特許 6385422 自動車の燃焼機関の排気ガスの選択的接触還元浄化のためのタンク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6385422

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】自動車の燃焼機関の排気ガスの選択的接触還元浄化のためのタンク

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/08 20060101AFI20180827BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20180827BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/08 BZAB

   B01D53/94 222

   B01D53/94 400

【請求項の数】16

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-504618(P2016-504618)

(86)(22)【出願日】2014年3月24日

(65)【公表番号】特表2016-519737(P2016-519737A)

(43)【公表日】2016年7月7日

(86)【国際出願番号】EP2014055867

(87)【国際公開番号】WO2014154644

(87)【国際公開日】20141002

【審査請求日】2017年3月7日

(31)【優先権主張番号】13305415.5

(32)【優先日】2013年3月29日

(33)【優先権主張国】EP

(31)【優先権主張番号】13178398.7

(32)【優先日】2013年7月29日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】515269659

【氏名又は名称】プラスチック・オムニウム・アドヴァンスド・イノベーション・アンド・リサーチ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】フランソワ・ドゥニエ

(72)【発明者】

【氏名】ドミニク・マドゥー

(72)【発明者】

【氏名】ジュール−ジョゼフ・ヴァン・シャーフティンゲン

【審査官】 二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１４４６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２７３５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５０７９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２２３７６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｎ ３／００− ３／３８

Ｆ０１Ｎ ９／００−１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動車に取り付けるためのタンク（１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）であって、
‐アンモニア前駆物質溶液を含有するのに好適な容器（４）と、
‐前記容器の前記アンモニア前駆物質溶液をアンモニアガスに分解し、貯蔵するために配置されたシステムであって、該システムは、少なくとも部分的に前記容器の内側に配置されている、システムと、
を備える、タンク。

【請求項2】

前記システムは、前記システムの全体が前記容器の内側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のタンク。

【請求項3】

前記システムは、分解ユニット（１０８、２０８、３０８、４０８、５０８）を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のタンク。

【請求項4】

前記分解ユニットは、前記アンモニア前駆物質溶液を分解するのに好適な、少なくとも１つのタンパク質成分（１６）を備えることを特徴とする請求項３に記載のタンク。

【請求項5】

前記タンパク質成分（１６）は、少なくとも１つの酵素を備えることを特徴とする請求項４に記載のタンク。

【請求項6】

前記少なくとも１つの酵素は、ウレアーゼを含むことを特徴とする請求項５に記載のタンク。

【請求項7】

前記分解ユニットは、加熱器（３６）を設けられていることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載のタンク。

【請求項8】

前記分解ユニット中の液相に存在するアンモニアを回収するための手段（６０、６２、６４）を備えることを特徴とする請求項３〜７のいずれか一項に記載のタンク。

【請求項9】

前記システムは、前記分解ユニットによって生産された前記アンモニアガスを貯蔵するために配置された貯蔵ユニット（１０）をも備えることを特徴とする請求項３〜８のいずれか一項に記載のタンク（１０２〜５０２）。

【請求項10】

前記分解ユニット及び前記貯蔵ユニット（１０）は、前記容器から独立して、互いに対して取り付けられて、モジュールを形成していることを特徴とする請求項９に記載のタンク。

【請求項11】

前記分解ユニットから来るガスからの水蒸気を取り除くために配置された乾燥ユニット（３２）を備え、該乾燥ユニットは、前記貯蔵ユニットと流体連通していることを特徴とする請求項９又は１０に記載のタンク。

【請求項12】

前記貯蔵ユニット（１０）は、吸着によってアンモニアガスを貯蔵するために配置された固体吸収マトリックスを備えることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載のタンク。

【請求項13】

前記マトリックスへの前記アンモニアガスの貯蔵によって生成される減圧の効果の下で、前記容器から来る前記アンモニア前駆物質溶液で前記分解ユニットを充填するように配置されている、請求項１２に記載のタンク（１０２、２０２、４０２）。

【請求項14】

前記貯蔵ユニットは、平行に配置された少なくとも２つのセル（４６、４８、５０、５２）を備え、該セルそれぞれは、アンモニアガスを吸収するのに好適な物質を含み、前記貯蔵ユニットは、互いに対して平行に配置された少なくとも２つの分岐部を備え、前記分岐部のそれぞれは、直列に配置された前記セルのうちの少なくとも２つを有し、前記分解ユニットから来るアンモニアガスの流れに関して上流の前記セル（４６、５０）の前記物質が、下流の前記セル（４８、５２）の前記物質より低いアンモニア蒸気圧でアンモニアを吸収することを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載のタンク。

【請求項15】

ＳＣＲ又は自動車の内燃機関の排気ガスを浄化するための選択的接触還元のためのアセンブリであって、
‐アンモニア前駆物質溶液を含有する請求項１〜１４のいずれか一項に記載のタンク（１０２〜５０２）と、
‐前記排気ガス中に前記システムから放出されたアンモニアガスを計量する手段と、
を備える、アセンブリ。

【請求項16】

自動車に取り付けるためのアンモニア前駆物質溶液のタンクの少なくとも部分的に内側に収容されるのに好適なモジュール（１０６〜５０６）であって、
前記モジュールは、少なくとも
‐アンモニア前駆物質をアンモニアガスに分解するために配置された分解ユニット（１０８〜５０８）と、
‐前記分解ユニットによって生産された前記アンモニアガスを貯蔵するために配置された貯蔵ユニット（１０）と、
を備え、
前記分解ユニット及び前記貯蔵ユニットは、いずれのアンモニア前駆物質溶液のタンクからも独立して、互いに対して取り付けられている、モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、もっぱらアンモニアガスを、より具体的には、アンモニアガスが吸着によって貯蔵されている１つ又はいくつかの固体吸収マトリックスから放出されたアンモニアガスを噴射することによる車の燃焼機関の排ガスの浄化に関する。

【0002】

自動車およびトラックの排出に関する法律は、大気への窒素酸化物ＮＯｘの放出の削減を規定する。この目標を達成するための１つの知られた方法は、還元剤、一般的にはアンモニアの排気管中への噴射によって窒素酸化物の削減を可能にする、ＳＣＲ（選択的接触還元）プロセスを使用することである。このアンモニアは、様々な技法を使用して得ることができる。１つの知られた技法は、固体の吸収マトリックスに基づいており、アンモニアを吸着によって捕捉するものである。一般的に、このマトリックスは自動車に取り付けた容器（以下、マトリックス貯蔵容器という）に貯蔵される。この技法によれば、アンモニアはマトリックスを加熱することによって放出され、次いで放出されたアンモニアが排気管中に噴射される。

【0003】

この既知の技法は、自動車の排気ガスに純粋なＮＨ３を送り込むことを可能にするので、高い性能を提供する。

【0004】

しかし、この技法の主な欠点は、補充手順（すなわちマトリックスの再生）の複雑さである。実際のところ、実際の補充手順は、マトリックス貯蔵容器を外部アンモニア源、典型的には高圧ガスボンベに接続することからなる。この手順において、マトリックス貯蔵容器は、アンモニアの装填のために自動車から降ろされなければならない。さらに、固体マトリックス中に高圧のアンモニアを送ることは、吸着の発熱反応による非常に大きな発熱（数万ジュール／モルＮＨ３の予想されるオーダー）をもたらし、したがって、ヒートシンクのような冷却ユニットを必要とする。高温は、システムの部品を損傷させる場合があり、長い再生時間を必要とする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第４７５８２５０号明細書

