FR2543216A1 - Installation pour eliminer les composants solides des gaz d'echappement de moteurs a combustion interne - Google Patents

Installation pour eliminer les composants solides des gaz d'echappement de moteurs a combustion interne Download PDF

Info

Publication number
FR2543216A1
FR2543216A1 FR8320464A FR8320464A FR2543216A1 FR 2543216 A1 FR2543216 A1 FR 2543216A1 FR 8320464 A FR8320464 A FR 8320464A FR 8320464 A FR8320464 A FR 8320464A FR 2543216 A1 FR2543216 A1 FR 2543216A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
internal combustion
exhaust gases
combustion engine
pipe
storage tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8320464A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2543216B1 (fr
Inventor
Klaus Dobler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of FR2543216A1 publication Critical patent/FR2543216A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2543216B1 publication Critical patent/FR2543216B1/fr
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/14—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by the additional use of mechanical effects, e.g. gravity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/88—Cleaning-out collected particles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/01—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust by means of electric or electrostatic separators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/037—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of inertial or centrifugal separators, e.g. of cyclone type, optionally combined or associated with agglomerators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
    • F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
    • F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/15—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/37—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with temporary storage of recirculated exhaust gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
    • F01N2470/10—Tubes having non-circular cross section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/16—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system with EGR valves located at or near the connection to the exhaust system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/36—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with means for adding fluids other than exhaust gas to the recirculation passage; with reformers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

INSTALLATION POUR ELIMINER LES COMPOSANTS SOLIDES DES GAZ D'ECHAPPEMENT DE MOTEURS A COMBUSTION INTERNE. INSTALLATION CARACTERISEE EN CE QUE LE DISPOSITIF DE SEPARATION 6 COMPORTE UN RESERVOIR DE STOCKAGE 8 DESTINE A RECEVOIR LES COMPOSANTS SOLIDES AINSI SEPARES, TANDIS QUE L'INSTALLATION COMPORTE UN DISPOSITIF DE COMMANDE 12, 10 GRACE AUQUEL UNE OUVERTURE DEVIDANGE 9 DU RESERVOIR DE STOCKAGE 8 EST SUSCEPTIBLE D'ETRE MISE EN COMMUNICATION AVEC UNE CANALISATION 14, 39, 38, 41 ABOUTISSANT AU COTE ASPIRATION 2 DU MOTEUR A COMBUSTION INTERNE ET PARCOURUE EN OUTRE, PAR UN FLUIDE PORTEUR. L'INVENTION S'APPLIQUE A UNE INSTALLATION D'ELIMINATION DE COMPOSES SOLIDES DES GAZ D'ECHAPPEMENT DE MOTEURS A COMBUSTION INTERNE.

