FR3006681A1 - Cartouche de stockage d'ammoniac a duree de remplissage optimisee, notamment pour un systeme d'echappement de gaz d'un vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
La cartouche (10) comporte: - un organe (14) de stockage d'ammoniac, comprenant un matériau de stockage capable d'absorber ou d'adsorber de l'ammoniac, l'organe de stockage (14) s'étendant le long d'un axe longitudinal (X), - un élément de chauffage (26), destiné à chauffer l'organe de stockage (14), et - un réservoir hermétique (12), dans lequel est logé l'organe de stockage (14). Un élément tubulaire (20) de circulation d'ammoniac est agencé coaxialement à l'organe de stockage (14), et comporte : - une première surface (20A), délimitant au moins en partie, avec un élément choisi parmi l'élément de chauffage (26) et le réservoir hermétique, un conduit (22) de circulation de l'ammoniac fluide, - une seconde surface (20B), agencée au moins en partie en contact avec l'organe de stockage (14), et - au moins un orifice (24) radialement traversant, autorisant la circulation de fluide entre le conduit de circulation (22) et l'organe de stockage (14).
Description
Cartouche de stockage d'ammoniac à durée de remplissage optimisé, notamment pour un système d'échappement de gaz d'un véhicule automobile La présente invention concerne une cartouche de stockage d'ammoniac, notamment pour un système d'échappement de gaz d'un véhicule automobile. Une telle cartouche de stockage d'ammoniac est notamment utilisée pour émettre de l'ammoniac dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion, notamment un moteur Diesel, un moteur Essence à injection directe fonctionnant en mélange pauvre, ou tout moteur à combustion interne fonctionnant en mélange pauvre.
Toutefois, la présente invention n'est pas limitée aux moteurs de véhicules automobiles, mais peut être appliquée sur tout type de moteurs à combustion interne, notamment de véhicule terrestre, maritime ou aéronautique, ou même sur des moteurs n'équipant pas un véhicule. Afin de réduire les émissions de monoxyde d'azote et de dioxyde d'azote dans les gaz d'échappement, de l'ammoniac est généralement injecté dans le système de gaz d'échappement. L'ammoniac réagit alors avec le monoxyde d'azote et le dioxyde d'azote, produisant de l'azote et de l'eau. Pour des raisons de sécurité, l'ammoniac n'est pas stocké sous forme brute, mais sous forme d'un matériau, généralement réalisé par absorption ou adsorption d'ammoniac par des sels métallo-chloreux. Ce matériau ainsi obtenu est alors stocké dans ladite cartouche. Lors de son utilisation, la cartouche est chauffée de sorte que l'ammoniac qui y est stocké soit désorbé, pour être injecté sous forme gazeuse dans le système de gaz d'échappement.
Ainsi, on connait déjà, dans l'état de la technique, une cartouche de stockage d'ammoniac, notamment pour système d'échappement de gaz de véhicule automobile, comportant un organe de stockage d'ammoniac comprenant un matériau capable d'absorber ou d'adsorber de l'ammoniac, l'organe de stockage s'étendant le long d'un axe longitudinal.
Après que l'ammoniac contenu dans la cartouche ait été désorbé, il est nécessaire de recharger la cartouche en la remplissant de nouveau d'ammoniac. A cet effet, la cartouche est généralement équipée d'une buse d'entrée et de sortie de l'ammoniac sous forme fluide, c'est-à-dire liquide ou gazeuse, ladite buse étant agencée à une première extrémité de la cartouche dans la direction de l'axe longitudinal.
Le procédé de remplissage de la cartouche est généralement particulièrement long à mettre en oeuvre. En effet, les sels métallo-chloreux formant ensemble un matériau particulièrement dense, la diffusion de l'ammoniac dans ce matériau est difficile, notamment pour atteindre une seconde extrémité de la cartouche opposée à ladite première extrémité équipée de la buse. La présente invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient, en fournissant une cartouche de stockage d'ammoniac dont la durée de remplissage est réduite. A cet effet, l'invention a notamment pour objet une cartouche de stockage d'ammoniac, notamment pour système d'échappement de gaz de véhicule automobile, comportant : - un organe de stockage d'ammoniac, comprenant un matériau de stockage capable d'absorber ou d'adsorber de l'ammoniac, l'organe de stockage s'étendant le long d'un axe longitudinal, - un élément de chauffage, destiné à chauffer l'organe de stockage, et - un réservoir hermétique, dans lequel est logé l'organe de stockage, caractérisé en ce que la cartouche de stockage comporte un élément tubulaire de circulation d'ammoniac sous forme fluide, agencé coaxialement à l'organe de stockage, tel que l'élément de circulation comporte : - une première surface, délimitant au moins en partie, avec un élément choisi parmi l'élément de chauffage et le réservoir hermétique, un conduit de circulation de l'ammoniac fluide, - une seconde surface, agencée au moins en partie en contact avec l'organe de stockage, - au moins un orifice radialement traversant, autorisant la circulation de fluide entre le conduit de circulation et l'organe de stockage.
