FR2986824A1

FR2986824A1 - Device for introducing e.g. urea based product into exhaust line of diesel engine of car, has expansion chamber whose duct is connected to partially vaporized additive product sprayer placed on exhaust line by dosing valve

Info

Publication number: FR2986824A1
Application number: FR1251213A
Authority: FR
Inventors: Nicolas Leblanc
Original assignee: MGI Coutier SA
Current assignee: Akwel SA
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2013-08-16
Anticipated expiration: 2032-02-09
Also published as: FR2986824B1

Abstract

The device (1) has a storage tank (4) to store an additive product in a liquid state, and a controlled pressurizing unit formed of thermally insulated intermediate chamber (6), pressure valve (7) and boost pump pressurizing liquid additive product in the tank. An expansion chamber (8) is supplied with the additive product by the pressurizing unit. The chamber is designed to pressurize and vaporize the product by thermal application. A duct (12) of the expansion chamber is connected to a sprayer (5) of partially vaporized additive product placed on an exhaust line (2) by a dosing valve.

Description

La présente invention concerne, de façon générale, le domaine de la dépollution en relation avec les véhicules automobiles à moteur thermique, en particulier à moteur diesel. Plus particulièrement, cette invention se rapporte à un dispositif d'introduction d'un produit additif à l'origine liquide, en particulier un produit à fonction réductrice, dans une ligne de traitement telle que la ligne d'échappement d'un véhicule automobile équipé d'un moteur thermique. La technologie utilisée pour la dépollution des oxydes d'azote NOx, sur des véhicules à moteur thermique tel que moteur diesel, nécessite d'avoir un dispositif de mise sous pression d'un produit additif, typiquement à une pression comprise entre 5 et 20 bars, afin d'en permettre la pulvérisation dans une ligne de traitement, plus particulièrement dans la ligne d'échappement du véhicule concerné. L'additif utilisé est en particulier un produit à base d'urée, mélangée à de l'eau. De manière généralement connue, pour réaliser l'introduction d'un tel produit additif dans une ligne de traitement, il est prévu un dispositif qui comprend un réservoir d'additif relié, par un conduit d'additif, à au moins un injecteur ou pulvérisateur d'additif placé sur la ligne de traitement, des moyens de pompage et de mise en pression de l'additif étant placés sur le conduit d'additif entre le réservoir d'additif et le pulvérisateur d'additif. The present invention relates, in a general manner, to the field of depollution in relation to motor vehicles with a heat engine, in particular with a diesel engine. More particularly, this invention relates to a device for introducing an additive product with a liquid origin, in particular a product with a reducing function, into a treatment line such as the exhaust line of a motor vehicle equipped with of a heat engine. The technology used for the depollution of nitrogen oxides NOx, on vehicles with a heat engine such as a diesel engine, requires having a device for pressurizing an additive product, typically at a pressure of between 5 and 20 bars. , in order to allow spraying in a treatment line, more particularly in the exhaust line of the vehicle concerned. The additive used is in particular a product based on urea, mixed with water. In a generally known manner, to effect the introduction of such an additive product into a treatment line, there is provided a device which comprises an additive reservoir connected by an additive conduit to at least one injector or sprayer additive placed on the treatment line, means for pumping and pressurizing the additive being placed on the additive line between the additive tank and the additive sprayer.

Diverses techniques sont connues pour stocker le produit additif et pour le diriger vers un injecteur qui le pulvérise dans la ligne de traitement. Le document de brevet FR 2 879 239 décrit un dispositif dans lequel la mise sous pression de l'additif, constitué par une solution aqueuse d'urée, est réalisée par une pompe qui prélève l'additif dans un réservoir de stockage de cet additif, et qui envoie directement l'additif dans une ligne d'injection menant à l'injecteur, une ligne de retour ramenant vers le réservoir le surplus d'additif, non consommé par l'injecteur. Dans une telle conception, la pompe fonctionne dès la mise en marche du moteur thermique du véhicule et de façon permanente. Cette pompe doit donc être conçue pour fonctionner durant toute la durée de vie du véhicule, soit un fonctionnement, à titre d'indication, représentant une distance totale parcourue d'environ 240000 kilomètres. Ainsi la pompe doit être réalisée avec des composants particulièrement robustes et coûteux pour résister aux contraintes thermiques et mécaniques d'un fonctionnement permanent, et pour résister aussi à la corrosion par le produit additif utilisé. Various techniques are known for storing the additive product and for directing it to an injector which sprays it into the treatment line. Patent document FR 2 879 239 describes a device in which the pressurization of the additive, consisting of an aqueous solution of urea, is carried out by a pump which takes the additive from a storage tank of this additive, and which directly sends the additive into an injection line leading to the injector, a return line bringing back to the reservoir the surplus of additive, not consumed by the injector. In such a design, the pump operates from the start of the engine of the vehicle and permanently. This pump must therefore be designed to operate throughout the life of the vehicle, an operation, as an indication, representing a total distance of approximately 240000 kilometers. Thus the pump must be made with particularly robust and expensive components to withstand the thermal and mechanical stresses of a permanent operation, and to also resist corrosion by the additive product used.

