Brevet FR2703105A1 — publié le 19940930

La présente invention concerne un dispositif de purification catalytique des gaz d'échappement d'un moteur notamment de véhicule automobile. Ces dispositifs de purification comprennent de manière générale une structure de support dans laquelle est disposée au moins un organe de purification catalytique des gaz d'échappement, la structure de support présentant une portion intermédiaire de réception de l'organe de purification et de part et d'autre de celleci, des portions d'entrée et de sortie des gaz raccordées au reste de la ligne d'échappement. Ces dispositifs doivent présenter un certain nombre de caractéristiques de maintien en position de l'organe de purification catalytique dans la structure, d'étanchéité périphérique entre celui-ci et la structure de support, d'isolation thermique et/ou acoustique vis à vis de l'environnement et d'amortissement des vibrations relativement importantes rencontrées dans ce type d'applications. Différents modes de réalisation de ces dispositifs ont déjà été développés. C'est ainsi par exemple que l'on connaît dans l'état de la technique, des dispositifs dans lesquels l'organe de purification catalytique est fixé en position dans la structure de support par l'intermédiaire par exemple d'une tresse métallique enroulée autour de l'organe et interposée entre cet organe et la structure. Des joints d'étanchéité sont prévus de part et d'autre de cette tresse pour éviter toute fuite de gaz à travers cette tresse. L'isolation acoustique et/ou thermique de la structure vis à vis de l'environnement est réalisée par l'intermédiaire d'une couche de matériau isolant disposée autour de la structure et maintenue en position sur celle .ci par l'intermédiaire d'une coquille disposée autour et fixée sur la structure. Dans d'autres dispositifs, la tresse métallique est remplacée par une couche de matériau thermo-expansible. Cependant, tous ces dispositifs présentent un certain nombre d'inconvénients au niveau de la complexité de leur structure et de leur réalisation, ce qui se traduit par des coûts de fabrication relativement élevés et des durées de vie relativement limitées. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de purification catalytique des gaz d'échappement d'un moteur notamment de véhicule automobile, du type comportant une structure de support isolée dans laquelle est disposé au moins un organe de purification catalytique des gaz d'échappement, ladite structure de support présentant une portion intermédiaire de réception de l'organe et de part et d'autre de celle-ci, des portions d'entrée et de sortie des gaz, caractérisé en ce que la structure de support comporte une enveloppe externe, à l'intérieur de laquelle est disposée une nappe de fibres céramiques de montage de l'organe de purification catalytique dans la portion intermédiaire de la structure et dont des extrémités s'étendent sur au moins une partie des portions d'entrée de sortie des gaz de celle-ci et sont bloquées en position par des moyens de serrage sur l'enveloppe externe. Avantageusement, les moyens de serrage comprennent des manchons internes de la structure de support présentant des formes à peu près complémentaires à celles des portions d'entrée et de sortie des gaz, disposés à distance de l'enveloppe pour former entre cette enveloppe et ces manchons des volumes d'isolation acoustique et/ou thermique. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.1 représente une demi-vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de purification selon l'invention; et - la Fig.2 représente une demi-vue en coupe d'un second mode de réalisation d'un dispositif de purification selon l'invention. Ainsi qu'on peut le voir sur ces figures, le dispositif de purification catalytique selon l'invention comporte une structure de support isolée désignée par la référence générale 1, dans laquelle est disposé au moins un organe de purification catalytique des gaz d'échappement désigné par la référence générale 2. Cet organe de purification catalytique peut présenter ntimporte quelle structure connue. La structure de support 1 présente une portion intermédiaire 3 de réception de l'organe de purification et de part et d'autre de celle-ci, des portions d'entrée et de sortie des gaz désignées respectivement par les références 4 et 5. Ces portions d'entrée et de sortie des gaz sont par exemple raccordées à des tubes 6 et 7 d'une ligne d'échappement des gaz de sortie d'un moteur de véhicule automobile. Selon l'invention, la structure de support comporte une enveloppe externe désignée par la référence générale 8, dans laquelle est disposée une nappe de fibres céramiques, désignée par la référence 9, de montage de l'organe de purification 2 dans la portion intermédiaire 3 de la structure de support et dont des extrémités s'étendent sur au moins une partie des portions d'entrée et de sortie des gaz de celle-ci. Les extrémités de cette nappe de fibres céramiques sont bloquées en position par des moyens de serrage de celles-ci sur l'enveloppe externe 8. Ces moyens de serrage sont par exemple constitués par des manchons internes de la structure de support, désignés par les références 10 et 11, présentant des formes à peu près complémentaires à celles des portions d'entrée et de