【特許文献2】国際出願公開第２００６／０１２９０３号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述した欠点を考慮して、固体吸収マトリックスの再生を改良する必要性が存在する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この目的のために、本発明は自動車に取り付けるためのタンクを提供し、このタンクは、
‐アンモニア前駆物質を収容するために好適な容器；及び
‐容器のアンモニア前駆物質をアンモニアガスに分解し、それを貯蔵するように構成されたシステムであって、このシステムは少なくとも部分的に容器の内側に、及び／又は容器の壁上に配置されている、システム；
を備える。

【0008】

このアンモニアガスは、次いで固体吸収マトリックスを再生するために使用される。このように、その場での再生手順が提案される。言い換えると、マトリックスの再生は、自動車上で行われる。より正確には、本発明による再生手順は、アンモニアの前駆物質の分解に基づいている。特定の実施形態では、アンモニア前駆物質の分解は、熱分解ユニットを使用することによって得ることができる。例えば、この分解ユニットは、制御可能な加熱器を備える。

【0009】

別の特定の実施形態では、アンモニア前駆物質の分解は、自動車に積載された生化学的分解ユニットを使用することによって得ることができる。このユニットは、化学反応に触媒作用を及ぼす１つ又はいくつかのタンパク質成分を貯蔵する。

【0010】

言い換えると、それらタンパク質成分は、例えば加熱することによって活性化される。より正確には、それらタンパク質成分は、アンモニア前駆物質のアンモニアへの加水分解（すなわち分解）に触媒作用を及ぼすように適用される。この分解によって、アンモニアガスを再充填することからなる再生がもたらされる。再充填されたアンモニアガスは、次いで固体吸収マトリックスに案内され（転送され）、そこでマトリックスに貯蔵される。本発明によれば、マトリックスの再生のために、外部アンモニア源は使用されず、手動の解体操作は必要とされない。したがって、本発明による再生手順は簡単かつ迅速であり、安全である。

【0011】

アンモニア前駆物質は、固体の化合物又は液体、例えば尿素水溶液とすることができる。「尿素溶液」との用語は、一般的には水溶液であるが、尿素を含有するいずれかの溶液を意味するものと理解される。本発明は、水／尿素の共融溶液によって良好な結果を与え、この共融溶液に対しては、品質標準、例えばＩＳＯ２２２４１によれば、ＡｄＢｌｕｅ（登録商標）溶液（尿素の市販溶液）の場合には、尿素含有量は３１．８重量％〜３３．２重量％（すなわち、３２．５ ＋／− ０．７重量％）であり、したがって使用可能なアンモニアの量は１８．０〜１８．８％である。また、本発明は、商標名Ｏｅｎｏｘｉｕｍの下で販売されており、その組成のうちの１つ（Ｏｅｎｏｘｉｕｍ−３０）が、ＡｄＢｌｕｅ（登録商標）溶液のアンモニア量と同等のアンモニア量を含有する、尿素／ギ酸アンモニウム混合物のこれもまた水溶液に適用することができる。Ｏｅｎｏｘｉｕｍは（−１１°とは対照的に）−３０℃以下でしか凍らないという利点を有するが、ギ酸の放出の可能性に関連する腐食の問題という欠点を有する。本発明はまた、ギ酸グアニジン（ｇｕａｎｉｄｉｎｉｕｍ ｆｏｒｍａｔｅ）にも適用することができる。

【0012】

本発明は、水／尿素の共融溶液のコンテクストにおいて特に有利であり、水／尿素の共融溶液はガソリンスタンドにおいて広く入手できる。

【0013】

有利には、このシステムは少なくとも部分的に容器の内側に配置される。

【0014】

好ましくは、システム全体が容器の内側に配置される。したがって、アンモニア前駆物質の分解はアンモニア前駆物質の容器の内側で行われ、そこではこの前駆物質を直接使用することができる。このように、前駆物質を容器から分解ユニットへ移送するように設けられたパイプ又はポンプを自動車に配備する必要はない。別の利点は、容器から離れることなく分解ユニットへアンモニア前駆物質が移送されるので、アンモニア前駆物質の外側での漏れのリスクが無いということである。さらに、自動車への取り付けが、容器の内側に配置された分解ユニットとして容器と一緒に自動車に取り付けられるので、容易とされる。

【0015】

一実施形態では、このシステムは分解ユニットを備える。

【0016】

有利には、この分解ユニットは、アンモニア前駆物質を分解することに対して好適な少なくとも１つのタンパク質成分を備える。

【0017】

好ましくは、このタンパク質成分はウレアーゼのような少なくとも１つの酵素を備える。

【0018】

特に、好熱性タイプの酵素が非常に好適である。ウレアーゼはいずれかの好適な態様で貯蔵することができる。例えば、第１の実施形態では、ウレアーゼは樹脂の様々な層中に固定することができる。第２の実施形態では、ウレアーゼは膜の上に固着することができる。

【0019】

一実施形態において、容器は、容器の外側から、分解ユニットを容器から外すことなくこの成分にアクセスできるようにする開口部を有している。

【0020】

したがって、この成分は簡単な態様で新鮮な成分に置き換えることができる。

【0021】

好ましくは、分解ユニットは加熱器を設けられる。

【0022】

そのような加熱器は、酵素又はタンパク質の望ましい活性のための最適な温度を提供することができる。例えば、加熱器は、生化学的分解ユニット内を３０℃〜６０℃の温度に維持するように構成することができる。

【0023】

より一般的には、加熱器を有するチャンバの温度は、所定の範囲内に制御され、所定の範囲が環境の温度以下になる場合には、冷却手段を加熱器内において使用可能にする。言い換えると、加熱器は、チャンバ内の温度を上昇させるように制御するか、チャンバ内の温度を下降させるように制御するか、することができる。

【0024】

特定の実施形態では、加熱器は、転化（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）が必要な際には、タンパク質の活性に対応する少なくとも１つの所定の温度範囲内で作用するように、また、タンパク質成分の保存に対応する別の所定の温度範囲内で作用してその寿命を延長するように、構成される。

【0025】

本発明の特定の実施形態では、加熱器は抵抗加熱要素を備える。これら抵抗加熱要素は、金属加熱繊維（ワイヤ）、フレキシブル加熱器、（すなわちフィルムに添付されるか、又は２つのフィルム又はシート（すなわち、２つの実質的に平坦な支持部材であって、その材料及び厚みはそれらが柔軟であるようにされている）間に配置された１つ以上の抵抗路）又はいずれかの他のタイプの、ＳＣＲシステムの構成要素中に挿入される及び／又はＳＣＲシステムの構成要素の周りに巻き付けられるのに適した形状、サイズ、及び柔軟さを有する抵抗要素とすることができる。ＰＴＣ（正の温度係数）要素は加熱に対してさらに特に好適である。本発明の別の特定の実施形態では、加熱器はエンジンの放散された熱（例えば、液体のエンジン冷却システムの流れ）及び／又は生化学的分解ユニットを加熱するための排気ライン（ガス）を使用する。