Grâce à l'élément de circulation, qui s'étend de préférence sur toute la longueur du matériau, l'ammoniac fluide parcourt un chemin plus court à travers les sels métallo-chloreux pour atteindre la seconde extrémité de la cartouche. Plus particulièrement, en fonction de la disposition de l'élément de circulation, l'ammoniac fluide peut atteindre tout point du matériau en le traversant radialement, et non plus longitudinalement comme dans l'état de la technique. Or, le rayon du matériau étant inférieur à la longueur de ce matériau selon l'axe longitudinal, il est donc plus rapide de diffuser l'ammoniac fluide selon ce rayon que selon cette longueur. Le temps de remplissage de la cartouche selon l'invention peut alors atteindre entre deux et trois fois moins de temps que le remplissage d'une cartouche de l'état de la technique, notamment lorsque cette cartouche a été remplie plusieurs fois. En effet, plus le nombre de cycles de remplissage est élevé, plus le temps de remplissage d'une cartouche selon l'invention est réduit par rapport au temps de remplissage d'une cartouche de l'état de la technique pour un même nombre de cycles de remplissage. Il est à noter que la cartouche selon l'invention a également pour avantage une meilleure émission de l'ammoniac, puisque l'élément de circulation facilite également la circulation de l'ammoniac lors de son émission. En particulier, l'élément de circulation permet de diffuser plus rapidement l'ammoniac, pour une montée en pression plus rapide que dans l'état de la technique, notamment dans les cas où l'état de remplissage de la cartouche est inférieur à 50%. La cartouche de stockage selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables. - Le réservoir hermétique s'étendant dans la direction longitudinale entre une première extrémité, à laquelle est agencée au moins une buse d'entrée et/ou de sortie d'ammoniac fluide, et une seconde extrémité, le réservoir hermétique comprend, à proximité de sa première extrémité, une chambre délimitée par le réservoir hermétique et par l'organe de stockage), la buse et le conduit de circulation débouchant dans cette chambre. - L'élément de circulation s'étendant le long de l'axe longitudinal entre une première extrémité, débouchant dans ladite chambre, et une seconde extrémité, la densité de perforation des orifices augmente dans la direction longitudinale depuis la première extrémité jusqu'à la seconde extrémité. - L'élément de circulation est formé par une tôle courbée pour lui donner une forme tubulaire. - L'organe de stockage étant formé par un assemblage d'agglomérats dudit matériau de stockage, chaque orifice de l'élément de circulation présente au moins une dimension inférieure à une dimension minimale de chaque agglomérat, par exemple un diamètre inférieur à 5 mm. - L'organe de stockage comporte une pluralité de galettes, chacune formée dans ledit matériau de stockage, et chacune présentant une forme générale de révolution autour d'un axe central, les galettes étant empilées en alignant leurs axes centraux avec l'axe longitudinal. - L'organe de stockage présente une forme générale tubulaire le long de l'axe longitudinal, ladite forme tubulaire étant délimitée radialement entre une paroi extérieure et une paroi intérieure, ladite paroi intérieure délimitant un espace intérieur, et l'élément de circulation est agencé dans ledit espace intérieur, sa première surface étant une surface intérieure, et sa seconde surface étant une surface extérieure agencée au moins en partie en contact avec la paroi intérieure de l'organe de stockage, et l'élément de chauffage est agencé à l'intérieur de l'élément de circulation, coaxialement à cet élément de circulation, la surface intérieure de l'élément de circulation étant agencée au moins en partie en contact avec l'élément de chauffage, et le conduit de circulation étant délimité radialement par la surface intérieure et par l'élément de chauffage. - L'élément de circulation présente, dans ledit plan perpendiculaire à l'axe longitudinal, une forme crénelée comprenant des créneaux internes alternant circonférentiellement avec des créneaux externes, tels que :- dans chaque créneau interne, la surface intérieure de l'élément de circulation est agencée au contact de l'élément de chauffage, et - dans