FR2485623A1 - Dispositif pour eviter la presence de suie dans les gaz d'echappement de moteurs a combustion interne - Google Patents

Dispositif pour eviter la presence de suie dans les gaz d'echappement de moteurs a combustion interne Download PDF

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Abstract

A.DISPOSITIF POUR ELIMINER LA SUIE DES GAZ D'ECHAPPEMENT D'UN MOTEUR. B.CE DISPOSITIF DANS LEQUEL LA SUIE DES GAZ D'ECHAPPEMENT D'UN MOTEUR EST CAPTEE PAR UN ELEMENT FILTRANT 11 QUE CES GAZ TRAVERSENT EN PASSANT D'UNE CHAMBRE A GAZ BRUT 15 A UNE CHAMBRE DE GAZ EPURE 16, COMPORTE ESSENTIELLEMENT UNE GENERATRICE ELECTRIQUE DE MICRO-ONDES 20 QUI SONT ENVOYEES DANS LE CARTER DE FILTRE 1 POUR AMENER A LEUR TEMPERATURE DE COMBUSTION LES PARTICULES DE SUIE DEPOSEES. C.L'INVENTION S'APPLIQUE PRINCIPALEMENT AUX INSTALLATIONS D'EPURATION DES GAZ D'ECHAPPEMENT D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE.

Description

éviter ia presence de sue ct de fum'e dan s ' s - chappe-
ment de moteurs à combustion interne notamment de moteurs Diesel, sposil qui corporte un carter de filtre metallique conte nant une cartouche de úiir.. lacquelle separe, a 1A int@rieur du carter, une chambre à gaz bruts, pourvue d'une entree pour ces 9gaZ, d'une chambre & gas Gpuresa pourvue d9une sortie de gaz Gpurés, cartouche contenant un elLment filtrant agissant en Drofondeur, résistant aué 'eperaturee elevées assurant le dpo8t de la suie, et qi, c porte une installation eúectrique
provoquant la combustion e la suie d6pose sur l s cmnt fil-
tCant. Les tempsehurS des gas d clh-ppement de moteurz; - combustion intLerne st n' ss diffrente -ats soet i ta= de Jiazrge du imotctu. Si =,; eualt bru er- en dio'yde de ecarbone l: cat icules de suie depo,2 dans un filtre travesCE parC les gas tlchappemen't il est nac;ssaire d-aaoirU en plus de la DrMsenac ssdvles' tîSemp e rates un niu qui na est _Tenal emenî, c--- atteint dans les ga.:; ' chaipDxemen't lors daun r'glwme de 0 -ami-rche & vide ou c chai,- ri, r srtieli.- d.u mt eur, et % -qu ne peuve-l';lL t',re o 'tnuer que -Dar aà.ene dé '' cnergue e]t.rize
Dans le bz-Et f 27 5 530D on tnrouve ciert u?.
ltr o.a d"e-%hapO.: - o r uvat ' tre chauffi, estin& aiu y o.eur 3. combustion in': ou a est lpresvu un lit fti rant en 2E3:ires e;talt i ue lecuiL. pour ts combustion de articules de ZV!em d poDséet sur lui, 9- P oie'e aman ' de.s temperatures sufú 2,isemïaïent éle'vees au mojfen JIun &l %ment chauffnt ' ectrique disposé en aront.-epndnt tant donne que les gas d echappe= e1n doivent traverser -',, l' fitrant chauffé et éevacuent aiî%n _, de la chaleur, il est ndce-saire de prévoir, pour l él;ment
jhauffant, une énergie (!ectrique reltivement importante.
D8après le brevet DE 27 50 960, on conneat un iîltre à suie disposé dans le courant de gaz d&échapperent de moteurs à combustion à cod'ireseur oi l e a s uie dAposBe sur des fibres de craraique doit se consumer automatciquemento ependant, coarme indiqua' p:lus hnaut cela n est pas toujours le cas. L'invention a pour but de réaliser avec des moyenyp simples, une amélioration des filtres à suie de types connus, grace A laquelle la suie déposée peut etre br léeq dans chaque
état de régime du moteur, avec un apport aussi réduit que possi-
ble d'énergie électrique.
