Brevet FR2789118A1 — publié le 20000804

Les problèmes de pollution se posent à un échelon mondial par leur répercussion sur le climat du globe. C'est essentiellement dans les Villes, o la circu- lation est congestionnée, que les niveaux de pollution d'origine automobile sont les plus élevés. Ce qui explique que les gouvernements, dans plusieurs pays,aient déjà pris des mesures pour réduire la circula- tion des voitures réputées polluantes, les jours de grande pollution atmosphérique,ne laissant circuler, sans limi- tation, que les voitures réputées non polluantes. Et c'est pour obvier à cette restriction de la circu- lation qu'il a été imaginé un dispositif capable de rendre non polluants des véhicules touchés par cette restriction. Le brevet d'invention français N 98.10515,déposé le 18 août 1998, au nom du même inventeur, rappelle q'il est depuis longtemps établi er. chimie que le car- bonate de Calcium (CaC03) absorbe: - l'oxyde de carbone: "CO", - l'oxyde d'azote: "NO" - et les oxydes métalliques qui, associés aux carburants imbrulés, forment ce qu'il est coutume de désigner sous l'appelalation chimique de "HC" Il est aussi rappelé présentement que ce sont ces oxydes (CO et NO notamment), rejetés par les moteurs à explosion qui contribuent à engendrer la pollution atmosphérique. C'est ce qui a conduit l'inventeur des présentes à dégager un procédé d'épuration des gaz d'échappement des moteurs à explosion, consistant a mettre ces gaz en contact avec du CaCO3 dans un simple récipient fermé situé entre le pot d'échappement et la sortie des gaz dans l'air. Ceci a été traité audit brevet N 98.10515 Mais ce procédé ne peut concerner que les véhicules !o à construire pour lesquels un constructeur peut, lors de la construction du véhicule, ménager sous la carros- serie, l'emplacement adequat de ce récipient en le pré- voyant: - Volumineux: pour prévoir une recharge de CaC03 pour un long trajet - Isolé: pour éviter de se brûler. - et le plus rapproché possible du pot d'échappement auquel il sera souhaitable de l'accoler pour bénéficier du rayonnement thermique du pot d'échappement. Mais le problème ne se pose pas de la même façon pour les véhicules déjà construits, qui s'avèrent être polluants après usage, et qui sont plus spécialement concernés par le présent brevet, et pour lesquels le dispositif, destiné à les rendre non polluants devra necessairement être placé à l'extrémité du tuyau d'échap pement avec un calorifugeage approprié pour éviter les brulures et un accès facile pour les recharges en CaCO3. Actuellement, lorsqu'un moteur à explosion (essence ou gas- oil) s'avère être polluant après usage, il n'existe pas de dispositif, adaptable après coup, sus- ceptible de neutraliser sa pollution. Tel est l'objet de la présente invention. Sauf accélération soudaine du moteur, la tempéra- ture des gaz d'échappement à l'extrémité du tuyau d'échappement est de 200 à 300 degrés. Or les analyses faites en laboratoires sur la disso- ciation du carbonate de calcium (CaC03) ont révélé qu'en présence de CO et de NO, cette dissociation s'opère aux environs de 600 degrés; mais que cette température est toutefois fonction: - de la vitesse de chauffe - de l'état de cristallisation du CaCO3 - et de la masse du produit. D'ou l'idée: - D'abaisser la température de dissociation précitee (600 ) du CaCO3 au moyen d'adjuvants tels que: du chlorure de sodium: NaCl, ou du chlorure de calcium: CaCl, additionnés l'un ou l'autre, à raison de 1 à 2 - D'élever la température et la vitesse normale:de chauffe du CaCO3 au moyen d'une accélération du moteur, dès sa mise en marche, et ce, pendant une dizaine de secondes, provoquant ainsi un "choc thermique". - de modifier l'état physique du CaCO3 en agissant: 5. sur sa pureté: on obtient du CaCO3 pur à 99% sur la friabilité: en utilisant du CaCO3 en comprimés réalisés à partir de poudre très fine sur sa masse: en le réduisant en poudre très fine d'une coupe granulométrique de l'ordre de 8 771 Le degré de finesse de mouture du CaCO3 est primor- dial: voici pourquoi: Remplissons la cartouche D(figure 2) de poudre très fine (coupe granulométrique 8? t); on constate que la poudre ne passe pas spontané- ment au travers des mailles de la cartouche (mailles de 2 à 3 mm de côté). Le souffle des gaz d'échappement est necessaire pour chasser la poudre hors de la cartouche, ainsi qu'on le verra ci-après. Par contre, si l'on remplit la même cartouche