FR3027627B1 - LIQUID TANK MODULE, IN PARTICULAR FOR EXHAUST GAS FLUID FLUID - Google Patents
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Abstract
Module de réservoir de liquide pour un agent liquide réducteur de gaz d'échappement. Le module a un élément de support (3) pour soutenir un élément de filtre et un élément chauffant (6) pour chauffer le liquide du réservoir. L'élément chauffant (6) est intégré directement dans l'élément de support (3).Liquid tank module for a liquid reducing agent of exhaust gas. The module has a support member (3) for supporting a filter element and a heating element (6) for heating the reservoir liquid. The heating element (6) is integrated directly into the support element (3).
Description
Domaine de l’inventionField of the invention
La présente invention se rapporte à un module pour un réservoir de liquide, notamment pour recevoir un agent liquide réducteur de gaz d’échappement ayant un élément de support portant au moins un élément de filtre et au moins un élément chauffant pour chauffer le liquide du réservoir. L’invention se rapporte notamment à un dispositif pour chauffer un liquide, notamment un agent réducteur dans un véhicule équipé d’un moteur à combustion interne, notamment d’un moteur diesel. L’invention se rapporte également à un procédé de fabrication d’un tel module de réservoir.The present invention relates to a module for a liquid reservoir, in particular for receiving an exhaust gas reducing liquid agent having a support element carrying at least one filter element and at least one heating element for heating the liquid of the reservoir . The invention relates in particular to a device for heating a liquid, in particular a reducing agent in a vehicle equipped with an internal combustion engine, in particular a diesel engine. The invention also relates to a method of manufacturing such a reservoir module.
Etat de la techniqueState of the art
Pour éliminer les oxydes d’azote des gaz d’échappement émis par les moteurs diesel on utilise la technique SCR (réduction catalytique sélective) avec un agent réducteur contenant de l’urée. Pour cela on a développé des systèmes permettant de respecter les règles imposées aux gaz d’échappement. Ainsi on ajoute de façon définie une solution aqueuse d’urée telle que par exemple la solution ("AdBlue®") dans la conduite des gaz d’échappement pour assurer cette réduction à l’aide d’un catalyseur SCR.To eliminate nitrogen oxides from the exhaust gases emitted by diesel engines, SCR (selective catalytic reduction) is used with a reducing agent containing urea. For this we have developed systems to comply with the rules imposed on exhaust. Thus, an aqueous urea solution such as, for example, the solution ("AdBlue®") in the exhaust gas duct is added in a defined manner to ensure this reduction with the aid of an SCR catalyst.
Comme la solution aqueuse d’urée gèle à une température de -11°C il faut chauffer l’agent réducteur contenu dans le réservoir pour qu’il soit utilisable à des températures basses et soit toujours à l’état liquide. Différents dispositifs existent pour cela.As the aqueous solution of urea freezes at a temperature of -11 ° C it is necessary to heat the reducing agent contained in the tank so that it can be used at low temperatures and is always in the liquid state. Different devices exist for this.
But de l’inventionPurpose of the invention
La présente invention a pour but de développer un module de réservoir dont le nombre de composants et le coût de fabrication soit réduits tout en offrant une meilleure efficacité de chauffage.The object of the present invention is to develop a reservoir module whose number of components and manufacturing cost is reduced while offering a better heating efficiency.
Exposé et avantages de l’invention A cet effet, la présente invention a pour objet un module de réservoir pour un réservoir de liquide, notamment pour recevoir un agent liquide réducteur de gaz d’échappement, ayant un élément de support portant au moins un élément de filtre et au moins un élément chauffant pour chauffer le liquide du réservoir, ce module de réservoir étant caractérisé en ce que l’élément chauffant est intégré dans l’élément de support.DESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION For this purpose, the subject of the present invention is a reservoir module for a liquid reservoir, in particular for receiving a liquid reducing agent for exhaust gas, having a support element carrying at least one element. filter element and at least one heating element for heating the liquid of the reservoir, said reservoir module being characterized in that the heating element is integrated in the support element.
