Brevet FR2594352A1 — publié le 19870821

La présente invention concerne un filtre à air pour moteurs à combustion interne, comprenant unetenvetOp#pe munie d'ouvertures destinées respectivement à l'entrée et à la sortie de l'air, et un élément filtrant en papier poreux disposé à l'intérieur de ladite enveloppe. Les moteurs à combustion interne sont normalement équipés de dispositifs capables de faciliter le démarrage aux basses températures par un préchauffage de l'air comburant. Ce préchauffage est obtenu, par exemple, par utilisation de bougies chauffantes, ou de préchauffage, montées dans le collecteur d'admission, ou encore à l'aide d'un collecteur d'admission chauffé par l'eau du circuit de refroidissement. En ce qui concerne les bougies de préchauffage, cette so Lution est coûteuse et, en outre, peu avantageuse en raison de la grande quantité d'énergie demandée au moment du démarrage. Dans le cas du collecteur d'admission chauffé par l'eau du circuit de refroidissement, l'effet de chauffage n'est obtenu que Lorsque Le liquide de refroidissement est suffisamment chaud, et il n'est-donc d'aucune utilité pour la mise en marche du moteur ni dans les premiéres minutes du fonctionnement. Le but de la présente invention est de réaliser un filtre à air qui permette de surmonter les inconvénients précités d'une façon simple et économique. Selon l'invention, ce but est atteint grâce au fait que ledit élément filtrant en papier poréux contient une pluralité de fibres conductrices dé l'électricité et disposées d'une façon appropriée pour rendre ledit élément conducteur de l'électrici- te, et au~-f it que ledit élémentest muni de moyens -servant à le connecter électriquement à une soucie d'énergie étectrique, afin d'assurer le chauffage par-effet joule de l'élément filtrant et, par conséquent, de L'air à filtrer. Grâce aux caractéristiques précitées, on obtient un chauffage efficace et immédiat de l'air comburant au moment du démarrage du moteur, avec tous les avantages connus qui résultent de ce chauffage. En outre, le filtre selon L'invention permet de doter d'un dispositif de préchauffage de l'air les moteurs à combus tion interne qui en sont dépourvus, d'une façon simple et économique. De préférence, dans le cas où ledit élément filtrant est constitué par au moins un ruban de papier poreux replié en accordéon, lesdits moyens de connexion électrique comprennent au moins deux bandes métalliques disposées en contact avec le ruban, le long des bords opposés de ce ruban. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation en se référant aux dessins annexés sur Lesquels la figure 1 est une vue en perspective partielle et en partie en coupe du filtre ; la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 2 ; et la figure 3 est un schéma qui représente les caractéristiques de fonctionnement du filtre de la figure 1. Sur les dessins, on a désigné par 10 dans son ensemble un filtre à air pour moteurs à combustion interne comprenant une enveloppe 12 munie de deux ouvertures 12a pour l'entrée et la sortie de l'air. L'enveloppe 12 présente la configuration d'un cadre rectangulaire moulé et il contient intérieurement un élément filtrant 14 constitue par un ruban de papier poreux conducteur de l'électricité 16 replié sur lui-m#me en accordéon. Le papier conducteur dont est formé le ruban 16 est électrostatique et ses propriétés filtrantes ne sont pas aLtérées par les fibres conductrices enveloppées dans sa matrice. Ce type de papier a déjà été largement décrit dans la demande de brevet italien n 67567-A/83 déposée par la même demanderesse. On se reportera donc à cette demande de brevet pour toutes les caractéristiques relatives audit papier filtre conducteur. Entre l'élément filtrant 14 et l'enveloppe 12 est interposée une feuille de polyuréthane expansé 18 qui a pour fonction aussi bien de garantir l'isolement électrique entre l'élément filtrant 14 et l'enveloppe 12 que d'éviter qu'une partie du débit d'air ne puisse traverser les ouvertures 12a sans être filtré. Le ruban 16 de papier conducteur présente, le long de chaque bord 16a, une mince couche de cuivre 20 repliée en U sur le bord 16a, avec interposition d'une couche de vernis conducteur 22 à base d'argent ou d'autres métaux. Latéralement à la bande 20, sont disposées, sur les deux côtés du ru6an 16, des bandes séparatrices 22, qui sont avantageusement faites du même papier que celui qui constitue le ruban 16. Pour assurer une bonne liaison électrique entre chaque bande de cuivre 20 et le ruban 16, il est avantageux de coudre chaque bande 16 sur le bord 16a correspondant à l'aide d'un fil conducteur (par exemple avec des points de quatre noeuds/cm). La bande métalLique 20 est connectée par des câbles électriques (non représentés) à une source d'énergie électrique telle que l'accumulateur du véhicule. En outre, pour améliorer la ra pidité du chauffage de l'élément filtrant 14 et pour éviter de tirer une quantité excessive de courant sur l'accumulateur dans les instants qui suivent le démarrage, il s'est révélé avantageux d'alimenter le filtre en électricité en prenant directement Le courant sur l'alternateur dans la phase initiale du chauffa ce. L#.