Selon une autre solution connue, décrite dans le document de brevet FR 2 870 172 ou son équivalent le document de brevet WO 2005/113279, l'additif est stocké dans un réservoir en forme de poche souple contenue dans une cartouche rigide et pouvant être mise sous pression par un ressort de compression. Dans ce cas, la pompe peut être supprimée, mais la pression de l'additif en amont de l'injecteur est proportionnelle à l'effort du ressort et inversement proportionnelle à la surface de la poche en contact avec une plaque sur laquelle s'appuie le ressort. En pratique, le volume d'additif à stocker dans la poche étant relativement important, typiquement compris entre 15 et 20 litres, cela nécessite une surface de poche relativement importante, de l'ordre de plusieurs dizaines de cm2, et des efforts de ressort très importants, pouvant atteindre plusieurs centaines de daN si on souhaite obtenir une pression d'injection élevée, typiquement comprise entre 5 et 10 bars. Compte tenu des contraintes d'encombrement disponible sur les véhicules, un ressort pouvant satisfaire toutes ces exigences n'existe certainement pas, et une telle solution «sans pompe» n'est pas réaliste. Dans une variante prévue par le document de brevet précité FR 2 870 172, la poche souple est mise sous pression par une pompe intégrée au véhicule et possédant une autre fonction principale, telle que la fonction d'alimentation du moteur en carburant. Dans ce cas, la poche doit déjà être compatible vis-à-vis des deux fluides avec lesquels elle est en contact par ses faces interne et externe, et aussi vis-à-vis des températures respectives de ces deux fluides. Une autre solution, connue par le document de brevet EP 0953739, prévoit l'utilisation d'une pompe qui, à partir d'un réservoir d'additif, remplit un accumulateur en mettant l'additif en pression. A partir de l'accumulateur, l'additif est envoyé sous une pression appropriée vers l'injecteur. Cette conception permet d'avoir une pompe à fonctionnement intermittent, actionnée cycliquement pour aspirer l'additif dans le réservoir et pour remplir à nouveau l'accumulateur. Toutefois, l'utilisation d'un accumulateur mécanique, sollicité fréquemment du fait d'un faible volume de liquide stocké résultant lui-même du manque de place dans un véhicule et de l'encombrement du ressort prévu pour l'obtention d'une pression suffisante pour une pulvérisation du liquide, pose un problème de fatigue dudit ressort dans un temps correspondant à la durée de vie d'un véhicule. La suppression de tout composant mécanique pour la mise sous pression de l'additif permettrait d'obtenir un fonctionnement durable. 2 986 824 3 Ainsi, d'une manière générale, le principe d'injection d'un produit additif à l'état liquide crée des problèmes de transfert du liquide au travers des moyens de mise en pression mécaniques et de maintien de la pression, provoquant un vieillissement prématuré par exemple du ressort d'un 5 accumulateur ou bien d'une pompe fonctionnant en permanence. Les réalisations utilisant ce principe sont aussi bruyantes en fonctionnement, d'autant plus que le dispositif est habituellement proche de l'habitacle du véhicule. Un autre principe connu consiste à vaporiser l'additif liquide, en un 10 point situé en amont de la zone de pulvérisation dans la ligne d'échappement. Ainsi, le document de brevet WO 2009/141051 (ou son équivalent US 2009/301070) prévoit une chambre de vaporisation, placée juste en amont d'une buse de pulvérisation, dans la ligne d'échappement, de l'additif gazéifié. La chambre de vaporisation renferme des éléments chauffants électriques par 15 lesquels l'additif, à l'origine liquide, est chauffé et vaporisé. Toutefois, cette chambre reste ouverte et fait ainsi communiquer en permanence son entrée avec sa sortie, sans qu'aucune « gestion » de son ouverture ou de sa fermeture soit d'une quelconque manière organisée. Ainsi, la chambre de vaporisation reste une simple zone de réchauffage d'un liquide qui traverse 20 cette chambre tout en restant à la pression d'un circuit ouvert. De plus, l'ajout d'une telle chambre dans un circuit de transfert de produit additif crée une perte de charge du fluide entrant, et cela peut provoquer un dépôt de liquide sur les parois de la chambre qui, étant plus froide que les éléments chauffants, crée une condensation puis un dépôt de sel. 25 On pourrait encore envisager l'injection d'un réducteur intrinsèquement gazeux, constitué d'un gaz d'ammoniaque, pour l'élimination des oxydes d'azote NOx au sein de la ligne d'échappement. Ceci pose toutefois un problème de stockage, nécessitant la compression d'une grande quantité de gaz dans une chambre de stockage devant être elle-même logée 30 dans un encombrement imparti. Le gaz doit être mis sous pression puis détendu à pression maîtrisée, pour ne pas détériorer le circuit de transfert et de diffusion précédant le catalyseur de traitement. L'utilisation d'une chambre sous forte