ES2284526T3

ES2284526T3 - Dispositivo de tratamiento de los gases de escape de un motor de combustion interna.

Info

Publication number: ES2284526T3
Application number: ES00964293T
Authority: ES
Inventors: Daniel Teboul
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2007-11-16
Anticipated expiration: 2020-09-14
Also published as: KR100760242B1; US7198762B1; FR2798303B1; KR20020048935A; BR0013978A; EP1212141B8; EP1212141B1; CN1242849C; ATE359124T1; HK1048963B; BR0013978B1; CA2384755C; JP4870303B2; AU7526200A; MXPA02002822A; JP2003509615A; EP1212141A1; FR2798303A1; RU2256506C2; CN1373689A

Abstract

Un dispositivo de tratamiento de un medio gaseoso cargado de partículas, que tiene al menos un electrofiltro (20; 130'') de efecto corona que comprende: una envolvente longitudinal; un paso longitudinal (28) para los gases, que se extiende en la envolvente y cuyas dos extremidades opuestas son adyacentes a la entrada (22) y a la salida (23) de los gases del electrofiltro, respectivamente; una estructura emisora (32; 134'') que se extiende longitudinal y sensiblemente en el centro del paso; y una estructura colectora (24; 140'') que se extiende longitudinalmente entre el paso y la envolvente y que comprende una pluralidad de cavidades que forman alojamientos de atrapado de las partículas contenidas en el medio gaseoso; caracterizado porque la estructura emisora comprende una pluralidad de placas dentadas (32; 134'') dispuestas transversalmente a la dirección longitudinal del paso y formando puntas dirigidas hacia la estructura colectora (24; 140'').

Description

Dispositivo de tratamiento de los gases de escape de un motor de combustión interna.

El presente invento se refiere al tratamiento de un medio gaseoso cargado de partículas y en particular de componentes contaminantes o impurezas, sólidos, líquidos o gaseosos, contenidos en un medio gaseoso, tal como los gases de escape de un motor de combustión interna.

Una aplicación particular, pero no exclusiva, es la purificación de los gases de escape de un motor Diesel.

Los contaminantes que salen de los escapes comprenden:

- componentes carbónicos: CO, CO_{2};

- componentes nitrogenados: NO, NO_{2} (generalmente llamados óxidos de nitrógeno NO_{x})...;

- componentes orgánicos, tales como hidrocarburos (HC)...;

- componentes sulfurosos: SO_{2}, SO_{3},...;

- partículas orgánicas;

- etc.

Las emisiones de partículas orgánicas son sobre todo características de los motores Diesel y se componen de un material carbónico (hollín), sobre el que están absorbidas especies orgánicas diversas (SOF: Fracción Orgánica Soluble).

Numerosos procedimientos y dispositivos de tratamiento de los gases de escape de un motor de combustión interna han sido ya propuestos en el pasado.

Es conocido en particular utilizar catalizadores de oxidación de soporte particular o de soporte monolítico, en particular para oxidar el CO y los hidrocarburos no quemados.

Para las partículas de los motores Diesel, existen igualmente sistemas de atrapado o captación regenerables.

Dispositivos de tratamiento de gas que emplean electrofiltros de efecto corona son igualmente conocidos, en particular de los documentos EP-A-0299 197 (US-A-4.871.515) y US-A-4.478.613.

Los dispositivos de estos dos documentos funcionan según principios diferentes. En efecto, en el caso del dispositivo objeto del primero de estos documentos, las partículas están destinadas a ser atrapadas en una estructura colectora, mientras que con el dispositivo descrito en el segundo de estos dos documentos, las partículas forman aglomerados sobre la estructura colectora que se separan a continuación de esta superficie colectora y son arrastrados por el flujo de gas circulante en el dispositivo, antes de ser separados de éste por medio de un separador mecánico.

El preámbulo de la reivindicación 1ª es conocido por los documentos EP-A-0.367.587, EP-A-0.256.325 y US-A-5.787.704.

El invento pretende mejorar los dispositivos de tratamiento conocidos, en particular en lo que se refiere a su eficacia.

Pretende igualmente realizar un dispositivo de tratamiento que sea compacto, poco costoso y fácil de fabricar.

