Brevet FR2941156A1 — publié le 20100723

Dispositif de filtration pour liquide circulant dans un moteur ou un équipement hydraulique, comprenant des moyens de chauffage du liquide jouxtant les moyens de filtration. L'invention concerne le domaine de la conception et de la réalisation de dispositifs de filtration utilisés pour filtrer des fluides circulant dans des moteurs ou des équipements hydrauliques. De tels dispositifs de filtration sont généralement constitués par un corps présentant des fenêtres de passage du liquide à filtrer, des moyens de filtration pouvant être constitués par un tissu de fibres synthétiques s'étendant dans la ou les fenêtres du corps. Les dispositifs de filtration de ce type présentent le plus souvent une forme cylindrique, mais peuvent également présenter toute autre forme. Une application particulière de l'invention concerne les dispositifs de dépollution des gaz d'échappement associés aux lignes d'échappement de véhicules, prévus pour réduire le rejet dans l'environnement des particules et émissions gazeuses diverses : CO, hydrocarbures imbrûlés HC, oxydes de soufre SOx et oxydes d'azote NOx. Dans cette application, il est désormais répandu d'utiliser la catalyse SCR (� Selective Catalytic Reduction �, ou réduction catalytique sélective) pour traiter les NOx émis par les moteurs diesel. Le principe d'une telle technique est de réduire chimiquement les NOx en ajoutant un agent réducteur (par exemple de l'ammoniac) en amont d'un catalyseur SCR spécifique et ainsi de permettre à ce type de moteur de respecter des niveaux d'émission de plus en plus strictement limités par les normes en vigueur et à venir. Typiquement, l'ammoniac apporté dans la ligne d'échappement se présente le plus souvent sous la forme d'un composé précurseur tel que l'urée qui produit de l'ammoniac en se décomposant aux températures des gaz d'échappement peu après sont introduction. L'urée se mélange au gaz d'échappement puis réagit avec les NOx de ceux-ci au niveau du catalyseur SCR. En sortie du catalyseur SCR, l'urée est recyclée en vue d'être réintroduite dans le catalyseur, ceci après avoir été filtrée (ce qui implique bien entendu la mise en oeuvre d'un dispositif de filtration). Or, dans un tel système, l'urée est soumise aux conditions climatiques, en particulier en ce qui concerne les variations de température. Aussi, lors d'abaissements sensibles de température, les caractéristiques de l'urée changent : augmentation de la viscosité, augmentation de la cristallisation... Il résulte de tels changements de caractéristiques une capacité variable du liquide (en l'occurrence l'urée) à être filtré et, par conséquent, une qualité de filtration variable. Ce phénomène est également observé dans d'autres applications avec d'autres liquides, par exemple lorsqu'il s'agit de filtrer un carburant, un liquide de freinage, ou encore le liquide d'une direction assistée. Actuellement, une solution consiste à faire passer le liquide concerné dans un dispositif de chauffage en amont et distant du dispositif de filtration. Ainsi, on cherche à réduire la viscosité et la cristallisation du liquide à filtrer en amenant celui-ci à un niveau de température approprié. Toutefois, on note avec les solutions de l'art antérieur, qu'une déperdition de température peut s'opérer entre le dispositif de chauffage et le dispositif de filtration de telle sorte que le liquide à filtrer n'arrive pas à la température appropriée au niveau du dispositif de filtration. En outre, le dispositif de chauffage constitue un composant qui doit être monté indépendamment du dispositif de filtration, et qui représente à lui seul un encombrement qu'il faut gérer. L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer une technique assurant en toute circonstance, ou quasiment, que le liquide à filtrer est à une température optimisée au moment de sa filtration. L'invention a également pour objectif de fournir une telle technique qui permette de réduire l'encombrement global d'une ligne de filtration d'un liquide à filtrer. L'invention a aussi pour objectif de fournir une telle technique qui permette de réduire les temps de montage d'une ligne de filtration d'un liquide à filtrer. