Brevet FR2137420A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne un appareil ou convertisseur catalytique destiné à éliminer les substances nocives des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne.. Selon une forme de réalisation de l'invention, une envelop-5 pe externe allongée est fermée à ses extrémités par deux bouchons, terminaux, un conduit d'entrée traversant l'un des bouchons et un conduit de sortie traversant l'autre bouchon. Chacun des conduits est supporté dans l'enveloppe par une plaque ou chicane qui forme avec cette dernière et le bouchon adjacent 10 une chambre d'atténuation acoustique. Une chambre de conversion destinée à contenir une matière catalytique est montée dans l'enveloppe entre les conduits d'entrée et de sortie. Ladite chambre est orientée obliquement danB l'enveloppe et comporte des parois perforées supérieure 15 et inférieure pour laisser passer les gaz d'échappement. Une extrémité de la chambre est assujettie à l'enveloppe et son extrémité opposée glisse sur une console montée dans l'enveloppe de façon que la chambre puisse se dilater et se contracter librement en fonction des variations de la température. 20 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ces dessins : 25 la figure 1 est une coupe axiale d'un convertisseur cataly tique selon l'invention ; la figure 2 est une coupe horizontale suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; la figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne 3-3 30 de la figure 1 ; et la figure 4 est une coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la figure 1. Comme on le voit sur les dessins, le convertisseur est logé dans une enveloppe allongée ayant des parois latérales in-35 terne et externe 10 et 12 séparées l'une de l'autre par une couche de calorifuge 15. Pour améliorer la résistance mécanique et réduire l'encombrement, les parois latérales 10 et 12 sont 71 40311 2 2137420 sous forme curviligne fermée concentrique, une forme elliptique étant représentée sur les dessins. Les extrémités des parois latérales 10 et 12 de l'enveloppe se touchent et sont relices par des joints roulés communs 18 à deux bouchons terminaux 20 5 qui ferment les extrémités opposées de l'enveloppe. Deux plaques ou chicanes 22 sont montées dans l'enveloppe légèrement vers l'intérieur par rapport aux bouchons 20. Chacune des chicanes présente une ouverture bridée 24 qui est alignée axialement avec une ouverture bridée 26 ménagée dans chacun des 10 bouchons 20. Les ouvertures alignées 24 et 26 supportent un conduit d'entrée 28 à une extrémité du convertisseur et les ouvertures alignées 24 et 26 supportent un conduit de sortie 30 à l'autre extrémité du convertisseur. Chacune des chicanes 22 présente plusieurs ouvertures 31 protégées par des volets. 15 Les conduits d'entrée et de sortie 28 et 30 dépassent les chicanes 22 vers l'intérieur, de sorte que les espaces formés entre les chicanes et leurs bouchons adjacents 20 forment deux chambres 32 d'atténuation acoustique aux extrémités opposées du convertisseur. Lesdites chambres sont reliées acoustiquement 20 au courant gazeux par les ouvertures 31 des chicanes ou tout autre élément formant une ouverture de résonateur d'un type commode. Une chambre de conversion 33 est montée dans le convertisseur à distance des chicanes 22. La chambre de conversion est 25 destinée à contenir une matière catalytique pour éliminer les substances nocives du courant des gaz d'échappement qui traverse le convertisseur du conduit d'entrée 28 au conduit de sortie 30. Comme représenté, la chambre 33 est délimitée par une 30 paroi supérieure allongée 37 et une paroi inférieure 38 reliées entre elles par deux parois latérales pleines 39. Chacune des parois supérieure et inférieure présente des rangées^longitudinales de fentes ou ouvertures 40 protégées par des volets qui permettent aux gaz de traverser la chambre. L'extrémité 35 avant de la chambre, c'est-à-dire l'extrémité voisine de l'entrée 28,est fermée par une plaque terminale 42 comprenant une paroi terminale pleine 44 en travers de la chambre et solidaire COPY 71 40311 3 2137420 d'une bride périphérique 45 orientée vers l'avant. L'extrémité opposée de la chambre est fermée par une plaque terminale 46 comportant une paroi terminale pleine 47 solidaire d'une bride périphérique 48 orientée vers l'arrière. Une entretoise percée 5 49 est également disposée commodément en travers de la chambre pour la rendre plus rigide et l'empêcher de se déformer. La chambre 33 est orientée obliquement dans le convertisseur entre les chicanes 22,et les parois supérieure et inférieure ~l~t i extrémité 37 et 38 sont avantageusement de formes opposées congruentes./ 10 de la paroi supérieure voisine de la sortie 30 a une section droite curviligne correspondant à la courbure de la partie supérieure de la paroi latérale 10 de l'enveloppe, section droite curviligne qui s'aplatit progressivement vers l'extrémité voisine du conduit d'entrée 28 pour s'étendre finalement dans un 15 seul plan. Réciproquement, l'extrémité de la paroi inférieure