DEPOSITO PARA UN AGENTE REDUCTOR, VEHÍCULO CON UN DEPÓSITO PARA UN AGENTE REDUCTOR Y UN PROCEDIMIENTO DE FUNCIONAMIENTO DE UNA INSTALACIÓN SCR DE UN VEHÍCULO AUTOMÓVIL.

Depósito (1) para un agente reductor (2) que forma amoniaco o comprende amoniaco,

cuyo depósito puede disponerse en un techo (6) de un vehículo automóvil (5), en el que el depósito (1) presenta un primer volumen plano (3) de dicho depósito - con una primera altura (H1) y una superficie de base media (GF1), siendo una primera relación GF1/H1 mayor que 500 cm, y - con un primer volumen (V1) de al menos 90 litros para recibir el agente reductor (2), así como al menos un segundo volumen alargado (7) del depósito, en el que este volumen - presenta una segunda altura (H2) y una segunda superficie de base media (GF2), - en el que el al menos un segundo volumen alargado (7) del depósito está configurado de manera que sobresale con respecto al primer volumen plano (3) del depósito, y - tiene un segundo volumen (V2) que supone a lo sumo un 10% del primer volumen (V1) del primer volumen (3) del depósito, y - en el que el al menos un segundo volumen (7) del depósito comprende un calentador (16), y - puede ser llenado con agente reductor desde el primer volumen del depósito por efecto de la fuerza (12) de la gravedad.

La presente invención concierne a un depósito para un agente reductor que presenta un primer volumen de depósito plano y al menos un segundo volumen de depósito alargado, a un vehículo con un depósito para un agente reductor y a un procedimiento de funcionamiento de una instalación SCR de un vehículo automóvil que presenta al menos dos volúmenes de depósito para un agente reductor.

Debido a los elevados requisitos impuestos a las instalaciones de depuración de gases de escape de motores de combustión interna, especialmente de motores diésel, se utilizan en grado cada vez mayor instalaciones SCR en los sistemas de gases de escape de motores de combustión interna para reducir los óxidos de nitrógeno en un gas de escape. Rigen aquí las disposiciones sobre gases de escape y emisiones ahora acordadas en muchos países no solo para vehículos de carretera como turismos y camiones, sino ya hoy en día o bien en un futuro próximo para los llamados vehículos no carretera, es decir, por ejemplo, para tractores y otros vehículos agrarios.

Aparte de la integración de tales instalaciones SCR durante la fase de desarrollo de vehículos, se adjudica especialmente una gran importancia a instalaciones SCR que puedan montarse posteriormente, ya que los costes de adquisición de vehículos no carretera son en general muy altos.

La integración posterior de tales instalaciones SCR es en general difícil, ya que las capacidades de los depósitos para el agente reductor de una instalación SCR han de diseñarse como muy grandes en atención a intervalos de servicio lo más largos posible y a una utilización intensiva de los vehículos. Además, especialmente en máquinas agrícolas, por ejemplo en tractores, se presentan muchas restricciones respecto del lugar de montaje, ya que se adjudica una gran importancia a la facilidad de inspección de la zona frontal situada delante de la carrocería.

Asimismo, los componentes de una instalación SCR de esta clase deberán realizarse muy ligeros en cuanto a su peso y deberán tener una pequeña complejidad en lo que respecta a la ausencia de mantenimiento. Además, se deben reducir los costes de fabricación y de explotación y especialmente se debe consumir tan poca energía adicional como sea posible del motor de combustión interna o del acumulador de energía eléctrica o del generador de energía eléctrica. En el caso de un montaje posterior de una instalación SCR de esta clase en un vehículo automóvil, las medidas de reforma necesarias deberán ser, además, lo más reducidas que se sea posible.

El documento DE 20 2006 010 615 U1 muestra un sistema de depósito para proporcionar una solución de urea para un catalizador SCR, pudiendo llenarse un depósito de fusión con la solución de urea desde un depósito principal. El depósito de fusión presenta un calentador para fundir líquido de funcionamiento congelado.

Se desprende de las explicaciones anteriores que existen un gran número de requisitos para el montaje (posterior) de instalaciones SCR en vehículos automóviles a fin de garantizar largos tiempos de funcionamiento e intervalos de mantenimiento del vehículo y generar pequeños costes de mantenimiento y fabricación.

