FR2987758A1

FR2987758A1 - Container, useful for storing gas reducer for selective catalytic reduction of nitrogen oxides, comprises solid material for storage of gas reducer, where container is partitioned to delimit separate storage sections

Info

Publication number: FR2987758A1
Application number: FR1252104A
Authority: FR
Inventors: Mohamed Bozian
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2012-03-08
Publication date: 2013-09-13
Anticipated expiration: 2032-03-08
Also published as: FR2987758B1

Abstract

The container comprises a solid material for storage of a gas reducer. The container is partitioned to delimit separate storage sections (3, 4, 5), where each storage section is provided with dedicated heating units (10, 11, 12) and units for evacuating the gas reducer from the container. The storage sections are superimposed with each other and provided with an output orifice of the gas reducer. The dedicated heating units are average peripherals surrounding partially the container. The dedicated heating units are partially inserted in the container in a form of aligned heating bars (9). The container comprises a solid material for storage of a gas reducer. The container is partitioned to delimit separate storage sections (3, 4, 5), where each storage section is provided with dedicated heating units (10, 11, 12) and units for evacuating the gas reducer from the container. The storage sections are superimposed with each other and provided with an output orifice of the gas reducer. The dedicated heating units are average peripherals surrounding partially the container and mechanically associated with the each other. The dedicated heating units are partially inserted in the container in a form of aligned heating bars (9). The evacuation units include: openings (6) equipped with non-return valves placed in the container partitions delimiting the separated storage sections, where the valves are equipped with filters; and a conduit that emerges in the output orifice of the gas reducer, where the conduit crosses the separate storage sections and provided with openings equipped with the non-return valves. The conduit is provided with a first series of non-return valves allowing the evacuation of the gas reducer out of container via its output orifice and a second series of non-return valves optionally equipped with the filters for filling a cartridge with the gas reducer via the openings. The container comprises a unit for filling the container with the gas reducer. The filling unit comprises a pipe opening into an outlet filler of the gas reducer. The storage volume of each storage section is virtually identical. The volume of the storage section nearest to the output orifice is lower than the volume of the storage section adjacent to the output orifice. The storage volume of each storage section is larger and far away from the output orifice of the gas reducer tank. The container is associated with electronic or computer unit that controls the release of the gas reducer by driving the heating units.

