Brevet FR3129178A1 — publié le 20230519

Système de post-traitement des gaz d’échappement (1) d’un moteur conçu comme un moteur à gaz ou comme un moteur à deux carburants, comportant un catalyseur (3), qui peut être traversé par les gaz d’échappement, comportant un tube de commande (4) s’étendant à travers un évidement (5) dans le catalyseur (3), lequel tube de commande (4) peut être déplacé par rapport au catalyseur (3) et qui peut également être traversé par les gaz d’échappement, et comportant un actionneur (6) qui est équipé pour déplacer le tube de commande (4) par rapport au catalyseur (3) en fonction d’au moins un état de fonctionnement du moteur et/ou d’au moins un état de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d’échappement de telle sorte que dans une première position relative du tube de commande (4) par rapport au catalyseur (3), le catalyseur (3) peut être traversé par les gaz d’échappement mais pas le tube de commande (4), et en ce que dans une deuxième position relative du tube de commande (4) par rapport au catalyseur (3), le tube de commande (4) peut être traversé par les gaz d’échappement mais pas le catalyseur (3). Figure pour l’abrégé : Figure 1 SYSTÈME DE POST-TRAITEMENT DES GAZ D’ÉCHAPPEMENT D’UN MOTEUR CONÇU COMME UN MOTEUR À GAZ OU UN MOTEUR À DEUX CARBURANTS, MOTEUR ET PROCÉDÉ DE FONCTIONNEMENT DE CELUI-CI État de la technique L’invention concerne un système de post-traitement des gaz d’échappement d’un moteur conçu comme un moteur à gaz ou comme un moteur à deux carburants. En outre, l’invention concerne un moteur conçu comme un moteur à gaz ou un moteur à deux carburants et un procédé pour faire fonctionner le système de post-traitement des gaz d’échappement ou le moteur. Les gros moteurs, tels que ceux utilisés par exemple comme moteurs à combustion interne sur les navires, sont de plus en plus souvent conçus comme des moteurs à gaz ou des moteurs à deux carburants. Dans les moteurs à gaz, un carburant gazeux, comme par exemple le gaz naturel, est brûlé. Dans les moteurs à deux carburants, un carburant gazeux, comme par exemple le gaz naturel, peut être brûlé dans un mode de fonctionnement à gaz et un carburant liquide, comme par exemple le carburant diesel, dans un mode de fonctionnement à carburant liquide. Les gaz d’échappement de ces gros moteurs doivent être nettoyés. À cette fin, les moteurs sont équipés de systèmes de post-traitement des gaz d’échappement. Il existe un besoin pour un système de post-traitement des gaz d’échappement de conception compacte pour un moteur conçu comme un moteur à gaz ou un moteur à deux carburants, en particulier pour un gros moteur, qui est de préférence utilisé comme unité de propulsion sur un navire. Avantages de l’invention Partant de là, l’invention est basée sur l’objectif de créer un nouveau type de système de post-traitement des gaz d’échappement d’un moteur conçu comme un moteur à gaz ou comme un moteur à deux carburants ayant un tel système de post-traitement des gaz d’échappement. Cet objet est résolu par un système de post-traitement des gaz d’échappement d’un moteur conçu comme un moteur à gaz ou comme un moteur à deux carburants, -avec un catalyseur qui peut être traversé par les gaz d’échappement, -avec un tube de commande s’étendant à travers un évidement dans le catalyseur, lequel tube de commande peut être déplacé par rapport au catalyseur et peut également être traversé par les gaz d’échappement, -avec un actionneur qui est équipé pour déplacer le tube de commande par rapport au catalyseur en fonction d’au moins un état de fonctionnement du moteur et/ou d’au moins un état de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d’échappement de telle sorte que dans une première position relative du tube de commande par rapport au catalyseur , le catalyseur peut être traversé par les gaz d’échappement mais pas le tube de commande, et que dans une deuxième position relative du tube de commande par rapport au catalyseur, le tube de commande peut être traversé par les gaz d’échappement mais pas le catalyseur. Le système de post-traitement des gaz d’échappement selon l’invention comprend un catalyseur qui peut être traversé par les gaz d’échappement. Le système de post-traitement des gaz d’échappement selon l’invention comprend un catalyseur qui peut être traversé par les gaz d’échappement. En outre, le système de post-traitement des gaz d’échappement selon l’invention comprend un tube de commande s’étendant à travers un évidement dans le catalyseur, lequel tube de commande peut être déplacé par rapport au catalyseur et qui peut également être traversé par les gaz d’échappement. En outre, le système de post-traitement des gaz d’échappement selon l’invention comprend un actionneur qui est équipé pour déplacer le tube de commande par rapport au catalyseur, en fonction d’au moins une condition de fonctionnement du moteur et/ou d’au moins une condition de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d’échappement, de telle sorte que dans une première position relative du tube de commande par rapport au catalyseur, le catalyseur peut être traversé par les gaz d’échappement mais pas le tube de commande, et que dans une deuxième position relative du tube de commande par rapport au catalyseur, le tube de commande peut être traversé par les gaz d’échappement mais pas le