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FR2915344A1 - Dispositif de chauffage de fluide et appareil d'epuration de gaz d'echappement, equipe d'un tel dispositif. - Google Patents

Dispositif de chauffage de fluide et appareil d'epuration de gaz d'echappement, equipe d'un tel dispositif. Download PDF

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FR2915344A1
FR2915344A1 FR0760123A FR0760123A FR2915344A1 FR 2915344 A1 FR2915344 A1 FR 2915344A1 FR 0760123 A FR0760123 A FR 0760123A FR 0760123 A FR0760123 A FR 0760123A FR 2915344 A1 FR2915344 A1 FR 2915344A1
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FR
France
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heating
fluid
reservoir
heat transfer
reducing agent
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FR0760123A
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English (en)
Inventor
Kazunori Suzuki
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

Ledit dispositif (10) comprend une partie chauffante (115) baignant dans un fluide stocké dans un conteneur, et dotée d'une forme axialement allongée lui permettant, par alimentation électrique, de réchauffer ledit fluide entre des régions inférieure et supérieure dudit conteneur. De multiples zones (116) de transfert thermique longent axialement ladite partie (115), chacune desdites zones (116) revêtant la forme d'une plaque s'étendant radialement vers l'extérieur de ladite partie (115), à peu près perpendiculairement à la direction axiale de cette dernière.

Description

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE DE FLUIDE ET APPAREIL D'EPURATION DE GAZ
D'ECHAPPEMENT, EQUIPE D'UN TEL DISPOSITIF
La présente invention se rapporte à un dispositif de chauffage de fluide, ainsi qu'à un appareil d'épuration de gaz d'échappement dans lequel ledit dispositif est intégré. De manière classique, un appareil d'épuration de gaz d'échappement recourant à un catalyseur à effet de réduction à urée, tel qu'un système SCR (à réduction catalytique sélective) à urée, est adéquatement utilisé pour la réduction d'oxyde d'azote (NOx) dans des gaz d'échappement provenant d'un moteur de véhicule. Dans un exemple de système SCR à urée 9 conventionnel, illustré sur la figure 9 des dessins annexés, un catalyseur SCR 620 est disposé dans un tuyau d'échappement 60. Ledit catalyseur 620 provoque une réduction sélective de l'urée sous l'action d'un agent réducteur. Une soupape d'injection 40 est installée côté admission du catalyseur 620, de façon à délivrer une solution d'urée aqueuse 20 émanant d'un réservoir 900. Ladite solution 20 introduite dans le tuyau d'échappement 60 est décomposée thermiquement et hydrolysée, de l'ammoniac étant ainsi engendré. Ledit ammoniac élimine le NOx au niveau du catalyseur 620. La solution d'urée aqueuse 20, constituant un agent réducteur, est stockée dans le réservoir 900 et est délivrée à la soupape d'injection 40 par l'intermédiaire d'un canal d'alimentation 904, après avoir traversé un filtre (non illustré). La solution 20 est inoffensive et d'une manipulation aisée comparativement à l'ammoniac. De ce fait, ladite solution 20 peut être adéquatement employée pour le système SCR à urée 9. L'on utilise majoritairement, de manière spécifique, une solution aqueuse d'urée à environ 32,5 % étant donné qu'elle présente la température de congélation la plus basse (c'est-à-dire d'environ -11 C). Néanmoins, lorsque le système SCR à urée 9 est employé dans un environnement dans lequel règnent des températures extrêmement basses, c'est-à- dire dans une contrée froide ou au coeur de l'hiver, la température de la solution d'urée aqueuse 20 peut décroître en deçà de la température de congélation (environ - 11 C) dans des régions adjacentes à un fond et à une paroi du réservoir 900. Cela peut se solder par une prise en glace locale ou intégrale de ladite solution 20 dans 35 ledit réservoir 900. C'est pourquoi il est nécessaire de juguler la congélation de la solution 20 à basse température.
