IT201800011131A1 - Serbatoio per il contenimento di un fluido e metodo per la fabbricazione di detto serbatoio - Google Patents

Description

Serbatoio per il contenimento di un fluido e metodo per la fabbricazione di detto serbatoio

DESCRIZIONE

Settore della Tecnica

La presente invenzione concerne un serbatoio per il contenimento di un fluido ed un metodo per la fabbricazione di detto serbatoio. Il serbatoio secondo l’invenzione è suscettibile di contenere un fluido allo stato liquido, destinato ad un sistema di riduzione selettiva catalitica (SRC) di un impianto di scarico di un motore a combustione interna. Più in particolare il serbatoio secondo l’invenzione è suscettibile di essere installato su un veicolo equipaggiato con un motore a combustione interna dotato di impianto di scarico che incorpora un sistema di riduzione selettiva catalitica.

Arte Nota

La tecnologia SCR (“Selective Catalytic Reaction”) si basa su una riduzione dell’ammoniaca NH3 ad azoto N2 con conseguente cessione degli atomi di idrogeno H agli ossidi di azoto NOx per formare molecole di acqua H20 e molecole di azoto N2. Questa reazione è stechiometrica, cioè, se si alimenta una quantità di ammoniaca sufficiente e proporzionata alla quantità di NOx prodotta dal motore I.C. in un volume prestabilito o camera di reazione tutti i NOx saranno trasformati in acqua e azoto. La tecnologia SCR consente pertanto di abbattere gli NOx che vengono emessi in atmosfera con i gas di scarico di un motore endotermico.

Il sistema SCR viene alimentato con una soluzione di urea al 32.5% in peso e acqua demineralizzata al 67.5%. Questa soluzione è commercialmente nota come con il nome AdBlue®. L’alimentazione dell’AdBlue® al sistema di riduzione incorporato nell’impianto di scarico di un motore endotermico avviene mediante una pompa dosatrice collegata ad un sistema di iniezione. A monte della pompa è previsto un circuito di alimentazione collegato ad un serbatoio nel quale il liquido AdBlue® viene conservato. Il liquido AdBlue® contenuto nel serbatoio solidifica quando la temperatura scende al di sotto dei -11,5 °C.

Attualmente, per evitare il ghiacciamento, il serbatoio viene dotato di un’unità nota come “sender unit”, o unità di prelievo, suscettibile di riscaldare il liquido contenuto nel serbatoio mediante uno scambiatore di calore e di consentirne il prelievo attraverso un condotto o pescante. Lo scambiatore di calore comprende un condotto metallico, in cui circola il liquido di raffreddamento del motore endotermico, i cui gas di scarico vengono trattati con la soluzione AdBlue® contenuta nel serbatoio. Grazie allo scambiatore di calore la temperatura del liquido AdBlue® contenuto nel serbatoio viene portata e mantenuta ad una temperatura superiore ai -11,5 gradi centigradi.

L’unità “sender unit” comprende inoltre tubazioni di mandata e ritorno del liquido contenuto nel serbatoio, rispettivamente per l’invio del liquido dal serbatoio alla pompa dosatrice e per il ritorno della quantità in eccesso verso il serbatoio.

Le unità “sender” più recenti sono dotate di alcuni componenti aggiuntivi oltre a quelli menzionati. In particolare si conoscono unità “sender” dotate di sensori per la misura di parametri del liquido contenuto nel serbatoio, quali livello, temperatura e qualità, quest’ultimo parametro essendo stabilito in genere tramite una misura della concentrazione di urea nella soluzione.

Le unità “sender” di tipo noto sono inoltre dotate di filtri a rete per una grossolana filtrazione della soluzione contenuta nel serbatoio, prima che questa venga aspirata dal serbatoio per essere inviata alla pompa dosatrice.

Infine, le unità “sender” sono anche dotate di scheda elettronica per l’acquisizione dei segnali provenienti dai sensori e di connettori elettrici per il collegamento dell’unità ad un circuito elettrico associata ad una centralina elettronica per il controllo del funzionamento del sistema di riduzione SCR.

Le unità “sender” attuali integrano, come sopra evidenziato, in un’unica apparecchiatura, la funzione di riscaldamento e di prelievo del liquido contenuto nel serbatoio. Secondo tecnica nota, l’unità “sender” comprende una porzione interna al serbatoio, una porzione esterna ed una flangia, collocata fra la porzione interna e quella esterna per il fissaggio dell’unità alla parete del serbatoio in corrispondenza di un apposito foro. L’unità viene pertanto inserita nel serbatoio attraverso un’apertura presente nella parete del serbatoio stesso e fissata al serbatoio mediante viti che si impegnano nella flangia. Questa circostanza determina una serie di inconvenienti e limitazioni. Ad esempio, la forma e lo sviluppo della parte di unità “sender” che viene ospitata nel serbatoio, non può essere scelta a piacere, ad esempio per incrementare la capacità e la rapidità di sghiacciamento, ma deve risultare compatibile con il foro di ingresso per consentirne il montaggio. Inoltre, le unità “sender” attualmente note, sono previste per essere installate in genere superiormente nel serbatoio, tipicamente in corrispondenza della faccia superiore di esso. Questa limitazione determina la necessità di realizzare unità “sender” dotate di condotto pescante di lunghezza adeguata, per aspirare il liquido man mano che il serbatoio si svuota. Detto condotto pescante è soggetto a vibrazioni durante la marcia del veicolo ed è pertanto suscettibile di rotture.

Sempre a causa della circostanza menzionata, l’aggiunta di ulteriori funzioni e componenti, ad esempio sensori, in un’unità “sender” risulta attualmente difficoltosa.

