Sistema de dosificación de agente reductor para la inyección de un agente reductor en la corriente de gas de escape de un motor de combustión interna.

Sistema de dosificación de agente reductor para la inyección de un agente reductor en la corriente de gas de escape de un motor de combustión interna para la reducción catalítica selectiva, estando conectado el sistema de dosificación con un tanque de agente reductor

(1), del cual se extrae agente reductor y se bombea por medio de una bomba de agente reductor (2), existiendo un suministro de aire comprimido (3) y habiendo dispuesta al menos una boquilla (4), que está conectada con el conducto de presión (11) de la bomba de agente reductor (2), y a través de la cual se introduce el agente reductor en la corriente de gas de escape y se pulveriza por medio de aire comprimido, desembocando el conducto de presión (11) de la bomba de agente reductor (2) a través de un acceso (6) en una válvula (5), la cual libera en caso de aplicación de presión mediante el agente reductor bombeado por la bomba de agente reductor (2), el acceso (6) a la válvula (5) y un canal de rebose hacia una salida (7) de la válvula hacia un conducto de dosificación (12) hacia la boquilla (4), caracterizado por que la válvula (5) presenta una membrana, que con aplicación de presión mediante el agente reductor bombeado por la bomba de agente reductor (2), libera el canal de rebose del acceso (6) a la salida (7) de la válvula, y el lado posterior de la membrana alejada del acceso (6) y de la salida (7) se solicita mediante aire comprimido del suministro de aire comprimido (3), de manera que la bomba de agente reductor (2) bombea debido a la aplicación de presión sobre la membrana, contra una contrapresión definida.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/003196.

Solicitante: Albonair GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Carlo-Schmid-Allee 1 44263 Dortmund ALEMANIA.

Inventor/es: KASSEL,ARMIN, OVERHOFF,WERNER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN... > SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MAQUINAS... > Silenciadores o aparatos de escape que incluyen medios... > F01N3/20 (especialmente adaptados para conversión catalítica (F01N 3/22 tiene prioridad))

PDF original: ES-2533685_T3.pdf

 

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Sistema de dosificación de agente reductor para la inyección de un agente reductor en la corriente de gas de escape de un motor de combustión interna.

Fragmento de la descripción:

Sistema de dosificación de agente reductor para la inyección de un agente reductor en la corriente de gas de escape de un motor de combustión interna La invención se refiere a un sistema de dosificación de agente reductor para la inyección de un agente reductor en la corriente de gas de escape de un motor de combustión interna para la reducción catalítica selectiva, pudiéndose conectar/estando conectado el sistema de dosificación con un tanque de agente reductor, del cual se extrae agente reductor y se bombea por medio de una bomba de agente reductor, existiendo un suministro de aire comprimido y habiendo dispuesta al menos una boquilla, que está conectada con el conducto de presión de la bomba de agente reductor, y a través de la cual se introduce el agente reductor en la corriente de gas de escape y se pulveriza por medio de aire comprimido, desembocando el conducto de presión de la bomba de agente reductor a través de un acceso en una válvula, la cual libera en caso de aplicación de presión mediante el agente reductor bombeado por la bomba de agente reductor, el acceso a la válvula y un canal de rebose hacia una salida de la válvula hacia un conducto de dosificación hacia la boquilla.

Un sistema de dosificación de un agente reductor de este tipo, se conoce del documento EP 1 676 988 A1.

Los catalizadores para la reducción catalítica selectiva, los llamados catalizadores SCR (en inglés: selective catalyic reduction, reducción catalítica selectiva, abreviado: SCR) , se utilizan para reducir la emisión de óxido de nitrógeno de motores diésel, instalaciones de combustión, plantas de incineración de residuos, instalaciones industriales y similares. Para ello, se inyecta un agente reductor en el sistema de escape con un dispositivo de dosificación. Como agente reductor se utiliza amoniaco, o una solución de amoniaco u otro agente reductor.