catalyseur. Dans le système de post-traitement des gaz d’échappement selon l’invention, le tube de commande est intégré dans le catalyseur de telle sorte que le tube de commande pénètre dans un évidement du catalyseur et peut être déplacé par rapport au catalyseur. Dans la première position relative du tube de commande, celui-ci permet un flux de gaz d’échappement à travers le catalyseur, dans la deuxième position relative du tube de commande, celui-ci empêche le flux de gaz d’échappement à travers le catalyseur mais permet le flux de gaz d’échappement à travers lui-même. Un tel système de post-traitement des gaz d’échappement nécessite peu d’espace d’installation. Les tubes de dérivation, les isolations, les clapets, les disques de rupture ainsi que les vannes de commande pour les tubes de dérivation peuvent être omis. De préférence, le catalyseur est un catalyseur annulaire qui est délimité radialement à l’intérieur dans la région de l’évidement recevant le tube de commande par un premier tube catalytique qui est délimité radialement à l’extérieur par un deuxième tube catalytique et/ou un réacteur sous pression, qui comprend à une première extrémité axiale un côté d’entrée d’écoulement pour les gaz d’échappement et à une deuxième extrémité axiale un côté de sortie d’écoulement pour les gaz d’échappement. Un tel catalyseur est particulièrement préféré pour assurer une conception compacte du système de post-traitement des gaz d’échappement. De préférence, le tube de commande porte sur une première partie un premier corps de fermeture qui, dans la première position relative du tube de commande, permet le flux à travers le catalyseur et, dans la deuxième position relative du tube de commande, empêche le flux à travers le catalyseur. Cela permet également d’obtenir une conception compacte du système de post-traitement des gaz d’échappement. De préférence, le tube de commande porte sur une deuxième partie un deuxième corps de fermeture qui, dans la première position relative du tube de commande, ferme hermétiquement un espace entre le tube de commande et le catalyseur. De cette manière, l’espace d’installation nécessaire du système de post-traitement des gaz d’échappement peut être avantageusement réduit. De préférence, le tube de commande sur une troisième partie comprend des évidements qui sont bloqués dans la première position relative du tube de commande et sont ouverts dans la deuxième position relative du tube de commande. Ceux-ci servent également à réduire l’espace d’installation du système de post-traitement des gaz d’échappement. De préférence, le système de post-traitement des gaz d’échappement comprend un dispositif de pulvérisation pour un agent de régénération, par l’intermédiaire duquel un agent de régénération peut être introduit dans le catalyseur dans la première position relative du tube de commande par rapport au catalyseur et dans la deuxième position relative du tube de commande par rapport au catalyseur. Grâce au dispositif de pulvérisation, il est possible d’introduire un agent de régénération dans le catalyseur avec une conception compacte du système de post-traitement des gaz d’échappement. De préférence, le système de post-traitement des gaz d’échappement comprend au moins un capteur et un dispositif de commande afin de détecter l’au moins une position de fonctionnement du moteur et/ou l’au moins une condition de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d’échappement, et afin de commander l’actionneur indépendamment de l’au moins une condition de fonctionnement du moteur et/ou de l’au moins une condition de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d’échappement. Ceci permet un fonctionnement particulièrement avantageux du système de post-traitement des gaz d’échappement afin de conduire les gaz d’échappement à travers le catalyseur ou de conduire les gaz d’échappement à travers le tube de commande au-delà du catalyseur dans le sens d’un fonctionnement en dérivation. De cette manière, le système de post-traitement des gaz d’échappement peut être adapté automatiquement en fonction d’au moins un état de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d’échappement et/ou d’au moins un état de fonctionnement du moteur, afin de le faire fonctionner soit en mode catalyseur, soit en mode dérivation pour le catalyseur. Le moteur selon l’invention, qui est un moteur à gaz ou un moteur à deux carburants, comporte un système de post-traitement des gaz d’échappement selon l’invention. Le procédé selon l’invention pour faire fonctionner le système de post-traitement des gaz d’échappement selon l’invention, -en particulier lorsque dans le moteur un carburant gazeux est brûlé, le tube de commande ayant été ou étant déplacé dans la première position relative par rapport au catalyseur, -en particulier lorsque dans le moteur un carburant liquide est brûlé, et/ou en particulier lorsqu’un défaut du moteur est présent, et/ou en particulier lorsque le moteur est démarré, et/ou en particulier lorsque le moteur est arrêté, et/ou en particulier lorsqu’une surchauffe des gaz d’échappement est présente, et/ou en particulier lorsque le catalyseur est régénéré, le tube de commande ayant été ou étant déplacé dans la deuxième position relative par rapport au catalyseur. Brève description des figures Des développements préférés de l’invention sont obtenus