Description

RESERVOIR DE STOCKAGE DE REDUCTEUR GAZEUX POUR LA REDUCTION CATALYTIQUE SELECTIVE DES OXYDES D'AZOTE [0001] L'invention est relative à la dépollution des gaz d'échappement d'un moteur à combustion. Plus précisément, elle porte sur la réduction des oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne par réduction catalytique sélective (ou SCR, selon l'acronyme anglophone de « Selective Catalytic Reduction »). [0002] L'invention s'intéresse plus particulièrement à la dépollution des gaz d'échappement des moteurs de véhicules, notamment de véhicules automobiles. [0003] La technologie de réduction des oxydes d'azote par réduction catalytique sélective consiste à réduire les oxydes d'azote avant leur sortie du circuit d'échappement d'un moteur à combustion, à l'aide d'un agent réducteur (ou d'un précurseur d'agent réducteur) introduit dans la ligne d'échappement. Dans la suite du présent texte, on emploiera indifféremment le terme de réducteur pour désigner l'agent réducteur ou un précurseur de l'agent réducteur. [0004] On connaît deux types de technologie SCR. Il existe la technologie dite SCR liquide, qui utilise un précurseur d'agent réducteur sous forme liquide, comme une solution aqueuse d'urée, susceptible de se transformer en ammoniac quand elle est injectée dans la ligne d'échappement. Il existe aussi la technologie dite SCR solide/gaz, où l'ammoniac est stockée dans un matériau solide susceptible de l'absorber/de l'adsorber puis de le relarguer de façon contrôlée, notamment par activation thermique. [0005] L'invention s'intéresse à la technologie SCR solide/gaz, et plus particulièrement aux réservoirs de matériau solide absorbant/adsorbant du réducteur, matériau qui sera désigné dans la suite du présent texte par le terme « matériau de stockage » par soucis de 25 concision. [0006] Il est ainsi connu, notamment du brevet FR- 2 957 630, des dispositifs de dépollution de type SCR qui utilisent des réservoirs de matériau de stockage sous forme d'une ou plusieurs cartouches chacune munie de moyens de chauffage sous forme de résistances chauffantes dont l'alimentation électrique est commandée par des moyens de 30 pilotage du type informatique/électronique afin de commander la désorption de l'agent réducteur au moment approprié et en quantités appropriées. Ces résistances peuvent être soit de type plongeant, se présentant par exemple sous forme de « barreau » que l'on insère dans la cartouche et qui vient chauffer directement le matériau de stockage, soit sous forme d'une résistance externe qui vient entourer une partie au moins de l'enveloppe externe du réservoir, et qui vient chauffer le matériau de stockage à travers la paroi conductrice du réservoir. On comprend dans la suite par « conducteur » le fait que le matériau en question soit un bon conducteur thermique au sens usuel du terme. L'exemple le plus simple de ce type de matériau conducteur est un matériau métallique ou substantiellement métallique (matériau qui, de fait, est aussi bon conducteur électrique). [0007] Les cartouches associées à leurs moyens de chauffages se trouvent généralement montées sur des modules, eux-mêmes montés sur les véhicules, et qui peuvent comprendre également des boitiers de commande permettant de piloter, par des moyens électroniques ou informatiques l'activation des moyens de chauffage. Il est connu d'associer dans un même module une cartouche de grandes dimensions dite cartouche principale, et une cartouche nettement plus petite, dite cartouche de démarrage, cette dernière permettant d'amorcer le relargage de réducteur gazeux rapidement, notamment lors du démarrage du véhicule, la cartouche principale venant prendre le relais, hors phase de démarrage moteur, pour fournir la ligne d'échappement en réducteur gazeux et recharger en réducteur la cartouche de démarrage. [0008] Cette conception de cartouche reste susceptible d'améliorations. En effet, elle nécessite la fabrication de cartouches de dimensions différentes, avec une gestion différenciée de leur montage sur le module, de leur remplacement, de leur retraitement une fois retirées des modules. [0009] L'invention a alors pour but de mettre au point un nouveau type de réservoir de stockage qui remédie à cet inconvénient, et qui puisse notamment permettre de simplifier la gestion des cartouches de stockage. [0010] L'invention a pour objet un réservoir de stockage de réducteur gazeux pour la réduction catalytique sélective des oxydes d'azote, contenant un matériau de stockage solide dudit réducteur gazeux, ledit réservoir étant cloisonné de façon à délimiter des zones de stockage séparées, avec, pour chaque zone de stockage, des moyens de chauffage dédiés et des moyens d'évacuation du réducteur gazeux hors du réservoir. [0011] L'invention permet ainsi de n'avoir à gérer qu'un seul type de cartouche, sans pour autant perdre les fonctionnalités du couple cartouche principale/cartouche de démarrage s'il est nécessaire : la cartouche de l'invention est compartimentée, avec toute la flexibilité voulue dans la façon dont on opère le compartimentage, et notamment toute latitude dans les dimensions de chacun des compartiments et/ou dans les capacités de stockage de chacun des compartiments. [0012] Selon un mode de réalisation, le réservoir selon l'invention présente des zones de stockage qui sont superposées les unes aux autres, avec un orifice de sortie du réducteur gazeux ménagé dans le réservoir et alimenté par lesdits moyens d'évacuation. On a les zones de stockage de préférence sous forme d'un empilement. [0013] Selon une variante, les moyens de chauffage dédiés sont des moyens périphériques entourant au moins partiellement le réservoir, et notamment associés mécaniquement les uns aux autres. [0014] Selon une autre variante (éventuellement complémentaire à la précédente), les moyens de chauffage dédiés sont un moyen de chauffage au moins partiellement inséré dans le réservoir, notamment sous forme de barreaux chauffants alignés et éventuellement associés mécaniquement. [0015] Selon une variante, les moyens d'évacuation comprennent des ouvertures équipées de vannes ménagées dans les cloisons dudit réservoir délimitant les zones de stockage séparées, vannes notamment sous forme de clapets anti retour éventuellement équipés de filtres. Ainsi, l'activation thermique d'une zone permet la désorption de réducteur gazeux dans la zone considérée, donc une montée en pression dans cette zone, tendant à évacuer le réducteur via cette ou ces vannes. Naturellement, il est approprié de prévoir que l'écoulement du réducteur gazeux d'une zone ne se fasse que dans le sens vers l'extérieur de la zone, et que tout retour dans la zone en question soit impossible, d'où le clapet anti retour ou tout autre système équivalent. Dans cette variante, le réducteur gazeux va donc traverser une ou plusieurs zones successives, franchir la ou les cloisons successives, jusqu'à atteindre l'orifice de sortie du réservoir, selon un écoulement maitrisé. S'il s'agit de la zone la plus proche de l'orifice de sortie, il atteindra directement celui-ci. S'il s'agit de la zone la plus éloignée de l'orifice de sortie, le gaz aura à franchir successivement toutes les zones et toutes les cloisons du réservoir avant d'être évacué, ceci dans l'hypothèse la plus répandue d'un unique orifice de sortie de gaz du réservoir, disposé au niveau d'une des zones de stockage. [0016] Avantageusement, les cloisons sont étanches à la fois au matériau de stockage (solide) et au gaz réducteur. [0017] Selon une autre variante, les moyens d'évacuation comprennent au moins une conduite dans le réservoir qui débouche dans l'orifice d'évacuation du réducteur gazeux du réservoir, ladite conduite traversant les zones de stockage séparées et étant munie d'ouvertures équipées de vannes, notamment du type clapet anti retour, éventuellement équipées de filtres. Dans cette variante-là, le réducteur gazeux relargué de la zone activée est canalisé dans une conduite dédiée au transport de gaz et qui l'amène directement à l'orifice de sortie du réservoir, il n'a plus à franchir la ou les zones de stockage contenant le matériau de stockage solide qui le séparent dudit orifice. On