Brevet FR2623244A1 — publié le 19890519

La présente invention concerne un procédé de fabrication et de renfcrt d'un bloc ou unité catalytique utilisé dans la purification des gaz d'échappemeu: dans lequel une unité hélicoïdale est réalisée par l'enroulement d'un matériau en forme de bandes ou de feuilles ondulées et d'un matériau en forme de bandes ou de feuilles planes disposées l'une au dessus de l'autre. On connaît déjà un tel bloc ou unité par exemple par le brevet britannique 2 069 364. Conformément au procédé décrit dans cette publication antérieure, l'unité ou bloc est d'abord réalisé à partir de bandes ou de feuilles non revêtues, et à l'une ou aux deux extrémités de cette unité, on soude un ou plusieurs cordons qui sont destinés à éviter tout mouvement ou déplacement axial des bandes ou feuilles hélicoïdales l'une par rapport à l'autre. Dans un tel procédé, l'unité catalytique ne peut pas être recouverte d'une couche d'un matériau de support et d'un matériau catalytique, tant que la soudure n'a pas été réalisée, étant donné que le matériau de support abaisse la conductivite électrique et empêche la circulation du courant lors de la soudure. Lorsque le matériau de support est ajoute à une unité complète, il ne se répartit pas de façon homogène mais il s'accumule dans les cavités formées au point de jonction des feuilles et il collecte en lui- même le produit catalytique et, dans ce cas, ce dernier n'est pas utilisé de façon efficace, ce qui constitue en soi un facteur d'augmentation des coûts et diminue l'efficacité et le rendement de l'unité catalytique. Le brevet allemand 2 924 592 décrit un procédé de fabrication d'une unité ou bloc catalytique selon lequel une bande d'un matériau en feuilles ondulées non revêtu et un matériau en feuilles planes non revêtu sont fixés l'un sur l'autre par un procédé de brasage. Ce procédé présente un inconvénient en ce que, en raison de la mise en oeuvre du brasage, il est nécessaire d'utiliser des hautes températures, ce qui entraîne un affaiblissement de la structure et une détérioration de la surface. Par ailleurs, le brasage constitue une technique coûteuse qui, en outre, limite le choix des matériaux constituant l'unité catalytique à des métaux pouvant être brasés. De tels matériaux ne sont pas nécessairement les plus appropriés à la réalisation d'unités ou de blocs catalytiques. De même, dans ce procédé, l'unité catalytique ne peut pas être revêtue d'une couche d'un matériau de support et de matériaux catalytiques tant que les feuilles n'ont pas été fixées l'une sur l'autre. La demande de brevet finlandais N' 86 1801 décrit un procede de fabrication et de renfort d'une unité ou bloc catalytique. Selon ce procede, on fixe sur un mandrin central une bande d'un matériau en feuilles ondulées et une bande d'un matériau en feuilles planes, revêtues a l'avance a la fois d'une couche d'un materiau de support et d'une couche d'un catalyseur, le mandrin central est une tige mince autour de laquelle se forme le bloc catalytique de dimensions désirées, puis les supports d'extrémités sont fixées aux extrémités du mandrin de manière qu'elles tendent à appuyer quelque peu vers la partie interne de l'unité catalytique de façon à empêcher tout déplacement axial des feuilles. Dans un tel procéde, le mandrin ou la feuille centrale qui reste à l'intérieur de l'unité, donne un poids supplémentaire A cette unité et en outre le mandrin central avec ses supports d'extrémité tend à réduire la surface de section droite ouverte de l'unité catalytique. Le but de la présente invention est de produire un procédé de fabrication et de renfort d'une unité ou bloc catalytique ne présentant pas les inconvénients des procédés selon la technique antérieure mentionnée cidessus. Ce résultat est obtenu par l'invention en enroulant un matériau sous forme de feuilles planes et un matériau sous forme de feuilles ondulées, revêtues à l'avance d'une couche d'un matériau de support et d'une couche catalytique, autour d'un mandrin d'une certaine dimension, de telle manière qu'après l'enlèvement du mandrin, on laisse subsister au centre de l'unité une ouverture oblongue de dimensions désirées. Ensuite, on déforme l'unité par application d'une pression de manière à lui conférer une forme ovale, c'est à dire que la section droite de l'unité présente la forme d'un circuit de course et que l'ouverture au centre de l'unité soit fermée. Ensuite, on applique un support au travers de l'unité, ce support empêchant le déroulement de l'unité ainsi que le frottement des matériaux en forme de bandes l'un contre l'autre, si bien que l'on produit finalement une pièce rigide qui conserve sa forme. Selon un exemple de réalisation de la présente invention, il est possible de produire une unité catalytique en enroulant un matériau en forme de bandes planes et un matériau en forme de bandes ondulées, revêtus à l'avance directement de manière à obtenir