Selon un développement, l’élément de support comporte une poche pour recevoir l’élément chauffant qui est fixé dans la poche, notamment par serrage. L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un module de réservoir pour soutenir un élément de filtre dans un réservoir de liquide qui reçoit notamment un liquide réducteur de gaz d’échappement. Ce procédé consiste à réaliser un élément de support du module de réservoir par injection et placer un élément chauffant dans le moule d’injection avant d’injecter et surmouler par injection l’élément chauffant avec le matériau injecté pour intégrer l’élément chauffant dans le matériau de support.According to a development, the support element comprises a pocket for receiving the heating element which is fixed in the pocket, in particular by clamping. The invention also relates to a method of manufacturing a reservoir module for supporting a filter element in a liquid reservoir which receives in particular an exhaust gas reducing liquid. The method includes providing a fuel tank module support member and placing a heating element in the injection mold prior to injection and injection molding of the heating element with the injected material to integrate the heating element into the fuel cell. support material.
Selon une variante du procédé, on réalise dans l’élément de support au moins une poche pour recevoir un élément chauffant qui est installé dans la poche et y est notamment bloqué. L’intégration de l’élément chauffant dans l’élément de support économise des composants et réduit les travaux de montage. Comme la surface de transmission de la chaleur entre l’élément chauffant et le liquide est augmentée par comparaison à la surface de l’état de la technique, on améliore l’efficacité du dispositif de chauffage et on optimise le dégel du liquide dans le réservoir.According to a variant of the method, at least one pocket is provided in the support element for receiving a heating element which is installed in the pocket and is in particular locked therein. The integration of the heating element in the support element saves components and reduces assembly work. As the heat transmission surface between the heating element and the liquid is increased compared to the surface of the state of the art, the efficiency of the heating device is improved and the thaw of the liquid in the tank is optimized. .
Selon un développement, l’élément de support a une zone en forme de pot de l’élément de support, qui reçoit l’élément chauffant ce qui permet de chauffer d’une manière particulièrement efficace le liquide accumulé dans la zone en forme de pot.According to a development, the support member has a pot-shaped zone of the support member, which receives the heating element, which enables the liquid accumulated in the pot-shaped area to be heated in a particularly efficient manner. .
Selon un développement, l’élément de support a une zone en forme de tige et l’élément chauffant est intégré dans cette zone en forme de tige de l’élément de support, ce qui permet d’intégrer l’élément chauffant d’une manière particulièrement simple dans l’élément de support. L’élément chauffant peut comporter une grille emboutie, économique à fabriquer et qui est tout particulièrement en acier inoxydable très fiable.According to one development, the support member has a rod-shaped zone and the heating element is integrated in this rod-shaped zone of the support element, which makes it possible to integrate the heating element with a heating element. particularly simple way in the support element. The heating element may comprise a stamped grid, economical to manufacture and which is very particularly reliable stainless steel.
Dessinsdrawings
La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide de modes de réalisation d’un module de réservoir selon l’invention représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 montre un module pour un réservoir de liquide équipé d’un dispositif chauffant, la figure 2 montre la zone de branchement électrique du dispositif chauffant de la figure 1 selon une vue à échelle agrandie, la figure 3 montre un premier exemple de réalisation d’un module de réservoir selon l’invention, la figure 4 montre un détail à échelle agrandie du module de réservoir selon l’invention présenté à la figure 3, et la figure 5 montre un second exemple de réalisation d’un module de réservoir selon l’invention.The present invention will be described below in more detail using embodiments of a reservoir module according to the invention shown in the accompanying drawings in which: Figure 1 shows a module for a liquid tank equipped of a heating device, FIG. 2 shows the electric connection zone of the heating device of FIG. 1 in an enlarged view, FIG. 3 shows a first embodiment of a reservoir module according to the invention, the FIG. 4 shows an enlarged detail of the reservoir module according to the invention shown in FIG. 3, and FIG. 5 shows a second exemplary embodiment of a reservoir module according to the invention.
