FR2853008A1 - Dispositif pour le traitement des gaz issus du fonctionnement d'un moteur de vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

Dispositif pour le traitement des gaz issus du fonctionnement d'un moteur de véhicule automobileDispositif (1) pour le traitement des gaz issus du fonctionnement d'un moteur de véhicule automobile, du type comprenant un premier (2) et un second pot catalytique (3) placés en enfilade, respectivement, en amont et en aval par rapport au sens de circulation desdits gaz et présentant chacun une ouverture d'entrée (22, 32) et une ouverture d'évacuation (23, 33) desdits gaz situées respectivement en amont et en aval par rapport au sens de circulation desdits gaz, ledit dispositif (1) comprenant encore des moyens d'échange de chaleur intervenant entre ledit premier (2) et second pot catalytique (3).Ce dispositif est caractérisé en ce que ledit premier (2) et ledit second pot catalytique (3) sont associés à l'intérieur d'un même volume présentant intérieurement au moins une double paroi d'échanges à l'intérieur de laquelle lesdits gaz sont amenés à suivre une trajectoire au cours de laquelle ils circulent tantôt à contre courant tantôt dans le sens du courant, de sorte à se trouver en contact avec une surface d'échange importante.

Description

L'invention concerne un dispositif pour le traitement des
gaz issus du fonctionnement d'un moteur de véhicule automobile, du type comprenant un premier pot catalytique chargé de transformer au moins une fraction desdits gaz et un second pot 5 catalytique chargé de traiter une autre fraction desdits gaz, lesdits premier et second pots catalytiques étant placés en enfilade respectivement en amont et en aval par rapport au sens de circulation desdits gaz et présentant chacun une ouverture d'entrée et une ouverture d'évacuation desdits gaz situées 10 respectivement en amont et en aval par rapport au sens de circulation desdits gaz, ledit dispositif comprenant encore des moyens aptes à induire une diminution de la température desdits gaz avant leur entrée à l'intérieur dudit second pot catalytique.
La présente invention concerne le domaine de l'industrie automobile et plus particulièrement celui des équipements aptes à réduire les émissions polluantes issues du fonctionnement d'un moteur de véhicule automobile.
L'implantation de pots catalytiques au niveau des lignes 20 d'échappement constitue l'un des maillons de la chaîne sur laquelle les constructeurs automobiles, confrontés à l'évolution de la réglementation sur la qualité de l'air, portent incessamment leurs efforts depuis plusieurs décennies pour développer des solutions leur permettant de commercialiser 25 des véhicules conformes aux normes successivement en vigueur.
De manière classique, les pots catalytiques sont constitués d'une enveloppe métallique abritant un monolithe, généralement en céramique, qui présente une structure en nid d'abeilles dont les alvéoles sont recouvertes de métaux 30 précieux (platine, palladium et rhodium), aptes à accélérer des réactions chimiques provoquant la transformation des gaz polluants (monoxyde de carbone, hydrocarbures et oxydes d'azote), émis lors de la combustion du carburant dans le moteur, en éléments non polluants.
Cette technologie est aujourd'hui bien rodée pour les véhicules fonctionnant avec un moteur à essence, pour lesquels elle permet de convertir la grande majorité des molécules polluantes en vapeur d'eau, azote et dioxyde de carbone, composants naturels de l'air et, de ce fait, parfaitement inoffensifs pour l'environnement.
Elle n'est cependant pas tout à fait satisfaisante pour les véhicules diesel, ou certaines nouvelles générations de véhicules essence fonctionnant avec un mélange proche de celui des véhicules diesel, et pour lesquels on constate un traitement des oxydes d'azote nettement moins efficace, voire 10 inopérant.
D'autre part, l'on sait également que le bon fonctionnement de tels pots catalytiques est fortement tributaire de la température que présentent les gaz polluants lorsqu'ils arrivent dans le dispositif, et qu'une large part 15 des émissions polluantes a lieu durant les quelques minutes qui suivent le démarrage du moteur et provient de l'échappement de gaz qui n'ont pu être traités en raison de leur trop faible température.
Une solution pour résoudre ces problèmes consiste alors à 20 utiliser un dispositif mettant en oeuvre une combinaison entre un pot catalytique classique, situé de manière plus proche du moteur, chargé de traiter le monoxyde de carbone et les hydrocarbures dès les premières secondes qui suivent le démarrage, pratiquement dès leur sortie du moteur, et un 25 " piège à Nox ", qui s'apparente physiquement aux pots catalytiques classiques mais qui est spécialisé dans le traitement des oxydes d'azotes.
