Brevet FR2285511A1 — publié le 19760416

La présente invention concerne les dispositifs dits "antipollution" placés sur le trajet des gaz d'échappement des moteurs thermiques, destinés à éliminer totalement ou en partie les polluants solides liquides ou gazeux contenus dans lesdits gaz d'é- échappement. Les dispositifs de ce genre, connus actuellement, peuvent être classés dans deux catégories distinctes. La première de ces catégories concerne les dispositifs dits "réacteurs thermiques" dont le fonctionnement est fondé sur la post-combustion des gaz dans un cylindre muni d'un système de chicanes destiné à aceélé- rer le mélange de ces gaz avec de l'air frais que l'on injecte à l'entrée de l'appareil. le bon fonctionnement d'un tel dispositif requiert des températures de réaction de l'ordre de 100000, ce qui pose des problèmes technologiques au niveau de la tenue des matériaux composant l'ensemble.D'autre part, on est conduit à enrichir très sensiblement le mélange carburé alimentant le moteur, dans le but de créer effectivement les températures requises, ce qui augmente la consommation en carburant du moteur en pure perte.l'autre catégorie concerne les dispositifs dits "pots catalytiques" dans lesquels les gaz traversent un matelas de catalyseur à une température maintenue relativement constante, aux environs de 4000C. Les inconvénients principaux de ces dispositifs sont, tout d'abord, le coût relativement élevé du matériau catalytique, et ensuite le fait que, fonctionnant comme des filtres, ces appareils voient leur efficacité diminuer sous l'influence de leur encrassement progressif par les impuretés solides contenues dans les gaz. Le dispositif suivant l'invention, permet d'éviter Ces inconvénients. Dans celui-ci en effet, la température de fonctionnement n'est que de 7000C environ, et peut être atteinte sans augmentation importante de la richesse du mélange carburé à l'admission du moteur. D'autre par+, l'appareil suivant l'invention, étant auto-nettoyant, ne peut pas être sujet à l'encrassement par les impuretés solides qui sont détruites en son sein. Le dispositif, objet de l'invention, comporte un corps creux en acier inoxydable réfractaire, communiquant d'un côté avec les tuyauteries d'échappement du moteur, et de l'autre avec l'atmosphère par l'intermédiaire d'un dispositif silencieux secondaire de réalisation classique. Ce corps renferme un moyen filtrant composé d'un matelas de fibres réfractaires d'alumine ou de zircone; la densité de ce matelas, ainsi que sa surface frontale et son épaisseur, sont déterminées expérimentalement pour chaque type de moteur dans le but d'obtenir une efficacité de filtration suffisante sans offrir une résistance trop élevée au passage des gaz. Ce matelas est disposé de telle manière qu'il soit traversé par la totalité des gaz issus des orifices d'échappement du moteur thermique considéré.Selon une autre réalisation de l'invention, le moyen filtrant est constitué par un papier de fibres de zircone ou d'alumine, plissé de manière à offrir au passage du courant gazeux, une surface aussi grande que possible. L'ensemble constitué par le corps creux et les conduits reliant celui-ci aux orifices d'échappement du moteur, est muni d'un calorifugeage permettant de maintenir à l'intérieur du corps, une température aussi proche que possible de 7000C. En amont du moyen filtrant décrit ci-dessus, un ajutage calibré injecte dans le corps de l'air frais prélevé dans l'atmosphère environnante et mis en pression par une pompe pneumatique. Selon une réalisation de l'invention, cette pompe est du type "à palettes". Selon une autre réalisation de l'invention, cette pompe est du type "Roots". Cette pompe est animée par un moyen moteur constitué, selon une des réalisations de l'invention, par un moteur électrique. Selon une autre réalistion de I'invention, ce moyen moteur est constitué par une transmission mécanique prélevant un des mouvements rotatifs disponibles sur le moteur ou sur ses accessoires. A titre d'exemple, on peut utiliser la rotation de la dynamo ou de l'alternateur (sur un moteur d'automobile) que l'on transmet à la pompe à air par un je de poulines et de courroies. 'air frais ainsi injecté est destiné à apporter la quantité d'oxygène nécessaire à la réaction d'oxydation que l'on crée à l'intérieur du corps creux décrit ci-dessus. Les imbrûlés solides ou liquides Issus du moteur sont captés à la surface des fibres constituant le on filtrant, puis détruits par la réaction d'oxydation, ou combustion, dclece par la conugaison de la température élevée et de l'oxygène apporté p e moyen décrit ci-dessus. ;e débit d'air injecté doit être déterminé expérimen talement pou chaque type de moteur. tn autre effet du dispositif, objet de l'invention, consiste en la transformation d monoxyde de carbone CC en gaz carbonique 2 moins toxique, par oxydation à température modérée. Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention. Tel qu'il est représenté, le dispositif comporte un corps creux (1) relié au moteur thermique (2) par les tuyauteries d'échappement (3) de celui-ci. Le corps (1) et les tuyauteries d'échappement (3), sont enveloppés par le matériau calorifuge (4). A llin- térieur du corps (1), le moyen filtrant (5) est disposé sur le trajet des gaz. La pompe à air (6), entraînée par le moteur électrique (7), est reliée, côté aspiration, à l'atmosphère par la tubulure (8), et côté refoulement, à l'intérieur du corps (1) par la tubulure (9). Cette tubulure (9) communique avec l'intérieur du corps (1), en amont du moyen filtrant (5), par l'ajutage (10). En aval du moyen filtrant (5), le corps (1) communique avec l'at- mosphère par l'intermédiaire de la tuyauterie (11) et du dispositif silencieux secondaire (12). Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé dans tous les cas où il est nécessaire d'épurer les gaz d'échappement des moteurs thermiques, dans le but de réduire la contribution de ces moteurs à la pollution atmosphérique. En particulier, ce dispositif est très adapté aux moteurs de véhicules automobiles fonctionnant à l'essènce, ou suivant le cycle Diesel: dans ces deux cas, il contribue à réduire de façon sensible les imbrûlés solides, liquides, ou gazeux présents à l'échappement de ces moteurs en quantitésplus ou moins grandes. En outre dans ce secteur d'applications, l'appareil joue un rôle efficace de réduction des quantités de monoxyde de carbone émises pari ces mêmes moteurs. REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant de réduire les teneurs d'imbrûlées so- lides, liquides, ou gazeux, et de monoxyde de carbone pré sents dans les gaz d'échappement des moteurs thermiques, caractérisé par le fait qu'il comporte un moyen permettant d'injecter de l'air frais en amont d'un moyen filtrant con tenu dans un corps creux calorifugé placé sur le trajet des gaz d'échappement maintenu à une température suffisante pour permettre la combustion instantanée des imbrûlés ga zeux, ainsi que celle des imbrûlés solides et liquides dé posés à la surface des fibres réfractaires composant le moyen filtrant disposé dans le corps creux de manière à être traversé par la totalité du courant gazeux; l'excès d'oxygène et la température élevée provoquent la réaction d'oxydation du monoxyde de carbone CO en dioxyde C02. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen destiné à injecter ae l'air frais dans le corps creux est une pompe du type "à palettes". 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen destiné à injecter de l'air frais dans le corps creux est une pompe du type "Roots". 4. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que la pompe est actionnée par un moteur électrique. 5. Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que la pompe est actionnée par une transmission mécanique utilisant un mouvement rotatif disponible sur le moteur ou un de ses accessoires. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen filtrant est constitué de microfibres d'alumi ne. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen filtrant est constitué de microfibres de zir cone. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen filtrant est un papier de fibres réfractaires plissé. 9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen filtrant esuKmatelas de fibres réfractaires.