Brevet FR2154678A1 — publié le 19730511

Cette invention se rapporte aux supports de catalyseur capables de résister à l'exposition à des gaz à température élevée pendant des périodes de temps prolongées. Ces supports sont utilisables dans les appareils dits "convertisseurs cataltiques" qui ont été imaginés en vue de leur incorporation aux systèmes d'éclappement des véhicules à moteur en vue de répondre aux normes de réglage de l'émission destinée à réduire la pollution atmosphérique. Certains échangeurs de chaleur à régénératior couramment employés dans les moteurs d'automobiles à turbine 2 gaz pour réduire la consommation de carburant pressentent normalement une structure en nid d'abeilles dans un matériau vitro-céramiaue comme par exemple le silicate de lithium aluminé. Une stracture semblable à nid d'abeilles constituée par ce matériau a té également utilisée comme support de catalyseur dans un convertisseur catalytique en vue de réduire ou d'oxyder les constituants des gaz d' échappement provenant d'un moteur à combustion interne pour répondre aux normes d'émission imposées dans cette technique. Un matériau capable de résister à des teporatures beaucoup plus élevées que le matériau vitro-céramiq-le sus-mentionné a été imaginé dans cette technique en vue de son application aux échangeurs thermiques des véhicules automobiles à turbine à gaz et les recherches qui ont conduit à 'linvention ont permis de constater qutil possède également & s avantages par rapport an silicate de lithium aluminé comme support de catalyseur. Le matériau en que tion qui est du nitrure de silicium (Si3N4) est chimiquement stable avec une vaste gamme de catalyseurs et peut, lorsqu'il subit un frittage par réaction, possdder une porosité très élevée qui le rend mécaniquement approprié comme support de catalyseur. L'invention vise un support de catalyseur perfectionné utilisable dans un convertisseur catalytique en vue d'oxyder ou de réduire les constituants des gaz d'échappement provenant d'un moteur à combustion interne et caractérisé par une structure poreuse en nitrure de silicium qui est revêtue ou imprégnée catalyseur et qui constitue une multiplicité de canaux d' écoule- ment des gaz d'échappement. Le dessin schématique annexé est une vue en perspective (avec un arrachement partiel) d'un support de catalyseur conforme à l'invention utilisable dans un convertisseur catalytique pour l'oxydation ou la réduction des constituants des gaz d'échappement provenant d'un moteur à combustion interne. Le support de catalyseur représenté qui constitue le noyau ou la matrice du convertisseur catalytique sus-mentionné est caractérisé par une structure poreuse 1 en nitrure de silicium revêtu ou imprégné d'un catalyseur et qui constitue une multiplicité de canaux d'écoulement 2 des gaz d'échappement, Ces canaux d'écoulement 2 sont obtenus par des ondulations qui s'étendent transversalement à la longueur d'une feuille ondulée 3 qui, con j oint ement avec une feuille contiguë lisse, c'est-à-dire non ondulée désignée par 4, est ensoulQe en spirale autour d'un noyau cylindrique plein 5 servant de conformateur. L'obtention de la structure i formant matrice en nitrure de silicium est effectuée de manière connue et de préférence par un procédé semblable à celui décrit dans le brevet britannique NO 1.238.551, qui décrit la fabrication analogue d'une matrice en forme de disque constitué par du nitrure de silicium et destinée à un échangeur de chaleur rotatif à régénération. Les dimensions des canaux d'écoulement 2 sont semblables à celles de la matrice ondulée de l'échangeur de chaleur sus-mentionné. Mais le diamètre de l'ensemble 1 approximativement cylindrique est déterminé par le débit d'écoulement des gaz dtéchappement du moteur à combustion interne auquel est adapté le convertisseur catalytique ; il doit être calcul! de telle sorte que la vitesse des gaz parcourant les canaux d'écoulement 2 soit de l'ordre de 4,5 mètres environ par secondez La longueur des canaux d'écoulement 2 est déterminée par le temps qui est nécessaire pour mener à bien la conversion catalytique particulière qui se produit g il est nominalement de l'ordre de 25 mm environ pour chaque réaction requise, Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. REVENDICATIONS 1.- Support de catalyseur utilisable dans un convertisseur catalytique servant à l'oxydation ou à la réduction des constituants des gaz d'échappement provenant d'un moteur à combustion interne, caractérisé par une structure poreuse formée de nitrure de silicium revêtu ou imprégné d'un catalyseur et ménageant une multiplicité de canaux d'écoulement pour les gaz d'échappement. 2.- Support ae catalyseur suivant la revendication 1, carac térisé en ce que les canaux d'écoulement de la structure en nitrure de silicium sont constitués par les ondulations s'étendant transversalement à la longueur d'une feuille ondulée qui, avec une feuille contiguë non ondulée, est enroulée en spirale autour d'un noyau cylindrique plein servant de conformateur.