Par exemple, un réchauffeur électrique 910 faisant partie d'un dispositif de chauffage 90 peut être logé dans le réservoir 900, de manière à réchauffer la solution d'urée aqueuse 20. Cependant, ledit réchauffeur 910 ne peut faire fondre qu'une part de ladite solution 20, à l'état congelé, qui se trouve à proximité dudit réchauffeur 910. Le document US-A-2007/0059222 (correspondant au document JP-A-2005-351253) a trait à un appareil d'épuration de gaz d'échappement dans lequel un agent de transfert thermique, réchauffé par un moteur, est mis en circulation et entre en échange thermique avec un agent réducteur liquide stocké dans un conteneur, de sorte que ledit agent liquide est empêché de prendre en glace. Lorsqu'un véhicule est en déplacement stable, de la chaleur dégagée par le moteur est suffisante pour empêcher une congélation de l'agent réducteur liquide. La température du moteur, en tant que source de chaleur, est toutefois basse lorsque ledit moteur vient d'être démarré. 11 en résulte que la température d'un fluide de refroidissement, tel que l'agent de transfert thermique, est semblablement basse ; et que ledit fluide peut ne pas renfermer une quantité de chaleur suffisante pour faire fondre l'agent réducteur liquide. En variante, le document US-A-2007/0035832 (correspondant au document JP-A-2005-282413) se rapporte à un appareil d'épuration de gaz d'échappement qui comprend un réservoir principal, renfermant une solution d'urée aqueuse, et un réservoir secondaire dont la capacité est moindre que celle dudit réservoir principal, dans lequel il est intégré. Le réservoir secondaire accumule la solution aqueuse d'urée émanant du réservoir principal et provoque, grâce à l'utilisation d'un réchauffeur électrique, la fusion d'une solution aqueuse d'urée congelée. Ladite solution d'urée congelée subit une fusion rapide dans le petit réservoir secondaire. Néanmoins, l'appareil épurateur accuse une structure compliquée. Qui plus est, la solution aqueuse d'urée renfermée dans le réservoir secondaire peut présenter une concentration différente de celle renfermée dans le réservoir principal, et la solution aqueuse d'urée introduite dans les gaz d'échappement peut être d'une concentration instable. La présente invention a pour objet de fournir un dispositif de chauffage de fluide qui soit d'un rendement thermique élevé, moyennant une structure simple. Un autre objet de l'invention consiste à fournir un appareil d'épuration de gaz d'échappement émanant d'un moteur, qui puisse délivrer un agent réducteur auxdits gaz d'échappement, de manière stable, même à l'instant succédant immédiatement à la mise en marche dudit moteur dans un environnement à basse température.
Conformément à un premier aspect de l'invention, un dispositif de chauffage de fluide comprend une partie chauffante et une pluralité de zones de transfert thermique. Ladite partie chauffante est placée dans un fluide stocké dans un conteneur et est dotée d'une forme allongée, dans une direction axiale, lui permettant, par alimentation électrique de réchauffer ledit fluide entre une région inférieure et une région supérieure dudit conteneur. Les zones de transfert thermique sont agencées le long de la direction axiale de la partie chauffante. Chacune desdites zones revêt la forme d'une plaque s'étendant depuis la partie chauffante jusqu'à une périphérie extérieure radiale de ladite partie, à peu près perpendiculairement à la direction axiale de ladite partie chauffante. Lorsque la partie chauffante est alimentée en électricité, de la chaleur dégagée par ladite partie est transférée aux zones de transfert thermique. Ainsi, le fluide est réchauffé par l'action desdites zones de transfert s'ajoutant à celle de ladite partie chauffante, ce qui autorise la fusion rapide d'un fluide congelé dans le conteneur. Avantageusement, le dispositif de chauffage peut présenter aussi l'une au moins de caractéristiques suivantes : - l'une des zones de transfert thermique, s'étendant depuis une région inférieure de la partie chauffante, présente, dans la direction radiale de ladite partie, un plus grand dimensionnement qu'une autre des zones de transfert thermique s'étendant depuis une région supérieure de ladite partie ; - chacune des zones de transfert thermique comporte une pluralité d'orifices traversants ; - les zones de transfert thermique sont constituées d'un matériau ayant une haute conductivité thermique ; - un réservoir destiné à matérialiser le conteneur, ledit réservoir présentant une partie d'admission par laquelle le fluide est introduit, et une partie de sortie depuis laquelle ledit fluide s'écoule vers l'extérieur, la partie chauffante occupant une position proche de ladite partie de sortie ; - la partie chauffante possède une forme approximativement cylindrique allongée dans la direction axiale ; et les zones de transfert thermique sont séparées les unes des autres dans la direction axiale. Conformément à un deuxième aspect de l'invention, un dispositif de chauffage de fluide comprend une partie chauffante et une zone de transfert thermique. Ladite partie chauffante est placée dans un fluide stocké dans un conteneur et a une forme allongée, dans une direction axiale, lui permettant, par alimentation électrique, de réchauffer ledit fluide entre une région inférieure et une région supérieure du conteneur. Ladite zone de transfert est située sur ladite partie chauffante, et possède une forme hélicoïdale s'étendant le long de la direction axiale de ladite partie chauffante.