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un dispositif de filtration pour liquide circulant dans un moteur ou un équipement hydraulique, du type comprenant des moyens de filtration au travers desquels ledit liquide est destiné à circuler et des moyens de chauffage électriques dudit liquide, caractérisé en ce qu'il comprend une fenêtre de passage dudit liquide dans laquelle sont montés lesdits moyens de chauffage, lesdits moyens de filtration jouxtant lesdits moyens de chauffage. Ainsi, l'invention propose une approche selon laquelle les moyens de chauffage du liquide à filtrer sont montés directement au voisinage des moyens de filtration. Une conséquence directe d'un montage selon l'invention est que la température à laquelle le liquide à filtrer est amené par les moyens de chauffage est également celle du liquide lorsque celui-ci traverse les moyens de filtration. En effet, la proximité immédiate des moyens de chauffage et des moyens de filtration réduit le temps de transit du liquide à filtrer entre les moyens de chauffage et les moyens de filtration à une durée extrêmement infime, au cours de laquelle le liquide à filtrer n'a pas le temps de se refroidir, ceci quelles que soient les conditions de température qui environnent le dispositif de filtration. La filtration du liquide s'opère donc dans des conditions optimisées, s'agissant de la viscosité et de la cristallisation du liquide à filtrer. Par ailleurs, l'invention permet de : réduire l'encombrement global de la ligne de filtration, les moyens de chauffage pouvant être directement incorporés au dispositif de filtration comme cela va apparaître plus clairement par la suite ; réduire les temps de montage de la ligne de filtration sur le véhicule, le montage des moyens de chauffage et celui des moyens de filtration pouvant être effectués simultanément. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, lesdits moyens de chauffage et lesdits moyens de filtration sont montés dans une même fenêtre de passage dudit liquide. Il apparaît ainsi clairement que la distance séparant les moyens de chauffage des moyens de filtration est réduite au maximum, le liquide à filtrer passant donc au travers des moyens de filtration dans des conditions de température optimisées. Dans ce cas, lesdits moyens de filtration comprennent un tissu, lesdits moyens de chauffage comprenant au moins un fil conducteur d'électricité appliqué sur ledit tissu, lesdits moyens de chauffage comprenant préférentiellement un maillage de fils conducteurs d'électricité intégrés dans ledit tissu. On obtient ainsi un dispositif particulièrement simple, efficace et compact : les moyens de filtration exercent une double fonction : une fonction intrinsèque de filtration et une fonction support des moyens de chauffage. Selon ce mode de réalisation, les moyens de chauffage sont donc clairement incorporés au dispositif de filtration. Les moyens de chauffage ne constituent donc pas un dispositif additionnel du dispositif de filtration, nécessitant une opération de montage spécifique et un encombrement supplémentaire à celui du dispositif de filtration. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, lesdits moyens de chauffage sont montés dans une première fenêtre de passage dudit liquide et lesdits moyens de filtration sont montés dans une deuxième fenêtre de passage dudit liquide distinct de ladite première fenêtre. Selon ce mode de réalisation, les moyens de chauffage et les moyens de filtration peuvent être montés sur des supports indépendants l'un de l'autre. Dans ce cas, il est possible d'opérer une maintenance séparée des moyens de filtration et des moyens de chauffage, ceci éventuellement avec des coûts de maintenance limités (remplacement des moyens de chauffage seuls ou des moyens de filtration seuls). Selon une solution préférée de ce mode de réalisation, lesdits moyens de chauffage prennent la forme d'un élément creux et lesdits moyens de filtration sont montés sur un élément destiné à s'emboîter dans ledit corps creux. On comprend qu'on obtient de cette façon un dispositif particulièrement intégré, préservant la possibilité de réaliser le dispositif sous une forme très compacte. On note toutefois que pour certaines applications particulières, ce sont les moyens de filtration qui peuvent prendre la forme d'un corps creux, les moyens de chauffage étant alors montés sur un élément s'emboîtant dans le corps creux. Selon une solution avantageuse, lesdits moyens de chauffage comprennent un film perméable audit liquide et sur lequel au moins un fil conducteur de l'électricité est appliqué, les moyens de chauffage comprenant préférentiellement un maillage de fils conducteur de l'électricité intégrés dans