FR3043574A1 - Introduction de gaz pour la protection d'une solution d'uree contre le gel - Google Patents

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Abstract

Solution de réduction catalytique sélective comprenant de l'urée, de l'eau et des bulles de gaz contenues dans la solution. En particulier, la solution présente une teneur en urée présente en une quantité supérieure à 31% (m/m) en fraction massique du matériau, et des bulles de gaz dans la solution en une quantité entre environ 7% et environ 9% du volume de solution, lorsque la solution est à une pression d'environ 1 bar absolu. Lorsque la solution de réduction catalytique sélective est pressurisée dans une plage entre 6 bars et 7,5 bars, les bulles de gaz sont présentes dans une plage entre environ 1,33% et environ 1,07% de la solution, lorsque la solution est pressurisée. La présence des bulles de gaz permet de créer un volume d'expansion pour la solution d'urée, si la solution d'urée commence à geler en raison de basses températures.

Description

INTRODUCTION DE GAZ POUR LA PROTECTION D’UNE SOLUTION
D’URÉE CONTRE LE GEL
DOMAINE DE L’INVENTION
La présente invention concerne une solution de réduction catalytique sélective protégée contre le gel, et l’utilisation de celle-ci en association avec une unité de distribution réductrice.
CONTEXTE DE L’INVENTION
La législation récente en Europe et en Amérique du Nord a imposé des exigences plus strictes en matière d’émissions de gaz d’échappement pour les véhicules, en particulier de nouveaux mandats pour des technologies de combustion à mélange pauvre pour des moteurs à allumage par compression (diesel) et des moteurs à injection directe fonctionnant obligatoirement dans des conditions pauvres et ultra-pauvres. Les moteurs à mélange pauvre présentent des niveaux d’émissions d’oxyde d’azote (NOx) difficiles à traiter dans des environnements riches en oxygène caractéristiques de la combustion à mélange pauvre. Des technologies d’échappement après traitement pour le traitement des NOx dans ces conditions sont en cours de développement. L’une de ces technologies comprend un catalyseur facilitant les réactions de l’ammoniac (NH3) avec les oxydes d’azote d’échappement (NOx) pour produire de l’azote (N) et de l’eau (H20). Cette technologie est appelée réduction catalytique sélective (SCR).
Cependant, l’un des inconvénients vient du fait que l’ammoniac (NH3) est difficile à manipuler dans sa forme pure dans l’environnement automobile ; par conséquent, des systèmes employant une solution d’urée aqueuse liquide ont été développés, typiquement à 32% de concentration d’urée (CO(NH2)2). La solution est appelée AUS-32, également connue sous son nom commercial AdBlue®. La solution d’urée est délivrée au flux d’échappement d’un véhicule, et transformée en ammoniac dans l’échappement après avoir subi une thermolyse ou une thermodécomposition en ammoniac et acide isocyanique (HNCO). L’acide isocyanique subit ensuite une hydrolyse avec de l’eau présente dans l’échappement, et est transformé en ammoniac et en dioxyde de carbone (C02). L’ammoniac résultant de la thermolyse et de l’hydrolyse subit ensuite une réaction catalysée avec des oxydes d’azote, tel que décrit ci-dessus. L’un des inconvénients de l’utilisation d’une solution d’urée vient du fait que les directives actuelles pour l’AUS-32 contiennent un mélange d’urée et d’eau, ce qui signifie que la solution est susceptible de geler, typiquement à -11 °C. Cela permet d’éviter un inconvénient avec les technologies SCR, car il existe un problème substantiel concernant le gel de la solution, susceptible de provoquer la dilatation et le blocage de l’unité de distribution réductrice (RDU) délivrant la solution d’urée au système d’échappement. Si la solution gèle dans la RDU, l’ensemble de la RDU peut se retrouver congestionné et des composants tels que les tuyaux, les têtes d’injection, les réservoirs, les pompes et d’autres composants risquent de se casser en raison de la dilatation de la solution gelée.
Pour résoudre les problèmes de gel, plusieurs types différents de systèmes de purge ont été développés, dans lesquels la conduite d’alimentation de solution et la tête d’injection de la RDU sont purgées lors de l’arrêt du moteur du véhicule, de sorte que les composants contiennent ensuite très peu ou pas du tout de solution, ce qui aide à éliminer le risque de dommage ou de blocage dû au gel de la solution. De plus, d’autres développements incluent des dispositifs de chauffage placés à l’intérieur du réservoir d’alimentation en solution, et une bande chauffante est utilisée le long de la conduite d’alimentation en solution, pour assurer que la conduite d’alimentation en solution reste chaude et empêcher la solution de geler. Cependant, ces solutions reposent sur l’apport de puissance aux composants de système de la RDU, afin de chauffer les composants lorsque le véhicule est à l’arrêt avec le moteur éteint. Si le véhicule est garé pour une durée prolongée par temps froid, ces systèmes peuvent tirer de façon indésirable sur la batterie du véhicule ou nécessiter une source de puissance séparée. Il est par conséquent souhaitable de développer des protections contre le gel plus pratiques pour les systèmes SCR afin de protéger les composants de la RDU.
