Brevet FR2702798A1 — publié le 19940923

Dispositif de chauffage, équipé d'un système à brûleur, de catalyseur pour moteurs thermiques La présente invention concerne un dispositif de chauffage de catalyseurs pour moteurs thermiques, équipé d'un système à brûleur, lequel est amené à fonctionner, conformé- ment à un programme de commande et de réglage, durant la pha- se de moteur thermique froid. Ce sont la première ou les deux premières minutes après le démarrage d'un moteur froid qui sont déterminantes pour l'émission de substances nocives d'un moteur thermique. Dans cette phase sont expulsés environ 70 à 80 % de l'ensemble de l'émission d'hydrocarbures et de C O Etant don- né que dans ce laps de temps le catalyseur n'atteint pas en- core une température de régime le moteur émet presque exclu- sivement des imbrûlés. Il existe plusieurs possibilités de franchir ou d'écourter ce laps de temps, par exemple, en chauffant le ca- talyseur au moyen d'un système à brûleur (brevet allemand DE- A-2219371), afin d'obtenir une mise en régime plus rapide après le démarrage à froid. Indépendamment de la forme de réalisation et du mo- de de fonctionnement du système à brûleur les gaz d'échappe- ment imbrûlés du moteur thermique se mélangent, dans les sys- tèmes connus, avec les gaz d'échappement du système à brû- leur, avant que le mélange de gaz d'échappement entre dans le catalyseur. Il est connu que la détérioration du fonctionnement occasionnée par le vieillissement commence au niveau de la partie avant du catalyseur, c'est-à-dire que c'est à ce ni- veau que le catalyseur subit, du fait du système à brûleur connu, un réchauffement qui, dans le cas d'un catalyseur dont le fonctionnement se trouve détérioré, est sans effet sur le taux de conversion, c'est-à-dire la réduction, des substances nocives, de sorte que ce sont pratiquement les imbrûlés qui sont expulsés. En partant de cette technique antérieure, la pré- sente invention a pour but de réaliser un système à brûleur du genre précité de telle manière que, même dans le cas d'une certaine détérioration du fonctionnement du catalyseur, il ne soit pas expulsé des imbrûlés. Ce but est atteint, pour un dispositif de chauffage de catalyseurs pour moteurs thermiques, équipé d'un système à brûleur, lequel est amené à fonctionner, conformément à un programme de commande et de réglage, durant la phase de mo- teur thermique froid, selon l'invention par le fait que le catalyseur est formé de deux cartouches de catalyseur entre lesquelles se trouve une chambre de catalyseur, en ce que les gaz d'échappement du brûleur se déversent dans la chambre de catalyseur, puis s'y mélangent avec les gaz d'échappement du moteur thermique et chauffent la seconde cartouche de cataly- seur, c'est-à-dire celle disposée après la première dans le sens d'écoulement. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'in- vention les gaz d'échappement du brûleur passent par un tube de brûleur, guidé à travers la première cartouche de cataly- seur, pour entrer dans la chambre de catalyseur. Dans une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention, le tube de brûleur débouche latéralement dans la chambre de catalyseur et les cartouches de catalyseur sont identiques. Un exemple de réalisation de l'invention est repré- senté au dessin annexé et décrit ci-après en indiquant les avantages pouvant être obtenus. La figure unique montre schématiquement le pot d'é- chappement 1 d'un moteur thermique équipé d'un catalyseur 2 et d'un système à brûleur 3, dans lequel de l'air et du com- bustible sont allumés, brûlés et introduits dans le pot d'é- chappement 1. Selon l'invention le catalyseur 2 se compose de deux cartouches 4 et 5 entre lesquelles se trouve une chambre de catalyseur 6 dans laquelle les gaz d'échappement du systè- me à brûleur sont introduits pour s'y mélanger avec les gaz d'échappement provenant, en passant par un tube de gaz d'é- chappement séparé, du moteur thermique et ayant traversé la première cartouche de catalyseur 4, et s'écoulent, conjointe- ment avec ces derniers gaz, à travers la seconde cartouche de catalyseur 5, de sorte que celle-ci atteint la température de régime. Lorsque le catalyseur subit un vieillissement ce- lui-ci met éventuellement la première cartouche de catalyseur 4 hors d'action Les gaz d'échappement du moteur traversant la première partie 4 du catalyseur, laquelle n'a pas été por- tée à la température de fonctionnement, sont épurés par voie catalytique par la seconde cartouche de catalyseur 5 qui, el- le, se trouve à la température de fonctionnement Le brûleur n'a besoin de fonctionner que jusqu'à ce qu'au bout d'environ à 20 secondes la deuxième partie 5 du catalyseur ait at- teint la température de régime. Il va sans dire que la disposition des cartouches de catalyseur 4, 5 et du système à brûleur 2 peut être choi- sie à volonté dans le cadre de l'invention Dans le cas de la forme de réalisation représentée les gaz d'échappement du brûleur entrent dans la chambre de catalyseur 6 en passant par le tube de brûleur 8, guidé à travers la première cartou- che de catalyseur 4, mais dans certaines conditions il est avantageux d'utiliser des cartouches de catalyseur identiques et de laisser entrer le tube de brûleur latéralement dans la chambre de catalyseur. Le catalyseur peut comporter une sonde pyrométrique et un capteur de gaz d'échappement, auquel cas les signaux de ceux-ci sont analysés dans un appareil de commande électroni- que en coopération avec un programme de commande et de régla- ge mis en mémoire dans cet appareil. Grâce aux mesures proposées dans la présente inven- tion on obtient, même dans le cas d'un catalyseur déjà vieil- li, au cours des phases de fonctionnement o une quantité re- lativement élevée de substances nocives est expulsée, c'est- à-dire après le démarrage du moteur thermique, un taux de conversion de substances nocives élevé, c'est-à-dire une émission réduite de gaz d'échappement nocifs, après un démar- rage du moteur froid. REVENDICATIONS 1 Dispositif de chauffage de catalyseurs pour moteurs thermiques, équipé d'un système à brûleur, lequel est amené à fonctionner, conformément à un programme de commande et de réglage, durant la phase de moteur thermique froid, caracté- risé en ce que le catalyseur ( 2) se compose de deux cartou- ches de catalyseur ( 4, 5) entre lesquelles se trouve une chambre de catalyseur ( 6), en ce que les gaz d'échappement du brûleur se déversent dans la chambre de catalyseur ( 6), puis s'y mélangent avec les gaz d'échappement du moteur thermique et chauffent la seconde cartouche de catalyseur ( 5), c'est-à- dire celle disposée après la première dans le sens d'écoule- ment. 2 Dispositif de chauffage de catalyseur selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que les gaz d'échappement du brûleur se déversent dans la chambre de catalyseur ( 6) en passant par un tube de brûleur ( 8) guidé à travers la premiè- re cartouche de catalyseur ( 4). 3 Dispositif de chauffage de catalyseur selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que le tube de brûleur dé- bouche latéralement dans la chambre de catalyseur ( 6) et en ce que les cartouches de catalyseur ( 5) sont identiques.