Description

"Installation pour éliminer les composants solides des
gaz d'échappement de moteur à combustion interne."
L'invention part dune installation pour 11 élimination des composants solides, notamment de la suie, des gaz d'échappement de moteurs à combustion interne, avec un dispositif de séparation parcouru par les gaz d'échappe ment, grâce auquel les composants solides contenus dans les gaz d'échappement sont séparés et sont susceptibles d'être recyclés pour élimination vers le c8té aspiration du moteur à combustion interne.
Par le document 3)3-03 30 41 070 on connatt une telle installation. L'obet de cette demande part alors du principe que les gaz d'échappement du moteur à combustion interne sont divisés en deux écoulements partiels, dont l'un est enrichi en composants solides ou en suie tandis que l'autre est dans une large mesure débarrassé des composants solides et de la suie. L'écoulement partiel des gaz d'échappement enrichi avec la suie est recyclé pour la combustion dans le cadre du recyclage des gaz d'échappe- ment du moteur à combustion interne.Comme dispositif de séparation pour la division en deux écoulements des gaz d'échappement, il est alors utilisé un séparateur à tourbillonnement du type de construction connu par le document
DE-PS 21 60 415. L'installation ainsi décrite présente toutefois l'inconvénient qu'aucun recyclage des gaz d'échappement n'est possible en pleine charge. Dans ce but, il a été proposé, lors du fonctionnement en pleine charge, d'envoyer le courant partiel de gaz d'échappement enrichi en suie , en vue de son épuration, à travers un filtre de substances solides au lieu de l'envoyer vers le côtd aspiration du moteur à combustion interne.
Par le document DE-PS 28 33 481 on connaît une installation de mode de construction analogue, dans laquelle toutefois les gaz d'échappement sont canalisés dans un cyclone dans lequel les composants solides ou bien la suie des gaz d'échappement peuvent outre séparés. L'ex trémité en entonnoir du cyclone est munie dans le cas de cette installation connue, d'un dispositif de dosage et raccordée à une canalisation de recyclage des gaz dtéchap- pement.En fonction du degré de turbidité des gaz d'échap- pement, la soupape de dosage est commandée par l'installa- tion connue de façon que la quantité de gaz d'échappement recyclée par laquelle la suie déposée est transportée, soit comprise entre 2 % en pleine charge et un maximum de 50 % en charge partielle. Lors de l'utilisation d'un tel cyclone son aptitude au fonctionnement n'est toutefois plus garantie lorsque en fonctionnement en pleine charge du moteur à combustion interne, un recyclage des gaz d'échappement doit outre complètement interrompu. Dans de telles installa- tions, la suie sort alors à l'air libre avec les gaz deéchap- pement.
L'installation conforme à l'invention caractérisée en ce que le dispositif de séparation comporte un réservoir de stockage destiné à recevoir les composants solides ainsi séparés, tandis que l'installation comporte un dispositif de commande gracie auquel en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne, notamment lors du fonctionnement en charge partielle du moteur à combustion interne, une ouverture de vidange du réservoir de stockage est susceptible outre mise en communi cation avec une canalisation aboutissant au côté aspiration du moteur à combustion interne et parcourue en outre, par un fluide porteur, présente par contre l'avantage que même lors d'un fonctionnement prolongé à pleine charge, une épuration des gaz d'échappement peut être effectuée et que l'émission de suie dans l'environnement est réduite. Avan tageusement, dans ces périodes de fonctionnement la suie est stockée de façon intermédiaire, et peut ensuite, lors du fonctionnement en charge partielle et en vue de vider l'accumulateur intermédiaire, être ramenée au moteur à combustion interne en même temps que les gaz d'échappement sous la forme de gaz d'échappement recyclés en vue de la combustion.
Il est en outre particulièrement avantageux que selon une forme de réalisation de l'invention, la suie séparée ou les composants solides séparés, soient amenés au moteur à combustion interne avec de l'air comme fluide porteur. Dans ce cas, la teneur du mélange de fonctionne ment du moteur à combustion interne en gaz d'échappement, est maintenue à un niveau très réduit, de sorte que de fa- çon également avantageuse, de la suie peut outre ramenée au moteur à combustion interne lors du fonctionnement à pleine charge en vue de la combustion, sans que cela ait des inconvénients notables sur le déroulement de la combustion du moteur à combustion interne0
L'installation est particulièrement efficace lorsque comme dispositif de séparation, on utilise un dis positif de séparation, connu en soi, fonctionnant selon le principe de la séparation par force centrifuge et que la quote-part de suie dans les gaz d'échappement est mise par coagulation dans un dispositif de séparation comportant un cylindre circulaire dans lequel les gaz d'échappement débouchent tangentiellement et sur les faces frontales duquel sont prévus des tubes plongeant dans ce cylindre circulaire co-axialement à celui-ci pour permettre la sortie des gaz d'échappement épurés, tandis qu'au voisinage de la périphérie du cylindre circulaire, sont prévus des orifices de sortie pour l'évacuation dans un réservoir de stockage des particules de suie, sous forme de grosses particules.