peut ensuite prévoir une conduite par zone, ou une conduite commune dans laquelle débouche le réducteur gazeux quelle que soit la zone de stockage qui le relargue. On prévoit naturellement des cloisons appropriées pour permettre le passage de cette ou de ces conduites. Pour chaque zone, la conduite destinée à collecter le réducteur gazeux peut être munie d'une ou d'une pluralité d'ouvertures munies de vannes. Plus la zone considérée est d'un volume important, plus on tend à augmenter le nombre d'ouvertures.The invention relates to the depollution of the exhaust gases of a combustion engine. More specifically, it relates to the reduction of nitrogen oxides contained in the exhaust gas of an internal combustion engine by selective catalytic reduction (or SCR, according to the acronym of "Selective Catalytic Reduction"). The invention is more particularly concerned with the depollution of exhaust gases from vehicle engines, particularly motor vehicles. The nitrogen oxide reduction technology by selective catalytic reduction is to reduce the nitrogen oxides before they exit the exhaust system of a combustion engine, using a reducing agent (or a reducing agent precursor) introduced into the exhaust line. In the remainder of the present text, the term "reducing agent" will be used indifferently to designate the reducing agent or a precursor of the reducing agent. [0004] Two types of SCR technology are known. There is the so-called liquid SCR technology, which uses a reducing agent precursor in liquid form, such as an aqueous solution of urea, which can be converted into ammonia when it is injected into the exhaust line. There is also the so-called SCR solid / gas technology, where the ammonia is stored in a solid material capable of absorbing / adsorbing it and then releasing it in a controlled manner, in particular by thermal activation. The invention is concerned with the solid / gas SCR technology, and more particularly with the absorbent / adsorbent solid material tanks of the reducer, a material which will be designated hereinafter by the term "storage material" by conciseness concerns. [0006] It is thus known, in particular from FR-2 957 630, SCR-type depollution devices that use storage material tanks in the form of one or more cartridges each provided with heating means in the form of resistors. heaters whose power supply is controlled by computer / electronic control means to control the desorption of the reducing agent at the appropriate time and in appropriate quantities. These resistors may be either of the plunging type, for example in the form of a "bar" which is inserted into the cartridge and which directly heats the storage material, or in the form of an external resistor which surrounds a part at least the outer shell of the tank, and which comes to heat the storage material through the conductive wall of the tank. Hereinafter understood by "conductor" the fact that the material in question is a good thermal conductor in the usual sense of the term. The simplest example of this type of conductive material is a metallic or substantially metallic material (which, in fact, is also a good electrical conductor). The cartridges associated with their heating means are generally mounted on modules, themselves mounted on the vehicles, and which may also include control boxes for controlling, by electronic or computer means the activation of heating means. It is known to combine in the same module a large cartridge called main cartridge, and a much smaller cartridge, said starter cartridge, the latter for initiating the release of gas reducer quickly, especially when starting the vehicle , the main cartridge to take over, out of engine start phase, to provide the exhaust line in gaseous reductant and reload reducer starter cartridge. This cartridge design remains subject to improvements. Indeed, it requires the manufacture of cartridges of different sizes, with a differentiated management of their mounting on the module, their replacement, their reprocessing once removed modules. The invention therefore aims to develop a new type of storage tank that overcomes this disadvantage, and which can notably simplify the management of storage cartridges. The invention relates to a gaseous reducing storage tank for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides, containing a solid storage material of said gaseous reductant, said reservoir being partitioned so as to delimit separate storage areas , with, for each storage zone, dedicated heating means and means for evacuating the gaseous reductant from the tank. The invention thus allows to manage only one type of cartridge, without losing the functionality of the main cartridge / starter cartridge if necessary: the cartridge of the invention is compartmentalized , with all the flexibility required in the manner in which the subdivision is carried out, and in particular any latitude in the dimensions of each of the compartments and / or in the storage capacities of each of the compartments. According to one embodiment, the tank according to the invention has storage areas which are superimposed on each other, with an outlet of the gas reductant formed in the tank and supplied by said evacuation means. Storage areas are preferably in the form of a stack. According to a variant, the dedicated heating means are peripheral means at least partially surrounding the reservoir, and in particular mechanically associated with each other. According to another variant (optionally complementary to the previous), the dedicated heating means are a heating means at least partially inserted into the tank, in particular in the form of heating bars aligned and optionally mechanically associated. According to a variant, the evacuation means comprise openings equipped with valves in the partitions of said reservoir defining the separate storage areas, valves in particular in the form of nonreturn valves optionally equipped with filters. Thus, the thermal activation of a zone allows the desorption of gaseous reductant in the zone considered, therefore a rise in pressure in this zone, tending to evacuate the reducer via this or these valves. Naturally, it is appropriate to provide that the flow of the gaseous reductant of a zone is only in the outward direction of the zone, and that any return to the zone in question is impossible, hence the flap anti return or any other equivalent system. In this variant, the gaseous reductant will thus cross one or more successive zones, cross the successive partition (s) until reaching the outlet orifice of the reservoir, according to a mastered flow. If it is the area closest to the outlet, it will directly reach it. If it is the zone farthest from the outlet, the gas will have to pass successively all the zones and all the partitions of the tank before being evacuated, this in the most widespread hypothesis of a single gas outlet port of the tank disposed at one of the storage areas. Advantageously, the partitions are sealed to both the storage material (solid) and the reducing gas. According to another variant, the evacuation means comprise at least one pipe in the tank which opens into the discharge orifice of the gas reducer of the reservoir, said pipe passing through the separate storage areas and being provided with openings. fitted with valves, in particular of the non-return valve type, possibly equipped with filters. In this variant, the gaseous reductant released from the activated zone is channeled in a pipe dedicated to the transport of gas and which brings it directly to the outlet of the tank, it no longer has to cross the zone or zones storage container containing the solid storage material separating it from said orifice. One can then provide a pipe by zone, or a common pipe into which the gas reducer opens regardless of the storage area that releases it. Naturally, appropriate partitions are provided to allow the passage of this or these pipes. For each zone, the conduit for collecting the gaseous reductant may be provided with one or a plurality of openings provided with valves. The larger the area considered, the greater the tendency to increase the number of openings.