de poudre plus grossière (coupe granulométrique 400 ^^XL), on constate que la poudre passe spon- tanément au travers des mêmes mailles de la cartouche, et ce, suivant un écoulement liné- aire comparable à celui d'un sablier. Résultat: dans le premier cas, la cartouche ne se vide que si le moteur tourne. Dans le second cas,la cartouche se vide même si le moteur s'arrête. Conclusions: pour un approvisionnement impor- tant (cartouche plus grande) prévu pour un long tra- jet, seule, peut convenir une poudre très fine: (8A1' environ) laquelle est consumée par le bas de la car- touche, qui, elle, est alimentée par le haut. Ce phénomène s'explique: dans le ler cas, les grains de poudre ne sont plus soumis à la loi de la pesanteur: leur masse est nulle; mais ils restent cependant soumis à la loi de la gravitation. Ces grains s'attirent et ne passent plus spontanément au travers du tamis. Dans le second cas ( poudre 400 r), la loi de la pesanteur, s'applique. Ces explications liminaires terminées, il convient de décrire le dispositif et d'examiner son fonctionnement. DESCRIPTION - Le dispositif (figure 3) se présente sous la forme d'un cylindre métallique ( à adapter au tuyau d'échap- pement du véhicule). Il est recouvert d'une enveloppe afin d'éviter de se brûler. Pour les véhicules de tourisme, cette envelop- pe sera remplacée par le pare-chocs arrière aménagé à cette fin et dans lequel il sera logé: ceci permettra de ne pas nuire à l'esthétique de la carrosserie et de diminuer le coût de revient. Ce cylindre comprend: 1 / Une chambre de compression des gaz, 2 / Plusieurs cartouches filtrantes, 3 / Un filtre, 4 / Une Vanne d'épuration - Schématiquement, sur la figure 3 on retrouve: 1 / La chambre de compression délimitée par le volume M L I H. Elle est close de toutes parts: D'un côté, en MH o pénètre, toutefois, le tuyau G d'arrivée des gaz. 15. Du côté opposé, en L I, par le filtre occupant toute la surface d'une section, du cylindre. Et, de tous autres côtés, par la partie cir- culaire du cylindre. 2 / Les cartouches filtrantes (ici au nombre de 3): A, B, et C. Elles sont amovibles pour faciliter le net- toyage du cylindre.Elles peuvent n'être qu'une seule. La figure 2 représente une cartouche filtrante. Son enveloppe extérieure, en métal, est soit un grillage ( 0) avec mailles de 2 à 3 mm de côté, soit une tôle perforée avec ouvertures circulaires de 3 mm de diamètre environ. Un revêtement (N) en tôle, qui peut être un res- sort circulaire, permet, en glissant sur le grillage, de limiter la surface sur laquelle agira le souffle des gaz. (N) joue le rôle d'un régulateur de débit de poudre de CaC03. Ces cartouches ont la forme d'un petit cylindre fermé par un bouchon P de façon qu'elles soient fa- ciles à approvisionner par conditionnement sous forme de sachet en papier "sans cendres" 3'/ Le filtre LI occupe, nous l'avons dit, toute la surface de la circonférence, du cylindre. En métal, il est constitué soit d'un tamis (mail- les 2 à 3 mm de côté) soit d'une tôle perforée (ou- vertures circulaires de 2 à 3 mm de diamètre environ); la surface développée de toutes ces ouvertures doit être ou supérieure ou au moins égale à la surface de la circonférence du tuyau G d'arrivée des gaz (ceci pour un bon fonctionnement du moteur) Le filtre marque la séparation du cylindre M L I H d'avec le reste du cylindre L K J I prévu comme vanne d'épuration. 4 / La Vanne d'épuration est constituée, par conséquent, du cylindre L K J I venant s'emboiter dans le reste du cylindre M L I H Elle comporte le tuyau X assurant l'expulsion des gaz résiduels. La figure 1 la représente une fois déboitée. Elle donne alors accès au cylindre M L I H et permet de le nettoyer et d'enlever les particules (suie) et sédi- ments déposés. Quant à l'enveloppe recouvrant le cylindre, elle peut revêtir n'importe quelle forme de nature à émpêcher les brûlures. Mais nous avons dit que, pour des raisons du coût de revient et d'esthétique, dans les voitures de tourisme, il convenait de la remplacer par le pare- chocs arrière aménagé à cette fin. Et alors de deux choses l'une: - ou bien le pare-chocs arrière comporte une trappe permettant à volonté de recouvrir ou découvrir entiè- rement le cylindre. - ou bien le pare-chocs se décompose en deux parties: une partie fixée au chassis, sorte de lame défor mable sur laquelle est fixé le cylindre. À une autre partie mobile, basculant sur la première pour dissimuler