Brevet FR3061517A1 — publié le 20180706

ORGANE DE TRAITEMENT DE GAZ A CORPS DE TRAITEMENT DE GAZ EN BISEAU La présente invention se rapporte à l'architecture des organes de traitement de gaz, en particulier les organes de post-traitement des gaz d'échappement de moteur thermiques. Dans le domaine automobile, l'agencement du moteur et d'éléments de sa ligne d'échappement dans le compartiment moteur est de plus en plus soumis à des contraintes d'espace. Il existe donc toujours un besoin pour rendre l'architecture moteur et/ ou sa ligne d'échappement de plus en plus compact. On connait du document FR2868713 une architecture de ligne d'échappement présentant un coude, c'est-à-dire que les organes de dépollution situés de part et d'autre du coude s'étendent chacun selon un axe longitudinal, amis leurs axes respectifs ne sont pas parallèles. Ce coude se présente sous forme d'un raccord tubulaire qui sépare ces organes de dépollution, ce qui nuit à la compacité de la ligne et favorise les pertes thermiques des gaz d'échappement, ce qui est problématique pour la mise en température. Un but de la présente invention est de proposer une architecture d'organe de dépollution de gaz à la compacité améliorée et dont l'efficacité est maintenue. Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un organe de traitement de gaz comportant une paroi tubulaire qui comprend : -une première branche rectiligne s'étendant selon un premier axe longitudinal et reliée à une seconde branche rectiligne s'étendant selon un second axe longitudinal, les deux branches formant un coude à leur jonction, la première branche logeant un premier corps de traitement de gaz, la seconde branche logeant un second corps de traitement de gaz, De plus les deux corps de traitement de gaz comprennent chacun à leur extrémité orientée vers le coude une section transversale de passage de gaz dont la normale à cette section transversale orientée vers l'extérieur de leur corps respectif forme un angle non nul avec leur axe longitudinal. L'effet technique est de permettre de gagner en compacité tout en augmentant la surface d'arrosage du bloc de traitement. 3061517 2 Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaisons : En variante, les sections de passage de gaz des deux corps de traitement de gaz sont 5 orientées vers l'intérieur du coude. En variante, les sections transversales de passage de gaz sont parallèles. En variante, pour le premier et/ou le second corps de traitement de gaz, la normale de 10 leur section de passage de gaz forme avec leur axe longitudinal un angle de 45°+/- 20°. En variante, l'organe de traitement de gaz comprend des moyens d'injection d'un fluide dans l'espace délimité par les sections transversales de passage de gaz des deux corps de traitement et de la paroi tubulaire. 15 En variante, les moyens d'injection du fluide sont disposés du côté de l'intérieur du coude. En variante, l'espace délimité par les sections transversales de passage de gaz des deux corps de traitement et de la paroi tubulaire comprend des moyens de mélange du fluide 20 injecté au gaz à traiter. L'invention concerne aussi un moteur thermique comportant un turbocompresseur doté d'une turbine de détente de gaz, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de traitement de gaz selon l'une quelconque des variantes précédentes comprenant une entrée de gaz 25 directement reliée à une sortie de la turbine. En variante, le premier corps de traitement comprend un catalyseur d'oxydation et le second corps de traitement de gaz comprend un catalyseur de réduction des oxydes d'azote. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : 30 35 - La figure 1 est une représentation schématique en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation d'organe de traitement de gaz selon l'invention 3061517 3 - La figure 2 est une représentation schématique en coupe longitudinale d'un second mode de réalisation d'organe de traitement de gaz selon l'invention. 5 La figure 1 présente en coupe longitudinale un premier mode de réalisation d'un organe 1 de traitement de gaz de l'invention. Dans ce mode de réalisation l'organe de 1 de traitement de gaz peut être un organe de traitement de gaz d'échappement issus d'un moteur thermique. Un tel moteur thermique peut équiper un véhicule automobile. 