pression crée un risque de déflagration suite à un choc du véhicule, de même l'excès de chaleur à proximité, notamment dû à un incendie, met en 35 danger les personnes environnantes. Un gaz sous pression élevée permanente présente aussi un risque important de fuite. According to another known solution, described in patent document FR 2,870,172 or its equivalent, the patent document WO 2005/113279, the additive is stored in a reservoir in the form of a flexible bag contained in a rigid cartridge and can be placed under pressure by a compression spring. In this case, the pump can be removed, but the pressure of the additive upstream of the injector is proportional to the spring force and inversely proportional to the surface of the pocket in contact with a plate on which relies the spring. In practice, the volume of additive to be stored in the bag being relatively large, typically between 15 and 20 liters, this requires a relatively large pocket area, of the order of several tens of cm 2, and very high spring forces. important, up to several hundreds of daN if it is desired to obtain a high injection pressure, typically between 5 and 10 bar. Given the constraints of space available on vehicles, a spring that can meet all these requirements certainly does not exist, and such a solution "without pump" is not realistic. In a variant provided by the aforementioned patent document FR 2 870 172, the flexible pouch is pressurized by a pump integrated in the vehicle and having another main function, such as the function of supplying the engine with fuel. In this case, the bag must already be compatible vis-à-vis the two fluids with which it is in contact by its inner and outer faces, and also vis-à-vis the respective temperatures of these two fluids. Another solution, known from patent document EP 0953739, provides for the use of a pump which, from an additive tank, fills an accumulator by putting the additive under pressure. From the accumulator, the additive is sent under an appropriate pressure to the injector. This design makes it possible to have an intermittently operated pump, cyclically actuated to suck the additive into the tank and refill the accumulator. However, the use of a mechanical accumulator, frequently requested because of a small volume of stored liquid itself resulting from the lack of space in a vehicle and the size of the spring provided for obtaining pressure sufficient for spraying the liquid, poses a fatigue problem of said spring in a time corresponding to the life of a vehicle. The removal of any mechanical component for the pressurization of the additive would achieve a sustainable operation. Thus, in general, the principle of injecting an additive product in the liquid state creates problems of transfer of the liquid through the means of pressurizing the mechanical pressure and maintaining the pressure, causing premature aging, for example the spring of an accumulator or a pump operating permanently. Achievements using this principle are also noisy in operation, especially since the device is usually close to the passenger compartment of the vehicle. Another known principle is to vaporise the liquid additive at a point upstream of the spray zone in the exhaust line. Thus, the patent document WO 2009/141051 (or its equivalent US 2009/301070) provides a vaporization chamber, placed just upstream of a spray nozzle, in the exhaust line of the gasified additive. The vaporization chamber contains electric heating elements whereby the additive, originally liquid, is heated and vaporized. However, this room remains open and thus make permanently communicate its entrance with its output, without any "management" of its opening or closing is in any way organized. Thus, the vaporization chamber remains a simple zone for reheating a liquid which passes through this chamber while remaining at the pressure of an open circuit. In addition, the addition of such a chamber in an additive product transfer circuit creates a pressure drop of the incoming fluid, and this can cause a liquid deposit on the walls of the chamber which, being colder than the elements heated, creates a condensation then a deposit of salt. It is also possible to envisage the injection of an inherently gaseous reductant consisting of an ammonia gas for the removal of NOx nitrogen oxides within the exhaust line. This, however, poses a storage problem, requiring the compression of a large amount of gas in a storage chamber which must itself be housed in an allotted space. The gas must be pressurized and then depressurized under controlled pressure so as not to damage the transfer and diffusion circuit preceding the treatment catalyst. The use of a chamber under high pressure creates a risk of explosion due to a shock of the vehicle, and too much heat nearby, especially due to a fire, endangers the surrounding people. Permanent high pressure gas also presents a significant risk of leakage.

