ITTO20110707A1

ITTO20110707A1 - Dispositivo riscaldatore per una soluzione di acqua e urea per veicoli

Info

Publication number: ITTO20110707A1
Application number: IT000707A
Authority: IT
Inventors: Massimo Carraro
Original assignee: Errecinque S R L
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2011-10-28

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale avente per titolo:

"Dispositivo riscaldatore per una soluzione di acqua e urea per veicoli"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo riscaldatore di una soluzione di acqua e urea, in particolare AdBlue®, contenuta all'interno di un serbatoio di un veicolo.

Come noto 1'AdBlue® è una soluzione di urea in acqua (32,5%) di elevata purezza utilizzata nel settore dell'autotrazione per essere iniettata nel flusso del gas di scarico di veicoli commerciali alimentati a gasolio al fine di ridurre chimicamente le emissioni di ossidi di azoto NOx contenuti nei gas di scarico separando tali ossidi in azoto elementare e vapore acqueo. La riduzione ottenuta dell'ossido di azoto nei gas di scarico permette infatti di ottimizzare il rendimento del motore in relazione ad emissione di particelle e consumo di carburante pur mantenendo invariato il rendimento di potenza del motore.

Generalmente, 1'AdBlue® è contenuta all'interno di un serbatoio separato sull'veicolo, dal quale è prelevata per essere iniettata in modo dosato, all'interno del catalizzatore della marmitta, nei gas di scarico caldi.

Poiché in condizioni di freddo estremo l’AdBlue® assume una consistenza gelatinosa risultando, di conseguenza, inutilizzabile, il serbatoio contenente l’AdBlue® è dotato di un dispositivo riscaldatore composto da una flangia, connessa ad un'apertura del serbatoio stesso, dalla quale si diparte una conduttura, ripiegata a serpentina, immersa all'interno dell'AdBlue® ed all'interno della quale circola il liquido caldo di raffreddamento del motore dell'veicolo che provvede allo scongelamento ed al mantenimento di un'adeguata temperatura.

In considerazione del fatto che l'AdBlue® corrode rame ed alluminio e l'urea in essa contenuta può generare reazioni con tali metalli, la serpentina di riscaldamento è unicamente realizzata in acciaio inossidabile ed è generalmente collegata alla flangia di connessione, anch'essa realizzata in acciaio, mediante saldatura.

Tali dispositivi riscaldatori noti però, anche a causa del peso relativamente importante della serpentina in acciaio, presentano sovente rotture nei punti di saldatura tra serpentina e flangia ingenerate dalle sollecitazioni vibrazionali alle quali sono sottoposte con conseguenti gravi problemi di funzionamento del dispositivo riscaldatore determinandone, spesso, la inevitabile sostituzione.

Il documento WO-A-2010/128531 a nome del Richiedente della presente invenzione risolve i suddetti problemi della tecnica anteriore fornendo un dispositivo riscaldatore di una soluzione di acqua e urea, in particolare AdBlue®, dotato di una conduttura a serpentina di riscaldamento interamente in una lega di alluminio rivestita esternamente mediante almeno uno strato di materiale termoplastico, eliminando ogni problema di corrosione e di interazione a contatto con l'urea, risultando più leggera delle condutture della tecnica nota e, di conseguenza meno sollecitata dalle vibrazioni.

Tale soluzione prevede inoltre un dispositivo riscaldatore di una soluzione di acqua e urea, in particolare AdBlue®, nel quale la connessione meccanica tra flangia e conduttura a serpentina di riscaldamento è priva di saldature, eliminando i problemi di rotture a causa di sollecitazioni vibrazionali e risultando più affidabile dei dispositivi della tecnica anteriore.

Il documento WO-A-2010/128531, pur essendo molto efficace per i motivi sopra elencati, presenta un componente metallico che, alla luce delle recenti richieste energetiche ed ecologiche in questo campo, non risulta ottimale per le realizzazioni ed applicazioni finali.

Scopo quindi della presente invenzione è quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore fornendo un dispositivo riscaldatore di una soluzione di acqua e urea che non preveda più l'utilizzo di serpentine e che sia realizzato completamente in materiale plastico termoconduttivo, ottenendo contemporaneamente gli stessi benefici e gli stessi risultati tecnici realizzati con i dispositivi riscaldatori della tecnica anteriore, ad esempio quello descritto nel documento WO-A-2010/128531.

I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell'invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un dispositivo riscaldatore di una soluzione di acqua e urea, in particolare AdBlue®, come quello descritto nella rivendicazione 1. Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l'oggetto delle rivendicazioni dipendenti.

Risulterà immediatamente ovvio che si potranno apportare al descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, disposizioni e parti con funzionalità equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate.

La presente invenzione verrà meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali l'unica Figura 1 illustra una vista in prospettiva di una realizzazione preferita del dispositivo riscaldatore secondo la presente invenzione.

Facendo riferimento alla Figura 1, è possibile notare che il dispositivo riscaldatore 1 di una soluzione di acqua e urea, in particolare AdBlue®, contenuta all'interno di un serbatoio (non mostrato) di un veicolo, generalmente un veicolo commerciale alimentato a gasolio, è composto da almeno una flangia di connessione 3 dal quale diparte almeno una conduttura di riscaldamento 5, comprendente preferibilmente almeno una porzione 6 configurata come pacco radiante o scambiatore di calore, le cui estremità sono connesse, attraverso rispettivi inserti (non illustrati) di tale flangia 3, all'impianto del liquido di raffreddamento del motore dell'veicolo per fare circolare tale liquido all'interno di tale conduttura di riscaldamento 5, tali estremità essendo ovviamente destinate all'ingresso ed all'uscita del liquido circolante all'interno della conduttura di riscaldamento 5 stessa: vantaggiosamente, la conduttura di riscaldamento 5 è realizzata interamente in materiale plastico conduttivo cioè materiale plastico dotato di almeno una carica di materiale termoconduttivo, anche lungo le superfici atte ad entrare a contatto con tale AdBlue®.