On peut ainsi utiliser une conduite commune uniformément percée d'ouvertures équipées de vannes. [0018] Selon un mode de réalisation, cette conduite est munie d'une première série de vannes, notamment du type clapet anti-retour, permettant l'évacuation du réducteur gazeux hors du réservoir via son orifice d'évacuation, et d'une deuxième série de vannes, notamment du type clapet anti-retour, éventuellement équipées de filtres, permettant le remplissage de la cartouche en réducteur gazeux via ledit orifice. Les deux séries de vannes fonctionnent ainsi en anti-retour en directions opposées : dans une direction, elles autorisent l'évacuation du gaz (pour que le réservoir, monté sur le véhicule, alimente la ligne de dépollution d'un moteur thermique), dans l'autre le remplissage en gaz (pour recharger le réservoir, une fois vide et démonté), avec des limites de différence de pression ad hoc (la pression de relargage du gaz étant différente de la pression avec laquelle on remplit le réservoir). [0019] Selon un mode de réalisation alternatif au précédent, le réservoir selon l'invention comprend des moyens de remplissage du réservoir en réducteur gazeux, qui comprennent au moins une conduite dans le réservoir qui débouche dans un orifice de remplissage du réducteur gazeux du réservoir, ladite conduite traversant les zones de stockage séparées et étant munie d'ouvertures équipées de vannes, notamment du type clapet anti retour, éventuellement équipées de filtres. Dans cette configuration, on distingue les moyens d'évacuation du gaz hors du réservoir des moyens de remplissage du gaz dans le réservoir. [0020] On peut aussi choisir d'utiliser des vannes dans les cloisons pour l'évacuation du gaz, et des vannes équipant une conduite pour le remplissage de gaz, ou l'inverse. [0021] Selon un mode de réalisation, le volume de stockage de chaque zone de stockage séparée est sensiblement identique. Dans ce mode de réalisation, on privilégie la simplification dans le dimensionnement intérieur de la cartouche : chaque zone est de même volume, la cartouche pouvant alors se présenter sous forme d'un empilement de strates cloisonnées les unes par rapport aux autres et de même épaisseur. On peut alors évaluer l'usure progressive de la cartouche en surveillant l'usure des strates que l'on vient activer les unes après les autres, par exemple. On peut aussi envisager d'avoir des zones de stockage de dimensions identiques ou similaires, mais qui contiennent des matériaux de stockage de capacités à relarguer le réducteur gazeux différentes. A volume de matériau de stockage égal et à activation thermique comparable, on peut ainsi, si cela est nécessaire, un relargage plus rapide / plus important d'une zone par rapport à une autre. A volume de stockage égal, on peut aussi avoir un relargage aussi rapide/ aussi important avec une moindre activation thermique. [0022] Selon un autre mode de réalisation, le réservoir peut avoir un orifice de sortie du réducteur gazeux, et le volume de stockage de la zone de stockage la plus proche dudit orifice peut être choisi inférieur au volume de stockage de la zone qui lui est adjacente. Cette différence de volume de stockage, à matériau de stockage identique ou de propriétés similaires, peut permettre de recréer au sein d'un même réservoir les effets de l'association d'une cartouche de démarrage et d'une cartouche principale selon la solution antérieure connue : la zone de volume faible peut alors être activée la première pour permettre de relarguer vite du réducteur lors du démarrage du moteur, pour amorcer le système de dépollution, les autres zones étant activées par la suite pour prendre le relais, l'une au moins desdites autres zones pouvant être en outre dédiée pour recharger la zone de faible volume hors phase de démarrage. [0023] Selon ce mode de réalisation, il peut en outre être prévu que le volume de stockage d'une zone de stockage soit d'autant plus grand qu'il est éloigné de l'orifice de sortie de réducteur gazeux du réservoir : on peut venir activer les zones sélectivement selon leur taille et donc leur capacité de relargage en réducteur (temps de relargage du réducteur et/ou quantité disponible du réducteur), selon les besoins. [0024] De préférence, le réservoir selon l'invention est associé à des moyens électroniques ou informatiques qui pilotent le relargage du réducteur gazeux en pilotant l'activation différenciée des moyens de chauffage des zones de stockage. Ces moyens peuvent avantageusement être reliés aux moyens de contrôle commande du moteur. Ici, l'activation des moyens de chauffage est de préférence sélective, pour organiser au mieux quelle(s) zones de stockage doit être sollicitée, en fonction du taux de remplissage en réducteur gazeux du matériau de stockage qu'elle contient (de son niveau d'usure) , de la vitesse à laquelle le réducteur doit être rendu disponible, de la quantité de réducteur nécessaire et/ou en fonction de tout autre paramètre de fonctionnement du dispositif de dépollution dans son ensemble. ... [0025] L'invention concerne aussi le module de stockage destiné à être monté sur un véhicule, notamment un véhicule automobile, et sur lequel sont montés au moins un réservoir tel que décrit plus haut et éventuellement également les moyens électroniques/informatiques mentionnés plus haut. [0026] Il est également possible que le matériau de stockage soit configuré en pastilles de poudre compactée et encapsulées au moins en partie par un film conducteur, du type film métallique. [0027] On peut remplir un tel réservoir, par exemple, en conformant chacun des matériaux de stockage, de chacune des zones de stockage séparées, notamment sous forme de poudre, avant de les insérer dans le réservoir. [0028] En outre, et de façon connue, il peut être prévu une ou plusieurs étapes consistant à compresser le/chaque matériau de stockage qui peut se présenter initialement sous forme pulvérulente. [0029] Il est aussi prévu, mais cette étape est connue et non détaillée ici, une étape consistant à faire absorber/adsorber une quantité prédéfinie d'agent réducteur par le ou chacun des matériaux de stockage. [0030] Comme évoqué plus haut, le procédé peut aussi comprendre la fabrication de pastilles de chacun des matériaux, pastilles qui sont ensuite assemblées/conformées ensemble. Les pastilles peuvent être équipées de moyens de détrompage (par exemple, couleur du film d'encapsulage de la pastille ou du matériau de stockage lui-même, ou encore positionnement du matériau de stockage dans le réservoir, ou tout moyen de type encoche...) pour identifier sans erreur quel type de matériau de stockage elles contiennent. [0031] L'invention a également pour objet le module de stockage de réducteur gazeux dans un matériau solide, qui comprend au moins un réservoir tel que décrit précédemment, et de préférence au moins un moyen de commande des moyens de chauffage. Généralement, l'ensemble de ces composants est fixé directement ou indirectement sur un bâti de ce module, et éventuellement protégé par un carter, le module étant ensuite implanté sous le véhicule de façon à rendre possible le remplacement des réservoirs une fois déchargés en agent réducteur. [0032] L'invention concerne aussi le dispositif de réduction des oxydes d'azote contenus dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, qui intègre le module décrit plus haut, ainsi que, par exemple, d'autres organes comme un organe doseur, un organe injecteur pour injecter le gaz réducteur dans la ligne d'échappement, et d'autres moyens du type conduites, vannes, capteurs de pression et/ou de température appropriés. [0033] L'invention a également pour objet tout véhicule notamment automobile équipé d'un module ou d'un dispositif tels que décrits plus haut. [0034] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples uniquement, en référence aux figures schématiques suivantes: - figures 1 à 6 : des cartouches selon six modes de réalisation différents de l'invention, toutes représentées en coupe transversale. [0035] Ces figures sont extrêmement schématiques, et les différents composants représentés ne respectent pas forcément l'échelle afin d'en faciliter la lecture. Seuls des composants qui importent dans le cadre de l'invention sont en outre représentés. Les mêmes composants gardent les mêmes références d'une figure à l'autre. [0036] La figure 1 