L'un et l'autre de ces pots catalytiques classiques et " piège à Nox " ne fonctionnant, en outre, de manière optimale 30 qu'à l'intérieur de plages de températures des gaz différentes.
Leur combinaison nécessite encore la mise en oeuvre de moyens d'échange de chaleur permettant d'amener lesdits gaz après leur passage à travers le premier dispositif de traitement dans les plages de températures appropriées au bon fonctionnement du 35 second dispositif de traitement.
Par conséquent, si un tel dispositif est tout à fait adapté pour répondre aux exigences fonctionnelles susmentionnées, il doit encore être capable de s'intégrer physiquement à l'intérieur d'un moteur de véhicule automobile, 5 tout en conservant ses propriétés, sans nécessiter une réorganisation majeure de l'architecture dudit moteur, et sans surcoût démesuré.
L'objet de la présente invention est par conséquent de proposer un tel dispositif, réunissant des caractéristiques 10 permettant de répondre globalement à l'ensemble de ces impératifs, grâce à une structure extrêmement compacte, basée sur l'association d'un faible nombre d'éléments.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif pour le traitement des gaz issus du fonctionnement d'un moteur de 15 véhicule automobile, du type comprenant un premier et un second pot catalytique placés en enfilade, respectivement, en amont et en aval par rapport au sens de circulation desdits gaz et présentant chacun une ouverture d'entrée et une ouverture d'évacuation desdits gaz situées, respectivement, en amont et 20 en aval par rapport à ce sens de circulation desdits gaz, ledit dispositif comprenant encore des moyens d'échange de chaleur intervenant entre ledit premier et ledit second pot catalytique, caractérisé en ce que ledit premier et ledit second pot catalytique sont associés à l'intérieur d'un même 25 volume présentant intérieurement au moins une double paroi d'échange à l'intérieur de laquelle lesdits gaz sont amenés à suivre une trajectoire au cours de laquelle ils circulent, tantôt à contre courant, tantôt dans le sens du courant, de sorte à se trouver en contact avec une surface d'échanges 30 importante.
Selon une première forme de réalisation, le présent dispositif se caractérise en ce que ledit premier ou ledit second pot catalytique est enchâssé, avec un espacement annulaire, dans un élément tubulaire présentant un fond lequel 35 se trouve au voisinage de l'ouverture d'évacuation desdits gaz dudit premier pot catalytique ou de l'ouverture d'entrée des gaz dudit second pot catalytique, ledit premier et ledit second pot catalytique étant encore placés à l'intérieur d'une même enveloppe, apte à définir avec ledit élément tubulaire ladite double paroi d'échange à l'intérieur de laquelle lesdits gaz 5 sont amenés à suivre une trajectoire au cours de laquelle ils circulent, tantôt à contre courant, tantôt dans le sens du courant.
Dans ce cas de figure, ledit dispositif se caractérise encore en ce que ladite enveloppe présente une forme 10 principalement tubulaire, dont un premier tronçon défini, substantiellement, l'enveloppe métallique dudit premier ou second pot catalytique, tandis qu'un deuxième tronçon présente un diamètre supérieur de sorte à définir avec ledit élément tubulaire ladite double paroi d'échange à l'intérieur de 15 laquelle lesdits gaz sont amenés à suivre une trajectoire au cours de laquelle ils circulent, tantôt à contre courant, tantôt dans le sens du courant.
Selon une autre forme de réalisation, le présent dispositif peut également se caractériser en ce que ledit 20 premier pot catalytique et ledit second pot catalytique sont enchâssé, avec un espacement annulaire, dans un élément tubulaire présentant un fond lequel se trouve au voisinage de l'ouverture d'évacuation desdits gaz dudit premier pot catalytique et de l'ouverture d'entrée des gaz dudit second pot 25 catalytique, lesdits premier et second pots catalytiques étant encore placés à l'intérieur d'une même enveloppe, apte à définir avec lesdits éléments tubulaires ladite double paroi d'échange à l'intérieur de laquelle lesdits gaz sont amenés à suivre une trajectoire au cours de laquelle ils circulent, 30 tantôt à contre courant, tantôt dans le sens du courant.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse d'un tel dispositif, ladite enveloppe peut alors présenter une forme principalement tubulaire et un diamètre sensiblement constant sur toute sa longueur.
Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse le dispositif comporte by-pass pour permettre aux gaz d'échappement, sortant du premier pot catalytique, de pénétrer directement dans le second.
Avantageusement, ce by-pass est défini par un canal de communication reliant les éléments tubulaires dans lesquels 5 sont enchâssés les pots catalytiques, ce canal étant apte à accueillir des moyens d'obturation escamotables, plus particulièrement une vanne à laquelle peuvent être associés des moyens de commande à distance appropriés.
De manière additionnelle, l'enveloppe est, alors, conçue 10 de manière à permettre l'accès à la vanne et délimite un orifice central s'étendant transversalement à l'axe principal du dispositif. Avantageusement, cet orifice constitue, en outre, un passage d'air pour le refroidissement de cette vanne.
D'autre part, le présent dispositif se caractérise 15 également en ce que ledit premier pot catalytique ou ledit second pot catalytique est défini par un piège à oxydes d'azote, tandis que respectivement ledit second pot catalytique ou ledit premier pot catalytique est prévu apte à traiter les hydrocarbures et le monoxyde de carbone issus du fonctionnement 20 d'un moteur de véhicule automobile.
L'invention et ses avantages seront à présent mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, se rapportant à des exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif.
La compréhension de cette description sera facilitée au vu des figures jointes en annexe dans lesquelles: - la figure 1 correspond à une représentation schématique, en coupe, d'une première forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention, - la figure 2 correspond à une représentation schématique, en coupe, d'une seconde forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention, - la figure 3 correspond à une représentation schématique, en coupe, d'une troisième forme de réalisation 35 d'un dispositif selon l'invention, - la figure 4 est une vue schématique d'un élément pouvant entrer dans la constitution d'un dispositif selon l'invention, notamment dans sa forme de réalisation schématisée à la figure 3.
La présente invention concerne le domaine de l'industrie automobile et a pour objet un dispositif apte à transformer des gaz polluants, issus de la combustion d'un carburant, en molécules inoffensives pour l'environnement.
En se référant aux figures 1, 2 et 3, un tel dispositif 1 10 comprend classiquement un premier pot catalytique 2, apte à traiter au moins une partie desdits gaz polluants, et un second pot catalytique 3, apte à traiter une autre partie desdits gaz polluants, lesdits pots catalytiques 2, 3 étant placés en enfilade, respectivement en amont et en aval en considérant le 15 sens de circulation desdits gaz au sein dudit dispositif 1.
Chacun desdits pots catalytiques 2,3 est constitué d'un monolithe 20, 30 placé à l'intérieur d'une enveloppe métallique 21, 31 de forme appropriée, et qui présente à chaque fois une ouverture d'entrée des gaz 22, 32 et une ouverture d'évacuation 20 des gaz 23, 33, placées respectivement en amont et en aval en considérant le sens de circulation desdits gaz au sein dudit dispositif 1.
Ainsi, les gaz en provenance du moteur pénètrent au sein du dispositif 1 au niveau de l'ouverture d'entrée 22 du pot 25 catalytique 2, traversent ce dernier, en ressortent au niveau de l'ouverture d'évacuation 23, sont ensuite acheminés vers le pot catalytique 3 dans lequel ils entrent au niveau de l'ouverture d'entrée 32 pour être évacués à la fois du pot catalytique 3 et du dispositif 1 au niveau de l'ouverture 30 d'évacuation 33.
Par ailleurs, lesdits pots catalytiques 2, 3 sont associés à des moyens d'échanges de chaleur 60, aptes à induire une diminution de la température desdits gaz avant leur pénétration au sein du pot catalytique susceptible d'être 35 traversé en second, en l'occurrence le pot catalytique 3.
Cette caractéristique permet de conférer à ces gaz une température située à l'intérieur d'une fourchette dans laquelle ledit pot catalytique 3 est susceptible de fonctionner de manière optimale.
Selon la présente invention, ces moyens d'échange de chaleur 60 sont définis de manière particulièrement avantageuse par des doubles parois d'échanges permettant d'orienter la trajectoire des gaz, en vue de les mettre au contact d'une surface d'échanges maximum au sein du dispositif 1, lequel, 10 dans un souci de gain de place, réunit en outre dans un même volume lesdits pots catalytiques 2 et 3.