Preferibilmente, il dispositivo riscaldatore 1 è inoltre dotato di almeno un sensore di livello e temperatura 9 della soluzione di acqua e urea o dell'AdBlue® contenuta all'interno del serbatoio, di tipo sostanzialmente noto e dotato di almeno una testa galleggiante (non illustrata) di misurazione del livello, disposto coassialmente alla conduttura di riscaldamento 5 a serpentina e connesso attraverso un rispettivo inserto di connessione elettrica (non illustrato) della flangia 3 a mezzi di controllo e gestione del livello e della temperatura sostanzialmente noti nel campo dell'autotrazione . Alla sua estremità inferiore, il sensore di livello e temperatura 9 può essere dotato di almeno un tampone antivibrazione (non illustrato) atto ad attenuare le sollecitazioni vibrazionali alle quali il dispositivo 1 è sottoposto ed a centrare il sensore 9 rispetto alla porzione a serpentina 6 della conduttura di riscaldamento 5.

Preferibilmente, il dispositivo riscaldatore 1 è inoltre dotato di almeno un condotto di prelevamento 13 di urea o AdBlue® atto a consentire il prelevamento dal serbatoio di tale urea o AdBlue® non utilizzata attraverso la flangia 3 mediante una opportuna prima connessione (non illustrata) . Parallelamente, il dispositivo riscaldatore 1 è inoltre dotato di almeno un'apertura di mandata di urea o AdBlue® attraverso la flangia 3 atto a consentire il ritorno all'interno dal serbatoio di tale urea o AdBlue® mediante una rispettiva seconda connessione (non illustrata).

Ovviamente, attraverso la flangia 3 può anche essere disposto almeno un condotto di sfiato 17 di eventuali vapori o gas non nocivi sviluppatasi all'interno del serbatoio: eventualmente, il condotto di sfiato 17 può essere dotato di almeno una cartuccia di filtraggio di tali vapori o gas.

Vantaggiosamente, al fine di eliminare qualsiasi saldatura di connessione tra la conduttura di riscaldamento 5 e la flangia 3, quest'ultima è dotata di almeno una coppia di sedi passanti, ciascuna delle quali atta ad essere attraversata da una rispettiva estremità della conduttura di riscaldamento 5 e corrispondente ad un relativo inserto (non illustrato) , ciascuna di tali estremità essendo connessa all'interno della rispettiva sede passante mediante un mezzo di tenuta, realizzato preferibilmente come almeno una boccola 7, agente su almeno un colletto di battuta perimetrale della sede passante stessa ed attraverso il quale tale estremità è passante.

Inoltre, la flangia 3 può essere dotata esternamente di almeno una guarnizione di tenuta 19 cooperante con il bordo dell'apertura del serbatoio all'interno della quale è inserito il dispositivo riscaldatore 1 secondo la presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo riscaldatore (1) di una soluzione di acqua e urea contenuta all'interno di un serbatoio di un veicolo, composto da almeno una flangia di connessione (3) dal quale diparte almeno una conduttura di riscaldamento (5) all'interno della quale circola del liquido di raffreddamento di un motore di detto veicolo, caratterizzato dal fatto che detta conduttura di riscaldamento (5) è realizzata in materiale plastico termoconduttivo, cioè materiale plastico dotato di almeno una carica di materiale termoconduttivo.
2. Dispositivo riscaldatore (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta soluzione di acqua e urea è AdBlue®.
3. Dispositivo riscaldatore (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta conduttura di riscaldamento (5) comprende almeno una porzione configurata come pacco radiante/scambiatore di calore (6).
4. Dispositivo riscaldatore (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di essere dotato di almeno un sensore di livello e temperatura (9) di detta soluzione di acqua e urea contenuta all'interno del serbatoio, detto sensore di livello e temperatura (9) essendo disposto coassialmente a detta conduttura di riscaldamento (5) e connesso attraverso un inserto di connessione elettrica di detta flangia (3) a mezzi di controllo e gestione.
5. Dispositivo riscaldatore (1) secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto sensore di livello e temperatura (9) è dotato di almeno un tampone antivibrazione.
6. Dispositivo riscaldatore (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di essere dotato di almeno un condotto di prelevamento (13) di detta urea o AdBlue® da detto serbatoio mediante una prima connessione attraverso detta flangia (3).
7. Dispositivo riscaldatore (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di essere dotato di almeno un'apertura di mandata di detta urea o AdBlue® attraverso detta flangia (3) all'interno di detto serbatoio mediante una seconda connessione.
8. Dispositivo riscaldatore (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di essere dotato di almeno un condotto di sfiato (17) attraverso detta flangia (3).
9. Dispositivo riscaldatore (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto condotto di sfiato (17) è dotato di almeno una cartuccia di filtraggio di vapori o gas.
10. Dispositivo riscaldatore (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta flangia (3) è dotata di almeno una coppia di sedi passanti, ciascuna delle quali atta ad essere attraversata da una rispettiva estremità di detta conduttura di riscaldamento (5) e corrispondente ad un inserto di detta conduttura di riscaldamento (5) di detta flangia (3), ciascuna di dette estremità essendo connessa all'interno di una rispettiva sede passante mediante un mezzo di tenuta agente su almeno un colletto di battuta perimetrale di detta sede passante, detto mezzo di tenuta essendo attraversato da detta estremità, detto mezzo di tenuta essendo preferibilmente almeno una boccola (7).