FR2908819A1

FR2908819A1 - Storage and dispensing system for additive to be injected into exhaust gas of engine, includes non-return valves installed along supply line branches that connect two tanks to pump, in which valves are calibrated accordingly

Info

Publication number: FR2908819A1
Application number: FR0610039A
Authority: FR
Inventors: Philippe Lucien Valhy Georis; Nadja Walling
Original assignee: Inergy Automotive Systems Research SA
Current assignee: Plastic Omnium Advanced Innovation and Research SA
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2008-05-23
Anticipated expiration: 2026-11-16
Also published as: FR2908819B1

Abstract

The system includes two tanks (1,2) set parallel to each other and which stores the additive. Supply line branches (8',8'') connect the tanks to a pump (4), and are individually installed with non-return valves (10,11). The valves are calibrated such that valve along the supply line branch from the tank (1) is normally open but closes when the tank is empty, while the valve along the supply line branch from the tank (2) is normally closed but opens when the valve from the tank is closed or when the branch coming from this tank (1) is blocked.

Description

1 Système de stockage et d'injection d'un additif dans des gaz1 System for storing and injecting an additive into gases

d'échappement d'un moteur La présente invention concerne un système de stockage et d'injection d'un additif dans des gaz d'échappement d'un moteur. Avec l'entrée en vigueur en 2005 de la norme Euro IV sur les émissions à l'échappement pour les poids lourds, des dispositifs de dépollution des NOx (ou 5 oxydes d'azotes) ont dû être mis en place. Le système retenu par la plupart des constructeurs de poids lourds pour réduire les émissions de NOx à la valeur requise consiste généralement à réaliser une réaction de catalyse sélective avec des réducteurs tels que l'urée ( Urea SCR ou Réduction Catalytique Sélective utilisant l'ammoniac généré in situ 10 dans les gaz d'échappement par décomposition de l'urée). Pour ce faire, il est nécessaire d'équiper les véhicules d'un réservoir contenant une solution d'urée, ainsi que d'un dispositif pour doser la quantité d'urée à injecter dans la ligne d'échappement. Etant donné que la solution aqueuse d'urée généralement utilisée à cette fin (eutectique à 32.5 % en poids 15 d'urée) gèle à -11 C, il est nécessaire de prévoir un dispositif de chauffage pour liquéfier la solution afin de pouvoir l'injecter dans la ligne d'échappement en cas de démarrage dans des conditions de gel. Dans l'art antérieur, plusieurs systèmes ont été prévus à cet effet. Généralement, ces systèmes comprennent des dispositifs de chauffage 20 impliquant soit des éléments chauffants spécifiques et assez coûteux, soit une dérivation du circuit de refroidissement du moteur ou de la ligne de retour carburant présente sur certains moteurs (diesel avec rampe d'injection directe, commune ou common rail notamment) pour réchauffer l'additif. La demande WO 2006/064001 au nom de la demanderesse décrit un dispositif de ce 25 dernier type. En vue d'augmenter un maximum l'autonomie des véhicules, et compte tenu de l'encombrement/architecture des véhicules, il est parfois souhaité de disposer d'au moins deux réservoirs pour stocker la solution d'urée. En vue d'éviter les problèmes de gel mais d'éviter de trop grever le coût du système, il :30 serait souhaitable de ne devoir chauffer qu'un seul des deux réservoirs. 2908819 2 Des systèmes d'urée avec deux réservoirs ont déjà été proposés. Ainsi, le brevet US 5,884,475 décrit le recours à 2 réservoirs d'urée en série: un principal (de stockage) et un secondaire (de petit volume) qui est chauffé et qui sert pour le démarrage en cas de gel. Aucun dispositif spécifique pour le transfert de la solution du réservoir principal vers le réservoir secondaire n'est décrit dans ce document, la pompe principale d'alimentation en urée jouant ce rôle en aspirant à travers le réservoir secondaire. Or, si le réservoir secondaire n'est pas situé en dessous du réservoir principal, il n'est pas forcément toujours rempli de solution d'où un risque que la pompe fonctionne à vide (ce qui pourrait l'endommager) et que le système ne soit pas alimenté en additif. Une solution évidente pour résoudre ce problème serait de prévoir une pompe additionnelle entre les deux réservoirs. Une telle solution est toutefois coûteuse. La présente invention vise à résoudre ce problème en fournissant un système à urée utilisant deux réservoirs de capacité quelconque (de préférence élevée pour accroître l'autonomie du véhicule) et disposés de manière quelconque l'un par rapport à l'autre, ledit système permettant néanmoins de faire face aux problèmes de gel même en ne chauffant qu'un seul de ces réservoirs et en n'utilisant pas de pompe de transfert entre les deux réservoirs. The present invention relates to a system for storing and injecting an additive into the exhaust gas of an engine. With the entry into force in 2005 of the Euro IV standard on exhaust emissions for heavy goods vehicles, NOx (or 5 nitrogen oxide) pollution control devices had to be put in place. The system chosen by most truck manufacturers to reduce NOx emissions to the required value is usually to perform a selective catalytic reaction with reducing agents such as urea (Urea SCR or Catalytic Selective Reduction using ammonia generated in situ in the exhaust gas by decomposition of urea). To do this, it is necessary to equip the vehicles with a tank containing a solution of urea, and a device for dosing the amount of urea to be injected into the exhaust line. Since the aqueous solution of urea generally used for this purpose (eutectic at 32.5% by weight of urea) freezes at -11 ° C, it is necessary to provide a heating device to liquefy the solution in order to be able to inject into the exhaust line when starting in freezing conditions. In the prior art, several systems have been provided for this purpose. Generally, these systems comprise heating devices 20 involving either specific and relatively expensive heating elements, or a bypass of the engine cooling circuit or the fuel return line present on certain engines (diesel with direct injection rail, common or common rail in particular) to heat the additive. WO 2006/064001 in the name of the applicant describes a device of the latter type. In order to maximize the range of vehicles, and given the size / architecture of vehicles, it is sometimes desirable to have at least two tanks to store the urea solution. In order to avoid frost problems but to avoid overburdening the cost of the system, it would be desirable to heat only one of the two tanks. 2908819 2 Urea systems with two tanks have already been proposed. Thus, US Pat. No. 5,884,475 describes the use of two urea tanks in series: a main (storage) and a secondary (small volume) which is heated and which serves for starting in case of freezing. No specific device for transferring the solution from the main tank to the secondary tank is described in this document, the main urea supply pump playing this role by drawing through the secondary tank. However, if the secondary tank is not located below the main tank, it is not always always filled with solution resulting in a risk that the pump runs empty (which could damage it) and that the system not be fed with additives. An obvious solution to this problem would be to provide an additional pump between the two tanks. Such a solution is however expensive. The present invention aims to solve this problem by providing a urea system using two tanks of any capacity (preferably high to increase the range of the vehicle) and arranged in any way relative to each other, said system allowing however, to deal with frost problems even by heating only one of these tanks and not using a transfer pump between the two tanks.

