[發明專利]包括半透膜的氨前體存儲系統

有效

• 申請號: 201210041285.4
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN102678234A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 菲利普·格奧里斯;尼古拉斯·勒克萊希
• 申請（專利權）人: 因勒紀汽車系統研究公司
• 主分類號: F01N3/28
• 分類號: F01N3/28
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;劉書芝

技術領域

本發明涉及一種包括半透膜的用于氨前體的存儲系統。

背景技術

管理客運車輛和多功能車輛排放的法律要求部分減少釋放到大氣中的氮氧化物(NO_x)。通過SCR(選擇性催化還原)方法可以達到這一目標，該方法用于通過將一種還原劑(一般是氨)注入該排氣管線中來還原這些氮氧化物。可以通過一種氨前體(其濃縮物可能是低共熔的)的溶液的熱分解來生產這些氨。這樣的一種氨前體可以是例如尿素溶液。

使用SCR法，燃燒期間在發動機中產生的高NO_x排放在發動機出口處在一種催化劑中以優化的效率得到處理。這種處理要求以精確的濃度并且以極端的品質使用該還原劑。因此準確計量該溶液并將其注入排氣流中，在其中它被水解，然后將氮氧化物(NO_x)轉化為氮氣(N₂)和水(H₂O)。

為了這個目的，車輛可以配備有一個包含水性尿素溶液的儲箱以及一個用于計量并將希望量值的添加劑注入排氣管線中的裝置。

除了能夠被加注，尿素儲箱在它們達到某個閾值壓力和/或真空時必須總體上進行通風。因此，尿素儲箱可以配備有壓力控制閥，例如一個雙閥系統(即，結合2個閥元件的系統：一個能夠負責過壓情況并且一個能夠負責負壓(真空)情況)，用于促進通風。利用雙閥系統限制了溫度升高、尿素溶液的結冰、或大氣壓的減小可能造成的儲箱中的超壓。利用雙閥系統還限制了由溫度的降低、尿素溶液的融化、大氣壓的增加、或尿素溶液的消耗所造成的儲箱中的過度降低。

本申請人發現，當該閥的密封區由于該尿素溶液而變濕之后，該尿素溶液的結晶可以阻塞包括一個移動部件在內的通風閥。因此，該閥門可能難以打開或關閉，從而導致差的壓力控制。

因此，本申請人有這樣的想法：用一個半透膜替換這樣一個閥門，該半透膜被配置成阻擋來自氨前體的液體、并且被配置成允許空氣和來自氨前體的蒸氣從中穿過。優選地，選擇一種特定的膜，該膜在其性能方面不受尿素結晶的影響。

然而，當使用這樣的膜作為通風裝置時，有利地將其與一個OFP(防加注過滿)裝置相結合(因為一般，壓力積聚將是非常有限的，典型地僅為約10mbar，這樣使得在重新加注結束時，加注噴嘴不自動關閉)，這增加了該系統的成本和技術復雜性(抗結晶性、工藝、包裝)的。

為了避免使用這樣的裝置，本申請人有這樣的想法：將所述膜包括在加注管的帽內部，這樣使得在加注過程中該儲箱不被通風并且壓力可以積聚。除此以外，通過這樣做，通風功能變得可用(在損壞時易于更換)，這受到汽車制造商的高度贊賞，因為在通風部件故障的情況下，不必更換整個儲箱。

已知了對于燃料箱使用這樣一種通風膜(參見例如US?2006/0096258和US?2007/0175514)，但是直到現在，它從未被用于(或建議用于)SCR儲箱上，即，與尿素應用兼容的膜在市場上并不常見。

值得注意的是，后者(US?2007/0175514)提出將該膜結合在加注管帽中，但是因為所述帽配備有一個具有小尺寸通風孔的蓋，該通風孔僅在該儲箱內部和外部之間提供有限的連通，因此在使用中出現了實質性量值的壓力積聚，從而要求機械的強化手段(過大的壁厚尺寸、特定的形狀&強化物等)，再次給系統增加了成本(和重量)。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于儲存氨前體的系統，該系統允許在使用中進行通風、同時仍具有減小的重量、是魯棒的、便宜并且容易使用的。

因此，本發明涉及一種用于儲存氨前體的系統，該前體包括：

一個被配置成用于容納氨前體的儲箱，

由一個帽關閉的一個加注口，所述帽是可取下的以便重新加注該儲箱；以及

一個位于所述帽內的半透膜，其中在該帽關閉該加注口時，該半透膜被配置成阻擋來自氨前體的液體、并且被配置成允許空氣和來自氨前體的蒸氣從中穿過，并且其中在該帽關閉該加注口時，提供了允許實質性量值的蒸氣從該儲箱逃逸到大氣中的一個通路，這樣使得儲存器l的總的內部體積除以在10mbar下穿過該膜的流速(l/h)是低于20h。

本發明的系統包括一個儲箱(由一個壁界定的儲存體積)，優選是由塑料材料(例如聚乙烯)制成的，并且它包括配備有帽的一個加注口，該帽集成了一個半透膜。