【0026】

好ましくは、タンクが、分解ユニットの寸法及び成分の特性の関数として予め決められた所定の時間中に加熱器を活性化するために配置される。

【0027】

一実施形態においては、分解ユニットは、アンモニア前駆物質と成分との間の連通を可能にする開口部と、少なくとも１つの弁を閉止するための取り外し可能なカバーとを有し、タンクはカバーを取り外して弁を閉止するように配置されている。

【0028】

したがって、人（ｏｎｅ）が開口部を通じて成分に到達すると、成分とアンモニア前駆物質との間の流体連通が自動的に中断され、そのことがタンクの外側での前駆物質の漏れを防止する。

【0029】

有利に、分解ユニットは２つのチャンバを有し、これらチャンバの少なくとも１つは、チャンバに含まれる流体が成分と接触状態にあるように配置される。

【0030】

また、本発明によるタンクは、以下の特徴のうちの少なくとも１つを提供する。
‐チャンバのうちの１つだけが、チャンバに含まれる流体が成分と接触するように配置される。
‐両方のチャンバが、チャンバに含まれる流体が成分と接触状態にあるように配置される。
‐これらチャンバは壁によって離間され、この壁はチャンバの他方の壁に対して動くように配置される。
‐チャンバは剛性を有する壁によって離間される。
‐この壁は、チャンバの他の壁部に対して滑動するように取り付けられている。
‐チャンバは柔軟な壁によって分離されている。
‐チャンバは、端部を有する壁によって分離されており、この端部がチャンバの他の壁に堅固に固定されている。
‐壁は、アンモニアガスに対して透過性を有する。
‐チャンバは、壁を通じて互いに流体連通状態にある。
‐チャンバは、壁を通じて互いに流体連通状態にない。
‐チャンバのうちの１つだけが、このチャンバからアンモニアガスを貯蔵ユニットに移送するために配置されている。
‐両方のチャンバが、チャンバからアンモニアガスを貯蔵ユニットに移送するために配置されている。

【0031】

一実施形態において、分解ユニットは、分解ユニットから出るアンモニアガスの流量を制御するように配置されたブラダー（ｂｌａｄｄｅｒ）を備える。

【0032】

一実施形態において、チャンバのうちの第１のチャンバはアンモニア前駆物質をアンモニアガスに分解するために配置され、チャンバのうちの第２のチャンバは第１のチャンバからアンモニアガスを受け取り、それを貯蔵ユニットに移送するために配置されている。

【0033】

別の一実施形態では、チャンバそれぞれが、アンモニア前駆物質をアンモニアガスに分解し、このガスを、別のチャンバを通過することなく、貯蔵ユニットに移送するために配置されており、チャンバは、チャンバの他の壁に対して移動するように配置された所定の壁の反対側に延びている。

【0034】

また別の一実施形態においては、チャンバのうちの第１のチャンバは、アンモニア前駆物質をアンモニアガスに分解し、このガスを、第２のチャンバを通過することなく、貯蔵ユニットに移送するために配置されており、第２のチャンバは第１のチャンバから溶液を受け取るために配置されている。

【0035】

有利には、タンクは、分解ユニットにおける液相に存在するアンモニアを回収するための手段を備える。

【0036】

したがって、液相におけるアンモニアの少なくとも一部分は無駄にならない。

【0037】

好ましくは、これら回収手段は液‐蒸気分離ユニットを備え、これら手段は好ましくはアンモニアガスを貯蔵ユニットに、アンモニアガスに分離ユニットを通過させずに、送るために配置されている。

【0038】

実際に、アンモニア前駆物質が熱分解によって水を生成する場合には、この水はアンモニアから分離され、収集されて、好ましくは固体吸収マトリックスに貯蔵されないように防止される。アンモニア及び、結果として生じる他の熱分解生成物（一般的にはＣＯ２のようなガス）からの水の分離は、液‐蒸気分離ユニットを使用して行うことができる。例えば、液‐蒸気分離ユニットは、凝縮器又は、例えば特許文献１に開示されているような１つ若しくはいくつかの膜を備える（又は凝縮器又は膜である）ことができ、この膜はポリマー膜である。凝縮器は、異なる温度で異なる部品；相変化物質又はガスを冷却し、凝集するためのいずれかの他の手段を有する特定の形状のチューブを備える特定の凝縮器とすることができる。代替的に、凝縮器は自動車に既に搭載されている装置の一部、例えば自動車の空調システムの一部とすることができる。

【0039】

収集された水は、排気ガス中で蒸発させることができ、及び／又は収集された水の少なくとも一部分を貯蔵して、例えば固体吸収マトリックスの貯蔵タンクを過度に加圧する過剰のアンモニアを溶解させるために使用可能とすることができる。

【0040】

有利には、このシステムもまた、分解ユニットによって生産されたアンモニアガスを貯蔵するために配置された貯蔵ユニットを備える。

【0041】

好ましくは、貯蔵ユニットは容器の内側に配置される。上述の利点（ポンプが無い、漏れのリスクが無い、取り付けが容易）は、容器が分解ユニットと貯蔵ユニットとの両方を収容している場合に増強される。さらに、アンモニアガスは毒性を有し、漏れは問題を引き起こす場合がある。ここでは、生産及び貯蔵は、アンモニアガスが使用の前に容器から出ることなく、容器の内側で行われる。したがって、自動車の使用者の安全が増強される。

【0042】

好ましくは、分解ユニット及び貯蔵ユニットは、容器から独立して互いに対して取り付けられて、モジュールを形成する。

【0043】

有利には、このモジュールは容器から取り外し可能とすることができ、それによって、修理するか又は別のモジュールと置き換えるために容器からモジュールを取り外すことを可能にする。

【0044】

したがって、両方のユニットからなるモジュールを容器中に取り付けることが容易となる。

【0045】

有利には、タンクは、分解ユニットから来るガスから水蒸気を除去するために配置された乾燥ユニットを備え、この乾燥ユニットは、貯蔵ユニットと流体連通している。

【0046】

この乾燥ユニットは、アンモニアガスから水蒸気の少なくとも一部を抽出し、それによって湿度に敏感な貯蔵ユニットの吸収マトリックスを保護する。好ましくは、貯蔵ユニットは、吸着によってアンモニアガスを貯蔵するための固体吸収マトリックスを備える。

【0047】

特許文献２に開示されているように、金属アンミン塩（好ましくはアルカリ土類金属塩化物）をアンモニア用の固体貯蔵媒体として使用することができる。

【0048】

有利には、タンクは、アンモニアガスのマトリックスへの貯蔵によって生成された減圧（ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ）の効果の下で容器から来る前駆物質で分解ユニットを充填するように配置される。