Ce système permet aussi efficacement et avec des moyens peu coûteux, de vider 2 réservoirs avec une seule pompe sans risque de tourner à vide. A cet effet, la présente invention concerne un système pour le stockage et l'injection d'un additif dans des gaz d'échappement d'un moteur et comprenant deux réservoirs pour le stockage de la solution et une pompe d'alimentation de la solution de ces réservoirs vers une ligne d'injection, ces deux réservoirs étant en parallèle et reliés à la pompe chacun par une branche de ligne d'alimentation, chacune de ces branches étant munie d'un clapet anti-retour et ces deux clapets étant tarés de manière à ce que le clapet situé dans la branche issue du premier réservoir (1) soit normalement ouvert mais se ferme lorsque ce réservoir est vide, et à ce que le clapet situé dans la branche issue de l'autre réservoir (2) soit normalement fermé mais s'ouvre lorsque le clapet du réservoir (1) est fermé ou que la branche issue de ce réservoir (1) est obstruée. Un tel système permet de faire en sorte que de la solution soit prélevée par défaut dans le réservoir (1) et ne soit prélevée dans le réservoir (2) que lorsque le réservoir (1) n'est plus fonctionnel (par exemple parce que vide ou gelé). Il permet dès lors efficacement de vider les 2 réservoirs avec une seule pompe. En 2908819 3 outre, avec une telle architecture, il suffit d'équiper le réservoir (2) d'un dispositif de chauffage pour disposer d'un système efficace en cas de gel. L'additif dont il est question dans le cadre de l'invention est de préférence un agent réducteur susceptible de réduire les NOx présents dans les gaz 5 d'échappement des moteurs à combustion interne. Il s'agit avantageusement d'un précurseur d'ammoniac en solution aqueuse. L'invention donne de bons résultats avec les solutions aqueuses d'urée et en particulier, les solutions eutectiques d'urée telles que les solutions d'AdBlue dont la teneur en urée est comprise entre 31,8 % et 33,2 % en poids et qui contiennent environ 18 % 10 d'ammoniac. L'invention peut également s'appliquer aux mélanges urée/formate d'ammonium également en solution aqueuse, vendus sous la marque Denoxium et qui contiennent environ 13 % d'ammoniac. Ces derniers présentent comme avantage par rapport à l'urée, le fait de ne geler qu'à partir de -35 C (par rapport à -11 C), mais présentent comme inconvénients, des 15 problèmes de corrosion liés à la libération d'acide formique. La présente invention peut être appliquée à tout moteur à combustion interne comprenant une ligne de retour carburant, c.à.d. une ligne retournant au réservoir à carburant, le surplus de carburant non consommé par le moteur. Elle est avantageusement appliquée à des moteurs diesel et en particulier, à des 20 moteurs diesel de poids lourds. Le système selon l'invention comprend au moins deux réservoirs destinés au stockage de l'additif et au moins une ligne d'injection destinée à injecter l'additif dans les gaz d'échappement du moteur. Selon une variante préférée destinée à des systèmes susceptibles d'affronter des conditions de gel, le 25 réservoir (2) est muni d'un dispositif de chauffage. L'architecture du système selon l'invention permet alors de se passer de dispositif de chauffage sur le réservoir (1), d'où une économie. Le dispositif de chauffage peut être de tout type. De préférence, il est relié à un dispositif de régulation thermique de manière à maintenir la température de l'additif dans une plage prédéfinie. Un 30 système tel que décrit dans la demande WO 2006/064001 au nom de la demanderesse précitée (et comprenant un tronçon de retour carburant susceptible d'être by-passé) convient bien à cet effet. Alternativement, un filament chauffant intégré à un raccord permettant de raccorder la branche de la ligne d'alimentation au réservoir (2) (comme décrit dans la demande FR 06.07531 au 35 nom de la demanderesse) convient bien également. This system also makes it possible efficiently and with inexpensive means, to empty 2 tanks with a single pump without running empty. For this purpose, the present invention relates to a system for storing and injecting an additive into the exhaust gas of an engine and comprising two reservoirs for storing the solution and a feed pump for the solution. from these tanks to an injection line, these two tanks being in parallel and connected to the pump each by a supply line branch, each of these branches being provided with a non-return valve and these two valves being calibrated so that the valve in the branch from the first reservoir (1) is normally open but closes when the reservoir is empty, and that the valve located in the branch from the other reservoir (2) is normally closed but opens when the tank valve (1) is closed or the branch from this tank (1) is obstructed. Such a system makes it possible to ensure that the solution is taken by default in the tank (1) and is taken from the tank (2) only when the tank (1) is no longer functional (for example because empty or frozen). It therefore allows to efficiently empty the 2 tanks with a single pump. In addition, with such an architecture, it is sufficient to equip the tank (2) with a heating device to have an effective system in case of freezing. The additive referred to in the context of the invention is preferably a reducing agent capable of reducing the NOx present in the exhaust gases of internal combustion engines. It is advantageously an ammonia precursor in aqueous solution. The invention gives good results with aqueous solutions of urea and in particular eutectic solutions of urea such as AdBlue solutions whose urea content is between 31.8% and 33.2% by weight. and which contain about 18% ammonia. The invention can also be applied to urea / ammonium formate mixtures also in aqueous solution, sold under the trade name Denoxium and which contain about 13% of ammonia. The latter have the advantage over urea of freezing only from -35.degree. C. (relative to -11.degree. C.), but have the disadvantages of corrosion problems related to the release of formic acid. The present invention can be applied to any internal combustion engine comprising a fuel return line, i.e. a line returning to the fuel tank, the excess fuel not consumed by the engine. It is advantageously applied to diesel engines and in particular to heavy duty diesel engines. The system according to the invention comprises at least two tanks for storing the additive and at least one injection line for injecting the additive into the exhaust gas of the engine. According to a preferred variant intended for systems capable of facing frost conditions, the tank (2) is provided with a heating device. The architecture of the system according to the invention then makes it possible to dispense with the heating device on the tank (1), hence a saving. The heater may be of any type. Preferably, it is connected to a thermal control device so as to maintain the temperature of the additive in a predefined range. A system as described in WO 2006/064001 in the name of the aforementioned applicant (and including a fuel return section capable of being bypassed) is well suited for this purpose. Alternatively, a heating filament integrated into a connector for connecting the branch of the supply line to the tank (2) (as described in the application FR 06.07531 in the name of the applicant) is also suitable.