RÉSUMÉ DE L’INVENTION
La présente invention concerne une solution de réduction catalytique sélective (SCR) contenant de l’urée, de l’eau et des bulles de gaz contenues dans la solution. En particulier, la solution présente une teneur en urée présente en une quantité supérieure à 31% (m/m) en fraction massique de matériau, et des bulles de gaz dans la solution en une quantité d’environ 7% à environ 9% du volume de solution lorsque la solution est à une pression d’environ 1 bar absolu. Lorsque la solution de réduction catalytique sélective est pressurisée dans une plage entre 6 bars et 7,5 bars, les bulles de gaz sont présentes dans une plage entre environ 1,33% et environ 1,07% de la solution lorsque la solution est pressurisée. La présence des bulles de gaz dans la solution de réduction catalytique sélective permet d’empêcher le gel des composants de la RDU, car les bulles de gaz occupent un petit volume de la solution lorsque la solution est pressurisée, mais lorsque le véhicule est éteint, l’unité de distribution réductrice est dépressurisée et les bulles de gaz occupent un plus grand volume de la solution contenue dans l’unité de distribution réductrice. La présence des bulles de gaz offre un volume d’expansion pour la solution d’urée si la solution SCR commence à geler en raison de basses températures. Par conséquent, les composants de la RDU et d’autres composants de système, y compris les conduites d’alimentation vers la RDU, le réservoir d’alimentation et la pompe, sont tous protégés contre le gel par des bulles de gaz dans la solution SCR elle-même, éliminant ainsi le besoin de purge ou de chauffage du système RDU. D’autres domaines d’application de la présente invention deviendront évidents à travers la description détaillée présentée ci-dessous. Il faut comprendre que la description détaillée et certains exemples spécifiques indiquant la forme de réalisation préférée de l’invention sont fournis à titre d’illustration seulement et ne sont pas censés limiter le champ de l’invention.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à travers la description et les dessins attenants, parmi lesquels :
La Fig. 1 est un diagramme schématique d’une unité de distribution réductrice pour un système d’échappement de véhicule ;
La Fig. 2A est une vue en coupe transversale partielle d’une tête d’injection et d’un tuyau d’alimentation pour une unité de distribution réductrice reliée à une partie d’un système d’échappement de véhicule ;
La Fig. 2B est une vue de dessus en coupe transversale latérale de la tête d’injection et d’une partie du tuyau d’alimentation pour une unité de distribution réductrice ;
La Fig. 3 est une vue en coupe transversale latérale agrandie d’une partie de la tête d’injection avec une solution pressurisée ;
La Fig. 4 est une vue en coupe transversale latérale agrandie d’une partie de la tête d’injection avec une solution pressurisée ;
La Fig. 5 est une vue en coupe transversale latérale agrandie de la tête d’injection et d’une partie du tuyau d’alimentation avec une solution dépressurisée soumise au gel ;
La Fig. 6 est un diagramme schématique d’un réservoir d’alimentation en solution avec une pompe, et d’un procédé d’introduction de bulles de gaz dans la solution d’urée ;
La Fig. 7 est un diagramme schématique d’un réservoir d’alimentation en solution avec une pompe, et d’un procédé alternatif pour l’introduction de bulles de gaz dans la solution d’urée ; et
La Fig. 8 est un diagramme schématique d’un réservoir d’alimentation en solution avec une pompe, et d’un procédé alternatif pour l’introduction de bulles de gaz dans la solution d’urée. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES FORMES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉES La description ci-dessous de la/des forme(s) de réalisation préférée(s) est fournie seulement à titre d’exemple et n’est pas censée limiter l’invention, son application ou ses emplois.
Dans les exemples ci-dessous, le volume de bulles de gaz dans la solution SCR pour une température et une pression données est calculé à l’aide de la loi des gaz parfaits, laquelle se base sur l’équation PV=nRT, où P est la pression, V est le volume, n est le nombre de moles, R est la constante de
gaz et T est la température. Le nombre de moles et la constante de gaz sont annulés lors de la détermination du volume de gaz entre son état pressurisé et son état dépressurisé. La détermination du volume de bulles de gaz dans un état pressurisé est effectuée à l’aide de l’équation (P1)(V1)/T1 = (P2)(V2)/T2, où P1 est la pression de la solution SCR pressurisée. T1 varie, mais le scénario le plus extrême est la température maximale autorisée pour le fluide à l’intérieur de l’injecteur en mode de fonctionnement, qui est actuellement de 130°C (403 K). P2 est la pression après dépressurisation et s’élève à 1 bar absolu. V2 varie en fonction du volume de bulles de gaz souhaité après dépressurisation, mais une plage entre environ 7% et environ 10%, généralement entre environ 7% et environ 9%, idéalement 8%, sont tous des volumes acceptables, selon l’application particulière. T2 est le point de congélation de la solution SCR, qui est à -11 °C (262 K) dans le cas de l’AdBlue®. La détermination du volume de bulles de gaz dans la solution SCR à l’état pressurisé (c’est-à-dire V1) est effectuée avec la formule V1 = (P2)(V2)(T1)/(P1)(T2). Les échantillons suivants, tels que présentés dans les Exemples ci-dessous, ont été réalisés à l’aide des formules ci-dessus. EXEMPLES
Plusieurs échantillons différents d’une solution de réduction catalytique sélective (SCR) contenant de l’urée, de l’eau et des bulles de gaz comme composants principaux ont été créés. Sauf indication contraire, l’unité m/m telle qu’employée ici renvoie à la fraction massique de matériau. Le tableau ci-dessous présente les caractéristiques générales de la solution SCR, lesquelles incluent un certain nombre d’éléments et de composés présents dans la solution, collectivement appelés « éléments et composés supplémentaires » dans le présent document.
Tableau 1 - Caractéristiques d’une solution urée-eau
Comme l’indique le tableau ci-dessus et les échantillons ci-dessous, une solution SCR typique, préparée selon la présente invention, contient certains éléments et composés supplémentaires en petites quantités, comme le NH3 (entre 0% m/m et 0,2% m/m), le biuret (entre 0% m/m et 0,2% m/m), les aldéhydes (quantité inférieure ou égale à environ 5 mg/kg), les matières insolubles (quantité inférieure ou égale à environ 20 mg/kg), le phosphate (quantité inférieure ou égale à environ 0,5 mg/kg), le calcium (quantité inférieure ou égale à environ 0,5 mg/kg), le fer (quantité inférieure ou égale à environ 0,5 mg/kg), le cuivre (quantité inférieure ou égale à environ 0,2 mg/kg), le zinc (quantité inférieure ou égale à environ 0,2 mg/kg), le chrome (quantité inférieure ou égale à environ 0,2 mg/kg), le nickel (quantité inférieure ou égale à environ 0,2 mg/kg), l’aluminium (quantité inférieure ou égale à environ 0,5 mg/kg), le sodium (quantité inférieure ou égale à environ 0,5 mg/kg) et le potassium (quantité inférieure ou égale à environ 0,5 mg/kg). Dans les exemples ci-dessous, la solution SCR, également appelée solution liquide, est préparée en préparant tout d’abord une solution liquide, puis des bulles de gaz sont ajoutées dans chacun des échantillons de solution liquide
pour produire une solution SCR infusée. Les bulles de gaz sont préparées et introduites par plusieurs sources, y compris des cartouches de gaz pressurisé d’air ou de dioxyde de carbone, en aérant les solutions à l’aide d’une pompe raccordée à une source d’air, les bulles étant mélangées avec la solution circulant à travers une pompe, ou par agitation, la solution liquide étant agitée et amenant les bulles d’air à se mélanger à la solution en combinaison avec une pompe pour mettre en mouvement et pressuriser la solution agitée. EXEMPLE 1
Un premier groupe d’échantillons de solution SCR infusée est préparé en mélangeant une solution liquide avec une quantité d’urée généralement supérieure à environ 31% m/m avec une quantité d’eau inférieure ou égale à environ 69%, les éléments et composés supplémentaires décrits ci-dessus constituant le reste des échantillons du groupe. Des bulles de gaz ou du gaz dissous est/sont introduit(es) dans chacun des échantillons de solution liquide pour produire une solution de réduction catalytique sélective (SCR) préparée à une température de 262 Kelvin (K) et une pression d’environ 1 bar absolu. Le volume du mélange de solution liquide et de bulles de gaz à une pression de 1 bar absolu dans un échantillon contient des bulles de gaz en une quantité supérieure à environ 7% du volume total de solution incluant la solution liquide et les bulles de gaz. D’autres échantillons du premier groupe sont préparés en introduisant des bulles de gaz en une quantité variant entre environ 7% du volume total de la solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz) et environ 9% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz) à une pression d’environ 1 bar absolu. Des échantillons supplémentaires de solution SCR infusée sont préparés avec des bulles de gaz dans chaque échantillons, en une quantité d’environ 7,25%, d’environ 7,5%, d’environ 7,75%, d’environ 8%, d’environ 8,25%, d’environ 8,5% et d’environ 8,75% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), à chaque fois à une pression d’environ 1 bar absolu et à une température d’environ 262 K. Des échantillons supplémentaires de solution SCR infusée sont préparés, les bulles de gaz dans chaque échantillon étant présentes en une quantité supérieure à environ 9%, environ 9,25%, environ 9,5%, environ 9,75% et environ 10% du volume total de la solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), à chaque fois à une pression d’environ 1 bar absolu et à une température d’environ 262 K.