Propone, a este efecto, un dispositivo de tratamiento de un medio gaseoso cargado de partículas, que tiene al menos un electrofiltro de efecto corona que comprende:

- una envolvente longitudinal;

- un paso longitudinal para los gases, que se extiende en la envolvente y cuyas dos extremidades opuestas son adyacentes a la entrada y a la salida de los gases del electrofiltro, respectivamente;

- una estructura emisora que se extiende longitudinal y sensiblemente en el centro del paso; y

- una estructura colectora que se extiende longitudinalmente entre el paso y la envolvente y que comprende una pluralidad de cavidades que forman alojamientos de atrapado de las partículas contenidas en el medio gaseoso;

caracterizado porque la estructura emisora comprende una pluralidad de placas dentadas dispuestas transversalmente a la dirección longitudinal del paso y formando puntas dirigidas hacia al estructura colectora.

Gracias a tal dispositivo de tratamiento, se aporta una respuesta a las necesidades que acaban de ser mencionadas. Este dispositivo se revela particularmente eficaz en términos de recogida de partículas, como se verá más en detalle a continuación.

Por razones de eficacia de recogida y de comodidad de realización, las placas dentadas están constituidas por estrellas destinadas a ser unidas a un circuito que proporciona una alta tensión estabilizada (varios kV).

Una arandela con un vaciado central en forma de estrella podría, por ejemplo, convenir igualmente.

Otras formas geométricas macizas o perforadas que tienen de preferencia una pluralidad de vértices dirigidos hacia la estructura colectora pueden estar dispuestas entre estas estrellas. Estas formas geométricas pueden, por ejemplo, estar constituidas por arandelas o coronas perforadas de agujeros de diferentes diámetros.

Un modo de realización posible del circuito que proporciona una alta tensión estabilizada consiste en prever un convertidor o transformador que proporcione una tensión comprendida entre 0 y 15 kV con regulación por un variador.

De preferencia, la tensión aplicada es negativa y superior aproximadamente a 6 kV.

Igualmente por razones de eficacia, la estructura colectora comprende de preferencia un separador o colchón eliminador realizado a partir de un tejido de punto de hilo metálico.

Según el modo de realización preferido, el tejido de punto metálico tienen estructura cheuronada que facilitar la penetración de las partículas en el tejido.

En una variante, se podrá igualmente emplear, por ejemplo, una estructura colectora provista de ranuras, acanaladuras, gargantas ...

Según el modo de realización preferido, el separador es de forma cilíndrica y rodea las placas dentadas de la estructura emisora, alineadas sobre el eje de la forma cilíndrica de la estructura colectora.

Ventajosamente, en este caso, la estructura emisora y la estructura colectora están montadas sobre una estructura de soporte con la que forman un cartucho filtrante separable del dispositivo de tratamiento.

En el caso de un dispositivo de tratamiento cuya entrada y salida de gases se extienden transversalmente al paso longitudinal para estos gases, las placas dentadas son, de preferencia, llevadas por un vástago unido al circuito que proporciona una alta tensión y que es llevado, en cada una de sus extremidades, por un aislador protegido por una campana.

Para aumentar la eficacia de recogida, el dispositivo de tratamiento puede, ventajosamente, comprender un segundo electrofiltro, original en sí, y que tiene estrellas metálicas llevadas por una cara de un disco metálico perforado unido al circuito que proporciona una alta tensión estabilizada y montadas aguas arriba de un separador de forma cilíndrica, realizada a partir de un tejido de punto de hilo metálico.

Para tratar los componentes contaminantes gaseosos, el dispositivo de tratamiento comprende, de preferencia, igualmente un catalizador de oxidación de soporte monolítico aguas arriba del o de los electrofiltros.

Este dispositivo de tratamiento puede igualmente comprender un filtro mecánico aguas arriba del o de los electrofiltros y, según el caso, del catalizador de oxidación, por ejemplo para obtener emulsiones aceitosas por utilización de un filtro de devesiculación, por ejemplo del tipo de choques en V invertida.

Según una configuración original en sí, el filtro mecánico comprenden un filtro de mallas metálicas, es decir realizado a partir de un tejido de punto de hilo metálico o tejido de punto metálico, que define un paso forzado para el medio gaseoso que penetra en el dispositivo de tratamiento y asociado a una resistencia eléctrica destinada a elevar la temperatura del medio gaseoso.

Tal estructura filtrante puede llevar el medio gaseoso a la temperatura de funcionamiento del catalizador de oxidación. Pero sobre todo, permite realizar un dispositivo de tratamiento particularmente compacto provocando la combustión de partículas retenidas en el filtro. De ello resulta una cantidad menor de partículas a tratar por el o los electrofiltros y, por tanto, una reducción posible del tamaño del dispositivo de tratamiento.