voisine de l'entrée 28 présente une section droite curviligne et s'aplatit progressivement à son extrémité voisine de la sortie 30 pour être finalement dans un seul plan. En plaçant la chambre obliquement dans le convertisseur, cette forme cp-20 posée des parois supérieure et inférieure de la chambre donne à cette dernière une entrée et une sortie respectivement qui garantissent une répartition uniforme des gaz dans la chambre, de manière à éliminer la plus grande quantité possible des substances nocives des gaz. 25 L'extrémité avant de la chambre 33 est assujettie au convertisseur par la plaque terminale 42. Dans ce but, la bride 45 fait saillie le long des côtés et du fond de la chambre au-delà du bord avant de cette dernière et est cintrée latéralement vers l'extérieur et vers l'avant, comme indiqué en 30 50, le long de côtés et vers le bas et l'avant le long du fond de la chê.mbre. Les prolongements de la bride cintrée vers l'extérieur et vers l'avant sont plies pour --.-.toucher les parties adjacentes de la paroi latérale 10 de 1 ' enveloà lamelle ils cont assujettis. Ainsi, comme on 35 le voit sur la figure 2, les prolongements 50 empêchent que le gaz s'écoule le long des côtés de la chambre. L'c::tr;'r.:it'.' arrière de la chambre 33 voisine de la sortie 30 est reliée su convertisseur de manière à pouvoir coulisser • COPY 71 40311 4 1 2137420 pour lui permettre de se dilater et de se contracter par rapport à l'enveloppe du convertisseur. La chambre est reliée à l'enveloppe du convertisseur par une console 55 ayant une paroi terminale 56 solidaire d'une bride périphérique 57 orientée vers 5 l'arrière ayant une forme correspondant à la forme de section droite de l'extrémité arrière de la chambre 33. La bride 57 est légèrement espacée vers l'intérieur des parties adjacentes de la paroi latérale 10 de l'enveloppe, mais elle comporte un collier 60 décalé vers l'extérieur le long de ses prolongements 10 supérieur et latéraux voisins du bord arrière, qui est en contact avec les parties adjacentes de la paroi latérale 10 de l'enveloppe et assujetti à ces dernières. La bride 48 de la plaque terminale 46 fait saillie vers l'arrière à partir de la chambre 33 et est cintrée vers le haut et vers l'arrière, comme indiqué 15 en 62 le long de la partie supérieure du convertisseur et latéralement vers l'extérieur et vers l'arrière, comme indiqué en 63, le long des côtés de la chambre. Les prolongements décalés supérieur et latéraux 62 et 63 de la bride 46, ainsi que son prolongement inférieur, peuvent coulisser sur la bride 57 20 de la console de manière à suspendre l'extrémité arrière de la chambre 33 en lui permettant de glisser sur la console 55. La chambre 33 est supportée par la console 55, et la paroi 47 de la plaque terminale est espacée de la paroi 56 de la console. Afin de réduire les fuites de gaz autour de l'ajus-25 tage glissant entre la console 55 et la plaque terminale 46, l'espace compris entre les parois terminales 47 et 56 est rempli d'un calorifuge compressible 65. Commodément, on peut également placer un calorifuge 66 dans les espaces compris entre les parois latérales 39 de la chambre et les parties 30 adjacentes de la paroi latérale 10 de l'enveloppe. Dans la forme de réalisation représentée sur les dessins, la chambre 33 est aussi supportée d'une manière coulissante sur plusieurs entretoises longitudinales de forme triangulaire 68 latéralement espacées, interposées entre la paroi inférieure 35 38 de la chambre et la partie inférieure de la paroi latérale 10 de l'enveloppe. Chacune de ces entretoises comporte deux .parois 70 en Y dont le sommet est en contact glissant avec la COPY 71 40311 5 2137420 paroi inférieure 38 de la chambre entre deux rangées adjacentes des ouvertures 40. Les extrémités inférieures des parois 70 se terminent par des doigts 71 orientés latéralement qui sont assujettis à la paroi latérale 10 de l'enveloppe. A cause de la 5 position oblique de la chambre, la hauteur des parois 70 des entretoises augmente progressivement de leurs extrémités voisines de l'entrée 28 à leurs extrémités adjacentes de la sortie 30. Commodément, plusieurs ouvertures 72 sont ménagées dans les parois 70 des entretoises pour favoriser la répartition uniforme 10 du gaz sortant de la chambre. Comme on le voit sur la figure 3, la rigidité du convertisseur est améliorée en mettant les bords métalliques des parois latérales 39 et les parois supérieure et inférieure 37 et 38 de la chambre sous forme de bourrelets 73 faisant saillie obli-15 quement vers l'extérieur de la chambre. Lesdits bourrelets peuvent coulisser dans des rainures 75 ouvertes vers l'intérieur ménagées dans la paroi latérale de l'enveloppe et couvrant toute sa longueur. Bien qu'on ait représenté l'enveloppe du convertisseur sous 20 forme elliptique, il est naturellement évident qu'elle peut avoir n'importe quelle forme désirée.Il est également bien entendu que les bourrelets et les rainures 73 et 75 peuvent être éventuellement supprimés et que les parois latérales 39 peuvent glisser au contact de l'enveloppe 10. 