Lorsque la partie chauffante est alimentée en électricité, une circulation du fluide est engendrée par convexion thermique et ledit fluide s'écoule hélicoïdalement, en suivant la configuration hélicoïdale de la zone de transfert thermique. Cela entraine une agitation du fluide renfermé dans le conteneur, et la fusion efficace d'un fluide congelé.
Avantageusement, le dispositif selon ce deuxième aspect peut présenter une au moins des caractéristiques suivantes : - la zone de transfert thermique comprend une région supérieure et une région inférieure dans la direction axiale de la partie chauffante, ladite région supérieure ayant un plus petit dimensionnement que ladite région inférieure dans la direction radiale de ladite partie ; - la zone de transfert thermique comporte une pluralité d'orifices traversants ; - la zone de transfert thermique est constituée d'un matériau ayant une haute conductivité thermique ; - le dispositif comprend en outre un réservoir destiné à matérialiser le conteneur, ledit réservoir présentant une partie d'admission par laquelle le fluide est introduit, et une partie de sortie depuis laquelle ledit fluide s'écoule vers l'extérieur, et la partie chauffante occupe une position proche de ladite partie de sortie ; et - la zone de transfert thermique s'étend continûment, sous forme hélicoïdale, le long de la direction axiale. Conformément à un troisième aspect de l'invention, un appareil d'épuration de gaz d'échappement comprend un catalyseur à effet de réduction ; un dispositif de délivrance d'un agent réducteur ; un réservoir conçu pour stocker ledit agent réducteur ; un canal d'alimentation raccordant ledit réservoir et ledit dispositif de délivrance ; et l'un des dispositifs de chauffage décrits ci-avant, destinés à réchauffer le fluide situé dans le réservoir. Le catalyseur à effet de réduction est logé dans le tuyau d'échappement, et le dispositif de délivrance d'agent réducteur est agencé de manière à pénétrer dans ledit tuyau, en amont dans la circulation des gaz d'échappement vis-à-vis du catalyseur précité, afin d'introduire un agent réducteur dans ledit tuyau d'échappement.
L'appareil d'épuration des gaz d'échappement peut introduire l'agent réducteur dans lesdits gaz, de manière stable, également à l'instant succédant immédiatement au démarrage du moteur dans un environnement à basse température. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une coupe fragmentaire d'un dispositif de chauffage selon une première forme de réalisation de l'invention ; la figure 2 est une illustration schématique d'un appareil d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation ; la figure 3 est une représentation schématique montrant un état d'une solution d'urée aqueuse, dans le dispositif de chauffage, lorsque ladite solution est presque congelée ; la figure 4 est une illustration schématique représentant un état de ladite solution, dans ledit dispositif, après la fusion totale de ladite solution ; la figure 5 est une perspective d'un générateur de chaleur d'après une deuxième forme de réalisation de l'invention ; la figure 6 est une représentation schématique montrant un état de la solution d'urée aqueuse dans le dispositif de chauffage selon la deuxième forme de réalisation ; la figure 7 est une coupe transversale d'un dispositif de chauffage d'après une troisième forme de réalisation de l'invention ; les figures 8A et 8B sont des illustrations schématiques d'un dispositif de chauffage selon une quatrième forme de réalisation de l'invention ; et la figure 9 est une représentation schématique d'un appareil d'épuration de gaz d'échappement conforme à l'art antérieur. (Première forme de réalisation) Il convient à présent, en faisant renvoi à la figure 1, de décrire un dispositif de chauffage 10 selon une première forme de réalisation de l'invention. Le dispositif 10 est adéquatement utilisé pour réchauffer, par exemple, une solution d'urée aqueuse 20. Ledit dispositif 10 englobe un réservoir 100 et un générateur de chaleur 110. Ledit générateur 110 comprend une partie chauffante 115 de forme cylindrique contre-dépouillée ; une pièce isolante 114 logée dans ladite partie 115 ; un élément 111 générateur de chaleur, en forme de tige et situé dans la partie 115 en traversant la pièce 1 4 ; et une pluralité de zones 116 de transfert thermique.
Chacune desdites zones 116 revêt la forme d'une plaque s'étendant depuis un côté périphériquement extérieur de la partie 115 jusqu'à une périphérie extérieure radiale de ladite partie 115. Le générateur 110 présente une longueur conçue de façon telle que ledit générateur 110 puisse réchauffer la solution 20 entre une région supérieure et une région inférieure du réservoir 100. Chacune des zones 116 de transfert thermique comporte une pluralité d'orifices 117.