US 2011/0271754 ed EP3177814 (A1) descrivono un esempio di unità “sender” di tipo noto.

Un primo scopo dell’invenzione è pertanto quello di superare i limiti dell’arte nota e di migliorare le capacità di scongelamento del liquido contenuto nel serbatoio di un’unità “sender”.

Un altro scopo dell’invenzione è quello di migliorare la filtrazione del liquido che viene prelevato dalla pompa di aspirazione per essere inviato all’impianto SCR.

Uno scopo ulteriore dell’invenzione è quello consentire la misura di un elevato numero di parametri del liquido contenuto nel serbatoio, mediante sensori, per soddisfare le esigenze di controllo da parte di centraline elettroniche sempre più sofisticate.

Gli attuali serbatoi previsti per il contenimento di una soluzione di urea sono inoltre dotati di bocchettone di riempimento dotato di tappo di chiusura. Il bocchettone consente il riempimento del serbatoio mediante la proboscide di una pistola erogatrice, o di un recipiente contenente la soluzione di urea. Per evitare l’ingresso di impurità nel serbatoio durante le operazioni di riempimento, il bocchettone è dotato di filtro. Il filtro comprende un supporto cilindrico aperto sia sul fondo che lateralmente e dotato di rete. Il supporto cilindrico viene introdotto attraverso una flangia anulare, fissata al serbatoio in corrispondenza di un foro previsto allo scopo. Il fissaggio del supporto alla flangia avviene mediante un sistema di aggancio che consente di rimuovere il filtro per eseguirne la pulizia.

Gli attuali bocchettoni di riempimento non consentono tuttavia un riempimento rapido del serbatoio, principalmente a causa della scarsa capacità di filtrazione. La superficie filtrante degli attuali bocchettoni non supera infatti in genere 4070 mm<2>.

Non ultimo scopo dell’invenzione è pertanto quello di superare gli inconvenienti ed i limiti dell’arte nota provvedendo un serbatoio che possa essere riempito rapidamente e realizzato industrialmente a costi vantaggiosi.

Gli scopi menzionati, ed altri, sono ottenuti con il serbatoio secondo l’invenzione, come rivendicato nelle annesse rivendicazioni.

Descrizione dell’Invenzione

Il serbatoio secondo l’invenzione, comprende una parete in materiale plastico che definisce al suo interno una camera del serbatoio suscettibile di contenere una sostanza allo stato liquido comprendente ad esempio una soluzione di urea destinata ad un impianto di riduzione catalitica selettiva (SCR) dei gas di scarico di un motore endotermico. Il serbatoio è dotato di almeno un gruppo di riscaldamento e prelievo suscettibile di riscaldare il fluido contenuto nel serbatoio, in particolare per evitarne il congelamento e di prelevare il fluido dal serbatoio, in particolare per inviarlo ad una pompa dosatrice di un impianto di riduzione catalitica selettiva (SCR) dei gas di scarico. Il gruppo di riscaldamento e prelievo comprende una prima unità, o unità di riscaldamento, prevista per il riscaldamento del fluido nel serbatoio ed una seconda unità, o unità di prelievo per prelevare detto fluido ed inviarlo al circuito dell’impianto SCR. L’unità di riscaldamento comprende un condotto di riscaldamento, dotato di apertura di ingresso e di apertura di uscita, per il trasporto di un fluido di riscaldamento. Il condotto si sviluppa, all’interno del serbatoio, a partire dall’apertura di ingresso verso l’apertura di uscita, preferibilmente senza soluzione di continuità, ossia preferibilmente senza raccordi o interruzioni. Le aperture di ingresso e di uscita del condotto sono poste all’esterno del serbatoio e possono essere collegate, con mezzi noti, ad una sezione del circuito di raffreddamento di un motore endotermico. Detto motore endotermico è preferibilmente lo stesso motore i cui gas di scarico sono trattati dall’impianto SCR che riceve il fluido contenuto nel serbatoio. L’unità di prelievo comprende un condotto di prelievo dotato di apertura di ingresso e di apertura di uscita. Le aperture di ingresso e di uscita del condotto di prelievo sono poste, rispettivamente, all’interno ed all’esterno del serbatoio.

Secondo l’invenzione dette unità sono unità autonome, ossia sono separate fra loro da una porzione di parete del serbatoio in modo tale che, se la parete del serbatoio venisse rimossa, dette unità risulterebbero disgiunte fra loro.

In accordo con una prima forma di realizzazione dell’invenzione, dette unità sono collocate adiacenti, ossia sono associate alla parete del serbatoio in corrispondenza di rispettive porzioni di parete adiacenti. Secondo questa forma di realizzazione dell’invenzione, le due unità possono risultare sostanzialmente coassiali.

In accordo con una seconda forma di realizzazione dell’invenzione, dette unità sono collocate distanti, ossia sono associate alla parete del serbatoio in corrispondenza di rispettive porzioni distanti fra loro, preferibilmente su facce opposte del serbatoio. Secondo questa forma di realizzazione dell’invenzione, le due unità possono risultare diametralmente opposte con i rispettivi assi longitudinali sostanzialmente paralleli, ad esempio quando associate a rispettive facce opposte parallele di un serbatoio parallelepipedo, oppure possono essere collocate con i rispettivi assi sostanzialmente perpendicolari, ad esempio quando associate a rispettive facce perpendicolari di un serbatoio parallelepipedo.