La présente invention vise à éviter les inconvénients précédememnt exposés, et elle a ainsi pour but de fournir un dispositif permettant la pulvérisation d'un additif à l'état gazeux, sans nécessiter un stockage d'une quantité importante de gaz et sans souffrir des inconvénients d'une chambre de vaporisation telle que connue actuellement. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'introduction d'un produit additif à l'origine liquide, en particulier un produit à fonction réductrice, dans une ligne de traitement telle que la ligne d'échappement d'un véhicule automobile équipé d'un moteur thermique, le dispositif étant essentiellement caractérisé par le fait qu'il comprend, d'amont en aval dans le sens de transfert du produit additif : - au moins un réservoir de stockage de produit additif à l'état liquide, - des moyens de puisage contrôlé du produit additif liquide dans le réservoir de stockage, - au moins une chambre d'expansion, alimentée en produit additif liquide par les moyens de puisage, et conçue pour la mise en pression et la vaporisation du produit additif par apport thermique, - une sortie de la chambre d'expansion, reliée de préférence par l'intermédiaire de moyens de dosage à au moins un pulvérisateur de produit additif au moins partiellement vaporisé, placé sur la ligne de traitement. Ainsi, l'invention fournit un dispositif qui permet de distribuer le 25 produit additif dans la ligne de traitement, en lui faisant subir de façon contrôlée un changement d'état partiel ou complet, le faisant passer de l'état liquide à l'état gazeux, par échauffement dans une chambre fermée. Dans une forme de réalisation de l'invention, les moyens de puisage contrôlé du produit additif liquide dans le réservoir de stockage 30 comprennent une vanne de puisage, située à l'entrée de la chambre d'expansion. Une chambre intermédiaire, de préférence isolée thermiquement, peut être placée entre le réservoir de stockage et la vanne de puisage. Une réserve de produit additif peut ainsi être prélevée du réservoir, notamment par 35 gravité, avant d'être admise dans la chambre d'expansion. L'isolation thermique de la chambre intermédiaire évite une vaporisation prématurée du produit additif. En variante, en particulier dans le cas où la chambre d'expansion ne peut être remplie en produit additif par simple gravité, les moyens de puisage contrôlé du produit additif liquide dans le réservoir de stockage comprennent une pompe de gavage, placée entre le réservoir de stockage et la vanne de puisage. La chambre d'expansion comporte avantageusement des moyens de contrôle de la température et/ou de la pression du produit additif remplissant 10 cette chambre d'expansion, notamment sous la forme d'un capteur de température ou de pression placé sur la paroi de ladite chambre. Dans un mode de réalisation, la chambre d'expansion comporte des moyens de chauffage actifs, par exemple sous la forme d'un réchauffeur électrique, pour réaliser le changement d'état du produit additif remplissant 15 cette chambre d'expansion. Dans un autre mode de réalisation, la chambre d'expansion est placée au contact ou au voisinage immédiat d'un élément chaud existant, tel que la ligne d'échappement elle-même, pour réaliser le changement d'état du produit additif remplissant cette chambre d'expansion. 20 Les deux modes de réalisation précédents peuvent être combinés, en prévoyant une chambre d'expansion principale placée au contact ou au voisinage immédiat d'un élément chaud existant, tel que la ligne d'échappement et, disposée en parallèle avec la chambre d'expansion principale, une chambre d'expansion secondaire pourvue de moyens de 25 chauffage actifs, par exemple sous la forme d'un réchauffeur électrique. Ainsi, l'apport thermique nécessaire à la vaporisation est réalisé depuis la ligne d'échappement en fonctionnement courant, en utilisant la chambre d'expansion principale, tandis qu'au démarrage du véhicule, la ligne d'échappement étant encore froide, cet apport thermique est réalisé en utilisant la chambre 30 d'expansion secondaire avec son réchauffeur. Les moyens de dosage, prévus en sortie de la chambre d'expansion (le cas échéant des chambres d'expansion), sont avantageusement constitués par une vanne de dosage, commandée notamment à partir du capteur de température ou de pression placé sur la 35 chambre d'expansion. The present invention aims to avoid the disadvantages previously exposed, and thus aims to provide a device for spraying an additive in the gaseous state, without requiring storage of a large amount of gas and without suffering the disadvantages a vaporization chamber as currently known. For this purpose, the subject of the invention is a device for introducing an additive product with a liquid origin, in particular a product with a reducing function, into a treatment line such as the exhaust line of a vehicle. automobile equipped with a heat engine, the device being essentially characterized in that it comprises, from upstream to downstream in the direction of transfer of the additive product: at least one additive product storage tank in the liquid state - Controlled drawing means of the liquid additive product in the storage tank, - At least one expansion chamber, supplied with liquid additive product by the drawing means, and designed for pressurizing and vaporizing the additive product. by thermal input, - an outlet of the expansion chamber, preferably connected by means of dosing means to at least one at least partially vaporized additive product sprayer, placed on the line d treatment. Thus, the invention provides a device which enables the additive product to be dispensed into the treatment line by subjecting it in a controlled manner to a partial or complete change of state, changing it from the liquid state to the state gaseous, by heating in a closed chamber. In one embodiment of the invention, the controlled means for drawing the liquid additive product into the storage tank 30 comprises a draw-off valve located at the inlet of the expansion chamber. An intermediate chamber, preferably thermally insulated, may be placed between the storage tank and the draw-off valve. A reserve of additive product can thus be removed from the reservoir, in particular by gravity, before being admitted into the expansion chamber. The thermal insulation of the intermediate chamber avoids premature vaporization of the additive product. As a variant, in particular in the case where the expansion chamber can not be filled with additive product by simple gravity, the controlled means for the liquid additive product to be drawn into the storage tank comprise a booster pump placed between the storage tank and the booster pump. storage and the draw-off valve. The expansion chamber advantageously comprises means for controlling the temperature and / or the pressure of the additive product filling said expansion chamber, in particular in the form of a temperature or pressure sensor placed on the wall of said bedroom. In one embodiment, the expansion chamber comprises active heating means, for example in the form of an electric heater, for effecting the change of state of the additive product filling the expansion chamber. In another embodiment, the expansion chamber is placed in contact with or in the immediate vicinity of an existing hot element, such as the exhaust line itself, to effect the change of state of the additive product filling this expansion chamber. The two preceding embodiments may be combined, providing for a main expansion chamber placed in contact with or in the immediate vicinity of an existing hot element, such as the exhaust line, and arranged in parallel with the chamber. main expansion, a secondary expansion chamber provided with active heating means, for example in the form of an electric heater. Thus, the thermal input required for the vaporization is made from the exhaust line in current operation, using the main expansion chamber, while at the start of the vehicle, the exhaust line being still cold, this intake Thermal is achieved using the secondary expansion chamber with its heater. The dosing means, provided at the outlet of the expansion chamber (if appropriate expansion chambers), are advantageously constituted by a metering valve, controlled in particular from the temperature or pressure sensor placed on the chamber. expansion.