2908819 4 Les réservoirs de stockage de l'additif peuvent être situés n'importe où sur le véhicule, en fonction de la place disponible. Toutefois, selon une variante avantageuse, le réservoir (2) est à un niveau supérieur à celui du réservoir (1) et il comprend une ouverture ou une tubulure de remplissage ainsi qu'une ligne de 5 trop plein débouchant dans le réservoir (1) et d'emplacement et de géométrie appropriées pour que le réservoir (1) puisse se remplir par débordement du réservoir (2). Une telle variante permet de simplifier le remplissage en le réduisant à une seule opération. Le système selon l'invention utilise deux clapets anti-retour : un sur 10 chaque branche. Le clapet situé sur la branche du réservoir (1) est avantageusement un clapet à flotteur qui ouvre sa branche correspondante tant qu'il y a de l'additif dans le réservoir (1), et la ferme lorsque le réservoir (1) est vide. Ce flotteur est avantageusement assisté d'un ressort en vue d'assurer une bonne étanchéité.The storage tanks for the additive may be located anywhere on the vehicle, depending on the space available. However, according to an advantageous variant, the reservoir (2) is at a level higher than that of the reservoir (1) and it comprises an opening or a filler neck as well as a line of overflow opening into the reservoir (1) and location and geometry appropriate for the tank (1) can fill by overflow of the tank (2). Such a variant simplifies filling by reducing it to a single operation. The system according to the invention uses two nonreturn valves: one on each branch. The valve located on the branch of the tank (1) is advantageously a float valve which opens its corresponding branch as long as there is additive in the tank (1), and closes when the tank (1) is empty . This float is advantageously assisted by a spring to ensure a good seal.