Les zones 116 de transfert thermique se présentent comme des plaques qui sont par exemple agencées dans une direction axiale de la partie chauffante 115, en plusieurs couches, afin d'être parallèles les unes aux autres. La zone 116 occupant une position inférieure peut, par exemple, posséder le diamètre extérieur maximal. En variante, ladite zone 116 inférieure peut comporter le nombre maximal d'orifices 117. Les nombres des zones 116 et des orifices 117 ne sont pas limités à ceux illustrés dans l'exemple de la figure 1. Les multiples zones 116 peuvent être séparées les unes des autres, dans la direction axiale, selon une même distance ou selon des distances différentes. L'élément 111 générateur de chaleur est assujetti dans la partie chauffante 115 avec interposition d'une garniture d'étanchéité 113. Par l'intermédiaire d'une paire de fils conducteurs 112, l'élément 111 est raccordé à une unité de commande électronique (ECU) 50 (voir la figure 2). Une partie d'accès 103 et une partie d'admission 101 sont prévues dans des régions supérieures du réservoir 100. Le générateur de chaleur 110 est inséré dans ledit réservoir 100 à travers ladite partie d'accès 103, puis fixé à un couvercle 118. Après que ledit générateur 110 a été introduit dans ledit réservoir 100, le couvercle 118 assure l'étanchéité de la partie 103 par l'intermédiaire d'une garniture d'étanchéité 120, grâce à l'utilisation de boulons 119. La solution d'urée aqueuse 20 est déversée dans le réservoir 100 à travers la partie d'admission 101. Ladite partie 101 est rendue étanche par un capuchon 102 muni d'un trou d'évent 121. Ledit trou 121 comporte un clapet antiretour 122 pour assurer une ventilation du réservoir 100. Un premier canal d'alimentation 104, conçu pour délivrer la solution 20 à une soupape d'injection 40 (figure 2), se trouve dans une région inférieure du réservoir 100. Ledit canal 104 occupe, de préférence, une position adjacente au générateur de chaleur 110. Le réservoir 100, la partie chauffante 115 et les zones 116 de transfert thermique peuvent être fabriqués en un matériau tel que de l'acier inoxydable, par exemple, résistant à la corrosion provoquée par la solution d'urée aqueuse. En variante, les zones 116 peuvent consister en une céramique douée d'une haute conductivité thermique en plus d'une résistance à la corrosion, par exemple en de l'oxyde d'aluminium ou du nitrure d'aluminium.
La description ci-après, à l'appui de la figure 2, porte sur un appareil 1 d'épuration de gaz d'échappement selon la première forme de réalisation. Ledit appareil 1 peut être adéquatement employé pour épurer des gaz d'échappement provenant d'un moteur, par exemple d'un moteur (non illustré) à plusieurs cylindres.
Des gaz d'échappement en provenance du moteur circulent à travers l'appareil d'épuration 1 implanté sur un tuyau d'échappement 60, puis s'échappent à l'extérieur du véhicule. L'appareil 1 renferme un premier catalyseur 610 à effet d'oxydation, un catalyseur 620 à effet de réduction d'urée (catalyseur SCR) et un second catalyseur 630 à effet d'oxydation, en vue d'épurer du NOx contenu dans les gaz d'échappement. Le premier catalyseur oxydant 610, le catalyseur SCR 620 et le second catalyseur oxydant 630 sont logés dans le tuyau d'échappement 60, dans l'ordre indiqué, à partir de la zone amont de la circulation des gaz. Le premier catalyseur 610 provoque une oxydation de monoxyde d'azote (NO) renfermé par les gaz d'échappement, pour obtenir du dioxyde d'azote (NO2), de manière à accroître le taux de NO2 dans le NOx ; et à promouvoir une réaction réductrice de NOx par le catalyseur SCR 620. Le premier catalyseur 610 provoque, de surcroît, une oxydation d'hydrocarbure (HC) et de monoxyde de carbone (CO). Le catalyseur SCR 620 et le second catalyseur oxydant 630 peuvent être agencés d'un seul tenant, ou séparément. Le catalyseur SCR 620 réduit et épure le NOx en recourant à un agent réducteur. Une soupape d'injection 40, conçue pour délivrer l'agent réducteur audit catalyseur 620, est par conséquent agencée pour pénétrer, dans le tuyau d'échappement 60, en un emplacement situé entre le premier catalyseur oxydant 610 et ledit catalyseur 620. Dans l'appareil 1 d'épuration des gaz d'échappement, l'agent réducteur utilisé est de l'urée se présentant comme un précurseur de l'ammoniac. La solution d'urée aqueuse 20, d'une manipulation aisée comparativement à l'urée, est par conséquent introduite dans le tuyau d'échappement 60 à partir de la soupape d'injection 40. Le second catalyseur oxydant 630 oxyde et épure de l'ammoniac engendré à partir de l'urée et