chaque créneau externe, la surface extérieure de l'élément de circulation est agencée au contact de la paroi interne de l'organe de stockage, et la surface intérieure de l'élément de circulation délimite un conduit de circulation respectif avec l'élément de chauffage, et - chaque orifice est ménagé dans un créneau externe. - L'élément de circulation présente, dans ledit plan perpendiculaire à l'axe longitudinal, une forme circulaire, et l'élément de chauffage présente, dans ce même plan, une forme crénelée comprenant des créneaux alternant circonférentiellement avec des creux, tels que :- chaque créneau est agencé au contact de la surface intérieure de l'élément de circulation, et - chaque creux délimite un conduit de circulation respectif avec la surface intérieure en regard de l'élément de circulation. - L'organe de stockage présente une forme générale tubulaire le long de l'axe longitudinal, ladite forme tubulaire présentant une paroi extérieure, et l'élément de circulation est agencé autour de l'organe de stockage, coaxialement à cet organe de stockage, et radialement entre l'organe de stockage et le réservoir hermétique, sa première surface étant une surface extérieure délimitant le conduit de circulation avec le réservoir hermétique, et sa seconde surface étant une surface intérieure agencée au moins en partie en contact avec la paroi extérieure de l'organe de stockage. - L'élément de chauffage est agencé à l'intérieur de l'organe de stockage, coaxialement à cet organe de stockage. - L'élément de chauffage est agencé à l'extérieur du réservoir hermétique, au contact de ce réservoir hermétique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux figures annexées parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en coupe, le long d'un axe longitudinal, d'une cartouche de stockage d'ammoniac selon un premier exemple de mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe, dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal, de la cartouche de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 d'une cartouche de stockage d'ammoniac selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une vue similaire à la figure 2 d'une cartouche de stockage d'ammoniac selon un troisième exemple de mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est une vue similaire à la figure 2 d'une cartouche de stockage d'ammoniac selon un quatrième exemple de mode de réalisation de l'invention. On a représenté sur la figure 1 une cartouche de stockage d'ammoniac 10 selon un premier exemple de mode de réalisation de l'invention. Une telle cartouche de stockage 10 est destinée à équiper un système d'échappement de gaz de véhicule automobile, et à libérer de l'ammoniac dans ce système d'échappement de gaz. La cartouche de stockage 10 comporte un réservoir 12 hermétique, dans lequel est logé un organe 14 de stockage d'ammoniac. L'organe de stockage 14 est formé dans un matériau capable d'absorber ou d'adsorber de l'ammoniac, dit matériau de stockage. Conformément au mode de réalisation décrit, l'organe de stockage 14 s'étend le long d'un axe longitudinal X, entre une première extrémité 15A et une seconde extrémité 15B.
Le matériau de stockage correspond par exemple à l'un des matériaux décrit dans la demande de brevet WO 2008/077652. Ce matériau est par exemple choisi dans le groupe connu sous le nom de complexes d'amines métalliques, et ayant la formule générale Ma 1 (NH 3,n Xz, où - M est un ou plusieurs cations sélectionnés dans le groupe des métaux alcalins, tels que Li, Na, K ou Cs, des métaux alkalino terreux tels que Mg, Ca ou Sr, et/ou des métaux de transition tels que V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu ou Zn, ou des combinaisons de ces métaux tels que NaAI,KAI, K2Zn, CsCu, ou K2Fe, - X est un ou plusieurs anions sélectionnés dans le groupe comprenant les fluorures, les chlorures, les bromures, les iodures, les nitrates, les thiocyanates, les sulfates, les molybdates, les ions phosphates, - a est le nombre de cations par molécule de sel, - z est le nombre d'anions par molécule de sel, et - n est un nombre de coordination compris entre 2 et 12. Par exemple, le matériau de stockage la cartouche est du Mg (NH3)6C12, ou Sr (NH3)8C12, ou encore Ca (NH3)802, ou un mélange de ces éléments.