El cometido de la presente invención consiste en resolver al menos parcialmente los problemas expuestos al principio y, en particular, indicar un depósito para un agente reductor que haga posible un montaje posterior en un vehículo automóvil. Además, se pretende indicar un vehículo automóvil que resuelva al menos parcialmente los problemas expuestos al principio y, en particular, indique la disposición de un depósito para un agente reductor que no albergue restricciones para el usuario en cuanto a la claridad de disposición de la carrocería del vehículo. Además, se pretende indicar un procedimiento de funcionamiento de una instalación SCR de un vehículo automóvil que haga posible un funcionamiento sencillo de la instalación SCR y, por tanto, posibilite netas ventajas en cuanto a los costes de mantenimiento, fabricación y funcionamiento y a la energía consumida.

Estos problemas se resuelven por medio de un depósito según la reivindicación 1. En las respectivas reivindicaciones subordinadas se indican ejecuciones y campos de utilización ventajosos de la invención. Cabe consignar que las características señaladas individualmente en las reivindicaciones formuladas en forma subordinada pueden combinarse unas con otras de cualquier manera tecnológicamente pertinente y pueden definir otras ejecuciones de la invención. Además, las características indicadas en las reivindicadas se precisan y explican con más detalle en la descripción, ofreciéndose otras ejecuciones preferidas de la invención.

El depósito según la invención para un agente reductor que forma amoniaco o que comprende amoniaco presenta un primer volumen de depósito plano con una primera altura y una primera superficie de base media, así como al menos un segundo volumen de depósito alargado con una segunda altura y una segunda superficie de base media, estando configurado el al menos un segundo volumen de depósito alargado de manera que sobresale con respecto al primer volumen de depósito plano y siendo, además, una primera relación de la primera superficie de base y la primera altura mayor que 500 cm, especialmente 1000 cm o incluso mayor que 1500 cm.

Por supuesto, es posible almacenar con un depósito de esta clase un agente reductor que ya comprenda amoniaco y/o un precursor de amoniaco. Sin embargo, en las instalaciones SCR que aquí se utilizan se prefiere como agente reductor una solución acuosa de urea que puede obtenerse también, por ejemplo, bajo la denominación AdBlue. Esta solución se inyecta, rocía o evapora aquí en la línea de gases de escape aguas arriba de un catalizador SCR, por ejemplo mediante una bomba dosificadora o un inyector. Utilizando un catalizador (por ejemplo, todavía externo a los gases de escape) y/o como consecuencia del contacto con el gas de escape caliente, una reacción de hidrólisis produce amoniaco (NH3) y agua a partir de la solución acuosa de urea. En un catalizador SCR el amoniaco así generado puede reaccionar, a temperatura correspondiente, con los óxidos de nitrógeno del gas de escape.

El consumo de solución acuosa de urea asciende aquí, dependiendo de las emisiones brutas del motor de combustión interna, a aproximadamente 1% a 8% del carburante utilizado (gasóleo). Por este motivo, precisamente en este caso hay que llevar también un volumen de depósito correspondientemente grande.

El depósito está conformado de tal manera que un primer volumen del depósito está realizado en forma plana, es decir que, junto con una pequeña altura, presenta al mismo tiempo una longitud y/o una anchura relativamente grandes. La primera superficie de base media del primer volumen del depósito se obtiene promediando la superficie de la sección transversal del depósito a lo largo de la primera altura (es decir, perpendicularmente a ella). La primera altura es aquí preferiblemente también la altura máxima del primer volumen del depósito, la cual asciende preferiblemente, por ejemplo, a un máximo de 10 cm o incluso tan solo a un máximo de 5 cm. El segundo volumen alargado del depósito se continúa directamente a partir del primer volumen del depósito y está unido con el primer volumen del depósito, especialmente de manera imperdible. El segundo volumen del depósito presenta aquí a lo largo de su extensión alargada una segunda altura que es relativamente grande en comparación con la longitud y la anchura del segundo volumen del depósito. La segunda superficie de base media se obtiene análogamente al primer volumen del depósito promediando la superficie de la sección transversal del segundo volumen del depósito a lo largo de la segunda altura. La segunda altura es aquí preferiblemente la altura promediada o incluso la altura más pequeña del segundo volumen del depósito, la cual asciende preferiblemente, por ejemplo, a al menos 20 cm o incluso al menos 50 cm. El segundo volumen del depósito está configurado especialmente con respecto al primer volumen del depósito de tal manera que la primera altura y la segunda altura y, por consiguiente, también la primera y la segunda superficies de base medias se extienden siempre en casi la misma dirección (paralelamente). La primera superficie de base asciende preferiblemente a al menos 0,5 m2 o incluso al menos 1 m2.

