FR3123382A1 - Dispositif et méthode pour injecter un fluide dans un conduit d'échappement , ligne d'échappement et véhicule associés - Google Patents
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Abstract
Dispositif et méthode pour injecter un fluide dans un conduit d' échappement , ligne d' échappement et véhicule associés Le dispositif (20) comprend : - un réservoir (21) de fluide , le fluide étant une solution aqueuse d'urée ; - une enceinte (22) délimitant une chambre de chauffage (32) pour le fluide; - au moins un élément chauffant (26) configuré pour chauffer le fluide ; dans lequel la chambre de chauffage (32) contient au moins un catalyseur solide (78) , catalysant la conversion de l'urée en ammoniac. Figure pour l'abrégé : 2
Description
La présente invention concerne un dispositif d'injection d'un fluide dans un conduit d'échappement d'un véhicule , le fluide étant une solution aqueuse d'urée .
Dans un tel dispositif d'injection, le fluide est chauffé avant d'être introduit dans le conduit d'échappement.
Le fluide est injecté à l'intérieur d'une chambre de chauffe dont une extrémité communique avec le conduit d'échappement. Ladite extrémité est fermée par une valve. Pendant le chauffage, la pression à l'intérieur de la chambre augmente. Au-delà d'une certaine pression, l'ouverture de la valve provoque alors un puissant jet de fines gouttelettes de fluide depuis l'intérieur de la chambre vers le conduit d'échappement.
Le chauffage vise également à convertir au moins une partie de l'urée en ammoniac.
La ligne d'échappement comprend typiquement un élément de purification par réduction catalytique sélective (SCR en anglais) , disposé en aval du dispositif d'injection. Dans l'élément de purification SCR, les NOx contenus dans les gaz d'échappement réagissent avec l'ammoniac et sont convertis en azote gazeux N2 et en eau.
Des dépôts durs sont parfois observés à l'intérieur des chambres de chauffe des dispositifs d'injection existants.
Lorsque lesdits dépôts durs sont en grande quantité, ils peuvent empêcher le bon fonctionnement du dispositif d'injection, par exemple en colmatant l'orifice par lequel le fluide est injecté dans le conduit d'échappement, ou en interférant avec la valve fermant ledit orifice.
L'un des buts de l'invention est de remédier à ces inconvénients.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'injection d'un fluide dans un conduit d'échappement, comprenant :
- un réservoir de fluide , le fluide étant une solution aqueuse d'urée ;
- une enceinte délimitant une chambre de chauffage pour le fluide;
- un premier système d'injection configuré pour injecter le fluide du réservoir dans la chambre de chauffage ;
- au moins un élément chauffant configuré pour chauffer le fluide ; et
- un deuxième système d'injection configuré pour injecter le fluide chauffé de la chambre de chauffage dans le conduit d'échappement ;
dans lequel la chambre de chauffage contient au moins un catalyseur solide , catalysant la conversion de l'urée en ammoniac.
Grâce à l'invention, la conversion de l'urée contenue dans le fluide en ammoniac est facilitée. L’au moins un catalyseur accélère les réactions chimiques transformant l'urée en ammoniac.
L'urée est d'abord soumise à une réaction de thermolyse:
CO (NH2)2NH3+ HNCO (1)
L'acide isocyanique HNCO est ensuite hydrolysé:
HNCO + H2O NH3+ CO2(2)
L’acide isocyanique HNCO est très réactif et peut créer des dépôts en réagissant avec d'autres composants. Ajouter un catalyseur accélère la conversion en ammoniac et donc minimise le risque de créer des dépôts.
Le fait que le catalyseur soit sous forme solide, et se trouve dans la chambre de chauffage, rend l'invention facile à mettre en œuvre.