représente un premier mode de réalisation de l'invention, avec une cartouche 1 (cartouche et réservoir ont le même sens dans le présent texte), avec une enveloppe extérieure métallique définissant un volume sensiblement cylindrique (à section circulaire ou ovale). A l'intérieur de cette enveloppe, sont disposées deux cloisons 2, qui délimitent trois compartiments 3,4,5 empilés selon la hauteur h de la cartouche (hauteur qui ne présume pas de sa position verticale ou non dans le module une fois le module embarqué sur le véhicule. [0037] Ces cloisons sont prévues pour être étanches à la fois au matériau de stockage solide de réducteur gazeux et au réducteur sous forme gazeuse. [0038] A titre d'exemple, ce matériau de stockage est du chlorure de strontium (aussi appelé communément sel d'Adammine), de formule SrCl2(NH3)5 quand il est saturé en ammoniac, ou du chlorure de baryum, de formule BaCl2(NH3)5 quand il est saturé en ammoniac. A noter que le sel de baryum relargue plus facilement, à une température inférieure, l'ammoniac que le sel de strontium, et que le choix du sel, le même ou non, de chaque compartiment peut aussi intervenir dans la façon de piloter le relargage d'ammoniac. [0039] Chacune de ces cloisons est munie d'une ouverture équipée d'une vanne 6 en forme de clapet anti-retour munie d'un filtre, apte à laisser circuler l'ammoniac que dans un sens, celui indiqué par la flèche 7, sans permettre au sel de passer d'un compartiment à l'autre. Une des extrémités du réservoir est équipée d'un orifice de sortie équipé d'une vanne 8 destiné à libérer l'ammoniac, cet orifice étant en communication fluidique avec un système de conduites non représenté afin d'alimenter un dispositif de dosage et d'injection d'ammoniac dans la ligne d'échappement d'un moteur thermique. [0040] Chaque compartiment 3,4,5 présente respectivement une hauteur hl ,h2,h3, la hauteur du compartiment étant d'autant plus grande que le compartiment est éloigné de l'orifice 8 : hl est inférieure à h2, elle-même inférieure à h3. [0041] Au centre de la cartouche, est présent un barreau chauffant 9, muni d'un prolongement sous forme d'embout hors de la cartouche une fois inséré, embout qui permet sa préhension d'une part et son alimentation en électricité d'autre part (non représenté). Ce barreau est métallique, chauffe par effet Joule, et peut éventuellement être inséré dans une gaine elle-même métallique pouvant rester ou non à demeure dans la cartouche 1. Les cloisons 2 sont adaptées pour laisser passer ce barreau. Selon l'invention, ce barreau comporte en fait trois portions indépendantes alimentées de façon distincte en électricité, et qui sont maintenues ensemble mécaniquement ; une première portion 10 qui est destiné à activer par chauffage le relargage en ammoniac du compartiment 3, une deuxième portion 11 destinée à activer par chauffage le relargage en ammoniac du compartiment 4 et une troisième portion 12 destinée à activer par chauffage le relargage en ammoniac du compartiment 5. [0042] Le pilotage par un boîtier de commande de l'alimentation électrique des portions 10,11 et 12 permet de déclencher le relargage en ammoniac par la cartouche au moment voulu dans les quantités voulues : ainsi, par exemple, lors du démarrage du moteur, on va activer sélectivement le sel stocké dans le compartiment 3, qui est celui qui est de dimensions les plus réduites et qui est à proximité immédiate de l'orifice 8 d'évacuation de l'ammoniac. Hors phase de démarrage, on pourra ensuite sélectivement, l'un après l'autre ou conjointement, activer les deux autres compartiments. Par exemple, en sollicitant thermiquement le compartiment 5, de l'ammoniac gazeux va « remonter » vers le compartiment 4 puis vers le compartiment 3 via les vannes des cloisons 2 afin d'atteindre l'orifice 8, cette remontée d'ammoniac d'un compartiment donné au compartiment suivant (en direction de l'orifice 8) dès que la pression en ammoniac du compartiment en question devient supérieur à la pression en ammoniac du compartiment suivant. [0043] La figure 2 est une variante de la figure 1 : toutes choses égales par ailleurs, on prévoit de ne plus équiper les cloisons de vannes, mais d'ajouter dans la cartouche un conduit 13 muni d'ouvertures 14 équipées de vannes de type clapet anti retour et de filtres, avec au moins une ouverture qui débouche dans chaque compartiment. Ce conduit est disposé sur toute la hauteur de la cartouche, et débouche dans l'orifice 8. En outre, on a modifié la longueur relative des différents compartiments et leur nombre, pour qu'elles soient toutes de longueur similaire et plus nombreuses (ici 7 compartiments au lieu de 3). Naturellement, cette solution peut aussi être adaptée à des compartiments de taille différente ou en nombre différent, comme à la figure 1. [0044] Dans le cas représenté, on voit que, plus le compartiment a un volume important, plus la conduite présente, dans la portion correspondante, un nombre important d'ouvertures 14. Alternativement, on peut ne prévoir qu'une ouverture par compartiment. [0045] Ici, l'ammoniac relargué par le compartiment activé thermiquement est canalisé par ce conduit 13, et remonte directement jusqu'à l'orifice 8 selon la direction de la flèche 7', sans avoir à traverser le sel des différents compartiments : la libération par la cartouche d'ammoniac peur être ainsi facilitée/accélérée par rapport à la variante de la figure 1. [0046] Les figures 3 et 4 sont des variantes de la figure 1. [0047] Dans le cas de la figure 3, on a sept compartiments 15 à 21, tous de taille/hauteur h4 approximativement identique, ayant chacun une portion de barreau chauffant de même longueur et de mêmes capacités de chauffage. C'est donc une cartouche dont on a cherché à standardiser au mieux toutes les composantes. On peut ainsi choisir d' »user » cette cartouche de façon systématique du compartiment 21 le plus éloigné au compartiment 15 le plus proche de l'orifice 8, avec éventuellement un moyen de suivi visuel d'usure progressive de la cartouche, sur le tableau de bord du véhicule ou sur le module de stockage ou sur la cartouche elle-même. [0048] Dans le cas de la figure 4, on a choisi de constituer des compartiments de deux tailles différentes : le tout premier 22 de petites dimensions (hauteur h5) pour accélérer le relargage d'ammoniac à proximité de l'orifice 8, et tous les autres 23 à 27 de taille supérieure et tous identiques entre eux (hauteur h6). [0049] La figure 5 présente une variante du mode de réalisation selon la figure 2 : la conduite 13' est non seulement munie d'une série de vannes à clapet anti retour 14, mais également d'une deuxième série de vannes à clapet anti retour 14', qui fonctionnent dans une direction inversée (flèche 7") par rapport aux vannes 14 (flèche 7') et qui alternent avec celles-ci : pour chaque compartiment, dans cet exemple, la conduite comprend une vanne de type 14 et une vanne de type 14'. La deuxième série de vannes 14' permet, une fois la cartouche vidée et démontée du véhicule, de procéder au remplissage en ammoniac, selon la direction de la flèche 7", pour la recharger, via le même orifice 8 et à des pressions différentes de la pression de relargage d'ammoniac : les clapets anti retour de type 14 et de type 14' sont choisis pour laisser passer le gaz dans un sens ou dans l'autre, dans des plages de pression différentes appropriées. Dans cette figure, on a aussi représenté un bouchon10' destiné à obturer l'orifice 8 quand cela est nécessaire (qu'on peut aussi utiliser dans les autres exemples utilisant des conduites internes de type 13). [0050] La figure 6 représente une autre variante de la figure 2 et de la figure 5 : ici on prévoit deux conduites internes 13 et 13" : la conduite 13 est dédiée comme dans le cas de la figure 2, à l'évacuation d'ammoniac via l'orifice 8, en étant munie de la même manière de vannes de type clapets anti retour 1, et la conduite 13" est dédiée au remplissage de la cartouche en ammoniac quand elle est vide et démontée du véhicule. Cette conduite 13" est similaire dans sa conception à la conduite 13, et elle est munie de clapets anti retour 14' similaires à ceux de la figure 5, la conduite 13" débouchant dans un orifice de remplissage 8' également muni de moyens d'obturation du type bouchon 10". [0051] En alternative ou en complément du barreau chauffant 9, on peut prévoir