traversant le catalyseur SCR 620 sans entrer en réaction avec le NOx, de sorte que de l'ammoniac n'est pas rejeté à l'extérieur du véhicule. La solution d'urée aqueuse 20, devant être délivrée à la soupape d'injection 40, est stockée dans le réservoir 100. Ledit réservoir 100 et ladite soupape 40 sont raccordés par l'intermédiaire du premier canal d'alimentation 104, d'une pompe 30 et d'un second canal d'alimentation 106. Ladite solution 20 est extraite du réservoir 100 sous l'action de la pompe 30 installée en aval du flux de ladite solution 20, puis est délivrée à la soupape 40 par l'intermédiaire d'un filtre (non illustré) implanté sur le second canal 106. Un premier canal de renvoi 105 est relié à une région supérieure du réservoir 100. Lorsqu'une pression d'alimentation de la soupape d'injection 40 est plus élevée qu'une pression prédéterminée, ladite soupape 40 est ouverte et une quantité excédentaire de solution d'urée aqueuse 20 retourne au réservoir 100 en empruntant un second canal de renvoi 107, et ledit premier canal 105. La soupape 40 peut présenter, par exemple, une structure de soupape du type à assistance pneumatique. Lorsque ladite soupape 40 possède une telle structure, elle est raccordée au second canal d'alimentation 106 et à un canal (non illustré) d'alimentation en air. La soupape 40 est alimentée en air à partir dudit canal et une buse pulvérisatrice, située à une extrémité de ladite soupape 40, est ouverte ou fermée afin d'introduire la solution 20 dans le tuyau d'échappement 60. Comme représenté sur la figure 2, la soupape d'injection 40 est agencée à 15 l'oblique vis-à-vis du tuyau d'échappement 60. De ce fait, une direction d'injection de la buse pulvérisatrice, pénétrant dans ledit tuyau 60, est approximativement parallèle à une direction de circulation des gaz, de sorte que la solution d'urée aqueuse 20 peut être délivrée, côté admission, à l'intégralité de la surface du catalyseur SCR 620. La solution 20 injectée est décomposée thermiquement et 20 hydrolysée par la chaleur des gaz d'échappement, de sorte que de l'ammoniac est engendré de la manière mise en évidence par les formules (1) et (2). (NH2)2C0 + H2O --> NH3 + NHCO (1) NHCO + H2O NH3 + CO2 (2) L'ammoniac généré remplit la fonction de l'agent réducteur de NOx, au 25 niveau du catalyseur SCR 620, et favorise une réaction réductrice mise en évidence par la formule (3). NO + NO2 + 2NH3 2 + 3H2O (3) De l'ammoniac, traversant le catalyseur SCR 620 sans entrer en réaction avec du NOx, est éliminé au niveau du second catalyseur oxydant 630 de la manière 30 mise en lumière par la formule (4). 4NH3 + 302 --> 2N2 + 6H2O (4) Le réservoir 100 se présente comme un conteneur fermé de capacité prédéterminée, renfermant la solution d'urée aqueuse 20 en tant que précurseur de l'ammoniac. L'on utilise en général, en tant que solution 20, une solution d'urée 35 aqueuse à environ 32,5 % qui présente la température de congélation la plus basse (environ -11 C). Lorsque l'appareil 1 d'épuration des gaz d'échappement est employé dans un environnement dans lequel règnent des températures extrêmement basses, par exemple dans une contrée froide, la température de la solution 20 peut chuter en deçà de la température de congélation et une partie de ladite solution 20 peut geler. Cela gouverne une instabilité potentielle de la concentration de la solution 20 alimentant la soupape d'injection 40. Dans l'environnement à basses températures, la température de la solution 20 décroît depuis des régions adjacentes à une surface de fond otà une surface de paroi du réservoir 100, qui sont balayées par l'air extérieur ; et de l'urée solide peut être engendrée suite à une congélation ou à une température inégale. Dans ce cas, une concentration de solution 20 non congelée, !0 extraite du réservoir 100, peut être supérieure à une concentration prédéterminée. A l'inverse, lorsque la solution 20 est soumise à fusion intégrale, la concentration peut être inférieure à ladite concentration prédéterminée. Ainsi, le dispositif de chauffage 10 est prévu pour réchauffer a solution d'urée aqueuse 20 dans le réservoir 100. Le dispositif de commande 50 pilote 15 l'électricité délivrée au générateur de chaleur 110, sur la base d'informations de surveillance de prise en glace de la solution d'urée aqueuse 20, de façon telle que ladite solution 20 ne gèle pas dans ledit réservoir 100. Une batterie de véhicule (non illustrée) ou un alternateur (non représenté) peut être utilisé(e) en tant que source de puissance du dispositif 10. 