En outre, la chaleur fournie par l'élément chauffant est utilisée à la fois pour la mise sous pression du fluide et pour augmenter l'efficacité du catalyseur.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention, prises isolément ou selon toute combinaison techniquement envisageable :
- un catalyseur solide catalyse la conversion de l'acide isocyanique en ammoniac ;
- un catalyseur est choisi dans la liste suivante: oxyde de zirconium ZrO2; oxyde de titane TiO2; oxyde d'aluminium Al2O3; oxyde de silicium SiO2; zéolite Socony Mobil-5 H-ZSM-5 ;
- un catalyseur est inclus dans un revêtement déposé sur une surface d'une partie de la chambre de chauffage, ladite surface étant en contact avec le fluide ;
- un catalyseur est inclus dans un matériau constituant une partie de la chambre de chauffage, ladite partie étant en contact avec le fluide ;
- ladite partie est l'enceinte ;
- la chambre de chauffage comprend un élément de transfert de chaleur, en contact thermique avec l’au moins un élément chauffant et en contact direct avec le fluide remplissant la chambre de chauffage, ladite partie étant l'élément de transfert de chaleur.
L'invention concerne en outre un procédé d'injection d'un fluide dans un conduit d'échappement, le fluide étant une solution aqueuse d'urée,le procédé comprenant les étapes suivantes :
- injection du fluide dans une chambre de chauffage ;
- chauffage du fluide à l'intérieur de la chambre de chauffage ; et
- injection du fluide chauffé à partir de la chambre de chauffage dans le conduit d'échappement ;
dans lequel la chambre de chauffage contient au moins un catalyseur solide, catalysant la conversion de l'urée en ammoniac.
dans lequel la chambre de chauffage contient au moins un catalyseur solide, catalysant la conversion de l'urée en ammoniac.
L'invention concerne en outre une ligne d'échappement comprenant un conduit d'échappement et un dispositif d’injection ayant les caractéristiques ci- dessus, pour injecter un fluide dans le conduit d'échappement, le fluide étant une solution aqueuse d'urée, la ligne d'échappement comprenant un organe de purification par réduction catalytique sélective, disposé le long du conduit d'échappement en aval du dispositif d'injection.
L'invention concerne en outre un véhicule, avec un moteur thermique et une ligne d'échappement présentant les caractéristiques ci-dessus, la ligne d'échappement recevant les gaz d'échappement émis par le moteur thermique.
D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, parmi lesquels:
[Fi g 1] La est une représentation schématique simplifiée d'un véhicule avec une ligne d'échappement selon l'invention;
Dans ce qui suit, les termes «amont» et « aval» sont définis par rapport au sens général d'écoulement d'un fluide , qui peut être le fluide d'échappement diesel, ou les gaz d'échappement. Le terme « sens général » est entendu ici comme signifiant que, à l'échelle du dispositif d'injection, le fluide est destiné à s’écouler d'amont en aval.
Un véhicule 2 est schématisé sur la .
Le véhicule 2 est typiquement un véhicule terrestre, tel qu'une automobile, un camion, un bus, une camionnette ou tout autre véhicule circulant sur une route.
Alternativement, le véhicule est un train ou un bateau.
Le véhicule 2 comprend un moteur thermique 4 et une ligne d'échappement 10, la ligne d'échappement 10 recevant les gaz d'échappement émis par le moteur thermique 4.
Le moteur thermique est typiquement un moteur diesel.
Les gaz d'échappement sont purifiés dans la ligne d'échappement 10 et les gaz d'échappement purifiés sont ensuite rejetés dans l'environnement.
La ligne d’échappement 10 comprend un conduit d'échappement 12, dans lequel circulent les gaz d'échappement, et un dispositif d’injection 20 agencé pour injecter un fluide dans le conduit d'échappement 12 .
Le conduit d'échappement 12 a une extrémité amont raccordée à un collecteur (non représenté) collectant les gaz d'échappement produits par le moteur thermique 4.
La ligne d'échappement 10 comprend un organe 11 de purification à réduction catalytique sélective (SCR en anglais), disposé le long du conduit d'échappement 12 en aval du dispositif d'injection 20.
La ligne d'échappement 10 comprend typiquement d' autres éléments, qui ne sont pas représentés sur la : un dispositif d'oxydation catalytique , un filtre à particules, la turbine d'un turbocompresseur, un ou plusieurs silencieux, etc.
Le fluide est une solution aqueuse d'urée, telle que l'AUS 32 (pour «Aqueous urea solution», ou solution aqueuse d'urée en français), aussi communément appelée Adblue® . Il est parfois appelé fluide d'échappement diesel (DEF en anglais).