10 L'organe 1 de traitement de gaz est formé d'une enveloppe comprenant une paroi 2 tubulaire qui peut être de section cylindrique ou autre (ovale...). La paroi 2 tubulaire comprend une première branche 3 rectiligne qui s'étend en longueur selon un premier axe longitudinal, Y-Y. La paroi 2 tubulaire comprend également une seconde branche 4 rectiligne s'étendant en longueur selon un second axe longitudinal, X-X. Ces deux 15 branches 3, 4 sont reliées ensemble en formant un coude 5 à leur jonction. La première branche 3 rectiligne loge un premier corps 6 de traitement des gaz et la seconde branche 4 rectiligne un second corps 7 de traitement des gaz, distinct du premier. Les corps de traitement 6, 7 peuvent comprendre un support céramique ou 20 métallique muni de canaux à travers lequel le gaz traverse pour y être traité. Le premier corps 6 de traitement de gaz comprend à son extrémité orientée vers le coude 5 une première section transversale S6 de passage de gaz. De même, le second corps 7 de traitement de gaz comprend à son extrémité orientée vers le coude 5 une seconde 25 section transversale S7 de passage de gaz. L'organe 1 de traitement de gaz comprend encore une entrée 8 de gaz à traiter et une sortie 9 de gaz. 30 En fonctionnement, le gaz à traiter entre dans l'organe 1 de traitement de gaz par l'entrée 8 puis traverse le premier corps 6 de traitement de gaz selon le sens indiqué par la flèche F1. Le gaz sort du premier corps 6 de traitement de gaz par sa section de passage S6 puis entre dans le second corps 7 de traitement par sa section de passage S7. Le gaz traverse le second corps 7 de traitement selon le sens indiqué par la flèche F2, pour 35 ensuite sortir de l'organe 1 de traitement de gaz par la sortie 9 de gaz. 3061517 4 Conformément à l'invention, les sections transversales S6 et S7 sont en biseau. Autrement dit la première section transversale S6 du premier corps 6 de traitement de gaz n'est pas perpendiculaire à son axe longitudinal Y-Y. De même la seconde section transversale S7 du second corps 7 de traitement de gaz n'est pas perpendiculaire à son 5 axe longitudinal X-X. Si l'on considère la normale N6 à la première section transversale S6, orientée vers l'extérieur du premier corps 6 de traitement de gaz, cette normale N6 forme avec l'axe longitudinal Y-Y du premier corps 6 de traitement de gaz un premier angle a non nul. De 10 la même manière, si l'on considère la normale N7 à la deuxième section transversale S7, orientée vers l'extérieur du second corps7 de traitement de gaz, cette normale N7 forme avec l'axe longitudinal X-X un second angle 13 non nul. On obtient un compromis des avantages de l'invention avec un agencement dans lequel 15 le premier angle a et/ ou le second angle 13 sont compris entre 45°+/- 20°. De préférence, pour pourvoir rapprocher les deux corps de traitement de gaz, les sections S6, S7 de passage de gaz de ces deux corps 6, 7 de traitement de gaz sont orientées, comme présenté en figure 1, vers l'intérieur du coude 5. 20 De préférence encore pour gagner en espace, les sections S6, S7 de passage de gaz de ces deux corps 6, 7 de traitement de gaz sont parallèles. On peut prévoir de relier cet organe 1 de traitement de gaz directement à une turbine 10 25 de détente de gaz d'un turbocompresseur ce qui permet de réduire les pertes thermiques de gaz entre la sortie de la turbine et l'entrée du corps de traitement de gaz et donc de faciliter l'atteinte de la température d'amorçage du corps de traitement de gaz pour laquelle celui-ci devient efficace. 