FR2747319A1 - Catalytic converter for vehicles which also cleans the surrounding air - Google Patents

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Abstract

Device for reducing atmospheric pollution containing layers (5) of the appropriate catalysts to destroy the polluting gases, mounted on thin supports. These are formed of extensions (4) of thin fins (3) on a heat exchanger mounted on an automobile so it is crossed by a flow (F) of atmospheric air. The fins are swept by the flow and contribute to the heat exchange between the air and a fluid circulating in the exchanger.

Description

Dispositif Dour réduire la pollution atmosphérique
L'invention concerne la lute contre ia pollution aXmosphéri- aune. To reduce air pollution
The invention relates to the fight against air pollution.

On sait que la circulation automobile contribue notablement à la pollution atmosphérique dans les grandes villes. À cet égard, des progrès considérables ont été accomplis ces dernières années, à la fois grâce à la réduction des émis sions de polluants par les moteurs thermiques et grâce à la destruction catalytique des polluants avant la libération des gaz d'échappement dans l'atmosphère.We know that car traffic contributes significantly to air pollution in large cities. In this respect, considerable progress has been made in recent years, both through the reduction of pollutant emissions from heat engines and through the catalytic destruction of pollutants before the release of exhaust gases into the atmosphere. .

Certains constructeurs automobiles souhaitent maintenant entamer une nouvelle étape et profiter de l'expérience acquise dans le domaine de la destruction catalytique des polluants pour permettre aux véhicules non seulement de polluer moins, mais également de réduire la pollution existante.Some car manufacturers now wish to take a new step and take advantage of the experience acquired in the field of catalytic destruction of pollutants to allow vehicles not only to pollute less, but also to reduce existing pollution.

Tel est le but de la présente invention.This is the object of the present invention.

Ce but est atteint, selon l'invention, au moyen d'un dispositif comprenant des couches contenant des catalyseurs propres à détruire des gaz polluants, déposées sur des supports mincies, lesdits supports étant constitués par des prolongements, dans la direction de circulation de i'air, d'ailettes minces appartenant à un échangeur de chaleur monté sur un véhicule automobile de manière à être traversé par un flux d'air atmosphérique, lesdites ailettes étant balayées par ledit flux et contribuant à l'échange de chaleur entre l'air et un fluide circulant dans l'échangeur.This object is achieved, according to the invention, by means of a device comprising layers containing catalysts capable of destroying polluting gases, deposited on thin supports, said supports being constituted by extensions, in the direction of circulation of i 'air, thin fins belonging to a heat exchanger mounted on a motor vehicle so as to be traversed by an atmospheric air flow, said fins being swept by said flow and contributing to the heat exchange between the air and a fluid circulating in the exchanger.

Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou alternatives, sont énoncées ci-après: - L'échangeur de chaleur est un radiateur de refroidissement du moteur thermique d'entraînement du véhicule. Optional, complementary or alternative characteristics of the invention are set out below: - The heat exchanger is a radiator for cooling the thermal engine driving the vehicle.

- L'échangeur de chaleur est un condenseur appartenant à une installation de climatisation du véhicule.- The heat exchanger is a condenser belonging to a vehicle air conditioning installation.

- Les ailettes sont sensiblement planes et parallèles et présentent des trous respectifs mutuellement alignés traversés par des tubes parcourus par ledit fluide.- The fins are substantially flat and parallel and have respective mutually aligned holes crossed by tubes traversed by said fluid.

- Lesdits supports sont disposés en amont des ailettes par rapport au flux d'air.- Said supports are arranged upstream of the fins with respect to the air flow.

- Lesdits supports sont disposés en aval des ailettes par rapport au flux d'air.- Said supports are arranged downstream of the fins with respect to the air flow.

- Lesdits catalyseurs sont propres à détruire des gaz polluants à la température à laquelle ils sont portés par conduction thermique à partir du fluide circulant dans l'échangeur de chaleur.- Said catalysts are capable of destroying polluting gases at the temperature at which they are brought by thermal conduction from the fluid circulating in the heat exchanger.

- Les couches (5) de catalyseurs sont propres à absorber et/ou adsorber des gaz polluants à température ambiante et à détruire les gaz absorbés/adsorbés à température élevée, et en ce que le dispositif comprend en outre des moyens de chauffage pour porter périodiquement les catalyseurs à la température de destruction des gaz polluants.- The layers (5) of catalysts are suitable for absorbing and / or adsorbing polluting gases at ambient temperature and for destroying the gases absorbed / adsorbed at high temperature, and in that the device also comprises heating means for periodically bringing the catalysts at the temperature of destruction of the polluting gases.