L'Adblue® est une solution aqueuse d'urée composée de 32,5% d'urée et 67,5% d'eau déminéralisée en masse.
En alternative, une autre solution aqueuse d'urée est utilisée, par exemple avec une concentration d'urée différente de 32,5% en masse.
Au moins une partie de l'urée est convertie en ammoniac gazeux NH3dans le dispositif d'injection 20. Si toute l'urée n'est pas convertie en ammoniac gazeux NH3dans le dispositif d'injection 20, une autre partie est convertie en ammoniac NH3dans le conduit d'échappement 12.
Comme expliqué ci-dessus, dans l’organe de purification SCR 11, les NOx contenus dans les gaz d'échappement réagissent avec l'ammoniac et sont convertis en azote gazeux N2et en eau.
Comme illustré à la , le dispositif d'injection 20 est fixé sur le conduit 12 (non représenté sur la ) au moyen, par exemple, d'une bride de fixation 14.
Le dispositif d'injection 20 est par exemple configuré pour nébuliser le fluide en gouttelettes de fluide avant son injection dans le conduit 12.
Selon une variante, le dispositif d 'injection 20 est configuré pour vaporiser le fluide avant son injection dans le conduit 12. Ainsi, le fluide est passé à l'état gazeux avant son injection dans le conduit 12.
Le dispositif d'injection 20 comprend un réservoir de fluide 21, une enceinte 22, un premier système d'injection 24, au moins un élément chauffant 26 et un deuxième système d'injection 28 .
L’enceinte 22 délimite une chambre de chauffage 32 dans laquelle le fluide est chauffé.
L'enceinte 22 est par exemple fermée.
Comme cela sera décrit plus loin, cependant, il comprend des orifices permettant au fluide de pénétrer dans la chambre de chauffage 32 et de sortir de la chambre de chauffage 32.
Par exemple, l'enceinte 22 comprend une paroi externe 34 tubulaire s'étendant autour d'un axe d'extension A-A' entre une extrémité amont 35 et une extrémité aval 36.
La paroi tubulaire 34 délimite la chambre de chauffage 32 radialement vers l'extérieur. La chambre de chauffage 32 a alors une forme cylindrique selon l'axe d'extension A-A'.
Le premier système d'injection 24 est configuré pour injecter le fluide à partir du réservoir 21 dans la chambre de chauffage 32.
Par exemple, le premier système d'injection 24 est configuré pour injecter le fluide dans la chambre de chauffage 32 à l'extrémité amont 35 de l'enceinte 22.
Le premier système d'injection 24 est par exemple une électrovanne. Il comprend un canal 37 mettant le réservoir 21 en communication fluidique avec la chambre de chauffage 32, divisé en un canal amont 37U et un canal aval 37D par une cloison 38. La cloison 38 comprend un orifice d'injection 40.
Le premier système d 'injection 24 comprend en outre un obturateur 42, un organe élastique 44 et un actionneur 46.
L'obturateur 42 est configuré pour être déplacé entre une position fermée dans laquelle l'orifice 40 est fermé par l’obturateur 42, et une position ouverte dans laquelle l'orifice 40 est dégagé et laisse s'écouler le fluide.
L’organe élastique 44 est configuré pour solliciter l’obturateur 42 en position fermée. L'organe élastique 44 est par exemple un ressort apte à exercer une force de rappel sur l'obturateur 42 pour l'entraîner vers sa position fermée.
L'actionneur 46 est configuré pour déplacer l'obturateur 42 de la position fermée à la position ouverte contre la force de rappel exercée par l’organe élastique 44.
L'enceinte 22 comprend en outre un fond supérieur 48 et un fond inférieur 50, fermant respectivement l'extrémité amont 35 et l'extrémité aval 36 de la paroi externe 34 tubulaire.
Le canal aval 37D est délimité par le fond supérieur 48.
La cloison 40 fait partie du fond supérieur 48.
Le canal aval 37D est en communication fluidique avec la chambre de chauffe par plusieurs passages 52, agencés à travers le fond supérieur 48.
L’au moins un élément chauffant 26 est disposé autour de la paroi extérieure tubulaire 34, sur un côté radialement extérieur de la paroi, à l'opposé de la chambre de chauffage 32.
