Brevet FR2135620A1 — publié le 19721222

La présente invention concerne un dispositif de traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne et plus particulièrement mais non exclusivement dsun moteur de véhicule automobile. Tel qutil est proposé par l'invention, un tel dispositif de traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne comprend une enceinte interposée dans la tuyauterie d'é- chappement du moteur et un catalyseur d'au moins une réaction chimique subie par les gaz d'écilappement, ce catalyseur comportant un corps de matériau perméable aux gaz, capable de supporter les températures de ces gaz et logé dans ladite enceinte de manière à entre traversé par ces gaz. Le corps de matériau perméable aux gaz peut avoir une structure alvéolaire. La structure alvéolaire peut être formée par une mousse métallique, par exemple par celle vendue sous la marque commerciale dite RETSWET. Le matériau constitutif du corps perméable aux gaz peut être le catalyseur lui-mdme. Mais le catalyseur peut aussi constituer un revêtement de toute la surface utile d'un matériau perméable aux gaz. Le catalyseur peut en particulier entre électro-déposé sur toute la surface utile du matériau perméable aux gaz. On peut utiliser un certain nombre de catalyseurs différents pour différentes réactions à faire subir par les gaz. Le catalyseur peut entre un métal de transition, un oxyde ou un alliage d'un tel métal de transition. A titre d'exemple le catalyseur peut être constitué par du nickel, un alliage à base de nickel ou du platine. Le corps de matériau pennéable aux gaz peut entre pourvu d'une dérivation commandée par une vanne, ainsi que d'un élément thermosensible permettant d'ouvrir la vanne lorsque la température dudit matériau vient à dépasser un niveau prédéterminé et de fermer la vanne lorsque la température dudit matériau vient au-dessous de ce niveau. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'une forme préférée de réalisation, et à l'examen du dessin annexé dont la figure unique et une vue schématique en coupe d'un dispositif suivant l'invention pour le traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne. Tel qu'il est représenté à la figure, le dispositif comporte une enceinte 10 à travers laquelle passe un conduit 11 à gaz d'échappement. Le tronçon du conduit 11 qui est intérieur à l'enceinte est pourvu de perforations 12 et à ltextrémité de droite (vue sur la figure) de l'enceinte 10, le conduit passe par une vanne 13, dont le mode de fonctionnement sera vu plus loin. Entre la vanne 13 et l'extrémité de gauche (vue sur la figure) de l'en- ceinte 10, le conduit 11 est entouré d'un corps 14 de matériau métallique alvéolaire perméable aux gaz ou d'une mousse métallique telle que celle vendue sous la marque commerciale dite RETIMET. Le pourtour extérieur du corps de mousse métallique est entouré d'une chemise perforée 15 qui contribue à retenir ladite mousse autour du conduit 11. L'une des extrémités frontales du corps de mousse bute contre une paroi frontale de l'enceinte 10 et l'autre extrémité contre une plaque 15a qui ferme ladite chemise jusqu'au conduit 11. Lorsque la vanne 13 est fermée, les gaz d'échappement passent à travers les perforations 12 du conduit Il, puis à travers la mousse et finalement à travers les perforations de la chemise 15. La mousse est revêtue sur toute sa surface utile par électro-déposition de catalyseurs de réduction ou de catalyseurs d'oxydation ou d'une association de catalyseurs des deux sortes.Les catalyseurs utilisés sont des métaux de transition, ou des oxydes ou alliages de ces métaux de transition, par exemple nickel, alliages à base de nickel, platine, etc. Le dispositif peut comporter en outre des éléments (non représentés) permettant d'introduire de l'air secondaire dans l'enceinte ou dans la mousse métallique pour apporter I'oxygène nécessaire du processus dtoxy- dation. La température de la mousse ne doit pas s'élever au-dessus d'un certain niveau ; pour ce faire un capteur thermique 16 est noyé dans la mousse et est connecté par un élément (non représenté) à la vanne 13 pour ouvrir la vanne, lorsque la température vient à monter au-dessus dudit niveau, et pour la fenner lorsque la température tombe au-dessous de ce niveau.En fonctionnement normal, donc lorsque la vanne 13 est fermée, les gaz d'échappement circulant dans le conduit