Este dispositivo de tratamiento puede igualmente estar provisto de una entrada de aire de oxidación y/o de una entrada de aire de limpieza.

Para luchar contra los fenómenos de contrapresión nefastos para el buen funcionamiento de un motor de combustión interna y asociados a tal dispositivo, este último puede igualmente estar provisto de medios de aspiración aguas abajo del o de los electro filtros.

En el modo de realización preferido, el dispositivo de tratamiento comprende, por otra parte, al menos una envolvente cilíndrica de alojamiento del o de los electrofiltros y, según el caso, del catalizador de oxidación y/o del filtro mecánico.

El presente invento tiene, finalmente, relación con un vehículo equipado con un dispositivo de tratamiento tal como se ha definido anteriormente.

Otros objetos, características y ventajas del presente invento resaltan de la descripción siguiente, hecha en referencias a los dibujos adjuntos en los que:

La fig. 1 es un esquema de principio de un dispositivo de tratamiento de gases de escape conforme a un modo de realización preferido del presente invento.

La fig. 2 es un esquema del principio de un dispositivo de tratamiento de gases de escape de varias etapas, conforme a otro modo realización del presente invento; y

La fig. 3 es un esquema que ilustra un vehículo automóvil equipado con el dispositivo de la fig. 2.

Antes de pasar a la descripción de estas figuras, se recordará brevemente el principio de funcionamiento de un electrofiltro de efecto corona.

Tal electrofiltro está basado sobre la combinación del aspecto carga de partículas por creación de iones y de la recogida de las partículas bajo el efecto de un campo eléctrico local. La energía que permite este fenómeno de excitación y de ionización puede ser aportada por una radiación electromagnética o por una transferencia de energía cinética por choques.

El efecto corona corresponde a la ionización del gas cuando el campo eléctrico alcanza un gradiente de disruptura.

El dispositivo 1 de tratamiento de los gases de escape de un motor de combustión interna de la fig. 1 comprende el menos una envolvente cilíndrica longitudinal 10 cerrada en sus extremidades por dos tapas 11 y 12 y en la que está alojado un cartucho 20 provisto de un electrofiltro de efecto corona.

Este cartucho 20 comprende una jaula cilíndrica 21 de chapa perforada que forma la envolvente de este cartucho. Dos aberturas 22 y 23, diametralmente opuestas, están practicadas en esta jaula 21 para permitir la entrada y la salida de los gases en el cartucho 20. Estas aberturas 22 y 23 comunican con pasos correspondientes de entrada y de salida de los gases de la envolvente 10. Cada una de esas aberturas 22 y 23 está, por otra parte dispuesta en la dirección longitudinal del cartucho 20, entre un estructura colectora 24 y un aislador 25, 26 que lleva la estructura emisora 27 del electrofiltro de efecto corona.

La estructura colectora 24 está realizada a partir de un tejido de punto de hilo metálico de una sola pieza que rodea la estructura emisora 27 entre los dos aberturas 22 y 23. Delimita así un paso cilíndrico longitudinal 28 para los gases, cuyos dos extremidades opuestas son adyacentes a las dos aberturas 22 y 23. El tejido de punto metálico de esta estructura colectora 24 comprende, por otra parte, una pluralidad de cavidades que forman alojamientos aptos para atrapar las partículas contenidas en el medio gaseoso que atraviesa este paso 28, como se verá más en detalle a continuación.

Además, este tejido de punto permite, por su estructura cheuronada, facilitar la penetración de las partículas en el espesor del tejido de punto.

La estructura emisora 27 comprende un vástago central 29 que se extiende axialmente y llevado por los aisladores 25 y 26 que atraviesa. Comprende, en una de sus extremidades, un borne 30 de conexión a un circuito que proporciona una alta tensión estabilizada (no representado en la fig. 1) del tipo que comprende un convertidor que proporciona una tensión negativa comprendida entre 0 y 15 kV, con regulación por medio de un variador. Este convertidor está destinado a ser unido a la batería de un vehículo que recibe el dispositivo de tratamiento 1.

Una abertura 31 practicada en la tapa 11 permite el paso de un cable de conexión del borne 30 a este circuito de alta tensión. La jaula 21 y, por tanto la estructura colectora 24, está, por su lado, unida a masa.