20 Par exemple, un contrôleur de congélation, destiné à surveiller un état de prise en glace de la solution d'urée aqueuse 20, peut se présenter comme un capteur de température (non illustré) conçu pour détecter la température de ladite solution 20 dans une région inférieure du réservoir 100, et la température détectée peut être transmise au dispositif de commande 50. En variante, ledit contrôleur peut revêtir la 25 forme d'un autre capteur de température (non représenté) affecté à la détection d'une température de 'air extérieur, et la température détectée peut être transmise au dispositif 50. Le générateur de chaleur 0 est alimenté en électricité, en vue de réchauffer la solution d'urée aqueuse 20 située dans le réservoir 100, lorsque le 30 dispositif de commande 50 détermine, sur la base de la température détectée de ladite solution 20 ou de l'air extérieur, que ladite solution 20 est potentiellement amenée à geler et qu'un acti0nncn000idu dispositif de chauffage 10 est nécessaire. Comme le montre la figure 3, lorsque la solution d'urée aqueuse 20 renfermée par le réservoir 100 est presque congelée, et lorsque le générateur de 35 chaleur 100 est alimenté en électricité, une solution d'urée aqueuse 21 prise en glace est fondue, dans une ample mesure, en recevant de la chaleur émanant d'une surface de la partie chauffante 115 et de surfaces des zones 116 de transfert thermique s'étendant, radialement, à l'extérieur de ladite partie 115. La zone 116 occupant une position inférieure offre de surcroît, dans le sens radial, un plus fort dimensionnement que la zone 116 occupant une position supérieure. Lors de la circulation ascendante de la solution 20 réchauffée par la zone 116 inférieure, ladite solution 20 n'est pas entravée par la zone 116 supérieure. En conséquence, la solution 20 est agitée par convexion thermique s'opérant depuis la région inférieure jusqu'à la région supérieure de la partie chauffante 115, et il est possible de diminuer l'inégalité de température et de concentration de ladite solution 20. De ce fait, ladite solution 20 est aisément fondue et est empêchée de prendre de nouveau en glace. Qui plus est, chacune des zones 116 de transfert thermique est dotée des multiples orifices traversants 117. Cela se traduit par un accroissement de la superficie de ladite zone 116, et par une augmentation supplémentaire du taux de brassage de la solution d'urée aqueuse 20. En outre, ladite solution 20 traverse lesdits orifices 117 et, de ce fait, ladite solution 20 circule rapidement et son taux de brassage s'en trouve accru davantage encore. De surcroît, étant donné que le premier canal d'alimentation 104 est prévu juste au-dessous du générateur de chaleur 110, la solution 20 peut être délivrée aussitôt après le démarrage du moteur. Lorsque l'intégralité de la solution d'urée aqueuse 20 renfermée par le réservoir 100 est fondue, comme représenté sur la figure 4, une circulation de ladite solution 20 est générée par la convexion thermique. Cela a pour effets de réduire davantage encore l'inégalité de la température et de la concentration de la solution 20, et d'interdire une congélation de ladite solution 20. Le réservoir 100 peut être coiffé par une pièce d'isolation thermique (non illustrée), de telle sorte que la température régnant dans ledit réservoir 100 soit empêchée de décroître. (Deuxième forme de réalisation) Dans le générateur de chaleur 110 de la figure 1, les multiples zones 116 de transfert thermique, qui s'étendent depuis la partie chauffante 115 jusqu'à la zone extérieure radiale de ladite partie 115, sont agencées avec parallélisme mutuel le long de la direction axiale de ladite partie 115. En variante, la constellation de raccordement des zones 116 peut ne pas être cantonnée à la forme illustrée dans l'exemple de la figure 1. Dans un générateur de chaleur 110a de la deuxième forme de réalisation de l'invention, représenté sur la figure 5, une zone 116a de transfert thermique revêt la forme d'une unique plaque hélicoïdale située sur la partie chauffante 115 et s'étendant dans la direction axiale de ladite partie 115. La zone 116a de transfert thermique s'étend continûment, en une configuration hélicoïdale, de manière à présenter une région supérieure et une région inférieure dans la direction axiale de la partie chauffante 115. Ladite région supérieure de ladite zone 116a peut posséder, dans la direction radiale de ladite partie 115, un plus petit dimensionnement que la région inférieure. Ladite zone 116a peut comporter une pluralité d'orifices traversants 117. Comme le montre la figure 6, un dispositif de chauffage 10a d'après la deuxième forme de réalisation renferme le générateur de chaleur 110a, se substituant au générateur de chaleur 110 de la figure 1. Au cours du fonctionnement du dispositif 10a, la circulation de la solution d'urée aqueuse 20 est engendrée par la convexion thermique, et ladite solution 20 s'écoule hélicoïdalement le long du profil de la zone 116a de transfert thermique. Cela implique une agitation de la solution 20, dans le réservoir 100, et une homogénéisation de la température et de la concentration de ladite solution 20. La zone 116a de transfert thermique peut être scindée en plusieurs tronçons dont chacun possède une forme hélicoïdale s'étendant le long de la partie chauffante 115, et qui sont séparés les uns des autres dans la direction axiale de ladite partie 115. (Troisième forme de réalisation) Dans un dispositif de chauffage 10b selon une troisième forme de réalisation del'invention, un générateur de chaleur 110b est situé dans la région du fond d'un réservoir 100b, comme illustré sur la figure 7. En d'autres termes, ledit générateur 110b est inséré dans ledit réservoir 100b à travers la région du fond sur laquelle il est consigné à demeure. Un couvercle 118b, des boulons 119b, une garniture d'étanchéité 120b et un premier canal d'alimentation 104b, visibles sur la figure 7, offrent respectivement une similitude avec le couvercle 118, les boulons 119, la garniture d'étanchéité 120 et le premier canal d'alimentation 104 du dispositif de chauffage 10 de la figure 1. Le dispositif 10b exerce des effets analogues à ceux dudit dispositif 10. (Quatrième forme de réalisation) Un dispositif de chauffage 10e, d'après une quatrième forme de réalisation de l'invention, renferme un générateur de chaleur 110e équipé d'une pluralité d'éléments 111e générateurs de chaleur, et d'un détecteur de niveaux 130 affecté à la surveillance d'un volume de la solution d'urée aqueuse 20. Ledit détecteur 130 transmet un volume détecté à un dispositif de commande 50e, puis ledit dispositif 50e pilote l'électricité délivrée au générateur 110c, de telle sorte qu'une quantité de chaleur soit en adéquation avec le volume de la solution 20. Par exemple, lorsque le niveau de la solution 20 est élevé, le dispositif 50e pilote l'alimentation en électricité de telle manière que le générateur 110e produise de la chaleur depuis une région supérieure vers une région inférieure. A l'inverse, lorsque le niveau de la solution 20 est bas, ledit dispositif 50e pilote l'alimentation électrique de telle manière que ledit générateur 110e produise de la chaleur dans la région inférieure uniquement. Dans ce cas, le rendement énergétique du dispositif de chauffage 110e est amélioré, un réchauffage excessif peut être empêché lorsque le niveau de la solution 20 est bas, et une précipitation d'urée est jugulée. Dans les formes de réalisation décrites ci-avant, les dispositifs de chauffage 10, 10a, l0b et 10e sont typiquement utilisés pour l'appareil d'épuration de gaz d'échappement tel que le système SCR à l'urée illustré sur la figure 2.
Néanmoins, lesdits dispositifs 10, 10a, 10b et 10e peuvent être employés pour n'importe quel type de système SCR. La zone 116a de transfert thermique, décrite dans la deuxième forme de réalisation, peut également être utilisée pour le générateur de chaleur 110b ou 110e. Il va donc de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'invention telle que décrite et représentée, sans sortir de son cadre.

Claims (16)

  1. REVENDICATIONS
    - 1. Dispositif (10 ; 10b ; 10c) de chauffage de fluide, comprenant une partie chauffante (115) qui est placée dans un fluide stocké dans un conteneur et est dotée, dans une direction axiale, d'une forme allongée lui permettant, par alimentation électrique, de réchauffer ledit fluide entre une région inférieure et une région supérieure dudit conteneur ; et une pluralité de zones (116) de transfert thermique agencées le long de la direction axiale de ladite partie chauffante (115), dispositif caractérisé par le fait que chacune desdites zones (116) revêt la forme d'une plaque s'étendant depuis ladite partie (115) jusqu'à une périphérie extérieure radiale de ladite partie (115), à peu près perpendiculairement à la direction axiale de ladite partie (115).
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'une des zones (116) de transfert thermique, s'étendant depuis une région inférieure de la partie chauffante (115), présente, dans la direction radiale de ladite partie (115), plus grand dimensionnement qu'une autre des zones (116) de transfert thermique s'étendant depuis une région supérieure de ladite partie (115).
