FILTRO DE GASES DE ESCAPE PARA UN MOTOR.

La presente invención se refiere a un aparato de purificación de gases de escape para un motor, que utiliza un agente reductor para eliminar, por reducción, óxido de nitrógeno (NOx) descargado desde un motor Diesel, un motor de gasolina, o similar, montado en un automóvil. En particular, se refiere a un aparato de purificación de gases de escape de un motor que previene la obstrucción de una tobera de inyección para suministrar un agente reductor a un gas de escape en un lado de aguas arriba de un catalizador reductor, y cuando se produce una obstrucción en la tobera de inyección, elimina dicha obstrucción, para mejorar la eficiencia del proceso de purificación de NOx. Técnica anterior Ya se han propuesto varios aparatos de purificación de los gases de escape como un sistema que purifica gases de escape eliminando, en particular, NOx entre materiales en partículas (PM) en un gas de escape descargado desde un motor. En estos aparatos de purificación de gases de escape, se coloca un catalizador de reducción en el sistema de escape del motor, y se suministra por inyección un agente reductor a un paso de gases de escape sobre el lado de aguas arriba del catalizador de reducción, para hacer reaccionar de esta manera catalíticamente el NOx en el gas de escape con el agente reductor, y para procesar por purificación el NOX en constituyentes inocuos. El agente reductor es almacenado en un estado líquido a temperatura ambiente en un depósito de reserva y se suministra por inyección una cantidad necesaria del mismo desde una tobera de inyección. La reacción de reducción utiliza amoníaco, que tiene una reactividad excelente con el NOx y se utiliza una solución acuosa de agente reductor, tal como una solución acuosa de urea, solución acuosa de amoníaco o similar que es hidrolizada para producir fácilmente amoníaco, como el agente reductor (se hace referencia, por ejemplo, al documento de patente 1). Documento de patente 1: Publicación de Patente Japonesa no Examinada Nº 2000-27627. Descripción de la invención Problemas a resolver por la invención ES 2 367 485 T3 No obstante, en el aparato de purificación de gases de escape convencional mencionado anteriormente, una cantidad de agente reductor suministrado es controlada de acuerdo con el estado de funcionamiento del motor (temperatura del gas de escape, cantidad de descarga de NOx), etc.). Por ejemplo, de acuerdo con la solicitud de patente JP2003269145A, un sensor mide la concentración de NOx del gas de escape (ver el documento JP2003269145A, párrafo (0018)). El nivel de obstrucción se mide por medio de un medidor de presión que mide la presión en la tobera, distribuyendo el agente reductor, debido a una presión, activada por un depósito de alta presión. En otro aparato de purificación de gases de escape convencional (ver el documento EP 1 331 373 A1), el tiempo de obstrucción probable es estimado y el caudal de agua de urea es controlado de acuerdo con este tiempo estimado. Sin embargo, en algunos casos, en función del estado de funcionamiento del motor, los agujeros de inyección de la tobera de inyección prevista en el paso de gas de escape, o el paso que conduce al mismo, se pueden obstruir y puede resultar imposible suministrar agente reductor en una medida suficiente. Como resultado, no se puede realizar de manera conveniente la reacción de reducción del NOx con el catalizador de reducción mencionado anteriormente y existe la posibilidad de que se escape NOx. Además, el documento EP 1 149 991 A muestra un sistema de suministro de agente reductor del tipo asistido por aire, que muestra un método para determinar el fallo del sistema de suministro. La obstrucción anterior de la tobera de inyección es provocada principalmente por la urea (referida hasta ahora como urea sólida) en la solución acuosa de urea (referida hasta ahora como agua de urea) que sirve como el agente reductor, cristalizando y solidificando en los agujeros de inyección o en el paso que conduce a los mismos. Esto es debido a que el agua de urea se solidifica a 100 ºC y, por lo tanto, cuando es agua de urea es calentada por encima de 100 ºC, la urea se cristaliza. Aquí, durante el suministro de inyección normal de agua de urea por la tobera de inyección, el agua de urea suministrada desde el depósito de agua (agua de urea y aire comprimido en el caso de un sistema de suministro de agente reductor que suministra aire comprimido con agua de urea a la tobera de inyección) enfría el interior de la tobera, de manera que incluso si la tobera de inyección se caliente por el gas de escape del motor, el agua de urea no alcanza 100 ºC. Sin embargo, en el caso de que la cantidad de agua de urea suministrada se reduzca, de manera que el interior de la tobera no se pueda refrigerar más, existe la posibilidad de que el agua de urea dentro de la tobera alcance o exceda de 100 ºC y la urea podría formar cristales, provocando la obstrucción. Además, el punto de fusión de la urea sólida es 132 ºC. Por lo tanto, si la temperatura del gas de escape cerca de la tobera de inyección es elevada por el gas de escape que sale del motor, y se incrementa la entrada de calor a la tobera de inyección, la urea sólida se fundirá y se eliminará la obstrucción de la tobera. 