L'invention concerne à cet effet un dispositif caractérisé en ce que l'installation électrique de combustion de la suie est constituée par une génératrice de micro-ondes qui est raccordée à la chambre à gaz bruts pour l'émission de micro-ondes en vue de l'échauffement de la suie déposée sur l'élément filtrant non métallique, des parois telles que par
exemple des t8les perforées, perméables aux gaz, mais s'oppo-
sant au passage des micro-ondes produites étant prévues, dans
le carter du filtre, entre l'ouverture de sortie de* micro-
ondes de la génératrice et l'ouverture d'entrée des gaz bruts ainsi qu'en aval de l'élément filtrant, La qégneratrice de micro-ondes préserte i.aan e qu'elle échauffe seulement la suie en tant que te.lle et Ie a combustion par la chaleur intérieure ainsi produite. I.y
a pas d'évacuation indésirable de chaleur qui se produise ê -..
une mesure appréciable. La quantité d'énergie nécessaire en
tellement faible qu'elle peut, sans difficultés, être apportâ.
& partir du moteur lui-même. Le volume relativement restreint de la génératrice permet de la monter aussi bien sur des moteurs
de véhicules, par exemple de camions.
En vue de se protéger contre un encrassement de la génératrice de microonder: il peut être prévu, conformément à l'invention, de recouvrir l.ou.verture de sortie des micro-undes
de la génératrice par un iement filtrant non métallique rasis-
tant aux hautes temperatures.
De pr férepoee, la génératrice de micro-ondes peut être mise en circuit et heus circuit. à intervalles de temps
réglables, au moyen d'un dispositif électrique-de commutation.
Ces intervalles de temps modifiables donnent la possibilité, sans autre mesure, de choisir l'instant correct et la durée de
mise en circuit de la génératrice de micro-ondes en les adap-
tant au régime de marche du moteur à combustion interne.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, il est prévu un dispositif électrique de commutation au moyen duquel la génératrice de micro-ondes peut être mise en circuit lors du dépassement d'une valeur prédéterminée de la résistance à la traversée de la cartouche filtrante, et être remise hors circuit après un intervalle de temps prédéterminé. Selon ce mode de réalisation, la résistance à la traversée signale la
nature et la quantité de suie déposée dans la cartouche fil-
trante, de telle sorte que, en fonction des régimes variables de fonctionnement du moteur, la combustion de la suie peut se produire automatiquement à l'instant correct. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la
description ci-après et des dessins annexés représentant un
exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un
dispositif conforme à l'invention.
- la figure 2 est une vue en coupe par la ligne
2-2 de la figure 1.
Un carter de filtre 1 comprend une enveloppe 2 qui est fermée, sur ses faces frontales, par des fonds 3 et 4. Dans le fond 3 débouche la tubulure d'entrée 5 de gaz brut qui détermine la section d'entrée 6 des gaz bruts. Sur le fond opposé 4 est montée la tubulure de sortie 7 des gaz épurés qui détermine la section de sortie 9 de ces gaz. L'enveloppe 2, les fonds 3 et 4, ainsi que tubulures d'entrée 5 et de sortie 7
sont constituée en t8le d'acier.
Une cartouche filtrante de forme annulaire 10 comporte un élément filtrant de forme tubulaire 11 résistant aux hautes températures qui, dans l'exemple de réalisation consiste en fibres de silice, c'est-à-dire un matériau non
métallique. Cet élément filtrant exerce une action en profon-
deur, c'est-à-dire qu'.il sépare et capte les impuretés solides, notamment la suie des gaz d'échappement, non seulement par sa zone de pourtour mais de façon bien définie à une profondeur radiale importante. L'élément filtrant 11 entoure une paroi métallique 12 en t8le perforée, constituant un tube d'appui qui est soudé, à une extrémhité frontale, à un disque de métal 13 et, à l'autre extrémité frontale, à une bride annulaire
métallique 14 qui ferme de manière étanche l'enveloppe de car-
ter 2. La cartouche de filtre 10 sépare une chambre à gaz brut 15, pourvue de l'ouverture d'entrée 6, d'une chambre à gaz
épuré 16 pourvue de l'ouverture de sortie 9.