15 Le système selon l'invention comprend également une pompe permettant d'amener l'additif des réservoirs vers la ligne d'injection et étant pour ce faire reliée à ces réservoirs par une ligne d'alimentation. Selon l'invention, cette ligne d'alimentation comprend deux branches, chacune d'elles reliant la pompe à un des réservoirs. Ces deux branches peuvent déboucher dans un tronçon de ligne 20 commun les reliant à la pompe. Alternativement, ces deux branches peuvent directement piquer sur la pompe. La variante selon laquelle les deux branches sont reliées à la pompe par un tronçon commun est préférée car elle permet d'économiser des longueurs de tuyauterie. Dans cette variante, le tronçon commun a de préférence une longueur et un 25 emplacement évitant le gel de l'additif en cas de températures négatives. Alternativement ou en outre, ce tronçon peut être muni d'un dispositif de chauffage (on peut par exemple prévoir un filament chauffant ou une dérivation de la ligne de retour carburant ou de liquide de refroidissement du moteur, entourant ou étant à proximité du tronçon). Dans le même ordre d'idée, 30 la branche de la ligne d'alimentation débouchant dans le réservoir (2) est de préférence au moins partiellement située à l'intérieur dudit réservoir. Dans une variante qui est préférée, la jonction entre les branches et le tronçon commun est faite par un raccord substantiellement en forme de T de préférence situé au moins partiellement à l'intérieur de réservoir (2). De manière 35 tout particulièrement préférée, ce raccord est situé entièrement à l'intérieur du réservoir (2) de manière à pouvoir être chauffé également en cas de gel.The system according to the invention also comprises a pump for bringing the additive tanks to the injection line and being connected to these tanks by a supply line. According to the invention, this feed line comprises two branches, each of them connecting the pump to one of the tanks. These two branches can lead into a common line section 20 connecting them to the pump. Alternatively, these two branches can directly stitch on the pump. The variant in which the two branches are connected to the pump by a common section is preferred because it saves lengths of piping. In this variant, the common section preferably has a length and a location avoiding freezing of the additive in case of negative temperatures. Alternatively or additionally, this section may be provided with a heating device (for example, it is possible to provide a heating filament or a bypass of the fuel return line or of the engine coolant, surrounding or being close to the section) . In the same vein, the branch of the feed line opening into the tank (2) is preferably at least partially located within said tank. In a variant which is preferred, the junction between the branches and the common section is made by a substantially T-shaped connection preferably located at least partially inside the tank (2). In a particularly preferred manner, this connection is located entirely inside the tank (2) so that it can also be heated in case of freezing.

