FR2650628A1

FR2650628A1 - Filtre alveolaire notamment pour pot catalytique et son procede de fabrication

Info

Publication number: FR2650628A1
Application number: FR8910545A
Authority: FR
Inventors: Gerard Panhelleux; Claude Moret
Original assignee: ARIS SA
Current assignee: ARIS SA
Priority date: 1989-08-04
Filing date: 1989-08-04
Publication date: 1991-02-08

Abstract

L'invention concerne un filtre alvéolaire et son procédé de fabrication. Le but de l'invention est de réaliser des filtres interchangeables bon marché, efficaces dès les basses températures, à faible perte de charge, se régénérant par ablation, pouvant être facilement mis en place et extrait des pots catalytiques, et permettant à tout moment, un contrôle rapide de leur efficacité de filtration. Ce but est atteint à l'aide d'un filtre alvéolaire 1, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une mousse durcie de silicate de sodium, à cellules ouvertes, de dimensions progressives, comprenant au moins un catalyseur d'oxydo-réduction 4, ledit filtre 1 présentant une surface extérieure étanche et des extrémités arasées pour découvrir les cellules. Ce filtre convient plus particulièrement aux pots catalytiques d'automobiles et permet l'utilisation de tous les carburants, y compris le gazole au soufre et les essences dopées au plomb.

Description

"Filtre alvéolaire notamment pour pot catalytique et son procédé de fabrication".

La présente invention concerne un nouveau type de filtre et plus particulièrement un nouveau filtre utilisable dans les pots catalytiques pour les véhicules automobiles à moteur à essence ou diesel et son procédé de fabrication.

La protection de l'environnement et la lutte contre la pollution sont devenus d'importants problèmes d'actualité. Or, on constate que les automobiles et les camions ont une responsabilité indéniable dans la pollution ambiante. En effet, si la combustion du mélange air/carburant introduit dans les moteurs était parfaite, les gaz d'échappement ne seraient composés que de dioxyde de carbone (cl2), d'azote -(N2) et de vapeur d'eau (H20).Dans la pratique, ce processus de combustion n'est malheureusement jamais parfait et le gaz d'échappement est un mélange complexe de composés nocifs, telo que le monoxyde de carbone (CO),. les hydrocarbures imbrûlés (HC) et les oxydes d'azote (NOx) Ceci est dû à plusieurs raisons, et notamment au fait que le moteur fonctionne en régime variable, que le mélange air/carburant n'est pas dosé dans les proportions stoechiométriques (14,65- g d'air pour I g d'essence, par exemple) et que les gaz d'échappement sont plus ou moins polluants, en fonction du manque d'air (mélange riche, conduisant à l'émission de (CO) et de (HC)), ou de l'excès d'air (mélange pauvre conduisant à l'émission de (NOx), principalement au démarrage à froid).

En conséquence, de nombreux pays tels que les
Etats-Unis, le Japon, l'Allemagne, et récemment les autres pays d'Europe, ont décidé de prendre des mesures très strictes, afin de limiter l'émission des polluants, en développant notamment- les pots catalytiques.

Par ailleurs, le problème du fonctionnement d'un moteur diesel dans un local peu aéré, tel qu'une galerie de mine, se pose d'une manière cruciale pour la santé du personnel.

Il est donc souhaitable de mettre au point un filtre standard permettant la filtration et l'oxydoréduction des gaz d'échappement des différents types de moteurs.

On connaît déjà le "catalyseur d'oxydation", dont les éléments catalytiques sont généralement le platine et le palladium, ces éléments permettant d'oxyder, à un degré supérieur, les oxydes de carbone et les hydrocarbures imbrûlés.

On connaît également le système "à double lit catalytique", comprenant deux catalyseurs différents en série, séparés par une pompe à air. Le premier lit, qui contient généralement du platine et du rhodium, assure la réduction des oxydes d'azote (NOx), tandis que le second lit, qui contient du platine et du palladium,.

assure l'oxydation du monoxyde de carbone (CO) et des hydrocarbures imbrûlés (HC).

