこうした金属の合金の層を有する場合、この周囲の層は、金属フィラメントの０．５重量パーセントと１０重量パーセントとの間であることが好ましく、２重量パーセントと６重量パーセントとの間であることがより好ましく、３重量パーセントと５重量パーセントとの間であることが更に好ましい。
【００２９】
周囲に亜鉛の層を使用する場合、この周囲の層は、金属フィラメントの０．５重量パーセントと５重量パーセントとの間であることが好ましく、０．５重量パーセントと２．５重量パーセントとの間であることがより好ましい。周囲にニッケルの層を使用する場合、この周囲の層は、金属フィラメントの０．５重量パーセントと５重量パーセントとの間であることが好ましく、０．５重量パーセントと２．５重量パーセントとの間であることがより好ましい。
【００３０】
本発明によれば、タンクは、ＳＣＲタンク内の腐食性の状態に対して耐性がある電気抵抗加熱コードを備えている。この腐食性の状態は、複雑である。一方においては、前駆体の液体は腐食性であり、これは例えばアンモニアが放出されるためである。他方においては、この状態は、電気化学的腐食が発生する可能性があるような条件である。
【００３１】
加熱コードは、ポリマーコーティング層を含む。ポリマーコーティング層の機能としては、加熱コードに電気化学的腐食に対する耐性を備えるというものである。コーティング層はまた、加熱コードがその長さに沿って加熱コードに接触するとき、またはタンク内の２つの加熱コードがそれらの長さに沿って接触するときに、短絡を防止する。本発明の特定の実施形態では、加熱コードに、フッ素を含んでいるポリマーコーティング層が設けられる。加熱コード上の含フッ素コーティングは、温度が例えば１５０℃まで上昇する可能性があるＳＣＲタンク内で使用される場合に必要な耐化学（腐食）性及び温度耐性を有する。
【００３２】
本発明で使用することができる含フッ素コーティングの例としては、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー）、ＭＦＡ及びＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）がある。ＰＦＡを使用する場合、使用時の温度耐性が最高２５０度であるＰＦＡ種を使用することが好ましい。
【００３３】
ポリマーコーティング層の厚さは、０．１５ｍｍ〜０．６ｍｍであることが好ましい。（電気化学的腐食に対する耐性、耐高温性及び耐久性の改善を提供することに次ぐ）加熱コードのコーティング層の重要な機能としては、加熱コードの単位表面積当りの熱の発生を制限するように、（例えば０．３Ｗ／ｃｍ２〜０．９Ｗ／ｃｍ２、より好ましくは０．３５Ｗ／ｃｍ２〜０．６Ｗ／ｃｍ２）、加熱コードの厚さを決定することである。熱の発生におけるこの制限は、前駆体の液体が局所的に高温になり過ぎてガス状の生成物の発生（例えばガス状のアンモニアの過度の発生）をもたらすことを防止するのに必要である。ガス状の生成物が発生した場合、タンク内の圧力は上昇し、加熱コードの寿命は、コーティングを通してのガス状の生成物の拡散が増大するため、短くなる。コーティング層が厚くなるほど、加熱コードの単位表面積当りの熱の発生が低減する。
【００３４】
このポリマーコーティングを、個々の金属フィラメントに施すことも可能である。こうしたコーティングを、ポリウレタンコーティングとすることができる。こうしたコーティングの利点としては、金属フィラメントが破損した場合に、加熱コードの長さにわたって局所的に電気抵抗がより高いスポットの発生を防止し、そのため、局所過熱（または局所ホットスポット）も防止される、ということである。
【００３５】
