FR2473112A1

FR2473112A1 - Element de filtre en ceramique pour filtrer les gaz d'echappement des moteurs diesel

Info

Publication number: FR2473112A1
Application number: FR8025425A
Authority: FR
Inventors: Morris Berg; William J Johnston; Carl F Schaefer
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1979-12-03
Filing date: 1980-12-01
Publication date: 1981-07-10
Also published as: FR2473112B1; JPS6296717A; DE3043995A1; GB2064360A; JPS56124417A; GB2064360B

Abstract

CET ELEMENT FILTRANT COMPREND UN ELEMENT CERAMIQUE MONOLITHIQUE 22 QUI COMPORTE DES PAROIS INTERIEURES POREUSES 24 DELIMITANT UNE SERIE DE PETITS PASSAGES D'ENTREE 26 ET DE PETITS PASSAGES DE SORTIE 27 CES PASSAGES ETANT SEPARES PAR LES PAROIS POREUSES POUR LAISSER LES GAZ S'ECOULER DES PASSAGES D'ENTREE AUX PASSAGES DE SORTIE EN TRAVERSANT LES PORES DE CES PAROIS, LA STRUCTURE PRESENTANT AU MOINS 3,94CM DE SURFACE FILTRANTE PAR CM DE LA STRUCTURE MONOLITHIQUE.

Description

La présente invention se rapporte aux pièges à parti-

cules des gaz d'échappement pour moteurs diesel et équiva-

lents et elle concerne plus particulièrement des dispositifs de filtrage des gaz d'échappement comprenant des éléments filtrants céramiques monolithiques.

Depuis quelque temps, l'intérêt des chercheurs s'orien-

te surtout vers le problème de limitation de la masse des ma-

tières en particules rejetées dans les gaz d'échappement des

moteurs diesel et des autres moteurs à combustion interne.

Dans le cas des moteurs diesel, on consacre couramment une grande somme d'efforts à la mise au point de dispositifs et

procédés pratiques et efficaces destinés à réduire les émis-

sions de particules, principalement carbonées rejetées avec

les gaz d'échappement.

Il est reconnu qu'un procédé permettant d'obtenir ce résultat consiste à monter des filtres appropriés ou autres types de pièges à particules dans le circuit d'échappement

d'un moteur ou d'un véhicule. Compte tenu de ce fait, on cher-

che à trouver les moyens les plus efficaces et les plus pra-

tiques pour recueillir et rejeter les matières en particules du type suie qui sont émises par les moteurs diesel avant

que les gaz d'échappement ne soient rejetés dans l'atmosphère.

L'invention propose d'utiliser des éléments filtrants

céramiques monolithiques à parois poreuses ayant une struc-

ture et une configuration nouvelles pour arrêter efficacement les particules émises par les moteurs diesel. Ces éléments

sont agencés pour former des unités compactes à haute effica-

cité ayant une surface filtrante extrêmement grande pour leur volume. Ils peuvent être nettoyés en chauffant la structure

monolithique ou des parties de cette structure à la tempéra-

ture d'incinération des particules recueillies, les particu-

les étant ainsi éliminées par combustion. L'invention a pour

objet plusieurs agencements différents de constructions d'élé-

ments filtrants céramiques monolithiques à parois poreuses et

plusieurs procédés de fabrication de ces éléments.

Les caractéristiques et avantages de l'invention appa-

rattront au cours de la description qui va suivre. Aux des-

sins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, - la Fig. 1 est une vue en perspective d'une partie d'un châssis de véhicule comprenant un moteur diesel et un

circuit d'échappement équipé de pièges à particules d'échap-

pement suivant l'invention; - la Fig. 2 est une vue en perspective et en coupe montrant la construction des éléments filtrants céramique

monolithiques utilisés dans les pièges à particules de l'a-

gencement de la Fig. 1; - la Fig. 3 est une vue partielle en perspective d'un châssis de véhicule sur lequel est montée une variante de

réalisation du piège à particules d'échappement suivant l'in-

vention pour moteur diesel,

- la Fig. 4 est une vue partielle en perspective il-

lustrant la construction d'un élément filtrant céramique uti-

lisé dans le dispositif de piège à particules de la Fig. 3,

- les Fig. 5a à, rn, n. et p sont des coupes sché-

matiques partielles qui illustrent un certain nombre de con-

figurations de parois et de passages pouvant être adoptées pour les éléments filtrants céramique monolithiques du type

général représenté sur la Fig.2.