Ainsi, par exemple dans une première forme de réalisation proposée par la présente invention et représentée à la figure 1, le pot catalytique 3 est partiellement enchâssé, en 15 respectant un espace annulaire 7, dans un élément tubulaire 4, en forme de douille, présentant une extrémité ouverte 40 et un fond 41 en direction duquel est orientée l'ouverture d'entrée 32 des gaz de ce pot catalytique 3.
Une enveloppe métallique externe 5 renfermant 20 conjointement les différentes pièces précitées du dispositif 1 vient définir, avec ledit élément tubulaire 4, une double paroi d'échanges et impose aux gaz polluants une trajectoire au cours de laquelle ils sont placés au contact d'une surface d'échanges particulièrement importante.
Ladite enveloppe 5 peut présenter, comme schématisé ici, une forme principalement tubulaire, dont un premier tronçon 50 définit substantiellement l'enveloppe métallique 21 renfermant le monolithe 20 du pot catalytique 2 et en défini l'ouverture d'entrée 22 ainsi que l'ouverture d'évacuation 23, tandis qu'un 30 autre tronçon 51, de diamètre supérieur, contient l'ensemble formé par le pot catalytique 3 et l'élément tubulaire 4. Plus précisément, cet ensemble est maintenu dans cette enveloppe 5 au moyen d'une entretoise perforée 61 délimitant l'espace annulaire 10 pour la circulation des gaz d'échappement entre 35 l'élément tubulaire 4 et l'enveloppe 5.
A l'extrémité avale, le tronçon 51 de cette enveloppe 5 se referme, par ailleurs, par un étranglement 53 sur ce second pot catalytique 3.
Dans cet exemple de la figure 1, lesdits gaz traversent 5 ainsi classiquement le premier pot catalytique 2, puis pénètrent, en circulant dans le sens du courant, dans l'espace annulaire 10 délimité à la fois par la paroi de l'élément tubulaire 4 et l'enveloppe 5.
Puis arrêtés par l'étranglement de fermeture 53 de 10 l'enveloppe 5 et en passant par les ouvertures perforées dans ladite entretoise de maintien 61, ces gaz rejoignent l'espace annulaire 7 entre l'élément tubulaire 4 et le second pot catalytique 3 o ils sont amenés à circuler à contre courant pour rejoindre, repoussés par le fond 41 de l'élément tubulaire 15 4 en forme de douille, l'ouverture d'entrée 32 dudit second pot catalytique 3.
Il se produit donc un nouvel échange de chaleur entre lesdites parois et ces gaz d'échappement. Finalement, ceux-ci traversent le second pot catalytique 3 avant de ressortir du 20 dispositif 1 au niveau de l'ouverture d'évacuation 33.
Par conséquent, dans une telle configuration, les gaz polluants pénètrent dans le second pot catalytique 3 à une température inférieure à celle qu'ils présentaient lors de leur entrée dans le dispositif 1, et sont alors aptes à autoriser un 25 fonctionnement optimal de ce dernier.
Bien entendu, le même résultat pourrait également être obtenu avec un dispositif 1 ayant une configuration de type tête bêche de celui décrit ci-dessus, c'est à dire dans lequel le pot catalytique 3 est situé en amont par rapport au sens de 30 circulation des gaz, tandis que le pot catalytique 2 est, lui, situé en aval.
Selon un autre exemple de réalisation, schématisé à la figure 2, la surface d'échange peut encore être accrue en adoptant une construction sensiblement symétrique du dispositif 35 1, chacun des pots catalytiques 3 et 2 étant introduit dans un élément tubulaire 4, 8 en forme de douille. Plus particulièrement, ces éléments tubulaires 4, 8 se situent l'un dans le prolongement de l'autre et sont subdivisés par un fond 41. L'ensemble est placé au sein d'une enveloppe 5, caractérisée, ici, en ce qu'elle présente une forme 5 principalement tubulaire, de diamètre sensiblement constant, se refermant à chacune de ses extrémités par des étranglements 52, 53 sur lesdits pots catalytiques 3 et 2.
Dans ce cas de figure, lesdits gaz sont amenés à traverser successivement trois espaces dans lesquels ils sont 10 au contact de doubles parois d'échanges.