タンク内の加熱コードの全長は、０．８メートルと２０メートルとの間であることが好ましく、３メートルと１２メートルとの間であることがより好ましく、５メートルと７．５メートルとの間であることが更に好ましい。例えば、タンク内に、各々７．２メートル長の２つの回路を設けることができる。第１の回路を、ポンプ（ポンプは例えばタンクの中心に配置される）の下に設けることができ、第２の回路をタンクの容積の残りの部分に設けることができる。
【００３６】
本発明でＳＣＲタンクに使用する加熱コードは、十分な耐疲労性を有する。氷塊が依然として加熱コードに付着しているかまたはＳＣＲタンク内で浮遊しているときに車両が移動する場合、加熱コードに、（加熱コードの疲労による故障をもたらす可能性がある）著しい機械的負荷を与える。金属フィラメントの材料の選択及び直径の選択と、加熱コード上のポリマーコーティングの存在は、加熱コードの疲労耐性に寄与する。十分に微細なフィラメントの組合せは、耐疲労性の向上に寄与する。フィラメント径が大きすぎると、加熱コードの耐疲労性を激しく低下させる。
【００３７】
金属フィラメントの好ましい直径範囲は、５０マイクロメートル〜２５０マイクロメートルであり、５５マイクロメートル〜１５０マイクロメートルがより好ましい。こうした微細な直径のフィラメントは、繰り返し曲げ負荷に対する耐性を高くする。
【００３８】
ポリマーコーティング層を付与する前の加熱コードと同等の直径は、０．２ｍｍ〜１．２ｍｍの間、例えば０．６５ｍｍであることが好ましい。同等の直径は、（必ずしも完全に丸い形状ではない）考慮されるコードの断面と同じ断面積となる完全に丸い形状のコードの直径を意味する。ポリマーコーティングを含む加熱コードの直径は、０．５ｍｍ〜２ｍｍ、例えば１．４５ｍｍであることが好ましい。
【００３９】
加熱コードは、電気抵抗が（２０℃で）０．０５オーム／メートルと２．５オーム／メートルとの間であることが好ましく、（２０℃で）０．１オーム／メートルと２オーム／メートルとの間であることがより好ましく、（２０℃で）０．１オーム／メートルと０．５オーム／メートルとの間であることが更に好ましい。
【００４０】
本発明で使用される金属フィラメントは、加熱コードに正温度係数（ＰＴＣ：Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）の効果をもたらす。正のＰＴＣ効果が、タンク内の温度上昇とともに加熱ワイヤの電気抵抗が増大することを意味するように、ＳＣＲシステムに重要な利点をもたらす。タンク内で温度が上昇すると、加熱コードによって発生する熱は低減し、それは望ましい効果である。一方、タンク内の低温時（特にタンク内の液体が凍結状態にあるとき）は、より多くの熱の発生が必要である。温度が高いほど、タンクの過熱の危険が存在するため、正温度係数を有する加熱コードは、タンクの過熱を防止する安全機能として望ましい。
【００４１】
ＰＴＣ効果は、公式Ｒ（Ｔ）＝Ｒ０×（１＋α×（Ｔ−Ｔ０））を使用して表すことができ、ここで、Ｒ（Ｔ）は温度Ｔ（℃）の関数として、オーム／ｍで加熱コードの電気抵抗を表す。Ｒ０（オーム／ｍ）は、基準温度Ｔ０（℃）での加熱コードの電気抵抗（オーム／ｍ）である。Ｔ０は、概して０℃であると解釈される。係数α（／℃）の大きな（ｉｍｐｏｒｔａｎｔ）正の値は、大きなＰＴＣ効果の存在を示す。これは、本発明のタンク内で使用される加熱コードの場合、αは約０．００４／℃である。ステンレス鋼から作製された加熱コードの係数αは、本発明で使用される加熱コードよりも１０桁低いため、ステンレス鋼から作製された金属フィラメントは、ＰＴＣ効果が、本発明の加熱コードと比較してはるかに低い程度であるかまたは全くない。
【００４２】
抵抗加熱コードは、曲げ半径が加熱コードの直径の１．５倍より小さいことが好ましい。曲げ半径は、加熱コードをこうした半径まで曲げることができることを意味し、必ずしもタンク内でこうした半径まで実際に曲げられることを意味していない。曲げ半径は、手で可能な限り短い曲げを作ることによって決定される。この曲げの半径（曲げ半径）は、複数の方法で測定することができる。１つの方法は、厚さゲージ（ｔｈｉｃｈｎｅｓｓ  ｇａｕｇｅｓ）の使用であり、コードの曲げに置いた際の最も厚いところの目盛を見る。