d'équiper chaque compartiment d'une résistance chauffante indépendante périphérique, disposée contre l'enveloppe extérieure de la cartouche. Chaque résistance peut être reliée mécaniquement aux autres pour les manipuler et les positionner plus facilement. [0052] On voit que l'invention permet, avec une unique cartouche, de créer des compartiments autonomes dont on peut moduler avec une grande flexibilité les caractéristiques structurelles, comme le nombre de compartiments, leurs tailles, le type de matériau de stockage choisi, le type de chauffage, le type de collecte d'ammoniac, ... pour répondre aux besoins. [0053] De façon connue, la cartouche peut également intégrer en outre au moins un dispositif parmi : un filtre qui évite le passage de matériau de stockage vers l'extérieur de la cartouche, un dispositif de dosage du réducteur, un clapet anti-retour, un embout de connexion, un dispositif d'étanchéité des connexions.It is thus possible to use a common pipe that is uniformly pierced with openings equipped with valves. According to one embodiment, this pipe is provided with a first series of valves, in particular of the non-return valve type, allowing evacuation of the gaseous reductant from the tank via its evacuation orifice, and a second series of valves, including the check valve type, optionally equipped with filters, for filling the cartridge with gaseous reducer via said orifice. The two series of valves thus function as anti-return in opposite directions: in one direction, they allow the evacuation of the gas (so that the tank, mounted on the vehicle, feeds the line of depollution of a heat engine), in the other the gas filling (to recharge the tank, once empty and disassembled), with ad hoc pressure difference limits (the release pressure of the gas is different from the pressure with which the tank is filled). According to an alternative embodiment to the preceding, the tank according to the invention comprises means for filling the gaseous reductant tank, which comprise at least one pipe in the tank which opens into a filling port of the gaseous reducer of the tank said pipe passing through the separate storage areas and being provided with openings equipped with valves, in particular of the nonreturn valve type, possibly equipped with filters. In this configuration, the means for evacuating the gas from the tank are distinguished from the means for filling the gas in the tank. One can also choose to use valves in the partitions for the evacuation of gas, and valves equipping a pipe for filling gas, or vice versa. According to one embodiment, the storage volume of each separate storage area is substantially identical. In this embodiment, simplification is preferred in the internal dimensioning of the cartridge: each zone is of the same volume, the cartridge can then be in the form of a stack of layers partitioned with respect to each other and of the same thickness. . We can then evaluate the progressive wear of the cartridge by monitoring the wear of the layers that come to activate one after the other, for example. It is also conceivable to have storage areas of the same or similar dimensions, but which contain storage materials with different capacities to release the gaseous reductant. With equal volume of storage material and comparable thermal activation, it can thus, if necessary, a faster / more significant release of one area relative to another. At equal storage volume, one can also have a release as fast / as important with less thermal activation. According to another embodiment, the reservoir may have an outlet port of the gaseous reductant, and the storage volume of the storage area closest to said orifice may be chosen less than the storage volume of the zone that it receives. is adjacent. This difference in storage volume, with identical storage material or similar properties, can make it possible to recreate within the same reservoir the effects of the combination of a starter cartridge and a main cartridge according to the previous solution. known: the low volume zone can then be activated first to allow quick release of the gear during engine start, to prime the pollution control system, the other zones are activated thereafter to take over, one to least of said other areas can be further dedicated to recharge the low volume area out of startup phase. According to this embodiment, it may further be provided that the storage volume of a storage area is all the greater as it is remote from the gaseous reducer outlet of the tank: can come activate the zones selectively according to their size and thus their reducer release capacity (release time of the reducer and / or available quantity of the reducer), as required. Preferably, the tank according to the invention is associated with electronic or computer means which control the release of the gaseous reductant by controlling the differentiated activation of the heating means of the storage areas. These means can advantageously be connected to the engine control means. Here, the activation of the heating means is preferably selective, to best organize which (s) storage areas must be requested, depending on the gaseous reductant filling rate of the storage material that it contains (of its level). wear rate), the speed at which the gearbox is to be made available, the amount of gearhead required and / or any other parameter of operation of the depollution device as a whole. The invention also relates to the storage module intended to be mounted on a vehicle, in particular a motor vehicle, and on which are mounted at least one tank as described above and possibly also the electronic / computer means. mentioned above. It is also possible that the storage material is configured in compacted powder pellets and encapsulated at least in part by a conductive film, of the metal film type. Such a tank can be filled, for example, by shaping each of the storage materials, each of the separate storage areas, especially in the form of powder, before inserting them into the tank. In addition, and in known manner, it may be provided one or more steps of compressing the / each storage material which may be initially in powder form. It is also provided, but this step is known and not detailed here, a step of absorbing / adsorbing a predefined amount of reducing agent by the or each of the storage materials. As mentioned above, the method may also include the manufacture of pellets of each of the materials, pellets which are then assembled / shaped together. The pellets may be equipped with polarizing means (for example, the color of the encapsulation film of the pellet or of the storage material itself, or the positioning of the storage material in the reservoir, or any means of the notch type. .) to identify without error what type of storage material they contain. The invention also relates to the gas reductant storage module in a solid material, which comprises at least one tank as described above, and preferably at least one control means of the heating means. Generally, all of these components are attached directly or indirectly to a frame of this module, and possibly protected by a housing, the module then being implanted under the vehicle so as to make it possible to replace the tanks once discharged into reducing agent. . The invention also relates to the device for reducing nitrogen oxides contained in the exhaust gas of an internal combustion engine, which incorporates the module described above, as well as, for example, other organs. as a dosing member, an injector member for injecting the reducing gas into the exhaust line, and other means such as pipes, valves, pressure sensors and / or suitable temperature. The invention also relates to any vehicle including automotive equipped with a module or a device as described above. Other features and advantages of the invention will appear on reading the following detailed description of several embodiments of the invention, given by way of example only, with reference to the following schematic figures: - figures 1 to 6: cartridges according to six different embodiments of the invention, all shown in cross section. These figures are extremely schematic, and the various components shown do not necessarily respect the scale to facilitate reading. Only components that are important in the context of the invention are furthermore represented. The same components keep the same references from one figure to another. FIG. 1 represents a first embodiment of the invention, with a cartridge 1 (cartridge and reservoir have the same meaning in the present text), with a metal outer envelope defining a substantially cylindrical volume (with a circular cross-section or oval). Inside this envelope, are arranged two partitions 2, which delimit three compartments 3,4,5 stacked according to the height h of the cartridge (height which does not assume its vertical position or not in the module once the module These bulkheads are intended to be sealed to both the gaseous solid storage material and the gaseous reductant. [0038] For example, this storage material is sodium chloride. strontium (also commonly referred to as Adammine salt), of formula SrCl2 (NH3) when saturated with ammonia, or barium chloride, of formula BaCl2 (NH3) when saturated with ammonia. barium liberates more easily, at a lower temperature, the ammonia than the strontium salt, and that the choice of salt, the same or not, of each compartment can also intervene in the way of controlling the release of ammonia. 