La Fig. 1 montre un châssis de véhicule 10 comprenant un châssis proprement dit 11 sur lequel est monté un moteur diesel 12 du type en V comportant lui..mgme deux rangées de cylindres dont chacune porte un collecteur d'échappement 14 intercalé dans un circuit d'échappement, le collecteur de

droite étant le seul visible sur le dessin.

Chaque collecteur d'échappement est relié par l'inter-

médiaire d'un tuyau d'échappement 15 à un piège 16 à parti-

cules d'échappement monté dans le châssis du véhicule par des moyens non représentés et qui est adapté pour recueillir les particules contenues dans les gaz d'échappement et qui

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sont envoyées aux pièges par les cylindres de la rangée de

cylindres correspondante. Les sorties des pièges 16 sont re-

liées par un tube 18 en Y à un pot d'échappement ou silen-

cieux 19 qui, à son tour, est relié à l'arrière du véhicule par un tuyau de sortie 20 servant à rejeter les gaz d'échap-

pement dans l'atmosphère.

Chacun des pièges 16 à particules comprend une enve-

loppe qui peut avoir n'importe quelle forme et n'importe

quelle configuration appropriées pour cet usage. Dans l'en-

veloppe est logé un élément filtrant céramique à haut rende-

ment et nettoyable par incinération, qui peut présenter l'une quelconque de plusieurs configurations possibles, comme, par

exemple, celle de l'élément 22 représenté sur la Fig.2. L'é-

lément filtrant 22 est réalisé sous la forme d'un élément

céramique monolithique comportant une paroi extérieure cylin-

drique 23 enveloppante entretoisée intérieurement par un grand nombre de cloisons ou parois intérieures minces poreuses

24 qui se croisent mutuellement. Les parois intérieures déli-

mitent intérieurement deux groupes de passages parallèles qui comprennent respectivement des passages d'entrée 26 et des passages de sortie 27 dont chacun s'étend de l'une à l'autre des extrémités opposées de l'élément 22. Les passages d'entrée 26 s'ouvrent sur l'extrémité d'entrée 28 de l'élément et sont formés à l'extrémité de sortie 30 de celui-ci tandis que les passages de sortie 27 sont fermés à l'extrémité d'entrée 28 de l'élément et ouverts à l'extrémité de sortie 30 de cet

élément. Dans la forme de réalisation de la Fig.2, les pas-

sages ont une section carrée, bien que, ainsi qu'on le décri-

ra plus complètement dans la suite, on puisse également uti-

liser de nombreuses autres configurations. Par ailleurs, les passages d'entrée et les passages de sortie sont groupés en rangées verticales et en rangées horizontales (vueen coupe), les passages d'entrée alternant avec les passages de sortie suivant une disposition en damier. Il est donc visible que

chaque portion de paroi intérieure de l'élément se trouve in-

terposée entre un passage d'entrée et un passage de sortie

en chaque point de sa surface sauf aux endroits o elle ren-

contre une autre paroi comme cela se produit aux angles des passages. Par exemple, sauf aux points de rencontre aux an- gles, les passages d'entrée sont isolés les uns des autres

par des passages de sortie interposés et inversement.

La construction de l'élément monolithique céramique est telle que les parois intérieures 24 soient poreuses de manière à laisser passer les gaz d'échappement des passages

d'entrée aux passages de sortie à travers les parois. La poro-

sité des parois est déterminée de façon à filtrer une partie importante des particules de matières présentes dans les gaz d'échappement des moteurs diesel. Actuellement, des essais ont montré que l'on obtient un filtrage efficace avec une

structure de paroi céramique ayant une porosité moyenne d'en-

viron 10 %, avec une dimension moyenne de pores de 2 à 15 mi-

crons, dans une plage de dimensions de pores de 0,5 microns

à 70 microns. Ce résultat est obtenu dans une structure mono-

lithique présentant des passages carrés d'environ 1,5 mm de côté avec une épaisseur de parois d'environ 0,4 mm entre les passages. Compte tenu du fait que la totalité de la surface du cloisonnement intérieur qui sépare les passages d'entrée des passages de sortie constitue une surface filtrante active, on peut calculer que ce cloisonnement fournit plus de 7, 89 cm

de surface de paroi filtrante par cm3 de la structure filtran-

te monolithique. On obtient donc ainsi un filtre ne représen-

tant qu'un très faible étranglement de section et possédant

une grande surface filtrante dans un dispositif de très peti-

tes dimensions. Naturellement, en augmentant la porosité moyenne des parois au-delà des 10 % des échantillons d'essais initiaux, on peut s'attendre à réduire encore la résistance & lecejuBemagt des gaz à travers l'élément filtrant, du moins jusant& ce que les surfaces des passages d'entrée et de sortie

deviennent des facteurs limitatifs du débit gazeux.