ledit film. Avantageusement, ledit film est réalisé en un matériau textile. Selon l'un ou l'autre des modes de réalisation décrit précédemment. lesdits moyens de chauffage sont avantageusement montés dans au moins une fenêtre de passage ménagée dans un support présentant des moyens de raccordement électriques destinés à alimenter lesdits moyens de chauffage. On obtient ainsi un support contribuant à la facilité de montage du dispositif de filtration et des moyens de chauffage associés. En effet, le montage du dispositif s'opère dans un premier temps indépendamment de la présence des fils électriques, l'alimentation électrique des moyens de chauffage pouvant ensuite être rapportée et connectée sur le support par une simple manipulation consistant en un couplage mécanique. Avantageusement, lesdits moyens de filtration comprennent un tissu de fibres synthétiques. On conserve ainsi la possibilité de recourir aux matériaux classiquement utilisés pour exercer la fonction de filtration d'un liquide à filtrer. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de deux modes de réalisation de l'invention, donnés à titre de simples exemple illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de filtration selon un premier mode de réalisation de 10 l'invention ; la figure 2 est une vue de détail des moyens de raccordement électriques d'un dispositif de filtration selon l'invention ; la figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif de 15 filtration selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, illustrant de façon séparée les moyens de filtration et les moyens de chauffage ; les figures 4 et 5 sont des vues d'un dispositif de filtration selon une variante de réalisation de l'invention ; 20 la figure 6 est une vue schématique d'un tissu de filtration associé à des moyens de chauffage destinés à équiper des moyens de filtration selon l'invention ; la figure 7 est une vue en perspective d'un dispositif de filtration selon un troisième mode de réalisation de 25 l'invention, illustrant de façon séparée les moyens de filtration et les moyens de chauffage ; les figures 8 à 10 illustrent chacune une variante de réalisation d'un dispositif de chauffage/filtration destiné à équiper un dispositif selon l'invention. 30 Tel qu'indiqué précédemment, le principe de l'invention réside dans le fait de concevoir un dispositif de filtration dans lequel des moyens de chauffage du liquide à filtrer sont montés sur le dispositif de façon à jouxter les moyens de filtration du liquide. La figure 1 illustre un premier mode de réalisation de l'invention. Tel que cela apparaît sur cette figure, le dispositif de filtration comprend un corps 1 présentant selon le présent mode de réalisation une forme essentiellement cylindrique. Le corps 1 présente deux extrémités annulaires 10 reliées par une série de montants 12 parallèles entre eux, et délimitant des fenêtres 11 formant un passage au travers duquel le liquide à filtrer est destiné à circuler. Selon ce mode de réalisation de l'invention, les moyens de chauffage et les moyens de filtration du liquide s'étendent dans chaque fenêtre 11 du dispositif. En d'autres termes, les moyens de chauffage jouxtent les moyens de filtration ceci en prévoyant le montage des moyens de chauffage dans les mêmes fenêtres que celles dans lesquelles s'étendent les moyens de filtration. Dans ce cas, les moyens de filtration comprennent un tissu de fibres synthétiques 200 sur lequel sont rapportés des fils 300 conducteurs de l'électricité (constituant les moyens de chauffage par effet Joule), les fils 300 étant disposés parallèlement entre eux, voire disposés en un maillage de façon à quadriller la surface du tissu de filtration, tel qu'illustré schématiquement par la figure 6. On comprend que, de cette façon, le tissu de filtration 200 supporte directement les moyens de chauffage constitués par les fils conducteurs de l'électricité 300. Le moyen de chauffage peut aussi être un tissu hybride associant des fils synthétiques et des fils conducteurs de chaleur pouvant être métalliques ou métallisés, un tel tissu assurant alors une double fonction : une fonction de chauffage et une fonction de filtration. Par ailleurs, le corps 1 du dispositif de filtration présente des moyens de raccordement électriques 13 destinés à alimenter les fils conducteurs de l'électricité. Tel qu'illustré par la figure 2, ces moyens de raccordement électriques comprennent : un élément creux 131, délimitant