D’autres échantillons sont préparés, dans lesquels les échantillons de solution SCR infusée ont été préparés sous une pression d’au moins environ 6 bar, une température de 262 K, les bulles de gaz dans chaque échantillon représentant environ 1,33% du volume total de la solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz) à une température de 262 K et une pression d’au moins d’au moins environ 6 bar. D’autres échantillons ont été préparés à une pression d’au moins environ 6 bars, une température inférieure ou égale à 403 K, avec des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en une quantité inférieure ou égale à environ 2,05% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons de solution SCR infusée ont été préparés à une pression d’au moins 7 bar, une température de 262 K donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée à hauteur d’environ 1,14% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), et un deuxième groupe mélangé à une pression d’environ 7 bar, une température inférieure ou égale à 403 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en une quantité inférieur ou égale à environ 1,76% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons ont été préparés à une pression d’au moins environ 7,5 bar, une température de 262 K donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée à hauteur de 1,07% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), et un deuxième groupe mélangé à une pression d’environ 7,5 bar, une température inférieure ou égale à 403 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en quantité inférieur ou égale à environ 1,64% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons ont été préparés à une pression d’au moins 8 bar, une température de 262 K donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée à hauteur d’environ 1,00% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), et un deuxième groupe à une pression d’environ 8 bar, une température inférieure ou égale à 403 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en quantité inférieur ou égale à environ 1,54% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons ont été préparés à une pression d’au moins environ 3 bar, une température de 262 K donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée à hauteur d’environ 2,67% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), et un deuxième groupe mélangé à une pression d’environ 3 bar, une température inférieure ou égale à 403 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en quantité inférieur ou égale à environ 4,10% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons ont été préparés à une pression d’au moins environ 10 bar, une température de 262 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée à hauteur d’environ 0,080% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), et un deuxième groupe mélangé à une pression d’environ 10 bar, une température inférieure ou égale à 403 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en une quantité inférieur ou égale à environ 1,23% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons sont également préparés, dans lesquels la solution liquide et les bulles de gaz (SCR) sont mélangés sous une pression à plusieurs paliers dans une plage d’environ 3 bar à environ 10 bar, à une température inférieure ou égale à environ 403 K, et les bulles de gaz de chaque échantillon sont présentes en une quantité inférieure ou égale à environ 4,10% du volume total de solution SCR infusée à supérieure ou égale à environ 1,23% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). EXEMPLE 2
Un deuxième groupe d’échantillons de solution SCR est préparé en mélangeant tout d’abord des échantillons de solution liquide présentant une teneur en urée entre environ 31% m/m et environ 34% m/m, avec une teneur en eau entre environ 69% m/m et environ 66% m/m, de l’urée entre environ 31% m/m et environ 33% m/m, avec une teneur en eau entre environ 69% m/m et environ 67% m/m, de l’urée entre environ 31% m/m et environ 32% m/m, avec une teneur en eau entre environ 69% m/m et environ 68% m/m, de l’urée entre environ 32% m/m et environ 34% m/m avec une teneur en eau entre environ 68% m/m et environ 66% m/m, de l’urée entre environ 33% m/m et environ 34% m/m avec une teneur en eau entre environ 67% et environ 66%, de l’urée entre environ 31% m/m et environ 33% m/m avec une teneur en eau entre environ 69% m/m et environ 67% m/m, de l’urée entre environ 32% m/m et environ 33% m/m, avec une teneur en eau entre environ 68% m/m et environ 67% m/m, de l’urée entre environ 31% m/m et environ 32% m/m avec une teneur en eau entre environ 69% m/m et environ 68% m/m, et les éléments et composés supplémentaires décrits ci-dessus représentant le reste des échantillons du groupe.
Des bulles de gaz ou du gaz dissout est/sont introduit(es) dans chacun des échantillons de solution liquide pour produire une solution de réduction catalytique sélective (SCR) infusée, préparée à une température de 262 Kelvin (K) et à une pression d’environ 1 bar absolu. Dans un échantillon, le volume du mélange de solution liquide et de bulles de gaz à une pression de 1 bar absolu contient des bulles de gaz en une quantité supérieure à environ 7% du volume total de solution incluant la solution liquide et des bulles de gaz. D’autres échantillons du premier groupe sont préparés en introduisant des bulles de gaz en une quantité entre environ 7% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz) et environ 9% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), à une pression d’environ 1 bar absolu. Des échantillons de solution SCR infusée supplémentaires ont été préparés avec des bulles de gaz dans chaque échantillon à hauteur d’environ 7,25%, d’environ 7,5%, d’environ 7,75%, d’environ 8%, d’environ 8,25%, d’environ 8,5% et d’environ 8,75% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), à chaque fois à une pression d’environ 1 bar absolu et à une température d’environ 262 K. Des échantillons supplémentaires de solution SCR infusée sont préparés, les bulles de gaz dans chaque échantillon étant présentes en une quantité supérieure à environ 9%, environ 9,25%, environ 9,5%, environ 9,75% et environ 10% du volume total de la solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), à chaque fois à une pression d’environ 1 bar absolu et à une température d’environ 262 K. D’autres échantillons sont préparés, dans lesquels les échantillons de solution SCR infusée ont été préparés sous une pression d’au moins environ 6 bar, à une température de 262 K, donnant des bulles de gaz dans chaque échantillon à hauteur d’environ 1,33% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), à une température de 262 K et à une pression d’au moins 6 bar. D’autres échantillons ont été préparés à une pression d’au moins environ 6 bars, une température inférieure ou égale à 403 K donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en une quantité inférieur ou égale à environ 2,05% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons de solution SCR infusée ont été préparés à une pression d’au moins environ 7 bar, une température de 262 K donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée à hauteur d’environ 1,14% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), et un deuxième groupe mélangé à une pression d’environ 7 bar, une température inférieure ou égale à 403 K donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en une quantité inférieur ou égale à environ 1,76% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons ont été préparés à une pression d’au moins environ 7,5 bar, une température de 262 K donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée à hauteur d’environ 1,07% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), et un deuxième groupe mélangé à une pression d’environ 7,5 bar, une température inférieure ou égale à 403 K donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en une quantité inférieur ou égale à environ 1,64% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons ont été préparés à une pression d’au moins 8 bar, une température de 262 K donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée à hauteur d’environ 1,00% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), et un deuxième groupe à une pression d’environ 8 bar, une température inférieure ou égale à 403 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en quantité inférieur ou égale à environ 1,54% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons ont été préparés à une pression d’au moins environ 3 bar, une température de 262 K donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée à hauteur d’environ 2,67% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), et un deuxième groupe mélangé à une pression d’environ 3 bar, une température inférieure ou égale à 403 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en quantité inférieur ou égale à environ 4,10% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons ont été préparés à une pression d’au moins environ 10 bar, une température de 262 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée à hauteur d’environ 0,080% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), et un deuxième groupe mélangé à une pression d’environ 10 bar, une température inférieure ou égale à 403 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en une quantité inférieur ou égale à environ 1,23% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons sont également préparés, dans lesquels la solution liquide et les bulles de gaz (SCR) sont mélangés sous une pression à plusieurs paliers dans une plage d’environ 3 bar à environ 10 bar, à une température inférieure ou égale à environ 403 K, et les bulles de gaz de chaque échantillon sont présentes en une quantité inférieure ou égale à environ 4,10% du volume total de solution SCR infusée à supérieure ou égale à environ 1,23% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). EXEMPLE 3
Un troisième groupe d’échantillons de solution SCR a été préparé en mélangeant tout d’abord des échantillons de solution liquide présentant une teneur en urée d’environ 32,5% m/m avec de l’eau à hauteur d’environ 67,5% m/m, et les éléments et composés supplémentaires représentant le reste dans les échantillons du groupe.