【0049】

このように、モジュールは、貯蔵ユニットの活性によって新鮮なアンモニア前駆物質の溶液を汲み上げるポンプを形成する。

【0050】

一実施形態では、分解ユニットは、アンモニア前駆物質を容器から分解ユニットへ汲み上げるように、減圧の効果の下で作動するように配置されたピストンを有する。

【0051】

好ましくは、貯蔵ユニットは平行に配置された少なくとも２つのセルを備え、これらセルのそれぞれはアンモニアガスを吸収するのに好適な材料を含有する。

【0052】

有利には、貯蔵ユニットは、互いに平行に配置された少なくとも２つの分岐部を備え、これら分岐部のそれぞれは、直列に配置された少なくとも２つのセルを有するとともに、分解ユニットから来るアンモニアガスの流れ方向に対して上流のセルの材料が、下流のセルの材料よりも低いアンモニア蒸気圧でアンモニアを吸収するようにされている。

【0053】

したがって、貯蔵ユニットのセルは、熱機関の必要性からなる機能として活性化することができる。分岐の１方は、排気ラインに送られるアンモニアガスを生成するために使用することができ、他方の分岐ではアンモニアガスは一方のセルから他方のセルへ移送される。この分岐は、他方の分岐がアンモニアガスを生産することができないとき、及び自動車からの必要性が依然として存在する場合に、アンモニアガスを生産する。

【0054】

好ましくは、タンクは、貯蔵ユニット中で吸収されたアンモニアを測定するための手段を備える。

【0055】

また、本発明はＳＣＲのための、又は自動車の内燃機関の排ガスを浄化するための選択的接触還元のための、アセンブリを提供し、このアセンブリは、
−アンモニア前駆物質を含む、本発明によるタンク、及び
−排気ガス中のアセンブリから放出されるアンモニアガスを測定するための手段、
を備える。

【0056】

また、本発明は、自動車に取り付けるためのアンモニア前駆物質タンクの少なくとも部分的に内側に収容されるため、及び／又はそのようなタンクの壁に受け取られるために好適なモジュールを提供し、このモジュールは少なくとも、
−アンモニア前駆物質をアンモニアガスに分解するために配置された分解ユニット、及び
−分解ユニットによって生産されたアンモニアガスを貯蔵するために配置された貯蔵ユニットであって、これらユニットは、アンモニア前駆物質タンクとは独立して互いに対して取り付けられている、貯蔵ユニット、
を備えている。

【0057】

このモジュールは非常に単純な方法でタンクに導入し、取り付けることができる。取り付けの前のモジュールの貯蔵及び輸送もまた簡単に行われる。

【0058】

モジュールは、本発明のタンクとは独立して使用することができる。

【0059】

また、本発明は、ＳＣＲ、又は自動車の内燃機関の排気ガスを浄化するための選択的接触還元法を提供し、この方法は貯蔵ユニットからアンモニアガスを放出するステップと、排ガス中の放出されたアンモニアガスを測定するステップと、を備え、この方法は、貯蔵ユニットを再生する段階を備え、この段階は、
−アンモニア前駆物質を分解ユニット中で分解することによってアンモニアガスを生成するステップと、
−生成されたアンモニアガスを貯蔵ユニットに案内するステップであって、分解ユニットおよび貯蔵ユニットのうちの少なくとも１つが、自動車のアンモニア前駆物質容器の少なくとも部分的に内側に配置されている、ステップと、
を備える。

【0060】

ＳＣＲ法は、排ガス中に専らアンモニアガスを噴射することを目的としている。言い換えると、排気ガス中にはアンモニア前駆物質は噴射されない。本発明によれば、排気ガス中には尿素溶液は噴射されない。排ガスラインまで尿素溶液を搬送するためのライン（又は導管）はなく、排気ガス中には尿素溶液を噴射するための計量装置はない。本発明によれば、尿素溶液は専ら分解ユニットに搬送され、そこで酵素と化学反応を生じて、再充填用アンモニアガスを生成する。

【0061】

予め決められた量のアンモニア前駆物質が、自動車に積載されて貯蔵される。例えば、自動車の（エンジンの）作動中には、生化学的分解ユニットの中に噴射されるべき望ましい量のアンモニア前駆物質が計算される。そのような計算は、廃棄ライン中に噴射されたアンモニアガスの量に対する情報の機能として行うことができる。特定の実施形態では、そのような情報は、温度センサ、圧力センサ、若しくは流量計、又はこれらセンサの組み合わせによって提供されたデータから導かれる場合がある。別の特定の実施形態では、そのような情報は、固体吸収マトリックス中に貯蔵されたアンモニアの濃度を測定するように構成された装置によって提供されたデータから導くことができる。また別の特定の実施形態では、この情報はアンモニアの消費量の見積もりから導くことができる。

【0062】

アンモニア前駆物質、特にＡｄＢｌｕｅ（登録商標）（尿素の市販溶液）に対しては、よく知られた再充填の標準及びシステムが存在する。アンモニア前駆物質の貯蔵タンクの最充填は些細なことである。例えば、これは入手可能な標準的な設計の専用のノズル及び／又は瓶を使用することによって達成することができる。

【0063】

アンモニアは、計量ポイントに近い逆止弁を備えることができるガスラインを使用して計量される。

【0064】

本発明によれば、再充填用アンモニアガスの生成の後に、この再充填用アンモニアガスはガス加圧ユニットによって圧縮することができる。このガス加圧ユニットの機能は、再充填用アンモニアガスを固体吸収マトリックスによる吸収のために好適な圧力まで圧縮することである。

【0065】

マトリックスを加熱してアンモニアを放出させるとき、あまりにも高いアンモニアの圧力の増大が、熱慣性又は加熱電力規制（ｈｅａｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ）の潜在的故障により、システムの内側で生じる場合がある。圧力を所定の設定値未満で放出するために、過剰のガス状アンモニアは好ましくは安全弁によって放出され、直接、アンモニア前駆物質タンクに戻される（固体アンモニア前駆物質の場合に好ましい実施形態）か、又は、まず十分な量の、例えば前駆体溶液の蒸発から来る水の中に溶解し、意図的に前駆物質の使用可能なアンモニア量と同等の量を含む組成で貯蔵する（尿素前駆物質溶液の場合に好ましい実施形態）かする。別の好ましい実施形態では、放出される過剰のアンモニアは、単に水に溶解され、その結果得られたアンモニア溶液をアンモニアの熱生成及び固体吸収マトリックスへの貯蔵に後日使用することができる。

【0066】

本発明が、添付の図１〜５を使用して、以下の実施例によって限定することなく説明される。これら図では、同一の、又は同様の装置は、同一の又は同様の参照番号を付されている。

【図面の簡単な説明】

【0067】

【図1】本発明の一実施形態を示す図である。

【図2A】本発明の別の実施形態を示す図である。

【図2B】図２Ａの一部分の拡大図である。

【図3】本発明の別の実施形態を示す図であり、アンモニアを生産し、酵素と接触する溶液を補給するプロセスをより具体的に示す図である。

【図4】本発明の別の実施形態を示す図である。

【図5】本発明の別の実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【実施例1】

【0068】

本発明によるタンクの第１の例が図１に図示されている。タンク１０２は、自動車に積載されることを意図されている。タンク１０２は、アンモニア前駆物質を収容するために作成された容器４を備える。ここでは、容器４は、Ａｄｂｌｕｅ（登録商標）溶液（ＩＳＯ２２２４１標準の仕様に対応する、水中の３２．５重量％尿素）のような尿素の水溶液を含む。タンクは、高密度ポリエチレンから作成することができ、吹き込み成形、又は射出プロセスによって製造することができる。