Secondo una forma preferita di realizzazione dell’invenzione, il condotto per il trasporto del fluido di riscaldamento, per il riscaldamento del liquido contenuto nel serbatoio, viene associato al serbatoio direttamente nella fase di stampaggio della materia plastica con la tecnica del co-stampaggio. In tal modo è vantaggiosamente possibile ottenere uno scambiatore di calore all’interno del serbatoio, con lo sviluppo e la forma desiderata, così da occupare un volume sufficiente a garantire lo sghiacciamento desiderato.

Vantaggiosamente, tale condotto di riscaldamento potrà essere liscio o goffrato esternamente, in acciaio o in apposito materiale plastico o nello stesso materiale plastico con cui è realizzato il serbatoio. Inoltre lo scambiatore potrà essere libero o fissato mediante staffe o clips poste nel serbatoio, per evitare eventuali spostamenti e/o rotture dovute a vibrazioni e oscillazioni durante l’utilizzo.

Preferibilmente, secondo l’invenzione, il serbatoio comprende inoltre un ingresso per il ritorno della sostanza in eccesso proveniente dall’impianto SCR. Questo ingresso è preferibilmente rappresentato da una cannuccia costampata nella parete del serbatoio e dotata di giunto di collegamento all’esterno del serbatoio per il collegamento di un tubo di ritorno proveniente dal sistema SRC. Questa cannuccia è preferibilmente realizzata in plastica, ad esempio la stessa materia plastica con cui è realizzato il serbatoio, oppure in metallo o altro materiale. Preferibilmente detta cannuccia è collocata in prossimità della porzione di parete alla quale è fissata la prima unità di riscaldamento e preferibilmente sulla faccia superiore del serbatoio.

In una forma particolare di realizzazione dell’invenzione, il condotto di riscaldamento è dotato di una o più elettrovalvole, poste preferibilmente all’esterno del serbatoio, per mettere in comunicazione detto condotto, quando necessario, con il circuito di raffreddamento di un motore endotermico. Dette valvole sono preferibilmente dotate di appositi attacchi rapidi per il collegamento alle tubature del circuito di raffreddamento del motore endotermico e di connettore elettrico per consentire il collegamento ad un circuito elettrico associato ad un sensore di temperatura, per l’apertura e la chiusura delle valvole in funzione della temperatura.

Secondo l’invenzione, il serbatoio potrà avere forme e dimensioni scelte in base alle necessità del cliente e degli ingombri del veicolo.

Il serbatoio sarà inoltre dotato di bocchettone di riempimento per introdurre il liquido nel serbatoio, preferibilmente dotato di filtro a rete dimensionata appositamente per poter aumentarne la superfice di passaggio del liquido durante il riempimento del serbatoio. In tal modo risulta vantaggiosamente possibile realizzare il filtro del bocchettone di riempimento con porosità inferiore agli attuali 100 micron. Secondo questa forma particolare di realizzazione dell’invenzione, il filtro del bocchettone di riempimento potrà essere realizzato con porosità che variano dai 20 ai 100 micron.

Vantaggiosamente, secondo questa forma particolare di realizzazione dell’invenzione, la superficie filtrante del bocchettone risulterà di almeno circa 9550 mm2, per consentire una velocità di riempimento adeguata, nonostante la riduzione della porosità della superficie filtrante.

Descrizione Sintetica delle Figure

Nel seguito della descrizione saranno descritte alcune forme preferite di realizzazione dell’invenzione, con riferimento alle figure annesse in cui:

la Fig.1 è una vista prospettica di un serbatoio in accordo con una prima forma di realizzazione dell’invenzione;

la Fig.2 è una vista in sezione lungo un primo piano verticale del serbatoio di Fig.1; la Fig.3 è una vista ingrandita di un particolare della Fig.2;

- la Fig.4 è una vista in sezione lungo un secondo piano verticale ruotato di 90° del serbatoio di Fig.1;

la Fig.5 è una vista ingrandita di un particolare della Fig.4;

la Fig.6 è una vista in sezione dell’unità di prelievo del serbatoio di Fig.1;

la Fig.7 è una vista in pianta dal basso dell’unità di prelievo di Fig.6;

- la Fig.8 è una vista laterale dell’unità di prelievo di Fig.6;

la Fig.9 è una vista in sezione lungo un piango verticale di un serbatoio in accordo con una seconda forma di realizzazione dell’invenzione;

la Fig.10 è una vista ingrandita di un particolare di Fig.9;

la Fig.11 è una vista prospettica dell’unità di prelievo del serbatoio di Fig.9;

- la Fig.12 è una vista prospettica dall’alto dell’unità di prelievo di Fig.11;

la Fig.13 è una vista prospettica esplosa dell’unità di prelievo in accordo con la prima forma di realizzazione dell’invenzione;

la Fig.14 è una vista in pianta dal basso dell’unità di prelievo di Fig.13;

la Fig.15 è una vista laterale dell’unità di riscaldamento dotata di elettrovalvola; - la Fig.16 è una vista in sezione secondo un primo piano verticale del serbatoio dotato di bocchettone secondo una forma preferita di realizzazione dell’invenzione;

la Fig. 17 è una vista in sezione secondo un pianto verticale ruotato di 90° del serbatoio di Fig.16;

la Fig.18 è una vista prospettica del bocchettone di Fig.16;

la Fig.19 è una vista in sezione lungo un piano verticale del bocchettone di Fig.16; la Fig.20 è una vista in esploso del bocchettone di Fig.16.

In tutte le figure annesse sono stati usati gli stessi riferimenti numerici per contraddistinguere componenti uguali o funzionalmente equivalenti.