L'organe de stockage 14 est par exemple formé par une pluralité de galettes, chaque galette étant formée dans ledit matériau de stockage, et chaque galette présentant une forme générale de révolution autour d'un axe central. Les galettes sont alors empilées en alignant leurs axes centraux avec l'axe longitudinal X, de manière connue en soi, pour former ensemble l'organe de stockage 14. Avantageusement, de manière classique, chaque galette est recouverte par un matériau conducteur de chaleur, par exemple d'aluminium, afin de favoriser la conduction de la chaleur vers la galette. Par ailleurs, chaque galette est par exemple formée par un assemblage d'agglomérats formés dans le matériau de stockage, ces agglomérats étant comprimés ensemble pour former la galette. Le réservoir hermétique 12 présente par exemple une forme sensiblement cylindrique, et est par exemple réalisé en matière plastique afin de garantir une bonne isolation thermique de la cartouche 10. De préférence, chaque galette, donc l'organe de stockage 14, présente un diamètre extérieur de forme complémentaire à la paroi interne du réservoir 12. Le réservoir hermétique 12 s'étend dans la direction longitudinale X, entre une première extrémité 12A, coïncidant sensiblement avec la première extrémité 15A de l'organe de stockage 14, et une seconde extrémité 12B, coïncidant sensiblement avec la seconde extrémité 15B de l'organe de stockage 14. Une buse 16 d'entrée et de sortie d'ammoniac fluide est agencée à la première extrémité 12A du réservoir 12. Avantageusement, le réservoir hermétique 12 comprend, à proximité de sa première extrémité 12A, une chambre 17, délimitée d'une part par le réservoir hermétique 12 et d'autre part par une paroi 17A séparant cette chambre 17 de l'organe de stockage 14. La buse 16 débouche alors dans cette chambre 17. Une telle chambre 17 permet d'optimiser d'avantage le rechargement d'ammoniac de la cartouche de stockage 10, comme cela sera décrit ultérieurement. Avantageusement, ladite paroi 17A est munie de perforations, permettant une diffusion d'ammoniac contenu dans la chambre 17 vers l'organe de stockage 14. Avantageusement, la cartouche de stockage 10 comprend en outre une enveloppe extérieure (non représentée), à l'intérieur de laquelle le réservoir hermétique 12 est logé. Cette enveloppe extérieure est par exemple réalisée en métal. Le réservoir 12 et ladite enveloppe extérieure comprennent de manière classique des moyens de maintien, non représentés, assurant le maintien en position du réservoir 12 à l'intérieur de l'enveloppe extérieure, de manière à éviter tout mouvement relatif du réservoir 12 à l'intérieur de l'enveloppe extérieure. L'organe de stockage 14 présente une forme générale tubulaire le long de l'axe longitudinal X, ladite forme tubulaire étant délimitée radialement entre une paroi extérieure 14A et une paroi intérieure 14B, ladite paroi intérieure 14B délimitant un espace intérieur 18. La cartouche de stockage 10 comporte par ailleurs un élément tubulaire 20 de circulation d'ammoniac sous forme fluide, agencé coaxialement à l'organe de stockage 14.
L'élément de circulation 20 présente une première surface 20A, délimitant au moins en partie un conduit 22 de circulation de l'ammoniac fluide. Avantageusement, ce conduit de circulation 22 s'étend longitudinalement depuis la chambre 17, dans laquelle il débouche, jusqu'à la seconde extrémité 15B de l'organe de stockage 14. L'élément de circulation 20 présente également une seconde surface 20B agencée au moins en partie en contact avec l'organe de stockage 14. Dans l'exemple représenté, la seconde surface 20B présente, dans au moins un plan P perpendiculaire à l'axe longitudinal X, notamment le plan de la figure 2, au moins une partie en arc de cercle centré sur l'intersection entre l'axe longitudinal X et ledit plan. Plus particulièrement, la seconde surface 20B est formée d'une succession de tels arcs de cercle. Une telle forme de l'élément de circulation 20 est particulièrement simple à réaliser et à insérer dans l'espace intérieur 18, qui présente généralement une section circulaire. En variante, la seconde surface 20B pourrait être formée d'une succession de courbes, et/ou d'une succession de segments de droite.
L'élément de circulation 20 est par exemple formé par une tôle courbée pour lui donner une forme tubulaire. L'élément de circulation 20 présente au moins un orifice 24 traversant radialement, autorisant la circulation de fluide entre le conduit de circulation 22 et l'organe de stockage 14. Chaque orifice 24 de l'élément de circulation 20 présente avantageusement au moins une dimension inférieure à une dimension minimale de chaque agglomérat du matériau de stockage, afin d'éviter un écoulement de ces agglomérats à travers les orifices 24, ou un colmatage de cet orifice 24 par ces agglomérats. Par exemple, les orifices 24 présentent des formes circulaires de diamètre compris entre 0,2 mm et 5 mm.
En variante, les orifices 24 sont formés par des encoches rectilignes, dont la largeur est comprise par exemple entre 0,2 mm et 5 mm, et dont la longueur est comprise 0,2 mm et la longueur de l'élément de circulation 20 dans le cas où une telle encoche s'étend sur toute la longueur de cet élément de circulation. Conformément à une autre variante, les orifices 24 présentent une forme en croix, dont chaque dimension est comprise entre 0,2 et 5 mm.