Il est à noter que la vanne de dosage peut aussi être commandée, dans le sens de son ouverture, pour réaliser une dépressurisation de la chambre d'expansion lorsque le moteur du véhicule est mis à l'arrêt, ceci dans un but de sécurité. It should be noted that the metering valve can also be controlled, in the direction of its opening, to depressurize the expansion chamber when the vehicle engine is stopped, this for safety purposes.

De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de ce dispositif d'introduction d'un produit additif dans une ligne de traitement : Figure 1 est une vue schématique d'une première forme 10 d'exécution du dispositif objet de l'invention, appliquée à une ligne d'échappement ; Figure 2 est une vue schématique d'une deuxième forme d'exécution du dispositif, objet de l'invention ; Figure 3 est une vue schématique d'une troisième forme 15 d'exécution de ce dispositif. Le dispositif 1 selon l'invention, représenté sur les figures, est associé à une ligne d'échappement 2 d'un véhicule automobile à moteur thermique, en particulier un moteur de type diesel, la ligne d'échappement 2 contenant un catalyseur 3 (voir figures 2 et 3). 20 D'une manière générale, le dispositif 1 comprend un réservoir 4 de stockage d'additif liquide qui est relié, par un circuit, à un pulvérisateur 5 placé sur la ligne d'échappement 2, en amont du catalyseur 3. Dans la forme d'exécution de la figure 1, le réservoir 4 d'additif liquide est relié à une chambre intermédiaire 6 isolée thermiquement. La 25 chambre intermédiaire 6 est reliée, par l'intermédiaire d'une vanne de puisage 7, à une entrée d'une chambre d'expansion 8, ici pourvue d'un réchauffeur 9 de type électrique. Un capteur 10 de température ou de pression est placé sur la paroi de la chambre d'expansion 8. Cette chambre d'expansion 8 possède une sortie pourvue d'une 30 vanne de dosage 11 et reliée, par un conduit 12, au pulvérisateur 5. En fonctionnement, un produit additif liquide à propriétés réductrices, notamment à base d'urée est stocké dans le réservoir 4. Une réserve de produit additif est prélevée, par exemple par gravité, dans la chambre intermédiaire 6. 35 Le produit additif, encore à l'état liquide dans la chambre intermédiaire 6 traverse la vanne de puisage 7 ouverte pour parvenir dans la chambre d'expansion 8, qui est alors fermée du côté aval par la vanne de dosage 11. Sous l'effet du réchauffeur 9, le produit additif est mis en pression et vaporisé dans la chambre d'expansion 8. Le capteur 10 détermine les 5 conditions internes de température ou de pression à l'intérieur de la chambre d'expansion 8. Lorsque les conditions autorisant le transfert du produit additif vaporisé vers le pulvérisateur 5 sont réunies, la vanne de dosage 11 est ouverte, de façon à permettre le passage du produit additif vaporisé dans le conduit 12, et la diffusion de ce produit additif dans la ligne d'échappement 2, 10 par le pulvérisateur 5, afin de répondre au besoin de réduction des oxydes d'azote dans la ligne d'échappement 2. L'introduction du produit additif dans la ligne d'échappement 2, à l'état vaporisé, est ainsi réalisée cycliquement, au rythme de l'ouverture et de la fermeture de la vanne de puisage 7 et de la vanne de dosage 11. 15 Dans la forme d'exécution de la figure 2, sur laquelle les éléments correspondant à ceux décrits précédemment sont désignés par les mêmes repères numériques, la chambre d'expansion 8 se trouve au contact de la paroi de la ligne d'échappement 2. Ainsi, en fonctionnement, le produit additif encore liquide admis dans la chambre d'expansion 8 bénéficie de l'apport thermique 20 de la ligne d'échappement 2 qui est chaude, ce qui peut rendre inutile l'intervention d'un réchauffeur pour la vaporisation dudit produit additif. Pour le reste, le fonctionnement du dispositif est contrôlé par la vanne de puisage 7 et la vanne de dosage 11 et correspond à la description précédente. Dans la forme d'exécution de la figure 3, la vanne de puisage 7 est 25 une vanne à trois voies, dont une première sortie est reliée à une chambre d'expansion principale 8a située au contact de la paroi de la ligne d'échappement 2. La seconde sortie de la vanne de puisage 7 est reliée à une chambre d'expansion secondaire 8b, disposée en parallèle avec la chambre d'expansion principale 8a et pourvue d'un réchauffeur 9. Les deux chambres 30 d'expansion 8a et 8b sont pourvues chacune d'un capteur de température, respectivement 10a, 10b. Les sorties respectives des deux chambres d'expansion 8a et 8b sont réunies au niveau d'une vanne de dosage 11 à trois voies, alimentant un pulvérisateur 5 unique. Ainsi, en fonctionnement et lorsque la ligne d'échappement 2 est 35 chaude, le produit