Brevet FR2141473A1 — publié le 19730126

L'invention se rapporte aux appareils utilisés pour neutraliser des gaz d'échappement et plus particulièrement, pour les moteurs à combustion interne. De plus, l'invention peut être utili sée dans l'industrie chimique. On connaît déjà des appareils pour neutraliser les gaz d'échappement des moteurs à combustion interne, comprenant un corps cylindrique dans l'enceinte duquel se trouve un réacteur catalytique ferme~ sur une tranche, l'enceinte de ce réacteur étant réunie à la tubulure d'admission et l'espace annulaire entre le corps et le réacteur communiquant avec la tubulure d'échappement. Toutefois, dans ces appareils de neutralisation, le flux gazeux n'est pas uniformément distribué dans l'enceinte du réacteur catalytique, ce qui provoque un chargement irrégulier du volume du catalyseur et des surchauffes locales qui mettent hors d'usage les appareils. La détérioration n' a lieu que dans la deuxième partie du réacteur catalytique dans le sens de l'écoulement du flux, car les cylindres perforés des réacteurs catalytiques se détériorent sous l'action de la haute température des gaz d'échappement et de la corrosion gazeuse. Le but de l'invention est éliminer ces inconvénients. L'invention a pour but de résoudre le problème consistant à mettre au point un appareil de neutralisation des gaz dont le délai de service serait prolongé jusqu'à l'utilisation intégrale du volume du catalyseur et a éliminer des surbhauffes locales. Ce problème est résolu de la manière suivante : dans l'appareil de neutralisation des gaz d'échappement, qui comprend un corps cylindrique dans l'enceinte duquel se trouve un réacteur catalytique fermé sur une extrémité, l'enceinte de ce réacteur étant réunie à la tubulure d'admission et l'espace annulaire entre le corps et le réacteur communiquant avec la tubulure d'échappement, conformément à l'invention, les tubulures d'admission et d'échappement sont disposées sur une des faces du corps, l'extrémité ouverte du réacteur étant recouverte par un anneau étranglant le flux gazeux arrivant dans l'espace annulaire à travers le réacteur catalytique. De préférence l'espace annulaire est étranglé au moyen de l'anneau sur au moins un quart de sa section de passage. Toutefois l'anneau peut être réalisé perforé. Un tel mode de réalisation de l'appareil de neutralisation assure une utilisation intégrale du réacteur catalytique et prévient toute surchauffe locale ce qui augmente considérablement le délai de service de l ap- pareil du fait que la disposition des tubulures d'admission et d'échappement sur une des faces du corps produit des flux dirigés en sens contraire des gaz d'admission et d'échappement, ce qui, à son tour, assure une distribution uniforme des flux gazeux sur toute la longueur du réacteur, l'anneau étranglant alors le flux gazeux et égalisant sa pression et sa température. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel la Fig. 1 est un schéma de principe de l'appareil de neutralisation des gaz d'échappement, suivant l'invention, en coupe longitudinale la Fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la Fig. 1 ; la Fig. 3 est une vue en coupe transversale de l'appareil de neutralisation avec un anneau limiteur, suivant un autre mode de réalisation de l'invention. L'appareil de neutralisation des gaz d'échappement suivant l'invention pour moteur à combustion interne comprend un corps cylindrique 1 (Fig. 1) comportant des tubulures d'admission 2 et d'échappement 3. L'enceinte du corps 1 renferme un réacteur catalytique 4 dont une extrémité est fermée par une paroi 5. Le réacteur catalytique 4 se compose de deux cylindres concentriques perforés.6 entre lesquels se trouve un catalyseur granulé 7. L'enceinte du réacteur catalytique 4 est réunie à la tubulure d'admission 2, l'enceinte annulaire 8 entre le corps 1 et le réacteur 4 communiquant avec la tubulure d'échappement 3.Les tubulures d'admission 2 et d'échappement 3 sont disposées sur l'une des extrémités du corps 1. ne telle disposition des tubulures produit des flux dirigés en sens contraire des gaz d'admission et d'échappement, assurant une distribution uniforme des flux gazeux d'admission sur toute la longueur du réacteur, ce qui, à son tour, exclut toute surchauffe locale des cylindres perforés 6 du réacteur 4. Le sens d'écoulement des flux gazeux est indiqué par des flèches à la Fig. 1. L'autre extrémité du réacteur 4 est recouverte par un anneau 9 étranglant le flux gazeux admis dans l'espace annulaire 8 à travers le réacteur catalytique 4 et égalisant sa pression et sa température, ce qui assure une utilisation plus complète du volume du catalyseur. L'anneau 9 peut alors être perforé comme indiqué à la Fig. 3 ou plein, comme représenté à la Fig. 2. Dans ce dernier cas, l'anneau 9 doit recouvrir l'espace annulaire 8 sur au moins un quart de sa section transversale. Il peut être prévu plusieurs anneaux, leur nombre dépendant essentiellement du rapport entre la longueur du réacteur catalytique et sa section transversale. La tubulure d'admission 2 est munie d'un injecteur 10 pour l'admission de l'air atmosphérique nécessaire à l'oxydation des produits de la combustion incomplète, contenus dans les gaz d'échappement du moteur. Le réacteur 4 peut être équipé d'un dispositif pour permettre de faire l'appoint en catalyseur, réalisé sous la forme d'un segment plein II sur la surface extérieure perforée du cylindre 6. L'appreil de neutralisation proposé fonctionne de la manière suivante. Par le tuyau d'échappement 12 (Fig. 1), les gaz d'échappement arrivent dans la tubulure d'admission 2. Les gaz sont mélangés à de l'air atmosphérique dans la chambre de mélange de l'injecteur 10. Par la tubulure d'admission 2, les gaz passent avec l'air dans l'enceinte du réacteur 4, et, changeant de direction dans le sens radial, traversent la couche de catalyseur 7. Les produits de la combustion incomplète, dans les gaz d'échappement, s'oxydent dans la couche de catalyseur 7, ce qui a pour résultat de neutraliser les gaz d'échappement. En passant dans la couche de catalyseur 7, les gaz passent dans l'espace annulaire 8 entre le réacteur 4 et le corps 1 et s'écoulent vers la tubulure d'échappement 3 dans le sens contraire au flux gazeux à l'intérieur du réacteur 4. L'anneau 9 étant placé entre le corps 1 et le réacteur 4, le flux gazeux est uniformément distribué sur toute la longueur du réacteur 4 par suite de l'égalisation de la pression sur sa surface intérieure, Ce qui assure une utilisation complète du volume du réacteur 4 et prévient les surchauffes locales et la corrosion de ses éléments par les gaz. REVENDICATIONS 1 - Appareil pour la neutralisation de gaz d'échappement comprenant un corps cylindrique dans l'enceinte duquel est disposé un réacteur catalytique fermé sur une extrémité, l'enceinte de ce réacteur étant réunie à la tubulure d'admission et un espaze annulaire éntre le corps et le réacteur communiquant avec la tubulure d'échappement, caractérisé en ce que les tubulures d'admission (2) et d'échappement (3) sont disposées sur l'une des faces du corps (1), le réacteur (4) étant recouvert à son extrémité ouverte par un anneau (9) étranglant le flux gazeux arrivant dans l'espace annulaire à travers le réacteur catalytique. 2 - Appareil de neutralisation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'espace annulaire est recouvert par l'anneau (9) sur un quart de sa section de passage. 3 - Appareil de neutralisation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau (9) est perforé.