Descrizione di una Forma Preferita di Realizzazione

Con riferimento alle Figg. da 1 a 5 è illustrata una prima forma di realizzazione di un serbatoio 11 secondo l’invenzione. Il serbatoio 11 comprende una parete 13, realizzata in materiale plastico, che definisce al suo interno una camera 15 del serbatoio. Il materiale con cui è realizzata la parete 13 è tale da consentire al serbatoio 11 di contenere una sostanza allo stato liquido comprendente ad esempio una soluzione di urea destinata ad un impianto di riduzione catalitica selettiva (SCR) dei gas di scarico di un motore endotermico. Il serbatoio 11 è dotato di almeno un gruppo 17 di riscaldamento e aspirazione o prelievo, suscettibile di riscaldare il fluido contenuto nel serbatoio 11, in particolare per evitarne il congelamento e di prelevare il fluido dal serbatoio 11, in particolare per inviarlo ad una pompa di aspirazione o dosatrice di un impianto di riduzione catalitica selettiva (SCR) dei gas di scarico.

Il gruppo 17 di riscaldamento e prelievo comprende una prima unità 19, o unità di riscaldamento, prevista per il riscaldamento del fluido nel serbatoio 11 ed una seconda unità 21, o unità di prelievo, per prelevare detto fluido ed inviarlo al circuito dell’impianto SCR. L’unità di riscaldamento 19 comprende un condotto di riscaldamento 23, dotato di apertura di ingresso 25 e di apertura di uscita 27, per il trasporto di un fluido di riscaldamento. Il condotto 23 si sviluppa, all’interno del serbatoio 11, a partire dall’apertura di ingresso 25 verso l’apertura di uscita 27, preferibilmente senza soluzione di continuità, ossia preferibilmente senza raccordi o interruzioni. Nella forma di realizzazione illustrata inoltre il condotto 23 della prima unità 19 comprende una porzione rettilinea ed una sezione a spirale, in detta porzione rettilinea essendo definite una sezione di mandata 23 a ed una di ritorno 23b e detta sezione a spirale 23 c mette in comunicazione le due sezioni 23a,23b. Inoltre, sempre con riferimento alla forma di realizzazione illustrata, la sezione a spirale 23 c e l’unità di prelievo 21 sono configurate in modo tale che detta sezione a spirale circonda sostanzialmente l’apertura di ingresso 31 di detta unità di prelievo 21 definita in corrispondenza della superficie esterna del filtro 57.

Le aperture di ingresso e di uscita 25,27 del condotto 23 sono poste all’esterno del serbatoio Il e possono essere collegate, con mezzi noti, ad una sezione di un circuito di raffreddamento di un motore endotermico. Detto motore endotermico è preferibilmente lo stesso motore i cui gas di scarico sono trattati dall’impianto SCR che riceve il fluido contenuto nel serbatoio.

Secondo l’invenzione, vantaggiosamente, dette unità di riscaldamento 19 e di prelievo 21 sono unità autonome, ossia sono separate fra loro da una porzione di parete del serbatoio 11, in modo tale che, se detta porzione di parete del serbatoio venisse rimossa, dette unità 19,21 risulterebbero disgiunte fra loro. Vantaggiosamente, pertanto, secondo l’invenzione, l’unità di riscaldamento 19 e l’unità di prelievo 21 possono essere associate al serbatoio 11 in corrispondenza di porzioni adiacenti, o anche distanti fra loro della parete 13 del serbatoio 11.

Riferendoci nuovamente alle Figg. da 1 a 5, in accordo con una prima forma di realizzazione dell’invenzione, dette unità 19,21 sono collocate distanti fra loro, ossia sono associate alla parete 13 del serbatoio 11 in corrispondenza di rispettive porzioni 13a,13b di detta parete distanti fra loro, preferibilmente su facce parallele opposte 35,37 del serbatoio 11. Secondo questa forma di realizzazione dell’invenzione, le due unità 19,21 possono risultare diametralmente opposte con i rispettivi assi longitudinali sostanzialmente paralleli e preferibilmente coassiali, ad esempio quando associate a rispettive facce parallele 35,37 di un serbatoio parallelepipedo 11. Oppure dette unità 19,21 possono essere collocate con i rispettivi assi longitudinali sostanzialmente perpendicolari, ad esempio quando associate a rispettive facce 35,39 perpendicolari di un serbatoio parallelepipedo 11.

Nella forma di realizzazione illustrata, l’unità 19 e l’unità 21 si sviluppano in direzione sostanzialmente rettilinea e sono collocate sostanzialmente coassiali fra loro. Il serbatoio 11 illustrato nelle figure è orientato nella configurazione di normale utilizzo, ossia con la faccia 35 che ospita l’unità di riscaldamento 19 posta superiormente e con la faccia 37 che ospita l’unità di prelievo 21 inferiormente. In accordo con questa disposizione, l’unità di riscaldamento 19 si estende sostanzialmente per tutta la profondità del serbatoio 11, ossia sostanzialmente da parte a parte in direzione verticale, e l’unità di prelievo 21 si estende per una porzione sufficiente al prelievo del liquido dal fondo del serbatoio 11.

