Una estructura de un recipiente de agente reductor (24) que tiene un cuerpo principal (24A) del mismo y que almacena en su interior un agente reductor líquido,

usada en un aparato de purificación de gases de escape para reducir y purificar óxido de nitrógeno en gases de escape, teniendo el cuerpo principal (24A) del recipiente una superficie superior del mismo sobre la que se proporciona: una base (38A) de un indicador de nivel de agua (38), que detecta una cantidad restante de agente reductor líquido; una base (40A) de un densitómetro (40), que detecta la concentración del agente reductor líquido; un cambiador de calor (44) que rodea los detectores, dispuesto para suspenderse desde las bases (38A, 40A) del indicador de nivel de agua (38) y del densitómetro (40), y hacer circular el medio calefactor, cuya fuente de calor es un motor, para realizar el intercambio de calor entre el agente reductor líquido y el medio calefactor; y un tubo de aspiración (48) que permite que el agente reductor líquido se aspire desde una posición localizada adyacente a la parte inferior del cuerpo principal (24A) del recipiente y entre el indicador de nivel de agua (38) y el densitómetro (40); en el que un miembro (50) con forma de caja, formado con una forma sustancialmente de caja, está dispuesto de tal manera que rodea el indicador de nivel de agua (38), el densitómetro (40) y el tubo de aspiración (48), localizado en una posición adyacente a la porción inferior del cambiador de calor (44).

Campo técnico

La presente invención se refiere, en general, a una estructura de un recipiente para agente reductor, para almacenar en su interior un agente reductor líquido a usar en un aparato de purificación de gases de escape, con el fin de reducir y purificar el óxido de nitrógeno (NOx) en los gases de escape de un motor y, más particularmente, se refiere a una técnica capaz de presentar una función de purificación de los gases de escape en un corto tiempo después de arrancar el motor.

Técnica anterior

Como un sistema de purificación catalítico típico capaz de retirar el NOx contenido en los gases de escape de un motor, la Publicación de Patente No Examinada Japonesa Nº 2000-27627 (documento de patente 1) desvela y propone un aparato de purificación de gases de escape.

De acuerdo con este aparato de purificación de gases de escape, un convertidor catalítico de reducción está dispuesto en un tubo de escape del motor, y un agente reductor líquido, en respuesta al estado operativo del motor, se inyecta para ser suministrado a los gases de escape en una posición aguas arriba del convertidor catalítico de reducción, para producir una reacción de reducción catalítica entre el NOx en los gases de escape y el agente reductor líquido, purificando de esta manera el NOx en componentes no dañinos. En la reacción de reducción, se usa amoniaco, que tiene una excelente reactividad con NOx. Como el agente reductor líquido, se usa una solución acuosa de urea, que se hidroliza mediante el calor de los gases de escape y el vapor en los gases de escape para generar amoniaco.

Documento de Patente 1: Publicación de Patente No Examinada Japonesa Nº 2000-27627.

Descripción de la Invención

Problema a resolver por la invención

En un distrito como la isla Japonesa más septentrional, Hokkaido, la temperatura del aire exterior en invierno es menor que el punto de congelación del agente reductor líquido, y el agente reductor líquido almacenado en un recipiente de agente reductor se congela en algunos casos. El agente reductor líquido empieza a congelarse desde una periferia del mismo, cerca de la pared interna de recipiente que está en contacto directo con el aire exterior, y la congelación avanza gradualmente hacia la porción central dentro del recipiente. En el fondo del recipiente de agente reductor, hay detectores tales como un indicador de nivel de agua y un densitómetro, que detectan respectivamente la cantidad restante y la concentración de agente reductor líquido, y un acceso de aspiración del agente reductor líquido. Por lo tanto, hay una posibilidad adversa de que si el agente reductor líquido se congela, aunque sea ligeramente, la cantidad restante y concentración de agente reductor líquido puede ser indetectable, y el agente reductor líquido no puede suministrarse al convertidor catalítico de reducción. Por esta razón, el recipiente de agente reductor está provisto de un cambiador de calor que hace circular un refrigerante de motor, para intercambiar calor entre el refrigerante de motor y el agente reductor líquido. Si el motor se detiene durante largo tiempo, sin embargo, puesto que la temperatura del refrigerante baja inmediatamente después de arrancar el motor, tarda una cierta cantidad de tiempo en descongelar el agente reductor líquido congelado.