Conformément au premier mode de réalisation, l'élément de circulation 20 est logé au moins en partie dans l'espace intérieur 18. Ainsi, la première surface 20A est une surface intérieure, et la seconde surface 20B est une surface extérieure de l'élément de circulation 20. Ladite surface extérieure 20B est agencée au moins en partie en contact avec la paroi intérieure 14B de l'organe de stockage 14.
La cartouche de stockage 10 comporte par ailleurs un élément de chauffage 26, agencé à l'intérieur de l'élément de circulation 20, coaxialement à cet élément de circulation. La surface intérieure 20A de l'élément de circulation 20 est alors agencée au moins en partie en contact avec l'élément de chauffage 26, et le conduit de circulation 22 est délimité radialement par la surface intérieure 20A et par l'élément de chauffage 26.
Ainsi, l'élément de circulation 20 est avantageusement réalisé dans un matériau présentant une bonne conductivité thermique, de sorte que la chaleur émise par l'élément de chauffage 26 est correctement transmise à l'organe de stockage 14 par l'intermédiaire de l'élément de circulation 20. Conformément à ce premier mode de réalisation, l'élément de circulation 20 présente, dans ledit plant perpendiculaire à l'axe longitudinal X, une forme crénelée comprenant des premiers créneaux 21A, dits créneaux internes, alternant circonférentiellement avec des seconds créneaux 21 B, dits créneaux externes. Chacun des créneaux internes 21A et externes 21B forme un arc de cercle centré sur l'intersection entre l'axe longitudinal X et ledit plan.
En variante, les créneaux internes 21A et externes 21B pourraient présenter des formes rectangulaires. Dans chaque créneau interne 21A, la surface intérieure 20A de l'élément de circulation 20 est au contact de l'élément de chauffage 26. Dans chaque créneau externe 21B, la surface extérieure 20B de l'élément de circulation 20 est au contact de la paroi interne 14B de l'organe de stockage 14. La surface intérieure 20A y délimite par ailleurs le conduit de circulation 22 avec l'élément de chauffage 26. Chaque orifice 24 est ménagé dans un créneau externe 21 B, de sorte que cet orifice 24 débouche dans le conduit 22. Lorsque le système de gaz d'échappement nécessite de l'ammoniac pour traiter les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, la mise sous tension électrique de l'élément chauffant 26 est commandée.
La chaleur générée par l'élément chauffant 26 est diffusée à l'élément de circulation 20 grâce à sa bonne conductivité thermique, puis à l'organe de stockage 14 entourant cet élément de circulation 20. Une réaction de désorption est alors déclenchée, générant la libération de l'ammoniac contenu dans le matériau de stockage.
L'ammoniac libéré passe alors par les orifices 24, et circule dans le conduit 22 jusqu'à la buse 16, permettant la sortie de l'ammoniac gazeux depuis le réservoir 12 vers la ligne d'échappement. Lorsqu'il n'est plus nécessaire d'injecter de l'ammoniac dans la ligne d'échappement du véhicule pour traiter les gaz d'échappement, la mise sous tension électrique de l'élément chauffant 26 est arrêtée, et il s'en suit alors un arrêt rapide de la production d'ammoniac, la réaction de désorption ayant lieu seulement sous l'effet de la chaleur. Lorsque la quantité d'ammoniac contenue dans le matériau de stockage n'est plus suffisante, la cartouche de stockage 10 peut être recherchée en ammoniac.
A cet effet, on introduit de l'ammoniac à travers la buse 16, sous forme fluide, par exemple liquide ou gazeuse. L'ammoniac vient alors saturer le matériau de stockage, en circulant à travers le conduit 22 et les orifices 24, en se diffusant dans le matériel de stockage. La réaction d'absorption d'ammoniac par le matériau est une réaction exothermique, cette réaction d'absorption étant bloquée dès que la température au sein du matériau atteint une valeur seuil. L'injection d'ammoniac liquide à basse température au cours du procédé de régénération présente l'avantage de refroidir en permanence le sel devant absorber l'ammoniac. Ce refroidissement permet ainsi de limiter la chaleur produite au cours de l'absorption, et donc d'augmenter la quantité d'ammoniac stockée dans le matériau. En variante, l'ammoniac peut être injecté sous forme gazeuse, le refroidissement du sel étant effectué au moyen d'un dispositif de refroidissement extérieur, par exemple en plongeant la cartouche dans un bain d'eau froide. Grâce à l'élément tubulaire de circulation 20, l'ammoniac circule à travers le conduit 22 directement jusqu'à la seconde extrémité 15B de l'organe de stockage 14, et n'a plus qu'à se diffuser dans le matériau de stockage selon le rayon de celui-ci, radialement par rapport à l'axe longitudinal X. On notera que, grâce à la chambre 17, l'ammoniac se diffuse également depuis cette chambre 17 en direction de la seconde extrémité 15B de l'organe de stockage 14, à travers les perforations de la paroi 17A, ce qui permet encore d'augmenter la vitesse de remplissage de la cartouche.
