通過收附而儲存氨的容器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于收附儲存氨的容器，所述容器包括隔間，優(yōu)選是塑料制成的，該隔間彼此相通且通向至少一個連通外部的洞孔，所述隔間適用于裝一個用于收附氨的固體。
【專利說明】通過收附而儲存氨的容器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種通過收附而儲存氨的容器，優(yōu)選是通過化學收附到固體上而儲存氨的容器。
【背景技術】
[0002]車輛尤其是柴油車輛的排氣中含有的氮氧化物可以通過選擇性催化還原(通常被稱為SCR或Selective Catalytic Reduction)技術來去除。在所述方法中，在催化劑的上游將定量的氨注入排氣管路內，在該催化劑上發(fā)生還原反應。目前，氨是通過前體——通常是尿素水溶液一的熱分解所產(chǎn)生的。因此，用于儲存、分配以及配給標準尿素溶液(例如以Adblue?命名的商品，水中含有32.5%尿素的共晶溶液)的車載系統(tǒng)已被投放到市場當中。
[0003]另一個技術則是把氨收附儲存在一種鹽上，通常是堿土金屬氯化物。使用熱激活可以在汽車運作階段釋放出氨。于是會產(chǎn)生氨氣壓力。因此，在此技術應用于車輛的情況下，有必要設置一個擁有與此技術相關的不同功能的系統(tǒng)?，F(xiàn)有系統(tǒng)，在原型階段，使用可以周邊加熱的不銹鋼圓柱形儲存容器。
[0004]美國專利申請US2010/0062296公開了一種氨化學收附儲存系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含至少兩個容器或同一個容器的兩個隔間，所述至少兩個容器或兩個隔間內包含不同的吸收材料并且具有不同的尺寸，這些容器/隔間是相通的，以便氨能夠在它們之間流通。當系統(tǒng)的氨用完時，其中最大的(通常是作為最小的容器/隔間的儲備)會被替換掉。

【發(fā)明內容】

`[0005]本發(fā)明目的是提供一種氨收附儲存容器，該容器易于制造，并且其形狀可以輕易地適應車輛上的環(huán)境，還可以輕松地往該容器內充氨，而不是將其至少局部地替換掉。
[0006]為此，本發(fā)明涉及一種通過收附而儲存氨的容器，所述容器包括隔間，所述隔間彼此相通且與至少一個和外部連通的洞孔相通，所述隔間適用于容納用于收附氨的固體。
[0007]“容器”是指限定了至少一個用于容納固體的內部空間的器皿或者殼體。根據(jù)本發(fā)明，所述容器包括至少一個限定隔間一即能夠容納所述固體的腔一的壁。這些腔可以是任意形狀。它們優(yōu)選形狀一致。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，所述固體是用于收附(優(yōu)選是化學收附)氨的。上述的美國專利申請描述和列出了這種固體，因此該申請的內容被并入本發(fā)明。該固體通常是堿金屬氯化物、堿土金屬氯化物或過渡金屬氯化物。該固體可以是粉狀或是凝聚物狀。優(yōu)選地，每個隔間有一個凝聚物。優(yōu)選地，所述隔間的形狀以及尺寸被調整為使其能夠貼合凝聚物外表面的至少一部分。
[0009]優(yōu)選地，隔間由塑料制成，特別是熱塑性塑料。在本發(fā)明框架中，用熱塑性塑料取得了很好的效果，尤其是由于在重量、機械和化學強度以及實施簡單化(正因為此，可以獲得復雜的形狀)上具有優(yōu)勢。[0010]尤其可以使用聚烯烴、聚乙烯基鹵化物、熱塑性聚酯、聚酮、聚酰胺、聚鄰苯二甲酰胺(polyphtalamide)以及其共聚物。另外也可以使用聚合物或共聚物形成的混合物，同樣可以使用含有無機、有機和/或天然填料的聚合材料的混合物，該填料例如但不限于:碳、鹽和其他無機衍生物、天然纖維、玻璃纖維和聚合物纖維。同樣還可以使用包括至少一種前述的聚合物或共聚物的多層結構，該多層結構由疊置或相連的層構成。