【００４３】
加熱コードがフレキシブルである場合、すなわち加熱コードを容易に曲げることができる場合、有利である。それにより、狭い場所において、またはタンクの遠隔のアクセスが困難な部分においてさえも、ＳＣＲタンク内に加熱コードを容易に設置することが可能となる。フレキシブルな（曲げが容易な）加熱コードを使用することにより、タンク内の種々の部分を効率的に加熱するために、加熱コードを、タンク内で複雑な経路または（例えば、高出力な熱発生が必要なポンプモジュールの下で）高密度で使用することが可能となる。
【００４４】
本発明の特定の実施形態では、異なる（または等しい）電気抵抗（オーム／メートル）を有する、複数の（等しいまたは異なる）加熱コードが互いに接続され、各加熱コードは、ＳＣＲタンクの特定の部分を適切な方法で加熱する。異なる電気抵抗（オーム／メートル）を有する加熱コードを、タンク内の発熱の局所的な要件に応じて、異なる部分で使用することができる。
【００４５】
抵抗加熱コードは、タンクの壁またはタンクの一部の内側にそのコードの長さに沿った少なくとも１つの位置で固定されることが好ましい。この固定は、例えば、タンクの内壁の係留箇所で、またはタンク内にこの目的で設けられたバッフルを介して行うことができる。この固定は、締め具（ｃｌａｍｐｉｍｇ）を介して、または溝若しくは開口部に通して加熱コードをねじ（ｔｈｒｅａｄｉｎｇ）を介して行うことができる。抵抗加熱コードをタンクの内壁または壁の一部へこのように固定することにより、タンク内の加熱コードの望ましくない変位または移動が防止される。加熱コードは適所に留まり、それ故、熱は、システムの設計に従って、発生するべき場所で発生する。
【００４６】
本発明による１つまたは複数の加熱コードは、タンク内で、直列配置若しくは並列配置で、または直列配置及び並列配置の組合せで存在することができる。２つ以上の加熱コードが使用される場合、それらの加熱コードを同じかまたは異なるものとすることができる。こうした構成により、システムを設計するときにタンクの種々の部分での熱の発生を指定することができる。
【００４７】
発熱体（（電気）抵抗発熱体）は、加熱コードが固定される布を含むことができる。布地は、目の粗い布（ｏｐｅｎ  ｆａｂｒｉｃ）であることが好ましい。目の粗い布は、カバーファクターが実質的に１未満である布地を意味する。カバーファクターは、布地によって覆われた面積と比較した布の糸によって覆われた表面の割合である。カバーファクターが１に等しい布では、全表面は糸で覆われ、布を構築する糸の間にオープンスペースがなく、カバーファクターが０．５に等しい場合、布を構築する糸の間に空間が存在し、表面の半分は糸で覆われており、表面の半分は覆われていない。本発明において、布地は、カバーファクターが０．７未満であることが好ましく、０．６未満であることがより好ましい。
【００４８】
目の粗い布（特にカバーファクターが０．７未満、より好ましくはカバーファクターが０．６未満である）の使用の特定の利点としては、発熱体に、布地を通してのタンク内での十分な流体フローを可能にさせる、ということである。こうした流体フローは、タンク内の温度差が存在する場合に発生する可能性がある。流体フローは、ＳＣＲタンク内の流体の温度の均一化に役立つ。
【００４９】
加熱コードが固定される布地を、例えば織布または縦編布とすることができる。
【００５０】
布地の上への抵抗加熱コード（または複数の抵抗加熱コード）の固定を、例えば、ステッチ糸により縫い付けることによって、または溶接（例えば熱可塑性ポリマーを含んでいる布地への超音波溶接）によって行うことができる。固定は、所定パターンで行われる。パターンは、他の理由もあるが特にタンクの形状によって選択される。この抵抗加熱コード（または複数の抵抗加熱コード）を布地に固定した後、布地をタンクの形状に切り抜くかまたは打ち抜く（ｐｕｎｃｈｅｄ）。