D'autres avantages de l'invention résident en particulier en ce qu'en amont du dispositif de séparation est branché un dispositif (coagulateur) pour accrottre les dimensions des composants solides transportés dans les gaz d'échappement. Le coagulateur est constitué par un dispositif de canalisation des gaz d'échappement avec un champ électrique dont l'intensité se situe au-deasous de l'intensité d'ionisation, et grâce à ce champ électrique, les composants solides transportés à travers le dispositif de canalisation des gaz d'échappement sont, par influence, susceptibles d'outre polarisés pour constituer -des dip8les électriques.Une canalisation de recyclage va de la sortie du dispositif de canalisation des gaz d'échappement à son entrée Au champ électrique est associé un générateur so nore grâce auquel un champ sonore efficace est susceptible d'être engendré dans le dispositif de canalisation des gaz d'échappement.
Trois exemples de réalisation de l'invention sont représentés sur les dessins ci-joints et vont être exposés plus en détail dans la description qui va suivre :
- la figure 1 montre un premier exemple de réalisation avec vidange du réservoir de stockage par l'in termédiaire d'une canalisation de recyclage des gaz d2dchap- pement,
- la figure 2 est une coupe selon un premier plan d'un dispositif de séparation du type utilisé dans le cas de l'exemple de réalisation selon la figure '8,
- la figure 3 est une seconde coupe du dispositif de séparation selon la figure 2,
- la figure 4 montre une forme de réalisation d'un dispositif pour la coagulation des particules de suie branché en amont du dispositif de séparation selon la figure I,
- la figure 5 montre un second exemple de réalisation avec vidange du réservoir de stockage du dispositif de séparation par de l'air frais qui le traverse,
- la figure 6 montre un troisième exemple de réalisation dans lequel l'ouverture de vidange débouche dans une canalisation où passe de l'air comme fluide porteur, auquel cas une communication gazeuse entre la canalisation où passe le fluide porteur et le dispesitif de séparation est empêchée par les composants solides euxmêmes qui doivent être séparés et transportés.
Sur la figure 1 est schématiquement représen- té un moteur à combustion interne 1 avec une tubulure dolas piration 2 et une tubulure de gaz d'échappement 3. Dans la tubulure de gaz d'échappement 3, est disposé un coagulateur 5 dont le type de construction et le fonctionnement seront décrits plus en détail ci-après.A la suite de ce coagula teur, est en outre branché, sur la tubulure d'échappement, un dispositif de séparation 6 à la sortie duquel les gaz d'échappement débouchent à lBair libre éventuellement par l'intermédiaire d'un silencieux. La forme de réalisation du dispositif de séparation est représentée à titre d'exem- ple de réalisation, sur les figures 2 et 3, et va être dé- crite plus en détail ci-après.Le dispositif de séparation 6 représenté schématiquement sur la figure 1 comporte un réservoir de stockage 8 pour le dépit des composants soli- des séparés des gaz d'échappement, A un emplacement appro- prié, notamment à l'emplacement le plus profond du réservoir de stockage, il est prévu une ouverture de vidange 9, à la suite de laquelle est directement montée une vanne 10. Cette vanne 10 peut, de préférence, être commandée électriquement à partir d'un dispositif électrique de commande 12. A la vanne 10 se raccorde une canalisation de recyclage 14 des gaz d'échappement, qui aboutit à la tubulure d'aspiration 2 du moteur à combustion interne.
Dans le cas de la réalisation selon la figure 1, le moteur à combustion interne rejette des gaz d'échappement 1, qui notamment lorsque s'agit d'un moteur à combustion interne à auto-allumage, comportent des impuretés solides, comme par exemple des particules de suie. Ces par- ticules de suie sont habituellement très finement réparties dans les gaz d'échappement, ce qui rendrait nécessaire des filtres très fins pour la séparation de ces particules de suie. Ces filtres s'encrassent très rapidement, augmentent la résistance à l'écoulement dans le système des gaz d'échappement et donc la quote-part du recyclage interne des gaz d'échappement et sont très rapidement inutilisables.
Notamment, de tels filtres doivent être très fréquemment entretenus et sont en conséquence coûteux et sujets i des pannes. Avec le coagulateur 5 restant encore à décrire, il est toutefois possible de rassembler les fines particules de suie en flocons de suie plus importants, qui sont ainsi plus faciles à séparer. Au lieu de filtres, il est utilisé, conformément à l'invention dans le cas de la réalisation selon la figure 1, un dispositif de séparation qui fonc- tionne essentiellement comme un séparateur i force centri- fuge.Les gros flocons de suie sont alors collectés dans le réservoir de stockage 8 et peuvent ensuite être ramenés au c8té aspiration du moteur à combustion interne par l'in- termédiaire de la canalisation de recyclage du gaz d'échappement 14. Ces particules de suie sont brûlées dans les chambres de combustion du moteur à combustion interne0
Comme toutefois le recyclage des gaz d'dchap- pement n'est pas possible dans toutes les zones de fonctionnement du moteur à combus-tion interne, il est prévu sur la canalisation de recyclage 14 des gaz d'échappement, la vanne 10 grâce à laquelle la canalisation de recyclage des gaz d'échappement peut être fermée, mais gracie à laquelle également, la quote-part des gaz d'échappement recyclée dans le volume total aspiré par le moteur à combustion interne, peut être contr3lée. Notamment lors du fonctionne ment en pleine charge, le moteur à combustion interne doit donner sa pleine puissance, et est souvent dans ce but, alimenté à priori avec un mélange enrichi en carburant. Le recyclage des gaz d'échappement dans cette zone de fonc- tionnement doit en conséquence, être interrompu.Nais justement dans cette zone de fonctionnement, il y a le risque d'une formation accrue de suie, notamment importante dans le cas de moteurs à combustion interne à auto-allumage, de sorte que la séparation des composants solides ou de la suie, par le dispositif de séparation, sera amplifiée