0039] Each of these partitions is equipped an opening equipped with a valve 6 in the form of a non-return valve provided with a filter, able to circulate the ammonia in one direction, that indicated by the arrow 7, without allowing the salt to pass from one compartment to another. One of the ends of the reservoir is equipped with an outlet orifice equipped with a valve 8 intended to release the ammonia, this orifice being in fluid communication with a system of pipes, not shown, in order to supply a metering device. ammonia injection into the exhaust line of a heat engine. Each compartment 3,4,5 has respectively a height h1, h2, h3, the height of the compartment being all the greater as the compartment is removed from the orifice 8: hl is less than h2, itself less than h3. In the center of the cartridge, is present a heating bar 9, provided with an extension in the form of tip out of the cartridge once inserted, tip that allows its grip on the one hand and its power supply of other (not shown). This bar is metallic, heated by the Joule effect, and may optionally be inserted into a sheath itself metallic that may or may not remain permanently in the cartridge 1. The partitions 2 are adapted to let this bar. According to the invention, this bar comprises in fact three independent portions separately supplied with electricity, and which are held together mechanically; a first portion 10 which is intended to activate by heating the ammonia release compartment 3, a second portion 11 for activating by heating the ammonia release compartment 4 and a third portion 12 for activating by heating the ammonia release from the compartment 5. [0042] Control by a control box of the power supply portions 10,11 and 12 can trigger the release of ammonia by the cartridge at the desired time in the desired quantities: thus, for example, during the Starting the engine, selectively activate the salt stored in the compartment 3, which is the one which is of smaller dimensions and which is in the immediate vicinity of the orifice 8 for evacuation of ammonia. Out of the start phase, one can then selectively, one after the other or jointly, activate the other two compartments. For example, by thermally soliciting the compartment 5, gaseous ammonia will "go up" to the compartment 4 and then to the compartment 3 via the valves of the partitions 2 in order to reach the orifice 8, this rise of ammonia. a compartment given to the next compartment (towards the orifice 8) as soon as the ammonia pressure of the compartment in question becomes greater than the ammonia pressure of the next compartment. Figure 2 is a variant of Figure 1: all things being equal, it is expected to no longer equip the walls of valves, but to add in the cartridge a conduit 13 provided with openings 14 equipped with valves. type check valve and filters, with at least one opening that opens into each compartment. This duct is disposed over the entire height of the cartridge, and opens into the orifice 8. In addition, the relative length of the different compartments and their number have been modified, so that they are all of similar length and more numerous (here 7 compartments instead of 3). Naturally, this solution can also be adapted to compartments of different size or different number, as in Figure 1. In the case shown, we see that the higher the volume of the compartment, the more the pipe present, in the corresponding portion, a large number of openings 14. Alternatively, one can provide only one opening per compartment. Here, the ammonia released by the thermally activated compartment is channeled through this conduit 13, and back directly to the orifice 8 in the direction of the arrow 7 ', without having to cross the salt of the different compartments: the release by the ammonia cartridge can thus be facilitated / accelerated compared to the variant of FIG. 1. FIGS. 3 and 4 are variants of FIG. 1. In the case of FIG. 3 there are seven compartments 15 to 21, all of approximately equal size / height h4, each having a heating rod portion of the same length and heating capabilities. It is thus a cartridge which one sought to standardize at best all the components. It is thus possible to "wear" this cartridge systematically from the compartment 21 farthest to the compartment 15 closest to the orifice 8, possibly with a visual tracking means of progressive wear of the cartridge, on the board vehicle or on the storage module or on the cartridge itself. In the case of FIG. 4, it has been chosen to constitute compartments of two different sizes: the very first 22 of small dimensions (height h5) to accelerate the release of ammonia near the orifice 8, and all others 23 to 27 larger and all identical to each other (height h6). FIG. 5 shows a variant of the embodiment according to FIG. 2: the pipe 13 'is not only provided with a series of nonreturn valve valves 14, but also with a second series of anti-return valve valves. 14 ', which operate in an inverted direction (arrow 7 ") relative to the valves 14 (arrow 7') and which alternate with them: for each compartment, in this example, the pipe comprises a valve type 14 and a type 14 'valve The second series of valves 14' allows, once the cartridge emptied and removed from the vehicle, to fill the ammonia, in the direction of the arrow 7 ", to recharge it via the same hole 8 and at different pressures from the ammonia release pressure: the type 14 and type 14 'check valves are selected to pass the gas in either direction at appropriate different pressure ranges . In this figure, there is also shown a plug 10 'for closing the orifice 8 when necessary (which can also be used in other examples using type 13 internal pipes). FIG. 6 represents another variant of FIG. 2 and FIG. 5: here two internal pipes 13 and 13 "are provided: the pipe 13 is dedicated, as in the case of FIG. 2, to the evacuation of ammonia via the orifice 8, being provided in the same way valves of type check valves 1, and the pipe 13 "is dedicated to the filling of the ammonia cartridge when it is empty and disassembled from the vehicle. This pipe 13 "is similar in design to the pipe 13, and it is provided with check valves 14 'similar to those of Figure 5, the pipe 13" opening into a filling port 8' also provided with means of Closure of the plug type 10 "Alternatively or in addition to the heating bar 9, provision can be made to equip each compartment with a peripheral independent heating resistor arranged against the outer casing of the cartridge. mechanically connected to others to manipulate and position them more easily It is seen that the invention allows, with a single cartridge, to create autonomous compartments whose structural characteristics can be modulated with great flexibility, such as the number of compartments, their sizes, the type of storage material chosen, the type of heating, the type of ammonia collection, ... to meet the needs. known, the cartridge can also incorporate at least one of: a filter that prevents the passage of storage material to the outside of the cartridge, a metering device of the reducer, a non-return valve, a nozzle of connection, a sealing device connections.