[0011]使用添加了玻璃纖維的聚鄰苯二甲酰胺取得了極好的結果。
[0012]在一種實施方式中，至少兩個隔間偏移一個角度(α )。
[0013]這種配置允許在容器具有復雜形狀時——尤其是在容器包括具有彎曲形狀的部分時一隔間的布局可以適應容器的形狀。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的容器的隔間至少部分是可以一體成型的，例如采用注塑板的形式。優(yōu)選地，將包含正弦段的下板與凸狀的上板組裝在一起。
[0015]為了改善隔間的機械強度，可以添加呈筋形式的側面加強件。
[0016]可替代地，隔間可以分開制成(單獨地或分批地)，例如通過塑料注射或吹塑法，然后通過任何已知方法組裝在一起，例如用焊接方法。利用該變體可以制作出非平行的隔間組裝體，即例如對于形狀相同的隔間，所述隔間的至少一面與相鄰隔間相對應的面是非平行的。
[0017]分批注射制造隔間尤其有利，因為該方法可以經(jīng)濟實惠地制作出很小的隔間。尺寸小的隔間是有利的，因為它們能很好地抵抗內部壓力(或負壓)，并且能夠改善加熱和/或冷卻系統(tǒng)與反應物之間的熱量交換，這尤其是因為較小的熱慣量。此外，尺寸小的隔間使運行安全得到改善。實際上，如果其中一個隔間的運行出現(xiàn)故障，那么該隔間的尺寸一因此該隔間所裝有反應物 的量——越小，它對容器的整體運行產(chǎn)生的影響越低。特別是，如果該故障運行導致了不希望產(chǎn)生的氨釋放，那么隔間的尺寸越小，所釋放的氨的量也相應的越低。此外，當加熱被中斷時，小尺寸隔間的低熱慣量能實現(xiàn)更快速的冷卻。所述更快速的冷卻使得隔間的內部壓力同樣更快速地減低，因此，在非正常運行導致加熱中斷的情況下，容器的安全性也得到了相應的提高。
[0018]所述隔間的直徑(針對它們的橫截面大致為圓形的情況，在它們的橫截面不是圓形的情況下，是指所述隔間外接圓柱的直徑)是在，例如，15至100毫米之間，優(yōu)選是在40至80毫米之間。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，所述隔間彼此是連通的，使得氨在容器重新填充和使用過程(消耗或釋放氨)中能夠流通。這種連通通常由每個隔間中的至少一個洞孔、連接所述洞孔并與和容器外部連通的至少一個洞孔連接的設備來保證，以便實現(xiàn)氨的再填充和釋放。
[0020]在另一個變體中，在所有的隔間或一個子組的隔間之上設置有用于連通所述隔間的管道網(wǎng)。在所述隔間是由至少一個局部焊接的片/板所制成的情況下，該變體特別有利。在該變體中，所述網(wǎng)通常也有機械加強的作用，即提高容器的機械強度和抗壓力或抗負壓的性能。在該變體中，所述管道網(wǎng)可以是自由的，但優(yōu)選地，該管道網(wǎng)是固定在覆蓋所述隔間的蓋子上，該蓋子擁有附加加強作用。
[0021]在另一個變體(任選地可以與前述變體結合)中，所述隔間集中在共同的蓋子下方，所述隔間的上表面與所述蓋子一起限定一個空間，并且，每個隔間均包括至少一個與所述空間連通的洞孔，所述蓋子包括至少一個用于使所述空間和所述容器的外部連通的洞孔。在該變體中，所述蓋子還可以用于組裝隔間(把它們機械連接在一起)和/或加強容器。