En el caso del modo de realización de la fig. 1, las placas dentadas que forman piezas emisoras y montadas sobre el vástago 29, están constituidas por varias estrellas metálicas 32, es decir un soporte central macizo provisto en su periferia de ramas triangulares cuyas puntas están dirigidas hacia la estructura colectora 24. Estas estrellas 32 están dispuestas transversalmente a la dirección longitudinal del paso 28 y la primera de entre ellas está situada enfrente de la abertura de entrada de los gases 22. Las ramas son aquí ocho.

Por otra parte, esas estrellas 32 alternan con arandelas o coronas metálicas 33 perforadas con agujeros de diferentes diámetros. Estás arandelas o coronas 33 tienen, aquí, el mismo diámetro que el de las estrellas 32 y están montadas sobre el vástago 29 de manera que sean dispuestas transversalmente a la dirección longitudinal del paso 28.

Los aisladores 25 y 26 están realizados a partir de cerámica vitrificada y comprenden cada uno un disco de extremidad 34, 35 que obturan las aberturas definidas por la jaula 21 en sus dos extremidades longitudinales. Una parte central tubular 36, 37 rodea el vástago 29 y prolonga el disco correspondiente 34, 35 hacia el interior de la jaula 21. El diámetro externo de cada una de estas partes tubulares 36, 37 es inferior al de los discos 34, 35.

Además, una campana 38, 39 está fijada sobre cada una de estas partes tubulares 36, 37, por el lado de estas opuesto al lado de conexión al disco 34, 35 respectivo.

Estas campanas 38, 39 de diámetro inferior al de los discos 34, 35 están próximas a las aberturas 22 y 23 y tienen por función proteger los aisladores 25 y 26 del medio gaseoso cargado de partículas.

Cada una de estas partes tubulares 36, 37 de los aisladores 25 y 26 está, por otra parte, igualmente protegida por dos deflectores concéntricos que rodean estas partes tubulares 36, 37.

Los deflectores fijados respectivamente al disco 34 y a la campana 38 llevan las referencias numéricas 40 y 41 mientras que los deflectores fijados respectivamente al disco 35 y a la campana 39 llevan las referencias numéricas 42 y 43. Cada par de reflector concéntrico forma así un estrechamiento o chican para el flujo de gas presente en el cartucho 20.

Finalmente, una empuñadura o asa 44 fijada al disco 35 permite retirar fácilmente el cartucho 20 de la envolvente 10.

En funcionamiento, las estrellas 32 desempeñan no solamente la función de estructuras emisoras del electrofiltro de efecto corona, sino que permiten igualmente generar turbulencias y perturbaciones locales que tienen en particular por efecto desviar las partículas hacia la estructura correctora 24 haciéndolas al mismo tiempo sufrir una aceleración, pero sin provocar sin embargo un reenvío de las partículas ya atrapadas en esta estructura colectora 24.

Estás turbulencias y perturbaciones son aumentadas por la presencia de las arandelas o coronas perforadas 33 dispuestas entre las estrellas 32.

La eficacia de tal sistema ha sido medida en presencia y en ausencia de estrellas. En los dos casos, el dispositivo de tratamiento estaba desprovisto de arandelas o coronas, del tipo de las que llevan la referencia numérica 33 en la fig. 1. El dispositivo de tratamiento sometido a los ensayos estaba compuesto por una envolvente metálica que contiene dos cartuchos filtrantes metálicos del tipo del que lleva la referencia numérica 20 en la fig. 1. Los electrofiltros de estos cartuchos estaban alimentados por una alimentación de alta tensión estabilizada de - 10 kV.

Este dispositivo ha sido montado en la parte trasera de un vehículo de marca Peugeot® 406 HDI equipado con un catalizador, pero cuyo silenciador ha sido suprimido.

Los ensayos han sido realizados sobre bancos de rodillos según el ciclo de homologación de los vehículos UDC (Ciclo de Conducción Urbana) y EUDC (Ciclo de Conducción Extraurbana). La medida de eficacia de recogida del dispositivo de tratamiento ha sido efectuada por diferencia de pesadas entre las emisiones brutas (sin dispositivo de tratamiento) y las emisiones en presencia de los dispositivos de tratamiento colocados a la salida del escape.

Estos ensayos han sido realizados sobre la base de la norma NF EN ISO 8178-1 a 8.

Estos ensayos han revelado resultados inesperados. En efecto, la presencia de estrellas ha permitido doblar la eficacia de recogida y alcanzar valores medios particularmente elevados del orden del 80%.

Se apreciará igualmente que las contrapresiones generadas en este dispositivo de tratamiento son mínimas y no aumentan a medida que se produce el taponamiento de la estructura colectora 24.