Come meglio visibile in Fig.6 e 7, l’unità di prelievo 21 comprende un condotto di prelievo 29 dotato di apertura di ingresso 31 e di apertura di uscita 33. Le aperture di ingresso e di uscita 31,33 del condotto di prelievo 29 sono poste, rispettivamente, all’interno ed all’esterno del serbatoio 11. L’unità di prelievo 21 comprende inoltre una ghiera 41 dotata di fori passanti 43 per il fissaggio, ad esempio mediante viti, dell’unità di prelievo 21 alla parete 13 del serbatoio 11 in corrispondenza di un foro apposito ivi previsto. Alternativamente, la ghiera 41 può essere saldata o incollata a detta parete 13 del serbatoio 1 1. Alla ghiera 41 sono inoltre associati sensori di temperatura 45a, di livello 45b e di qualità 45c del liquido contenuto nel serbatoio 11. Detti sensori 45a, 45b, 45c sono associati alla ghiera 41 sulla faccia 47 di detta ghiera rivolta verso l’interno del serbatoio 11 in modo tale da risultare affacciati nella camera 15 racchiusa dalla parete 13 del serbatoio 11. Sulla faccia opposta 49 della ghiera 41 è prevista una sede 51 che ospita al suo interno una scheda elettronica collegata elettricamente a detti sensori 45a,45b,45c. La scheda elettronica è inoltre dotata di connettori per il collegamento della scheda elettronica, mediante un cavo 53, ad un circuito elettrico associato ad una centralina elettronica per il controllo delle funzioni dell’impianto SCR tramite i segnali provenienti dai sensori 45a, 45b, 45c.

Riferendoci ora alle Figg. 9 e 10, in accordo con una seconda forma di realizzazione preferita dell’invenzione, dette unità 19,21 sono collocate adiacenti, ossia sono associate alla parete 13 del serbatoio in corrispondenza di una rispettiva porzione di parete 13a sostanzialmente coincidente. Nella forma di realizzazione illustrata l’unità di riscaldamento 19 e l’unità di prelievo 21 sono poste adiacenti sulla stessa faccia 35 di un serbatoio 11 di forma sostanzialmente parallelepipeda. Nell’esempio illustrato, l’unità 19 e l’unità 21 si sviluppano in direzione sostanzialmente rettilinea e sono collocate sostanzialmente coassiali fra loro. Il serbatoio 11 illustrato è orientato nella configurazione di normale utilizzo, ossia con la faccia 35 che ospita, in corrispondenza della porzione 13a, l’unità di riscaldamento 19 e l’unità di prelievo 21, posta superiormente. In accordo con questa disposizione, l’unità di riscaldamento 19 si estende preferibilmente sostanzialmente per tutta la profondità del serbatoio 11, ossia sostanzialmente da parte a parte in direzione verticale. Inoltre, sempre con riferimento a questa forma di realizzazione, l’unità di prelievo 21 si estende anch’essa preferibilmente per tutta la profondità del serbatoio 11, ossia sostanzialmente da parte a parte in direzione verticale, così da consentire l’aspirazione del liquido dal serbatoio 11, preferibilmente fino al quasi completo esaurimento.

Come meglio visibile in Fig.l 1 e 12, secondo questa seconda forma di realizzazione l’unità di prelievo 21 comprende un condotto di prelievo 29 dotato di apertura di ingresso 31, rappresentata sostanzialmente dalla superficie esterna del filtro 57 e di apertura di uscita 33. Le aperture di ingresso e di uscita 31,33 del condotto di prelievo 29 sono poste, rispettivamente, all’interno ed all’esterno del serbatoio 11. Inoltre, secondo questa forma di realizzazione dell’invenzione, il condotto di prelievo 29 si estende da parte a parte in direzione verticale nella camera 15, così da consentire l’aspirazione del liquido dal serbatoio 1 1, preferibilmente fino al quasi completo esaurimento.

Con riferimento in particolare alla Fig.11, in questa seconda forma di realizzazione dell’invenzione, i sensori di temperatura 45a, di livello 45b e di qualità 45c del liquido contenuto nel serbatoio 11 sono associati ad un’asta 55 che si estende sostanzialmente per tutta la profondità del serbatoio 11 a partire dalla ghiera 41.

Con riferimento in particolare alla Fig.12, in questa seconda forma di realizzazione, la ghiera 41 è realizzata in forma circolare e comprende una coppia di rientranze 41a,41b, diametralmente opposte, per il passaggio della sezione di andata 23 a e di ritorno 23b del condotto 23. Nella forma di realizzazione illustrata inoltre il condotto 23 della prima unità 19 comprende una porzione rettilinea 23a,23b ed una sezione a spirale 23 c. In detta porzione rettilinea sono definite una sezione di mandata 23 a ed una di ritorno 23b e detta sezione a spirale 23 c mette in comunicazione le due sezioni 23a,23b. Inoltre, sempre con riferimento alla forma di realizzazione illustrata, la sezione a spirale 23c e l’unità di prelievo 21 sono configurate in modo tale che detta sezione a spirale 23 c circonda sostanzialmente l’apertura di ingresso 31 di detta unità di prelievo 21, definita sostanzialmente dalla superficie esterna del filtro 57.

In questa forma di realizzazione, come si può apprezzare in particolare dalla Fig.12, l’unità 19 e l’unità 21 sono associate alla parete 13 in posizione sostanzialmente coincidente, pur rimanendo due unità autonome separate. Dette unità 19,21 risultano pertanto collegate strutturalmente, solamente dalla parete 13 del serbatoio 11.

Secondo una forma preferita di realizzazione dell’invenzione, il condotto 23 per il riscaldamento del liquido contenuto nel serbatoio 11 viene associato alla parete 13 del serbatoio 11 direttamente nella fase di stampaggio della materia plastica con la tecnica del co-stampaggio. In tal modo è vantaggiosamente possibile ottenere uno scambiatore di calore mediante l’unità 19 all’interno del serbatoio 11, con lo sviluppo e la forma desiderata, così da occupare un volume sufficiente a garantire lo sghiacciamento desiderato. Ad esempio il condotto 23 potrebbe avere uno sviluppo tale da estendersi nella camera 15 sia verticalmente, come illustrato ad esempio in Fig.9, ma anche orizzontalmente.