2 Sin embargo, en el caso de que un medio de suministro de agente reductor sea un llamado medio de suministro de agente reductor del tipo asistido por aire, que suministra aire comprimido junto con agua de urea a la tobera de inyección para atomizar el agua de urea y eyectarla, el aire comprimido que es suministrado constantemente a la tobera de inyección refrigera el interior de la tobera. Por lo tanto, la temperatura del interior de la tobera no se eleva por encima de 132 ºC y se previene la fusión de la urea sólida. Por consiguiente, existe una posibilidad de que urea sólida que ha cristalizado y solidificado se fije en el interior de la tobera de inyección, y provoque la obstrucción e la tobera. En este caso, con el fin de elevar la temperatura del interior de la tobera de inyección para fundir la urea sólida, se considera que se eleve la temperatura del gas de escape dentro del paso de gas de escape. Sin embargo, esto puede no ser aconsejable para algunos motores. Por lo tanto, la presente invención aborda tales problemas con el objeto de proporcionar un aparato de purificación de gases de escape de un motor que previene la obstrucción de una tobera de inyección que suministra un agente reductor al gas de escape en un lado de aguas arriba de un catalizador de reducción y cuando se produce la obstrucción de la tobera de inyección, elimina tal obstrucción, para mejorar la eficiencia de proceso de purificación de NOx. Medios para resolver los problemas ES 2 367 485 T3 Un aparato de purificación de gases de escape puede ser un aparato de purificación de gases de escape de un motor que incluye: un catalizador de reducción que está dispuesto en un sistema de escape de un motor, para reducir y purificar óxido de nitrógeno en un gas de escape utilizando un agente reductor; un medio de suministro de agente reductor que tiene una tobera de inyección que es suministrada con un agente reductor junto con aire comprimido y atomiza el agente reductor, y que lo suministra por inyección a un gas de escape en el lado de aguas arriba del catalizador de reducción dentro de un paso de gases de escape del sistema de escape; y un medio de detección de la temperatura que está previsto en una posición en la proximidad de la tobera de inyección en el lado de aguas arriba en el paso de gases de escape, y que detecta la temperatura de los gases de escape dentro del paso de gases de escape; en el que el medio de suministro de agente reductor utiliza una señal de detección de la temperatura de los gases de escape a partir de los medios de detección de la temperatura para ajustar una cantidad de suministro en o por encima de un límite inferior para refrigerar el interior de la tobera de inyección hasta por debajo de la temperatura a la que cristaliza el agente reductor, la temperatura para ese gas de escape, y lleva a cabo el suministro de agente reductor a la tobera de inyección. De acuerdo con esta construcción, utilizando la señal de detección de la temperatura de los gases de escape a partir de los medios de detección de la temperatura, el medio de suministro de agente reductor ajusta la cantidad de suministro en o por encima de un límite inferior para refrigerar el interior de la tobera de inyección por debajo de la temperatura a la que el agente reductor cristaliza, la temperatura para el gas de escape detectado, y suministra agente reductor a la tobera de inyección en esa cantidad de suministro ajustada. Por medio de tal suministro de agente reductor, el interior de la tobera de inyección se refrigera hasta por debajo de la temperatura a la que el agente reductor cristaliza.... [Seguir leyendo]

1.- Un aparato de purificación de gases de escape (3 a 17) de un motor (1) que comprende: un catalizador de reducción (3) que está dispuesto en un sistema de escape (2. 4, A) de un motor (1), para reducir y purificar óxido de nitrógeno en un gas de escape utilizando un agente reductor; un medio de suministro de agente reductor (5, 6, 7, 8) que tiene una tobera de inyección (5) que es suministrada con un agente reductor (7, 8) junto con aire comprimido (12) y atomiza dicho agente reductor, y que lo suministra por inyección (5) a un gas de escape (A) en el lado de aguas arriba de dicho catalizador de reducción (3) dentro de un paso de gases de escape (4) de dicho sistema de escape (2, 4, A); y un medio de detección de la temperatura (9) que está previsto en la proximidad de dicha tobera de inyección (5) en el lado de aguas arriba del paso de gases de escape (4), y que detecta la temperatura de los gases de escape dentro del paso de gases de escape (4); en el que dicho medio de suministro de agente reductor (5, 6, 7, 8) está provisto con medios de detección de la presión (16) para detectar una presión interna de dicha tobera de inyección (5) y utiliza una señal de detección (S3) de la presión interna de dicha tobera de inyección (5) para detener el suministro de aire comprimido (12) y de agente reductor (7, 8) a la tobera de inyección (5) cuando la presión interna alcanza o excede un valor (P1) predeterminado, caracterizado porque el aparato utiliza una señal de detección (T1) de la temperatura de los gases de escape a partir de dichos medios de detección de la temperatura (9) para reiniciar el suministro de aire comprimido (12) y de agente reductor (7, 8) a la tobera de inyección (5) cuando la temperatura de los gases de escape en la proximidad de la tobera de inyección (5) alcanza o excede el punto de fusión del agente reductor (7). 2.- El aparato de purificación de gases de escape (3 a 17) para un motor (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichos medios de suministro de agente reductor (5, 6, 7) están provistos con un circuito de control (14) que recibe, como una entrada, una señal de detección (S3) de la presión interna de la tobera de inyección (5) desde dichos medios de detección de la presión (16), y también recibe, como una entrada, una señal de detección (S1) de la temperatura de los gases de escape desde dichos medios de detección de la temperatura (9) y controla para detener el suministro de aire comprimido (12) y de agente reductor (7, 8) hasta la tobera de inyección (5) cuando la presión interna de la tobera de inyección alcanza o excede un vapor (P1) predeterminado, y reinicia el suministro de aire comprimido (12) y de agente reductor (7, 8) a la tobera de inyección (5) cuando la temperatura del gas de escape en la proximidad de la tobera de inyección (5) alcanza o excede el punto de fusión del agente reductor (7, 8). 3.- El aparato de purificación de gases de escape para un motor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que dicho agente reductor (7, 8) es una solución acuosa de urea. 4.- El aparato de purificación de gases de escape para un motor de acuerdo con la reivindicación 3, en el que una temperatura de los gases de escape en la proximidad de la tobera de inyección (5) en el momento en el que se reinicia el suministro de aire comprimido y de agente reductor a dicha tobera de inyección se ajusta a 132 ºC o mayor. 11 ES 2 367 485 T3 12 ES 2 367 485 T3 13 ES 2 367 485 T3 14 ES 2 367 485 T3