Brevet FR2789117A1 — publié le 20000804

Le brevet d'invention français n'9803170 deépose le 16 mars 1998, au nom de l'inventeur des présentes vise l'eépuration des gaz d'échappement des véhicules à moteur. Le moyen employé est une ca-touche filtrante métal- lique amovible, située à l'extémité du tuyau d'échappe- ment, à la sortie des gaz, munie d'un filtre contenant une matière absorbante pouvant,eventuellement,être du carbonate de calcium: CaC03. Mais l! CaC03 opère ici une épuration chimicue qui ne necessite aucun filtre et qui s'effectue dès qrue le CaCO3 est en contact avec un fluide contenant les gaz qu'il est susceptible d'abscrber. En effet, le CaC03 "absorbe" la plupart des gaz taxi ques rejetés par les moteurs à explosion, savoir - "CO", oxyde de carbone - ",'Q, oxyde d'azote - "-C", hydrocarbures imbrulés, avec cette précision que les hydrocarbures imbru!es sont un mélange de carburan= imbrulé et d'oxydes; or, le CaC03 réagit sur ces oxydes. Ajouté à cela cue, s'il est difficile de determiner à quelle tenpérature s'opérera cette "absorption", on sait, par hypcthèse, que la cartouche filtrante est située à la scrtie des Jaz c'est-à-cie a un endroit o les caz attei- gnent une température avoisinant 200 0. Un adjuvant sera peut être necessaire. Mais on sait aussi, par ailleurs, qu'à moins de 400 le carbone se transforme en C02, et en CO à une temperature plus élevée. Pour obtenir ce résultat, cette "absorption", il est necessaire de mettre le CaCO3 au contact des gaz d'échap pement, et ceci nous amène à déterminer les caractéris- tiques techniques de la cartouche filtrante. Elle est composée de deux parties: - l'une contient le CaCO3. Elle est amovible. C'est la "recharge". Pour éviter l'effet de souffle, le CaC03 devra être i employé en comprimés, ou granulés et non en poudre non i agglomérée. - l'autre canalyse éventuellement les gaz en les dirigeant sur la première. Elle est fixée au tuyau d'échappement. La partie amovible, contenant le CaC03, est représentée figure 2, lorsqu'elle est séparée, et figure 1 (en coupe), lorsqu'on l'a introduite dans la partie fixée au tuyau I d'échappement pour effectuer l'épuration des gaz, soit (d) figure 2 et (d) figure 1. Ces deux parties sont, en effet, de forme cylindrique et de diamètre différent, pour devenir, éventuellement, concentriques en cas d'accouplement. Ainsi la recharge (d) pénètre dans la partie fixe (c) représentée en coupe figure 1 et est entourée par les gaz i venant du tuyau d'échappement (a). C'est à ce moment là que, le moteur tournant, s'opérera la décomposition progressive du CaCO3, et, corrélativement |l'élimination chimique des gaz nocifs, s'écoulant entre les l'élimination chimique des gaz nocifs, s'écoulant entre les deux cylindres: (d) figures 1 et 2 et (C) figure 1. Le filtre, nous l'avons dit, n'existe pas matérielle- ment, l'épuration étant chimique. En l'absence, ou de la cartouche (d) figure 1 et 2, ou de CaC03, le véhicule continuera à polluer, les gaz s'échappant librement. Quelle sera la vitesse de décomposition des comprimés ou granulés de CaC03 étant donné. l'usage industriel espéré ici ? Il est permis de penser que la pratique sera appelée à varier le volume ou la pureté des comprimés. Tout ce qui précède est explicité schématiquement par les figures 1, 2 et 3. La figure 1 représente en coupe les 2 parties accou- plées de la cartouche filtrante. La partie mobile (d) figures 2 et 1, a pénétré dans la partie fixe (C) figure 1, en étant introduite à l'inté- rieur d'une bague de maintien (e) laquelle est retenue soli dairement à la partie (c) par deux supports (f) Le tuyau d'échappement (a) figure 1, se prolonge entouré par un col de fixation (b) solidaire de (c). Les gaz d'échappement suivent la direction des flèches et entourent le CaC03. Ils pénètrent notamment par l'ouver ture (J) munie d4un grillage figure 2, et s'échappent en partie par des interstices (i) figure 2. La recharge de (d) s'effectue par le côté du cylindre opposée à (J). 