Des bulles de gaz ou du gaz dissous est/sont introduit(es) dans chacun des échantillons de solution liquide pour produire une solution de réduction catalytique sélective (SCR) infusée, préparée à une température de 262
Kelvin (K) et à une pression d’environ 1 bar absolu. Dans un échantillon, le volume du mélange de solution liquide et de bulles de gaz à une pression de 1 bar absolu contient des bulles de gaz en une quantité supérieure à environ 7% du volume total de solution incluant la solution liquide et des bulles de gaz. D’autres échantillons du premier groupe sont préparés en introduisant des bulles de gaz en une quantité entre environ 7% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz) et environ 9% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), à une pression d’environ 1 bar absolu. Des échantillons de solution SCR infusée supplémentaires ont été préparés avec des bulles de gaz dans chaque échantillon à hauteur d’environ 7,25%, d’environ 7,5%, d’environ 7,75%, d’environ 8%, d’environ 8,25%, d’environ 8,5% et d’environ 8,75% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), à chaque fois à une pression d’environ 1 bar absolu et à une température d’environ 262 K. Des échantillons supplémentaires de solution SCR infusée sont préparés, les bulles de gaz dans chaque échantillon étant présentes en une quantité supérieure à environ 9%, environ 9,25%, environ 9,5%, environ 9,75% et environ 10% du volume total de la solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), à chaque fois à une pression d’environ 1 bar absolu et à une température d’environ 262 K. D’autres échantillons sont préparés, dans lesquels les échantillons de solution SCR infusée ont été préparés sous une pression d’au moins environ 6 bar, une température de 262 K, les bulles de gaz dans chaque échantillon représentant environ 1,33% du volume total de la solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz) à une température de 262 K et une pression d’au moins d’au moins environ 6 bar. D’autres échantillons ont été préparés à une pression d’au moins environ 6 bars, une température inférieure ou égale à 403 K, avec des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en une quantité inférieure ou égale à environ 2,05% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons de solution SCR infusée ont été préparés à une pression d’au moins 7 bar, une température de 262 K donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée à hauteur d’environ 1,14% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), et un deuxième groupe mélangé à une pression d’environ 7 bar, une température inférieure ou égale à 403 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en une quantité inférieur ou égale à environ 1,76% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons ont été préparés à une pression d’au moins environ 7,5 bar, une température de 262 K donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée à hauteur de 1,07% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), et un deuxième groupe mélangé à une pression d’environ 7,5 bar, une température inférieure ou égale à 403 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en quantité inférieur ou égale à environ 1,64% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons ont été préparés à une pression d’au moins 8 bar, une température de 262 K donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée à hauteur d’environ 1,00% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), et un deuxième groupe à une pression d’environ 8 bar, une température inférieure ou égale à 403 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en quantité inférieur ou égale à environ 1,54% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons ont été préparés à une pression d’au moins environ 3 bar, une température de 262 K donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée à hauteur d’environ 2,67% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), et un deuxième groupe mélangé à une pression d’environ 3 bar, une température inférieure ou égale à 403 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en quantité inférieur ou égale à environ 4,10% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons ont été préparés à une pression d’au moins environ 10 bar, une température de 262 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée à hauteur d’environ 0,080% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz), et un deuxième groupe mélangé à une pression d’environ 10 bar, une température inférieure ou égale à 403 K, donnant des bulles de gaz dans la solution SCR infusée en une quantité inférieur ou égale à environ 1,23% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz). D’autres échantillons sont également préparés, dans lesquels la solution liquide et les bulles de gaz (SCR) sont mélangés sous une pression à plusieurs paliers dans une plage d’environ 3 bar à environ 10 bar, à une température inférieure ou égale à environ 403 K, et les bulles de gaz de chaque échantillon sont présentes en une quantité inférieure ou égale à environ 4,10% du volume total de solution SCR infusée à supérieure ou égale à environ 1,23% du volume total de solution SCR infusée (incluant la solution liquide et des bulles de gaz).
Les échantillons de solution SCR infusée préparés et présentés dans les exemples ci-dessus sont ensuite employés dans un système de réduction catalytique sélective (SCR) sur un véhicule. A présent en référence à la Fig. 1, celle-ci montre un diagramme schématique d’un système SCR 10 destiné à être utilisé sur un véhicule 12. Le système SCR 10 comporte un réservoir d’alimentation 14 destiné à contenir une solution liquide présentée dans les Exemples ci-dessus, avant l’introduction des bulles de gaz, ou à contenir une solution SCR infusée 16 préparée conformément à l’EXEMPLE 1, l’EXEMPLE 2 et l’EXEMPLE 3 ci-dessus.