Avantageusement, la distribution des orifices 24 le long de l'élément de circulation 20 n'est pas uniforme, l'élément de circulation 20 comportant davantage d'orifices 24 à proximité de la seconde extrémité 15B qu'à proximité de la première extrémité 15A. En d'autres termes, en considérant une densité de perforation, définie comme la surface couverte par les orifices pour une unité de longueur le long de l'axe longitudinal, la densité de perforation augmente lorsqu'on se déplace dans la direction longitudinale depuis la première extrémité 15A jusqu'à la deuxième extrémité 15B. Cette densité de perforation est par exemple comprise entre 0,05 mm2 /mm et 30 mm2/mm.
La quantité et la taille des perforations peuvent être choisies pour optimiser le flux d'ammoniac, par exemple afin d'obtenir un flux pouvant aller jusqu'à 160 mg/s, et ainsi optimiser la diffusion du gaz jusqu'à la seconde extrémité 15B de l'organe de stockage 14. L'augmentation de la densité de perforation est due au fait que, grâce à la chambre 28, l'ammoniac se diffuse plus rapidement à proximité de la première extrémité 15A plutôt qu'à proximité de la deuxième extrémité 15B. En augmentant la densité de perforation à cette seconde extrémité 15B, on augmente également la diffusion d'ammoniac à proximité de cette seconde extrémité 15B. On notera que, de la même manière que l'élément de circulation 20 facilite le remplissage de la cartouche 10, il facilite également l'éjection d'ammoniac depuis cette cartouche lors de son utilisation. On a représenté sur la figure 3, une cartouche de stockage 10 selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux décrits précédemment sont désignés par des références identiques.
Conformément à ce deuxième mode de réalisation, l'élément de circulation 20 est agencé dans l'espace intérieur 18 de l'organe de stockage 14. L'élément de chauffage 26 est également agencé à l'intérieur de l'élément de circulation 20. Toutefois, contrairement au premier mode de réalisation, l'élément de circulation 20 selon le deuxième mode de réalisation présente, dans ledit plan P perpendiculaire à l'axe longitudinal X, une forme circulaire. Dans ce cas, l'élément de chauffage 26 présente, dans ce même plan P, une forme crénelée comprenant des créneaux 27A alternant circonférentiellement avec des creux 27B. Dans ce cas, chaque créneau 27A est agencé au contact de la surface intérieure 20A de l'élément de circulation 20, et chaque creux 27B délimite un conduit de circulation 22 respectif avec la surface intérieure 20A en regard.
Le fonctionnement de la cartouche de stockage 10 selon le deuxième mode de réalisation est identique à celui de la cartouche 10 selon le premier mode de réalisation, et ne sera donc pas décrit davantage. On a représenté sur la figure 4, une cartouche de stockage 10 selon un troisième exemple de mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux décrits précédemment sont désignés par des références identiques. Conformément à ce troisième mode de réalisation, l'élément de circulation 20 présente une forme générale cylindrique, et il est agencé autour de l'organe de stockage 14, coaxialement à cet organe de stockage 14, radialement entre cet organe de stockage 14 et le réservoir hermétique 12. Le conduit de circulation 22 est alors délimité radialement entre la première surface de l'élément de circulation 20, formée par la surface extérieure 20A, et une paroi interne du réservoir hermétique 12. A cet effet, l'élément de circulation 20 présente par exemple une section circulaire dans tout plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X, et comporte des entretoises 30 ménagées sur sa surface extérieure 20A et s'étendant jusqu'au réservoir hermétique 12. Ainsi, ces entretoises 30 permettent de définir le conduit de circulation 22 entre la surface extérieure 20A et le réservoir hermétique 12. Ces entretoises 30 sont alors par exemple formées par des pions, ou par des nervures s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal, lesdites nervures délimitant alors circonférentiellement des conduits de circulation 22. En variante, l'élément de circulation 20 présente par exemple une forme crénelée analogue à celle décrite en référence à la figure 2. Par ailleurs, la seconde surface de l'élément de circulation 20, formée par la surface intérieure 20B, est agencée en contact avec la paroi extérieure 14A de l'organe de stockage 14. Conformément à ce troisième mode de réalisation, l'élément de chauffage 26 présente une forme générale allongée et cylindrique, et il est agencé à l'intérieur de l'organe de stockage 14, coaxialement à cet organe de stockage 14.