Dans le fonctionnement d'un moteur qui comprend dans

son circuit d'échappement un ou plusieurs des éléments fil-

trants compacts et à haut rendement pour particules de gaz d'échappement du type décrit plus haut, les gaz d'échappement sont envoyés du moteur à chaque piège 16 à particules, dans

lequel ils pénètrent dans l'élément filtrant par les extrémi-

tés ouvertes des passages d'entrées au droit de l'extrémité d'entrée 28 de l'élément. Les gaz arrivants se répartissent sur toute la longueur des passages d'entrée, d'o ils passent à travers toutes les parois poreuses délimitant les divers

passages pour pénétrer dans les passages de sortie adjacents.

Les particules carbonées contenues dans les gaz d'é-

chappement des moteurs diesel sont en grande partie retenues

et recueillies sur les surfaces internes des parois des pas-

sages d'entrée lorsque les gaz d'échappement traversent ces parois. Les particules recueillies forment sur. les surfaces

des parois un gâteau qui s'accumule jusqu'à ce que, finale-

ment, il atteigne une épaisseur qui commence à gêner le pas-

sage des gaz à travers les parois. Les gaz épurés qui traver-

sent les parois pour atteindre les passages de sortie pour-

suivent leur trajet vers les extrémités ouvertes situées à l'extrémité de sortie de l'élément et poursuivent ensuite

leur trajet à travers le reste du circuit d'échappement jus-

qu'à ce qu'ils soient rejetés dans l'atmosphère.

Lors du fonctionnement d'un moteur équipé d'un filtre

d'échappement du type décrit, les particules recueillies at-

teignent périodiquement un niveau au-delà duquel l'étrangle-

ment de l'écoulement gazeux devient excessif. A ce stade, ou avant que ce stade n'ait été atteint, il est nécessaire soit de nettoyer,.soit de remplacer l'élément filtrant pour que le moteur du véhicule puisse continuer à fonctionner avec son rendement normal. Bien que l'élément céramique monolithique

compact à haut rendement suivant l'invention puisse être uti-

lisé de n'importe quelle façon voulue, on estime que le net-

toyage de l'élément s'effectue dans les meilleures conditions

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par chauffage de l'élément à une température à laquelle les

particules recueillies sont incinérées par réaction avec l'o-

xygène contenu dans le flux de gaz d'échappement. Cette inci-

- nération peut être obtenue en chauffant les gaz d'échappement à la température d'incinération désirée pendant le fonction- nement du moteur, ceci s'effectuant naturellement par des

procédés appropriés de chauffage et de réglage des tempéra-

tures de combustion. En variante, pour le nettoyage des élé-

ments filtrants céramiques monolithiques, on peut retirer

ces éléments du circuit d'échappement et les placer dans l'at-

mosphère réglée d'un four dans laquelle ils peuvent être por-

tés à la température d'incinération des particules, ces par-

ticules étant alors complètement brûlées de sorte que l'élé-

ment filtrant peut être réutilisé.

Pour résister aux températures et contraintes de fonc-

tionnement et d'incinération que les éléments filtrants cé-

ramiques ont à subir dans les conditions indiquées, ces élé-

ments doivent nécessairement être faits d'une matière cérami-

que appropriée. Bien qu'un grand nombre de ces matières puis-

sent être appropriées, la Demanderesse considère à présent comme préférable de former les éléments céramiques à l'aide de matières et de procédés qui ont été mis au point pour la

fabrication des éléments céramiques monolithiques pour con-

vertisseurs catalytiques et équivalents qui sont décrits dans le brevet des E.U.A. 3 954 672. Ce brevet décrit, en particulier de la colonne 6, ligne 17, jusqu'à la colonne 7,

ligne 48, une série préférée de phases d'un procédé de fa-

brication appliqué à la formation d'éléments céramiques mono-

lithiques extrudés ouverts à leurs extrémités destinés à être

utilisés dans les convertisseurs catalytiques et autres dis-

positifs.