Enfin, le système le plus connu et utilisé actuellement; surtout aux U.S.A., est le convertisseur "à trois voies", qui permet à la fois la réduction des (NOx) et l'oxydation du (CO) et des (HC). Celui-ci comprend un monolithe monté dans un -boîtier en acier inoxydable ou il est maintenu et protégé par un matelas extensible. Le monolithe est une structure en nid d'abeille, réalisée en céramique (cordierite composée de magnésie (MgO), d'argile, (A12O3) et de silice (SiO2)) et possédant de très nombreux canaux, (30 å 100 canaux par cm2), parallèles à la direction du flux gazeux.Ces canaux reçoivent un revêtement appelé "washcoat", à base d'alumine poreuse (A1203), destine å accroître la surface de réaction. Le matelas peut être constitué d'un treillis métallique ou - de fibres céramiques imprégnées de résine. Il est conçu pour accepter la dilatation du monolithe aux différentes températures, et surtout pour maintenir et protéger le monolithe des chocs mécaniques.

Les pots catalytiques fabriques actuellement suivant la description ci-dessus, présentent l'inconvénient' d'être extrêmement chers, de l'ordre de 4000 à 8000 francs, suivant le modèle et le débit en fonction de la cylindrée du moteur. A cela, il faut ajouter une consommation accru#e de carburant et l'obligation d'utiliser de l'essence sans plomb, dont la puissance énergétique est plus faible que celle des carburants . classiques. De pl#us, ces pots sont difficiles à fabriquer, puisqu'il est nécessaire d'extruder les oolithes, de les recouvrir de washcoat d'alumine poreuse et de déposer ensuite de fines particules de métaux rares, dont l'approvisionnement, tel que celui venant de l'Afrique du Sud, peut dépendre de bouleversements politiques difficilement prévisibles.En outre, ces pots entraînent une perte de charge importante, car ils créent une contrerpression au niveau de l'évacuation des gaz d'échappement. Enfin, ces pots sont extrêmement fragiles et sensibles aux chocs, aux secousses et aux vibrations. En conséquence, ils peuvent rapidement devenir ineffi#caces, soit par endommagement interne suite à un choc (détérioration très difficile a détecter, puisque les pots sont soudés en fabrication), soit par encrassement dû à une pollution au plomb (par erreur de carburant utilisé). Il est reconnu par ailleurs, que des traces de plomb subsistent, pendant un certain temps, dans les citernes de transport et les cuves du réseau de distribution reconverti de l'ordinaire actuel à l'Eurosuper.

Enfin, le contrôle d'un pot catalytique à monolithe "trois voies" est difficilement réalisable.

Au niveau du constructeur, le passage d'un essai d'efficacité coûte environ 1 000 F. Au niveau d'un particulier, pour autant que les bancs d'épreuve existent, il coûte environ 5 000 F. Le remplacement d'un pot catalytique actuel, dans un atelier spécialisé coûte de 5 000 å 10 000 F. L'automobiliste, par manque de moyen de contrôle, peut donc polluer en toute ignorance et en toute-impunité.

Un premier objectif de l'invention est de réaliser un filtre catalytique "multi-fonctionnel" en matériau minéral alvéolaire, beaucoup moins onéreux et plus facilement approvisionnable que ceux de l'art antérieur.

Un deuxième objectif de l'invention est de réaliser un filtre catalytique alvéolaire permettant l'utilisation d'essence contenant ou non du plomb tétraéthyle et des halogénures d'éthane, a l'inversedes pots catalytiques actuels, qui sont prévus pour être ~utilises exclusivement avec de l'essence sans plomb.

Un-troisième obJectif de l'invention est de réaliser un filtre catalytique alvéolaire qui soit efficace dès les basses températures et qui présente une excellente tenue aux chocs thermiques.