On notera que l'élément de circulation 20 selon ce troisième mode de réalisation comporte des orifices traversant 24, de la même manière que décrit précédemment. On a représenté sur la figure 5, une cartouche de stockage 10 selon un quatrième exemple de mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux décrits précédemment sont désignés par des références identiques.
Conformément à ce quatrième mode de réalisation, l'élément de circulation 20 est agencé autour de l'organe de stockage 14, de la même manière que dans le troisième mode de réalisation précédemment décrit. Dans ce cas, le conduit 22 est défini entre la surface extérieure 20A et le réservoir 12, au moyen d'entretoises 30 comme dans le troisième mode de réalisation. En revanche, l'élément de chauffage 26 est à l'extérieur du réservoir hermétique 12, en contact avec ce réservoir hermétique 12. Dans ce cas, le réservoir hermétique 12 est réalisé dans un matériau conducteur de chaleur. Conformément à un cinquième mode de réalisation non représenté, l'élément de circulation 20 est agencé autour de l'organe de stockage 14, de la même manière que dans le troisième mode de réalisation précédemment décrit.
En revanche, l'élément de chauffage 26 est agencé radialement entre l'élément de circulation 20 et le réservoir 12, au contact avec la surface extérieure 20A de l'élément de circulation 20. L'élément de chauffage 26 présente alors par exemple une forme générale de demi-cylindre, présentant une section en demi-cercle dans tout plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X. Dans ce cas, l'élément de circulation présente par exemple une forme simple à section circulaire dans tout plan perpendiculaire à l'axe longitudinal X. Le conduit 22 est alors défini par l'épaisseur de l'élément de chauffage 26. La chaleur est alors transmise depuis l'élément de chauffage 26 jusqu'à l'organe de stockage 14 par l'intermédiaire de l'élément de circulation 20, qui est donc avantageusement réalisé dans un matériau présentant une bonne conductivité thermique. On notera que la cartouche de stockage selon l'invention n'est pas limité aux modes de réalisation précédemment décrits, mais pourrait présenter diverses variantes sans sortir du cadre des revendications.25
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. Cartouche (10) de stockage d'ammoniac, notamment pour système d'échappement de gaz de véhicule automobile, comportant : - un organe (14) de stockage d'ammoniac, comprenant un matériau de stockage capable d'absorber ou d'adsorber de l'ammoniac, l'organe de stockage (14) s'étendant le long d'un axe longitudinal (X), - un élément de chauffage (26), destiné à chauffer l'organe de stockage (14), et - un réservoir hermétique (12), dans lequel est logé l'organe de stockage (14), caractérisé en ce que la cartouche de stockage (10) comporte un élément tubulaire (20) de circulation d'ammoniac sous forme fluide, agencé coaxialement à l'organe de stockage (14), tel que l'élément de circulation (20) comporte : - une première surface (20A), délimitant au moins en partie, avec un élément choisi parmi l'élément de chauffage (26) et le réservoir hermétique (12), un conduit (22) de circulation de l'ammoniac fluide, - une seconde surface (20B), agencée au moins en partie en contact avec l'organe de stockage (14), - au moins un orifice (24) radialement traversant, autorisant la circulation de fluide entre le conduit de circulation (22) et l'organe de stockage (14).
- 2. Cartouche de stockage (10) selon la revendication 1, dans laquelle le réservoir hermétique (12) s'étendant dans la direction longitudinale (X) entre une première extrémité (12A), à laquelle est agencée au moins une buse (16) d'entrée et/ou de sortie d'ammoniac fluide, et une seconde extrémité (12B), le réservoir hermétique (12) comprend, à proximité de sa première extrémité (12A), une chambre (17) délimitée par le réservoir hermétique (12) et par l'organe de stockage (14), la buse (16) et le conduit de circulation (22) débouchant dans cette chambre (17).