2908819 5 Le système selon l'invention est généralement également équipé d'un injecteur permettant l'injection de l'additif dans les gaz d'échappement. Cet injecteur peut être de tout type connu. Il peut soit être un injecteur dit actif c.à.d. incluant la fonction de dosage, soit un injecteur dit passif alors couplé à 5 un dispositif additionnel de dosage tel qu'une vanne doseuse par exemple. Il s'agit avantageusement d'un injecteur passif et en particulier, d'un gicleur ou pulvérisateur permettant d'obtenir des gouttes de solution d'un diamètre compris entre 5 et 100 m. Un tel gicleur est avantageusement muni d'un orifice de diamètre de l'ordre de 150 m û 250 m. Cet orifice est de préférence alimenté 10 par un système de fins canaux (3 û 4) produisant un phénomène de swirl (vortex) de la solution en amont du gicleur. Le colmatage pourrait être évité par la purge qui élimine les dernières gouttelettes d'urée ; il n'y a donc pas de cristallisation par évaporation. Dans cette variante de l'invention, le dosage de la quantité de solution est de 15 préférence réalisé par régulation de la durée et de la fréquence d'ouverture de la vanne doseuse. Cette vanne peut être une vanne piézoélectrique ou solénoïde dont la régulation peut être électronique. Le plus souvent, le système selon l'invention comprend un calculateur relié à l'injecteur et permettant d'injecter dans les gaz d'échappement, la quantité 20 d'additif requise (notamment en fonction des paramètres suivants : taux d'émission et de conversion des NOx; température et pression; vitesse et charge du moteur... et éventuellement, de la qualité (état de vieillissement) de la solution). Dans certains cas, tout le flux d'additif pourvu par la pompe n'est pas 25 injecté dans les gaz d'échappement et la partie non injectée doit alors être recirculée. Un tel flux excédentaire peut servir à refroidir certains types d'injecteurs actifs (tels que celui décrit dans la demande US 5,976,475 par exemple). Il peut également être nécessaire à une régulation précise du dosage comme dans le système décrit dans la demande FR 06.06425 au nom de la 30 demanderesse et impliquant le recours à une vanne doseuse et à un régulateur de pression. La quantité d'additif non consommée, le cas échéant, n'est de préférence pas injectée dans le réservoir (2), surtout si celui-ci n'est pas équipé d'une ligne de trop plein vers le réservoir (1). Et même s'il en était équipé, le risque existe 35 que cette ligne soit gelée alors que le réservoir (1) ne l'est pas encore (dû à sa plus grande inertie thermique), d'où un risque de sur remplissage et d'explosion 2908819 6 au niveau du réservoir (2) et/ou de ladite ligne. Pour pallier à ce risque, on peut prévoir un dispositif de chauffage sue ladite ligne, mais ceci est coûteux. Dès lors, cette quantité est de préférence injectée dans le réservoir (1), dans sa branche vers la pompe et/ou dans le tronçon commun entre les 2 branches, le cas 5 échéant. Dans la variante impliquant un raccord en T décrite précédemment, le retour d'additif peut être injecté au niveau dudit T , celui-ci pouvant être chauffé notamment si le réservoir (2) l'est. Dans le cas d'un retour au niveau du réservoir (1) ou de sa branche, qui 10 est cependant souhaitable de par l'architecture du système selon l'invention, des problèmes peuvent survenir si ces éléments sont gelés. Dès lors, on peut prévoir deux lignes de retour : une utilisée par défaut (hors gel) et allant vers le réservoir (1) ou vers sa branche, et l'autre utilisée en cas d'obstruction de la 1ère (en cas de gel) et allant soit vers le T , soit vers le tronçon commun. Cette 15 dernière est avantageusement munie d'un clapet normalement fermé mais s'ouvrant lorsque la première ligne est obstruée (en cas de gel). Dans le cas décrit précédemment où l'excédent d'additif sert à refroidir un injecteur, il est forcément chaud. Dès lors, pour éviter les risques de surchauffe au niveau de la pompe (surtout si l'additif est injecté au niveau du T ou du 20 tronçon commun), il est avantageux de refroidir la ou les ligne(s) de retour, par exemple par