Vantaggiosamente, la parete del condotto 23 dell’unità 21 potrà essere liscia o goffrata, in acciaio o in apposito materiale plastico, anche identico a quello delle pareti 13. Inoltre il condotto 23, che si estende nella camera 15 con i suoi due rami di andata 23 a e ritorno 23b, e di raccordo a spirale 23c, potrà essere libero oppure fissato con appositi fermagli o staffe o mensole, poste nella camera 15 del serbatoio, previste per evitare eventuali spostamenti e/o rotture dovute a vibrazioni e oscillazioni durante l’utilizzo, ad esempio durante la marcia di un veicolo sul quale il serbatoio è installato.

Durante il processo di stampaggio per materie plastiche, preferibilmente stampaggio rotazionale, del serbatoio 11 viene inserita e fissata airinterno del serbatoio stesso una tubazione in acciaio inox o di altro materiale, successivamente connessa al sistema di raffreddamento del motore a combustione interna che serva da scambiatore di calore.

Vantaggiosamente, secondo l’invenzione, preferibilmente un’unica flangia 41 porta sia i sensori 45a,45b,45c di temperatura, di livello e di qualità, per il controllo dei parametri del liquido contenuto nel serbatoio e sia l’apparato elettronico costituito dalla scheda elettronica ospitata nella sede 51, che trasmette i segnali provenienti da detti sensori 45a,45b,45c al circuito elettrico al veicolo mediante una connessione elettrica integrata.

Inoltre, sempre secondo l’invenzione detta flangia 41 porta anche preferibilmente un filtro 57 integrato, per la depurazione del liquido operativo contenuto nel serbatoio 11, dalle impurità e una connessione filettata in corrispondenza dell’apertura 33 per l’uscita del liquido filtrato.

Preferibilmente, secondo l’invenzione, il serbatoio 11 è inoltre dotato di un ingresso 28 per il ritorno della sostanza in eccesso proveniente dall’impianto SCR. Questo ingresso 28 è preferibilmente rappresentato da una cannuccia 28a costampata nella parete 13 del serbatoio e dotata di giunto di collegamento 28b posto all’esterno del serbatoio 11 per il collegamento di un tubo di ritorno proveniente dall’impianto SRC. Questa cannuccia 28a è preferibilmente realizzata in plastica, ad esempio la stessa materia plastica con cui è realizzato il serbatoio, oppure in metallo o altro materiale. Preferibilmente detta cannuccia 28a è collocata in prossimità della porzione di 13a parete alla quale è fissata la prima unità 19 di riscaldamento e preferibilmente sulla faccia superiore 35 del serbatoio 11.

Sempre secondo l’invenzione, inoltre, il serbatoio 11 è dotato di un’apertura di sfiato 30, preferibilmente ricavata su detta faccia superiore 35 del serbatoio 11 ed avente lo scopo di permettere l’uscita dei gas verso l’atmosfera, per evitare l’aumento della pressione all’interno del serbatoio. Detta apertura 30 può essere vantaggiosamente dotata di filtro per evitare l’ingresso di impurità.

Riferendoci in particolare alle Figg. 13 e 14 l’unità di prelievo 21 comprende un filtro 57 di forma preferibilmente sostanzialmente cilindrica dotato di materiale filtrante 57a preferibilmente pieghettato per aumentare la superficie filtrante. Il materiale filtrante 57a ha uno sviluppo sostanzialmente toroidale e comprende un fondello chiuso 57b e definisce una corrispondente cartuccia preferibilmente intercambiabile, come meglio apprezzabile dalla Fig.13. In questa forma di realizzazione la flangia 41 risulta pertanto dotata di un foro 59 per ospitare una cartuccia cilindrica di materiale filtrante 57a. La cartuccia cilindrica di materiale filtrante 57a potrà essere vantaggiosamente avvitata, o fissata in altro modo, in detto foro 59.

In altre forme di realizzazione, il filtro 57 sarà di tipo “for-life” ossia che non richiede di essere sostituito durante tutta la vita del veicolo. Il materiale filtrante 57a potrà consistere ad esempio in una rete pieghettata oppure in un altro materiale adatto. Il grado di filtrazione del materiale filtrante 57 potrà andare preferibilmente da 1 a 100 micron in modo da soddisfare le varie esigenze di impiego.

L’unità di prelievo 21 comprende pertanto preferibilmente un prolungamento 21a posto all’interno del serbatoio 11, definente al suo interno una camera di aspirazione 21b in comunicazione con l’apertura di uscita 33 e in comunicazione con la camera 15 del serbatoio 1 1 attraverso un filtro 57.

Con riferimento alla Fig.15 è illustrata una forma di realizzazione dell’invenzione in cui l’apertura di ingresso 25 e di uscita 27 del condotto 23 della prima unità di riscaldamento 19 sono collegate ad almeno un’elettrovalvola 61. Secondo l’invenzione l’elettrovalvola 61 è collocata all’esterno del serbatoio Il a contatto con la parete 13 del serbatoio 11. Nel caso specifico della forma di realizzazione illustrata, l’elettrovalvola 61 è fissata contro la porzione 13a di detta parete 13. Detta elettrovalvola 61 è suscettibile di intercettare il flusso del fluido di riscaldamento che circola nel condotto 23 per regolarne la portata. Tipicamente, detto fluido è il fluido del circuito di raffreddamento del motore endotermico, il cui impianto di scarico è dotato di sistema SCR al quale è inviato il fluido contenuto nel serbatoio 11. L’elettrovalvola 61 è dotata di un connettore 63 per il collegamento dell’elettrovalvola 61 ad un circuito elettrico associato ad una centralina elettronica di controllo.