Description de modes de réalisationDescription of embodiments
La figure 1 est une vue en perspective d’un module de réservoir 2 équipé d’un élément chauffant 6.FIG. 1 is a perspective view of a reservoir module 2 equipped with a heating element 6.
La plaque de base 12 du réservoir de liquide non représenté complètement dans la figure est équipé de branchements d’entrée et de sortie 7, 11 pour introduire du liquide à stocker dans le réservoir de liquide ou en prélever du liquide.The base plate 12 of the liquid reservoir, not shown completely in the figure, is equipped with inlet and outlet connections 7, 11 for introducing liquid to be stored in the liquid reservoir or for taking up liquid.
Un module de support 3 est sur la plaque de base 12. Ce module est notamment réalisé comme pièce injectée et comporte entre autre un boîtier 5 pour une pompe de liquide. Un module de filtre 4 est situé sur le module de support 3 au-dessus d’une ouverture qui n’apparait pas à la figure 1 et permet la prise de liquide. Ce module de filtre est relié à l’entrée de la pompe. Ainsi, avant de sortir du réservoir, le liquide traverse le module de filtre 4 qui le filtre pour éviter que les particules de saleté contenues dans le liquide ne bouchent la pompe ou le module d’injection en aval de la pompe.A support module 3 is on the base plate 12. This module is in particular made as an injected part and comprises among other things a housing 5 for a liquid pump. A filter module 4 is located on the support module 3 above an opening that does not appear in Figure 1 and allows the intake of liquid. This filter module is connected to the pump inlet. Thus, before leaving the tank, the liquid passes through the filter module 4 which filters it to prevent the dirt particles contained in the liquid from clogging the pump or the injection module downstream of the pump.
Un élément chauffant 6 entoure l’élément de filtre 4. Cet élément chauffant présenté dans l’exemple de la figure 1 est sous la forme d’un serpentin 6, chauffant enroulé autour de l’élément chauffant 4.A heating element 6 surrounds the filter element 4. This heating element shown in the example of FIG. 1 is in the form of a heating coil 6 wound around the heating element 4.
Les deux extrémités 10 du serpentin chauffant 6 arrivent dans un manchon de liaison 8 de l’élément de support 3 permettant de réaliser le contact électrique entre les deux extrémités 10 de l’élément chauffant 6 dans la zone située sous l’élément de support 3 séparé de manière étanche du liquide stocké dans le réservoir.The two ends 10 of the heating coil 6 arrive in a connecting sleeve 8 of the support element 3 making it possible to make electrical contact between the two ends 10 of the heating element 6 in the zone situated under the support element 3 sealingly separated from the liquid stored in the tank.
Le branchement électrique des deux extrémités 10 de l’élément chauffant 6 est présenté à la figure 2 par la vue en coupe à échelle agrandie.The electrical connection of the two ends 10 of the heating element 6 is shown in FIG. 2 by the sectional view on an enlarged scale.
Un organe de support 18 est adapté aux ouvertures réalisées dans l’élément de support 3. Le manchon de liaison 8 se trouve au-dessus de l’organe de support 18 sur le fond de l’élément de support 3. Le manchon de liaison 8 comporte deux canaux dans la direction verticale pour parcourir les deux extrémités 10 de l’élément chauffant 6.A support member 18 is adapted to the openings made in the support member 3. The connecting sleeve 8 is above the support member 18 on the bottom of the support member 3. The connecting sleeve 8 has two channels in the vertical direction to traverse both ends of the heating element 6.
Les deux extrémités 10 de l’élément chauffant 6 sont entourées sur leur périphérie par un élément d’étanchéité 9, notamment un joint torique pour réaliser l’étanchéité vis-à-vis du liquide du point de liaison entre l’extrémité 10 respective de l’élément chauffant 6 et le manchon 8.The two ends 10 of the heating element 6 are surrounded on their periphery by a sealing element 9, in particular an O-ring, to seal the connection point between the respective end of the liquid with respect to the liquid. the heating element 6 and the sleeve 8.