- Les catalyseurs sont propres à détruire des gaz polluants à température élevée, que lesdits supports portent également, en amont des catalyseurs par rapport au flux d'air, des agents propres à absorber et/ou adsorber des gaz polluants à température ambiante et à les libérer à température élevée, et que le dispositif comprend en outre des moyens de chauffage pour porter périodiquement les agents d'absorption/adsorption et les catalyseurs respectivement à la température de libération et à la température de destruction des gaz polluants.- The catalysts are capable of destroying polluting gases at high temperature, which said supports also carry, upstream of the catalysts relative to the air flow, agents capable of absorbing and / or adsorbing polluting gases at ambient temperature and to release at high temperature, and that the device further comprises heating means for periodically bringing the absorption / adsorption agents and the catalysts respectively to the release temperature and to the destruction temperature of the polluting gases.

- Les agents d'absorption/adsorption et les catalyseurs sont disposés sur les supports respectivement en amont et en aval des ailettes par rapport au flux d'air. - The absorption / adsorption agents and the catalysts are arranged on the supports respectively upstream and downstream of the fins with respect to the air flow.

- Les catalyseurs, et les agents d'absorption/adsorption s'ils existent, sont disposés sur les supports en amont des ailettes par rapport au flux d'air.- The catalysts, and the absorption / adsorption agents if they exist, are arranged on the supports upstream of the fins with respect to the air flow.

- Les catalyseurs, et les agents d'absorption/adsorption s'ils existent, sont disposés sur les supports en aval des ailettes par rapport au flux d'air.- The catalysts, and the absorption / adsorption agents if they exist, are arranged on the supports downstream of the fins with respect to the air flow.

- Les moyens de chauffage comprennent des résistances électriques minces interposées entre les supports d'une part et les catalyseurs, et les agents d'absorption/adsorption s'ils existent, d'autre part, et des moyens de commande propre à commander cycliouement l'alimentation desdites résistances, par exemple pendant quelques secondes lors de chaque cycle d'environ une heure.- The heating means include thin electrical resistors interposed between the supports on the one hand and the catalysts, and the absorption / adsorption agents if they exist, on the other hand, and control means suitable for cyclically controlling l 'supply of said resistors, for example for a few seconds during each cycle of about one hour.

- Les moyens de commande sont propres commander en alternance l'alimentation de différentes résistances.- The control means are clean, alternately controlling the supply of different resistors.

Les caractéristiques et avantages de l'invention seront exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant aux dessins annexés, où des éléments identiques ou analogues sont désignés dans toutes les figures par les mêmes numéros de référence. Sur ces dessins, les figures 1 à 4 sont des vues en perspective partielles et schématiques illustrant chacune un radiateur de refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile, équipé d'un dispositif selon l'invention.The characteristics and advantages of the invention will be explained in more detail in the description below, with reference to the accompanying drawings, in which identical or analogous elements are designated in all the figures by the same reference numbers. In these drawings, Figures 1 to 4 are partial and schematic perspective views each illustrating a radiator for cooling the heat engine of a motor vehicle, equipped with a device according to the invention.

Le radiateur montré à la figure 1 comprend, de façon classique, un faisceau composé de tubes 1 allongés verticalement et mutuellement alignés selon une direction horizontale. Ces tubes traversent des ouvertures 2 ménagées dans une multiplicité d'ailettes 3 dont chacune est constituée par une feuille métallique s'étendant sensiblement selon un plan horizontal, les différentes ailettes étant mutuellement empilées verticalement. Comme on le voit sur la figure, la région d'extrémité supérieure de chaque tube 1 fait saillie au-dessus de l'empilement d'ailettes pour communiquer avec le volume intérieur d'une boîte à fluide non représentée. De même, les régions d'extrémités inférieures peuvent faire saillie audessous de l'empilement pour communiquer avec le volume intérieur d'une seconde boîte à fluide. Un fluide de refroidissement du moteur du véhicule parcourt chacun des tubes pour passer de l'une à l'autre des boîtes à fluide. De la chaleur est transmise de ce fluide à un flux d'air circulant à travers le bloc d'ailettes dans une direction horizontale et perpendiculaire à la direction d'alignement des tubes 1, indiquée par les flèches F, par l'intermédiaire des parois des tubes et des ailettes qui sont en contact thermique avec celles-ci.The radiator shown in Figure 1 comprises, conventionally, a bundle composed of tubes 1 elongated vertically and mutually aligned in a horizontal direction. These tubes pass through openings 2 formed in a multiplicity of fins 3, each of which consists of a metal sheet extending substantially in a horizontal plane, the different fins being mutually stacked vertically. As seen in the figure, the upper end region of each tube 1 protrudes above the stack of fins to communicate with the interior volume of a fluid box not shown. Likewise, the lower end regions may protrude below the stack to communicate with the interior volume of a second fluid box. A vehicle engine coolant flows through each of the tubes to pass from one to the other of the fluid boxes. Heat is transmitted from this fluid to an air flow circulating through the fin block in a horizontal direction and perpendicular to the direction of alignment of the tubes 1, indicated by the arrows F, via the walls. tubes and fins which are in thermal contact therewith.