Cette quantité ainsi séparée, est stockée de façon intermédiaire conformément à l'invention, dans le réservoir de stockage 8 et peut, lors d'un changement d'exploitation du moteur à combustion interne dans le sens d'un fonctionnement en charge partielle, être à nouveau évacuée par l'intermé- diaire du débit de gaz d'échappement recyclé.
Grâce au dispositif de commande, la vanne 10 est, d'une part, ouverte on fermée en fonction de la charge, et en outre, le débit de gaz d'échappement recyclé est dosé en fonction d'autres paramètres de fonctionnement0
Pour l'ouverture et la fermeture de la vanne, d'autres paramètres peuvent encore être introduits, tels que par exemple, la température de fonctionnement du moteur à combustion interne ou bien la marche à vide de ce moteur, pour laquelle un taux de recyclage trop élevé des gaz d'échappement peut également avoir une action négative
Les figures 2 et 3 montrent une coupe trans- versale et une coupe longitudinale du dispositif de séparation 6 qui est également représenté ici schématiquement.
Dans un bottier 16 est disposé un cylindre circulaire 17, avec une extension longitudinale inférieure à celle du boîtier (figure 3). Co-axialement à l'axe du cylindre 17, des tubes plongeants 18 et 19 pénètrent symétriquement à partir des deux côtés dans le cylindre, ces tubes traversant après leur sortie du cylindre la paroi du boiter 16 et débouchant à l'air libre ou bien dans un silencieux, après s'être éventuellement rassemblés pour constituer une tubulure de gaz d'échappement.
A la place des faces frontales du cylindre il est prévu, dans les mêmes plans, respectivement une plaque de fermeture 20 ou 21/. Ces plaques sont portées par les tubes plongeants 18 ou 19, sont de forme circulaire et disposées concentriquement par rapport au cylindre 17 en ménageant par rapport à la surface enveloppe de ce cylindre une fente annulaire 23, 24, par l'intermédiaire de laquelle l'intérieur du cylindre 17 est en communication avec l'intérieur du boîtier 16. En outre, un canal 25, de section transversale rectangulaire, débouche dans le boiter 16 et est relié en aval du coagulateur 5 à la tubulure de gaz d'échappement. Ce canal rectangulaire s'étend sur la totalité de la longueur du cylindre 17 et débouche tangentiellement dans celui-ci.A l'entrée du canal 25, son bord d'entrée placé radialement à l'intérieur, revêt la forme dune lèvre d'arrivée de l'écoulement 26 qui réduit légè- rement la section transversale du canal rectangulaire 25 à son entrée dans le cylindre circulaire 17. Le fond 28 du bottier 16 au-dessous du cylindre 17, est en forme d'en tonnoir et comporte à son emplacement le plus profond, l'ouverture de vidange 9 à la suite de laquelle est montée la vanne 10. Un tel dispositif de séparation est déjà connu par le document DS-OS 28 32 097.
Le dispositif de séparation fonctionne de la façon suivante :
Les gaz d'échappement enrichis de gros flocons de suie arrivent par le canal rectangulaire 25 dans le cylindre circulaire 17 et engendrent dans ce cylindre un tourbillon rotatif, cette rotation étant accélérée par la lèvre d'arrivée de l'écoulement 26e Les gaz d'échappement dans le cylindre circulaire 17 sont ainsi amenés à une vitesse de rotation élevée, de sorte que sous l'action de la force centrifuge les particules de suie sont déplacées vers térieur vers la paroi radiale du cylindre 170 Dans le centre du tourbillon, les gaz d'échappement plus purs sont évacués vers l'extérieur par l'intermédiaire des tubes plongeants t8 et 19, Les particules solides en rotation le long de la paroi radiale du cylindre 17 , c'estnà-dire les gros flocons de suie, peuvent sortir du cylindre 17 par l'intermédiaire des fentes 23, 24, et tombent dans ne mi- lieu gazeux mis au repos vers le fond 28 en forme dtenM tonnoir du boitier. Cet espace collecteur constitue le ré- servoir de stockage désigné par 8 sur la figure i
De façon avantageuse, le fonctionnement de ce dispositif est indépendant du fait que, par l'intermé- diaire de l'ouverture de vidange 9, de la suie soit extrai- te ou non.Du fait des particules de suie continuant à s'écouler à la suite, la suie se trouvant au voisinage de la paroi radiale du cylindre 17, est constamment poussée vers l'extérieur selon la direction axiale, indépendamment de la pression à l'intérieur du boîtier 16.
La séparation est d'autant plus efficace que les particules solides transportées par les gaz d'échap- pement sont de plus grandes dimensions Un coagulateur pour grossier les composants solides peut entre réalisé, conformément à la figure 4. Le coagulateur représenté sché- matiquement sur cette figure est constitué dBun premier cylindre creux 29 en matériau électriquement conducteur et d'un second cylindre creux 30 de plus petit diamètre disposé dans le premier cylindre creux 29 et coaxial à celui-ci, et qui est également constitué d'un matériau électriquement conducteur.Les faces frontales du premier cylindre creux sont fermées par des plaques 31 et 32 en matériau isolant et servent en même temps au maintien du second cylindre creux 30. A une extrémité du premier cylin dre creux 29, débouche la tubulure. du gaz d'échappement 3 qui ressort à l'extrémité opposée du premier cylindre creux 29 pour aboutir au dispositif de séparation 6.
Le premier cylindre creux 29 joue le rôle de première électrode et est mis à la masse, tandis que le second cylindre creux 30 joue le ralle de seconde électrode et est relié au pôle positif d'une source de haute tension.