Une pompe 18, 18’ immergée dans la solution SCR 15 ou dans la solution SCR infusée 16 est située dans le réservoir d’alimentation 14. La pompe 18, 18’ comporte une entrée de solution 20 et un élément de pompe 24 produisant une aspiration à l’entrée de solution 20, et pompant ensuite la solution SCR infusée 16 ou la solution liquide SCR 15 vers une sortie de pompe 24. L’élément de pompe 24 consiste en n’importe quel type de composant capable de faire circuler la solution liquide 15 ou la solution SCR infusée 16 et peut comprendre, sans pour autant s’y limiter, un élément de pompe à ailette, un élément de pompe à hélice, un élément de pompe à piston et un élément à diaphragme.
Une sortie 22 de la pompe 18 est raccordée à un tuyau 26 s’étendant du réservoir d’alimentation 14 jusqu’à une unité de distribution réductrice 28. La solution SCR 15 ou la solution SCR infusée 16 sort par la sortie 22 et passe dans le tuyau 26. Lorsque la solution SCR infusée 16 est pompée à travers le tuyau 26, le tuyau 26 est constitué de polypropylène ou d’un autre matériau moins cher, car l’utilisation de la solution SCR infusée 16 avec des bulles de gaz laisse de l’espace pour le gel et empêche le tuyau 26 de se craqueler.
Les Fig. 2A et 2B montrent une extrémité 30 du tuyau qui est raccordée à un connecteur 32 pour le raccordement à l’unité de distribution réductrice 28. Également en référence aux Fig. 3-5, l’unité de distribution réductrice 28 présente un corps 34 avec une entrée 36 destinée à recevoir de la solution SCR infusée 16 en provenance du tuyau 26 par le biais du connecteur 32. Un raccordement étanche entre le connecteur 32 et le corps 34 de la RDU 28 est prévu dans une rainure supérieure 39 formée par un élément de bride 37 et une extrémité supérieure du corps 34. Le joint central 41 est positionné dans une rainure centrale 43 formée par une partie de diamètre réduit sur le corps 34. Le joint supérieur 38 et le joint central 41 sont disposés autour d’une partie du corps 34 de la RDU 28 et forment deux points d’étanchéité entre le connecteur 32 et le corps 34, empêchant ainsi les fuites de solution SCR infusée 16 à partir d’une région située entre le corps 34 et le connecteur 32. Bien qu’un joint supérieur 38 et un joint central 41 soient représentés et décrits, le champ de l’invention inclut l’utilisation d’un nombre de joints plus ou moins grand.
Le corps 34 de la RDU 28 présente une région de montage 40 s’engageant de façon coulissante dans une ouverture 44 formée dans un tube de décomposition 42 raccordé à un trajet de flux d’échappement 46 dans une conduite d’échappement 47. Dans une forme de réalisation de l’invention, le trajet de flux d’échappement 46 est raccordé au système d’échappement 43 du véhicule en amont d’un convertisseur catalytique 49 raccordé à une conduite d’échappement 47 dans le système d’échappement 42 du véhicule représenté dans la Fig. 1.
Le corps 34 de la RDU 28 présente une sortie 54 s'étendant dans le tube de décomposition 42. Le corps 34 de la RDU 28 comporte un passage de fluide 56 s’étendant entre l’entrée 36 et la sortie 54, là où la solution SCR infusée 16 s’écoule à travers la RDU 28. Pendant le fonctionnement du véhicule 12, le système SCR 10 est activé et la pompe 18 prélève de la solution liquide 15 ou de la solution SCR infusée 16 à partir du réservoir d’alimentation 14 et pompe la solution SCR infusée 16 dans le tuyau 26. La solution SCR infusée 16 contenue dans le tuyau 26 et la RDU 28 est pressurisée par la pompe 18.
Lorsque la solution SCR infusée 16 pressurisée entre dans la RDU 28, la solution s’écoule dans le passage de fluide 56, où une soupape à piston sollicitée par ressort 58 et un clapet à bille 60 sont positionnés dans le passage de fluide 56, de sorte que lorsque la solution SCR infusée 16 est pressurisée, la solution SCR infusée 16 s’écoule sélectivement à travers le passage de fluide 56, et dépasse la soupape à piston sollicitée par ressort 58 et le clapet à bille 60, pulvérisant ainsi de la solution à travers la sortie 54. Lorsque le véhicule 12 est éteint, la pompe 18 du système SCR 10 est également éteinte et le système SCR 10 est dépressurisé, ce qui à amène la soupape à piston sollicitée par ressort 58 et un clapet à bille 62 à passer dans une position fermée pour empêcher la solution SCR infusée 16 de s’échapper par la sortie 54. La pression de la solution SCR infusée 16 dans la RDU 28 et le tuyau 26 est relâchée, et les effets antigel bénéfiques de la solution SCR infusée 16 sont décrits ci-dessous.
Les Fig. 3-5 montrent à présent les effets de la pressurisation et de la dépressurisation des bulles de gaz dans la solution SCR infusée 16. Selon la présente invention, la Fig. 3 montre la solution SCR infusée 16 dans sa forme pressurisée, où des bulles de gaz 62 sont condensées en raison de la pression de la solution SCR infusée 16 résultant de la pression produite par la pompe 18. Les bulles pressurisées 62 représentent entre environ 1% et environ 2% de la solution SCR infusée 16 lorsque celle-ci est pressurisée ; cependant, le volume varie en fonction de la température et de la pression dans le système. Le volume réel peut être calculé à l’aide de l’équation décrite dans l’Exemple ci-dessus.
Lorsque le véhicule 12 est éteint et que le système SCR 10 est dépressurisé à une pression d’environ 1 bar absolu, les bulles de gaz compressées 62 deviennent des bulles de gaz décompressées 64, comme le montrent les Fig. 4 et 5. Les bulles de gaz décompressées 64 sont beaucoup plus grandes et créent un volume d’espace d’air supérieur à environ 6% de la solution SCR infusée 16. La Fig. 5 montre l’unité RDU 28 au moment où la solution SCR infusée 16 commence à geler, ce qui arrive typiquement à environ -11 °C. Les bulles de gaz décompressées 64 se dilatent pour accueillir le liquide en train de geler des parts liquides de la solution SCR infusée 16. Un résultat similaire est constaté dans le tuyau 26, comme le montre la Fig. 5, lorsque des bulles dépressurisées 64 sont également présentes dans la solution SCR infusée 16.