Preferiblemente, el depósito está configurado de modo que una segunda relación de la segunda superficie de base media y la segunda altura sea inferior a 2 cm,... [Seguir leyendo]

1. Depósito (1) para un agente reductor (2) que forma amoniaco o comprende amoniaco, cuyo depósito puede disponerse en un techo (6) de un vehículo automóvil (5), en el que el depósito (1) presenta un primer volumen plano

(3) de dicho depósito

- con una primera altura (H1) y una superficie de base media (GF1), siendo una primera relación GF1/H1 mayor que 500 cm, y

- con un primer volumen (V1) de al menos 90 litros para recibir el agente reductor (2),

así como al menos un segundo volumen alargado (7) del depósito, en el que este volumen

- presenta una segunda altura (H2) y una segunda superficie de base media (GF2),

- en el que el al menos un segundo volumen alargado (7) del depósito está configurado de manera que sobresale con respecto al primer volumen plano (3) del depósito, y

- tiene un segundo volumen (V2) que supone a lo sumo un 10% del primer volumen (V1) del primer volumen (3) del depósito, y

- en el que el al menos un segundo volumen (7) del depósito comprende un calentador (16), y

- puede ser llenado con agente reductor desde el primer volumen del depósito por efecto de la fuerza (12) de la gravedad.

2. Depósito (1) según la reivindicación 1, en el que una segunda relación GF2/H2 es inferior a 2 cm.

3. Depósito (1) según la reivindicación 1 ó 2, en el que el al menos un segundo volumen (7) del depósito está dispuesto directamente en la zona (21) del borde del primer volumen (3) del depósito.

4. Depósito (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un tercer volumen (9) del depósito está unido con el primer volumen (3) del depósito y/o con el al menos un segundo volumen (7) del depósito a través de una tubería de unión (10).

5. Depósito (1) según la reivindicación 4, en el que el tercer volumen (9) del depósito comprende un calentador (16).

6. Depósito (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos el primer volumen (3) del depósito presenta una carcasa (17) de plástico.

7. Depósito (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos el primer volumen (3) del depósito presenta un aislamiento térmico (18).

8. Vehículo automóvil (5) con un motor de combustión interna (15) y un sistema (14) de gases de escape, así como una carrocería (22) con un techo (6), en el que el sistema (14) de gases de escape tiene un catalizador SCR (11) y un dispositivo (13) de aportación de agente reductor, y en el que está previsto en el techo (6) un depósito (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores con un primer volumen de depósito plano (3) para el agente reductor (2).

9. Vehículo automóvil (5) según la reivindicación 8, en el que el depósito (1) presenta un primer volumen de depósito plano (3) y al menos un segundo volumen de depósito alargado (7), en el que el al menos un segundo volumen alargado (7) del depósito está configurado de manera que sobresale con respecto al primer volumen plano (3) del depósito, y en el que el al menos un segundo volumen (7) del depósito está dispuesto a lo largo de un larguero de techo (8) de la carrocería (22).

10. Vehículo automóvil (5) según la reivindicación 8 ó 9, en el que está previsto un tercer volumen (9) del depósito que está unido con al menos un segundo volumen (7) del depósito o con el primer volumen (3) del depósito a través de una tubería de unión (10), y en el que al menos el primer volumen (3) del depósito está unido con un dispositivo

(13) de aportación de agente reductor a través del tercer volumen (9) del depósito.

11. Vehículo automóvil (5) según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que un dispositivo (13) de aportación de agente reductor está unido con al menos un segundo volumen (7) del depósito apto para ser llenado por efecto de la fuerza (12) de la gravedad o con un tercer volumen (9) del depósito apto para ser llenado por efecto de la fuerza (12) de la gravedad.

12. Vehículo automóvil (5) según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que una zona (4) del techo del vehículo automóvil (5) presenta un aislamiento térmico (18), de modo que al menos el primer volumen (3) del

depósito (1) queda al menos parcialmente aislado por el aislamiento térmico (18).

13. Procedimiento de funcionamiento de una instalación SCR (19) de un vehículo automóvil (5) que presenta al menos un depósito (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, un dispositivo (13) de aportación de agente reductor y un catalizador SCR (11), en el que el almacenamiento de un agente reductor (2) para una instalación SCR

(19) se efectúa en un primer volumen (3) del depósito y, durante el funcionamiento del vehiculo automóvil (5), al menos un volumen adicional (7, 9) del depósito es llenado automáticamente con el agente reductor (2) desde el primer volumen (3) del depósito por efecto de la fuerza de la gravedad, y este al menos un volumen adicional (7, 9) del depósito representa una reserva (20) para el dispositivo (13) de aportación de agente reductor y puede ser calentado.