Entre les deux cylindres creux prend ainsi naissance un champ électrique qui n'est toutefois pas d'une intensité telle qu'une décharge corona se produise entre les deux électrodes ou bien que les gaz d'échappement s'écoulant dans l'espace annulaire entre les deux électrodes soient ionisés. Mais, du fait d'une intensité élevée du champ, il se produit par influence sur les particules électriquement conductrices, un déplacement de charge grâce auquel les particules de suie deviennent diélectriques ou bien sont transformées en dipoles électriques 33. Les particules de suie désormais diélectriques sont en outre orientées par le champ électrique ' e long des lignes de champ et polari- sées unitairement, ce qui a pour conséquence, que les par bidules individuelles de suie sous l'action de leur force d'attraction électrique, viennent s'appliquer les unes sur les autres et peuvent former de plus gros flocons de suie.
Le phénomène d'influence ou de polarisation sur les parti cules de suie 33 est d'autant plus intense que la constante diélectrique est plus grande ou que la conductibilité des particules de suie est meilleure et que l'intensité 2 du champ appliqué est plus élevées Un tel coagulateur présente l'avantage qu'aucun courant ne circule pour ainsi dire entre les électrodes et que l'installation fonctionne ainsi sans consommation de courant.
On peut en outre superposer encore au champ électrique un champ sonore, pouvant être obtenu avec un générateur sonore 34. Ce champ sonore communique en outre aux particules de suie un mouvement oscillant gracie auquel l'étendue du processus de coagulation peut être renforcée.
Un renforcement de l'efficacité du coagulateur 5 peut en outre être obtenu en ce qu'une partie du débit des gaz d'échappement quittant le coagulateur est ramenée par une canalisation de recyclage 35 à l'entrée du tube de gaz d'échappement 3 dans le cylindre creux 29. Pour obtenir un écoulement, la tubulure de gaz d'échappement à l'entrée de la canalisation de recyclage 35 revêt avantageusement la forme d'un tube de venturi 36e
La réalisation selon la figure 5 montre sché- matiquement une variante par rapport à la réalisation selon la figure I. Tandis que dans le cas de la réalisation selon la figure 1, la suie précipitée est transportée par un fluide porteur, sous la forme de débit de gaz d'échappe ment recyclé, vers le c8té aspiration du moteur à combustion interne 1, le débit des gaz d'échappement recyclé étant avantageusement prélevé au dispositif de séparation, confor- mément à la réalisation selon la figure 5, le réservoir de stockage 8 du dispositif de séparation 6 doit maintenant être parcouru par de l'air frais et la suie doit être ame- née par ce débit d'air frais au côté aspiration. À cet effet, d'une canalisation d'air frais 38 part une canalisa- tion de dérivation d'air 39 qui débouche sur l'un des côtés dans le réservoir de stockage 8 et qui quitte à nouveau celui-ci par l'intermédiaire de son ouverture de vidange 9.
Après la sortie du réservoir de stockage 8, une vanne 10 est également disposée sur la canalisation de dérivation 39, cette vanne étant commandée par un dispositif électrique de commande 12'. Pour obtenir un écoulement dans la canalisation de dérivation 39, la canalisation d'air frais 38 revêt de préférence la forme d'un tube de venturi 40 au voisinage du débouché de la canalisation de dérivation 39.
Grâce au dispositif électrique de commande 92', la vanne 10 peut être commandée en fonction de la charge, auquel cas, contrairement à la réalisation selon la figure I avec un recyclage des gaz d'échappement, de l'air frais chargé de suie peut également être amené en fonctionnement de pleine charge au moteur, car du fait de la combustion supplémentaire de la suie, seules des quantités insignifiantes d'oxygène sont nécessaires et en conséquence, le déroulement de la combustion n'en est pas altéré.
Un autre exemple de réalisation est représenté schématiquement dans ses grandes lignes sur la figure 6.
Dans ce cas, l'ouverture de vidange 98 du réservoir de stockage 8 débouche directement dans une canalisation d'air frais 41, qui, comme dans le cas de l'exemple de réalisation salon la figure 5, aboutit au c8té aspiration du moteur à combustion interne 1. Dans la canalisation d'air frais 41, est disposée une vanne 42 qui, d9une façon comparable à celle de l'exemple de réalisation selon la figure 5, est commandée à partir d'un dispositif électrique de commande 12".L'ouverture de vidange 9' dans le cas de l'exemple de réalisation selon la figure 6, est réalisée sous la forme d'une écluse d'injecteur , de sorte que la suie est extraite du réservoir de stockage 8 par le débit d'air s'écoulant devant cette ouverture. La suie se rassem- ble alors i leendroit le plus profond du réservoir de stockage 8 et ferme l'ouverture de vidange 9ss, de sorte qu'un écoulement des gaz d'échappement dans la canalisation d'air frais 41 est empêché dans une large mesure. La liaison entre le réservoir de stockage 8 et la canalisation d'air frais 41 peut également s'effectuer grâce à d'autres éeluses connues, comme par exemple des roues à alvéoles.
Au lieu de vider le réservoir de stockage par extraction des composants solides séparés dans de l'air frais ou bien dans des gaz d'échappement recyclés, comme fluide porteur, il est en outre possible d'utiliser également comme fluide porteur un fluide liquide ou gazeux participant à la combustion dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne. Cela peut être par exemple un carburant liquide ou gazeux, dans lequel les particules de suie sont transportées en suspension et qui est dosé de façon correspondante aux exigences de fonctionnement du moteur à combustion interne0