L’au moins un élément chauffant 26 chauffe le fluide injecté dans la chambre de chauffage par conduction à travers la paroi externe 34 tubulaire.
L'au moins un élément chauffant 26 est de tout type adapté pour chauffer le fluide à travers la paroi externe tubulaire 34. Par exemple, c’est une résistance électrique.
Le dispositif d'injection 20 comprend un élément chauffant 26 ou plusieurs éléments chauffants.
La paroi externe tubulaire 34 est en un matériau ayant de bonnes propriétés de conduction thermique, par exemple en acier austénitique.
Par exemple, l’au moins un élément chauffant 26 est destiné à chauffer le fluide à une température supérieure à 20 ° C, par exemple entre 20°C et 500°C, de préférence entre 70°C et 300°C, plus préférentiellement entre 140°C et 200°C.
L’au moins un élément chauffant 26 comprend en outre au moins un élément de connexion 54 relié à une source de courant électrique du véhicule par des rubans 56 en un matériau conducteur de l'électricité. La source de courant électrique fournit un courant électrique à l’au moins un élément chauffant 26.
Le dispositif d'injection 20 comprend en outre une couche de matériau d'isolation thermique 58, disposée autour de l'au moins un élément chauffant 26, radialement vers l'extérieur.
Le dispositif d'injection 20 comprend en outre un couvercle inférieur 60 disposé autour de la couche de matériau isolant. Le couvercle inférieur 60 est solidaire de la bride 14.
Le deuxième système d'injection 28 est configuré pour injecter le fluide chauffé de la chambre de chauffage 32 dans le conduit d'échappement 12.
Le deuxième système d'injection 28 est par exemple une électrovanne similaire au premier système d'injection 24. Le deuxième système d'injection 28 comprend donc un orifice d'injection 62, un obturateur 64, un organe élastique 66 et un actionneur 68.
L'orifice d'injection 62 est ménagé à travers le fond inférieur 50. Le fluide est injecté dans le conduit d'échappement 12 à travers l'orifice d'injection 62 .
L'obturateur 64 est configuré pour être déplacé entre une position fermée dans laquelle l'orifice 62 est fermé par l’obturateur 64 et une position ouverte dans laquelle l'orifice 62 est ouvert et le fluide chauffé peut s'écouler à travers l'orifice 62 .
L'organe élastique 66 est configuré pour solliciter l'obturateur 64 en position fermée. L'organe élastique 66 est par exemple un ressort apte à exercer une force de rappel sur l'obturateur 64 pour l'entraîner vers sa position fermée.
L'actionneur 68 est configuré pour déplacer l'obturateur 64 de la position fermée à la position ouverte contre la force de rappel exercée par l’organe élastique 66.
Dans l'exemple illustré à la , l’organe élastique 66 est disposé dans le canal aval 37D, l'actionneur 68 étant disposé autour du canal aval 37D.
Avantageusement, l'enceinte 22 comprend en outre un manchon central d'isolation thermique 70 s'étendant à l'intérieur de la chambre de chauffage 32, par exemple, selon l'axe d'extension A-A'.
Selon l'exemple illustré à la , le deuxième système d'injection 28 comprend en outre une tige de commande 72 solidaire de l'organe élastique 66 et de l'obturateur 64. L’organe élastique 66 et l'actionneur 68 sont configurés pour déplacer l'obturateur 64 entre la position fermée et la position ouverte en sollicitant la tige de commande 72. La tige de commande 72 s'étend par exemple à l’intérieur du manchon central 70 et à travers le fond supérieur 48, entre l'organe élastique 66 et l'obturateur 64 .
Avantageusement, la chambre de chauffage 32 comprend un élément de transfert thermique 77, en contact thermique avec l'au moins un élément chauffant 26 et en contact direct avec le fluide remplissant la chambre de chauffage 32.
L'élément de transfert thermique 77 est en un matériau ayant de bonnes propriétés de conduction thermique. Il est en contact direct avec la paroi tubulaire 34 de sorte que la chaleur est transférée par conduction de la paroi tubulaire 34 à l'élément de transfert thermique 77, et par convection de l'élément de transfert thermique 77 au fluide.