Selon l'invention, la feuille métallique constituant chacune des ailettes 3 se prolonge vers l'aval, par rapport au flux d'air, au-delà du radiateur proprement dit pour former également un support 4. Sur ce support sont déposées une ou plusieurs couches de revêtement 5 contenant des catalyseurs propres à détruire des gaz polluants présents dans l'atmosphère. Chaque face de chaque support peut par exemple être revêtue de quatre couches superposées contenant respectivement des catalyseurs destinés à la destruction de l'ozone, de l'oxyde de carbone, des hydrocarbures et des oxydes d'azote, ou bien d'une seule couche contenant tous ces catalyseurs. De tels catalyseurs sont connus en soi, et leur nature et leur mode de mise en oeuvre ne font pas partie de la présente invention.According to the invention, the metal sheet constituting each of the fins 3 extends downstream, relative to the air flow, beyond the radiator itself to also form a support 4. On this support are deposited one or more coating layers 5 containing catalysts capable of destroying polluting gases present in the atmosphere. Each face of each support can for example be coated with four superimposed layers containing respectively catalysts intended for the destruction of ozone, carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxides, or else a single layer containing all of these catalysts. Such catalysts are known per se, and their nature and their mode of implementation are not part of the present invention.

Dans le mode de réalisation illustré, les catalyseurs sont actifs à la température à laquelle ils sont portés par la chaleur transmise par conduction à travers les ailettes 3.In the illustrated embodiment, the catalysts are active at the temperature at which they are brought by the heat transmitted by conduction through the fins 3.

Cependant, certains catalyseurs ne sont actifs qu'à une température de plusieurs centaines de degrés C. Dans ce cas, l'invention prévoit que les couches contenant les catalyseurs contiennent également des agents, eux aussi connus en soi, capables d'absorber et/ou d'adsorber les gaz polluants, et sont chauffées périodiquement à une température suffisante pour permettre la destruction des gaz polluants adsorbés. A cet effet, on peut utiliser des résistances chauffantes sous forme de films minces, également connues en elles-mêmes, qui sont interposées entre les support s 4 et les couches 5 de catalyseurs. Ces résistances sont alimentées, grâce à des moyens de commande appropries, de façon à dégager de la chaleur pendant quelques secondes, par exemple dix secondes, une fois par heure. Pour limiter la puissance consommée instantanée, différentes résistances recouvrant différentes parties de la surface des supports peuvent être alimentées à des moments différents.However, certain catalysts are only active at a temperature of several hundred degrees C. In this case, the invention provides that the layers containing the catalysts also contain agents, also known per se, capable of absorbing and / or adsorb the polluting gases, and are periodically heated to a temperature sufficient to allow the destruction of the adsorbed polluting gases. For this purpose, it is possible to use heating resistors in the form of thin films, also known in themselves, which are interposed between the supports s 4 and the layers 5 of catalysts. These resistors are supplied, by means of appropriate control means, so as to generate heat for a few seconds, for example ten seconds, once per hour. To limit the instantaneous power consumption, different resistors covering different parts of the surface of the supports can be supplied at different times.

La disposition des catalyseurs en aval du radiateur par rapport au flux d'air permet de les protéger contre le dépôt de salissures solides contenues dans celui-ci. Dans certains cas, on pourra cependant préférer disposer les catalyseurs en amont du radiateur (ou de tout autre échangeur de chaleur auquel ils sont associés).The arrangement of the catalysts downstream of the radiator with respect to the air flow makes it possible to protect them against the deposition of solid soils contained therein. In certain cases, it may however be preferable to have the catalysts upstream of the radiator (or of any other heat exchanger with which they are associated).