Claims (6)

R E V E N D I C A T I O N S
1.- Installation pour l'élimination des composants solides, notamment de la suie, des gaz d'échappe- ment de moteurs à combustion interne, avec un dispositif de séparation parcouru par les gaz d'échappement, grâce auquel les composants solides contenus dans les gaz dXéchap- pement sont séparés et sont susceptibles d'être recyclés pour élimination vers le côté aspiration du moteur à combustion internes installation caractérisée en ce que le dispositif de séparation (6) comporte un réservoir de stockage (8) destiné à recevoir les composants solides ainsi séparés, tandis que l'installation comporte un dispositif de commande (12, 10) grâce auquel , en fonction de paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne, notamment lors du fonctionnement en charge partielle du moteux à combustion interne, une ouverture de vidange (9) du reservoir de stockage (8) est susceptible d'être mise en communication avec une canalisation (14, 39, 38, 41) aboutissant au coté aspiration (2) du moteur à combustion interne et parcourue en outre, par un fluide porteur.
2.- Installation selon revendication 1 ca caractérisée en ce que le réservoir de stockage (8) est disposé sur une canalisation d'air frais (39) dont la sortie sur le réservoir de stockage constitue l'ouverture de vi- dange (9) de celui-ci, tandis que cette canalisation d'air frais est susceptible d'être fermée par une vanne (10) commandée par le dispositif de commande (12) et aboutit au côté aspiration du moteur à combustion interne0
3. Installation selon revendication I, ca ractérisée en ce que le réservoir de stockage (8) est susceptible d'être vidangé par l'intermédiaire d'une écluse jouant le rôle d'ouverture de vidange, écluse ou une communication gazeuse entre le réservoir de stockage et la ca nalisation (41) est susceptible d'être interrompue par la quantité de composants solides rassemblée dans le réservoir de stockage (8) pour être évacuée, tandis que la canalisation (41) amène au c8té aspiration du moteur à combustion interne de l'air frais en tant que fluide porteur.
4.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la canalisation (14) amène au c8té aspiration du moteur à combustion interne, des gaz d'échappement en tant que fluide porteur.
5.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le fluide parcourant la canalisation est un liquide participant au processus de combustion dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne,
6.- Installation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, comme dispositif de séparation (6), est utilisé un dispositif connu en soi, fonctionnant selon le principe de la sépara- tion par force centrifuge.
7.- Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif de séparation comporte un cylindre circulaire (17) dans lequel les gaz d'échap- pement débouchent tangentiellement et sur les faces front tales duquel sont prévus des tubes (18, 19) plongeant dans ce cylindre circulaire co-axiaiement à celuirci pour per- mettre la sortie des gaz d'échappement épurés tandis qu'au voisinage de la périphérie du cylindre circulaire sont prévus des orifices de sortie (23, 24) pour l'évacuation dans un réservoir de stockage (8) des particules de suie.
8. Installation selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'en amont du dispositif de séparation (6) est branché un dispositif (5) (coagulateur) pour accroître les dimensions des composants solides transportés@dans les gaz d'échappement.
9.- Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le coagulateur est constitué par un dispositif de canalisation des gaz d'échappement (29, 30) avec un champ électrique, dont l'intensité se situe au-dessous de l'intensité d'ionisation, et grâce à ce champ électrique, les composants solides transportés à travers le dispositif de canalisation des gaz d'échappement sont, par influence, susceptibles d'être polarisés pour constituer des dip8les électriques.
.10.- Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'une canalisation de recyclage (35) va de la sortie du dispositif de canalisation des gaz d'échappement (29, 30) à son entrée.
11.- Installation selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10 caractérisée en ce qu'au champ électrique est associé un générateur sonore (34) grâce au- quel un champ sonore efficace est susceptible d'être engendré dans le dispositif de canalisation des gaz d'échappe- ment.
FR8320464A 1983-03-25 1983-12-21 Installation pour eliminer les composants solides des gaz d'echappement de moteurs a combustion interne Expired FR2543216B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833310933 DE3310933A1 (de) 1983-03-25 1983-03-25 Einrichtung zur entfernung von festbestandteilen aus den abgasen von brennkraftmaschinen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2543216A1 true FR2543216A1 (fr) 1984-09-28
FR2543216B1 FR2543216B1 (fr) 1988-08-26