Hay que observar por otra parte a este respecto que la limpieza de esta estructura colectora 24 es relativamente fácil de efectuar. En efecto, basta retira el cartucho de la envolvente 10 haciéndolo deslizar en ésta, y luego sumergirlo por ejemplo en un baño con ultrasonidos.

En una variante, esta limpieza puede ser efectuada por incorporación de una resistencia eléctrica en la estructura correctora 24 con vistas a quemar las partículas y regenerar esta estructura colectora 24 o por inyección de aire y de aspiración por medio de un sistema de Venturi.

El aumento del espesor del tejido de punto metálico de esta estructura colectora 24 permite por otra parte igualmente disminuir el ruido producido por los gases durante su paso en el dispositivo de tratamiento 1.

Se apreciará aún que tal dispositivo de tratamiento 1 permite producir ozono, en particular disminuyendo en una medida aceptable el espacio entre las estrellas 32 y la estructura colectora 24. Esté ozono tiene por efecto ventajoso oxidar ciertos compuestos gaseosos presentes en los gases de escape.

El dispositivo 100 de tratamiento de varias etapas de la fig. 2 comprende de aguas arriba a aguas abajo, es decir entre una entrada 102 y una salida 103, un filtro mecánico 110, un catalizador de oxidación 120, un primer electrofiltro 130, un segundo electrofiltro 130', y medios de aspiración 150.

Se trata, como para el dispositivo de la fig. 1, de un dispositivo de tratamiento de gases de escape de un motor Diesel.

El conjunto de estos elementos está alojado en los envolventes cilíndricas 160, 160', calorifugadas al menos en el emplazamiento del filtro 110 y del catalizador de oxidación 120, que se comunican entre sí, y formando en el caso del vehículo automóvil de la fig. 3, una parte de la línea de escape situada entre el colector de escape y el silenciador de este vehículo.

El filtro mecánico 110 está aquí, fijado a un sombrerete desmontable 161, que obtura la extremidad de aguas arriba de la envolvente cilíndrica longitudinal 160 y provisto de la entrada 102.

Este filtro mecánico 110 comprende dos cilindros concéntricos de chapa perforada 111, 112 que tienen la forma de una rejilla. Entre estos dos cilindros 111, 112 están situados una resistencia eléctrica calentadora 113 y un tejido de punto metálico de múltiples capas 114.

Como puede verse en la fig. 2, este filtro mecánico 110 define un paso forzado para los gases de escape que penetran en el dispositivo de tratamiento 100 por la entrada 102.

La resistencia eléctrica 113 es una resistencia conocida en sí, del tipo de regulación de temperatura. A este respecto, se ha previsto una sonda 115 de detección de temperatura en la zona del filtro 110. Esta resistencia 113 tiene por otra parte, aquí, forma de hélice y rodea el cilindro perforado interior 112.

Está, además, destinada a ser alimentada por la batería del vehículo para elevar la temperatura de los gases de escapa que atraviesan el filtro mecánico 110.

Tal filtro mecánico 110 permite, según el caso, llevar los gases de escape a la temperatura de funcionamiento del catalizador de oxidación 120, pero igualmente atrapar al menos una parte de las partículas contenidas en los gases de escape y provocar su combustión.

A este respecto, con el fin de rebajar la temperatura de comienzo de la oxidación de las partículas carbónicas, el tejido de punto metálico 114 está, aquí, enducido de óxido de cobre.

En la práctica, la resistencia eléctrica 113 será por tanto elegida para llevar los gases de escape a una temperatura de al menos 200-300ºC, estando comprendido el máximo entre 700 y 800ºC.

Los gases de escape que salen del filtro mecánico 110 de regeneración en continuo atraviesan a continuación el catalizador de oxidación 120. Este último comprende un soporte monolítico realizado de cerámica o de metal y destinado principalmente a asegurar la oxidación del monóxido de carbono (CO), del monóxido de nitrógeno (NO) y de los hidrocarburos (HC).

A este respecto, si se desea favorecer la oxidación del CO y de los hidrocarburos, en detrimento del NO, se podrá instalar una válvula de entrada de aire aguas arriba del catalizador de oxidación 120. Este aire servirá igualmente, en este caso, para favorecer la combustión al nivel del filtro 110.

Los gases de escape que salen del catalizador de oxidación 120 van entonces a ser tratados por el primer electrofiltro 130 de efecto corona, destinado a atrapar al menos una parte de las partículas contenidas en los gases de escape y que no han sido retenidas por el filtro mecánico 110.

