Brevet FR2442965A1 — publié le 19800627

L'invention concerne un dispositif de filtrage et plus particulièrement un épurateur d'échappement pour automobile, dans lequel sont filtrés les gaz d'échappement de l'automobile. A l'heure actuelle, les gaz d'échappement des véhicules constituent le problème de pollution le plus sérieux. Certains véhicules sont déJà équipés de filtres et de silencieux respectivement, mais lteffet de filtrage diminue tôt ou tard car les impuretés des gaz d'échappement obstruent les filtres. En outre, dans les dispositifs classiques, 11 effet de filtrage ne peut etre total lorsque la charge du moteur augmente pendant le démarrage et les accélérations. Les filtres obstrués non seulement ne remplissent plus leur fontion de purification, mais ils au ou tent b la charge du moteur et risquent de l'endommager. L'invention a pour objet un dispositif épurateur d'échappement pour automobiles fonctionnant de manière à abaisser la teneur en carbures et en impuretés des gaz d'échappement, et servant de silencieux pour réduire le bruit de choc provoqué par les gaz d'échappement. Suivant l'invention, deux tourbillons sont respectivement formés dans deux chambres de l'épurateur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et à l'examen des dessins annexés, qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation de l'épurateur pour échappement d'automobile suivant l'invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale du dispositif de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe du réservoir de la figure 1. L'épurateur 1 représenté sur les dessins comprend un réservoir 90 et quatre chambres disposées à la suite, une première chambre 10, une deuxième chambre 20, une troisième chambre 30 et une quatrième chambre 40. Un conduit d'admission 50 a son orifice d'entrée 501 relié au moteur de l'automobile tandis que son orifice de sortie 502 débouche dans la deuxième chambre 20. Le gaz G qui provient du moteur et pénètre dans le conduit d'admission 50 est divisé en deux courants : une partie G1 du gaz d'échappement G, sous une pression relativement élevée s'échappe dans la première chambre 10 par une ouverture 503 du conduit 50 pour exercer une pression sur de l'eau 60 contenue dans la première chambre. Sous la pression du gaz G1, l'eau passe dans un filtre 61 et est acheminée par un premier conduit de liaison 71 dans la portion de sortie 502 du conduit 50, qui débouche dans la deuxième chambre 20. Le reste G2 du gaz d'échappement G passe dans un étranglement 504 du conduit 50 où il est accéléré de manière à projeter les gouttelettes d'eau dispersées par une buse 711 à l'extrémité du conduit 71 Bous forme de brouillard.Les gouttelettes rencontrent les parois intérieures 201, 201 de la chambre 20 et forment un premier tourbillon dans Cette chambre. L'étranglement 504 du conduit d'admission 50 remplit deux fonctions : en premier lieu il accélère le reste G2 du gaz d'échappement vers l'orifice de sortie 502 du conduit d'admission 50 de sorte que les gouttelettes d'eau dispersées par la buse 711 sont projetées uniformément; en deuxième lieu il augmente la pression de la partie G1 du gaz d'échappement qui s'échappe par ltouverture 503 pour chasser l'eau 60 dans le premier conduit 71. Le gaz G2 qui sort par l'orifice de sortie 502 du conduit 50 se mélange aux gouttelettes d'eau dispersées par la buse 711. De ce fait, il se produit dans la deuxième chambre un premier effet de tourbillon de sorte qu'une grande quantité des composants carboniques et autres impuretés des gaz d'échappement se dissolvent dans l'eau, certaines gouttelettes contenant des impuretés adhérent aux parois intérieures 201, 201 de la deuxième chambre 20 puis tombent par gravité au fond d'où elles peuvent etre évacuées par un premier tuyau de vidange 81. Un deuxième conduit de liaison 51 achemine les fines gouttelettes dispersées dans le premier tourbillon d'un orifice d'entrée situé dans la deuxième chambre 20 vers un orifice de sortie 512 situé dans la troisième