Brevet FR2136872A1 — publié le 19721229

La présente invention, due à la collaboration de fiSr. CLaude HENAULTse rapporte à un dispositif régulateur de température de réacteur catalytique de purification de gaz d'e'chap- pement pour moteurs à combustion interne. On sait que de tels réacteurs ne fonctionnent qu'à partir d'une certaine températures la température d'amorçage de réaction catalytique, et ne doivent pas dépasser une température limite, au-delà de laquelle le catalyseur serait détruit. Or aux régimes élevés 1'augmentation de bempérature des gaz d'échappement, d'une part, et l'augmentation de température due à la combustion catalytique elle-même peuvent entraîner des dépassements de cette température maximum. On à tenté de remédier à ces inconvénients en injectant de l'air de refroidisuement en amont du réacteur catalytique dans le flux de gaz d'échappement. On connais également un dispositif où les gaz d'échap- pement sont drivés automatiquement à travers un échangeur de chaleur en amont du réacteur pour y titre refroidis, lorsque la température critique est atteinte. Ces solutions ont l'inconvénient d'être coûteuses et de fonctionnement aléatoire dans le temps, les organes mécaniques de réglage de débit supportant mal l'atmosphère des gaz d'échappement. De mimez l'injection d'air de refroidissement tend à créer des contre-pressions préjudiciables au bon fontionnement du moteur et des chocs thermiques dans le réacteur propres à accéléwer sa destruction.De plus, un tel procédé où le mélange contient un excès d'oxygène, estincompatible avec les réacteurs assurant la réduction des oxydes d'azote0 L'objet de la présente invention est un dispositif de régulation de la température d'un réacteur à action catalytique pour le traitement anti-pollution des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne caractérisé en ce que le réacteur est parcouru, sur sa surface externe, par un flux d'air de refroidiqsement de débit sensiblement proportionnel à l'augmentation de température dudit réacteur, ce flux étant interrompu lorsque la température de réacteur est en dessous de la température néceFsitant un refroidissement et des moyens sensibles à la température du réacteur assurant le contrôle du débit d'air de refroidissement. La gaine de circulation de l'air de refroidissement lorsque le flux est interrompu agit alors comme une gaine isolante limitant le refroidissement par convection du réacteur, donc favorisant sa mohtée en température, notamment aux départs à froid. Dans un autre objet de l'invention, le flux d'air de refroidissement est produit par le ventilateur du moteur, propulsant l'air aspiré à travers le radiateur dans une gaine de circulation entourant le réacteur catalytique, des moyens de contrôle du débit d'air de refroidissement asservis à la température du réacteur sont placés dans une gaine de circulation, ex mont du réacteur. On utilisera avantageusement à cet effet la propre dilatation du réacteur pour commander, par une tringlerie appropriée, la position d'ouverture d'un volet dans la gaine d'arrivée d'air de refroidissement la position de fermeture de ce volet ouvrant une ouverture dans la gaine par où l'air provenant du radiateur est projeté dans l'atmosphère ambiante. Le réacteur est relié rigidement par son extrémité amont au volet articulé et solidaire de la gaine de refroidissement par son extrémité aval, tout en restant libre en translation le long de son axe sur toute Sa longueur.Ses différences de longueur à froid et en fonction nement pouvant atteindre plusieurs millimètres, sont suffisantes pour assurer par une tringlerie rigide correspondante, par exemple du type à excentrique, un angle d'ouverture du volet proportionnel à cette dilatation. En plus de son extrême simplicité et da se robutesse, ce dispositif possède l'avantage d'étire pratiquement indéréglable, la partie mécanique se trouve dans l'atmosphère ambiante du compartiment moteur, et non, comme dans les systèmes connus, dans le flux de gaz d'échappement. Les différences de température de l'air de refroidissement sont corrigées automatiquement, du fait que celui-ci agit également sur la tôle du réacteur et sur celle de la gaine de refroidissement,annulant