Dado que llevar amoniaco en vehículos es crítico en materia de seguridad, se utiliza urea en solución acuosa, con un contenido de urea de habitualmente 32, 5% conforme a DIN 70070, el llamado AdBlue. La urea se descompone en el gas de escape a temperaturas por encima de 150º Celsius en amoniaco en estado gaseoso y CO2. Los parámetros para la descomposición de la urea son esencialmente el tiempo (tiempo de evaporación y de reacción) , la temperatura y el tamaño de gota de la solución de urea inyectada. En estos catalizadores SCR se reduce mediante reducción catalítica selectiva (en inglés selective catalyic reduction, SCR) , la emisión de óxidos de nitrógeno en aproximadamente un 90%.

Una bomba de membrana o una bomba de pistón sirven en este caso para el bombeo del agente reductor. Es desventajoso en este caso, que la bomba utilizada bombea su volumen de elevación durante el ritmo de bombeo en un intervalo de tiempo muy corto de aproximadamente 5 mseg en dirección hacia la boquilla. En este período de tiempo, se produce un impulso de bombeo, que implica una alta velocidad de flujo del agente reductor. Durante o después de la finalización de la elevación de bombeo, el agente reductor que fluye en el conducto de dosificación, arrastra más agente reductor a través de las válvulas de la bomba. De esta manera se descarga una cantidad de dosificación adicional no deseada y por lo tanto desconocida, a la corriente de gas de escape.

Una desventaja adicional es que las pulsaciones de la bomba de una bomba de membrana o de una bomba de pistón, generan una carga discontinua de la boquilla pulverizadora con el agente reductor. Este efecto puede causar una sobrecarga de la boquilla, incluso en el caso de pequeñas cantidades bombeadas.

La tarea de la invención es continuar perfeccionando un sistema de dosificación de un agente reductor del tipo mencionado inicialmente de tal manera, que se evitan altas velocidades de flujo no deseadas del agente reductor bombeado y un bombeo del agente reductor no controlado, y de este modo se previene una sobrecarga de la boquilla como consecuencia de una elevación de bombeo de la bomba de transporte utilizada.

Esta tarea se soluciona según la invención mediante un sistema de dosificación de un agente reductor según la reivindicación 1. En las correspondientes reivindicaciones dependientes, se indican perfeccionamientos ventajosos de la invención.

Los conceptos sistema de dosificación de un agente reductor o sistema de dosificación, se utilizan en el sentido de esta descripción como sinónimos. Con el concepto de solución de agente reductor o de agente reductor, queda comprendido cualquier agente reductor adecuado para la reducción catalítica selectiva, para ello se utiliza preferiblemente una solución de urea conforme a DIN 70070. Sin embargo, la invención no se limita a ello.

En el caso del sistema de dosificación de un agente reductor para la inyección de un agente reductor en la corriente del gas de escape de un motor de combustión interna para la reducción catalítica selectiva, pudiendo conectarse/estando conectado el sistema de dosificación con un tanque de agente reductor, del cual se extrae agente reductor y se bombea por medio de una bomba de agente reductor, existiendo un suministro de aire comprimido y habiendo dispuesta al menos una boquilla, que está conectada con el conducto de presión de la bomba de agente reductor, y a través de la cual se introduce el agente reductor en la corriente de gas de escape y se pulveriza por medio de aire comprimido, es particularmente ventajoso, que el conducto de presión de la bomba de agente reductor desemboque a través de un acceso en una válvula, la cual libera en caso de aplicación de presión

mediante el agente reductor bombeado por la bomba de agente reductor, el acceso a la válvula y un canal de rebose hacia una salida de la válvula hacia un conducto de dosificación hacia la boquilla.

Según la invención, de esta manera hay dispuesta una válvula en el conducto de presión entre la bomba de agente reductor y la boquilla, la cual libera en caso de aplicación de presión mediante el agente reductor bombeado por la bomba de agente reductor, el acceso a la válvula y un canal de rebose hacia la salida de la válvula en dirección hacia la boquilla.

Mediante la disposición y la correspondiente selección de la válvula, puede generarse por lo tanto la contrapresión deseada para el funcionamiento de la bomba, conforme a una especificación del fabricante de la bomba. El núcleo de la invención consiste por lo tanto en la disposición de una válvula activa en el conducto de presión del sistema de dosificación.

En una forma de realización preferida, el acceso y la salida de la válvula se cierran automáticamente, cuando no se produce ninguna aplicación de presión mediante el agente reductor bombeado por la bomba de agente reductor.