le cylindre au moyen de deux axes reliant les extrémités des 2 parties. FONCTIONNEMENT Les cartouches A,B et C, sont remplies de carbo- nate de calcium CaCO3: A et B de poudre très fine (coupe granulométrique 8 p11 diamètre moyen: l,7 Ll11- C: de comprimés obtenus à l'aide de la même poudre Bien entendu, le CaC03 a été préalablement ad- ditionné de NaCL à raison de 2% ce qui conduit à ap- provisionner les cartouches à l'aide de conditionnements en sachet de papier "sans cendres", ceci pour simplifier les manipulations. Les gaz d'échappement pénètrent dans le cylindre par le tuyau G et viennent lécher les cartouches A,B et C. Leur souffle passe au travers des mailles du gril- lage ou de la tole perforée de chaque cartouche. Le CaCO3 en poudre est pulsé au dehors des cartouches et se mélange aux gaz à traiter d'autant plus intimement qu'il s'accompagne de turbulences. Les comprimés conte nus dans la cartouche C se désagrègent d'abord superfi- ciellement et tombent progressivement en poussière laquelle passera à son tour au travers de l'enveloppe de la cartouche C pour se joindre à la poudre de CaC03 déjà pulsée au travers de l'enveloppe des car- touches A et B. La compression des gaz ainsi mélangés à la poudre de CaCO3 finit par les faire passer au travers du filtre LI, lequel intervient pour faire disparaître: - et les gaz toxiques absorbés par le CaCO3 - et la poudre en suspension. Ainsi, après épuration du fluide pénétrant par le tuyau G, les gaz résiduels sont rejetés dans l'air par le tuyau X. Le dispositif objet du présent brevet se présente comme un épurateur des gaz d'échappement.I1 concerne tous les véhicules qui commencent à polluer après usage (automobiles, camionnettes,camions). Cet épurateur deviendra indispensable lors des contrôles techniques pour obtenir un certificat négatif de toute pollution en cas de revente des véhicules concernés. R E V E N D I CATIONS 1 / Dispositif, adaptable aux moteurs à explosions (essence et gas-oil) qui s'avèrent être polluants après usage en rejetant les gaz toxiques CO, NO et CH),capable de neutraliser cette pollution au moyen de carbonate de calcium (CaCO3) caractérisé par le fait qu'il se présente sous la forme d'un cylindre muni d'un revêtement empêchant les brûlures. 2 / Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ce cylindre est fixé sur le tuyau d'échappement des gaz. 3 / Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ce cylindre comporte: a) une chambre de compression des gaz, b) une ou plusieurs cartouches filtrantes chargées de CaC03, c) un filtre, d) une vanne d'épuration. 4 / Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les cartouches filtrantes: sont de forme cylindrique permettant un approvi- sionnement par conditionnement en sachet de papier comportent une enveloppe métallique en grillage ou tôle perforée susceptible, simultanément, de A 2 contenir du CaC03 (même en poudre très fine) et de laisser les gaz la traverser. / Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le filtre est constitué 5. soit par un tamis, soit par une tôle perforée, laissant passer les gaz contenant en suspension du CaC03 pulvérisé. 6 / Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que la vanne d'épuration est réalisée au moyen d'une séparation dudit cylindre en deux parties s'emboitant l'une dans l'autre. 7 / Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit revêtement peut être réalisé au moyen d'un pare-chocs aménagé à cette fin et dans lequel il se loge. 8 / Dispositif selon la revendication 7 I caractérisé par le fait que ledit pare-chocs doit comporter un moyen pour recouvrir ou découvrir en son entier le cylindre qu'il protége (trappe). 9 / Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le carbonate de calcium employé (CaC03) est utilisé: - soit en poudre. - soit en comprimés À / Dispositif selon les revendications 1 et 9, caractérisé par le fait que la poudre ou les comprimés de CaC03 sont utilisés additionnés d'un adjuvant tel que: - du chlorure de sodium (NaCl) - ou du chlorure de calcium (CaCl) à l'effet de faire baisser la température de disso- ciation du CaC03. 1 / Dispositif selon les revendications 1,9 et 10, caractérisé par le fait, que les recharges de CaC03 seront livrées en doses ou conditionnements en sachet de papier adaptés auY dimensions des cartouches, et dont le contenu respec- tera le pourcentage d'adjuvant par rapport au CaC03 en poudre ou comprimés.