chambre 30. Les gouttelettes ont une pression et une vitesse suffisantes pour entratnèr une hélice 31 disposée entre l'orifice de sortie 512 du deuxième conduit de liaison 51 et l'orifice d'entrée 521 d'un troisième conduit de liaison 52. Le fonctionnement de l'hélice 31 et une pression plus basse dans la troisième chambre 30 que dans la deuxième chambre 20 permettent aux fines gouttelettes contenant des impuretés plus lourdes que le gaz d'être projetées et séparées du gaz, les gouttelettes projetées tombant sur un tamis 32 monté dans la partie inférieure de la troisième chambre 30.Les gouttelettes traversent par gravité des perforations 321 du tamis 32 et sont évacuées par un deuxième tuyau de vidange 83. Les premier et deuxième tuyaux de vidange 81, 83 sont branchés sur un tuyau de vidange commun 80 qui est raccordé au réservoir 90 comme représenté sur la figure 3. Deux clapets anti-retour 82, 84 sont montés en série dans les conduits de vidange 81, 83 pour n'autoriser l'écoulement de l'eau dans les conduits que dans un seul sens. Le gaz à faible teneur en humidité dans la troisième chambre 30 est introduit par un troisième conduit de liaison 52, comportant un orifice d'entrée 521 et un orifice de sortie 522, dans une quatrième chambre 40, identique à la deuxième chambre 20, et dans laquelle se forme un deuxième tourbillon. Ure faible quantité de très fines gouttelettes adhère aux parois intérieures 401, 401 de la chambre 40 puis tombent dans le fond de la chambre d'où elles sont évacuées par un troisième tuyau de vidange 85. I1 ressort de ce qui précède que le gaz présent dans la quatrième chambre est parfaitement purifié et seul le gaz purifié s'échappe à l'atmosphère par un quatrième conduit 53 qui comporte un orifice d'entrée 531 et un orifice de sortie 532. Dans la première chambre 10 sont montés des organes de commande automatique du niveau de l'eau 60. Ces organes comprennent un flotteur 11, une valve 12 et un levier 13. Le levier 13 a ses extrémités reliées respectivement au flotteur 1l et à la valve 12. Loraque le niveau de l'eau dans la première chambre 10 tombe au-dessous d'un niveau prédéterminé, le levier 13 ouvre automatiquement la valve 12 sous l'effet du déplacement du flotteur 1l, ce qui permet à l'eau contenue dans le réservoir 90 de s'écouler dans la première chambre par un conduit 91. La valve 12 se ferme dès que le niveau prédéterminé est atteint. L'eau usée chargée d'impuretés provenant des deuxième et troisième chambres 20 et 30 retourne au réservoir 90 par le tuyau 80. Deux éléments de filtrage 901 et 902 sont montés dans le réservoir 90 pour filtrer le liquide introduit par le tuyau 80 ou les recharges d'eau franche introduites par un entonnoir 903. Le gaz présent dans le réservoir 90 s'échappe par une pluralité d'ouvertures (non représentées) ménagées dans un bouchon 905 (fiv.1) obturant l'entonnoir 903, Le dessus du réservoir 90 est muni d'un couvercle 904 qu'on peut ouvrir pour nettoyer ou remplacer les éléments de filtre 901 et 902 quand ils sont encrassés. Le choc provoqué par les gaz d'échappement peut être absorbé par le dispositif selon l'invention, ce qui élimine le bruit. 1l ressort de ce qui précède que la canactéristique la plus importante de l'invention réside dans la formation de deux tourbillons de gouttelettes d'eau dans les deuxième et quatrième chambres, respectivement. Les gaz d'échappement peuvent être largement purifiés par l'action de ces tourbillons et le volume des impuretés d'échappement ntaugmente pas au démarrage ou à l'accélération du moteur de l'automobile. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté; elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, et sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de l'invention. - REVEMDICATIONS 1.