30 Le premier corps 6 de traitement de gaz peut être un catalyseur d'oxydation pour le traitement des hydrocarbures imbrûlés. La figure 2 présente un second mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, il est prévu de disposer des moyens d'injection 11 d'un fluide dans l'espace 35 délimité par les sections transversales de passage de gaz , S6, S7 des deux corps 6, 7 de traitement et de la paroi tubulaire 2. Le fluide peut être un agent réducteur pour la réduction catalytique sélective des oxydes d'azote, tel qu'une solution aqueuse d'urée ou 3061517 5 encore de l'ammoniac. Dans ce cas le second corps 7 comprend un catalyseur de réduction sélective des oxydes d'azote. Afin de favoriser le mélange de cet agent réducteur au gaz d'échappement, on peut 5 également placer dans cet espace, en aval des moyens d'injection 11 un mélangeur 12, c'est-à-dire une pièce statique qui favorise le brassage entre l'agent réducteur et les gaz d'échappement. Pour des raisons de compacité, les moyens d'injection 11 sont disposés du côté de 10 l'intérieur du coude 5 de l'organe 1 de traitement de gaz. L'espace délimité par les sections transversales de passage de gaz, S6, S7 des deux corps 6, 7 de traitement et de la paroi tubulaire 2 est sur la figure 2 aménagé dans la seconde branche 4, mais on peut également le prévoir dans la première branche 3. 15 Dans le cas d'une implantation dans un compartiment moteur de véhicule, on obtient un environnement moteur moins encombré. L'invention permet une meilleure utilisation du volume disponible. L'invention évite encore 20 les pertes de charge et limite les pertes thermiques. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrite : L'organe de traitement de gaz peut comprendre un corps de traitement de gaz du type 25 filtre à particules, catalyseur trois voies, piège à oxydes d'azote... L'organe de traitement de gaz de l'invention peut convenir au traitement de gaz autres que les gaz d'échappement de moteur thermique. 30 REVENDICATIONS1. Organe (1) de traitement de gaz comportant une paroi (2) tubulaire qui comprend : -une première branche (3) rectiligne s'étendant selon un premier axe longitudinal (Y-Y) et reliée à une seconde branche (4) rectiligne s'étendant selon un second axe longitudinal (X-X), les deux branches (3, 4) formant un coude (5) à leur jonction, la première branche (3) logeant un premier corps (6) de traitement de gaz, la seconde branche (4) logeant un second corps (7) de traitement de gaz, caractérisé en ce que les deux corps (6, 7) de traitement de gaz comprennent chacun à leur extrémité orientée vers le coude (5) une section transversale (S6, S7) de passage de gaz dont la normale (N6, N7) à cette section transversale orientée vers l'extérieur de leur corps respectif (6, 7) forme un angle (a, (3) non nul avec leur axe longitudinal (Y-Y, X-X). 2. Organe de traitement de gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sections (S6, S7) de passage de gaz des deux corps (6, 7) de traitement de gaz sont orientées vers l'intérieur du coude (5). 3. Organe de traitement de gaz selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les sections transversales (S6, S7) de passage de gaz sont parallèles. 4. Organe de traitement de gaz selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour le premier et/ou le second corps de traitement de gaz (6, 7), la normale (N6, N7) de leur section (S6, S7) de passage de gaz forme avec leur axe longitudinal (Y-Y, X-X) un angle (a, (3) de 45°+/- 20°. 5. Organe de traitement de gaz selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'injection (11) d'un fluide dans l'espace délimité par les sections transversales (S6, S7) de passage de gaz des deux corps (6, 7) de traitement et de la paroi tubulaire (2). 6. Organe de traitement de gaz selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens d'injection (11) du fluide sont disposés du côté de l'intérieur du coude (5). 7. Organe de traitement de gaz selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que l'espace délimité par les sections transversales (S6, S7) de passage de gaz des deux corps (6, 7) de traitement et de la paroi tubulaire (2) comprend des moyens de mélange (12) du fluide injecté au gaz à traiter. 3061517 7 8. Moteur thermique comportant un turbocompresseur doté d'une turbine (10) de détente de gaz, caractérisé en ce qu'il comprend un organe (1) de traitement de gaz selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant une entrée (8) de gaz directement reliée à une sortie de la turbine (10). 5 9. Moteur thermique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier corps (6) de traitement comprend un catalyseur d'oxydation et le second corps (7) de traitement de gaz comprend un catalyseur de réduction des oxydes d'azote.