Un quatrième objectif de l'invention est de créer un filtre catalytique alvéolaire présentant moins de perte de charge, par diminution progressive des sections de passage entre l'entrée et la sortie du flux gazeux.

Un cinquième objectif de l'invention est d'obtenir un filtre catalytique qui se régénère par ablation, en découvrant progressivement les éléments oxydants et réducteurs.

Un sixième objectif est de réaliser un filtre qui soit d'un remplacement rapide, après un temps d'utilisation relativement court, grâce a des cartouches interchangeables, å l'image des cartouches de filtration d'huile actuelles.

Un septième objectif est d'équiper ce filtre d'un dispositif qui permette de visualiser sans démontage, l'état d'ablation du filtre et même d'émettre un son caractéristique lorsque le filtre est devenu inefficace.

Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide -d'un filtre alvéolaire, notamment pour pot catalytique, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une mousse durcie de silicate de sodium, à cellules ouvertes, comprenant au moins un catalyseur d'oxydo-réduction, ledit filtre présentant une surface extérieure constituée par une peau étanche et des extrémités arasées pour découvrir les cellules et permettre le passage du flux gazeux
L'invention sera mieux comprise à la. lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné a titre d'exemple illustratif, mais non limitatif, et des dessins joints dans lesquels
- la figure 1 représente une vue en coupe, en perspective, du filtre selon l'invention,
- la figure 2 représente une vue éclatée, en perspective, du filtre de la figure 1, avec son élément de maintien et son enveloppe, l'ensemble pouvant être placé latéralement dans le boîtier d'un pot d'échappement,
- la figure 3 est une vue agrandie de la contexture du matériau constituant le filtre selon l'invention, qui représente les cellules - ouvertes et les liaisons filiformes.

L'invention se -propose de remplacer les monolithes habituellement utilises dans les convertisseurs "å trois voies", -par un filtre alvéolaire 1, réalisé en mousse de silicate de sodium comportant de fines particules de catalyseurs d'oxydoréduction 4.

Plus précisément, ce filtre est obtenu en mélangeant par brassage, de l'eau, un agent moussant et éventuellement un agent gonflant, puis en y ajoutant la quantité nécessaire d'une émulsion aqueuse de silicate de - sodium, afin d'obtenir une mousse de liant. On y ajoute ensuite les catalyseurs d'oxydo-réduction 4.

Ceux-ci peuvent se présenter soit sous forme de fines partictiles (inferieures à - un micron) d'oxydes métalliques qui sont enrobées par le liant, soit sous forme de cristaux allongés d'oxydes metalliques, soit sous forme de grains d'alumine ou de fibres de céramique, dont la surface extérieure est recouverte d'une fine couche d'oxydes métalliques, obtenue par électrolyse.

Ces oxydes ou ces charges oxydées permettent de réaliser les réactions d'oxydation ou de réduction des gaz polluants, (CO, HC et NOx). Ce sont par exemple les oxydes de cobalt, de cuivre, de chrome, de zinc, de fer, de molybdène, de nickel, de titane ou de manganèse, etc..,, qui peuvent être pris séparément ou en combinaison. Ces oxydes jouent le rôle de catalyseurs, c'est a dire qu'ils déclenche#nt et accélèrent la réaction chimique nécessaire a la transformation des composés nocifs. On peut également ajouter des oxydes de terres rares, qui sont destinés a jouer le rôle de promoteurs et de stabilisants, et éventuellement du baryum, pour améliorer le processus d'agglomération des particules imbrûlées.