[0022]在一個實施方式中，所述蓋子還包括所述管道網(wǎng)。
[0023]在一個實施方式中，所述容器包括至少一個另外的管道網(wǎng)，所述管道網(wǎng)和所述至少一個另外的管道網(wǎng)布置為形成加強罩。
[0024]優(yōu)選地，所述隔間(全部或部分)的形狀和/或它們的制作和/或組裝方法使得系統(tǒng)的至少一個工作元件(其具有有用的功能，例如加熱、冷卻、機械加強、溫度探測，等等)能夠插入其中或其間。
[0025]在一個實施方式中，一些所述隔間設有一個或多個管道，所述管道構成至少一個能夠容納系統(tǒng)的至少一個工作元件的倉。
[0026]在一個實施方式中，所述至少一個倉在所述隔間之間并且在所述隔間內部空間的外面。
[0027]在一個實施方式中，所述至少一個工作元件以可拆卸的方式被放置在所述至少一個倉里。
[0028]例如，有利地，加熱元件或相變材料(MCP或可以根據(jù)周圍溫度通過相變而儲存或釋放熱量的材料)被插入在所述隔間里或之間。
[0029]使用加熱元件或相變材料可以穩(wěn)定放置在隔間里的反應物的溫度，因此保證穩(wěn)定地產(chǎn)生氨。另外，利用隔間之間加熱的區(qū)別和/或相變材料相對量的不同，令一些隔間增加或減少氨的含量；例如，當系統(tǒng)停止時(比如在車輛停止后)，冷卻較快的隔間內(比如含有少量或不含有相變材料)氨的含量會增加，而冷卻較慢的隔間內(比如含有很多的相變材料)氨的含量會減少 。這可以特別有利地保證在停車后快速地提供氨，例如通過在此時優(yōu)先激活含有大量氨的隔間來實現(xiàn)。
[0030]隔間還可以被一個或多個管道——優(yōu)選是在最大尺寸方向——穿過或進入，所述管道的一端可以是封閉的，并且也可以在所述管道中插入系統(tǒng)的工作元件。該布局特別有利于加熱或冷卻裝置的布置:所述管道被基本放在反應物中心，因而保證快速地交換熱量。此外，如果管道內部的倉與反應物是被壁分隔開的(也就是說:如果管道和隔間的內部空間是以密封的方式分隔開)，則在其中放置的加熱或冷卻裝置不應該以密封的方式附接。這尤其允許輕松地拆除加熱或冷卻裝置，以及在該管道里替代地安裝加熱裝置(在解收附氨時)或冷卻裝置(在吸收氨時)。
[0031]在所有隔間上管道的數(shù)量超過了 I個管道/4升反應物的情況下取得了很好的結果；尤其當這個數(shù)量超過I/升反應物時。
[0032]加熱裝置和/或MCP以及冷卻裝置既可以被放置在管道內部又可以被放置在隔間外部，甚至，在是MCP時，被放置在隔間內部，在反應物室里。一種特別有利的結合是把加熱裝置放在如上所述的管道內，把MCP放在隔間外，任選地在隔間之上設置絕緣裝置(moyensd’ isolation);這種布置實際上可以取得加熱系統(tǒng)良好的動態(tài)特性:如果在冷狀態(tài)下啟動，在管道內產(chǎn)生的熱量實際上會很快地傳遞給反應物，因為由于管道的小尺寸和低重量，管道的加熱只需要少量的焓。放置在隔間外部的MCP只在反應物床熱了之后才開始熱，因此可以獲取到達周邊的熱量和穩(wěn)定反應物的溫度與氨氣壓。放在外部的MCP還起到絕緣的作用，用于補充可以當外層設在MCP上方的絕緣體的作用。
[0033]在本發(fā)明的一個特別有利的變體中，所述容器包含相變材料，所述相變材料位于至少部分所述隔間里和/或至少部分所述隔間之間和/或至少部分所述隔間的絕緣管道(canal isolant)里。
[0034]隔間的壁可以設有內部筋，所述內部筋允許氣體順暢地流通于反應物和壁之間。該流通還允許限制熱量往設備外流失。