Les Fig. 6-8 montrent trois formes de réalisation alternatives pour l’introduction de bulles de gaz dans les échantillons de solution liquide 15, afin de produire la solution SCR infusée 16 selon la présente invention. A présent en référence à la Fig. 6, le réservoir d’alimentation 14 contient la solution liquide 15, avec un élément de pompe 24 comportant une entrée de liquide 68 destinée à recevoir de la solution liquide, et une entrée d’air 70 raccordée à un snorkel 72 s’étendant vers l’espace de tête dans le réservoir d’alimentation 14, qui se trouve au-dessus du niveau de liquide de la solution liquide 15. Le snorkel 72 prélève de l’air à partir de l’espace de tête 74 et l’alimente vers l’élément de pompe 24 de la pompe 14 à travers l’entrée d’air 70. L’air provenant de l’espace de tête 74 pénètre dans l’entrée d’air 70 en dépassant un clapet à bille 76, à l’endroit où l’air est mélangé avec la solution liquide 15 pour créer des bulles afin de produire la solution SCR infusée 16 s’écoulant à travers la sortie de pompe, selon la présente invention. A présent, la Fig. 7 montre une deuxième forme de réalisation de l’invention, dans laquelle le réservoir d’alimentation 14 contient de la solution liquide 15 et une pompe 18 est immergée dans la solution liquide 15. La pompe 18, tout comme la pompe dans la Fig. 6, comporte une entrée de liquide 68 et une entrée d’air 70. Cependant, l’entrée d’air 70 est raccordée à un tuyau de gaz 78 s’étendant vers une cartouche de gaz comprimé 80 contenant un gaz pressurisé, tel que du dioxyde de carbone, de l’air ou de l’oxygène. Un dispositif de commande 82 est raccordé à la cartouche de gaz comprimé pour commander la quantité de gaz s’écoulant de la cartouche de gaz comprimé 80 vers le tuyau de gaz 78. Le gaz comprimé s’écoule alors au-delà du clapet à bille 76 et pénètre dans la pompe 18 par le biais de l’entrée d’air 70. L’élément de pompe 24 de la pompe 18 permet de mélanger le gaz entrant par l’entrée d’air 70 avec la solution liquide 15 entrant par l’entrée de liquide 68 en une quantité appropriée afin de produire la solution SCR infusée 16 selon la présente invention. A présent, la Fig. 8 montre une troisième forme de réalisation de l’invention, dans laquelle le réservoir d’alimentation 14 contient de la solution SCR infusée 16 produite dans le réservoir d’alimentation 14. Dans cette forme de réalisation de l’invention, un agitateur 84, représenté sous la forme d’un ventilateur ou d’un nombre de pompes mobiles, amène la solution SCR infusée 16 dans le réservoir d’alimentation 14 à se mélanger et à connaître des turbulences, de sorte que de l’air provenant de l’espace de tête 74 du réservoir d’alimentation 14 est mélangé dans la solution SCR infusée 16 et forme des bulles de gaz dans la solution SCR infusée 16. La présente forme de réalisation de l’invention comporte une pompe 18’ avec une seule entrée de liquide 68’ pour l’admission de la solution SCR infusée 16. L’invention se caractérise en résumé par les traits suivants :
Solution de réduction catalytique sélective comprenant une solution contenant de l’urée, de l’eau et des bulles de gaz.
Solution de réduction catalytique sélective selon le trait 1, dans laquelle ladite solution présente une teneur en urée sélectionnée à partir du groupe comprenant une teneur supérieure à 31% (m/m) en fraction massique du matériau, une plage entre environ 31% (m/m) en fraction massique du matériau et environ 34% (m/m) en fraction massique du matériau, et une teneur d’environ 32,5% (m/m) en fraction massique du matériau.
Solution de réduction catalytique sélective selon le trait 1, dans laquelle les bulles de gaz sont présentes dans ladite solution à une pression d’environ 1 bar absolu, en une quantité sélectionné à partir du groupe comprenant une quantité supérieure à environ 7% du volume de la solution, une plage entre environ 7% et environ 9% du volume de la solution, et une quantité d’environ 8% du volume de la solution.
Solution de réduction catalytique sélective selon le trait 1, dans laquelle les bulles de gaz sont présentes dans ladite solution en une quantité d’au moins environ 2,67% de la sol, lorsque la solution est pressurisée à une température d’environ 262 K, à une pression d’au moins environ trois bars.
Solution de réduction catalytique sélective selon le trait 1, dans laquelle les bulles de gaz sont présentes dans ladite solution en une quantité supérieure à environ 0,80% de la solution, lorsque la solution est pressurisée à une température d’environ 262 K, à une pression inférieure ou égale à environ dix bars.
Solution de réduction catalytique sélective selon le trait 1, dans laquelle les bulles de gaz, à l’état pressurisé, sont présentes en une quantité sélectionnée à partir du groupe comprenant une quantité supérieure à environ 2,67% du volume de la solution, une plage entre environ 2,67% et environ 0,80% du volume de la solution, une plage entre environ 1,33% et environ 1,07% du volume de la solution, et une quantité supérieure à environ 0,80% du volume de la solution.
Unité de distribution réductrice avec une solution de réduction catalytique sélective pour la protection contre le gel, comprenant : un système d’échappement présentant une partie de réduction catalytique sélective, dans laquelle une brume de solution contenant de l’urée, de l’eau et des bulles de gaz est mélangée avec le gaz d’échappement provenant du système d’échappement ; une tête d’injection reliée à la partie de réduction catalytique sélective pour l’introduction de la brume ; et une conduite d’alimentation en solution pressurisée sélective, reliée à la tête d’injection, ladite conduite d’alimentation pressurisée dans un état pressurisé et dans un état dépressurisé, les bulles de gaz étant plus petites et occupant un volume plus petit lorsque la solution est dans l’état pressurisé, et les bulles de gaz dissoutes étant plus grandes et occupant un volume plus grand lorsque la solution est dans l’état dépressurisé, créant ainsi un espace d’air de congélation lorsque la solution est dépressurisée.
Unité de distribution réductrice selon le trait 7, comprenant en outre une soupape de décharge raccordée à la conduite d’alimentation pour assurer la transition de la solution entre l’état pressurisé et l’état dépressurisé, par relâchement de l’état pressurisé de la solution dans la conduite d’alimentation en solution.
Unité de distribution réductrice selon le trait 7, dans laquelle ladite solution est pressurisée par une source de pression lors de l’entrée dans la conduite d’alimentation, ladite source de pression étant sélectionnée à partir du groupe comprenant une pompe avec une conduite d’aspiration de gaz raccordée à du gaz situé dans l’espace de tête au-dessus de la solution dans un réservoir d’alimentation, une conduite d’alimentation en air partant d’une source d’air pressurisé interne au véhicule, une cartouche d’air comprimé, une source d’aération présente dans le réservoir d’alimentation, en combinaison avec une pompe de pressurisation, ou des combinaisons de celles-ci.
Unité de distribution réductrice selon le trait 7, dans laquelle ladite solution présente une teneur en urée sélectionnée à partir du groupe comprenant une quantité supérieure à 31% (m/m) en fraction massique du matériau, une plage entre environ 31% (m/m) en fraction massique du matériau et environ 34% (m/m) en fraction massique du matériau, et une teneur d’environ 32,5% (m/m) en fraction massique du matériau.
Unité de distribution réductrice selon le trait 7, dans laquelle les bulles de gaz sont présentes dans ladite solution à une pression d’environ 1 bar absolu, en une quantité sélectionné à partir du groupe comprenant une quantité supérieure à environ 7% du volume de la solution, une plage entre environ 7% et environ 9% du volume de la solution, et une quantité d’environ 8% du volume de la solution.