25 Naturellement, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée et est susceptible de recevoir diverses variantes entrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. OOpy 71 40311 6 2137420 RHVKIIDICATIOITS 1 . Convertisseur catalytique destiné à éliminer les substances nocives d'un courant de gaz d'échappement, convertisseur caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe allongée, des 5 bouchons terminaux fermant les extrémités de l'enveloppe, des conduits d'entrée et de sortie communiquant avec l'intérieur de l'enveloppe au voisinage de ses extrémités opposées, une'chambre de conversion montée dans l'enveloppe et destinée à contenir une matière catalytique pour éliminer les substances nocives 10 des gaz d'échappement, ladite chambre étant disposée obliquement dans ladite enveloppe et présentant deux parois perforées opposées pour laisser passer les gaz dans la chambre du conduit d'entrée au conduit de sortie, un premier organe assujettissant une extrémité de la chambre à l'enveloppe et un second organe ■ 15 reliant d'une manière coulissante l'extrémité opposée de la chambre à l'enveloppe pour lui permettre de se dilater et de se contracter longitudinalement par rapport à cette dernière. 2. Convertisseur catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et second organes font sail- 20 lie vers l'extérieur à partir de la chambre pour venir en contact avec l'enveloppe et empêcher que les gaz passent autour de la chambre. 3. Convertisseur catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite chambre est supportée d'une manière 25 coulissante par plusieurs entretoises montées dans l'enveloppe. 4. Convertisseur catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits d'entrée et de sortie sont supportés par les bouchons terminaux et par deux plaques ou chicanes montées dans l'enveloppe entre la chambre et les 30 bouchons, les chicanes présentant" des ouvertures et délimitant avec les bouchons et l'enveloppe deux chambres d'atténuation, acoustique. 5. Convertisseur catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe comprend des parois interne 35 et externe généralement concentriques espacées l'une de l'autre sur toute leur longueur, une couche de calorifuge étant intercalée entre lesdites parois, et les conduits d'entrée et de COPY 71 40311 7 2137420 sortie étant supportés par les bouchons et les deux chicanes fixées à la paroi interne entre la chambre et les bouchons, les chicanes ayant des ouvertures et délimitant avec les bouchons et la paroi interne deux chambres d'atténuation acoustique. 6. Convertisseur catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second organe comprend une plaque terminale de la chambre supportée de manière coulissante par une console montée dans l'enveloppe. 7. Convertisseur catalytique selon la revendication 6, 0 caractérisé en ce qu'un calorifuge compressible est interposé entre la plaque terminale de la chambre et la console. 8. Convertisseur catalytique selon la revendication 6, caractérisé, en ce que la console comporte une paroi terminale reliée à une bride périphérique espacée vers l'intérieur de 5 l'enveloppe et un collier décalé vers l'extérieur formé sur ladite bride périphérique à son extrémité éloignée de la paroi terminale et assujetti à ladite enveloppe, la plaque terminale de la chambre pouvant glisser sur la bride. 9. Convertisseur catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier organe comprend une première plaque terminale fermant une extrémité de la chambre et présentant une bride faisant saillie vers l'extérieur qui est assujettie à l'enveloppe, et en ce que le second organe comprend une console montée sur l'enveloppe et une seconde plaque terminale fermant l'extrémité opposée de la chambre et ayant une bride orientée vers l'extérieur qui peut glisser sur la console. 10. Convertisseur cataljrtique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite chambre prosente plusieurs bourrelets faisant saillie vers l'extérieur qui glissent dans des rainures longitudinales de l'enveloppe. 11. Convertisseur catalytique destiné à éliminer les substances nocives d'un courant de gaz d1 échappement, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe allongée, des bouchons terminaux fermant les extrémités de 1'enveloppe, des conduits d'entrée et de sortie des gaz communiquant avec l'intérieur de l'enveloppe près de ::os extrémités opposées, une chambre de conversion montée dans l'enveloppe et destinée à contenir une matière COPY 71 40311 8 2137420 catalytique pour éliminer les substances nocives des gaz d'échappement, la chambre étant orientée obliquement dans l'enveloppe et présentant deux parois opposées perforées pour laisser passer les gaz dans la chambre du conduit d'entrée au conduit de 5 sortie, deux plaques terminales pleines fermant les extrémités opposées de la chambre et un organe monté dans l'enveloppe qui relie au moins l'une des plaques terminales à l'enveloppe d'une manière coulissante pour permettre à la chambre de se dilater et de se contracter longitudinalement.