additif encore liquide est dirigé vers la chambre d'expansion principale 8a où il bénéficie de l'apport thermique de la ligne d'échappement 2 pour se vaporiser. Lorsque la ligne d'échappement 2 est froide donc au démarrage du véhicule, le produit additif encore liquide est dirigé vers la chambre d'expansion secondaire 8b, où il se vaporise sous l'effet du réchauffeur 9. In any case, the invention will be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing representing, by way of examples, a few embodiments of this device for introducing an additive product. in a processing line: FIG. 1 is a schematic view of a first embodiment of the device that is the subject of the invention, applied to an exhaust line; Figure 2 is a schematic view of a second embodiment of the device object of the invention; Figure 3 is a schematic view of a third embodiment of this device. The device 1 according to the invention, shown in the figures, is associated with an exhaust line 2 of a motor vehicle with a heat engine, in particular a diesel type engine, the exhaust line 2 containing a catalyst 3 ( see Figures 2 and 3). In general, the device 1 comprises a liquid additive storage tank 4 which is connected, by a circuit, to a sprayer 5 placed on the exhaust line 2, upstream of the catalyst 3. In the form embodiment of Figure 1, the tank 4 of liquid additive is connected to an intermediate chamber 6 thermally insulated. The intermediate chamber 6 is connected, via a draw-off valve 7, to an inlet of an expansion chamber 8, here provided with a heater 9 of the electric type. A temperature or pressure sensor 10 is placed on the wall of the expansion chamber 8. This expansion chamber 8 has an outlet provided with a metering valve 11 and connected via a conduit 12 to the sprayer 5 In operation, a liquid additive product with reducing properties, in particular based on urea, is stored in the tank 4. A reserve of additive product is removed, for example by gravity, in the intermediate chamber 6. The additive product, again in the liquid state in the intermediate chamber 6 passes through the draw valve 7 open to reach the expansion chamber 8, which is then closed on the downstream side by the metering valve 11. Under the effect of the heater 9, the The additive product is pressurized and vaporized in the expansion chamber 8. The sensor 10 determines the internal temperature or pressure conditions inside the expansion chamber 8. When the conditions allowing the transfer of the product additive vaporized to the sprayer 5 are met, the metering valve 11 is open, so as to allow the passage of the vaporized additive product in the conduit 12, and the diffusion of this additive product in the exhaust line 2, 10 by the sprayer 5, in order to meet the need for reduction of nitrogen oxides in the exhaust line 2. The introduction of the additive product in the exhaust line 2, in the vaporized state, is thus carried out cyclically, at the the timing of the opening and closing of the draw-off valve 7 and the metering valve 11. In the embodiment of FIG. 2, in which the elements corresponding to those described above are designated by the same reference numerals digital, the expansion chamber 8 is in contact with the wall of the exhaust line 2. Thus, in operation, the still liquid additive product admitted into the expansion chamber 8 benefits from the thermal input 20 of the lign e exhaust 2 which is hot, which may render unnecessary the intervention of a heater for the vaporization of said additive product. For the rest, the operation of the device is controlled by the draw valve 7 and the metering valve 11 and corresponds to the previous description. In the embodiment of FIG. 3, the draw-off valve 7 is a three-way valve, of which a first outlet is connected to a main expansion chamber 8a located in contact with the wall of the exhaust line. 2. The second outlet of the draw-off valve 7 is connected to a secondary expansion chamber 8b, arranged in parallel with the main expansion chamber 8a and provided with a heater 9. The two expansion chambers 8a and 8b are each provided with a temperature sensor, respectively 10a, 10b. The respective outlets of the two expansion chambers 8a and 8b are joined at a three-way dosing valve 11, feeding a single sprayer. Thus, in operation and when the exhaust line 2 is hot, the still liquid additive product is directed to the main expansion chamber 8a where it benefits from the thermal input of the exhaust line 2 to vaporize. When the exhaust line 2 is cold, therefore, when the vehicle is started, the still liquid additive product is directed towards the secondary expansion chamber 8b, where it vaporises under the effect of the heater 9.