Dans l'exemple ci-dessus, l'élément de transfert thermique 77 a la forme d'une hélice, agencée autour de l'axe A-A'.
Il s'étend de l'extrémité amont à l'extrémité aval de la chambre de chauffage 32.
L'élément de transfert thermique 77 définit un passage hélicoïdal pour le fluide, de l'extrémité amont 35 à l'extrémité aval 36 de la chambre de chauffage 32.
Par exemple, l'élément de transfert thermique 77 est constitué d'un ruban agencé en hélice, un bord du ruban étant en contact direct avec la paroi tubulaire 34, et le bord opposé du ruban étant en contact direct avec le manchon central 70.
Selon l'invention, la chambre de chauffage 32 contient au moins un catalyseur solide 78, catalysant la conversion de l'urée en ammoniac.
Le catalyseur 78 est sous forme solide. Il est disposé à l'intérieur de la chambre de chauffage 32, et reste en permanence à l'intérieur de la chambre de chauffage 32.
Comme expliqué ci-dessus, l'urée est convertie en ammoniac NH3par deux réactions successives.
L'urée est d'abord soumise à une réaction de thermolyse:
CO (NH2)2NH3+ HNCO (1)
L'acide isocyanique HNCO est ensuite soumis à une réaction d'hydrolyse:
HNCO + H2O NH3+ CO2(2)
La réaction globale est:
CO (NH2)2+ H2O 2 NH3+ CO2
L’au moins un catalyseur solide 78 catalyse avantageusement la conversion de l'acide isocyanique en ammoniac, c'est-à-dire la réaction d'hydrolyse.
L’au moins un catalyseur 78 est choisi dans la liste suivante: oxyde de zirconium ZrO2; oxyde de titane TiO2; oxyde d'aluminium Al2O3; oxyde de silicium SiO2; zéolite Socony Mobil-5 H-ZSM-5.
Selon un mode de réalisation, un seul catalyseur est utilisé. Ledit catalyseur est choisi dans la liste ci-dessus.
Selon un autre mode de réalisation, plusieurs catalyseurs sont utilisés ensemble. Avantageusement, chaque catalyseur est choisi dans la liste ci-dessus.
Selon un mode de réalisation représenté sur la , l’au moins un catalyseur 78 est inclus dans un revêtement 80 déposé sur une surface d'une partie de la chambre de chauffage, ladite surface étant en contact avec le fluide.
De préférence, ladite partie est l'enceinte 22.
Dans ce cas, le revêtement contenant le catalyseur est déposé sur un ou plusieurs des éléments suivants de l'enceinte: la paroi tubulaire 34, le fond supérieur 48, le fond inférieur 50, le manchon central 70 .
En variante, ladite partie est l'élément de transfert de chaleur 77. En d'autres termes, le revêtement contenant le catalyseur est appliqué sur l'élément de transfert thermique 77.
Avantageusement, la pièce(s) sur lequel le revêtement 80 est déposé est en acier inoxydable.
Selon un autre mode de réalisation représenté sur la , l’au moins un catalyseur 78 est inclus dans un matériau constituant une partie de la chambre de chauffage.
Là encore, ladite partie est de préférence l'enceinte 22.
Dans ce cas, le catalyseur est inclus dans le matériau constituant un ou plusieurs des éléments suivants de l'enceinte: la paroi tubulaire 34, le fond supérieur 48, le fond inférieur 50, le manchon central 70.
En variante, ladite pièce est l'élément de transfert thermique 77.
Le fonctionnement du dispositif d'injection 20 est décrit ci-dessous.
Le premier système d'injection 24 injecte du fluide du réservoir 21 dans la chambre de chauffage 32.
Le fluide est injecté dans la chambre de chauffage 32 à l'extrémité amont 35 de l'enceinte 22.
Le fluide est ensuite chauffé par l’au moins un élément chauffant 26.
Le fluide circule entre l'extrémité amont 35 et l'extrémité aval 36.
Il suit le passage hélicoïdal défini par l'élément de transfert thermique 77.