ll passent à travers les perforations 12 pour stengager dans la mousse métallique 14 où ils subissent l'action des catalyseurs, de sorte que les impuretés des gaz sont réduites ou oxydées suivant le cas. Les gaz sortent de la mousse par les perforations de la chemise 15 et regagnent le conduit 11 en passant par les perforations 12a du tronçon de tuyauterie se trouvant sur la droite (vue sur la Figure) de la vanne 13. Si la température vient à monter au-dessus dudit niveau prédéterminé le capteur 16 provoque la mise au travail de l'élément associé, lequel ouvre la vanne 13, pour permettre aux gaz de circuler en ligne droite dans le conduit 11 sans avoir à traverser le corps de mousse.Ceci se poursuit jusqu'à ce que la température de la mousse retombe au-dessous dudit niveau prédéterminé, de sorte que la vanne 13 se referme et que les gaz sont amenés à traverser à nouveau le corps alvéolaire. On observe d'une part que comme le matériau alvéolaire a une très grande surface utile, les catalyseurs ont eux-memes une toute aussi grande surface, d'autre part que la structure du matériau alvéolaire peut entre choisie de façon à assurer aux gaz un contact avec les catalyseurs d'une durée suffisante pour que les impuretés des gaz subissent bien les réactions voulues. Le-rendement des catalyseurs augmente avec leur température. Comme la masse de mousse métallique est relativement faible en comparaison de ce que serait celle d'un corps plein, sa température et par suite celle des catalyseurs augmente rapidement jusqutà la température de fonctionnement normal, en partant de catalyseurs froids. Dans de telles conditions le temps pendant lequel les catalyseurs ont une température inférieure à la normale est relativement court. Ceci est important du fait que la concentration en impuretés des gaz d'échappement d'un moteur est plus grande lorsque le moteur est froid que lorsqu'il a atteint sa température de fonctionnement normal. Dans une autre forme de réalisation la mousse métallique peut entre constituée par un matériau qui est lui-meme un catalyseur de nature à promouvoir au moins une réaction chimique sur les gaz d'échappement. REVENDICATIONS 1 - Disposition de traitement des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, caractérisé par ceci qu'il comprend une enceinte interposée dans la tuyauterie d'échappement du moteur et un catalyseur d'au moins une réaction chimique à subir par les gaz d'échappement, ce catalyseur comportant un corps de matériau perméable aux gaz, capable de supporter les températures de ces gaz et logé dans ladite enceinte de. manière à titre traversé par ces gaz. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par ceci que le corps de matériau perméable aux gaz est de structure alvéolaire. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par ceci que ladite structure alvéolaire est formée par une mousse métallique. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par ceci que ladite mousse métallique est du type vendu sous la marque commerciale dite RETIMET. 5 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par cebi que le matériau constitutif du corps perméable aux gaz est le catalyseur lui-meme. 6 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par ceci que le catalyseur constitue un revêtement sur toute la surface utile du matériau perméable aux gaz. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par ceci que le catalyseur est électro-déposd sur toue la surface utile du matériau perméable aux gaz. 8 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par ceci qu'il utilise un certain nombre de catalyseurs différents pour différentes réactions à faire subir par les gaz. 9 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par ceci que le catalyseur est un métal de transition, ou un oxydez ou un alliage d'un tel métal. 10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par ceci que le catalyseur est du nickel, ou un alliage à base de nickel, ou de platine. 11 - Dispositif selon la revendication 12 caractérisé par ceci que le corps de matériau perméable aux gaz est pourvu d'une dérivation commandée par une vanne, ainsi que d'un élément thermo-sensible permettant d'ouvrir la vanne lorsque la température dudit matériau vient à dépasser un niveau prédéterminé et de fermer la vanne lorsque la température dudit matériau tombe audessous de ce niveau.