【0069】

また、タンク１０２は、
−容器のアンモニア前駆物質をアンモニアガスに分解するために配置された分解ユニット１０８と、
−分解にユニットによって生産されたアンモニアガスを貯蔵するために配置された貯蔵ユニット１０と、
を有するモジュール１０６を備える。

【0070】

これら両方のユニットは、容器から独立して互いに対して取り付けられて、モジュール１０６を形成する。モジュール１０６は、容器の内側に一体的に収容される。

【0071】

容器４は、蓋部９によって取り外し可能に閉止されているとともに、モジュール１０６を容器４中に単一の要素として導入することを可能にする頂部開口部１２を有する。

【0072】

分解ユニットは、仕切り壁１２２によって分離された下部チャンバ１８と上部チャンバ２０とを備え、この仕切り壁１２２はこの例ではガス（アンモニア）透過性可動膜を形成する。

【0073】

分解ユニット１０８は吸収ユニット１０に、上部チャンバ２０の頂部壁の開口部１１１を介して連通する。

【0074】

鉛直方向に往復移動する部材１３０がこのチャネル中に取り付けられ、膜１２２の中央にその部材の下端によって取り付けられている。膜の上端は、チャネルの内側で動くように自由とされている。ばね１３１がこの部材の周りに取り付けられて、一方では上部チャンバの頂部壁を圧迫し、他方では膜を圧迫する。

【0075】

下部チャンバは、容器中に開口する入り口３４を有して、尿素溶液が下部チャンバに流入することを可能にする。図１及び２Ａに図示される実施例においては、入り口３４は逆止弁１００１を備える。

【0076】

酵素（この例においてはウレアーゼからなる）はその種のいずれかの支持部１６（膜、ビーズ、カプセル、等）上に、固定化のための既知のいずれかの方法を使用して固定され、ユニット１０８の底部に位置付けられている。下部チャンバ１８に受け取られた溶液は、この支持部と接触するようになる。

【0077】

また、このチャンバは尿素をアンモニアガスに変換するための加熱手段３６を有する。モジュールは制御手段を有し、この制御手段は図示されておらず、加熱手段の制御を可能にする。

【0078】

重力と、膜１２２によって引き起こされた吸引又は負圧の効果の下で、容器の溶液は入り口３４を通じて下部チャンバに収容される。必要に応じて、容器の溶液が少なくとも部分的に凍る場合には、この溶液の解凍は、容器の中に配置された別の加熱器（図には示されていない）を使用することによって達成される。

【0079】

加熱器３６は、尿素の分解の触媒反応の働きのための温度要件において酵素の活性化を行う。加熱時間は、底部チャンバの容量を知って設定され、分解される尿素の総量及びウレアーゼの酵素としての活性を決定する。

【0080】

アンモニアの生成が進むにつれて、アンモニアガスは、上部チャンバの中へと膜１２２を通過し、それによって上部チャンバの内側の圧力が増加し、プランジャ１３０が下方に向かって動く。

【0081】

チャネル１１１は、アンモニアガスをさらに乾燥させるように使用されるチャンバ３２と流体連通状態にある。このチャンバは、吸収ユニット１０と連通しており、この吸収ユニット１０の中でアンモニアガスが吸収される。乾燥チャンバは、アンモニアガスの流れに対して、分解ユニットと、貯蔵ユニットとの間に嵌入されている。

【0082】

したがって、この例では、分解ユニットの第１のチャンバ１８がアンモニア前駆物質をアンモニアガスに分解するために配置され、第２のチャンバ２０が第１のチャンバからアンモニアガスを受け取り、それを貯蔵ユニットに移送するために配置されている。

【0083】

貯蔵又は吸着ユニット１０は、２つの平行な分岐部４２、４４から成り、そのそれぞれが２つのセルの組、４６、４８及び５０、５２から成る。これら分岐部は互いから独立して乾燥チャンバ３２及び分解チャンバ１０８に連通している。貯蔵ユニットは、アンモニアガスがセル４６からセル４８へ、またセル５０からセル５２へ通過するように配置されている。このように、セル４６及びセル５０は上流のセルであり、セル４８及びセル５２は下流のセルである。これら４つのセルはすべて、アンモニア吸収／分解物質で充填されている。アルカリ土類金属塩（塩化物）は、アンモニア吸着目的のために好適な物質である。この例では、セル４６及び５０は、セル４８及び５２の物質よりも低いアンモニアの蒸気圧でアンモニアを吸収する吸着物質で充填されている。このようにして、アンモニアはセル４６及び／又は５０において容易に吸収される。塩化マグネシウムはセル４６及び５０に好適な塩であり、塩化バリウムはセル４８及び５２に良好に適応する。

【0084】

ユニット１０は、対応する分岐部４２、４４に関連する２つの加熱器５４、５８を有する。

【0085】

加熱器それぞれは、分岐部のそれぞれのセルを互いから独立して加熱することを可能にする２つの区画を有する。加熱器は蓋部１４を貫通し、第１の分岐部のセル４６及び４８と、他方の分岐部のセル５０、５２とをそれぞれ通過する。

【0086】

加熱器の対応する区画を使用したセル４６の熱活性化を通じて、アンモニアガスはセル４６の内側の物質から脱着され、セル４８に移送され、そこで吸収される。これより先では、アンモニアは、加熱器の対応する区画を使用することによって、脱ＮＯｘの目的のためにセル４８から使用可能とされ、したがってセル４８に導入される物質からアンモニアを生成する。他方の分岐部は同様に作用する。

【0087】

吸着ユニット１０の２つの分岐部は制御手段によって制御され、それによって以下のサイクルに従ってデュアルシステムとして作用する。
‐固体マトリックスへの吸収によって、乾燥チャンバ３２から来るアンモニアでセル４６を充填する。
‐固体マトリックスからの脱着によって、セル４８から脱ＮＯｘの目的のためにアンモニアを供給する。
‐セル５０の熱的活性化を通じて、アンモニアをセル５０からセル５２へアンモニアを移送する。
‐アンモニアをセル５２に吸収する。
‐次いで、固体マトリックスの吸収によって、乾燥チャンバ３２から来るアンモニアでセル５０を充填する。
‐固体マトリックスからの脱着によって、セル５２から脱ＮＯｘの目的のためにアンモニアを供給する。
‐セル４６の熱活性化を通じて、アンモニアをセル４６からセル４８に移送する。
‐セル４８においてアンモニアを吸収する。

【0088】

その後、吸着ユニットは新しいサイクルの準備ができている状態になる。

【0089】

セルの内側のアンモニア含有量の計量は、吸収熱及び分解熱に関係するセルの熱応答を使用することによって行われる。貯蔵ユニットは、この目的のためにセルの温度を測定するための、少なくとも１つの温度プローブを備える。