4 2789117 Un dispositif permet à la cartouche (d) de rester accrochée en (G). L'épuration étant chimique, non seulement le filtre devient inutile, mais aussi la chambre de compression des gaz prévue audit brevet N 98 031 70. Cependant, pour éviter une éventuelle contre-pression des gaz d'échappement (nuisible au fonctionnement du moteur), la surface S de la sortie des gaz du tuyau d'échap pement (a) devra être inférieure à la surface Sl de ces mêmes gaz à la sortie du tuyau (C) figure 1. Pour remplacer les comprimés ou granulés de CaCO3, on peut imaginer le CaC03 d'abord réduit en poudre puis aggloméré en un seul bloc de CaC03, ce bloc sera alors retenu à (d) par une broche (m) ffigure 3, introduite dans une ouverture O (figure 2), correspondant à une ouverture identique prévue dans le bloc de CaCO3. En conclusion, épurer les gaz d'échappement des véhicules à moteur au moyen de CaCO3 constitue une appli- cation nouvelle d'un moyen déjà connu en chimie. J On peut même imaginer un simple récipient couvert de quelle que forme et dimension soit-il, contenant du CaCO3, même en vrac (en morceaux) sur lequel les gaz d'échappement sont dirigés par le tuyau d'échappement. L'absorption des gaz toxiques (CO et NO notamment) se pro duira à condition qu'un courant d'air ait lieu et que les gaz résiduels soient expulsés par un autre tuyau partant du même récipient. Mais un tel récipient doit être prévu dès la fabrication de la voiture, avec tuyau d'accès facile pour la CaC03 et vanne d'épuration des résidus(notamment des particules transportées dès l'échappement) Pour donner à l'épuration le maximum d'efficacité, i le CaC03 devra reposer sur un grillage, l'arrivée des gaz d'échappement se faisant sous ce grillage ( à l'endroit de la Vanne) et l'évacuation des gaz résiduels ayant lieu par un second tuyau avec entrée au dessus du CaC03. Plus simplement, le maximum d'efficacité sera réalisé lorsque les gaz d'échappement traverseront le CaC03 en comprimés ou granulés. Ici, si nous avons recours à la cartouche filtrante, c'est en raison du fait qu'il s'agit de véhicules déjà cons truits o aucun emplacement n'a été prévu. Il était donc nécessaire de prévoir un dispositif (la cartouche filtrante de faible volume, peu encombrant et facile à adapter. La cartouche filtrante est destinée à neutraliser la pollution engendrée par les véhicules qui polluent: - soit parce que, n'ayant pas de pot catalytique, ils sont immobilisés un jour sur deux en période de grande pollution athmosphérique. - soit parce que, apres 30.000 à 40.000 Kms, certains pots catalytiques deviennent déficients par suite de desac tivation thermique, frittage, dépôt de carbone ou empoi- sonnement par exemple. Ces véhicules commencent à polluer et riquent, eux aussi, d'être immobilisés un jour sur deux en période de grande pollution athmosphérique. 6% 2789117 R E V E N D I C A T I 0 N S l1- Procédé d'épuration des gaz d'échappement de véhicules à moteur caractérisé en ce qu'il consiste à mettre les gaz d'échappement en contact avec du carbonate de calcium (CaCO3). 2 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que cette mise en contact des gaz nocifs avec le CaCO3 a lieu au moyen de cartouches filtrantes, amovibles, fixées à l'extrémité du tuyau Io d'échappement et comprenant deux parties de forme cylin- driques et de diamètre différent, savoir: - l'une fixée au tuyau d'échappement - l'autre amovible, s'enfonçant à volonté dans la première en devenant concentrique de celle-ci. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérise par le fait que la partie amovible contient le CaCO3. C'est la "recharge". 4 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la partie fixe, précitée canalyse les gaz d'échappement en les mettant en contact avec la partie amovible contenant le CaCO3. - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que cette mise en contact des gaz 7 2789117 nocifs avec le CaC03 a lieu au moyen d'un simple récipient convert contenant du CaC03 sur lequel les gaz d'échappement sont dirigés avant leur expulsion dans l'air par un autre tuyau partant du même récipient. - Dispositif selon la revendication 5 caractérisé par le fait que ledit récipient est placé entre le pot d'échappement et la sortie des gaz dans l'air.