Selon une autre variante de réalisation, on peut aussi remplacer le revêtement "washcoat" du substrat monolithique des convertisseurs a trois voies" classiques, par des billes creuses poreuses d'alumine, du type connu sous le nom commercial Tecfil, liées par de la mousse de silicate de sodium déshydratée. Dans ' ce cas, les billes d'alumine subissent un traitement préalable, par exemple parélectrolyse, afin de les revêtir extérieurement d'une fine couche d'oxydes métalliques.-On obtient ainsi un filtre de masse volumique très faible, de l'ordre de 0,15 à 0,25 et d'une porosité totale dépendante des caractéristiques des billes utilisées.La capacité calorifique du produit ainsi composé est faible et la mise en température du filtre se fait plus rapidement, ce qui est intéressant pour les démarrages à froid.

La difference d'un tel produit par rapport aux catalyseurs d'oxydation en billes d'alumine utilisés jusqu#auV. années 1980, réside dans le fait que les billes d'alumine ne sont pas disposées en vrac, mais sont liées par de la mousse de silicate de sodium et qu'elles apparaissent #progressivement au fur et à mesure de l'ablation du matériau.

On peut aussi, éventuellement, ajouter a la mousse, du chlorure de sodium, afin d'obtenir un matériau a cellules abondamment ouvertes et à liaisons filiformes (voir figure 3), configuration avantageuse pour l'invention.

On peut également ajouter des fibres de structure, telles que des fibres-courtes de silicate de calcium ou de- céramique, ou de tout autre minéral,# ou même de la limaille de certains métaux tels que le zinc, le cuivre, le laiton, l'acier, le titane, le chrome, le molybdène, etc ...

Lorsque la mousse est bien homogène, 'c'est a dire que les catalyseurs d'oxydo-réduction sont bien enrobés de liant, on coule ou on injecte cette mousse dans des moules cylindriques, de façon à obtenir le filtre alvéolaire 1. Mais tout autre forme peut-être envisageable.

Ensuite, on déshydrate cette pâte par élévation de température. Grâce au moule, on limite l'expansion volumique de la pâte. Cette expansion est due à l'augmentation de pression des gaz contenus dans la mousse, du fait de l'élévation de température. On obtient ainsi une ébauche aux dimensions exactes du moule. On laisse ensuite refroidir la pâte, le démoulage étant facilité. par un léger retrait du matériau.

L'ébauche de filtre se présente alors sous la forme d'un cylindre rigide alvéolaire, à cellules ouvertes de dimensions croissantes, depuis le fond du moule sur lequel on a déposé la pâte, jusqu'à la partie supérieure ou s'est produite l'expansion du produit.

Des micro-cellules 2, on passe progressivement aux macro-cellules 3. On constate également que les dimensions des cellules diminuent dans le plan radial, du centre vers la périphérie. On réalise donc un matériau d'une structure semblable à la contexture d'un os, ce qui lui assure une grande résistance, d'une part, a la pression intérieure développée par les -gaz d'échappement, et d'autre part, aux aggressions extérieures éventuelles.

L'ébauche obtenue subit ensuite un traitement de pyrolyse, à une température supérieure à la température maximale d'utilisation du filtre (pyrolyse à environ 1100 C, pour une utilisation à 1000cl aumaximum, pour les pots d'échappement d'automobiles), ceci afin d'obtenir, par vitrification du silicate de sodium, un corps alvéolaire rigide qui restera stable à la température normale de fonôtionnement. 'Lors de cette opération, on constate un retrait facilement maîtrisé, de l'ordre de 10 % des dimensions de l'ébauche.

Puis, pour permettre l'entrée et la sortie des gaz à filtrer, on supprime la peau des surfaces frontales d'extrémité par arasage mécanique, avec une mise a longueur précise nécessaire å l'étanchéité de la cartouche, celle-ci étant placée dans un'bOîtier de dimensions données.

Enfin, pour ' découvrir les catalyseurs d'oxydo-réduction, on soumet le filtre à un traitement intérieur d'attaque chimique du silicate de sodium.