Le dispositif illustré à la figure 2 diffère de celui de la figure 1 en ce que les supports 4 prolongeant vers l'aval les ailettes 3 du radiateur sont subdivises en une région amont 6, adjacente aux ailettes, et une région aval 7, portant des revêtements différents. Le revêtement 5 présent sur la région 7 contient des catalyseurs propres à détruire les gaz polluants lorsqu'ils sont portés à température élevée. Le revêtement 8 présent sur la région 6 contient des agents connus en soi propres à absorber et/ou adsorber les gaz polluants à température ambiante et à les libérer à température élevée. Des moyens de chauffage non représentés tels que des résistances chauffantes sont prévus pour chauffer périodiquement les couches 8 et les couches 5 de façon à libérer les gaz polluants absorbés et/ou adsorbés et à les détruire par l'action des catalyseurs après qu'ils ont été transportés de la région 6 à la région 7 par le flux d'air traversant le dispositif. Les températures appropriées auxquelles sont portées les couches 8 et 5 peuvent être identiques ou différentes en fonction de la nature des agents d'absorption/adsorption et des catalyseurs. The device illustrated in FIG. 2 differs from that of FIG. 1 in that the supports 4 extending downstream the fins 3 of the radiator are subdivided into an upstream region 6, adjacent to the fins, and a downstream region 7, carrying different coatings. The coating 5 present on the region 7 contains catalysts capable of destroying the polluting gases when they are brought to high temperature. The coating 8 present on the region 6 contains agents known per se capable of absorbing and / or adsorbing the polluting gases at ambient temperature and of releasing them at high temperature. Heating means (not shown) such as heating resistors are provided for periodically heating the layers 8 and the layers 5 so as to release the absorbed and / or adsorbed pollutant gases and to destroy them by the action of the catalysts after they have been transported from region 6 to region 7 by the air flow passing through the device. The appropriate temperatures to which the layers 8 and 5 are brought may be identical or different depending on the nature of the absorption / adsorption agents and the catalysts.

Les figures 3 et 4 sont relatives a des variantes qui diffèrent du dispositif de la figure 2 par la disposition relative des différents éléments. A la figure 3, la région 6 des supports 4 portant le revêtement 8 et la région 7 portant le revêtement 5 sont disposées respectivement immédiatement en amont et immédiatement en aval des ailettes 3. A la figure 4, la région 7 est disposée immédiatement en amont des ailettes, et la région 6 immédiatement en amont de la région 7. Dans tous les cas, les agents d'absorption/adsorption sont situés en amont des catalyseurs, et les gaz qu'ils libèrent à température élevée sont entraînés vers ceux-ci par le flux d'air pour être détruits. Figures 3 and 4 relate to variants which differ from the device of Figure 2 by the relative arrangement of the different elements. In FIG. 3, the region 6 of the supports 4 carrying the coating 8 and the region 7 carrying the coating 5 are arranged respectively immediately upstream and immediately downstream of the fins 3. In FIG. 4, the region 7 is arranged immediately upstream fins, and region 6 immediately upstream of region 7. In all cases, the absorption / adsorption agents are located upstream of the catalysts, and the gases which they release at high temperature are entrained towards them by the air flow to be destroyed.

Claims (11)