Riferendoci nuovamente alla Fig.l, il serbatoio 11 è provvisto di una sede 71 per ospitare un bocchettone per il rifornimento del serbatoio 11. La sede 71 può essere ottenuta ricavando un prolungamento cilindrico 71 a nella parete 13 del serbatoio durante la fase di stampaggio del serbatoio. Il prolungamento cilindrico 71a si estende all’esterno del serbatoio 11 in direzione sostanzialmente perpendicolare alla faccia superiore 35 del corpo del serbatoio. Detto prolungamento 71a circonda un’apertura preferibilmente circolare, che ospita il bocchettone.

Con riferimento alle Figg. da 16 a 20 è illustrato in dettaglio un bocchettone 73 ottenuto secondo una forma preferita di realizzazione dell’invenzione. Nella forma di realizzazione illustrata, un’apertura 75 è ricavata in una parete o setto trasversale 75a del prolungamento 71a. Detta parete o setto trasversale 75a è ricavata all’interno del prolungamento 71a e si estende su un piano sostanzialmente parallelo, ma non coincidente, alla faccia 35 del corpo del serbatoio 11. In altre forme di realizzazione il setto trasversale 75a coincide con la parete 13 del serbatoio e giace pertanto su un piano coincidente con quello su cui si sviluppa detta parete 13. Nella forma di realizzazione illustrata, il prolungamento 71a ha una forma cilindrica a sezione circolare e così pure la sede interna 71 è di forma cilindrica a sezione circolare. Sostanzialmente al centro del setto trasversale 75 a è ricavata l’apertura 75 per il passaggio del bocchettone 73.

Il bocchettone 73 comprende un corpo in materiale plastico in cui sono definite una porzione cava esterna 77 ed una porzione cava interna 79. La porzione esterna 77 ha uno sviluppo sostanzialmente cilindrico a sezione trasversale circolare e comprende una porzione chiusa lateralmente 77a ed una porzione aperta lateralmente 77b. Entrambe le basi 77c,77d della porzione esterna 77 sono aperte. La porzione esterna aperta 77b definisce una serie di prolungamenti assiali 81, cinque nell’esempio illustrato, che si estendono lungo altrettante generatrici a partire dalla porzione chiusa lateralmente 77a e terminano in corrispondenza di una porzione anulare 77e della base aperta 77d. La porzione aperta 77b e la base aperta corrispondente 77d ospitano una rete filtro 83a,83b suscettibile di separare le impurità eventualmente presenti, dal flusso di sostanza immessa nel bocchettone 73 per il riempimento del serbatoio 11. La porzione chiusa 77a della porzione cava esterna 77 può essere fissata, in corrispondenza della base aperta 77c, nell’apertura 75 prevista nella parete trasversale 75a della sede 71 del serbatoio 11. Il fissaggio di detta porzione chiusa 77a nell’apertura 75 può avvenire con mezzi noti, ad esempio incastro con denti che consentono di rimuovere, ad esempio per pulire il filtro 83a,83b, la porzione esterna 77 del bocchettone 73 dalla sede 71. Alternativamente è possibile fissare detta porzione cava esterna 77 all’apertura 75 in modo permanente.

Il bocchettone 73 secondo questa forma preferita di realizzazione dell’invenzione comprende inoltre una porzione cava interna 79 comprendente un corpo cilindrico a sezione trasversale circolare ospitato amovibilmente nella porzione cava esterna 77. Detta porzione interna 79, quando ospitata nella porzione esterna 77 del bocchettone 73, si estende per tutta la lunghezza della porzione chiusa 77a a partire dalla base aperta 77c e per un tratto della porzione aperta 77b corrispondente a circa 1⁄4 della lunghezza di detta porzione aperta 77b.

Secondo questa forma di realizzazione dell’invenzione, la porzione interna 79 comprende una ghiera anulare 85 dotata di alette 87 estendentisi assialmente all’esterno di detta ghiera anulare 85. La porzione interna 79 può essere impegnata nella porzione esterna 77 ruotando manualmente la porzione interna 79 per mezzo di dette alette 87.

Vantaggiosamente, il bocchettone 73 comprende una superficie filtrante notevolmente più ampia di quella dei bocchettoni attuali. La superficie filtrante del bocchettone 73 è data sostanzialmente dall’estensione della rete filtro 83a,83b che circondano la porzione cilindrica aperta 77b e che ricoprono la base aperta 77d del corpo della porzione esterna 77.

Vantaggiosamente, la porzione interna 79 è dotata di un inserto comprendente un magnete permanente suscettibile di cooperare con la valvola prevista nella pistola di erogazione della soluzione di urea. Feritoie di areazione 89 sono previste nell’apertura 91 della porzione interna 79 circondata dalla ghiera 85, attraverso la quale è inserita la proboscide di detta pistola erogatrice.

La porzione chiusa 77a della porzione esterna 77 del bocchettone 73 può inoltre essere agganciata mediante innesto rapido nell’apertura 75 prevista nel setto 75a.

Applicabilità industriale

Il serbatoio secondo l’invenzione trova vantaggiosa applicazione industriale essendo suscettibile di essere installato a bordo di veicoli azionati da motori endotermici, per contenere un fluido allo stato liquido, destinato ad un sistema di riduzione selettiva catalitica (SRC) dell’impianto di scarico del motore endotermico.