Comme le montre aussi la figure 3, la chambre intermédiaire des formes d'exécution précédentes peut être supprimée, et remplacée par une pompe de gavage 13, en particulier pour le cas où la chambre d'expansion 8 (ou 8a, 8b) ne peut pas se remplir en produit additif liquide par simple gravité. La sortie de la pompe de gavage 13 est dans ce cas reliée à l'entrée de la vanne de puisage 7. Partant de la forme d'exécution de la figure 3, il est possible d'avoir des chambres d'expansion plus nombreuses, pourvues d'un réchauffeur ou bénéficiant du transfert de chaleur depuis la ligne d'échappement 2 ou depuis un autre élément chaud exploitable. As also shown in FIG. 3, the intermediate chamber of the preceding embodiments can be omitted and replaced by a booster pump 13, in particular for the case where the expansion chamber 8 (or 8a, 8b) can not not fill in additive liquid product by simple gravity. The output of the booster pump 13 is in this case connected to the inlet of the draw-off valve 7. Starting from the embodiment of FIG. 3, it is possible to have more expansion chambers, provided with a heater or benefiting from the heat transfer from the exhaust line 2 or from another exploitable hot element.

Lorsque le moteur du véhicule est mis à l'arrêt, la chambre d'expansion 8 (ou 8a, 8b) est refroidie par échange thermique avec le milieu extérieur, ce qui a pour effet de réduire le volume du gaz et la pression interne. Cet effet peut être combiné avec une dépressurisation, par ouverture forcée de la vanne de dosage 11 commandée par un signal spécifique, transmis via le réseau de communication du véhicule. Le dimensionnement de la chambre d'expansion 8 est déterminé en fonction de la quantité de produit additif à introduire dans la ligne d'échappement 2 entre deux remplissages de cette chambre. Ainsi, le volume de cette chambre peut être compris entre 5 et 100 cm3, un tel dimensionnement évitant toute déflagration dangereuse lors d'un choc ou d'un incendie. L'utilisation de plusieurs chambres d'expansion, mises en parallèle, permet non seulement d'augmenter le volume dans lequel le produit additif se vaporise, mais aussi d'envisager un fonctionnement continu (et non cyclique) du dispositif, avec alternance des chambres utilisées pour la vaporisation du produit additif. Comme il va de soi, et comme il résulte de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif d'introduction d'un produit additif dans une ligne de traitement qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. When the vehicle engine is stopped, the expansion chamber 8 (or 8a, 8b) is cooled by heat exchange with the external medium, which has the effect of reducing the volume of the gas and the internal pressure. This effect can be combined with a depressurization, by forced opening of the metering valve 11 controlled by a specific signal, transmitted via the communication network of the vehicle. The dimensioning of the expansion chamber 8 is determined as a function of the amount of additive product to be introduced into the exhaust line 2 between two fills of this chamber. Thus, the volume of this chamber can be between 5 and 100 cm3, such dimensioning avoiding any dangerous explosion during an impact or a fire. The use of several expansion chambers, in parallel, makes it possible not only to increase the volume in which the additive product vaporizes, but also to envisage a continuous (and not cyclic) operation of the device, with alternating chambers used for the vaporization of the additive product. As is obvious, and as follows from the foregoing, the invention is not limited to the embodiments of this device for introducing an additive product into a treatment line which have been described above. above, as examples; it embraces, on the contrary, all variants of implementation and application respecting the same principle.