【0090】

アンモニアの水中への溶解度の故に、下部チャンバ１８中の液相は、尿素の酵素による分解プロセス中にはアンモニアで富化されている。このように、モジュールは、この溶液からアンモニアを回収するための手段をも有する。この手段は、パイプ１６３を通じて下部チャンバ１８と流体連通しているチャンバ又はキャパシティ６０と、チャンバからキャパシティへの流体のみの流れを許容する圧力弁１６５と、を備える。この弁は、その開放が下部チャンバ中の尿素がほぼ完全に酵素によって分解される際に生じるように設定される。また、この手段は４つのセル４６〜５２の周りに配置され、冷却ユニット６４において終端する熱交換機６２を備える。この冷却ユニットは下方で、液体を回収するための、出口６８を有するキャパシティ６６と流体連通する。また、この冷却ユニットは、上方でチャンバ３２と流体連通する。液体−蒸気分離器はこのように形成される。

【0091】

圧力が上部チャンバ２０内で増加すると、下部チャンバ内の液体は、キャパシティ６０内で押圧される。アンモニア溶液は熱交換器６２を通じて上昇し、アンモニア吸収プロセス中にセルによって放出される熱を使用して暖められる。

【0092】

その後、アンモニアガスは冷却ユニット６４における液体から分離され、液体はキャパシティ６６中に回収され、図示されていない態様で出口６８を介してタンクの外側に、直接又は自動車の排気パイプを通じて排出される。冷却ユニット６４から来るアンモニアガスは、ユニット１０において吸収される前に乾燥チャンバ３２に入る。

【0093】

このように、これら回収手段は、
−貯蔵ユニットによって生産された熱で液相を加熱する、
−次いで液相を冷却する、
−液相からアンモニアガスを回収する、及び
−アンモニアガスを貯蔵ユニットへ、分解ユニットを通過させずに、送る、
ために配置されている。

【0094】

また、パイプ１６３は、パイプからチャンバへだけの液体の流れを可能にする弁１６１によって、下部チャンバ１８と連通している。したがって、アンモニアの回収のためのパイプに入る液相の一部分は、回収され、下部チャンバ１８の中に落下して戻る。これは再循環ループを形成し、この再循環ループは、以前に下部チャンバに導入された溶液の部分量の再処理を可能にする。

【0095】

容器から来る新鮮な尿素溶液による下部チャンバの再充填は、ユニット１０におけるアンモニア吸収に続く上部チャンバにおける真空効果による膜１２２の上方への動きによって行われる。言い換えると、モジュールは、アンモニアガスを貯蔵ユニットに貯蔵することによって生成される降圧のポンピング効果の下で容器から来る前駆物質によって分解ユニットを充填するように配置される。

【0096】

タンクは、容器４と下部チャンバ１８との底部開口部１６９を閉止する取り外し可能なキャップ１７０を有する。この開口部は、分解ユニットをタンクから外す必要なく、タンクの外側からの分解ユニットの酵素支持部１６への直接的なアクセスを付与する。このように、酵素の非活性化が生じる場合に、この装置は触媒の変化を可能にし、このことは使用された酵素の除去と新鮮な酵素の導入を意味する。例えば、カバーは容器の首部にねじ止めされるか、又はその他の手段によって容器に固定される。

【0097】

酵素支持部１６は、分解ユニットの閉止されたレセプタクル中に収容され、このレセプタクルは、下部チャンバの内側のアンモニア前駆物質と酵素との間の連通を可能にする２つの圧力逆止弁７２を有する。これら弁のそれぞれは、一方の側で下部チャンバと連通し、他方の側で酵素と連通しており、それによって溶液が、酵素に接触するために弁を通過する。弁それぞれは、ボールとバネとを有する。これら弁は、カバーの取り外しが対応するバルブの対応する側での圧力を減少させるように配置されている。

【0098】

したがって、酵素支持部の除去の間、酵素支持部の下部チャンバとの流体連通は、逆止弁を通じて閉止される。底部キャップ１７０はねじを緩められて固定された酵素支持部へのアクセスを得、酵素支持部は取り外され、交換される。底部キャップはさらにきつくねじ止めされ、タンクの中への酵素支持部の挿入は、逆止弁の開口部を生じさせる。

【0099】

したがって、このタンクは以下の機能を達成する。
−酵素の貯蔵（好ましくは固定化されている）
−酵素の熱活性化
−酵素の活性化の制御
−非活性化された酵素の除去
−新しい酵素の導入
−酵素に接触しているＡｄｂｌｕｅ尿素溶液の更新
−アンモニアガスの分離
−アンモニア吸着
−アンモニア移転
−アンモニア脱着
−吸着ユニット中におけるアンモニア計量
−アンモニアの吸着／移転の制御
−アンモニアガスを脱ガスされた溶液の除去

【0100】

タンク１０２は、ＳＣＲ又は自動車の内燃機関の排気ガスを浄化するための選択的接触還元方法において使用される。この方法は、少なくとも１つの固体吸収マトリックスからアンモニアガスを放出するステップと、排気ガス中の放出されたアンモニアガスを計量するステップと、を備える。また、この方法は、
−分解ユニット１０において、アンモニア前駆物質を分解することによってアンモニアガスを生成するステップと、
−生成したアンモニアガスをタンクの中に収容されたマトリックスへ移動させるステップと、
を備えるマトリックスを再生する段階をも備える。

【0101】

この段階は、タンクの内側のモジュールによって達成される。

【0102】

以下の例においては、再度説明される及び／又は再度図示されることのない部品は、実施例１の部品と同様である。

【実施例2】

【0103】

この実施例は図２Ａ及び２Ｂに図示されており、図２Ｂは図２Ａの一部分を示している。この実施形態は実施例１と同様であるが、透過性を有する膜は、堅固な壁２２２によって置き換えられており、この壁はアンモニアガスに対して透過性を有しない。チャンバ１８及び２０は、この壁を通じて互いに流体連通することはない。壁２２２は剛体で平坦であり、その平面に対して垂直な方向に滑動するように取り付けられている。分解ユニット２０８は、壁２２２の中央部に取り付けられた一端と、上部チャンバ２０の頂部壁に取り付けられた一端と、を有するばね２１７を備える。

【0104】

壁２２２は、この壁に堅固に固定され、壁とともに滑動するアーム２１３を担持する。

【0105】

図２Ｂに示されるように、モジュール２０６はチャネル２１１を備え、このチャネル２１１は入り口２７４を通じて下部チャンバ１８と流体連通することができる。このチャネルは、乾燥チャンバ３２及び貯蔵ユニット１０と流体連通する。また、このチャネルは、図２Ａに示されるように上部チャンバ２０と連通する部分２７３を有する。

【0106】

ゲート２７５は、チャンバに対して、かつチャネル２１１に対してアーム２１３と同じ方向に滑動するように取り付けられている。ゲート２７５は開口部２７７を有し、この開口部は、チャンバ１８からチャネル２１１までの流体連通を可能にするように入り口２７４と連通した状態で延在するか、又はゲートが入口を閉止するように、入口２７４から離れて延在する。ゲートの上端は、アームの凹部２２３に受け取られるフック２２１を有し、それによって、ピストンがゲートを動かして入口２７４を開閉することができる。