L’invenzione così come descritta ed illustrata è suscettibile di numerose varianti e modificazioni, rientranti nello stesso principio inventivo.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Serbatoio (11) per il contenimento di un fluido comprendente una parete (13) in materiale plastico definente al suo interno una camera (15) del serbatoio ed un gruppo (17) di riscaldamento e prelievo del fluido contenuto nel serbatoio, detto gruppo (17) essendo dotato di una prima unità (19), o unità di riscaldamento, comprendente un condotto (23) per il trasporto di un fluido di riscaldamento, posto airinterno della camera (15) del serbatoio e dotato di apertura di ingresso (25) e di apertura di uscita (27) per detto fluido di riscaldamento poste all’esterno del serbatoio (11) ed una seconda unità (21), o unità di prelievo, comprendente un condotto (29) dotato di apertura di ingresso (31) e di apertura di uscita (33) poste, rispettivamente airinterno ed all’ esterno del serbatoio (11), dette unità (19,21) essendo separate fra loro, ossia essendo separate da una porzione di parete (13) del serbatoio, cosicché se la parete del serbatoio venisse rimossa, dette unità (19,21) risulterebbero disgiunte fra loro.
2. 2. Serbatoio secondo la riv.e 1, in cui detto fluido è una soluzione acquosa di urea al 32.5%, e 67.5% di acqua demineralizzata.
3. 3. Serbatoio secondo la riv.e 1 o 2, in cui detta prima unità (19) e detta seconda unità (21) sono associate al serbatoio in corrispondenza di porzioni diverse (13a,13b) di detta parete (13) del serbatoio.
4. 4. Serbatoio secondo la riv.e 1 o 2 o 3, in cui il serbatoio ha una forma sostanzialmente prismatica ed in cui la prima unità (19) e la seconda unità (21) sono collocate su facce diverse (35,37,39) del prisma.
5. 5. Serbatoio secondo una qualsiasi delle riv.i precedenti, in cui il condotto (23) per il trasporto di un fluido di riscaldamento della prima unità (19) comprende una porzione rettilinea ed una sezione a spirale (23 c), in detta porzione rettilinea essendo definite una sezione di mandata (23 a) ed una sezione di ritorno (23b) ed in cui detta sezione a spirale (23 c) mette in comunicazione le sezioni di mandata e ritorno.
6. 6. Serbatoio secondo la riv.e 5, in cui detta sezione a spirale (23c) e l’unità di prelievo (21) sono configurate in modo tale che detta sezione a spirale (23 c) circonda l’apertura di ingresso (31) di detta unità di prelievo (21).
7. 7. Serbatoio secondo una qualsiasi delle riv.i precedenti, in cui l’apertura di ingresso (25) e di uscita (27) del condotto (23) della prima unità di riscaldamento (19) sono collegate ad almeno un’elettrovalvola (61) collocata all’esterno del serbatoio (11) a contatto con la parete (13) del serbatoio, detta almeno un’elettrovalvola (61) essendo suscettibile di intercettare il flusso del fluido di riscaldamento che circola nel condotto (23) per regolarne la portata.
8. 8.Metodo per la realizzazione di un serbatoio (11) in materiale plastico per il contenimento di un fluido comprendente una parete (13) in materiale plastico definente al suo interno una camera (15) del serbatoio ed un gruppo (17) di riscaldamento e prelievo del fluido contenuto nel serbatoio, detto gruppo (17) essendo dotato di una prima unità (19), o unità di riscaldamento, comprendente un condotto (23) per il trasporto di un fluido di riscaldamento, posto aH’interno della camera (15) del serbatoio e dotato di apertura di ingresso (25) e di apertura di uscita (27) per detto fluido di riscaldamento poste all’esterno del serbatoio (11) ed una seconda unità (21), o unità di prelievo, comprendente un condotto (29) dotato di apertura di ingresso (31) e di apertura di uscita (33) poste, rispettivamente all’interno ed all’esterno del serbatoio (11), in cui detto metodo comprende le fasi di: - ottenere mediante stampaggio di materie plastiche in uno stampo per materie plastiche un serbatoio (11) che integra detta prima unità (19); - predisporre detta seconda unità (21); - associare detta seconda unità (21) alla parete (13) del serbatoio così formato in modo tale che detta prima (19) e detta seconda (21) unità risultino separate da una porzione di parete (13) del serbatoio, cosicché se la parete del serbatoio venisse rimossa, dette unità (19,21) risulterebbero disgiunte fra loro.
9. 9.Metodo secondo la riv.e 8, in cui detta fase di ottenere il serbatoio (11) comprende le fasi di: - predisporre detta prima unità (19); - collocare detta prima unità (19) in uno stampo per materie plastiche; - ottenere mediante stampaggio di materie plastiche in detto stampo un serbatoio (11) che incorpora detta prima unità (19).
10. 10.Metodo secondo la riv.e 9, in cui detta prima unità (19) comprende un condotto (23) in materiale metallico o plastico o in una combinazione di plastica e metallo dotato di almeno una porzione rettilinea di mandata (23 a) ed una porzione rettilinea di ritorno (23b) e di almeno una porzione non rettilinea di raccordo (23 c) e dotato di un’apertura di ingresso (25) e di un’apertura di uscita (27) ed in cui detta fase di ottenere il serbatoio (11) comprende le fasi di: formare il serbatoio (11) inglobando nel materiale della parete del serbatoio almeno una porzione del condotto (23) in modo tale che dette aperture di ingresso e di uscita risultino all’ esterno del serbatoio.