Après exécution de ces phases de fabrication, on trans-

forme.la str=çture monolithique ouverte à ses extrémités en

un élément filtrant dont un passage sur deux est obturé, ain-

si qu'on l'a décrit plus haut, en fermant les extrémités d'un sur deux des passages. Pour cela, on dépose à ces extrémités

un ciment approprié pour former les parois désirées de ferme-

ture des extrémités et on durcit ensuite le ciment. Ce ciment

est de préférence préparé par formation d'un mélange compre-

nant 71,5-% d'une charge à base de cordiérite broyée, prépa- rée à partir d'une matière céramique du même type que celle qui forme le monolithe et qu'on a broyée et passée au tamis à mailles de 0,149 mm, et 28,5 % de silice colloïdale (à 30 % de solides dans 70 % d'eau). Ce ciment peut être appliqué de n'importe quelle façon connue, par exemple au moyen d'un plongeur du type seringue hypodermique après quoi on le fait durcir en chauffant le monolithe cimenté dans un four pendant 8 à 10 heures, à une température de 90 à 104 cC puis on le

durcit totalement en le chauffant à 538 'C pendant une demi-

heure. La charge à base de cordiérite broyée utilisée pour ce ciment peut être obtenue par broyage des corps-de monolithe mis au rebut. On peut se procurer la silice colloïdale auprès de la firme des Etats Unis E.I. Du pont de-Nemours et Cie, Inc. Industrial Chemicals Division, Wilmington, Delaware,

sous le nom de Ludox AS Collodial Silica (30 % de solides).

Bien que la description donnée ci-dessus ait montré

le meilleur mode actuellement connu de mise en oeuvre de 1'

invention par la description d'une forme de réalisation pré-

férée, il va de soi qu'il est possible d'apporter diverses modifications à la structure et au procédé de fabrication tout en restant dans le cadre des principes inventifs, de la présente invention. Par exemple, les Fig. 3 et 4 montrent la structure d'une variante de-réalisation d'un élément filtrant

en céramique pour échappement de moteur diesel et son appli-

cation dans le circuit d'échappement d'un véhicule.

La Fig. 3 montre des parties d'un châssis de véhicule 32 qui comprend un châssis proprement dit 33 dans lequel est monté un moteur diesel 34 du type en V. Le moteur comprend deux rangées de cylindres qui débitent des gaz d'échappement 35, seul le collecteur de la rangée de cylindres de droite étant représenté. Le long du c8té droit du moteur, est monté

un piège 37 à particules d'échappement qui comprend une en-

veloppe de forme cubique munie d'entrées avant et arrière qui sont ellesmêmes reliées aux tuyaux d'échappement 38, 39 correspondants respectivement au collecteur d'échappement

de gauche et au collecteur d'échappement de droite. Une sor-

tie d'échappement ménagée à la base de l'enveloppe est reliée

à un tuyau de sortie 44 qui envoie les gaz d'échappement épu-

rés à un pot d'échappement, non représenté et, de là, dans

l'atmosphère.

Dans l'enveloppe du piège 37 à particules est disposé

un élément filtrant 44 pour particules d'échappement, du ty-

pe compact et présentant la forme représentée sur la Fig.4.

Dans ce cas, l'élément 44 est constitué par un monolithe cé-

ramique à flux croisés du type produit par la 3M Company sous la désignation de Thermacomb. La construction de ce type de monolithe comprend un bloc céramique 45 d'un seul tenant ayant plusieurs couches superposées de passages longitudinaux 46 et de passages transversaux 48 qui alternent entre eux, les différents passages étant séparés les uns des autres par

des parois ou cloisons intérieures poreuses 49.

Dans la construction représentée, les passages longi-

tudinaux 46 sont utilisés comme passages d'entrée tandis que

les passages latéraux 48 sont utilisés comme passages de sor-

tie et disposés verticalement lorsque le bloc monolithique

est monté dans le piège 37 à particules. Il ressort de l'exa-

men de la Fig. 4 que les cloisons 49 se trouvent entre les couches de passages longitudinaux 46 et de passages de sortie

transversaux 48 et constituent de cette façon des parois fil-

trantes dont les surfaces servent à recueillir les particu-

les des gaz qui passent des passages d'entrée aux passages de sortie en traversant ces parois. Toutefois, dans chacune de ces couches sont formées des cloisons porteuses 50 qui

n'assurent aucune fonction de filtration puisqu'elles servent-

simplement à séparer certains passages d'entrée d'autres passages d'entrée et certains passages de sortie d'autres passages de sortie. Lorsqu'on utilise cette forme d'élément céramique pour la filtration de la façon connue, il n'y a que la moitié environ des parois intérieures qui soit utili-

sée comme surface filtrante. La dimension de l'élément fil-

trant doit donc être environ deux fois plus grande que celle de la première forme de réalisation décrite pour donner la

même surface de filtration et une valeur équivalente de sec-

tion libre de passage à travers les parois poreuses.