Une décharge de traction 16 en forme de disque se trouve sous l’élément d’étanchéité 9. Cette décharge de traction est pincée entre l’organe de support 18 et le manchon de liaison 8.A disc-shaped strain relief 16 is located under the sealing member 9. This strain relief is clamped between the support member 18 and the connecting sleeve 8.
Le côté de la décharge de traction 16, tourné vers l’élément d’étanchéité 9 comporte des extrémités 10 de l’élément chauffant 6 chaque fois dans un élément de contact 19 qui réalise le contact électrique entre l’extrémité 10 respective de l’élément chauffant 6 et l’élément de raccordement extérieur 20. Les lignes électriques non représentées à la figure 2 sont raccordées par les éléments de raccordement 20 pour assurer l’alimentation en courant électrique de l’élément chauffant 6.The side of the strain relief 16 facing the sealing member 9 has ends 10 of the heating element 6 each in a contact element 19 which makes electrical contact between the respective end of the heating element 6 and the external connection element 20. The electric lines not shown in FIG. 2 are connected by the connecting elements 20 to supply the electric power to the heating element 6.
La figure 2 montre clairement que le branchement électrique de l’élément chauffant 6 concerne plusieurs composants à installer.Figure 2 clearly shows that the electrical connection of the heating element 6 relates to several components to install.
La figure 3 montre un premier exemple de réalisation d’un élément de support 3 selon l’invention. Dans cet exemple de réalisation, un élément de filtre de forme annulaire, non représenté, dans une rainure 50 à la périphérie de l’élément de support 3 de sorte que cet élément entoure l’élément de support 3 sur toute sa périphérie et est léché par le liquide à filtrer, dans la direction radiale. L’élément de support 3 présenté à la figure 3 comporte au moins un élément 22 en forme de tige contenant intérieurement, suivant un angle pratiquement droit, une plaque de base 12 remontant. L’élément en forme de tige 22 intègre un élément chauffant 6 selon l’invention. L’élément de support 3, y compris l’élément 22 en forme de tige peut être notamment réalisé comme pièce injectée. Dans ce cas, on place l’élément chauffant 6 dans le moule d’injection de l’élément de support 3 ; de préférence on le place dans le moule d’injection de l’élément de support 3 avant l’injection. Par injection, on surmoule avec le matériau injecté pour réaliser l’élément 22 en forme de tige de l’élément de support 3.FIG. 3 shows a first exemplary embodiment of a support element 3 according to the invention. In this exemplary embodiment, an annular shaped filter element, not shown, in a groove 50 at the periphery of the support member 3 so that this element surrounds the support member 3 over its entire periphery and is licked by the liquid to be filtered, in the radial direction. The support member 3 shown in Figure 3 comprises at least one rod-shaped member 22 internally containing, at a substantially straight angle, a base plate 12 upwardly. The rod-shaped element 22 incorporates a heating element 6 according to the invention. The support element 3, including the element 22 in the form of a rod may in particular be made as injected part. In this case, the heating element 6 is placed in the injection mold of the support element 3; preferably it is placed in the injection mold of the support member 3 before the injection. By injection, the molded material is overmolded to produce the rod-shaped element 22 of the support element 3.