Unité de distribution réductrice selon le trait 7, dans laquelle les bulles de gaz sont présentes dans ladite solution en une quantité d’au moins environ 2,67% de la solution, lorsque la solution est pressurisée à une température d’environ 262 K, à une pression d’au moins environ trois bars.
Unité de distribution réductrice selon le trait 12, dans laquelle les bulles de gaz sont présentes dans ladite solution en une quantité supérieure à environ 0,80% de la solution, lorsque la solution est pressurisée à une température d’environ 262 K, à une pression inférieure ou égale à environ dix bars.
Unité de distribution réductrice selon le trait 12, dans laquelle les bulles de gaz, à l’état pressurisé, sont présentes en une quantité sélectionnée à partir du groupe comprenant une quantité supérieure à environ 2,67% du volume de la solution, une plage entre environ 2,67% et environ 0,80% du volume de la solution, une plage entre environ 1,33% et environ 1,07% du volume de la solution, et une quantité supérieure à environ 0,80% du volume de la solution.
Unité de distribution réductrice avec une solution de réduction catalytique sélective pour la protection contre le gel, comprenant : un système d’échappement comportant une présentant une partie de réduction catalytique sélective, dans laquelle une brume de solution contenant de l’urée, de l’eau et des bulles de gaz est mélangée avec le gaz d’échappement provenant du système d’échappement ; une conduite d’alimentation en solution pressurisée de façon sélective, contenant la solution d’urée, d’eau et de bulles de gaz, la solution étant présente dans la conduite d’alimentation en solution pressurisée dans un état pressurisé et dans un état dépressurisé, les bulles de gaz étant plus petites et occupant un volume plus petit lorsque la solution est dans l’état pressurisé, et les bulles de gaz dissoutes étant plus grandes et occupant un volume plus grand lorsque la solution est dans l’état dépressurisé, créant ainsi un espace d’air de congélation lorsque la solution est dépressurisée ; et une tête d’injection reliée à la partie de réduction catalytique sélective pour l’introduction de la brume, ladite tête d’injection pouvant être raccordée à ladite conduite d’alimentation et recevant ladite solution par ladite conduite d’alimentation, ladite solution pressurisée de façon sélective étant présente dans ladite tête d’injection et comportant des bulles de gaz limitant le risque de blocage par l’action du gel sur les composants d’écoulement de fluide de la tête d’injection, ladite tête d’injection comprenant un trajet d’écoulement avec une entrée et une sortie, un trajet d’écoulement de fluide à travers le corps de la tête d’injection comprenant une bride d’injecteur montée sur un bossage métallique en communication avec le trajet d’échappement du véhicule, un joint d’étanchéité pris en sandwich entre la bride d’injecteur et la surface de montage sur le bossage d’échappement, le joint d’étanchéité présentant une aire de surface définissant un trou traversant en communication avec le trou traversant et le bossage d’échappement pour permettre à la solution de passer de la sortie au trajet de flux d’échappement, la solution pressurisée de façon sélective contenant des bulles de gaz permettant d’empêcher le gel de la solution contenue dans la partie de corps de la tête d’injection.
Unité de distribution réductrice selon le trait 15, dans laquelle ladite solution présente une teneur en urée sélectionnée à partir du groupe comprenant une quantité supérieure à 31% (m/m) en fraction massique du matériau, une plage entre environ 31% (m/m) en fraction massique du matériau et environ 34% (m/m) en fraction massique du matériau, et une teneur d’environ 32,5% (m/m) en fraction massique du matériau.
La description de l’invention est fournie seulement à titre d’exemple et, par conséquent, le champ de l’invention est sensé inclure des modifications qui ne s’écartent pas des principes de l’invention. Ces modifications sont considérées comme incluses dans l’esprit et le champ de l’invention.

Claims (20)

  1. REVENDICATIONS Il est revendiqué ce qui suit :
    1. Solution de réduction catalytique sélective comprenant une solution contenant de l’urée, de l’eau et des bulles de gaz.
  2. 2. Solution de réduction catalytique sélective selon la revendication 1, dans laquelle ladite solution présente une teneur en urée sélectionnée à partir du groupe comprenant une teneur supérieure à 31% (m/m) en fraction massique du matériau, une plage entre environ 31% (m/m) en fraction massique du matériau et environ 34% (m/m) en fraction massique du matériau, et une teneur d’environ 32,5% (m/m) en fraction massique du matériau.
  3. 3. Solution de réduction catalytique sélective selon la revendication 1, dans laquelle les bulles de gaz sont présentes dans ladite solution à une pression d’environ 1 bar absolu, en une quantité sélectionné à partir du groupe comprenant une quantité supérieure à environ 7% du volume de la solution, une plage entre environ 7% et environ 9% du volume de la solution, et une quantité d’environ 8% du volume de la solution.
  4. 4. Solution de réduction catalytique sélective selon la revendication 1, dans laquelle les bulles de gaz sont présentes dans ladite solution en une quantité d’au moins environ 2,67% du volume de la solution, lorsque la solution est pressurisée à une température d’environ 262 K, à une pression d’au moins environ trois bars.
  5. 5. Solution de réduction catalytique sélective selon la revendication 1, dans laquelle les bulles de gaz sont présentes dans ladite solution en une quantité supérieure à environ 0,80% du volume de la solution, lorsque la solution est pressurisée à une température d’environ 262 K, à une pression inférieure ou égale à environ dix bars.
  6. 6. Solution de réduction catalytique sélective selon la revendication 1, dans laquelle les bulles de gaz, à l’état pressurisé, sont présentes en une quantité sélectionnée à partir du groupe comprenant une quantité supérieure à environ 2,67% du volume de la solution, une plage entre environ 2,67% et environ 0,80% du volume de la solution, une plage entre environ 1,33% et environ 1,07% du volume de la solution, et une quantité supérieure à environ 0,80% du volume de la solution.
  7. 7. Unité de distribution réductrice avec une solution de réduction catalytique sélective pour la protection contre le gel, comprenant : un système d’échappement présentant une partie de réduction catalytique sélective, dans laquelle une brume de solution contenant de l’urée, de l’eau et des bulles de gaz est mélangée avec le gaz d’échappement provenant du système d’échappement ; une tête d’injection reliée à la partie de réduction catalytique sélective pour l’introduction de la brume ; et une conduite d’alimentation en solution pressurisée sélective, reliée à la tête d’injection, ladite conduite d’alimentation pressurisée dans un état pressurisé et dans un état dépressurisé, les bulles de gaz étant plus petites et occupant un volume plus petit lorsque la solution est dans l’état pressurisé, et les bulles de gaz dissoutes étant plus grandes et occupant un volume plus grand lorsque la solution est dans l’état dépressurisé, créant ainsi un espace d’air de congélation lorsque la solution est dépressurisée.