[0035]在本發(fā)明的一個變體中，該容器包括至少一個用于一例如從罐子一填充氨的入口。該容器還可以包括出口，用于掃描式填充氨(remplissage sous balayaged’ ammoniac)，該氨可以是稀釋過的。在必要時，可以用真空法或借助氣流效應清除容器里的氨。
[0036]本發(fā)明還涉及一種包含如上所述固體的上述容器。本發(fā)明還涉及一種還包括至少一個上述工作元件的所述容器。
[0037]最終，本發(fā)明還涉及一種用上述容器儲存氨的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1-3以非限制性的方式示意地示出了本發(fā)明，其中:
[0039]圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一變體的容器的俯視圖。
[0040]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二變體的容器的豎直切面圖。
[0041]圖3是兩幅根據(jù)本發(fā)明第三變體的容器沿兩個相互垂直的豎直平面剖切的視圖。
[0042]圖中相同的附圖標記代表`相同或相似的部件。
【具體實施方式】
[0043]圖1示出了被分成具有相同截面的隔間I的容器。這些隔間的尺寸被設計為能夠在其中放入反應物(圖中未顯示)。這些隔間的壁2被成型為擁有良好的抗生壓和抗真空特性。在所示的示例中，壁是由正弦段組成。隔間之間的間隙3擁有與外界連通的鏤空4，并且用于插入加熱或冷卻元件。它們組成熱量交換網(wǎng)。
[0044]凸狀蓋子(圖中未顯示)固定在隔間上方；該蓋子包括一個加強全體結構的管道網(wǎng)
5。這些管道通過洞孔6與隔間內部連通。該蓋子以完全密封的方式被裝配在容器的外周邊上。蓋子與隔間在容器內部的壁之間的裝配可以通過部分密封或完全密封的方式來實現(xiàn)。。
[0045]該蓋子擁有至少一個用于例如從一個罐子填充氨的入口 7。
[0046]在該不例的一個變體中，容器可以擁有用于掃描式輸入氨的出口，輸入的氨可以是稀釋過的。在必要時，可以用真空法或借助氣流效應清除容器里的氨。
[0047]在該示例中側面設置的副室8能夠加強所述結構。這些副室可以裝有相變材料，其目的是方便所述系統(tǒng)的熱管理。
[0048]需注意，蓋子的管道5可以通過隔間側面的管道5bis延伸至與容器底部的(與管道5)相似的管道會和，從而確保了附加加強作用(請參照圖1右側的版本)。這樣，全部管道形成一個加強罩。
[0049]圖2顯示一種隔間布局(這次顯示出了它們所裝的固體)，該布局賦予容器更大的形狀靈活性。隔間la、lb、lc、ld彼此偏移一個角度α 9，這允許按照曲線10來成型容器。
[0050]角度α可以隨隔間而變化，導致隔間擁有不同的相對排列方向。隔間之間的空間4可以裝有變相材料。這些空間還可以用于放置加熱和冷卻系統(tǒng)。這些空間還可以包括(一個位置，用于放置)容器結構加強元件。
[0051]圖3 (以沿兩個相互垂直的豎直平面剖切的視圖)顯示了另一種在由兩個或多個部件(本例中為4個分別制造的隔間I)構成的注塑容器中分割反應物11的可能性。“預浸”材料(預浸復合纖維)可以用于制造容器。
[0052]在組裝好裝有被氨所飽和的固體的四個隔間I之后，用被凸緣13保持的蓋子12以密封的方式關閉容器。蓋子12上設有出/入洞孔7以便氨能夠流通。容器包括插在隔間I之間的空心型件14，該空心型件用于裝加熱元件15，因而該加熱元件在罩之外。該容器被內部的壁和筋16加強,該壁和筋可以設有導熱翼片。加強筋也可以設在外罩上。