sortie des gaz de la structure, ces manchons étant disposés à distance de l'enveloppe externe 8 pour former entre cette enveloppe et ces manchons, des volumes d'isolation acoustique et/ou thermique, désignés par les références 12 et 13 respectivement, au niveau des portions d'entrée et de sortie des gaz de la structure. L'une des extrémités de ces manchons est soudée par exemple en 14 et en 15 sur le reste de la structure et les tubes de la ligne d'échappement. On conçoit alors que dans le dispositif de purification selon l'invention, l'enveloppe externe est en tout point thermiquement et acoustiquement découplée des gaz d'échappement circulant dans la ligne et qu'il ne comprend qu'une seule nappe de fibres céramiques enroulée autour de l'organe de purification catalytique, cette nappe assurant à la fois les fonctions de maintien en position de cet organe dans la structure, d'isolation thermique et/ou acoustique vis à vis de l'enveloppe externe, d'amortissement des vibrations et d'étanchéité périphérique entre l'organe de purification et l'enveloppe externe. De plus, l'isolation acoustique du dispositif est renforcée au niveau des zones de raccordement des portions d'entrée et de sortie des gaz sur la portion intermédiaire de la structure, dans la mesure où les extrémités de la nappe de fibres céramiques s'étendent sur au moins une partie de ces portions d'entrée et de sortie. Sur la Fig.2, on a représenté un autre mode de réalisation dans lequel la structure de support comporte deux organes de purification catalytique désignés par les références 2a et 2b entre lesquels est disposée une bague 16 d'isolation et de maintien en position. Dans cet exemple de réalisation, la nappe de fibres céramiques est enroulée autour des organes de purification, d'une partie plus ou moins importante des portions d'entrée et de sortie des gaz de la structure et de la totalité de la ou de chaque bague de manière à entourer ces pièces de façon étanche notamment aux gaz d'échappement. On notera que la configuration de cette ou de ces bagues d'isolation peut être adaptée afin que cellesci ne puissent se déplacer sans comprimer au moins une certaine surface de la nappe de fibres céramiques contre 1 'enveloppe externe. On notera également que les volumes d'isolation acoustique et/ou thermique ménagés entre l'enveloppe externe et les manchons, dans les portions d'entrée et de sortie des gaz de la structure, peuvent être remplis d'un matériau d'isolation de type classique afin d'améliorer encore les qualités acoustiques et thermiques du dispositif. Enfin, lors de l'assemblage de ce dispositif, c'est à dire avant le soudage des manchons dans les portions d'entrée et de sortie des gaz de la structure, l'écartement entre ces manchons et le ou les organes de purification catalytique peut être maintenu constant en utilisant des cales en matériau fusible. On conçoit alors que le dispositif selon 1 'in- vention présente une structure extrêmement simple dans la mesure où le nombre de pièces utilisées est réduit par rapport aux dispositifs de l'état de la technique, ce qui en facilite le montage et en réduit les coûts de fabrication tout en augmentant leurs performances. De plusr l'utilisation de la nappe de fibres céramiques permet un montage sous contraînte des différentes pièces rapportées à l'intérieur de la structure, ce qui lui assure une résistance importante tant aux vibrations qu'aux chocs thermiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif de purification catalytique des gaz d'échappement d'un moteur notamment de véhicule automobile, du type comportant une structure de support isolée (1) dans laquelle est disposé au moins un organe (2;2a,2b) de purification catalytique des gaz d'échappement, ladite structure de support présentant une portion intermédiaire (3) de réception de l'organe et de part et d'autre de celle-ci, des portions d'entrée et de sortie des gaz (4,5), caractérisé en ce que la structure de support (1) comporte une enveloppe externe (8), à l'intérieur de laquelle est disposée une nappe de fibres céramiques (9) de montage de l'organe de purification catalytique dans la portion intermédiaire de la structure et dont des extrémités s'étendent sur au moins une partie des portions d'entrée et de sortie des gaz de celle-ci et sont bloquées en position par des moyens (10,11) de serrage sur l'enveloppe externe (8). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de serrage comprennent des manchons internes (10,11) de la structure de support, présentant des formes à peu près complémentaires à celles des portions d'entrée et de sortie des gaz et disposés à distance de l'enveloppe externe (8) pour former entre cette enveloppe et ces manchons, des volumes (12,13) d'isolation acoustique et/ou thermique. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les volumes d'isolation sont remplis d'un matériau d'isolation. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs organes de purification (2a,2b) sont disposés dans la portion intermédiaire de la structure de support et sont maintenus en position par l'intermédiaire d'au moins une bague interposée entre ces organes (16). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'une des extrémités des manchons (10,11) est soudée sur le reste de la structure.