Pour ce faire, on injecte, sous faible pression, dans le sens de l'écoulement futur des gaz, des vapeurs d'acide. L'acide sulfurique convient parfaitement, mais, les acides chlorhydrique et nitrique mélangés peuvent également être utilisés. Une opération de neutralisation est ensuite effectuée à l'aide d'eau ou de base caustique.

Le filtre alvéolaire obtenu par le procédé décrit ci-dessus, est ensuite mis en place dans une enveloppe cylindrique 5,. en acier inoxydable, ou en matériau de synthèse, laissant un passage maximum aux gaz d'échappement. On interpose, entre le filtre et l'enveloppe, un élément de maintien 6, formant amortisseur. Cet élément peut être, par exemple, un treillis métallique souple, en acier inoxydable ou en alliage à base de nickel, s'accrochant sur la peau extérieure du filtre ou un matelas extensible, constitué de fibres céramiques compactées ou agglomérées, pouvant se présenter sous forme de nappes, ou éventuellement être stratifiees a l'aide de résine polyuréthane, ou époxy ou phénolique.

L'élément de maintien 6 est immobilisé par sertissage ou déformation circulaire à chaud, aux deux extrémités de l'enveloppe -5. Il assure la retenue du filtre à des températures extérieures comprises entre -40ec et +80 C, en permettant une dilatation du filtre à une température intérieure pouvant atteindre 400 C.

De plus, il permet l'isolement thermique nécessaire a la montée rapide de température, lors des démarrages à froid. Enfin, il assure une protection du filtre contre les chocs extérieurs et permet un amortissement des secousses et des vibrations consécutives au fonctionnement du véhicule.

Le filtre alvéolaire, entouré de son élément de maintien, serti dans son enveloppe, constitue un ensemble appelé cartouche.

En disposant la cartouche de sorte que les grosses cellules 3 du filtre 1 soient placées du côté de l'arrivée C des gaz provenant du collecteur d'échappement, et les petites cellules 2 du côté de la sortie E de l'échappement, 'on obtient une diminution progressive des sections de passage des gaz d'échappement, ce qui a pour effet de diminuer sensiblement la perte de charge du système catalyseur.

On conserve ainsi une certaine puissance du moteur, et par extension, une consommation moindre de carburant.

Ces cartouches, de dimensions standards, réalisées sur machine automatique pour des raisons de prix de revient, peuvent être disposées unitairement ou en série, dans un boîtier spécialement conçu pour les maintenir à l'intérieur du pot d'échappement. Dans le cas de cartouches en série, à chaque . passage d'un filtre au suivant, on obtient par effet Venturi, à chaque augmentation de surface frontale, une réduction de-la perte de charge par détente des gaz.

On peut aussi prevoir de placer une cartouche avec un filtre à macro-cellules en sortie du moteur et une cartouche de finition avec filtre à micro-cellules en sortie de l'échappement.

Pour les véhicules de forte cylindrée, il est possible de concevoir des pots d'échappement possédant plusieurs cartouches standards en parallèle, afin d'augmenter la surface frontale de filtration.

Selon une autre variante, les filtres de deux cartouches placées en série peuvent être chargés en oxydes différents, le premier, par exemple, efficace à basse température, permet de parfaire la réduction des oxydes d'azote (NOx), le second, efficace à haute température, assure l'oxydation du (CO) et des (HC). La première cartouche peut être placée très près du collecteur d'échappe#ment, afin de permettre une montée en température plus rapide et d'éliminer les NOx dès le démarrage, meme en période froide. Dans le même but, on peut-aussi prévoir l'isolation thermique extérieure de la cartouche, par la mise en place d'un manchon de fibres isolantes, telles que de la laine de roche, de basalte ou de c#éramique.

Enfin, pour des raisons de . coût et de simplicité de fabrication, on peut être amené a concevoir des cartouches possédant plusieurs filtres en série ou en parallèle, avec un seul ou plusieurs éléments de maintien, mais avec une seule enveloppe multiforme et un seul dispositif d'encliquetage.