Une installation électrique pour une combustion commandée de la suie disposée sur l'élément filtrant 11, est constituée par une génératrice d'ondes micro-métriques 20, qui est raccordée, par des pièces de raccord 21, 22 et des brides 23, 24 d'un guide d'ondes 25, au carter de filtre 1. A l'état de mise en service, cette génératrice émet des micro-ondes dans le carter de filtre 1 pour élever les particules de suie déposées sur l'élément filtrant à des températures auxquelles elles se consument en dégageant du dioxyde de carbone. Afin que les micro-ondes émises dans le carter de
filtre 1 ne s'en échappent pas sans qu'on le veuille par l'ori-
fice d'entrée de gaz brut 6 ou par l'orifice de sortie de gaz épuré 9, des parois 12 et 27 en t8le métallique perforée sont disposées, dans le carter de filtre 1; entre l'ouverture de sortie 26 des micro-ondes de la génératrice 20 et l'ouverture d'entrée de gaz brut 6, ainsi qu'en aval de l'élément filtrant 11. Ces parois, dont la paroi 12 est agencée, comme indiqué
plus haut, en tube d'appui, sont perméables aux gaz d'échap-
pement, mais elles s'opposent au passage des micro-ondes émises
par la génératrice 20.
Lorsqu'on utilise un élément filtrant qui possède, par lui-même, une rigidité suffisante, et ne nécessite par conséquent pas de tube servant d'appui, on peut disposer, de manière analogue à la paroi 27 au voisinage du fond 3, une paroi 29 au voisinage du fond 4, perméable au gaz, mais formant
barrage contre le passage des micro-ondes.
Un matériau filtrant non métallique 30 résistant aux hautes températures, constitué par des filtres de silice, est disposé transversalement dans la pièce de raccord 21 du guide d'ondes 25 et recouvre ainsi l'ouverture de sortie 26 de
micro-ondes de la génératrice 20, afin de s'opposer à la péné-
tration de suie dans la génératrice 20.
Un dispositif de commutation électrique 40 avec
horloge, raccordé par l'intermédiaire de conducteurs électri-
ques 37, 39 à la dynamo d'éclairage du moteur à combustion interne (non représentée) qui est dimensionnée en conséquence, -agit, par l'intermédiaire des conducteurs électriques 41, 42, sur la génératrice de micro-ondes 20, pour la mettre en circuit
et hors circuit à des intervalles de temps réglables.
Dans son fonctionnement pratique, le dispositif destiné à éviter la présence de suie est traversé, en direction de la flèche, par le courant de gaz d'échappement d'un moteur Diesel à combustion interne. Les gaz bruts pénètrent par la tubulure d'entrée 5 et l'ouverture d'entrée 6 dans la chambre à c-i bru 3, Li t.2, 5 la no 27 et psn O O t àO-aes 3 e. Lément f iltrant iL el ia paroi 12 en direction radiale de l'extérleur vers lin-terieLur et ils parviennent ainsi dans - h ahiwbr,>e à gaz épuré 16o De 1à ils quittent le carter de 5.2iltre 1 en passant par., ouverture de sortie de gaez puré 9
et la tubulure de sortie 7.