- 3. Cartouche de stockage (10) selon la revendication 2, dans laquelle, l'élément de circulation (20) s'étendant le long de l'axe longitudinal (X) entre une première extrémité, débouchant dans ladite chambre, et une seconde extrémité, la densité de perforation des orifices augmente dans la direction longitudinale (X) depuis la première extrémité jusqu'à la seconde extrémité.
- 4. Cartouche de stockage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'élément de circulation (20) est formé par une tôle courbée pour lui donner une forme tubulaire.
- 5. Cartouche de stockage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle, l'organe de stockage (14) étant formé par un assemblaged'agglomérats dudit matériau de stockage, chaque orifice (24) de l'élément de circulation (20) présente au moins une dimension inférieure à une dimension minimale de chaque agglomérat, par exemple un diamètre inférieur à 5 mm.
- 6. Cartouche de stockage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'organe de stockage (14) comporte une pluralité de galettes, chacune formée dans ledit matériau de stockage, et chacune présentant une forme générale de révolution autour d'un axe central, les galettes étant empilées en alignant leurs axes centraux avec l'axe longitudinal (X).
- 7. Cartouche de stockage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle : - l'organe de stockage (14) présente une forme générale tubulaire le long de l'axe longitudinal (X), ladite forme tubulaire étant délimitée radialement entre une paroi extérieure (14A) et une paroi intérieure (14B), ladite paroi intérieure (14B) délimitant un espace intérieur (18), et - l'élément de circulation (20) est agencé dans ledit espace intérieur (18), sa première surface (20A) étant une surface intérieure, et sa seconde surface (20B) étant une surface extérieure agencée au moins en partie en contact avec la paroi intérieure (14B) de l'organe de stockage (14). - l'élément de chauffage (26) est agencé à l'intérieur de l'élément de circulation (20), coaxialement à cet élément de circulation (20), la surface intérieure (20A) de l'élément de circulation (20) étant agencée au moins en partie en contact avec l'élément de chauffage (26), et le conduit de circulation (22) étant délimité radialement par la surface intérieure (20A) et par l'élément de chauffage (26).
- 8. Cartouche de stockage (10) selon la revendication 7, dans lequel l'élément de circulation (20) présente, dans ledit plan (P) perpendiculaire à l'axe longitudinal (X), une forme crénelée comprenant des créneaux internes (21A) alternant circonférentiellement avec des créneaux externes (21B), tels que : - dans chaque créneau interne (21A), la surface intérieure (20A) de l'élément de circulation (20) est agencée au contact de l'élément de chauffage (26), et - dans chaque créneau externe (21 B), la surface extérieure (20B) de l'élément de circulation est agencée au contact de la paroi interne (14B) de l'organe de stockage (14), et la surface intérieure (20A) de l'élément de circulation (20) délimite un conduit de circulation (22) respectif avec l'élément de chauffage (26), - chaque orifice (24) est ménagé dans un créneau externe (21B).
- 9. Cartouche de stockage (10) selon la revendication 7, dans lequel l'élément de circulation (20) présente, dans ledit plan (P) perpendiculaire à l'axe longitudinal (X), uneforme circulaire, et l'élément de chauffage (26) présente, dans ce même plan (P), une forme crénelée comprenant des créneaux (27A) alternant circonférentiellement avec des creux (27B), tels que : - chaque créneau (27A) est agencé au contact de la surface intérieure (20A) de l'élément de circulation (20), et - chaque creux (27B) délimite un conduit de circulation (22) respectif avec la surface intérieure (20A) en regard de l'élément de circulation (20).
- 10. Cartouche de stockage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle : - l'organe de stockage (14) présente une forme générale tubulaire le long de l'axe longitudinal (X), ladite forme tubulaire présentant une paroi extérieure (14A), et - l'élément de circulation (20) est agencé autour de l'organe de stockage (14), coaxialement à cet organe de stockage (14), et radialement entre l'organe de stockage (14) et le réservoir hermétique (12), sa première surface (20A) étant une surface extérieure délimitant le conduit de circulation (22) avec le réservoir hermétique (12), et sa seconde surface (20B) étant une surface intérieure agencée au moins en partie en contact avec la paroi extérieure (14A) de l'organe de stockage (14).
- 11. Cartouche de stockage (10) selon la revendication 10, dans laquelle l'élément de chauffage (26) est agencé à l'intérieur de l'organe de stockage (14), coaxialement à cet organe de stockage (14).
- 12. Cartouche de stockage (10) selon la revendication 10, dans laquelle l'élément de chauffage (26) est agencé à l'extérieur du réservoir hermétique (12), au contact de ce réservoir hermétique (12).
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