Este electrofiltro 130 comprende una estructura emisora 131 aguas arriba de una estructura colectora 132. Más precisamente, la estructura emisora comprende un disco perforado 133 que tiene estrellas metálicas 134 que sobresalen de la cara del disco 133 con respecto al catalizador de oxidación 120.

Este disco perforado 133 es llevado por un vástago fileteado 135 que se extiende axialmente y llevado por dos discos 136a, 136b de chapa perforada que contienen la estructura colectora 132. Estos discos 136a, 136b tienen un diámetro superior al del disco 133 y están ajustados a suave rozamiento en el interior de la envolvente 160.

La extremidad de aguas abajo del vástago fileteado 135 atraviesa un sombrerete desmontable 162 que obtura la extremidad de aguas debajo de la envolvente 160. Esta extremidad está destinada a ser unida a una caja de transformador 163, destinado a ser unido a la batería del vehículo y a permitir aplicar al electrofiltro 130 una alta tensión estabilizada (en la práctica aproximadamente 110 kV).

A este respecto, con el fin de aislar la estructura emisora 131 de la estructura colectora 132, el vástago fileteado 135 atraviesa los discos perforados 136a, 136b por medio de aisladores 137a-137c de cerámica.

Unas tuercas 138a-138d están dispuestas a una y otra parte de los aisladores 137a-137c y del disco perforado 133 para solidarizar los discos 133, 136a y 136b y el vástago fileteado 135. Se observará, por otro lado, en el caso del presente modo de realización, que estos discos 133, 136a y 136b se extienden perpendicularmente al vástago fileteado 135.

La estructura colectora 132, unida aquí a masa, comprende un tejido de punto metálico 140, que rodea al aislador 137b y el vástago 135, formando una pluralidad de cavidades y extendiéndose entre el aislador 137b y la envolvente 160. Como para el tejido de punto metálico 114, este último tejido de punto 140 es aquí, de múltiples capas.

Como puede verse aún en la fig. 2, los ejes portadores de las estrellas 134 se extienden axialmente. Por otra parte, estas estrellas 134 son aquí, de ocho brazos o ramas triangulares.

Además, se ha previsto igualmente en la zona del primer electrofiltro 130 un sistema de limpieza, que permite desatascarle periódicamente antes de efectuar su depósito para una limpieza más a fondo. Este sistema comprende, por una parte, una válvula anti-retorno 141 de inyección de aire en una de las extremidades de la zona de recepción del primer electrofiltro 130 y un manguito o conexión 142 montado sobre el sombrerete 162, sobre el cual vienen a conectarse medios de aspiración cuando se desee limpiar el electrofiltro 130.

Gracias al electrofiltro 130, las partículas que han conseguido atravesar el filtro mecánico 110 son cargadas y luego atraídas por la estructura colectora 132, donde son atrapadas en el volumen poroso formado por el tejido de punto metálico 140.

Gracias al empleo de estrellas 134, la estructura 131 que forma el electrodo emisor permite cargar eficazmente las partículas, mientras que la estructura colectora 132 permite retener eficazmente al menos una parte de las partículas que atraviesan el electrofiltro 130, en el seno de las cavidades del tejido de punto 140.

Por otra parte, el disco perforado 133 asegura una repartición óptima de los gases de escape antes de atravesar la estructura colectora 132.

Los gases de escape que salen del electrofiltro llegan entonces a un cajón de retención 164 formado por la zona situada entre la extremidad de aguas abajo del electrofiltro 130 y el sombrerete 162. Este cajón 164 comunica por un manguito o conexión cilíndrica 165 con el interior de la envolvente cilíndrica 160', con el fin de llevar los gases de escape al segundo electrofiltro 130'.

Este último es similar al de la fig. 1, porque la estructura emisora 131' está formada por estrellas metálicas 134' montadas sobre un vástago fileteado 135'.

Estas estrellas metálicas, aquí igualmente de ocho brazos, están así alineadas sobre el eje de la envolvente 160'. Están por otra parte desplazadas angularmente una con relación a la otra.

Para el resto, se encuentran discos metálicos perforados 136'a, 136'b, aisladores 137'a-137'd y tuercas 138'a-138'l.

Por otra parte, la estructura colectora 132' está formada por un cilindro de chapa perforada 139' que se extiende axialmente, rodeando las estrellas 134' y rodeado por un tejido de punto metálico 140', formando una pluralidad de cavidades.

