Brevet FR2719628A1 — publié le 19951110

POT D'ECHAPPEMENT CATALYTIQUE A ECOULEMENT RADIAL La présente invention concerne un pot d'échappement catalytique à écoulement radial. Les pots catalytiques sont connus depuis plusieurs dizaines d'années. Toutefois, le coût de fabrication élevé de ces pots constitue un obstacle à leur développement pour les grandes séries automobiles. Afin de réduire ce coût, imputable notamment à la quantité de métaux précieux utilisée, on cherche donc à réduire le volume du pot ; cela permet en même temps d'en diminuer l'encombrement, ce qui remédie aux problèmes de garde au sol. On cherche également à réduire les pertes de charge dans le tuyau d'échappement. Le document FR-A-1 412 392 décrit un appareil pour la combustion catalytique des gaz, notamment des gaz d'échappement. Dans un mode de réalisation représenté par la figure 3 de ce document, les gaz arrivent dans une chambre d'admission, puis l'écoulement se divise de part et d'autre de l'axe de symétrie du pot pour pénétrer dans deux éléments catalytiques disposés parallèlement au flux de gaz ; les gaz s'échappent ensuite dans l'atmosphère après passage dans deux sections d'évacuation disposées de part et d'autre de faces de sortie des éléments catalytiques. Cette structure présente un inconvénient : la disposition des faces d'entrée des supports parallèlement au flux de gaz ne favorise pas la distribution des gaz arrivant par la section d'entrée, et n'optimise donc pas les performances de dépollution. En effet, les gaz ont tendance à se diriger vers l'extrémité obstruée de la portion centrale à l'opposé de la section d'entrée, et pénètrent donc massivement dans les supports par l'extré- mité des faces d'entrée de ceux-ci, tandis que seule une faible partie des gaz se répartit sur le reste des faces d'entrée. Cette distribution non homogène des gaz à travers les supports ne permet pas de minimiser les pertes de charge et d'optimiser le rendement du système catalytique. La présente invention a pour objectif de proposer un pot d'échappement catalytique économique, présentant une surface frontale aussi grande que possible pour optimiser la répartition des gaz et minimiser ainsi les pertes de charge, et une longueur aussi petite que possible pour minimiser le volume total et donc l'encombrement sous la caisse d'une part, et le coût de fabrication d'autre part. La présente invention atteint son objectif en proposant un pot d'échappement catalytique, comportant une section d'entrée tubulaire, une section de sortie tubulaire située dans le prolongement de la section d'entrée sur un axe longitudinal correspondant à la ligne d'échappement du pot, et un volume central globalement parallélépipédique plat comprenant deux pains offrant chacun des canaux de passage aux gaz à traiter ; ces canaux seront préférentiellement obtenus par empilage de feuillards graufrés en chevron permettant de générer le meilleur contact entre le gaz et les parois. Les gaz à traiter sont distribués à partir d'une face d'entrée respective sur laquelle arrivent les gaz, lesdits pains étant disposés symétriquement de part et d'autre dudit axe longitudinal, caractérisé en ce que lesdites faces d'entrée forment un angle avec ledit axe longitudinal. Dans un mode de réalisation privilégié de la présente invention, ledit angle est compris entre 7 et 200. Avantageusement, ledit angle est voisin de 15". Les avantages et les caractéristiques de la présente invention ressortiront clairement de la description détaillée ci-dessous, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un pot d'échappement catalytique à écoulement radial conforme à la présente invention, - la figure 2 est une vue de dessus du même mode de réalisation d'un pot d'échappement catalytique à écoulement radial conforme à la présente invention. En référence à la figure 1, un pot d'échappement catalytique conforme à la présente invention comprend un volume central creux constituant une chambre de traitement 1 munie d'une section d'entrée tubulaire 2 sur sa partie avant, et d'une section de sortie tubulaire 3 sur sa partie arrière. Les sections d'entrée et de sortie 2 et 3 sont situées sur un axe longitudinal 4 qui correspond à la ligne d'échappement du pot. La chambre de traitement 1 présente avantageusement la forme globale d'un parallélépipède rectangle de faible épaisseur. Elle contient une portion centrale 5 dont l'extrémité avant s'ouvre sur la section d'entrée 2, et dont le fond 51 est fermé. Les faces latérales de la portion centrale 5 sont formées par les faces d'entrée 61 et 71 de deux supports métalliques ou pains 6 et 7, qui constituent l'élément catalytique du pot. Ces pains 6 et 7 sont disposés de part et d'autre de la portion centrale 5, symétriquement par rapport à l'axe longitudinal 4, leurs faces d'entrée 61 et 71 faisant un angle a avec cet axe. Chacun des pains est avantageusement réalisé sous la forme d'un empilement parallélépipédique de feuilles gaufrées offrant des canaux de passage aux gaz à traiter, comme décrit dans le document FR-A-2 656 373. Cependant, toute autre forme d'empilement peut être réalisée. Le choix d'un gaufrage induisant des turbulences dans le support catalytique améliore l'échange entre le gaz et les parois et améliore l'efficacité de conversion, et permet par suite de réduire la profondeur du support, et donc, le volume total. En référence à la figure 2, les gaz d'échappement à traiter pénètrent dans le pot par la section d'entrée 2, comme indiqué par la flèche E, puis l'écoulement longitudinal se divise en deux écoulement radiaux dans la portion centrale 5 suivant l'axe longitudinal 4 et pénètre dans les pains 6 et 7 par leurs faces d'entrée respectives 61 et 71, où la conversion des gaz se produit grâce aux multiples canaux de passage revêtus de catalyseur. En raison de l'angle a que les pains 6 et 7 forment avec l'axe 4, les gaz se répartissent de façon sensiblement uniforme sur l'ensemble de leurs faces d'entrée respectives 61 et 71. Ils pénètrent alors dans les canaux de passage formés par l'empilement de feuilles gaufrées, où ils subissent les conversions appropriées. Les gaz ressortent ensuite des pains de façon radiale dans les espaces situés entre les faces de sortie des pains et les parois de la chambre de traitement 1 pour se réunir en un écoulement longitudinal et s'échapper par la section de sortie 3 du pot, comme indiqué par la flèche S. REVENDICATIONS 1. Pot d'échappement catalytique, comportant une section d'entrée tubulaire (2), une section de sortie tubulaire (3) située dans le prolongement de la section d'entrée (2) sur un axe longitudinal (4) correspondant à la ligne d'échappement du pot, et un volume central (1) globalement parallélépipédique plat comprenant deux pains (6) et (7) offrant chacun des canaux de passage aux gaz à traiter distribués à partir d'une face d'entrée respective (61) et (71) sur laquelle arrivent les gaz, lesdits pains (6) et (7) étant disposés symétriquement de part et d'autre dudit axe longitudinal (4), caractérisé en ce que lesdites faces d'entrée (61) et (71) forment un angle (a) avec ledit axe longitudinal (4). 2. Pot d'échappement catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit angle (a) est compris entre 7 et 20 . 3. Pot d'échappement catalytique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit angle (a) est voisin de 15 . 4. Pot d'échappement catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits pains (6) et (7) sont obtenus par empilage de feuilles gaufrées.