Lorsque le fluide a atteint une température prédéfinie, le deuxième système d'injection 28 injecte le fluide chauffé depuis la chambre de chauffage 32 dans le conduit d'échappement 12, par exemple depuis l'extrémité aval 36 de l'enceinte 22.
Pendant le chauffage du fluide dans la chambre de chauffage 32, au moins une partie de l'urée contenue dans le fluide est convertie en ammoniac gazeux NH3. Si toute l'urée n'est pas convertie en ammoniac gazeux NH3dans la chambre de chauffe, une autre partie est convertie en ammoniac NH3dans le conduit d'échappement 12.
L'urée est soumise à une réaction de thermolyse et génère de l'acide isocyanique et de l'ammoniaque. L'acide isocyanique est ensuite soumis à une réaction d'hydrolyse.
L’au moins un catalyseur 78 accélère la conversion de l'urée en ammoniac gazeux NH3, en particulier la réaction d'hydrolyse.
Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé d'injection d'un fluide dans un conduit d'échappement 12, le fluide étant une solution aqueuse d'urée.
Le procédé est spécialement adapté pour être mis en œuvre avec le dispositif d'injection décrit ci-dessus. A l'inverse, le dispositif d'injection décrit ci-dessus est spécialement conçu pour mettre en œuvre le procédé d'injection.
Le procédé comprend les étapes suivantes :
- injection du fluide dans une chambre de chauffage 32 ;
- chauffage du fluide à l'intérieur de la chambre de chauffage 32 ; et
- injection du fluide chauffé de la chambre de chauffage 32 dans le conduit d'échappement 12.
Selon l'invention, la chambre de chauffage 32 contient au moins un catalyseur solide 78, catalysant la conversion de l'urée en ammoniac .
Le fluide est tel que défini ci-dessus.
La chambre de chauffage 32 est telle que définie ci-dessus.
Le fluide est injecté dans la chambre de chauffage 32 au moyen du premier système d'injection 24 défini ci-dessus.
Le fluide à l'intérieur de la chambre de chauffage 32 est chauffé par l’au moins un élément chauffant 26 défini ci-dessus.
Le fluide chauffé est injecté à partir de la chambre de chauffage 32 dans le conduit d'échappement 12 par le second système d'injection 28 défini ci-dessus.
L’au moins un catalyseur solide 78 est tel que défini ci-dessus.
L'invention présente de nombreux avantages.
Etant donné que l’au moins un catalyseur solide catalyse la conversion de l'acide isocyanique en ammoniac, l'acide isocyanique disparaît rapidement, dès qu'il est formé par la réaction de thermolyse. En conséquence, l'acide isocyanique n'est pas disponible pour réagir avec d'autres éléments et créer des dépôts.
Un catalyseur choisi dans la liste suivante convient particulièrement bien pour l'invention : oxyde de zirconium ZrO2; oxyde de titane TiO2; oxyde d'aluminium Al2O3; oxyde de silicium SiO2; zéolite Socony Mobil-5 H-ZSM-5 . Un tel catalyseur est particulièrement efficace pour accélérer la conversion de l'urée en ammoniac.
Il est particulièrement pratique que l’au moins un catalyseur soit inclus dans un revêtement déposé sur une partie de la chambre de chauffage. Il permet un bon contact entre le fluide et l’au moins un catalyseur, puisque le revêtement est déposé sur une surface de la pièce qui est en contact avec le fluide. Le revêtement est une couche mince, donnant ainsi accès à la plupart des molécules du catalyseur. La production de pièces avec un revêtement est simple et économique. Etant donné que l’au moins un catalyseur est inclus dans un revêtement mince, il n'augmente pas le volume total occupé par la chambre de chauffage. Le revêtement est conçu avec son support pour que le dispositif fonctionne dans de bonnes conditions (volume, surface d'échange, poids…).
Il est également pratique que l’au moins un catalyseur soit inclus dans le matériau constituant une partie de la chambre de chauffage. La production de telles pièces est simple et économique. Etant donné que l’au moins un catalyseur est inclus dans le matériau constituant la pièce, cela n'augmente pas le volume total occupé par la chambre de chauffage. Cela permet au dispositif de fonctionner dans de bonnes conditions (volume, surface d'échange, poids…).