#q'c e l'3i- r.c:r..buront atteint la température désirée, un thermostat qui est commandé par un capteur situé dans la partie terminale du collecteur d'admission (non représenté) interrompt L'alimentation électrique de l'élément filtrant 14 et le chauffage de l'air qui en résulte. Dans la suite, on donne un exemple destiné à faire ressortir les avantages que l'on tire de l'utilisation d'un filtre selon l'invention. Exemple On utilise un filtre tel que celui représenté sur la figure 1 et qui possède, dans la configuration pliée en accordéon, une largeur de 30 cm, une hauteur de 11,2 cm et une profondeur de 2,8 cm. Le papier dont L'élément filtrant est formé a été rendu conducteur de L'électricité en lui ajoutant, pendant le processus de fabrication, une quantité de fibres de carbone, d'une longueur moyenne de 6 à 7 mm et d'un diamètre d'environ 7 microns qui représente environ 10X en poids. L'ancrage des fibres dans le papier a été réalisé au moyen d'une colle à base de polyacrylamide (environ 1% du poids des fibres). Ce papier présente la porosité typique du papier normalement utilisé pour le filtre à air, avec un diamètre des pores d'environ 10 microns. Pour les essais, on a utilisé un moteur à combustion interne de 1900 cm3 de cylindrée dépourvu de dispositif de chauffage de L'air comburant. Le diagramme de la figure 3 illustre l'élévation de la température à partir de l'instant du démarrage du moteur précité dans le cas ou il est équipé d'un filtre à air normal (courbe A) et dans le cas où il est équipé du filtre selon l'invention (courbe B). Dans les deux cas, le débit d'air est compris en 8 et 10 m3/h. Dans le cas de la courbe B, en seulement 20 secondes de préchauffage de l'élément filtrant 14, on obtient dans l'air comburant une température supérieure d'environ 20 C à la température que l'on atteint lorsqu'on n'utilise pas de filtre chauffant. En particulier, dans ledit moteur de 1900 cmf de cylindrée, avec le filtre selon l'invention, on peut obtenir un préchauffage de 10 0C avec une température initiale de O OC, en seulement 20 secondes, et avec une puissance électrique de 230 watts prise sur l'accumulateur de 12 volts. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportees par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre non limitatif sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Filtre à air pour moteurs à combustion interne comprenant une enveloppe (12) munie d'ouvertures destinées respectivement à l'entrée et à la sortie de L'air, et un élément filtrant (14) en papier poreux disposé à l'intérieur de cette enveloppe (12), caractérisé en ce que ledit élément filtrant (14) contient une pluralité de fibres conductrices de l'électricité, formées et disposées de manière à rendre ledit élément (14) conducteur de l'éléctricité, et en ce que ledit élément (14) est muni de mcyens (20, 22) servant à le connecter électriquement à une source d'énergie électrique afin d'assurer le chauffage par effet Joule de l'élément filtrant (14) et, par conséquent, de l'air à filtrer. 2. Filtre selon la revendication 1, dans lequel ledit élément fiLtrant (14) est constitué par au moins un ruban de papier poreux (16) plié en accordéon, caractérisé en ce que lesdits moyens de connexion électrique comprennent au moins deux bandes métalliques (20) disposées en contact avec le ruban (16) le long des bords opposés (16a) de ce ruban. 3. Filtre selon la revendication 2, caractérisé en ce qu duxdites bandes métalLiques (20), sont superposées des bandes séparatrices (22) destinées à assurer le maintien de L'élément filtrant (14) dans ladite configuration en accordéon. 4. Filtre selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites bandes séparatrices (22) sont faites de la même matière que celle dont le ruban (16) est luimême fait. 5. Filtre selon L'une quelconque des revendications 1 å 4, caractérisé en ce que, à chaque bord (16a) du ruban (16) est associée une bande métallique (20) repliée en U sur le ruban de façon à enserrer le bord (16a) de ce ruban. 6. Filtre selon L'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'une couche de vernis (22) conducteur de l'électricité est interposée entre Lesdites bandes métalliques (20) et ledit ruban (16). 7. Filtre selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que lesdites bandes métalliques (20) sont cousues aux bords (16a) du ruban (16) à l'aide d'un fil conducteur de l'électricité. 8. Filtre selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite couche de vernis (22) est contituée par un vernis à base d'argent.