conductivité (en faisant en sorte que le chemin parcouru par ce retour soit suffisamment long, par exemple en les pourvoyant d'au moins une partie en forme de serpentin éventuellement immergée dans le ou le(s) réservoir(s)).The system according to the invention is generally also equipped with an injector for injecting the additive into the exhaust gas. This injector can be of any known type. It can either be a so-called active injector ie including the metering function, a so-called passive injector then coupled to an additional metering device such as a metering valve for example. It is advantageously a passive injector and in particular a nozzle or sprayer to obtain drops of solution with a diameter of between 5 and 100 m. Such a nozzle is advantageously provided with a diameter orifice of the order of 150 m to 250 m. This orifice is preferably fed by a system of fine channels (3-4) producing a swirl phenomenon (vortex) of the solution upstream of the nozzle. Clogging could be avoided by purging which eliminates the last droplets of urea; there is therefore no crystallization by evaporation. In this variant of the invention, the dosage of the amount of solution is preferably achieved by regulating the duration and the opening frequency of the metering valve. This valve can be a piezoelectric or solenoid valve whose regulation can be electronic. Most often, the system according to the invention comprises a calculator connected to the injector and making it possible to inject into the exhaust gases the quantity of additive required (in particular as a function of the following parameters: emission and NOx conversion, temperature and pressure, engine speed and load ... and possibly the quality (aging condition) of the solution). In some cases, the entire additive stream provided by the pump is not injected into the exhaust gas and the uninjected portion must then be recirculated. Such excess flow can be used to cool certain types of active injectors (such as that described in US application 5,976,475 for example). It may also be necessary to precisely control the dosage as in the system described in FR 06.06425 in the name of the applicant and involving the use of a metering valve and a pressure regulator. The quantity of unused additive, if any, is preferably not injected into the tank (2), especially if it is not equipped with a line of overflow to the tank (1). And even if equipped, the risk is that this line is frozen while the tank (1) is not yet (due to its greater thermal inertia), hence a risk of overfilling and 2908819 6 at the reservoir (2) and / or said line. To mitigate this risk, it is possible to provide a heating device on said line, but this is expensive. Therefore, this quantity is preferably injected into the reservoir (1), in its branch towards the pump and / or in the common section between the two branches, where appropriate. In the variant involving a T-fitting described above, the additive return can be injected at said T, which can be heated especially if the tank (2) is. In the case of a return to the reservoir (1) or its branch, which is however desirable from the architecture of the system according to the invention, problems may arise if these elements are frozen. Therefore, we can provide two return lines: one used by default (frost free) and going to the tank (1) or to its branch, and the other used in case of obstruction of the 1st (in case of frost ) and going either to the T, or to the common section. This last is advantageously provided with a valve normally closed but opening when the first line is obstructed (in case of frost). In the case described above where the excess additive is used to cool an injector, it is necessarily hot. Therefore, to avoid the risk of overheating at the pump (especially if the additive is injected at the T or the common section), it is advantageous to cool the return line (s), for example by conductivity (by ensuring that the path traveled by this return is sufficiently long, for example by providing at least a serpentine-shaped portion possibly immersed in the (s) tank (s)).