【００５１】
加熱コードが縫い付けられた布地を含む電気抵抗発熱体の利点としては、布地に、２つ以上の面で曲げることにより３次元形状を与えることができる、ということである。これは、例えば布の脚（各脚が加熱コードの一部を含む）を切断し折り曲げることにより、及び／またはタンク内で布を湾曲するように垂らしてかけ、それにより平坦な二次元の布（２Ｄ-ｆａｂｒｉｃ）にとらわれないようにすることができる。布の複数の部分を、２つ以上の面で曲げることにより３次元形状を与えることも可能である。これにより、布または布の複数の部分（加熱コードがそれに固定されている）に対して、タンク内で二重の曲げ形状を与えることができる。このようにして、加熱を、タンク内の特定の場所に更に向けることができる。
【００５２】
本発明の第２の様態によれば、燃焼機関における選択触媒還元で使用される溶液、分散液または乳濁液を加熱または解凍する電気抵抗発熱体への、少なくとも１つの加熱コードの使用であって、前記少なくとも１つの加熱コードは、前記加熱コードが加熱または解凍しなければならない前記溶液、分散液または乳濁液内に浸漬され、前記加熱コードは金属フィラメントを備え、
・前記金属フィラメントは、銅層若しくは銅合金の層を備え、周囲にステンレス鋼層を有するか、
・または、前記金属フィラメントは、銅層若しくは銅合金の層によって覆われた鋼層を備え、その周囲がニッケル、亜鉛若しくはスズの層によって若しくはこうした金属の合金の層によって覆われているか、
・または、前記金属フィラメントは、低炭素鋼若しくは高炭素鋼の層を備え、その周囲がニッケル、亜鉛若しくはスズの層によって若しくはこうした金属の合金の層によって覆われており、
前記加熱コードはポリマーコーティング層を備える、加熱コードの使用が記載される。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
第１の例は、銅の芯（ｃｏｒｅ）及びステンレス鋼製の鞘（ｓｈｅａｔｈ）を有する金属フィラメントから作製された加熱コードである。この金属フィラメントにおける銅の体積パーセントは、３４％である。金属フィラメントは、０．０５８ｍｍの直径までシングルエンド（ｓｉｎｇｌｅ  ｅｎｄ）延伸されており、フィラメントは、（２０℃で）１８．３オーム／メートル長の電気抵抗を有する。これらのフィラメントのうちの７本がより合わされて、ストランドが形成される。これらのストランドのうちの１２本がより合わされ、加熱コードが形成される。加熱コードは、（２０℃で）０．２２オーム／メートル長の電気抵抗を有する。加熱コードには、ＳＣＲタンク内での腐食の影響を可能な限り阻止するように、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ：ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｃｏｘｙ）コーティングが施されている。例えば、各々が７メートルの長さの加熱コードの２つの回路が、ＳＣＲタンク内に並列に設置される。第１の回路は、ポンプ（ポンプを、例えばタンク内の中心に配置することができる）の近くに配置され、第２の回路は、タンク容積の残りの部分に設けられる。タンク内の加熱コードの各々の電気抵抗は（２０℃で）１．５オームであり、供給電圧は１３．５Ｖである。供給電圧は、自動車製造業者及び自動車モデルによって変化する可能性がある。
【００５４】