- Epurateur d'échappement pour automobile caractérisé en ce qu'il comprend : une première chambre contenant une quantité prédéterminée d'eau, une deuxième chambre, une troisième chambre et une quatrième chambre, lesdites chambres étant disposées à la suite les unes des autres; un conduit d'admission dont les extrémités sont reliées respectivement au moteur de l'automobile et à la deuxième chambre, ledit conduit d'admission comportant en outre une ouverture située au-dessus du niveau de l'eau dans la première chambre et un étranglement dans la deuxième chambre, de façon que le gaz s' échappant du moteur soit introduit par ledit conduit d'admission, une partie du gaz d'échappement sous pression élevée sortant par ladite ouverture du conduit d'admission pour chasser l'eau contenue dans la première chambre dans l'extrémité d'entrée d'un premier conduit de liaison, et le reste du gaz d'échappement étant accéléré par ledit étranglement, l'extrémité de sortie du premier conduit de liaison se terminant par une buse, et l'eau sortant de ladite buse étant dispersée par le reste du gaz sous pression élevée pour former un brouillard de gouttelettes d'eau, un premier tourbillon desdites gouttelettes se créant dans la deuxième chambre, du fait que les gouttelettes en mouvement se heurtent aux parois intérieures de la deuxième chambre, pour dissoudre les carbures et les impuretés; un deuxième conduit de liaison reliant la deuxième chambre à la troisième chambre pour acheminer de la deuxième dans la troisième chambre les fines gouttelettes contenant de faibles impuretés, et un troisième conduit de liaison disposé entre les troisième et quatrième chambres; une hélice montée dans la troisième chambre entre l'orifice de sortie du deuxième conduit de liaison et l'ori- fice d'entrée du troisième conduit de liaison, les fines gouttelettes d'eau acheminées par le deuxième conduit de liaison ayant une pression suffisante pour actionner l'hélice, la plupart des gouttelettes d'eau étant projetées et séparées du gaz d'échappement par l'hélice et la pression plus faible dans la troisième chambre que dans la deuxième chambre; le gaz ayant une faible teneur en humidité dans la troisième chambre étant acheminé dans la quatrième chambre où se forme un deuxième tourbillon pour achever de purifier le gaz d'échappement,un quatrième conduit de liaison reliant la quatrième chambre à l'atmosphère pour 1 'échappement du gaz purifié. 2.- Epurateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir et un conduit reliant ledit réservoir à la première chambre pour alimenter ladite chambre en eau. 3.- Epurateur suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des moyens sont montés dans la première chambre pour commander automatiquement le niveau de l'eau, lesdits moyens fonctionnant de façon à ouvrir le passage du conduit précité lorsque le niveau de l'eau est au--dessous d'un niveau prédéterminé, et à fermer ledit passage lorsque l'eau atteint un autre niveau prédéterminé. 4.- Epurateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un tamis comportant une pluralité d'ouvertures est monté dans le fond de la troisième chambre, les gouttelettes d'eau projetées pouvant se fixer sur le tamis et tomber à travers ses couvertures sur le fond de la troisième chambre. 5.- Epurateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un premier et un deuxième tuyau de vidange sont montés dans ltépurateur, chacun desdits tuyaux comportant deux extrémités, la première extrémité du premier tuyau de vidange étant reliée au fond de la troisième chambre, la première extrémité du deuxième tuyau de vidange étant reliée à la quatrième chambre, les autres extrémités des premier et deuxième tuyau de vidange étant reliées ensemble et conduisant au réservoir, deux clapets anti-retour étant montés en série dans lesdits tuyaux pour n'autoriser l'écoulement de l'eau dans lesdits tuyaux que dans un seul sens. 6.- Epurateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le réservoir comprend un entonnoir pour les recharges d'eau franche et deux éléments de filtrage disposés dans le réservoir pour la filtration de l'eau, ainsi qu'un couvercle amovible, monté sur le réservoir pour permettre le nettoyage ou le remplacement des éléments de filtres encrassés.