【0107】

タンクは次のように作動する。容器から来て下部チャンバ１８に導入される尿素溶液は、加熱器３６を使用した酵素１６の活性化中に分解される。これによってガス圧がこのチャンバ内に生成され、このガス圧が壁２２２によって形成されたプランジャを上方に動かす。この動きの予め決められた段階で、アーム２１３がフック２２１に接触して、ゲートがプランジャとともに持ち上がる。これによって、ゲートの開口部２７７が入口２７４と一致させられて、アンモニアガスがチャンバ１８からチャネル２１１へ、また乾燥チャンバ及び貯蔵ユニットへ流れる。乾燥ステップの後に、アンモニアガスはこのユニットにおいて吸収される。また、アンモニアガスは、部分２７３を介して上部チャンバ２０にも流入する。

【0108】

アンモニアガスがチャンバ１８から逃げるので、プランジャはばねを緩めることによって下方に動き、チャンバ１８内に含まれる溶液はキャパシティ６０へチャネル２６３を通じて押し込まれる。

【0109】

プランジャの移動中に、滑動するゲートは下方に移動し、それによって下部チャンバ１８とチャネル２１１との間の流体連通を遮断する。しかし、フック２２１が凹部２２３中を滑動する余地を有しているので、ゲートの下方への動きはプランジャの下方への動きに遅れて開始し、それによって入口２７４を通じた流体連通はすぐに遮断されるわけではない。

【0110】

次いで、アンモニアがユニット１０で吸収されるので、上部チャンバ２０の中に減圧が生じ、プランジャが上方に移動し、容器から下部チャンバ中への尿素溶液の汲みあげを誘起する。しかし、プランジャは入口を開口するようには滑動しない。その後、タンクは別のサイクルに対して準備ができた状態になる。

【0111】

他の機能に対して、タンクは実施例１と同様に作動し、方法は同様に実行される。

【実施例3】

【0112】

この実施例においては、分解ユニット３０８のチャンバ１８、２０の両方が、アンモニア前駆物質を受け取り、それをチャンバ内でコンポーネント１６に接触させるように配置されている。また、両チャンバは、アンモニアガスをチャンバから貯蔵ユニット（図示されていない）へ移送するように配置されている。より正確には、チャンバそれぞれは、アンモニア前駆物質をアンモニアガスに分解し、それを貯蔵ユニットへ、このガスを他のチャンバを通過させずに移送するように配置されている。チャンバは、透過性を有しない移動可能な壁３２２の両側に延在している。

【0113】

この実施例では、分解ユニット３０８のみが図示され、説明されており、貯蔵ユニットは上述した実施例の貯蔵ユニットと同様である。図３は、アンモニアを生産し、酵素と接触する溶液を補給するプロセスをより具体的に図示している。

【0114】

分解ユニットは、並んで配置された２つのチャンバ１８、２０を有し、これらチャンバは、滑動可能な平坦な、共通の壁３２２によって離隔されている。壁３２２は、壁３２２の平面に垂直な方向に沿って、ユニットの端部壁から他方の端部壁へ滑動するように取り付けられている。壁３２２は、ばね３１７によってユニットの端部壁に取り付けられている。壁３２２は、この端部の方向へ、又はこの端部から離れる方向に滑動するように取り付けられている。チャンバ（１８、２０）それぞれは、他方のチャンバとは独立して、容器からそのチャンバだけに尿素溶液が流れるのを可能にする圧力弁（３４１０、３４１０’）を有するパイプ（３３、３３’）を介して、容器４中の溶液と流体連通している。

【0115】

チャンバ（１８、２０）それぞれは、チャンバの内側の液体に接触することができる、それぞれの量の酵素を含有する。例えば、酵素支持部（１６、１６’）が壁３２２に取り付けられ、この壁を貫通する独特な酵素本体を形成することができる。このように、壁の両側には酵素部分が取り付けられている。また、チャンバそれぞれは、図示されない加熱器を備える。

【0116】

チャンバそれぞれは、液体のチャンバからの流出のみを可能にするための、チャンバの底部に配置された圧力弁（３６２、３６２’）を有する出口を備える。

【0117】

また、チャンバそれぞれは、乾燥チャンバ及び貯蔵ユニットに行くチャネル３１１に連通する出口を有する。この出口は、プッシャ（２００１、２００１’）を有する弁（３７４、３７４’）によって閉止されており、プッシャは、プッシャが、対応する端部壁に近づく移動可能な壁によって変位されるときに、弁を開にする。

【0118】

タンクは以下のように作動する。左側のチャンバ１８が容器からの尿素溶液で充填されており、アンモニアが必要とされている場合には、酵素１６は加熱器によって熱活性化され、それによってアンモニアの圧力がこのチャンバの蒸気ドーム中に形成される。これによって、壁３２２が矢印Ａによって示された方向に押され、この壁の一部が、さらに押されている弁３７４のプッシャに接触するようになり、左側のチャンバとチャネル３１１との間の流体連通を可能にする。これによって、アンモニアガスはチャネル３１１を通じて逃げ、乾燥チャンバ及び貯蔵ユニットに到達する。壁の移動中には、右側のチャンバ２０に含まれる液体が出口３６２’を通じて排出される。その後、酵素の熱活性化が停止される。

【0119】

アンモニアの圧力が左側のチャンバ１８で放出されると、壁３２２は、ばね３１７の反発力を使用して矢印Ａとは反対の方向に動き、弁３７４のプッシャ２００１が右側チャンバ２０とチャネル３１１との間の流体連通を遮断する。同時に、右側チャンバは容器からの弁３４１０’を通じた尿素溶液によって充填される。充填レベルは、この弁のフロートによって制限されている。

【0120】

右側チャンバの酵素１６’は次いで熱活性化され、アンモニアが尿素の酵素による分解中に生成されるにつれて、ガスの圧力が対応する蒸気ドームにおいて増加する。壁３２２は矢印Ａとは反対の方向に、プッシャ２００１が弁３７４を開とするまで左に押され、左側チャンバ２０とチャネル３１１との間の流体連通を生成する。こうして、アンモニアガスは右側チャンバ２０から、チャネル３１１へ通過する。壁の移動中に、左側チャンバ１８内の液体は、出口３６２を通じて排出される。

【0121】

酵素の熱活性化は停止される。圧力は右側チャンバにおいて低下し、壁３２２は矢印の方向に移動し、尿素溶液の汲みあげが便３４１０を通じて左側チャンバにおいて再度生じる。

【0122】

それとは別に、タンクおよび方法は、前述の実施例のタンクおよび方法と同様である。

【実施例4】

【0123】

実施例４は、尿素溶液の分解からのアンモニアの生産をモジュールの内側で統合する別の方法を与える。

【0124】

この実施形態において、分解ユニット４０８は容器４の頂部壁と接触している。分解チャンバは、第１の上部チャンバ１８と、壁４２２によって分離された第２の下部チャンバ２０とを有し、壁４２２はユニットの他の壁に対して堅固に固定されている。

【0125】

第１のチャンバ１８は、アンモニア前駆物質をアンモニアガスに分解し、このガスを、第２のチャンバを通過させずに貯蔵ユニットに移送するように配置されている。第２のチャンバ２０は、第１のチャンバから液体溶液を受け取るように配置されている。

【0126】

パイプ３３は上部チャンバ１８の内側から進み、容器４の尿素溶液の中に突入する。チャンバ１８中では、パイプ３３は下方に向かう入口を有し、液体のレベルがチャンバ中で十分である時に出口を閉止するように配置されたフロートを設けられて、液体が容器に戻るように移送されるのを防止している。