une unité circulaire sans laisser d'ouverture oblongue au centre de l'unité, Ensuite, on applique un support au travers de l'unité de manière à empêcher le déroulement de cette dernière et le frottement des matériaux en forme de bandes l'un contre l'autre afin d'obtenir une pièce rigide conservant sa forme. Selon un exemple de réalisation de l'invention, on applique deux plusieurs supports au travers de l'unité de manière que ces supports sier:t paralleles ou disposés successivement les uns par rapport aux autres. Le passage des supports au travers de l'unité peut être réalisé soit par l'application d'une pression ou par choc. Selon l'invention, il est possible de pratiquer à l'avance, pour les supports, un trou présentant la longueur du support, par exemple par perçage, et après avoir obtenu le trou, on y introduit un support de manière à le combler. Le support devant être appliqué au travers de l'unité présente de préférence une section droite de forme rectangulaire carrée, ovale ou ronde. Selon cette invention, un support traversant l'unité doit présenter une longueur egale au diamètre de l'unité (unité ronde) ou à la hauteur de l'unité (unité en forme de circuit de course) et de préférence une longueur supérieure de 1 à 10 mm au diamètre ou à la hauteur de l'unité. De préférence, le ou les supports qui traversent l'unité sont constitués à l'aide d'un acier résistant au feu. Lorsqu'on forme une unité ronde en fixant une feuille métallique plane et une feuille métallique ondulée, revêtues à l'avance d'une couche d'un matériau de support et d'une couche catalytique, sur un mandrin central qui est constitué d'une tige mince ou d'un flanc obtenu à partir d'une feuille a laquelle ron a donné la forme d'un U, et autour duquel on forme une unité ronde de dimensions appropriée_, l'arbre central utilisé comme axe de rotation est laissé libre à Eintérieur de l'unité. Avant de réaliser l'enroulement de l'unité, on pratique une ou plusieurs ouvertures dans l'arbre central de manière à pouvoir introduire un support au travers de l'unité, après enroulement de cette dernière, de façon que ce support traverse la ou les ouvertures de l'arbre central. Par conséquent, on obtient une unité catalytique rigide qui conservera sa forme. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence au dessin annexé qui en illustre un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur le dessin: - la figure 1 est une vue en bout d'un exemple de réalisation préféré d'une unité catalytique selon la présente invention; et - la figure 2 est une vue en élévation latérale de l'unité objet de l'invention. Sur la figure 1, on peut voir une unité cataiytique 1 réalisee par enroulement d'une bande en feuilles ondulées 2, et d'une bande en feuilles planes 3, 'es bandes étant disposées l'une au dessus de l'autre et l'unité apres realisation de l'enroulement des bandes étant soumise à un effort de pression de manière a lui conférer la forme d'un circuit de course, un support 4 étant ensuite introduit au travers de l'unité. Sur la figure 2, on a représenté un second exemple de réalisation d'une unité catalytique selon l'invention, sous forme d'une unité ronde 1 qui a été obtenue par enroulement d'une bande de feuilles planes 3 et d'une bande de feuilles ondulées 2, disposées l'une au dessus de l'autre et au travers de laquelle on a appliqué un support 4 dont la longueur est légèrement plus importante que le diamètre de l'unité. Il demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et/ou représentés mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1- Procédé de fabrication et de renfort d'une unité catalytique utiilsee pour la purification des gaz d'échappement, qui consiste à former une ur. nite hélicoïdale (1), à partir d'une bande (2) d'un matériau en feuilles ondulées, et d'une bande (3) d'un matériau en feuilles planes, disposées l'une au dessus de 'autre, ce procédé étant caractérisé en ce que la bande en matériau en feuilles ondulées (2) et la bande en matériau en feuilles planes (3), revêtues à l'avance à la fois d'un matériau de support et d'une couche catalytique, forment une unite (1), sans feuilles ou mandrin central, et en ce que l'on empêche un déroulement et une usure mutuelle des feuilles constituant l'unité à l'aide d'au moins un support (4) passant au travers de l'unité. 2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité (1) preésente une forme de section droite sensiblement ovale. 3- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le support (4) est appliqué à force au travers de l'unité. 4- Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le support (4) est produit en perçant un trou au travers de l'unité et en plaçant le support (4) dans le trou ainsi foré. - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le support (4) qui traverse l'unité présente une longueur qui est supérieure de 1 à 10 mm au diamètre de l'unité (1).