On réalise ainsi l’étanchéité nécessaire des branchements électriques de l’élément chauffant 6 par rapport au liquide, avec le matériau injecté, ce qui évite les travaux de branchement et d’étanchéité compliqués, présentés à la figure 2, et qui permettent de supprimer le manchon 8, le joint torique 9 et le blocage de traction 16. L’extrémité libre de l’élément chauffant 6 se trouve selon l’invention à l’extérieur du matériau injecté et du volume du réservoir dans la zone sèche, ce qui permet ainsi très simplement d’être relié à la ligne de branchement électrique appropriée, par exemple par un simple branchement 26, comme cela est présenté à échelle agrandie de la figure 4. Le second branchement électrique de l’élément chauffant 6 se trouve ainsi selon la représentation des figures 3 et 4, derrière l’élément chauffant 6 électrique qui n’est pas visible pour cette raison.In this way, the electrical connections of the heating element 6 with respect to the liquid are made necessary with the injected material, which avoids the complicated connection and sealing work shown in FIG. 2, which makes it possible to eliminate the sleeve 8, the O-ring 9 and the traction lock 16. The free end of the heating element 6 is according to the invention outside the injected material and the volume of the reservoir in the dry zone, which Thus, it allows very simply to be connected to the appropriate electrical connection line, for example by a simple connection 26, as is shown on an enlarged scale of FIG. 4. The second electrical connection of the heating element 6 is thus according to FIG. the representation of Figures 3 and 4, behind the electric heating element 6 which is not visible for this reason.
Comme l’étanchéité se fait "automatiquement" par l’injection lors de la réalisation de l’élément de support 3, aucune opération supplémentaire n’est nécessaire pour réaliser l’étanchéité au liquide des branchements électriques de l’élément chauffant 6. Cela simplifie considérablement la fabrication et le montage. L’élément chauffant 6 peut être une grille, métallique emboutie qui se fabrique notamment très simplement et de façon très économique. La grille emboutie peut être en particulier en acier inoxydable, durable.As the seal is "automatically" by the injection during the production of the support member 3, no additional operation is necessary to achieve the liquid tightness of the electrical connections of the heating element 6. This greatly simplifies manufacturing and assembly. The heating element 6 may be a gate, metal stamped which is manufactured in particular very simply and very economically. The stamped grid can be in particular made of stainless steel, durable.
En variante de l’insertion décrite de l’élément chauffant 6 dans le moule d’injection, avant le début l’injection, et au cours de l’opération d’injection on peut réaliser une ou plusieurs poches 15 dans l’élément de support 3 par exemple en plaçant des éléments formant des poches dans le moule d’injection, avant d’effectuer l’injection.As a variant of the described insertion of the heating element 6 in the injection mold, before the injection is started, and during the injection operation, one or more pockets can be made in the support 3 for example by placing pockets forming elements in the injection mold, before performing the injection.
Des éléments chauffants 6 réalisés de manière appropriée sont alors introduits dans les poches 15 ainsi obtenues pour y être fixées. Le blocage des éléments chauffants 10 se fait en particulier d’une manière purement mécanique, par exemple par serrage de l’élément chauffant 6 respectif dans une poche 15 de forme appropriée.Appropriately made heating elements 6 are then introduced into the pockets thus obtained for attachment thereto. The blocking of the heating elements 10 is particularly in a purely mechanical manner, for example by clamping the respective heating element 6 in a pocket 15 of appropriate shape.
Pour cette réalisation, il faut une liaison thermique supplémentaire entre l’élément chauffant et le support de matière plastique pour couvrir l’intervalle nécessaire à la fabrication. Cela peut se faire à l’aide d’un milieu thermo-conducteur (liquide, chemin thermoconducteur) qui est introduit notamment après le blocage de l’élément chauffant, et cet élément chauffant, dans le cas idéal entoure complètement le support et est relié à celui-ci.For this embodiment, it requires an additional thermal connection between the heating element and the plastic support to cover the gap required for manufacture. This can be done using a thermo-conductive medium (liquid, thermally conductive path) which is introduced in particular after the blocking of the heating element, and this heating element, in the ideal case completely surrounds the support and is connected to this one.
La figure 5 montre un second mode de réalisation d’un élément de support 3 selon l’invention avec une zone en forme de pot, munie d’une paroi 28 qui entoure le boîtier de pompe 5 parallèlement à sa périphérie. L’élément de filtre 4 de cet exemple entoure de façon circulaire et à distance la périphérie extérieure de la paroi 28 et est traversé dans la direction radiale par le liquide prélevé.Figure 5 shows a second embodiment of a support member 3 according to the invention with a pot-shaped area provided with a wall 28 which surrounds the pump housing 5 parallel to its periphery. The filter element 4 of this example circumferentially and remotely surrounds the outer periphery of the wall 28 and is traversed in the radial direction by the sampled liquid.
