Brevet FR2791087A1 — publié le 20000922

A La présente invention concerne un dispositif pour filtrer et catalyser les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne notamment diesel. Habituellement, le filtre et le catalyseur sont deux ensembles séparés. Cette dissociation pose un problème d'encombrement pour l'implantation sur un moteur et un problème d'efficacité lié à la déperdition de température des gaz d'échappement. De plus tous les moteurs à combustion interne notamment diesel, lors du fonctionnement émettent des particules enflammés et des gaz à hautes AO températures en sortie d'échappement. Dans l'état actuel de la technique des protections des atmosphères explosibles, les normes décrivent des protections utilisant la technique des échangeurs de températures des gaz d'échappement et des enveloppes refroidis pour abaisser la température des gaz, couplés à des dispositifs A5 d'arrêt de flammes; dispositif arrêtant la propagation d'une flamme vers l'extérieur par l'utilisation d'un empilage de tôles laissant entre celle-ci un interstice défini par les modes et niveaux de protection normalisés en fonction des classements, des risques et des modes de protections. Ce pare flamme du fait de l'accumulation des suies dans les interstices doit être 2LO régulièrement nettoyé par l'utilisateur. On trouve également derrière le pare flamme, un dispositif de pare étincelles, évitant la propagation des particules incandescentes vers l'extérieur. La technique habituellement employée dans les pare étincelles est une mise 2- en centrifugation des gaz, provoquant la centrifugation, des particules incandescentes vers les parois du pare étincelles, les particules sont freinées sur ces parois et sont stockés éteintes évitant la projection dans l'atmosphère de ces dernière pouvant provoquer une explosion ou un incendie. La présente invention à pour but de réaliser une amélioration de ces dispositifs par l'emploi uniquement d'un dispositif de filtration des particules servant à la fois de pare flamme et de pare étincelles. Cet ensemble est inclus dans un ensemble de refroidissement des gaz d'échappement. -2z- A L'invention consiste à cet effet un dispositif caractérisé en ce que l'installation de filtration est constituée par soit des filtres de type céramique, carbure de silice, ferreux ou toutes autres matériaux pouvant avoir un effet de filtration sur les particules contenu dans les gaz d'échappement. Les filtres ( 1) sont insérés dans une chambre recevant les gaz brut venant du moteur par l'intermédiaire de l'entrée des gaz ( 3). Après passage à travers les filtres, les gaz filtrés se retrouvent dans l'échangeur de température (8), o le niveau de température est abaissé en fonction des jo classes de températures selon la norme utilisée. Par exemple classe T4, température de surface 135 C. Les gaz épurés sortent sans flammes et sans étincelles par la sortie des gaz (5), les filtres ( 1) ayant brisés les flammes et retenus les particules. Suivant un mode de réalisation de l'invention, il est prévu l'utilisation d'un additif dans le carburant ayant pour rôle de permettre la combustion des particules stockés à basse température par un système de catalyse. A l'heure actuelle de la technique, les additifs sont à base de fer, cérium, strontium, cuivre et autres dérivées. L'échangeur de température ( 8), selon un mode de réalisation est conçu en fonction de la quantité des gaz d'échappement et de leur température afin de baisser la température par passage ( 7) sur des tubes à ailettes dans lesquels passe le liquide de refroidissement du moteur. Dans le principe actuel, la catalyse et la filtration des particules demande des températures supérieur à 250 C pour le bon traitement des gaz toxiques 2.5 et supérieurs à 650 C pour la combustion des suies ( particules). Le dispositif de l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Il comporte en effet, plusieurs filtres à particules ( 1) disposéslen batterie. Un catalyseur d'oxydation ( 2) est placé à la sortie de l'ensemble filtrant. Le catalyseur est maintenu à la sortie de l'ensemble filtrant soit par soudure ou selon une variante non illustrée par fixation mécanique. Le passage des gaz d'échappement se réalise de l'entrée ( 3) des gaz vers les filtres ( 1) puis à travers le catalyseur ( 2) vers la sortie ( 5). La taille des filtres et du ( ou des) catalyseur sont liés à la puissance du moteur. Au niveau de la réalisation, les tubes perforés sont soudés à l'intérieur d'un ensemble recevant les gaz d'échappement. Cet ensemble est fixé directement sur la culasse du moteur par les fixations ( 4). -3- A L'utilisation d'un additif au carburant permet de démarrer la combustion des suies stockés dans les filtres aux environs de 200 C. L'invention permet par son encombrement et sa compacité une moindre déperdition calorifique et une implantation plus proche de la sortie des gaz. Cette invention permet également de pouvoir s'implanter sur des moteurs existant n'ayant pas été étudier et conçu pour recevoir un ensemble filtre et catalyseur de part sa taille réduite. Le particules et les constituants contenus dans les gaz d'échappement de moteur thermique sont extrêmement toxiques pour la santé et O I'environnement. Cette invention permet de filtrer et de catalyser dans les meilleurs conditions les produits toxiques. -4- REVENDICATIONS: 1) Dispositif permettant de supprimer les flammes à l'échappement et les particules incandescentes et de filtrer et catalyser les gaz d'échappement contenant des produits toxiques caractérisés en ce qu'il comprend un filtre et un catalyseur. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisée en ce que la partie filtrante est disposée en batterie 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'entrée des gaz est directement sur l'ensemble filtrant. 4) Dispositif selon la revendication2 caractérisé en ce que le passage des gaz d'échappement peut se réaliser du filtre vers le catalyseur. ) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les filtres sont régénérés par combustion catalytique des suies avec l'utilisation d'un additif au carburant. 6) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'additif au carburant est constitué à l'heure actuelle de la technique par des bases ferrique, de cérium, strontium, cuivre et autres.