第２の例では、銅の芯及びステンレス鋼の鞘を備えた金属フィラメントから構成され作製された加熱コードである。各フィラメントは、（コアの）３４％の銅の体積パーセントとステンレス鋼製の鞘を有する。この金属フィラメントは、０．２１２ｍｍの直径まで延伸される。したがって、延伸された金属フィラメントは、（２０℃の温度で）１．４オーム／メートルの電気抵抗を有する。こうしたフィラメントのうちの６本が、中心に配置された同じフィラメントである、７番目のフィラメントの周囲でより合わされる。このように、（２０℃で）０．２０オーム／メートルの電気抵抗を有する加熱コードが作製される。加熱コードには、ＳＣＲタンク内の腐食性の状態の悪影響を可能な限り防止するように、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）コーティングが被覆されている。例えば、７メートル長の加熱コードがＳＣＲタンク内に導入され、それにより、タンク内のその長さの加熱コードの総電気抵抗が（２０℃の温度で）１．４オームになる。
【００５５】
別の例では、タンク内で加熱コードが使用され、加熱コードは、銅または銅合金の層によって覆われかつこの場合もまた更にニッケル、亜鉛またはスズの層で覆われた、鋼の芯を備えた金属フィラメントから構成されている。例えば、周囲にニッケル層（例えば、金属フィラメントの総重量に対してニッケルが４重量パーセントである）を有するＣＣＳ３０を使用することができる。各々が０．１３５ｍｍの直径である１９本のフィラメントがより合わされ、直径０．７６ｍｍと同等のコードを形成する。コードには、０．３５ｍｍの厚さのＰＦＡコーティングが施される。７．２メートルの長さの加熱コードが、ＳＣＲタンクに設置される。加熱コードは、（２０℃の温度で）０．２１９オーム／メートル長の電気抵抗を有する。
【００５６】
電気抵抗発熱体は、例えばポリアミド６．６モノフィラメントから作製された織布を含むことができる。ポリアミド６．６モノフィラメントは、３５０μｍの直径と円形の断面を有することができる。布を、２／１の綾織で織ることができる。布のガーゼ開口（ｇａｕｚｅ  ｏｐｅｎｉｎｇ）は、５９０μｍである。布は、０．６０５のカバーファクターを有する。布は、質量が３００ｇ／ｍ２であり、布の厚さは７５０μｍである。織った後、布は熱的に安定化している。
布の上に、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｅｔｈｙｌｅｎｅ）のステッチ糸を使用して、加熱コードが縫い付けられる。布表面における１本または複数本の加熱コードの位置決めは、特に、タンクの種々の部分における発熱に対する要件によって、かつタンクの形状によって決まる。布上に加熱コードを縫い付けた後、布は或るサイズ及び形状に切断されるかまたは打ち抜かれる。形状は、タンクの設計によりかつタンク内の加熱が必要な場所によって決まる。
一例では、布に、銅の芯及びステンレス鋼製の鞘を有する金属フィラメントから作製された加熱コードが縫い付けられる。金属フィラメントにおける銅の体積パーセントは、３４％である。金属フィラメントは、０．０５８ｍｍの直径までシングルエンド延伸され、フィラメントは、（２０℃で）１８．３オーム／メートル長の電気抵抗を有する。これらのフィラメントのうちの７本がより合わされて、ストランドが形成される。これらのストランドのうちの１２本がより合わされて、加熱コードが形成される。加熱コードは、（２０℃で）０．２２オーム／メートル長の電気抵抗を有する。ＳＣＲタンク内の腐食の影響を可能な限り阻止するように、加熱コードに、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）コーティングが施される。加熱コードには、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシ）コーティング（０．４０ｍｍ厚さ）が被覆される。加熱コードは（被覆後）直径が１．４５ｍｍである。例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）ステッチ糸を用いて、布の上に、各々が７メートルの長さの加熱コードの２つの回路が縫い付けられる。