[0053]圖4 (以沿兩個相互垂直的豎直平面剖切的視圖)顯示了注射模制的隔間1，該隔間包括可以裝加熱元件15的空心管道14。在充氨時，加熱元件15可以被輕易的取出，并被一個冷卻元件替換(以便有助于吸附氨)，因為這些元件不是密封地固定在隔間I的壁上。因此，加熱元件15和冷卻元件是可互換的(或可移除的)，這意味著它們能夠以可拆卸的方式安放在空心管道14中。
[0054]腔室I的內壁設有筋17，該筋有助于氣體在壁和反應物11之間流通；這種流通也限制了熱量往隔間I的外部流失。
[0055]容器可以由雙層壁(圖中未顯示)環(huán)繞，該雙層壁形成能夠起熱交換器作用的空間。該空間還可以裝有相變·材料。
【權利要求】
1.一種通過收附而儲存氨的容器，所述容器包括隔間，所述隔間彼此相通且與至少一個和外部連通的洞孔相通，所述隔間適用于容納用于收附氨的固體。
2.按照權利要求1所述的容器，其中，所述隔間全部具有相同的形狀。
3.按照權利要求1或2所述的容器，其中，至少兩個隔間偏移一個角度(α)。
4.按照前述權利要求中任一項所述的容器，其中，所述隔間至少部分地通過塑料注射一體成型。
5.按照權利要求1至3中任一項所述的容器，其中，所述隔間是通過塑料注射或吹塑分開(單獨地或者分批地)制作而成，然后被組裝在一起。
6.按照前述權利要求中任一項所述的容器，其中，在至少部分所述隔間之上設置有用于連通所述隔間的管道網(wǎng)。
7.按照權利要求1至6中任一項所述的容器，其中，所述隔間集中在共同的蓋子下方，所述隔間的上表面與所述蓋子一起限定一個空間，并且其中，每個所述隔間均包括至少一個與所述空間連通的洞孔，所述蓋子包括至少一個用于使所述空間和所述容器的外部連通的洞孔。
8.按照權利要求7所述的容器，其中，所述蓋子還包括所述管道網(wǎng)。
9.按照權利要求6至8中任一項所述的容器，其特征在于，所述容器包括至少一個另外的管道網(wǎng)，所述管道網(wǎng)和所述至少一個另外的管道網(wǎng)布置為形成加強罩。
10.按照前述權利要求中任一項所述的容器，其中，至少部分所述隔間的形狀和/或其制作和/或組裝方法使得系統(tǒng)的至少一個工作元件能夠插入其中或其間。
11.按照權利要求 10所述的容器，其中，一些所述隔間設有一個或多個管道，所述管道構成至少一個能夠容納系統(tǒng)的至少一個工作元件的倉。
12.按照權利要求11所述的容器，其中，所述至少一個倉在所述隔間之間并且在所述隔間內部空間的外面。
13.按照權利要求11或12所述的容器，其中，所述至少一個工作元件以可拆卸的方式被放置在所述至少一個倉里。
14.按照權利要求10至13中任一項所述的容器，其中，所述工作元件是加熱元件、相變材料或冷卻元件。
15.按照權利要求10至14中任一項所述的容器，其中，所述容器包含相變材料，所述相變材料位于至少部分所述隔間里和/或至少部分所述隔間之間和/或至少部分所述隔間的絕緣管道里。
16.按照前述權利要求中任一項所述的容器，其中，所述隔間的內壁上設有筋。
17.按照前述權利要求中任一項所述的容器，其中，所述容器包括至少一個入口和一個出口。
18.按照前述權利要求中任一項所述的容器，其中，所述隔間包括用于收附氨的固體，例如堿金屬氯化物、堿土金屬氯化物或過渡金屬氯化物。
【文檔編號】C01C1/00GK103857624SQ201280050396
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年10月1日 優(yōu)先權日:2011年9月30日
【發(fā)明者】弗朗索瓦·道尼爾, Jj·范夏夫汀根, 皮埃爾·德凱澤 申請人:英瑞杰汽車系統(tǒng)研究公司