25 Enfin, une dernière variante de système selon l'invention vise à faire en sorte que le réservoir (2) puisse être remplie à partir du réservoir (1) lorsque le réservoir (2) est vide et que le réservoir (1) est encore rempli (ce qui peut arriver en cas de gel prolongé). Ce problème est résolu un prévoyant une vanne 3 voie sur la branche d'alimentation issue du réservoir (1) reliée au côté aval la pompe 30 par une ligne additionnelle. Ceci permet d'effectuer le transfert en faisant tourner la pompe à l'envers. La présente invention est illustrée de manière non limitative par la figure 1. Celle-ci représente une variante de système selon l'invention destinée à injecter une solution d'urée dans les gaz d'échappement d'un véhicule à diesel.Finally, a last variant of the system according to the invention aims to ensure that the tank (2) can be filled from the tank (1) when the tank (2) is empty and the tank (1) is still filled (which can happen in case of prolonged frost). This problem is solved by providing a 3-way valve on the supply branch from the tank (1) connected to the downstream side the pump 30 by an additional line. This allows the transfer by turning the pump upside down. The present invention is illustrated in a nonlimiting manner in Figure 1. This represents an alternative system according to the invention for injecting a solution of urea in the exhaust gas of a diesel vehicle.

35 Ce système comprend deux réservoirs (1, 2) remplis d'urée via une ouverture de remplissage dans le réservoir (2) obturée par un bouchon (2') et via 2908819 7 une ligne de trop plein (3) qui permet (par débordement) de remplir le réservoir (1) lorsque le réservoir (2) est rempli. Le réservoir (2) est muni d'un dispositif de chauffage (non représenté) mais pas le réservoir (1). Il comprend également une pompe (4) et un injecteur (5) qui est de type 5 actif (effectue le dosage de la quantité d'urée) et recircule la quantité de solution non consommée normalement vers le réservoir (1) via une ligne de retour (6) munie d'un clapet anti-retour (7) (évitant à le transfert direct de solution du réservoir vers l'injecteur). Lorsque le réservoir (1) est gelé, la recirculation a lieu via la ligne (6') munie d'un clapet (7') normalement fermé mais taré de 10 manière à s'ouvrir lorsque la ligne (6) est bloquée. Les réservoirs (1) et (2) sont reliés à la pompe (4) par un tronçon commun de ligne d'alimentation (8) muni d'un dispositif de chauffage (non représenté) et par deux branches (8', 8") reliées au tronçon (8) par un raccord en forme de T . Ces branches sont munies de clapets anti-retour (10, 11) tarés de manière 15 àceque: û le clapet (10) soit ouvert dès qu'il y a de l'urée dans le réservoir (1) (et ce grâce à un flotteur assisté d'un ressort) et fermé dans le cas contraire û le clapet (11) soit normalement fermé et ne s'ouvre que si la pompe est en marche et que le clapet (10) est fermé ou la branche (8') obstruée.This system comprises two tanks (1, 2) filled with urea via a filling opening in the tank (2) closed by a plug (2 ') and via a line of overflow (3) which allows (by overflow) to fill the tank (1) when the tank (2) is filled. The tank (2) is provided with a heater (not shown) but not the tank (1). It also comprises a pump (4) and an injector (5) which is of the active type (performs the dosage of the amount of urea) and recirculates the amount of solution not normally consumed to the reservoir (1) via a line of return (6) provided with a non-return valve (7) (avoiding the direct transfer of solution from the reservoir to the injector). When the tank (1) is frozen, the recirculation takes place via the line (6 ') provided with a valve (7') normally closed but tared so as to open when the line (6) is blocked. The tanks (1) and (2) are connected to the pump (4) by a common section of supply line (8) provided with a heating device (not shown) and by two branches (8 ', 8 " ) connected to the section (8) by a T-shaped connection These branches are provided with nonreturn valves (10, 11) calibrated so that: the valve (10) is open as soon as there is urea in the tank (1) (and thanks to a float assisted by a spring) and closed otherwise the valve (11) is normally closed and opens only if the pump is running and that the valve (10) is closed or the branch (8 ') obstructed.

20 Le système illustré comprend également une vanne 3 voies (12) disposée sur la branche (8') et reliée du côté aval de la pompe (4). Une fois les réservoirs (1, 2) remplis et la pompe (4) mise en route, le système fonctionne comme suit : En temps normaux (hors gel), la pompe (4) va aspirer de la solution d'urée 25 dans le réservoir (1) via la branche (8'), le T (9) et le tronçon (8) et va alimenter cette solution à l'injecteur (5) qui va injecter dans les gaz d'échappement, la quantité de solution requise et recirculer vers le réservoir (1), via la ligne (6), la quantité non consommée. Dès que le réservoir (1) est vide, le clapet (10) se ferme et le clapet (11) s'ouvre alors, permettant à la pompe (4) 30 d'aspirer de la solution d'urée dans le réservoir (2) via la branche (8"), le T (9) et le tronçon (8) pour alimenter cette solution à l'injecteur (5). En cas de gel, le dispositif de chauffage du réservoir (2) se met en marche et si/lorsque le réservoir (1) et/ou la branche (8') sont gelés, le clapet (11) va s'ouvrir et la pompe (4) va aspirer de la solution dans le réservoir (2).The illustrated system also comprises a 3-way valve (12) disposed on the branch (8 ') and connected to the downstream side of the pump (4). Once the tanks (1, 2) are filled and the pump (4) is started, the system operates as follows: In normal time (excluding frost), the pump (4) will suck urea solution 25 into the tank (1) via the branch (8 '), the T (9) and the section (8) and will supply this solution to the injector (5) which will inject into the exhaust gas, the required amount of solution and recirculate to the tank (1), via the line (6), the amount not consumed. As soon as the reservoir (1) is empty, the valve (10) closes and the valve (11) then opens, allowing the pump (4) 30 to suck urea solution into the reservoir (2). ) via the branch (8 "), the T (9) and the section (8) to feed this solution to the injector (5) In case of frost, the tank heater (2) starts up and if / when the reservoir (1) and / or the branch (8 ') are frozen, the valve (11) will open and the pump (4) will suck the solution into the reservoir (2).