Family

ID=6194663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8320464A Expired FR2543216B1 (fr) 1983-03-25 1983-12-21 Installation pour eliminer les composants solides des gaz d'echappement de moteurs a combustion interne

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPS59180021A (fr)
DE (1) DE3310933A1 (fr)
FR (1) FR2543216B1 (fr)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0194131A1 (fr) * 1985-03-05 1986-09-10 BREHK Ventures Procédé et appareil pour filtrer les particules solides à l'échappement d'un moteur Diesel
EP0336512A2 (fr) * 1988-04-08 1989-10-11 I.R.T.I. Istituto Di Ricerca E Trasferimenti Tecnologici Alle Imprese S.R.L. Epurateur des gaz d'échappement de moteurs à combustion interne, avec un sélectionneur de molécules à vortex
EP0346803A1 (fr) * 1988-06-13 1989-12-20 KRAMB MOTHERMIK GmbH & CO. KG Procédé et dispositif pour éloigner la suie et les composants condensables des gaz d'échappement de moteur diesel
FR2702005A1 (fr) * 1993-02-23 1994-09-02 Renault Dispositif de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne.

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19626908A1 (de) * 1996-07-04 1998-01-08 Gutmann Messtechnik Ag Abgasreinigungsanlage
WO2006045488A1 (fr) * 2004-10-25 2006-05-04 Behr Gmbh & Co. Kg Condensateur d'un systeme de turbocompresseur et procede d'utilisation d'un tel systeme
US8015809B2 (en) * 2008-02-14 2011-09-13 Dresser, Inc. Recirculation of exhaust gas condensate
EP2583755B1 (fr) * 2011-10-18 2015-04-22 Karlsruher Institut für Technologie Appareil, dispositif et procédé pour filtrer de la matière particulaire fine de gaz d'échappement
CN102705117B (zh) * 2012-06-12 2013-12-11 江苏友谊汽车有限公司 后置发动机的进气净化装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3485593A (en) * 1967-06-09 1969-12-23 Ethyl Corp Exhaust treating device
DE2833481A1 (de) * 1978-07-31 1980-02-14 Int Harvester Co Verfahren und vorrichtung zur abgasreinigung und zur verbesserung der kraftstoffausnutzung bei verbrennungskraftmaschinen
US4338784A (en) * 1979-08-22 1982-07-13 The Regents Of The University Of Minn. Method of recycling collected exhaust particles