  3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que chacune des zones (116) de transfert thermique comporte une pluralité d'orifices 20 traversants (117).
  4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les zones (116) de transfert thermique sont constituées d'un matériau ayant une haute conductivité thermique.
  5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant 25 en outre un réservoir (100 ; 100b) destiné à matérialiser le conteneur, ledit réservoir (100 ; 100b) présentant une partie d'admission (101) par laquelle le fluide est introduit, et une partie de sortie (104 ; 104b) depuis laquelle ledit fluide s'écoule vers l'extérieur, dispositif caractérisé par le fait que la partie chauffante (115) occupe une position proche de ladite partie de sortie (104 ; 104b). 30
  6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la partie chauffante (115) possède une forme approximativement cylindrique allongée dans la direction axiale ; et par le fait que les zones (116) de transfert thermique sont séparées les unes des autres dans la direction axiale.
  7. 7. Appareil (1) d'épuration de gaz d'échappement s'échappant d'un 35 moteur en empruntant un tuyau d'échappement (60), appareil caractérisé par le fait qu'il comprend un catalyseur (620) à effet de réduction, logé dans le tuyaud'échappement (60) ; un dispositif (40) de délivrance d'agent réducteur agencé de manière à pénétrer dans le tuyau d'échappement (60), en amont dans un flux de gaz d'échappement vis-à-vis dudit catalyseur (620), afin d'introduire un agent réducteur (20) dans ledit tuyau d'échappement (60) ; un réservoir (100 ; 100b) affecté au stockage dudit agent réducteur (20) ; un canal d'alimentation (104, 106), reliant ledit dispositif de délivrance (40) audit réservoir (100 ; 100b) ; et le dispositif (10 ; 10b ; 10c) de chauffage de fluide conforme à la revendication 1, intégré dans ledit réservoir (100 ; 100b) en vue de réchauffer l'agent réducteur (20).
  8. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'agent 10 réducteur (20) renferme une solution d'urée aqueuse (20).
  9. 9. Dispositif (10a) de chauffage de fluide, caractérisé par le fait qu'il comprend une partie chauffante (115) qui est placée dans un fluide stocké dans un conteneur et est dotée, dans une direction axiale, d'une forme allongée lui permettant, par alimentation électrique, de réchauffer ledit fluide entre une région 15 inférieure et une région supérieure dudit conteneur ; et une zone (116a) de transfert thermique, située sur ladite partie chauffante (115) et possédant une forme hélicoïdale s'étendant le long de la direction axiale de ladite partie (115).
  10. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la zone (116a) de transfert thermique comprend une région supérieure et une région 20 inférieure dans la direction axiale de la partie chauffante (115), ladite région supérieure ayant un plus petit dimensionnement que ladite région inférieure dans la direction radiale de ladite partie (115).
  11. 11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, caractérisé par le fait que la zone (116a) de transfert thermique comporte une pluralité d'orifices traversants 25 (117).
  12. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait que la zone (116a) de transfert thermique est constituée d'un matériau ayant une haute conductivité thermique.
  13. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, 30 comprenant en outre un réservoir (100) destiné à matérialiser le conteneur, ledit réservoir (100) présentant une partie d'admission (101) par laquelle le fluide est introduit, et une partie de sortie (104) depuis laquelle ledit fluide s'écoule vers l'extérieur, dispositif caractérisé par le fait que la partie chauffante (115) occupe une position proche de ladite partie de sortie (104).
  14. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé par le fait que la zone (116a) de transfert thermique s'étend continûment, sous forme hélicoïdale, le long de la direction axiale.
  15. 15. Appareil (1) d'épuration de gaz d'échappement s'échappant d'un moteur en empruntant un tuyau d'échappement (60), appareil caractérisé par le fait qu'il comprend un catalyseur (620) à effet de réduction, logé dans le tuyau d'échappement (60) ; un dispositif (40) de délivrance d'agent réducteur agencé de manière à pénétrer dans le tuyau d'échappement (60), en amont dans un flux de gaz d'échappement vis-à-vis dudit catalyseur (620), afin d'introduire un agent réducteur Io (20) dans ledit tuyau d'échappement (60) ; un réservoir (100) affecté au stockage dudit agent réducteur (20) ; un canal d'alimentation (104, 106), reliant ledit dispositif de délivrance (40) audit réservoir (100) ; et le dispositif (10a) de chauffage de fluide conforme à la revendication 9, intégré dans ledit réservoir (100) en vue de réchauffer l'agent réducteur (20). 15
  16. 16. Appareil selon la revendication 15, caractérisé par le fait que l'agent réducteur (20) renferme une solution d'urée aqueuse (20).
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