Les particui.es de suie qui se sont d&posLes sur
1 elément filtrant I1 sone, par mise en circuit de la cjnéra-
trice de micro-ondes 20 a moyen du dispositif électrique 40O é.chauffees jusqu'à une- ie. etlegies Iolent enr
ionnant du dioxyde de c... -r.s un laps dm -eajps suffisaï.
ui a éte preregle au d:ecDc-t:' iue 4... e% % peut _.1Ai e= &adap'óe au cóoi ione pzaaticques de foncton-ement 2, gén:ratrice de miicrounid.s 2 est mise ayeors uirtcUi o n ao%-rean cycle coTienle Fo óu courLs duqul des,ie:rt:i c es d -iae se déposeront sur!. Z.smen% filtrant lo La -sse coult Àut-quà une nouvelle mi_ eu c:ut; de la gn erare, 1e| i e eone 6. O peut ^ega >- -/re ?te pour c. r1 e ado t un :.gences de fonctionne&n' Le dicso3i ex<lctre d..e o, tatL te par eXM_ Ye _r conistix. o.C.ne un corlmutateur à preGsion e WAclle racodeAUires r) entcr6e de gan arut u.. 5z. féRr..G 1lë ou encoret3 e; U -l D;,?t-l.?_2-lafg t 6. e t..Oree un brut a - l tuubulure de Jsor% 'e gas g9 ou encore c.c e un Jos rmt.,% r à p-ressiGaon accord. se ulement à la tubulure d ent-,e2 :du gaz b'úut E, de telle ire quail metre at en circuit la gên eratrice-de mic-o-onzoes oeulaement lors d'un depassement dJune valeur predeterïlỉ;e de 'L res 'cance à la tra',ersee de la cartouche de filtre 0 1.' quail la mettre horz circuit à nouveau après un intervun!e de temps d&termine par un disposi tf de retardement incorpor.o TLe fonctionnement est alors comp1àte= ument automatique et ne nucessite alcune intervention de la art de 1 utilisateuro
24CS623
R E V E N D I CA T IONS
1 ) Dispositif pour éviter la présence de suie dans les gaz d'échappement de moteurs à combustion interne, notamment de moteurs Diesel, qui comporte un carter de filtre métallique contenant une cartouche de filtre, laquelle sépare, a l'intérieur du carter, une chambre à gaz bruts, pourvue d'une entrée pour ces gaz, d'une chambre à gaz épurés, pourvue d'une sortie de gaz épurés, cartouche contenant un élément filtraant agissant en profondeur, résistant aux températures 4!evêes, assurant le dépôt de la suie, et qui comporte une intalation électrique provoquant la combustion de la suie dépose Sur l'élément filtrant, dispositif caractérisé en ce que l'instal lation de combustion de la suie est constituée par ' c.re, trice de micro-ondes (20) qui est raccordée à la n: bruts pour l'émission de micro-ondes en vue de 1 'éeiiau ffe4m -t de la suie disposée sur ilorgane filtrant non métallique!i.Jf des parois, telles que des tales perforées (12, 27, 9), pers méables aux gaz, mais s'opposant au passage des micro-ondes
produites, étant prévues, dans le carter du filtre (1}, en-
l'ouverture de sortie (26) des micro-ondes de la génératrice (20) et l'ouverture d'enxrée de gaz bruts (6), ainsi qu'en
aval de l'élément tiltrant 1i.
j Dispositif selon la revendication 1, caracté-
risé en ce que louverture de sortie (26) des micro-ondes de la génératrice 20) est rccuverte par un élément filtrant
non métallique (30) résistant aux températures élevées. -
) Dispositif suivant i une ou l'autre des reaven-
dications 1 et 2, caracuerise en ce que la génératrice de micro-
ondes (20) peut être mise en circuit et hors circuit, à inter-
valles de temps réglables au moyen d'un dispositif électrique
de commutation.
4 ) Dispositif suivant l4une ou l'autre des reven-
dications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est prévu un disposi-
tif électrique de commutation au moyen duquel la génératrice de microondes (20) est mise en circuit lors du dépassement d'une valeur prédéterminée de la résistance à la traversée de la cartouche filtrante et est remise hors circuit après un
intervalle de temps prédéterminé.
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