De esta manera se impide un posible, pero no deseado sobrebombeo mediante una bomba controlada por una válvula, ya que la salida de la válvula también se cierra automáticamente cuando no se produce ninguna aplicación de presión por medio del agente reductor bombeado por la bomba de agente reductor, es decir, cuando ha finalizado el bombeo.

En este caso, la válvula comprende una membrana, que en caso de aplicación de presión por medio del agente reductor bombeado por la bomba de agente reductor, libera el canal de rebose desde el acceso a la salida de la válvula.

Una membrana flexible de este tipo es adecuada para liberar automáticamente el canal de rebose, cuando se da una correspondiente presión de bombeo, y al finalizar el bombeo, cuando la presión de bombeo se reduce correspondientemente, cerrarlo nuevamente, debido al regreso a la posición inicial de la desviación reversible de la membrana.

Además de ello, el lado posterior de la membrana... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de dosificación de agente reductor para la inyección de un agente reductor en la corriente de gas de escape de un motor de combustión interna para la reducción catalítica selectiva, estando conectado el sistema de dosificación con un tanque de agente reductor (1) , del cual se extrae agente reductor y se bombea por medio de una bomba de agente reductor (2) , existiendo un suministro de aire comprimido (3) y habiendo dispuesta al menos una boquilla (4) , que está conectada con el conducto de presión (11) de la bomba de agente reductor (2) , y a través de la cual se introduce el agente reductor en la corriente de gas de escape y se pulveriza por medio de aire comprimido, desembocando el conducto de presión (11) de la bomba de agente reductor (2) a través de un acceso (6) en una válvula (5) , la cual libera en caso de aplicación de presión mediante el agente reductor bombeado por la bomba de agente reductor (2) , el acceso (6) a la válvula (5) y un canal de rebose hacia una salida (7) de la válvula hacia un conducto de dosificación (12) hacia la boquilla (4) , caracterizado por que la válvula (5) presenta una membrana, que con aplicación de presión mediante el agente reductor bombeado por la bomba de agente reductor (2) , libera el canal de rebose del acceso (6) a la salida (7) de la válvula, y el lado posterior de la membrana alejada del acceso (6) y de la salida (7) se solicita mediante aire comprimido del suministro de aire comprimido (3) , de manera que la bomba de agente reductor (2) bombea debido a la aplicación de presión sobre la membrana, contra una contrapresión definida.

2. Sistema de dosificación según la reivindicación 1, caracterizado por que el acceso (6) y la salida (7) de la válvula (5) , se cierran automáticamente cuando no se produce ninguna aplicación de presión por medio del agente reductor bombeado por la bomba de agente reductor (2) .

3. Sistema de dosificación según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la membrana cierra en el caso de una presión inferior en el lado de salida de la válvula, la salida (7) de la válvula (5) , así como el canal de rebose de la válvula (5) .

4. Sistema de dosificación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la aplicación de aire comprimido sobre el lado posterior de la membrana, puede desconectarse mediante una válvula de conmutación, de manera que mediante una desconexión de la aplicación de aire comprimido, la bomba de agente reductor (2) bombea contra una contrapresión reducida y de esta manera aspira más fácilmente.

5. Sistema de dosificación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el suministro de aire comprimido (3) presenta una válvula de regulación de presión (8) .

6. Sistema de dosificación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el caso de la bomba de agente reductor (2) se trata de una bomba de membrana o de una bomba de pistón.

7. Sistema de dosificación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la válvula (5) forma en el conducto de presión (11) la válvula de salida de la bomba de agente reductor (2) del lado de la presión.

8. Sistema de dosificación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la bomba de agente reductor (2) presenta una válvula de salida, la cual, en el caso de aplicación de presión mediante el agente reductor bombeado por la bomba de agente reductor (2) , libera y cierra automáticamente la salida de la bomba, cuando no se produce ninguna aplicación de presión mediante el agente reductor bombeado por la bomba de agente reductor (2) , particularmente por que la válvula de salida de la bomba de agente reductor (2) del lado de la presión, está formada por la válvula (5) en el conducto de presión (11) .

9. Sistema de dosificación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la bomba de agente reductor (2) presenta una válvula de salida, que está formada por una membrana.