35 L'injecteur (5) quant à lui ne peut recirculer de la solution non consommée vers le réservoir (1) puisque celui-ci est gelé mais le clapet (7') ayant alors ouvert la 2908819 8 ligne (6') (puisque la ligne (6) est alors bloquée), il peut la recirculer vers le T . Le fait que la ligne de trop plein (3) du réservoir (2) puisse être gelée également n'est pas gênant puisque cette ligne pique sur le T et n'aboutit pas directement dans le réservoir (2).The injector (5) meanwhile can not recirculate the non-consumed solution to the reservoir (1) since it is frozen but the valve (7 ') having then opened the line (6') (since the line (6) is then blocked), it can recirculate it to the T. The fact that the overflow line (3) of the tank (2) can be frozen also is not a problem since this line stakes on the T and does not lead directly into the tank (2).

5 En cas de gel prolongé, si toute la solution présente dans le réservoir (2) est consommée mais qu'il en reste encore dans le réservoir 1, une unité de commande (non illustrée) fait basculer la vanne 3 voies (12) dans la position illustrée et fait tourner la pompe (4) à l'envers de manière a remplir le réservoir (2) avec de la solution du réservoir selon les flèches indiquées. En 10 dehors de cette situation, la vanne 3 voies (12) est tournée de 90 par rapport à la position illustrée et ce de manière à dégager (ouvrir) la branche (8').In case of prolonged frost, if all the solution present in the tank (2) is consumed but still remains in the tank 1, a control unit (not shown) switches the 3-way valve (12) into the illustrated position and turn the pump (4) upside down so as to fill the tank (2) with tank solution according to the arrows indicated. Out of this situation, the 3-way valve (12) is rotated 90 relative to the illustrated position and so as to disengage (open) the limb (8 ').

Claims

1 - System for the storage and injection of an additive in the exhaust gas of an engine and comprising two tanks for storing the solution and a pump supplying the solution of these tanks to a line of injection, these two tanks being in parallel and connected to the pump each by a supply line branch, each of these branches being provided with a non-return valve and these two valves being calibrated so that the valve located in the branch coming from the first tank (1) is normally open but closes when this tank is empty, and that the valve located in the branch coming from the other tank (2) is normally closed but opens when the tank valve (1) is closed or the branch coming from this tank (1) is obstructed.

2 - System according to the preceding claim, characterized in that the additive is an aqueous solution of urea.

3 - System according to any one of the preceding claims, characterized in that the reservoir (2) is provided with a heating device.

4. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the reservoir (2) is at a level higher than that of the reservoir (1); in that it comprises an opening or a filling pipe and a line of overflow opening into the tank (1) and of suitable location and geometry so that the tank (1) can fill by overflow of the tank (2).

5 - System according to any one of the preceding claims, characterized in that the valve located on the branch of the reservoir (1) is a valve 25 comprising a float assisted by a spring.

6. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the two branches of the supply line open into a common section connecting them to the pump and being provided with a heating device. 7. System according to the preceding claim, characterized in that the junction between the branches and the common section is made by a substantially T-shaped connection 2908819 -10 located entirely inside the tank (2). 8. System according to the preceding claim, characterized in that an excess flow of additive provided by the pump and not injected into the exhaust gas is injected into the T-fitting by a return line. 9 ù System according to the preceding claim, characterized in that it comprises a second return line, used by default (frost free) and going to the tank (1) or to its branch, that to the T being provided with a valve normally closed but opening when the first line is obstructed (in case of frost). 10 - System according to claim 8 or 9, characterized in that the return line (s) have at least one portion cooled by conductivity. 11. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the supply branch coming from the tank (1) comprises a 3-way valve connected to the downstream side of the pump and in that the pump is capable of turning backwards.