Claims

REVENDICATIONS1. Gaseous reductant storage tank (1) for the selective catalytic reduction of nitrogen oxides, containing a solid storage material of said gaseous reductant, characterized in that said reservoir is partitioned so as to delimit separate storage zones (3, 4,5), with, for each storage zone, dedicated heating means (10,11,12) and means (6,13,14) for evacuating the gas reductant out of the tank.

2. Tank (1) according to the preceding claim, characterized in that the storage zones (3,4,5) are superimposed on each other, with an outlet port (8) of the gas reducer formed in the reservoir and fed by said evacuation means (6, 13, 14).

3. Tank (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the dedicated heating means are peripheral means at least partially surrounding the tank, and in particular mechanically associated with each other.

4. Tank (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the dedicated heating means are a heating means at least partially inserted into the tank, in particular in the form of aligned heating rods (9, 10, 11, 12) and possibly mechanically associated.

5. Tank (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the discharge means comprise openings (6) equipped with valves in the partitions of said tank defining the separate storage areas, valves in particular in the form of check valves possibly equipped with filters.

6. Tank (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the discharge means comprise at least one pipe (13) in the tank which opens into the discharge port (8) of the reducer gaseous reservoir, said conduit passing through the separate storage areas and being provided with openings (14) equipped with valves, including the nonreturn valve type, optionally equipped with filters.

7. Tank (1) according to the preceding claim, characterized in that the pipe (13 ') is provided with a first series of valves (14), including the non-return valve type, allowing the evacuation of the gaseous reductant the tank via its discharge port, and a second series of valves (14 '), including the non-return valve type, optionally equipped with filters, for filling the gaseous reducing cartridge via said orifice.

8. Tank (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises means for filling the gaseous reductant tank, which comprise at least one pipe (13 ") in the tank which opens into a filling port (8 ') of the gas reductant of the reservoir, said pipe (13') passing through the separate storage zones and being provided with openings (14 ") equipped with valves, in particular of the nonreturn valve type, possibly equipped with filters .

9. Tank (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the storage volume of each separate storage area (3,4,5) is substantially identical.

10. Tank (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the reservoir has an orifice (8) for output of the gaseous reductant and in that the storage volume of the nearest storage area ( 3.22) of said orifice is smaller than the storage volume of the zone (4.23) adjacent thereto.

11. Tank (1) according to the preceding claim, characterized in that the storage volume of a storage area is even larger than it is away from the outlet (8) of gaseous reductant of the tank .

12. Tank (1) according to one of the preceding claims, characterized in that it is associated with electronic or computer means that drive the release of the gaseous reductant by controlling the differentiated activation of the heating means (10,11, 12) storage areas (3,4,5).