Lorsque l'élément 44 est monté dans l'enveloppe du piège 37 à particules, l'extrémité supérieure des passages

de sortie transversaux 48, qui sont maintenant orientés ver-

ticalement, sont fermés de sorte que l'écoulement gazeux qui

quitte les passages doit s'écouler par les extrémités infé-

rieures ouvertes pour gagner le tuyau d'échappement 41. Le flux pénétrant dans les passages d'entrée entre par les deux extrémités ouvertes en arrivant de la rangée de cylindres de

gauche par le tuyau d'échappement et de la rangée de cylin-

dres de droite par le tuyau d'échappement 39. Le gaz pénètre par les deux extrémités dans les passages d'entrée et est

filtré à travers les cloisons 49, pour passer dans les passa-

ges d'échappement 48 et s'échapper par les extrémités ouver-

tes inférieures vers le tuyau d'échappement 41. Bien entendu,

on pourrait également utiliser éventuellement d'autres arran-

gements pour intercaler l'élément filtrant décrit dans un piège à particules et, par ailleurs on pourrait utiliser une autre disposition des éléments filtrants dans les pièces à

particules sans pour cela sortir du cadre de l'invention.

Abstraction faite des variantes de disposition des passages dans les éléments filtrants céramiques monolithiques, par exemple des variantes représentées sur les Fig. 2 et 4, il est également évident que l'on peut utiliser des passages

ayant des configurations différentes dans les différents ty-

pes généraux d'éléments. Par exemple, les Fig. Sa à 5k, 5 m, n et 5p illustrent un certain nombre des nombreuses modifi- cations qu'il est possible d'apporter à la configuration des passages utilisés dans les filtres monolithiques céramiques du type général représenté sur la Fig.2, c'est-à-dire des éléments monolithes qui présentent des passages parallèles fermés alternativement à une extrémité et à l'autre et qui s'étendent d'une extrémité à l'autre dans l'élément, et dans lesquels la surface des parois constitue presque en totalité une surface filtrante effective, sauf aux points de rencontre

avec les autres parois.

La Fig. Sa, par exemple est une vue en coupe schémati-

que d'une partie d'un élément analogue à celui de la Fig.2, dans laquelle les parois 24a sont disposées en damier. Les passages d'entrée 26a sont ombrés pour indiquer qu'ils sont fermés à leur extrémité de sortie tandis que les passages de sortie 27a sont clairs pour montrer qu'ils sont ouverts à

leur extrémité de sortie. Cette vue montre clairement l'avan-

tage de cet arrangement, qui consiste en ce que toutes les

parois intérieures sont interposées entre des passages d'en-

trée et des passages de sortie, sauf à leurs points de con-

tact avec d'autres parois, aux angles des passages à section

carrée. De cette façon,. avec cette disposition à parois paral-

lèles, une proportion de près de 100 % de la surface des pa-

rois constitue une surface filtrante.

On obtient des résultats analogues dans toutes les au-

tres formes de réalisation représentées sur les Fig. 5b à 5 k,

Sm, Sn et 5p; toutefois, certaines différences sont apparen-

tes. Les Fig. 5b à 5e sont analogues à la Fig. 5a en ce sens que les passages d'entrée et de sortie qui sont parallèles et adjacents sont de section équivalente et sont délimités par des parois planes qui se coupent. Les passages de la Fig. 5b sont de section rectangulaire tandis que ceux des Fig. Sc, d et 5e présentent différentes formes triangulaires. La Fig. il f montre des passages en forme de losange.