ainsi leurs variations de longueur d1 ordre atmosphérique. Un exemple de réalisation d'un dispositif selon l'inven- tion apparattra dans la description ci-dessous et le dessin annexé, dont la figure unique représente schématiquement en coupe le dispositif de refroidissement d'un réacteur cataxytique 1 relié à un conduit d'échappement 2 d'un moteur 3. Devant le moteur est disposé d'une façon classique un radiateur 4 et son ventilateur 5, entouré d'une gaine 6 recueillant flair aspiré par ledit ventilateur à tiers le radiateur et projetant cet air par un conduit 7 dans une gaine de refroi dissement 8 entourant le réacteur catalytiquel. Un volet 9, commandé par une tringlerie 10 reliée au réacteur 1 règle de débit d'air de refroidissement à l'entrée de la gatne 8, l'excès d'air débité par le radiateur 5 s'chap- pe à l'atmosphère directement par ltouverturo 11. Des ailettes, non représentées peuvent être prévues à la périphérie du réacteur 1 pour en augmenter la surface d2échan- ge. Le réacteur 1 est rendu solidaire de la gaine 8 par des nervures 12 à son extrémité aval alors que son extrémité amont coulisse librement dans un guidage 13 solidaire de la gaine 8. a fonctionnement, au départ à froid* le volet 9 sera en position fermée.Tout l'air de refroidissement acheminé par la gatne 7 sera rejeté à l'atmosphere par l'ouverture 11. L'absence de circulation d'air dans la gaine 8 procurera un isolement relatif supplémentaire au réacteur t, qui montera d'autant plus rapidement en température de régime. sôn échauffement provoquera une dilatation de sa structure qui sera entièrement transmise vers 11 avant par le guidage 13 à la tringlerie 10, à partir de sa fixation rigide arrière 12. Cette dilatation provoquera progressivement l'ouverture du volet 9 et wie circulation d'air de refroidissement s'établira dans la gaine 8. A plein régime, l' ouverture 11 sera à son tour fermée par le volet 9, le réacteur 1 ayant atteint sa dilatation maximum de fonctionnement. A l'air pulsé par le ventilateur s'ajoutera l'air absorbé par la vitesse du moteur, augmentant proportionnellement la pression et le débit d'air de refroidissement et empechant le réacteur 1 d'atteindre une tempéra ture critique en assurant ltévacuation de son débit calorifi quqiupplémentaire. Un tel dispositif de régulation sera particulièrement efficace avec des réacteurs catalytiques à éléments métalliques à faible inertie calorifique. Un échangeur de chaleur air/gaz dléchappement pourra également être monté dans la gaine de refroidissement en amont du réacteur catalytique afin de limiter la température maximum des gaz d'échappement avant leur entrée dans le réacteur catalytique. REVENDICATIONS 1. dispositif de régula ion de température d'un réacteur catalytique de dépollution de gaz d'échappement pour moteurs à combustion interne caractérisé par le refroidissement par surfaces d'échange dudit réacteur par un flux d'air de débit sensiblement proportionnel à l'augmentation de température du réacteur ce flux d'air étant interrompu lorsque la température du réacteur tombe en dessous d'un certain niveau, des moyens sensibles à la température du réacteur commandant le réglage du débit d'air de refroidissement. 2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le flux d'air de refroidissement est produit par le ventilateur du moteur propulsant ltair aspiré à travers le radiateur dans une gaine de circulation enveloppant le réacteur catalytique. 3. Dispositif selon la revendication 2 dans lequel un volet à ouverture réglable sensible à la température du réacteur catalytique et situé à l'entrée de la gaine de circulation assure la répartition du débit d'air de refroidissement dans la gaine ou à l'extérieur par une ouverture adjacente à ltentrée de ladite gaine. 4. Dispositif selon la revendication 3 dans lequel le volet à ouverture réglable est commandé par une tringlerie reliée à l'extrémité amont du réacteur catalytique et répondant à la dilatation dudit réacteur. 5. Dispositif selon la revendication 4 dans lequel le réacteur catalytique est relié rigidement à son extrémité aval à la gaine de circulation et dont l'extrémité amont peut coulisser librement dans un support de guidage solidaire de ladite gaine.