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3485593A (en) * 1967-06-09 1969-12-23 Ethyl Corp Exhaust treating device
DE2833481A1 (de) * 1978-07-31 1980-02-14 Int Harvester Co Verfahren und vorrichtung zur abgasreinigung und zur verbesserung der kraftstoffausnutzung bei verbrennungskraftmaschinen
US4338784A (en) * 1979-08-22 1982-07-13 The Regents Of The University Of Minn. Method of recycling collected exhaust particles

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0194131A1 (fr) * 1985-03-05 1986-09-10 BREHK Ventures Procédé et appareil pour filtrer les particules solides à l'échappement d'un moteur Diesel
EP0336512A2 (fr) * 1988-04-08 1989-10-11 I.R.T.I. Istituto Di Ricerca E Trasferimenti Tecnologici Alle Imprese S.R.L. Epurateur des gaz d'échappement de moteurs à combustion interne, avec un sélectionneur de molécules à vortex
EP0336512A3 (fr) * 1988-04-08 1990-01-17 I.R.T.I. Istituto Di Ricerca E Trasferimenti Tecnologici Alle Imprese S.R.L. Epurateur des gaz d'échappement de moteurs à combustion interne, avec un sélectionneur de molécules à vortex
EP0346803A1 (fr) * 1988-06-13 1989-12-20 KRAMB MOTHERMIK GmbH & CO. KG Procédé et dispositif pour éloigner la suie et les composants condensables des gaz d'échappement de moteur diesel
FR2702005A1 (fr) * 1993-02-23 1994-09-02 Renault Dispositif de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne.

Also Published As

Publication number Publication date
DE3310933A1 (de) 1984-09-27
JPS59180021A (ja) 1984-10-12
FR2543216B1 (fr) 1988-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0907823B1 (fr) Dispositif et procede de filtration des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne et vehicule equipe d'un tel dispositif
EP1212141B1 (fr) Dispositif de traitment des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
FR2543216A1 (fr) Installation pour eliminer les composants solides des gaz d'echappement de moteurs a combustion interne
FR2826058A1 (fr) Dispositif d'aspiration pour l'air de combustion d'un moteur thermique d'un outil manoeuvre a la main
EP0327439A1 (fr) Dispositif d'élimination par micro-ondes des particules carbonnées contenues dans les gaz d'échappement de moteurs thermiques
FR2579667A1 (fr) Dispositif pour la retenue des particules de noir de fumee des gaz d'echappement des moteurs a combustion interne a compression d'air et a auto-allumage
WO2013060998A1 (fr) Procédé et dispositif pour la décantation d'huile contenue dans un flux gazeux
FR2884857A1 (fr) Dispositif a elements de separation par voie inertielle pour le filtrage et l'elimination de particules contenues dans des gaz d'echappement
FR2772635A1 (fr) Dispositif autolavable de separation et de filtration de particules solides dans un debit de liquide et application a un circuit d'injection en carburant comportant un tel dispositif
WO2008107598A1 (fr) Dispositif de filtre electrostatique pour la capture et la destruction de particules de suie contenues dans les gaz d'echappement d'un moteur a combustion
FR2754470A1 (fr) Dispositif separateur d'huile notamment pour vehicules automobiles
EP1528230B1 (fr) Dispositif et procédé de filtrage de particules contenues dans des gaz d'échappement
FR2608941A2 (fr) Procede et dispositif d'elimination du noir de fumee recueilli par un filtre des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
FR2639400A1 (fr) Soufflante a canal lateral, utilisee comme soufflante a air comburant pour le nettoyage de filtres a suies par calcination
FR2907843A1 (fr) Dispositif electrique de capture de particules de suie de gaz d'echappement de moteur a combustion interne.
FR2822893A1 (fr) Systeme de traitement des gaz d'echappement
FR2861131A1 (fr) Systeme de filtration electrostatique de particules de suie des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne et procede de regeneration d'un tel systeme
CH642870A5 (fr) Procede et dispositif de separation de particules en suspension dans un gaz.
FR2893667A1 (fr) Conduit d'entree pour filtre a particules
EP1904722A1 (fr) Ensemble d'agglomeration et de collection des particules contenues dans des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne de vehicule automobile pourvu d'un dispositif d'alimentation electrique haute tension
WO2019110908A1 (fr) Systeme de decantation d'huile pour un moteur a combustion interne
FR2891006A1 (fr) Dispositif pour le filtrage et l'elimination des particules contenues dans les gaz d'echappement ameliorant la capture des particules
WO2009115710A2 (fr) Dispositif de récupération de l'huile contenue dans les gaz de combustion a efficacité améliorée
BE527372A (fr)
FR2781523A1 (fr) Dispositif et procede pour evacuer les gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne diesel

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse