Brevet FR2708040A1 — publié le 19950127

Pot catalytique à support de catalyseurs en feuilles pour moteur à plusieurs cylindres L'invention concerne un dispositif d'épuration des gaz d'échappement d'un moteur thermique, notamment pour un véhicule automobile, comprenant un support sur lequel est déposé au moins un catalyseur pour la destruction chimique d'impuretés des gaz d'échappement, communément appelé "pot catalytique". Un tel dispositif a pour fonction d'éliminer au moins en partie les gaz polluants contenus dans les gaz d'échappement, notamment l'oxyde de carbone, les hydrocarbures et les oxydes d'azote, en les transformant par des réactions de réduction ou d'oxydation. FR-A-2 679 602 décrit un dispositif de ce genre comprenant un support sous forme de feuilles superposées sensiblement planes et parallèles maintenues empilées par des éléments allongés s'étendant dans la direction perpendiculaire aux plans des feuilles, traversant des trous ménagés dans cellesci, et sur lesquelles est déposé au moins un catalyseur pour la destruction chimique d'impuretés des gaz d'échappement. Ce document décrit en particulier un mode de réalisation dans lequel les gaz d'échappement sortant des différents cylindres du moteur traversent un boîtier commun contenant un empilement de feuilles supports de catalyseurs, pour atteindre les tubulures d'entrée d'un collecteur d'échappement. L'espace intérieur du boîtier, qui est en liaison directe avec chacun des cylindres, crée des interférences acoustiques entre ceux-ci, nuisant à l'amortissement du bruit du moteur. De plus, il en résulte des trajets irréguliers des gaz dans le boîtier perturbant les réactions catalytiques. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient. A cet effet, l'invention prévoit que le dispositif comprend en outre des plaques plus épaisses que lesdites feuilles, intercalées entre celles-ci, définissant entre elles diffé rents compartiments propres à être balayés en parallèle par les gaz issus des différents cylindres respectivement. D'autres caractéristiques, complémentaires ou alternatives, du dispositif selon l'invention sont énoncées ci-après - Il est monté dans un boîtier divisé en lesdits compartiments par lesdites plaques. - Le boîtier est accolé au moteur, les gaz d'échappement sortant du moteur par des orifices dont chacun est relié à un cylindre et disposé en regard d'un compartiment. - Un collecteur d'échappement monté sur le boîtier présente des tubulures d'entrée reliées chacune à l'un des compartiments. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un empilement de feuilles supports de catalyseurs et de plaques séparatrices pour un dispositif selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective schématique montrant le boîtier d'un dispositif selon l'invention fixé sur un moteur thermique et auquel est raccordé un collecteur d'échappement; et - les figures 3 et 4 sont des vues partielles en coupe longitudinale, selon deux plans mutuellement perpendiculaires, du dispositif de la figure 2 garni d'un empilement analogue à celui de la figure 1. La culasse 1 du moteur thermique d'un véhicule automobile, représentée de façon très schématique à la figure 2, présente une portion de surface plane 2 sur laquelle est appliqué un boîtier métallique allongé 3 qui comporte du côté de la surface 2 des ouvertures 14 (figure 3) communiquant respectivement avec les orifices d'échappement 10 des quatre cylindres du moteur. Ce boîtier présente par ailleurs au moins une ouverture d'extrémité 5 pour l'introduction d'un empilement de feuilles supports de catalyseur. Le boîtier 3 peut être fixé sur la surface 2 par exemple par des vis 27. La figure 1 illustre un empilement 6 réalisé selon la technologie bien connue des échangeurs de chaleur à tubes et bloc d'ailettes. Il comprend une multiplicité de feuilles planes 7 et de plaques planes 8 en acier inoxydable, de même forme et de mêmes dimensions dans leur propre plan, munies de perforations 16 et enfilées sur des tubes allongés non représentés dont chacun traverse des perforations de toutes les feuilles et plaques, formant ainsi un bloc rigide dans lequel les feuilles et plaques sont mutuellement espacées de quelques dixièmes de millimètre. Les feuilles 7 ont une épaisseur de 0,03 à 0,06 mm environ, et les plaques 8 une épaisseur de l'ordre de 1 mm ou plus. Les plaques 8 sont disposées de façon à diviser l'espace intérieur du boîtier 3 en quatre compartiments 17 communiquant chacun avec l'un des orifices 10 de sortie du moteur par l'intermédiaire de l'ouverture correspondante 14 du boîtier. Entre les deux plaques délimitant un compartiment donné sont empilées un certain nombre de feuilles 7 qui sont ainsi balayées par les gaz sortant du cylindre. Pour la clarté du dessin, seules quelques feuilles 7 sont représentées individuellement aux figures 1, 3 et 4, aux extrémités de l'empilement 6. Les feuilles 7 sont recouvertes, par des moyens connus, d'un ou plusieurs catalyseurs à base de métaux précieux tels que platine, palladium et rhodium ou bien d'oxydes métalliques. Lorsque le bloc 6 est mis en place, de façon interchangeable, dans le boîtier 3, les tranches des feuilles 7 sont tournées vers la surface 2 de la culasse et vers les orifices d'échappement du moteur. Lorsque le moteur fonctionne, les gaz d'échappement sortant par ces orifices pénètrent dans les intervalles entre les feuilles 7 et balaient les faces de celles-ci recouvertes de catalyseurs, provoquant la réaction chimique des gaz polluants. Le boîtier 3 présente également quatre ouvertures de sortie 15 ménagées dans la face 12 du boîtier tournée à l'opposé de la culasse 1, en regard respectivement des orifices de sortie 10 du moteur, débouchant ainsi respectivement dans les compartiments 17. Ces ouvertures 15 communiquent avec les tubulures d'entrée 11 d'un collecteur d'échappement 13 monté sur la face 12 du boîtier. Le collecteur 13, analogue à ceux montés de façon classique directement sur la culasse d'un moteur thermique, présente une bride 9 fixée par des vis sur la face 12. La figure 4 montre le dispositif vu depuis l'intérieur du boîtier, indifféremment en direction du moteur ou en direction du collecteur d'échappement. Revendications 1. Dispositif d'épuration des gaz d'échappement d'un moteur thermique à plusieurs cylindres, notamment pour un véhicule automobile, comprenant un support (6) sous forme de feuilles superposées sensiblement planes et parallèles (7) maintenues empilées par des éléments allongés s'étendant dans la direction perpendiculaire aux plans des feuilles, traversant des trous (16) ménagés dans celles-ci, et sur lesquelles est déposé au moins un catalyseur pour la destruction chimique d'impuretés des gaz d'échappement, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des plaques (8) plus épaisses que lesdites feuilles, intercalées entre celles-ci, définissant entre elles différents compartiments (17) propres à être balayés en parallèle par les gaz issus des différents cylindres respectivement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est monté dans un boîtier (3) divisé en lesdits compartiments (17) par lesdites plaques (8). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le boîtier (3) est accolé au moteur (1), les gaz d'échappement sortant du moteur par des orifices (10) dont chacun est relié à un cylindre et disposé en regard d'un compartiment (17). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un collecteur d'échappement (13) monté sur le boîtier présente des tubulures d'entrée (11) reliées chacune à l'un des compartiments (17).