Claims

REVENDICATIONS1. Device for introducing an additive product with a liquid origin, in particular a product with a reducing function, into a treatment line such as the exhaust line (2) of a motor vehicle equipped with a heat engine , characterized in that it comprises, from upstream to downstream in the direction of transfer of the additive product: at least one storage tank (4) of additive product in the liquid state, means (6, 7), 13) controlled drawing of the liquid additive product in the storage tank (4), - at least one expansion chamber (8; 8a; 8b), supplied with liquid additive product by the drawing means, and designed for the pressurizing and vaporizing the additive product by thermal input, - an outlet (12) from the expansion chamber (8; 8a; 8b), preferably connected via metering means (11) to less a spray (5) of additive product at least partially vaporized, placed on the treatment line nt (2). 20

2. Device according to claim 1, characterized in that the controlled means for drawing the liquid additive product into the storage tank (4) comprises a draw-off valve (7) located at the inlet of the expansion chamber ( 8, 8a, 8b). 25

3. Device according to claim 2, characterized in that an intermediate chamber (6), preferably thermally insulated, is placed between the storage tank (4) and the draw-off valve (7). 30

4. Device according to claim 2, characterized in that the controlled means for drawing the liquid additive product into the storage tank (4) comprises a booster pump (13), placed between the storage tank (4) and the valve drawing (7). 35

5. Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the expansion chamber (8; 8a; 8b) comprises means for controlling the temperature and / or the pressure of the additive product filling this chamber. expansion, especially in the form of a temperature or pressure sensor (10; 10a; 10b) placed on the wall of said chamber (8; 8a; 8b).

6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the expansion chamber (8) comprises active heating means, for example in the form of an electric heater (9), to achieve the change of state of the additive product filling this expansion chamber (8).

7. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the expansion chamber (8) is placed in contact with or in the immediate vicinity of an existing hot element, such as the exhaust line (2). ) itself, to achieve the change of state of the additive product filling the expansion chamber (8).

8. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a main expansion chamber (8a) placed in contact with or in the immediate vicinity of an existing hot element, such as the line of exhaust (2) and, arranged in parallel with the main expansion chamber (8a), a secondary expansion chamber (8b) provided with active heating means, for example in the form of an electric heater (9).

9. Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the dosing means, provided at the outlet of the expansion chamber (8) or the expansion chambers (8a; 8b), are constituted by a metering valve (11), controlled in particular from the temperature or pressure sensor (10; 10a; 10b) placed on the expansion chamber (8; 8a; 8b).

10. Device according to claim 9, characterized in that the metering valve (11) is controlled, in the direction of its opening, to depressurize the expansion chamber (8; 8a; 8b) when the engine the vehicle is shut down.