RevendicationsClaims 1. Dispositif pour réduire la pollution atmosphérique, caractérisé en ce qu'il comprend des couches (5) contenant des catalyseurs propres à détruire des gaz polluants, déposées sur des supports minces, et en ce que lesdits supports sont constitués par des prolongements (4), dans la direction de circulation de l'air, d'ailettes minces (3) appartenant à un échangeur de chaleur monté sur un véhicule automobile de manière à être traversé par un flux (F) d'air atmosphérique, lesdites ailettes étant balayées par ledit flux et contribuant à l'échange de chaleur entre l'air et un fluide circulant dans l'échangeur.1. Device for reducing atmospheric pollution, characterized in that it comprises layers (5) containing catalysts capable of destroying polluting gases, deposited on thin supports, and in that said supports consist of extensions (4 ), in the direction of air circulation, of thin fins (3) belonging to a heat exchanger mounted on a motor vehicle so as to be traversed by a flow (F) of atmospheric air, said fins being swept by said flow and contributing to the heat exchange between the air and a fluid circulating in the exchanger. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur est un radiateur de refroidissement du moteur thermique d'entraînement du véhicule.2. Device according to claim 1, characterized in that the heat exchanger is a radiator for cooling the thermal engine driving the vehicle. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur est un condenseur appartenant à une installation de climatisation du véhicule.3. Device according to claim 1, characterized in that the heat exchanger is a condenser belonging to an air conditioning installation of the vehicle. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ailettes (3) sont sensiblement planes et parallèles et présentent des trous respectifs (2) mutuellement alignés traversés par des tubes (1) parcourus par ledit fluide.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the fins (3) are substantially flat and parallel and have respective holes (2) mutually aligned traversed by tubes (1) traversed by said fluid. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits catalyseurs sont propres à détruire des gaz polluants à la température à laquelle ils sont portés par conduction thermique à partir du fluide circulant dans l'échangeur de chaleur.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that said catalysts are capable of destroying polluting gases at the temperature at which they are brought by thermal conduction from the fluid circulating in the heat exchanger. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les couches (5) de catalyseurs sont propres à absorber et/ou adsorber des gaz polluants à température ambiante et à détruire les gaz absorbés/adsorbés à température élevée, et en ce que le dispositif comprend en outre des moyens de chauffage pour porter périodiquement les catalyseurs à la température de destruction des gaz polluants.6. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the layers (5) of catalysts are capable of absorbing and / or adsorbing polluting gases at ambient temperature and of destroying the gases absorbed / adsorbed at high temperature, and in that the device further comprises heating means for periodically bringing the catalysts to the destruction temperature of the polluting gases. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les catalyseurs (5) sont propres à détruire des gaz polluants à température élevée, que lesdits supports (6) portent également, en amont des catalyseurs par rapport au flux d'air, des agents (8) propres à absorber et/ou adsorber des gaz polluants à température ambiante et à les libérer à température élevée, et que le dispositif comprend en outre des moyens de chauffage pour porter périodiquement les agents d'absorption/adsorption et les catalyseurs respectivement à la température de libération et à la température de destruction des gaz polluants.7. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the catalysts (5) are capable of destroying polluting gases at high temperature, that said supports (6) also carry, upstream of the catalysts relative to the flow of air, agents (8) capable of absorbing and / or adsorbing polluting gases at ambient temperature and of releasing them at high temperature, and that the device also comprises heating means for periodically carrying the absorption agents / adsorption and catalysts respectively at the release temperature and the destruction temperature of the polluting gases. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les agents d'absorption/adsorption et les catalyseurs sont disposés sur les supports respectivement en amont et en aval des ailettes par rapport au flux d'air.8. Device according to claim 7, characterized in that the absorption / adsorption agents and the catalysts are arranged on the supports respectively upstream and downstream of the fins with respect to the air flow. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les catalyseurs, et les agents d'absorption/adsorption s'ils existent, sont disposés sur les supports en amont des ailettes par rapport au flux d'air.9. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the catalysts, and the absorption / adsorption agents if they exist, are arranged on the supports upstream of the fins with respect to the air flow. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les catalyseurs, et les agents d'absorption/adsorption s'ils existent, sont disposés sur les supports en aval des ailettes par rapport au flux d'air.10. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the catalysts, and the absorption / adsorption agents if they exist, are arranged on the supports downstream of the fins with respect to the air flow. 11. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les moyens de chauffage comprennent des résistances électriques minces interposées entre les supports d'une part et les catalyseurs, et les agents d'absorption/adsorption s'ils existent, d'autre part, et des moyens de commande propre à commander cycliquement l'alimentation desdites résistances, par exemple pendant quelques secondes lors de chaque cycle d'environ une heure. 11. Device according to one of claims 6 and 7, characterized in that the heating means comprise thin electrical resistors interposed between the supports on the one hand and the catalysts, and the absorption / adsorption agents if they exist , on the other hand, and control means suitable for cyclically controlling the supply of said resistors, for example for a few seconds during each cycle of approximately one hour. i2. Dispositif selon la revendication 11, caractérise en ce que les moyens de commande sont propres à commander en alternance l'alimentation de différentes résistances. i2. Device according to claim 11, characterized in that the control means are suitable for alternately controlling the supply of different resistors.
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EP1153647A1 (en) 2000-05-10 2001-11-14 Volvo Car Corporation Motor vehicle comprising a catalytic converter mounted downstream a radiator belonging to the motor

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