[发明专利]氨储存装置和装配有该装置的排气管线

说明书

技术领域

本发明一般地涉及氨储存装置，特别是用于将氨注入机动车辆排气管线的氨储存装置。

更具体地，根据第一方面，本发明涉及氨储存装置，所述装置包括：

-外壳；

-用以吸收和解吸氨的固体材料；

-用于加热所述固体材料的加热元件。

背景技术

这样的装置例如由EP2,316,558获知。该文献描述，用以吸收或解吸氨的固体材料是金属盐，例如MgCl₂或SrCl₂。

对于该装置，有必要有效地加热固体材料的整个质量(entire mass)，以使氨尽可能多地解吸。例如，当加热元件是由通过该装置外壳的传导来加热的电阻元件时，这不易于实现。

发明内容

在上下文中，本发明的目的在于提出允许更均匀地加热固体材料的整个质量的氨储存装置。

为此，本发明涉及前述类型的装置，其特征在于该装置包括置于所述外壳中并且具有开孔的金属泡沫(metal foam)，所述固体材料基本上包含将容纳(housed)在所述孔中的具有合适尺寸的颗粒。

金属泡沫使得可以非常有效地将热传导至置于孔中的颗粒。

当颗粒小时，加热甚至更为有效。

通常来说，金属泡沫填充外壳内部体积的大部分，优选大于75％，更优选大于90％的内部体积。

有利地，固体材料质量的至少50％容纳于金属泡沫的孔中，优选固体材料总质量的至少75％，还更优选固体材料总质量的至少90％。

金属泡沫通常呈现块的形式，所述块的形状与外壳的内部体积大体相配(conjungate)。因此，就圆柱形外壳而言，金属泡沫块的形状同样为圆柱形。金属泡沫优选地以单件构成单个块。或者，金属泡沫由若干个块构成。

所述外壳限定闭合的内部体积，具有用于排出解吸的氨的孔口(orifice)。该解吸由固体材料的加热引起。

所述孔是开放的，因为它们彼此连通，并且允许从固体材料解吸的氨逃逸到金属泡沫外侧，直至布置在外壳中的出口孔(outlet orifice)。

所述固体材料是EP2,316,558中描述的有利材料。例如，该固体材料是金属盐，例如MgCl₂或SrCl₂。

所述外壳通常是金属材料。例如钢或铝。或者，所述外壳由复合材料制成。

单独考虑或者根据所有技术上可能的组合考虑，所述装置还可具有以下特征中的一个或更多个。

有利地，所述泡沫是铝或铝合金泡沫。这样的材料轻质、经济效益好并且传热良好。

或者，所述泡沫并非由铝制成，而是由另一种传热良好的轻材料(例如镁)制成。

通常来说，泡沫开孔的平均直径为0.1mm至10mm。优选地，这些孔的直径为0.5mm至5mm，还更优选为1mm和2mm。

本申请中的平均直径指就金属泡沫的所有孔而言的直径统计学平均值。例如，孔的直径对应于其最大尺寸与其最小尺寸之和除以二。

如上所述，固体材料呈现固体颗粒的形式。当它们未充氨时，这些颗粒的平均直径有利地为50μm至5mm，优选60μm至500μm，通常等于100μm至200μm。当它们充满氨时，这些颗粒的直径通常为300μm至400μm。

本申请中的平均直径指整个颗粒群体的直径统计学平均值。例如，颗粒的直径对应于颗粒的最小尺寸与其最大尺寸之和除以二。

在金属泡沫的每个孔中，基于孔的尺寸和颗粒的尺寸，存在固体材料的一个或更多个颗粒。

在一个示例性实施方案中，加热元件位于筒(cartridge)的外侧。例如，加热元件是压靠外壳的电阻元件。加热元件通过经外壳的壁的传导来加热。例如，加热元件包括布置在外壳周围的一个或更多个电阻，例如电阻丝。或者，加热元件是传热流体在其中循环的双壳体。

根据另一个示例性实施方案，所述加热元件通过感应或另一种波型经外壳的壁来加热。

或者，加热元件是位于外壳内侧的电热塞(glow plug)。例如，所述电热塞沿外壳的中轴延伸，并且通过传导加热其周围的材料。所述加热元件通常包括任选地容纳在待保护体的内侧的电阻。在这种情况下，金属泡沫包含旨在接收电热塞的套(housing)。优选地，电热塞的外表面与套的内表面相接触。

或者，加热元件包括设置在外壳内侧的两个电极和电连接至这两个电极的发电机，以使电流在金属泡沫中循环。