à partir des sous-revendications et de la description suivante. Des exemples de réalisation de l’invention sont expliqués plus en détail à l’aide des illustrations sans y être limités. Les Figures représentent : un système de post-traitement des gaz d’échappement selon l’invention dans un premier état ; et le système de post-traitement des gaz d’échappement de la dans un deuxième état. Système de post-traitement des gaz d’échappement (1) d’un moteur conçu comme un moteur à gaz ou comme un moteur à deux carburants, avec un catalyseur (3) qui peut être traversé par les gaz d’échappement, avec un tube de commande (4) s’étendant à travers un évidement (5) dans le catalyseur (3), lequel tube de commande (4) peut être déplacé par rapport au catalyseur (3) et peut également être traversé par les gaz d’échappement, avec un actionneur (6) qui est équipé pour déplacer le tube de commande (4) par rapport au catalyseur (3) en fonction d’au moins un état de fonctionnement du moteur et/ou d’au moins un état de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d’échappement de telle sorte que dans une première position relative du tube de commande (4) par rapport au catalyseur (3), le catalyseur (3) peut être traversé par les gaz d’échappement mais pas le tube de commande (4), et que dans une deuxième position relative du tube de commande (4) par rapport au catalyseur (3), le tube de commande (4) peut être traversé par les gaz d’échappement mais pas le catalyseur (3). Système de post-traitement des gaz d’échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur (3) est un catalyseur annulaire qui est délimité radialement à l’intérieur par un premier tube catalytique (7) dans la région de l’évidement (5) recevant le tube de commande (4), lequel tube catalytique (7) est délimité radialement à l’extérieur par un deuxième tube catalytique (8) et/ou un réacteur sous pression (9), qui comprend à une première extrémité axiale (10) un côté d’entrée d’écoulement pour les gaz d’échappement et à une deuxième extrémité axiale (11) un côté de sortie d’écoulement pour les gaz d’échappement. Système de post-traitement des gaz d’échappement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le tube de commande (4) porte sur une première partie (4a) un premier corps de fermeture (13) qui, dans la première position relative du tube de commande (4), permet au catalyseur (3) d’être traversé par les gaz d’échappement et qui, dans la deuxième position relative du tube de commande (4), empêche le catalyseur (3) d’être traversé par les gaz d’échappement. Système de post-traitement des gaz d’échappement selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tube de commande (4) porte, sur une deuxième partie (4b), un deuxième corps de fermeture (14) qui, dans la première position relative du tube de commande (4), ferme hermétiquement une espace (15) entre le tube de commande (4) et le catalyseur (3). Système de post-traitement des gaz d’échappement selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le tube de commande (4) présente, sur une troisième partie (4c), des évidements (16) qui, dans la première position relative du tube de commande (4), sont bloqués et qui, dans la deuxième position relative du tube de commande (4), sont ouverts. Système de post-traitement des gaz d’échappement selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par un dispositif de pulvérisation (17) pour un agent de régénération, par l’intermédiaire duquel, dans la première position relative du tube de commande (4) par rapport au catalyseur (3) et dans la deuxième position relative du tube de commande (4) par rapport au catalyseur (3), l’agent de régénération peut être introduit dans le catalyseur (3). Système de post-traitement des gaz d’échappement selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par au moins un capteur (23, 24, 25) afin de détecter l’au moins une condition de fonctionnement du moteur et/ou l’au moins une condition de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d’échappement. Système de post-traitement des gaz d’échappement selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par un dispositif de commande afin de commander l’actionneur (6) en fonction de l’au moins une condition de fonctionnement du moteur et/ou de l’au moins une condition de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d’échappement. Moteur, à savoir moteur à gaz ou moteur à deux carburants, comportant un système de post-traitement des gaz d’échappement (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8. Procédé de fonctionnement du système de post-traitement des gaz d’échappement (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, en particulier lorsque dans le moteur un carburant gazeux est brûlé, le tube de commande (4) ayant été ou étant déplacé dans la première position relative par rapport au catalyseur (3), en particulier lorsque dans le moteur un carburant liquide est brûlé, et/ou en particulier lorsqu’un défaut du moteur est présent, et/ou en particulier lorsque le moteur est démarré, et/ou en particulier lorsque le moteur est arrêté, et/ou en particulier lorsqu’une surchauffe des gaz d’échappement est présente, et/ou en particulier lorsque le catalyseur est régénéré, le tube de commande (4) ayant été ou étant déplacé dans la deuxième position relative par rapport au catalyseur (3).