Il est particulièrement avantageux que ladite partie soit l'enceinte, car elle offre une grande surface en contact avec le fluide.
Il en va de même lorsque ladite partie est l'élément de transfert de chaleur.
D'autres modes de réalisation peuvent être envisagés.
Par exemple, l‘au moins un catalyseur solide peut être porté par une pièce dédiée, reçue dans la chambre de chauffage. La pièce dédiée n'a pas d'autre fonction que de porter l’au moins un catalyseur solide.
L’au moins un élément chauffant n'est pas nécessairement à l'extérieur de la chambre de chauffage. Dans un mode de réalisation, il se trouve à l'intérieur de la chambre de chauffage.
Claims (10)
- Dispositif (20) pour injecter un fluide dans un conduit d'échappement (12), comprenant :
- un réservoir (21) de fluide , le fluide étant une solution aqueuse d'urée
- une enceinte (22) délimitant une chambre de chauffage (32) pour le fluide;
- un premier système d'injection (24) configuré pour injecter le fluide du réservoir (21) dans la chambre de chauffage (32) ;
- au moins un élément chauffant (26) configuré pour chauffer le fluide ; et
- un deuxième système d'injection (28) configuré pour injecter le fluide chauffé de la chambre de chauffage (32) dans le conduit d'échappement (12) ;
dans lequel la chambre de chauffage (32) contient au moins un catalyseur solide (78) , catalysant la conversion de l'urée en ammoniac. - Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l’au moins un catalyseur solide (78) catalyse la conversion de l'acide isocyanique en ammoniac.
- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’au moins un catalyseur (78) est choisi dans la liste suivante: oxyde de zirconium ZrO2; oxyde de titane TiO2; oxyde d'aluminium Al2O3; oxyde de silicium SiO2; zéolite Socony Mobil-5 H-ZSM-5.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’au moins un catalyseur (78) est inclus dans un revêtement (80) déposé sur une surface d'une partie de la chambre de chauffage (32), ladite surface étant en contact avec le fluide.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’au moins un catalyseur (78) est inclus dans un matériau constituant une partie de la chambre de chauffage (32), ladite partie étant en contact avec le fluide .
- Dispositif selon la revendication 4 ou 5, dans lequel ladite partie est l'enceinte (22).
- Dispositif selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la chambre de chauffage (32) comprend un élément de transfert de chaleur (77), en contact thermique avec l’au moins un élément chauffant (26) et en contact direct avec le fluide remplissant la chambre de chauffage (32), ladite partie étant l'élément de transfert de chaleur (77).
- Procédé d'injection d'un fluide dans un conduit d'échappement (12), le fluide étant une solution aqueuse d'urée,le procédé comprenant les étapes suivantes :
- injection du fluide dans une chambre de chauffage (32) ;
- chauffage du fluide à l'intérieur de la chambre de chauffage (32) ; et
- injection du fluide chauffé à partir de la chambre de chauffage (32) dans le conduit d'échappement (12) ;
dans lequel la chambre de chauffage (32) contient au moins un catalyseur solide, catalysant la conversion de l'urée en ammoniac. - Ligne d'échappement (10) comprenant un conduit d'échappement (12) et un dispositif d’injection (20) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 pour injecter un fluide dans le conduit d'échappement (12), le fluide étant une solution aqueuse d'urée, la ligne d'échappement (10) comprenant un organe de purification par réduction catalytique sélective (11), disposé le long du conduit d'échappement (12) en aval du dispositif d'injection (20).
- Véhicule (2), avec un moteur thermique (4) et une ligne d'échappement (10) selon la revendication 9, la ligne d'échappement (10) recevant des gaz d'échappement émis par le moteur thermique (4).
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| FR2105712A FR3123382A1 (fr) | 2021-05-31 | 2021-05-31 | Dispositif et méthode pour injecter un fluide dans un conduit d'échappement , ligne d'échappement et véhicule associés |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3166170A1 (fr) * | 2024-09-12 | 2026-03-13 | Actblue France Sas | Dispositif chauffé de réduction catalytique sélective |
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- 2021-05-31 FR FR2105712A patent/FR3123382A1/fr not_active Withdrawn
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