La estructura emisora 131' está, aquí, igualmente alimentada por una alta tensión estabilizada (5 kV) por medio de la caja de transformador 163.

Gracias a este segundo filtro 130' de efecto corona, es posible tratar una vez más los gases de escape a fin de retener una cantidad suplementaria de partículas, en particular las que habrían podido escaparse del electrofiltro de efecto corona 130 por reenvío.

Se observará igualmente que estos electrofiltros 130, 130' constituyen cartuchos que es fácil de instalar o de retirar de las envolventes 160, 160' respectivamente, después de haber quitado los sombreretes 162 y 162' respectivamente.

Para luchar contra los fenómenos de contrapresiones nefastas para el buen funcionamiento del motor, el dispositivo de tratamiento 100 comprende, de preferencia, medios de aspiración 150 aguas abajo del segundo electrofiltro 130' y antes de la salida 103. Estos aspiran los gases de escape que circulan en las envolventes 160 y 160', y comprenden, a este efecto, una turbina de aspiración 151 alimentada por un motor 152.

Como se ha ilustrado en la fig. 3, el dispositivo de tratamiento de los gases de escape 100 está instalado sobre la línea de escape de un vehículo automóvil 200 de motor Diesel, gracias a medios de montaje conocidos en si y entre el colector de escape y el silenciador 170 de este vehículo.

La gestión del funcionamiento de la resistencia eléctrica 113, de la caja de transformador 163 y de los medios de aspiración 150 puede ser asegurada por los sistemas de gestión del motor existentes sobre el vehículo 200, mediante una adaptación de estos, o bien por un sistema de gestión adicional autónomo o acoplado a los sistemas existentes.

Gracias a tal dispositivo de tratamiento 100, los gases de escape del vehículo 200 son tratados de manera particularmente eficaz, tanto desde el punto de vista de los componentes contaminante gaseosos como de los componentes contaminantes en partículas. Por otra parte, este dispositivo es fácil de instalar sobre el vehículo 200 y fácil de mantener. Además, su precio de coste es relativamente moderado con relación a las ventajas proporcionadas.

Se observará más generalmente que el dispositivo de tratamiento del presente invente puede ser utilizado para tratar todos los tipos de gases de escape de un motor de combustión interna (Diesel, gasolina, gas) de un vehículo cualquiera (automóvil, barco, ...). Puede igualmente ser instalado sobre un carro para el tratamiento de los gases de escape de un vehículo en reparación en un garaje, es decir en galerías subterráneas cuyo medio gaseoso está cargado de componentes contaminantes.

Bien entendido, la presente solicitud no se limita de ninguna manera al modo de realización elegido y representado, sino que engloba cualquier variante al alcance del experto en la técnica, en el marco definido por las reivindicaciones.

En particular, el catalizador de oxidación de soporte monolítico puede ser reemplazado por un catalizador de oxidación de soporte de partículas o cualquier otro catalizador de oxidación, tal como un bote catalítico de tres vías, o simplemente estar constituido por un catalizador de oxidación existente sobre el vehículo.

Por otra parte, es posible emplear varios electrofiltros del tipo del de la fig. 1, uno a continuación del otro, y si fuera necesario en varias envolventes cilíndricas, si la cilindrada del motor de combustión interna lo requiere. Es igualmente posible utilizar el primer electrofiltro 130 en el segundo electrofiltro 130' y viceversa.

Los cilindros de chapa perforada utilizados en el marco del modo de realización de la fig. 1 pueden igualmente ser reemplazados por cilindros realizados aparte de un tamiz metálico o de metal desplegado.

Otros filtros mecánicos, tales como filtros de devesiculación de choques en V invertida o filtros de acabado pueden venir a completar el dispositivo de tratamiento 100 de la fig. 2 o reemplazar el filtro 110 o uno de los dos electrofiltros 130, 130'. La utilización de tales filtros mecánicos puede revelarse interesante para optimizar la repartición de los gases o para reducir los ruidos generados por el dispositivo, a la salida de este último.

La resistencia eléctrica 113 puede ser reemplazada por una resistencia con una configuración diferente. Se puede igualmente considerar hacer funcionar ésta de manera discontinua.

Un sistema de limpieza por aire puede igualmente estar previsto para una limpieza del segundo electrofiltro 130'.