  8. 8. Unité de distribution réductrice selon la revendication 7, comprenant en outre une soupape de décharge raccordée à la conduite d’alimentation pour assurer la transition de la solution entre l’état pressurisé et l’état dépressurisé, par relâchement de l’état pressurisé de la solution dans la conduite d’alimentation en solution.
  9. 9. Unité de distribution réductrice selon la revendication 7, dans laquelle ladite solution est pressurisée par une source de pression lors de l’entrée dans la conduite d’alimentation, ladite source de pression étant sélectionnée à partir du groupe comprenant une pompe avec une conduite d’aspiration de gaz raccordée à du gaz situé dans l’espace de tête au-dessus de la solution dans un réservoir d’alimentation, une conduite d’alimentation en air partant d’une source d’air pressurisé interne au véhicule, une cartouche d’air comprimé, une source d’aération présente dans le réservoir d’alimentation, en combinaison avec une pompe de pressurisation, ou des combinaisons de celles-ci.
  10. 10. Unité de distribution réductrice selon la revendication 7, dans laquelle ladite solution présente une teneur en urée sélectionnée à partir du groupe comprenant une quantité supérieure à 31% (m/m) en fraction massique du matériau, une plage entre environ 31% (m/m) en fraction massique du matériau et environ 34% (m/m) en fraction massique du matériau, et une teneur d’environ 32,5% (m/m) en fraction massique du matériau.
  11. 11. Unité de distribution réductrice selon la revendication 7, dans laquelle les bulles de gaz sont présentes dans ladite solution à une pression d’environ 1 bar absolu, en une quantité sélectionné à partir du groupe comprenant une quantité supérieure à environ 7% du volume de la solution, une plage entre environ 7% et environ 9% du volume de la solution, et une quantité d’environ 8% du volume de la solution.
  12. 12. Unité de distribution réductrice selon la revendication 7, dans laquelle les bulles de gaz sont présentes dans ladite solution en une quantité d’au moins environ 2,67% du volume de la solution, lorsque la solution est pressurisée à une température d’environ 262 K, à une pression d’au moins environ trois bars.
  13. 13. Unité de distribution réductrice selon la revendication 12, dans laquelle les bulles de gaz sont présentes dans ladite solution en une quantité supérieure à environ 0,80% du volume de la solution, lorsque la solution est pressurisée à une température d’environ 262 K, à une pression inférieure ou égale à environ dix bars.
  14. 14. Unité de distribution réductrice selon la revendication 12, dans laquelle les bulles de gaz, à l’état pressurisé, sont présentes en une quantité sélectionnée à partir du groupe comprenant une quantité supérieure à environ 2,67% du volume de la solution, une plage entre environ 2,67% et environ 0,80% du volume de la solution, une plage entre environ 1,33% et environ 1,07% du volume de la solution, et une quantité supérieure à environ 0,80% du volume de la solution.
  15. 15. Unité de distribution réductrice avec une solution de réduction catalytique sélective pour la protection contre le gel, comprenant : un système d’échappement présentant une partie de réduction catalytique sélective, dans laquelle une brume de solution contenant de l’urée, de l’eau et des bulles de gaz est mélangée avec le gaz d’échappement provenant du système d’échappement ; une conduite d’alimentation en solution pressurisée de façon sélective, contenant la solution d’urée, d’eau et de bulles de gaz, la solution étant présente dans la conduite d’alimentation en solution pressurisée dans un état pressurisé et dans un état dépressurisé, les bulles de gaz étant plus petites et occupant un volume plus petit lorsque la solution est dans l’état pressurisé, et les bulles de gaz dissoutes étant plus grandes et occupant un volume plus grand lorsque la solution est dans l’état dépressurisé, créant ainsi un espace d’air de congélation lorsque la solution est dépressurisée ; et une tête d’injection reliée à la partie de réduction catalytique sélective pour l’introduction de la brume, ladite tête d’injection pouvant être raccordée à ladite conduite d’alimentation et recevant ladite solution par ladite conduite d’alimentation, ladite solution pressurisée de façon sélective étant présente dans ladite tête d’injection et comportant des bulles de gaz limitant le risque de blocage par l’action du gel sur les composants d’écoulement de fluide de la tête d’injection, ladite tête d’injection comprenant un trajet d’écoulement avec une entrée et une sortie, un trajet d’écoulement de fluide à travers le corps de la tête d’injection comprenant une bride d’injecteur montée sur un bossage métallique en communication avec le trajet d’échappement du véhicule, un joint d’étanchéité pris en sandwich entre la bride d’injecteur et la surface de montage sur le bossage d’échappement, le joint d’étanchéité présentant une aire de surface définissant un trou traversant en communication avec le trou traversant et le bossage d’échappement pour permettre à la solution de passer de la sortie au trajet de flux d’échappement, la solution pressurisée de façon sélective contenant des bulles de gaz permettant d’empêcher le gel de la solution contenue dans la partie de corps de la tête d’injection.
  16. 16. Unité de distribution réductrice selon la revendication 15, dans laquelle ladite solution présente une teneur en urée sélectionnée à partir du groupe comprenant une quantité supérieure à 31% (m/m) en fraction massique du matériau, une plage entre environ 31% (m/m) en fraction massique du matériau et environ 34% (m/m) en fraction massique du matériau, et une teneur d’environ 32,5% (m/m) en fraction massique du matériau.
  17. 17. Unité de distribution réductrice selon la revendication 15, dans laquelle les bulles de gaz sont présentes dans ladite solution à une pression d’environ 1 bar absolu, en une quantité sélectionné à partir du groupe comprenant une quantité supérieure à environ 7% du volume de la solution, une plage entre environ 7% et environ 9% du volume de la solution, et une quantité d’environ 8% du volume de la solution.
  18. 18. Unité de distribution réductrice selon la revendication 15, dans laquelle les bulles de gaz sont présentes dans ladite solution en une quantité d’au moins environ 2,67% du volume de la solution, lorsque la solution est pressurisée à une température d’environ 262 K, à une pression d’au moins environ trois bars.
  19. 19. Unité de distribution réductrice selon la revendication 15, dans laquelle les bulles de gaz sont présentes dans ladite solution en une quantité supérieure à environ 0,80% de la solution, lorsque la solution est pressurisée à une température d'environ 262 K, à une pression inférieure ou égale à environ dix bars.
  20. 20. Unité de distribution réductrice selon la revendication 15, dans laquelle les bulles de gaz, à l’état pressurisé, sont présentes en une quantité sélectionnée à partir du groupe comprenant une quantité supérieure à environ 2,67% du volume de la solution, une plage entre environ 2,67% et environ 0,80% du volume de la solution, une plage entre environ 1,33% et environ 1,07% du volume de la solution, et une quantité supérieure à environ 0,80% du volume de la solution.
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