La Fig. 52 montre une disposition légèrement différen-

te dans laquelle on a augmenté la surface filtrante en don-

nant aux parois une forme ondulée au lieu d'une forme droite ou plane. Cette Fig. montre les résultats de la formation de parois ondulées dans une disposition qui est, par ailleurs, en damier mais il est évident que l'on pourrait obtenir des résultats analogues en modifiant les variantes des Fig. 5b à 5f par l'utilisation de parois ondulées en remplacement des

parois planes.

Tous les agencements qui ont été décrits jusqu'à pré-

sent ont en commun l'avantage que la totalité de la surface des parois intérieures forme une surface filtrante effective entre les passages d'entrée et les passages de sortie, les passages d'entrée et les passages de sortie étant tous de même surface de section. Toutefois, il est évident qu'étant

donné qu'en fonctionnement, l'accumulation de particules for-

mant un gâteau sur les surfaces des parois des passages d'en-

trée a pour résultat de réduire finalement la section effec-

tive d'écoulement de ces passages, on peut avoir avantage à réaliser des dispositions dans lesquelles les sections des passages d'entrée sont plus grandes que celles des passages

de sortie adjacente. Les dispositions qui seront décrites ci-

après comportent ce perfectionnement tout en conservant l'a-

vantage consistant en ce que toutes les parois intérieures sont interposées entre des passages d'entrée et des passages de sortie sauf à leurs points de contact mutuel et que, de ce fait, la totalité de la surface des parois intérieures

forme une surface filtrante effective.

Ce perfectionnement est illustré tout d'abord par les

Fig. 5h, 5i et 5i dans lesquelles -des parois intérieures pla-

nes sont agencées pour former différents dessins polygonaux.

Sur la Fig. 5h, les passages d'entrée 27h sont définis par des sections présentées sous la forme d'hexagones équilatéraux qui bordent des passages de sortie 27h ayant des sections qui sont des triangles équilatéraux. Sur les Fig. 5i et 51, les dessins sont différents, avec différentes configurations de passages d'entrée à section hexagonale non équilatérale adjacents à des passages de sortie correspondants à section triangulaire. Dans une autre variante, on voit que l'on peut former

des passages d'entrée et de sortie à sections inégales en mo-

difiant les motifs polygonaux des Fig. 5a à 5f par une cour-

bure appropriée des parois pour former ce qu'on peut appeler des passages d'entrée à parois bombées vers l'extérieur et

des passages de sortie à parois bombées vers l'intérieur.

C'est ainsi que, par exemple sur la Fig. 5k, deux des quatre parois latérales de chaque passage sont incurvées pour former au total un motif de damier à cases bombées dans lequel les passages d'entrée 26k sont de section légèrement supérieure à celle des passages de sortie 27k. Sur la Fig. 5m, l'effet

est encore renforcé par la courbure de toutes les parois in-

térieures de manière que tous les côtés des passages d'entrée

soient bombés vers l'extérieur tandis que les côtés correspon-

dants des passages de sortie sont bombés vers l'intérieur.

On a représenté un effet analogue sur la Fig. 5n sur laquelle les passages à section en triangle équilatéral de la Fig. 5c

sont bombés pour donner lieu à des passages d'entrée 26n a-

yant une section plus grande que celle des passages de sor-

tie 27n. Finalement, on a poussé le principe encore plus loin sur la Fig. Sp, sur laquelle les passages d'entrée 262 sont

* de section circulaire et les passages de sortie 27p sont for-

més par les espaces compris entre les cercles tangents. Natu-

rellement, ce motif est une variante des sections carrées bombées vers l'extérieur mais il va de soi que l'on pourrait obtenir un effet analogue en disposant les cercles suivant

un motif triangulaire.

Chacune des dispositions représentées sur les Fig. 5h, i, 5j, 5k, 5%, 5n et 5p et qui a été décrite comme présen- tant des sections de passages d'entrée plus grandes que les

sections correspondantes des passages de sortie conserve en-

core l'avantage consistant en ce que la surface des parois intérieures est pratiquement entièrement efficace pour le filtrage puisque tous ces arrangements conservent l'avantage

fondamental consistant en ce que les parois séparent les pas-

sages d'entrée des passages de sortie sauf à leurs points de

contact. Toutefois, il va de soi que les agencements de pas-

sages à section polygonale ou autre ne présentent pas tous l'avantage mentionné ci-dessus. Par exemple, il est possible

de former un motif de passages parallèles à section hexago-

nale qui, lorsqu'ils sont disposés en passages d'entrée al-

ternant avec des passages de sortie, présentent des parties importantes de section de parois qui ne sont pas en contact et qui séparent deux passages d'entrée ou deux passages de sortie. Cette surface de paroi n'est pas efficace pour le

filtrage. Ceci serait également le cas avec de nombreux au-

tres motifs qui pourraient être proposés. Néanmoins, les mo-

tifs décrits plus haut ne doivent être considérés que comme représentatifs de ceux qui apportent les avantages recherchés et leur énumération n'exclut pas qu'il existe d'autres motifs

entrant dans le domaine de l'invention.