Por tanto, en vista del problema convencional descrito anteriormente, un objeto de la presente invención es proporcionar una estructura de un recipiente de agente reductor capaz de purificar gas escape en un corto tiempo después de arrancar un motor, atrapando el calor que se descarga de un cambiador de calor en la periferia de diversos detectores, tales como un indicador del nivel de agua y un densitómetro, y de un acceso de aspiración del agente reductor líquido.

Medios para resolver el problema

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un recipiente de agente reductor que tiene un cuerpo principal del recipiente, que almacena en su interior un agente reductor líquido, y que está configurado para tener una estructura tal que el cuerpo principal del recipiente tenga una superficie superior sobre la que están montados:

una base de un indicador de nivel de agua, que detecta una cantidad restante del agente reductor líquido; una base de un densitómetro, que detecta la concentración del agente reductor líquido; un cambiador de calor que está dispuesto para rodear los detectores suspendidos desde las bases tanto del indicador de nivel de agua como del densitómetro, y hacer circular un medio calefactor, cuya fuente de calor es un motor, para realizar el intercambio del calor entre el agente reductor líquido y el medio calefactor; y un tubo de aspiración, que permite que el agente reductor líquido se aspire desde una posición localizada en el

fondo del cuerpo principal del recipiente y entre el indicador del nivel de agua y el densitómetro, en el que un miembro con forma de caja, que tiene una forma sustancialmente de caja, está dispuesto para rodear el indicador de nivel de agua, el densitómetro y el tubo de aspiración, que están localizados adyacentes a una porción inferior del cambiador de calor.

En este documento, si el cambiador de calor está formado por un miembro de tubería doblado sustancialmente en forma de U, y que se extiende para proporcionar una conexión mutua entre la entrada y la salida del medio calefactor, aumenta la longitud global del cambiador de calor en el recipiente de agente reductor, y el calor puede intercambiarse fácilmente entre el agente reductor líquido y el medio calefactor del cambiador de calor. Adicionalmente, cuando el tubo de aspiración está provisto de un acceso de aspiración, formado en una punta terminal del mismo, que se extiende para situarse en un plano sustancialmente uniforme con una superficie horizontal que pasa a través de un eje central del miembro de tubería que forma el cambiador de calor, y que se extiende a lo largo de una superficie inferior del cuerpo principal del recipiente, y cuando una periferia externa del acceso de aspiración está asegurada de forma fija al miembro de tubería, es posible esperar que el calor del cambiador de calor se transfiera fácilmente y se descongele en un tiempo corto, y las proximidades de la abertura del puerto de aspiración al tubo se hacen difíciles de congelar. Si la pared inferior interna del miembro con forma de caja está asegurada de forma fija al miembro de tubería, la temperatura de la pared inferior interna sube por el uso del calor transmitido desde el cambiador de calor, la temperatura del agente reductor líquido existente en el miembro con forma de caja aumenta por el calor de la pared inferior del miembro con forma de caja, además del calor del cambiador de calor, y puede descongelarse en un tiempo más corto.

Además, el tubo de aspiración puede disponerse de forma fija, de manera que una porción del mismo se extiende a lo largo del miembro de tubería, en una porción de tubería conectada a la entrada del medio calefactor, de manera que el agente reductor líquido que está congelado en el tubo de aspiración puede descongelarse por el calor del cambiador de calor en un tiempo más corto. Adicionalmente, el tubo de aspiración puede fijarse, en una porción del mismo, a una pared lateral interna del miembro con forma de caja, de manera que el agente reductor líquido que está congelado en el tubo de aspiración puede descongelarse por el calor del cambiador de calor y el miembro con forma de caja en un tiempo más corto.