Comme illustré en figure 2, on réalise de préférence, un pot d'échappement possédant un ou plusieurs boîtiers avec des ouvertures 7, situées en partie basse. Cela permet l'introduction aisée de ou des cartouche(s) par le dessous, #notamment lorsque le véhicule est placé sur un pont élévateur. L'enveloppe 5 de chaque cartouche, possède au moins un logement embouti 8, et de préférence quatre, qui sont destines à assurer l'immobilisation par des dispositifs d'encliquetage à bille 9, disposés en bordure dé l'ouverture 7 de chaque boîtier.La mise en place de ou des cartouches, s'effectue en la (ou en les) poussant jusqu'à encliquetage dans leur boîtier, mais l'extraction ne peut se faire qu'en utilisant un dispositif spécial, permettant simultanément le-retrait des quatres billes d'encliquetage, que seuls des spécialistes, tels que des garagistes agréés, peuvent avoir en leur possession, ceci bien entendu, pour des raisons commerciales et surtout de sécurité de remplacement.

On peut également prévoir un dispositif d'indication de l'état d'ablation du 'filtre correspondant à une configuration spécifique il dudit filtre. Afin de permettre l'observation par l'extérieur, une lumière latérale 10 est alors pratiquée sur l'enveloppe 5 et sur l'élément de maintien 6. Ce dispositif peut être complété par un système capable d'émettre un -son, tel qu'un sifflement, par l'action des gaz d'ëchappement sur un biseau, après débouchage de la configuration 11, en fin d'ablation du filtre. Cela permet au conducteur de se rendre compte que la cartouche n'est plus efficace et doit être remplacée.De plus, ce dispositif donne un moyen irréfutable aux Services de Sécurité, de pouvoir s'assurer à tout moment, sans appareil de contrôle, du respect des normes anti-pollution.

Le filtre alvéolaire selon l'invention, présente -un certain nombre' d'avantages, notamment lorsqu'il est utilisé dans les pots catalytiques pour automobile.

En effet, dans ce cas, les gaz d'échappement attaquent, par ablation progressive, le liant de silicate de sodium, qui entoure les catalyseurs d'oxydo-réduction. Ceux-ci, après un temps correspondant approximativement à 30 heures d'utilisation, sont alors libérés du liant et entraînés par les gaz d'échappement. Ensuite, d'autres catalyseurs vierges apparaissent et le cycle recommence. Ainsi, le filtre se régénère naturellement, en admettant un léger empoisonnement des catalyseurs par du plomb, du soufre, du zinc, ou du phosphore, puisque les catalyseurs empoisonnés sont éliminés progressivement. Ce filtre peut donc permettre l'alimentation du moteur en carburants classiques essence normale ou super dopée aux adjuvants courants tels que le plomb tétraéthyle et les halogenures d'éthane, ainsi que le gazole à 0,3 % de soufre.

Afin d'augmenter l'efficacité du filtre selon l'invention, il est préférable de régler le mélange air/carburant,, de manière à ce que les gaz d'échappement soient légèrement oxydants.

De plus, de par sa structure alvéolaire, le filtre -selon l'invention, possède un très faible coefficient de dilatation et de bonnes,caractérîstiques de résistance aux chocs thermiques.

Par ailleurs, la faible épaisseur des parois inter-cellulaires, qui permet l'ablation progressive des catalyseurs d'oxydo-réduction 4, assure également au matériau une faible inertie thermique, ce qui est un avantage certain pour les démarrages à froid.

En outre, du fait que les cellules sont ,plus grandes à entrée du filtre quota la sortie, on supprime l'inconvénient des monolithes classiques, dans lesquels l'échauffement du filtre est plus important à l'admission des gaz qu'à la sortie, et au contraire, on assure une montée constante de la température du filtre, en tous points.