Claims

1. Un dispositivo de tratamiento de un medio gaseoso cargado de partículas, que tiene al menos un electrofiltro (20; 130') de efecto corona que comprende: una envolvente longitudinal; un paso longitudinal (28) para los gases, que se extiende en la envolvente y cuyas dos extremidades opuestas son adyacentes a la entrada (22) y a la salida (23) de los gases del electrofiltro, respectivamente; una estructura emisora (32; 134') que se extiende longitudinal y sensiblemente en el centro del paso; y una estructura colectora (24; 140') que se extiende longitudinalmente entre el paso y la envolvente y que comprende una pluralidad de cavidades que forman alojamientos de atrapado de las partículas contenidas en el medio gaseoso; caracterizado porque la estructura emisora comprende una pluralidad de placas dentadas (32; 134') dispuestas transversalmente a la dirección longitudinal del paso y formando puntas dirigidas hacia la estructura colectora (24; 140').

2. Un dispositivo de tratamiento según la reivindicación 1ª, caracterizado porque las placas dentadas están constituidas por estrellas destinadas a ser unidas a un circuito que proporciona una alta tensión estabilizada.

3. Un dispositivo de tratamiento según la reivindicación 1ª o 2ª, caracterizado porque la estructura colectora comprende un separador realizado a partir de un tejido de punto de hilo metálico.

4. Un dispositivo de tratamiento según la reivindicación 3ª, caracterizado porque el separador es de forma cilíndrica y rodea las placas dentadas de la estructura emisora, alineadas sobre el eje de la forma cilíndrica de la estructura colectora.

5. Un dispositivo de tratamiento según la reivindicación 1ª a 4ª, caracterizado porque la estructura emisora y la estructura colectora están montadas sobre una estructura de soporte con la que forman un cartucho filtrante separable del dispositivo de tratamiento.

6. Un dispositivo de tratamiento según la reivindicación 1ª a 5ª, caracterizado porque las placas dentadas alternan con arandelas o coronas (33) perforadas y dispuestas transversalmente a la dirección longitudinal del paso.

7. Un dispositivo de tratamiento según la reivindicación 1ª a 4ª, caracterizado porque comprende una entrada y una salida de gases que se extienden transversalmente al paso longitudinal para estos gases, y las placas de entradas son llevadas por un vástago unido a un circuito que proporciona una alta tensión estabilizada y que es llevado, en cada uno de sus extremidades, por un aislador protegido por una campana.

8. Un dispositivo de tratamiento según la reivindicación 1ª a 7ª, caracterizado porque comprende un segundo electrofiltro que tiene estrellas metálicas llevadas por una cara de un disco metálico perforado (133) unido al circuito de proporcionar una alta tensión estabilizada y montado aguas arriba de un separador (132) de forma cilíndrica, realizado a partir de un tejido de punto de hilo metálico.

9. Un dispositivo de tratamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 8ª, caracterizado porque comprende un catalizador de oxidación (120) de soporte monolítico aguas arriba del o de los electrolitos.

10. Un dispositivo de tratamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 9ª, caracterizado porque comprende un filtro mecánico (110) aguas arriba del o de los electrofiltros y, según el caso, y el catalizador de oxidación (120).

11. Un dispositivo de tratamiento según la reivindicación 10ª, caracterizado porque El filtro mecánico (110) comprende un filtro de mallas metálicas (114), que define un paso forzado para el medio gaseoso que penetra en el dispositivo de tratamiento y asociado a una resistencia eléctrica (113) y destinada a elevar la temperatura del medio gaseoso.

12. Un dispositivo de tratamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 11ª, caracterizado porque comprende una entrada de aire de oxidación y/o una entrada (141) de aire de limpieza.

13. Un dispositivo de tratamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 12ª, caracterizado porque comprendes medios de aspiración (150) aguas abajo del o de los electrofiltros (130, 130').

14. Un dispositivo de tratamiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 13ª, caracterizado porque comprende al menos una envolvente cilíndrica de alojamiento del o de los electrofiltros y, según el caso, del catalizador de oxidación (120) y/o del filtro mecánico (110).

15. Un dispositivo de tratamiento según la reivindicación 8ª o una de las reivindicaciones 9ª a 14ª, tomada en combinación con la reivindicación 8ª, caracterizado porque comprende, además, un filtro de acabado.

16. Utilización de un dispositivo de tratamiento tal como se ha definido por una cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 15ª para el tratamiento de los gases de escape de un motor de combustión interna.

17. Vehículo equipado con un dispositivo de tratamiento tal como se ha definido por una cualquiera de las reivindicaciones 1ª a 15ª.