Les sections des passages des éléments filtrants dé-

crits plus haut sont en moyenne de moins de 12,9 mm et le

terme de "petits" utilisé dans les revendications pour quali-

fier les passages d'entrée et de sortie de l'élément doit ê-

tre interprété dans ce cas. En outre, l'épaisseur de paroi des passages de l'élément est de préférence une épaisseur

relativement constante, d'environ 0,7 mm ou moins.

Claims

R E V E N D I C A T I 0 N S

1 - Elément filtrant pour le filtrage des particules des gaz d'échappement des moteurs diesel, caractérisé en ce qu'il comprend un élément céramique monolithique (22; 44) ayant une structure de cloisonnement formée de parois inté- rieures poreuses (24; 49) qui délimitent une multiplicité

de petits passages d'entrée (26; 46) adjacents à une plura-

lité de petits passages de sortie (27; 48), lesdits passages d'entrée et de sortie étant séparés les uns des autres par les parois poreuses (24; 49) de la structure de manière à laisser les gaz s'écouler à travers les pores pour passer

des passages d'entrée aux passages de sortie, et cette struc-

-2 ture de cloisonnement ayant au moins 3,9 cm de surface de

paroi filtrante par cm de la structure filtrante monolithi-

que.

2 - Elément filtrant suivant la revendication 1, ca-

ractérisé en ce que lesdits passages sont des passages pa-

rallèles qui s'étendent d'une extrémité à l'autre de l'élé-

ment, les passages d'un premier groupe qui forment les passa-

ges d'entrée (26) étant ouverts à une première extrémité de l'élément et fermés à l'autre extrémité de cet élément et ceux d'un deuxième groupe, qui forment lesdits passages de

sortie (27) étant fermés à ladite première extrémité de l'é-

lément et ouverts à l'autre extrémité, lesdits passages d'en-

trée et lesdits passages de sortie étant disposés de telle

manière que chaque portion de chaque paroi intérieure de l'é-

lément qui n'est pas en contact avec une autre paroi soit interposée entre un passage d'entrée et un passage de sortie

et forme une surface filtrante pour l'écoulement du gaz en-

tre eux, la porosité des parois étant appropriée pour arrê-

ter une proportion importante des particules présentes dans

les gaz d'échappement d'un moteur diesel qui traversent l'é-

lément en passant des passages d'entrée aux passages de sor-

tie.

3 - Elément filtrant suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite structure formée de parois intérieures (24; 49) présente une porosité

moyenne d'au moins 10 %, une dimension moyenne de pores com-

prise entre 2 et 15 microns, les dimensions des pores indi- viduels étant à peu près toutes comprises entre 0,5 et 70

microns et cette structure ayant au moins 5,91 cm2 de surfa-

ce de paroi filtrante par cm3 de la structure filtrante mo-

nolithique.

4 - Procédé de fabrication d'un élément filtrant pour le filtrage des particules des gaz d'échappement des moteurs & combustion interne du type diesel, caractérisé en ce qu'on forme un élément céramique monolithique formant un élément

ayant des parois poreuses imbriquées qui délimitent intérieu-

rement une pluralité de passages parallèles traversant cet élément, ces passages formant un premier groupe et un second groupe, chaque portion de chaque paroi intérieure qui n'est

pas en contact avec d'autres parois, faisant partie d'un pas-

sage de chaque groupe et permettant aux gaz de s'écouler de l'un à l'autre de ces deux passages en passant à travers les pores de cette partie de paroi, et on ferme, à l'aide d'unê matière résistante aux hautes températures les extrémités de

sortie du premier groupe de passages et les extrémités d'en-

trée du deuxième groupe de passages de sorte que le courant gazeux qui traverse l'élément filtrant en pénétrant par les

passages du premier groupe soit contraint à traverser l'élé-

ment de paroi poreuse pour être filtré avant de s'échapper

par les passages du second groupe.