De plus, l'ablation progressive du liant et l'élimination des catalyseurs évite, après un certain temps d'utilisation, le phénomène d'engorgement des canaux que l'on constate sur les monolithes "å trois voies", mais amène plutôt une augmentation du passage, donc une diminution de la perte de charge et des échauffements.

Enfin, la structure particulière des cellules du filtre donne un amortissement acoustique comparable aux chicanes d'un pot d'échappement classique, ce qui a pour effet de réduire nettement le bruit å l'échappement des gaz.

On peut par exemple, prévoir le remplacement de la ou des cartouches tous les 10 000 km ou toutes les 200 heures de fonctionnement, suivant les conditions d'utilisation du moteur. En - effet, les catalyseurs utilisés sont ' mbins efficaces que les métaux précieux (Pt, Pd, Rh) employés .habituellement, mais leur approvisionnement à faible prix, ne présentant aucune difficulté et le coût de l'ensemble d'une cartouche étant minime (approximativement 100 F), on peut en prévoir le remplacement plus fréquent.

Les pots d'échappement conçus pour l'utilisation de ces czartouches peuvent être plus élaborés, par exemple réalises en acier inoxydable ferritique à 17 % de chrome et 0,3 % de zirconium, car ils sont prévus pour une utilisation correspondant a un kilométrage supérieur à 100.000 km ou un temps de fonctionnement supérieur à 2000 heures.

Le principe des cartouches interchangeables permet de ne pas rouler pendant des dizaines de milliers de kilomètres avec un filtre éventuellement endommagé, et ceci sans en avoir connaissance, comme c'est souvent le cas avec un pot catalytique å convertisseur "trois voies" qui lui, n'est changé arbitrairement qu'après une utilisation de 80.000 km.

Enfin, on conçoit aisément que le contrôle d'un pot catalytique utilisant un filtre selon l'invention -est plus facile et moins onéreux que celui d'un pot soudé de l'art antérieur, puiqu'au lieu de vérifier l'efficacité de l'ensemble du pot catalytique, il suffit de contrôler en fabrication, systématiquement sur un banc d'épreuve, les performances de la cartouche. celle-ci est mise à disposition dans un emballage étanche de sécurité, qui assure à l'utilisateur une parfaite conservation et la garantie de l'efficacité de la filtration.

L'opération de remplacement de la ou des cartouches peut s'effectuer dans une station service en même temps que la vidange dthuile du moteur, car celleci est généralement préconisée' par les constructeurs d'automobiles, pour un même kilométrage de 10.000 km.

Aucun contrôle autre que 1'assurance d'une bonne mise en place n'est à prévoir; puisque les cartouches sont préalablement réceptionnées en usine de fabrication.

On notera, a titre d'information, que ce genre de filtre alvéolaire pourrait être utilisé pour d'autres applications, notamment dans l'industrie chimique, pour réaliser des opérations de filtration de gaz ou de liquides avec action de réactifs, comme l'exige l'élaboration de certains produits de synthèse.

Afin d'éviter la pollution des-réactifs en cours de filtration, il est possible d'effectuer périodiquement, hors filtration, des opérations d'ablation rapide, par passage de vapeurs acides.

L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et l'on pourra prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention.

Claims

'REVENDICATIONS

1 - Filtre alvéolaire, notamment pour pot catalytique, caractérisé en ce qu'il est constitué d'une mousse durcie de silicate de sodium, a cellules ouvertes, comprenant-au moins un catalyseur d'oxydoréduction (4), ledit filtre (1) présentant une surface extérieure constituée par une peau étanche et des extrémités arasées pour découvrir les cellules.

2 - Filtre alvéolaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cellules ouvertes, contenues dans la mousse durcie de silicate de sodium, sont de dimensions progressives.

3 - Filtre alvéolaire ~ selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'épaisseur des parois inter-cellulaires est conçue pour permettre l'ablation progressive des catalyseurs d'oxydo-réduction (4).