Pour faciliter le montage au moins une zone 30 de la paroi 28 est à double paroi.To facilitate assembly at least one zone 30 of the wall 28 is double-walled.
Dans l’exemple de réalisation de la figure 5, l’élément chauffant 10 se trouve à l’intérieur de la paroi 28 et constitue de cette manière une surface chauffante particulièrement grande et efficace.In the embodiment of Figure 5, the heating element 10 is inside the wall 28 and is thus a particularly large and effective heating surface.
Dans cet exemple de réalisation, l’élément chauffant 6 peut être notamment sous la forme d’une grille emboutie de forme cintrée placée avant l’opération d’injection dans le moule d’injection de l’élément de support 3 pour être ensuite enveloppé(e) par surmoulage avec le matériau injecté. La grille emboutie comporte au moins deux branchements électriques comme le montre de façon détaillée la figure 4. A la place d’un unique élément chauffant 6 qui est pour l’essentiel réalisé sur toute la périphérie de la paroi 28 de la zone en forme de pot, on peut également prévoir plusieurs éléments chauffants 6 séparés les uns des autres le long de la périphérie de la paroi 28. Ces éléments chauffants 6, séparés peuvent être branchés ou couplés, notamment indépendamment les uns des autres de sorte que la puissance de chauffage du dispositif de chauffage pourra être adaptée de manière ciblée aux exigences à chaque instant grâce à la coupure et au branchement des différents éléments chauffants 6. L’invention permet d’intégrer l’élément chauffant 6 dans l’élément de support 3 d’un module de réservoir 2, notamment au cours d’une opération d’injection réalisant l’élément de support 3. Cela simplifie considérablement le montage tout en réduisant les coûts.In this embodiment, the heating element 6 may in particular be in the form of a curved molded gate placed before the injection operation in the injection mold of the support element 3 to be then wrapped (e) overmolding with the injected material. The stamped gate comprises at least two electrical connections as shown in detail in FIG. 4. In place of a single heating element 6 which is essentially made on the entire periphery of the wall 28 of the shaped zone. pot, one can also provide several heating elements 6 separated from each other along the periphery of the wall 28. These heating elements 6, separated can be connected or coupled, in particular independently of each other so that the heating power of the heating device can be adapted in a targeted manner to the requirements at any time by cutting and connecting the various heating elements 6. The invention allows to integrate the heating element 6 in the support member 3 of a reservoir module 2, in particular during an injection operation carrying the support member 3. This considerably simplifies the mo while reducing costs.
En augmentant la surface chauffante efficace on augmente l’efficacité du chauffage. Comme le matériau injecté de l’élément de support 3 fonctionne comme matériau d’étanchéité, cela supprime les joints d’étanchéité fragiles, en particulier les joints toriques.By increasing the effective heating surface the heating efficiency is increased. As the injected material of the support member 3 functions as a sealing material, this eliminates the fragile seals, particularly the O-rings.
NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 2 Module de réservoir 3 Elément de support 4 Elément de filtre 5 Boîtier de pompe 6 Elément chauffant 7, 11 Raccord d’entrée et de sortie du réservoir 8 Manchon de liaison 9 Joint torique 10 Elément chauffant 12 Plaque de base 15 Poche 16 Décharge de traction 18 Organe de support / organe d’appui 22 Elément en forme de tige 26 Branchement 28 Zone en forme de pot / paroi 30 Zone de paroi 50 RainureNOMENCLATURE OF MAIN ELEMENTS 2 Tank module 3 Support element 4 Filter element 5 Pump housing 6 Heating element 7, 11 Tank inlet and outlet connection 8 Connection sleeve 9 O-ring 10 Heating element 12 Base plate 15 Pocket 16 Strain relief 18 Support member / support member 22 Rod-shaped element 26 Connection 28 Pot / wall-shaped area 30 Wall area 50 Groove
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