Aún adicionalmente, una pared lateral y una pared superior del miembro con forma de caja pueden fabricarse de materiales que tienen una propiedad aislante del calor excelente, de manera que puede evitarse que el calor en el miembro con forma de caja se descargue hacia el exterior a través de la pared lateral y la pared superior, y el tiempo necesario para descongelar el agente reductor líquido puede acortarse mediante el uso eficaz del calor del cambiador de calor.

De acuerdo con la estructura del recipiente de agente reductor de acuerdo con la presente invención, el calor descargado de una porción inferior del cambiador de calor queda atrapado en el miembro con forma de caja y la convención del mismo se genera en esa región. Por lo tanto, el agente reductor líquido que queda alrededor del indicador de nivel de agua, el densitómetro y el tubo de aspiración localizado en el miembro con forma de caja se descongela eficazmente y puede proporcionar la función de purificación de los gases de escape en un tiempo más corto, después de arrancar el motor.... [Seguir leyendo]

1. Una estructura de un recipiente de agente reductor (24) que tiene un cuerpo principal (24A) del mismo y que almacena en su interior un agente reductor líquido, usada en un aparato de purificación de gases de escape para reducir y purificar óxido de nitrógeno en gases de escape, teniendo el cuerpo principal (24A) del recipiente una superficie superior del mismo sobre la que se proporciona:

una base (38A) de un indicador de nivel de agua (38), que detecta una cantidad restante de agente reductor líquido; una base (40A) de un densitómetro (40), que detecta la concentración del agente reductor líquido; un cambiador de calor (44) que rodea los detectores, dispuesto para suspenderse desde las bases (38A, 40A) del indicador de nivel de agua (38) y del densitómetro (40), y hacer circular el medio calefactor, cuya fuente de calor es un motor, para realizar el intercambio de calor entre el agente reductor líquido y el medio calefactor; y un tubo de aspiración (48) que permite que el agente reductor líquido se aspire desde una posición localizada adyacente a la parte inferior del cuerpo principal (24A) del recipiente y entre el indicador de nivel de agua (38) y el densitómetro (40); en el que un miembro (50) con forma de caja, formado con una forma sustancialmente de caja, está dispuesto de tal manera que rodea el indicador de nivel de agua (38), el densitómetro (40) y el tubo de aspiración (48), localizado en una posición adyacente a la porción inferior del cambiador de calor (44).

2. La estructura del recipiente de agente reductor de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el cambiador de calor

(44) está formado por un miembro de tubería doblado en forma sustancialmente de U, que es capaz de proporcionar una conexión mutua entre una entrada (36A) y una salida (36B) del medio calefactor.

3. La estructura del recipiente de agente reductor de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el tubo de aspiración (48), que tiene una punta terminal del mismo formada con un acceso de aspiración (48A) dispuesto para extenderse hasta una posición situada en un plano sustancialmente enrasado con una superficie horizontal que pasa a través de un eje del miembro de tubería del cambiador de calor (44), que se extiende a lo largo de la superficie inferior del cuerpo principal (24A) del recipiente y una periferia externa del acceso de aspiración (48A) está asegurada de forma fija al miembro de tubería.

4. La estructura del recipiente de agente reductor de acuerdo con la reivindicación 2, en la que la pared inferior interna del miembro con forma de caja está conectada de forma fija al miembro de tubería.

5. La estructura del recipiente de agente reductor de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el tubo de aspiración

(48) está fijado al miembro de tubería conectado a la entrada (36A) del medio calefactor, de manera que una porción del tubo de aspiración se extiende a lo largo del miembro de tubería.

6. La estructura del recipiente de agente reductor de acuerdo con la reivindicación 1, en la que una porción del tubo de aspiración (48) está fijada a una pared lateral interna del miembro (50) con forma de caja, en el miembro con forma de caja.

7. La estructura del recipiente de agente reductor de acuerdo con la reivindicación 1, en la que una pared lateral y una pared superior del miembro (50) con forma de caja están fabricadas de miembros aislantes térmicos.