un logement destiné à recevoir une broche de raccordement électrique (non représentée) externe au dispositif ; deux ergots 130 destinés à former une connexion électrique avec la broche de raccordement, les ergots 130 s'inscrivant dans le logement délimité par l'élément creux 131. Chaque fil conducteur de l'électricité est relié par l'une de ses extrémités à l'un des ergots 130, tandis que l'autre extrémité des fils est reliée à l'autre ergot 130, des moyens de chauffage étant par conséquent constitués par une série de circuits électriques parallèles constitués chacun par un ergot 130, un fil 15 conducteur, le deuxième ergot 130. On note que les moyens de chauffage qui viennent d'être décrits sont constitués par un ou plusieurs fils conducteurs de l'électricité, émettant de la chaleur par effet Joule. Toutefois, les moyens de chauffage peuvent aussi, selon d'autres modes de réalisation envisageables, être constitués par des fils en 20 certains alliages ou en céramique qui combinent les fonctions de chauffage et de régulation. Ces moyens sont connus de l'homme du métier et peuvent être du type "PTC" (Positive Temperature Coefficient) dont la résistance augmente fortement avec la température, ce qui régule le chauffage. De tels moyens sont classiquement utilisés dans les réchauffeurs conventionnels de gazole. 25 La figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention. Selon ce mode de réalisation, le dispositif de filtration comprend : ù un élément dédié au chauffage 2 ; ù un élément dédié à la filtration 3. L'élément 2 dédié au chauffage du liquide à filtrer présente une forme 30 essentiellement cylindrique, et présente à chacune de ses extrémités une partie 10 annulaire 22, les deux parties annulaires étant reliées par une série de montants 21 délimitant entre eux des fenêtres de passage 20 du liquide à filtrer. Dans chaque fenêtre de passage 20 de l'élément 2 dédié au chauffage du liquide à filtrer s'étend un film 201 perméable au liquide à filtrer (réalisé en matériau textile), ce film portant des fils 202 conducteurs de l'électricité disposés parallèlement entre eux ou de façon à former un maillage qui quadrille le film. De plus, l'élément 2 comprend des moyens de raccordement électrique destinés à alimenter les fils conducteur d'électricité (constituant les moyens de chauffage par effet Joule), tels que ceux décrits précédemment dans le cadre du premier mode de réalisation. L'élément 2 forme donc un support dans lequel sont ménagées des fenêtres de passage du liquide à filtrer, les moyens de chauffage étant montés dans les fenêtres de l'élément 2. L'élément 3 destiné à la filtration du liquide présente également une forme essentiellement cylindrique, et comprend à chacune de ses extrémités une partie annulaire 32, les deux parties annulaires 32 étant reliées par une série de montants 31 délimitant entre eux des fenêtres de passage 30 au travers desquelles le liquide est filtré et destiné à circuler. Les moyens de filtration comprennent un tissu 301 de fibres synthétiques montées sur l'élément 3 de façon à s'étendre dans chacune des fenêtres 30. L'élément 2 forme un corps creux. En outre, l'élément 2 et l'élément 3 sont dimensionnés de telle sorte que l'élément 3 vient se loger à l'intérieur de l'élément 2 tel qu'illustré par la figure 4. De plus, les diamètres de l'élément 2 et de l'élément 3 sont prévus de telle sorte que, une fois l'élément 3 emboîté dans l'élément 2, les fenêtres 20 de l'élément 2 jouxtent les fenêtres 30 de l'élément 3. Dans les deux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, la circulation du liquide à filtrer s'opère de l'extérieur du dispositif de filtration vers l'évidement interne du dispositif de filtration. Il est toutefois envisageable de prévoir une circulation inverse du liquide à filtrer par une adaptation simple du dispositif de filtration (il est alors nécessaire de modifier la position des moyens de chauffage de telle sorte que le liquide soit réchauffé avant de passer au travers des moyens de filtration). Selon les applications, il peut être nécessaire de positionner le moyen de chauffage à l'intérieur (sens de circulation du � liquide � inversé ou fonctionnement particulier) du moyen de filtration. La figure 7 illustre une variante de réalisation de l'invention correspondant à cette configuration. Comme cela apparaît sur cette figure, l'élément 3 destiné à la filtration forme un corps creux et l'élément 2 et l'élément 