4 - Filtre alvéolaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur d'oxydoréduction (4) est un oxyde métallique.

5 - Filtre alvéolaire selon la revendication 4, caractérisé en ce-que l'oxyde métallique est sous forme de fines particules inférieures a un micron.

6 -' Filtre alvéolaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'oxyde métallique est sous forme de cristaux.

7 - Filtre alvéolaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur d'oxydoréduction (4) est constitué de grains d'alumine recouverts d'oxyde métallique.

8 - Filtre alvéolaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur d'oxydoréduction (4) est constitué de fibres de céramique.

recouvertes d'oxyde métallique.

9 - Filtre alvéolaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur d'oxydo réduction (4 > est constitué de billes creuses poreuses d'alumine recouvertes d'oxyde métallique.

10 - Filtre alvéolaire selon l'une des revendications 4, 7, 8 ou 9, caractérisé en ce que l'oxyde métallique est choisi parmi le groupe constitue des oxydes de cobalt, de cuivre, de chrome, de zinc, de fer, de molybdène, de nickel, de titane ou de manganèse, pris séparément ou en combinaison.

11 - Filtre alvéolaire selon lune quelconque des revendicàtions précédentes, caractérisé en ce que la mousse comprend, en outre, du chlorure de sodium.

12 - Filtre alvéolaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mousse comprend, en outre, des fibres -minérales de structure, courtes.

13 - Filtre alvéolaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mousse comprend des oxydes de terre rare.

14 - Filtre alvéolaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la mousse comprend du baryum.

15 - Filtre alveolaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour pot catalytique, caractérisé en ce qu'il est placé dans une enveloppe (5) munie d'au moins un logement (8) permettant une immobilisation rapide à l'aide d'un - dispositif d'encliquetage (9) disposé sur-un boîtier (7) situe en partie basse d'un pot catalytique.

16 - Filtre alvéolaire-selon la revendication 15, caractérisé- en ce qu'il est muni d'un dispositif d'indication de l'état d'ablation, correspondant à une configuration spécifique (11) dudit filtre, qui permet, par une lumière latérale (10), un contrôle extérieur de son efficacité en cours d'utilisation.

17 - Filtre alvéolaire selon la revendication 16, caractérisé en ce que le dispositif d'indication de l'état d'ablation du filtre est complété par un système capable d'émettre un son lorsque ledit filtre est devenu inefficace.

18 - Procédé de fabrication du filtre alvéolaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, du type consistant à former une mousse en mélangeant, par brassage, de l'eau avec un agent moussant et un agent gonflant, et à ajouter cette mousse à une émulsion aqueuse de silicate de sodium, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant a

a) ajouter des catalyseurs d'oxydo-reduction à la mousse de silicate de sodium,

b) couler ou injecter, dans un moule, la pâte obtenue,

c) déshydrater cette pâte par élévation de température,

d) limiter l'expansion volumique de la pâte due à l'élévation de température, au cours de la déshydratation,

e) laisser refroidir la pâte et démouler le filtre obtenu.

19 - Procédé de fabrication -du filtre alvéolaire selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'à l'étape a), on ajoute, à la mousse, au moins l'un des produits choisi parmi le groupe constitué du chlorure de sodium, des fibres courtes minérales, des oxydes de terre rare et du baryum.

20 - Procédé de fabrication du filtre alvéolaire selon l'une ~des revendications 18 ou 19, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes supplémentaires consistant a

a) ' faire subir au filtre obtenu, un traitement de pyrolyse à environ 1100 e C

b) araser les deux extrémités du filtre,

c) soumettre ledit filtre à un traitement d'attaque chimique du silicate de sodium, par des vapeurs acides pour dégager les catalyseurs 'd'oxydoréduction.

21 - Procédé de fabrication du filtre alvéolaire selon la revendication 20, caractérisé en ce que le traitement d'attaque chimique est effectué par de l'acide sulfurique.