【0127】

このチャンバは、タンク４から来る尿素溶液との液体接点に酵素支持部（固定化されたウレアーゼ）１６を含む。タンク４は、タンクの外側から、タンクからモジュールを外す必要なく、上部チャンバの内部への直接的なアクセスを提供する上部開口部４７６を有する。これは、モジュールの頂部を通じた酵素支持部１６の交換を可能にする。

【0128】

図示されていない、チャンバ１８の内側に延在している加熱器が設けられている。

【0129】

チャネル４１１は、このチャンバの内側に延在する入口を有し、弁４７４を設けられている。チャネル４１１は、図示されていない態様で乾燥チャンバ及び貯蔵ユニットに接続されており、乾燥チャンバ及び貯蔵ユニットの両方は実施例１のものと同様である。

【0130】

サイフォン管４７５が、チャンバ１８の底部から上に上がり、底部チャンバ２０内に急激に下がっている。チャンバ２０中のサイフォン管４７の出口には、チャンバ２０から上部チャンバ１８へ戻る液体の流れを防止するフローと４７７が設けられている。

【0131】

ガスチャネル４７８が、チャンバ１８の上部部分からチャンバ２０の上部部分へ延在している。チャンバ１８におけるガスチャネル４７８の入口４７９には、上部チャンバから下部チャンバへのガスのみの流れを許容する弁が設けられている。別のガスチャネル４８０が、下部チャンバ２０のチャネル４７８の出口からチャネル４１１へ延び、弁４７４の下流でチャネル４１１に接続されている。

【0132】

チャンバ２０から溶液を排出するために、管４８２が下部チャンバ２０の底部で開口している。

【0133】

タンクは以下のように作動する。アンモニアガスが酵素１６の熱活性化で生成されて、開位置にある弁４７４を通過してチャネル４１１を通じて吸収ユニットへ流れる。尿素を分解するための時間は、チャンバ１８に最初に導入された尿素溶液の容積を知って決定され、酵素の触媒活性及び分解時間に対応する酵素１６の熱活性化と結合される。

【0134】

この時間が経過すると、熱活性化は停止し、弁４７４は閉止される。

【0135】

アンモニア吸収プロセス中には、減圧の第１のレベルが、チャネル４８０を通じて下部チャンバ２０において設定される。このようにして、チャンバ１８の溶液はサイフォン管４７５を通じてチャンバ２０内に下降する。サイフォン管のフロート４７７は、すべての液体が底部チャンバ内に移送されたときに管４７５の端部を閉止する。この溶液は、実施例１のうちの１つと同様のアンモニア／水分離ユニット（図示されていない）に接続された出口４８２を通過する。

【0136】

次いで、アンモニア吸収プロセスが吸収ユニットにおいて続いているので、高レベルの減圧がチャネル４８０中に出現し、チャネル４７８の圧力弁４７９を開とし、チャンバ１８において設定される。新鮮な尿素溶液が次いでタンク４から入口３４１１を通じて上部チャンバ１８の中に吸入される。このチャンバにおける溶液のレベルは、この入口のフロートによって制限される。このチャンバは、新しいアンモニア生産サイクルを始める準備が整っている。

【0137】

それとは別に、タンクおよび方法は、以前の実施例のタンクおよび方法と同様である。

【実施例5】

【0138】

ここに説明される特徴を除いて、この実施例のタンク５０２は、図４のタンク４０２に非常に類似している。

【0139】

図５は。実施例５によるモジュールの図を示し、このモジュールは、分解ユニットから貯蔵ユニットへのアンモニアガスの流れを制御するために配置されたブラダー５８４を備える。実際、分解ユニット５０８の上部チャンバ１８は、アンモニアガスに対して不透過性の壁を有する膨張可能なパウチによって形成されたブラダー５８４を備える。ブラダーの内部は、上部チャンバ１８の内側に配置され、それ自身の図示されていない加熱手段を設けられた補助アンモニア貯蔵ユニットだけに連通する。したがって、アンモニアガスは、このユニットによってブラダーを膨張させることによって生産することができるか、又はこのユニットのマトリックスに吸収されるべきブラダーから産出することができる。さらに、ブラダーは、チャンバ１８内に配置された、チャネル５１１の入り口部分の内側に挿入された閉止延在部５８８を有し、この閉止延在部５８８は、乾燥チャンバ及び主貯蔵ユニット（図示されない）と連通している。ここで、分解ユニット５０８と、主貯蔵ユニットとの間の唯一の連通は、この入り口部分を通じてである。

【0140】

タンクは以下のように作動する。アンモニアの生産は、酵素（固定化されたウレアーゼ）１６が熱活性化されてタンク４から来た尿素溶液を分解するときに開始する。酵素の活性化中には、パウチ５８４は完全には加圧されておらず、したがってチャネル５１１は延在部５８８によってブロックされておらず、チャンバ１８と、固体マトリックス（図には示されていない）中のアンモニア貯蔵のための吸収ユニットと、の間のガス連通を提供する。

【0141】

溶液の分解が終了すると、補助アンモニア貯蔵ユニット５８６の加熱が制御されて、アンモニアがブラダーの内側で放出され、よってブラダーが加圧される。このことによって、延在部５８８が膨張し、それによってチャネル５１１のブロックが生じる。チャンバ１８と貯蔵ユニットとの間の連通は、したがって遮断される。

【0142】

ブラダーの容積がチャンバ１８中で増加するので、溶液はサイフォン管５７５７を通じてチャンバ２０に移送され、フロート５７７が、移送が完了いたときに管の端部を閉止する。

【0143】

その後、相補的なアンモニア貯蔵ユニットの加熱が停止し、ブラダーのアンモニアガスがユニット５８６の固体マトリックス中に再吸収されるので、ブラダーの減圧が続いて生じる。したがって、低圧状態がチャンバ１８内に出現し、新鮮な尿素溶液がタンクから入口３４１１を通じて吸引される。チャンバ１８内の充填レベルは、この入口のフロートによって制御される。

【0144】

それとは別に、タンクおよび方法は、以前の実施例のタンクおよび方法と同様である。

【0145】

勿論、多くの変形を本発明の技術的範囲から離れることなく本発明に行うことができる。

【0146】

アンモニア前駆物質の分解は、酵素無しで、熱の効果のみを使用して行うことができる。

【0147】

容器のアンモニア前駆物質をアンモニアガスに分解し、それを貯蔵するためのシステムは、少なくとも部分的に容器の外側で、容器の壁上に配置することができる。このシステムは、容器の外側に一体として配置することができる。

【符号の説明】

【0148】

４ 容器
９ 蓋部
１０ 貯蔵ユニット
１２ 頂部開口部
１８ 下部チャンバ
２０ 上部チャンバ
３２ 乾燥チャンバ
３４ 入り口
３６ 加熱手段
４２、４４ 分岐部
４６、４８、５０、５２ セル
５４、５８ 加熱器
６０ キャパシティ
６２ 熱交換機
６４ 冷却ユニット
１０２ タンク
１０６ モジュール
１０８ 分解ユニット
１１１ 開口部
１２２ 仕切り壁
１３０ プランジャ
１３１ ばね
１００１ 逆止弁

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】