3 sont dimensionnés de telle sorte que l'élément 2 vienne se loger à l'intérieur de l'élément 3. On comprend par ailleurs que, selon cette variante, l'élément 2 forme un support dans lequel sont ménagées des fenêtres de passage du liquide à filtrer, les moyens de chauffage étant montés dans les fenêtres de l'élément 2 et l'élément 3 comprend à chacune de ses extrémités une partie annulaire 32, les deux parties annulaires 32 étant reliées par une série de montants 31 délimitant entre eux des fenêtres de passage 30 au travers desquelles le liquide est filtré et destiné à circuler. De plus, les diamètres de l'élément 2 et de l'élément 3 sont prévus de telle sorte que, une fois l'élément 2 emboîté dans l'élément 3, les fenêtres 20 de l'élément 2 jouxtent les fenêtres 30 de l'élément 3. Dans les modes de réalisation qui viennent d'être décrits, le dispositif de filtration prend la forme d'un élément essentiellement cylindrique. Selon une variante de réalisation illustrée par les figures 4 et 5, on note que le dispositif de filtration peut prendre tout autre forme, telle que celle d'un boîtier 4 présentant des fenêtres 40 communiquant avec des conduits collecteurs 41 débouchant eux-mêmes dans un organe de sortie 42. Les figures 8 à 10 illustrent chacune une variante de réalisation selon laquelle les moyens de filtration et les moyens de chauffage sont regroupés en un dispositif unique. Tel qu'illustré par la figure 8, le dispositif est un tissu synthétique 80 (formant moyen de filtration) sur lequel est associé un feuillard conducteur 81 (cuivre, etc...). Tel qu'illustré par la figure 9, le dispositif est un film/médium filtrant 90 hybride multicouches associant sur un niveau en amont des fils synthétiques tissés 91 sur lequel des fils 92 conducteurs de chaleur métalliques ou élastomères métallisés ont été associés. Sur la ou les couches suivantes, le dispositif comprend un média 93 non tissé et/ou une couche de cellulose. Tel qu'illustré par la figure 10, le dispositif comprend un film/medium 100 filtrant synthétique de type non tissé et/ou de base de cellulose auquel est 10 associé un feuillard conducteur 101 (cuivre, etc...). 15 REVENDICATIONS1. Dispositif de filtration pour liquide circulant dans un moteur ou un équipement hydraulique, du type comprenant des moyens de filtration au travers desquels ledit liquide est destiné à circuler et des moyens de chauffage électriques dudit liquide, caractérisé en ce qu'il comprend une fenêtre de passsage dudit liquide dans laquelle sont montés lesdits moyens de chauffage, lesdits moyens de filtration jouxtant lesdits moyens de chauffage. 2. Dispositif de filtration selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage et lesdits moyens de filtration sont montés dans une même fenêtre de passage dudit liquide. 3. Dispositif de filtration selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de filtration comprennent un tissu, lesdits moyens de chauffage comprenant au moins un fil conducteur de l'électricité appliqué sur ledit tissu. 4. Dispositif de filtration selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage comprennent un maillage de fils conducteurs de l'électricité intégré dans ledit tissu. 5. Dispositif de filtration selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage sont montés dans une première fenêtre de passage dudit liquide et lesdits moyens de filtration sont montés dans une deuxième fenêtre de passage dudit liquide distincte de ladite première fenêtre. 6. Dispositif de filtration selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage prennent la forme d'un élément creux et lesdits moyens de filtration sont montés sur un élément destiné à s'emboîter dans ledit corps creux. 7. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage comprennent un film perméable audit liquide et sur lequel au moins un fil conducteur de l'électricité est appliqué. 8. Dispositif de filtration selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage comprennent un maillage de fils conducteurs de l'électricité intégré dans ledit film. 9. Dispositif de filtration selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que ledit film est réalisé en un matériau textile. 10. Dispositif de filtration selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage sont montés dans au moins une fenêtre de passage ménagée dans un support présentant des moyens de raccordement électrique destinés à alimenter lesdits moyens de chauffage.10