En effet, lorsque les gaz d'échappement sortent du pot catalytique 2 au niveau de l'ouverture d'évacuation 23, il sont stoppés dans leur parcours par le fond 41 qui délimite l'élément tubulaire 8 dans lequel ce pot catalytique 2 est 15 partiellement enchâssé. Puis, ces gaz rebroussent chemin pour se retrouver, à contre courant, dans un espace annulaire 9 délimité par une entretoise perforée 62 entre la paroi du pot catalytique 2 et celle de cet élément tubulaire 8.
En sortie de ce dernier et après avoir traversé les 20 perforations dans ladite entretoise 62, l'étranglement 52, en partie amont sur le pot catalytique 2 de l'enveloppe 5, force ces gaz dans le sens du courant dans l'espace annulaire 10 délimité à la fois par la paroi de l'enveloppe 5 et celle des éléments tubulaires 8 et 4 qui sont définis, ici, par une seule 25 pièce.
Ils cheminent, ainsi, jusqu'à l'étranglement 53 de l'enveloppe 5 sur le pot catalytique aval 3, o ils changent encore de direction et pénètrent, à contre courant au travers des perforations dans l'entretoise 61, dans l'espace annulaire 30 7, entre ledit élément tubulaire 4 et ce pot catalytique 3.
Pour finir, ils traversent ce dernier, repoussés par le fond 41.
La figure 4 concerne une vue en coupe de dessus d'une enveloppe 5, de structure particulière, pouvant tout à fait 35 être utilisée dans les exemples de réalisation précédents, à la place de celles décrites à cet égard.
Une telle enveloppe 5 est cependant plus particulièrement étudiée pour une utilisation dans le cadre d'une forme spécifique de réalisation dudit dispositif 1, tel que schématisé à la figure 3, et comportant by-pass 63 pour 5 permettre aux gaz d'échappement, sortant du premier pot catalytique 2, de pénétrer directement dans le second 3, sans traverser les zones d'échanges 7, 9, ou 10 précédemment décrits.
Selon un mode de réalisation préférentiel, ce by-pass est 10 défini, substantiellement, par un canal de communication 11 reliant les éléments tubulaires 4 et 8 et apte à accueillir des moyens d'obturation escamotables, plus particulièrement une vanne à laquelle peuvent être associés des moyens de commande à distance appropriés.
A ce propos et tel que visible sur la figure 3, l'enveloppe 5 est conçue de manière à permettre l'accès à la vanne, donc au canal de communication 11. En fait, cette enveloppe 5 délimite un orifice central 58 s'étendant transversalement à l'axe principal 64 du dispositif 1 qui, non 20 seulement, permet cet accès à ladite vanne, mais, en outre, constitue un passage d'air pour le refroidissement de cette dernière.
Comme représenté schématiquement dans la figure 4, une enveloppe 5 adaptée à un tel dispositif 1 comprend deux 25 tronçons d'extrémités 54, 55 de forme tubulaire logeant les pots catalytiques 2 et 3, tout en se refermant, d'une part, sur ces derniers, respectivement, sur l'ouverture d'entrée 22 du premier 2 et l'ouverture d'évacuation 33 du second 3 et, d'autre part, sur leur élément tubulaire 8, 4, sensiblement à 30 hauteur dudit canal de communication 11. Par ailleurs, ils communiquent entre eux au travers de deux tubulures latérales 56, 57 contournant ce canal 11.
Lorsque le by-pass est fermé, les gaz cheminent dans le dispositif 1 en suivant une trajectoire similaire à celle 35 décrite dans le cadre d'un dispositif 1, tel que représenté à la figure 2, l'espace annulaire 10, s'étendant autour des élément tubulaires 8 et 4, étant ici relié par les tubulures latérales 56, 57.
De manière avantageuse, l'enveloppe 5 est constituée de deux demicoquilles symétrique par rapport à un plan de joint longitudinal au dispositif.
L'efficacité du phénomène d'échange de chaleur est d'autre part encore optimisée, dans cette forme de réalisation, grâce à la présence de l'orifice 58, mettant les éléments constitutifs du dispositif 1 partiellement en contact avec 10 l'air circulant autour de ce dernier.
Selon une autre caractéristique du présent dispositif 1, le pot catalytique 2 ou le pot catalytique 3 est par ailleurs défini par un piège à oxydes d'azote, tandis que respectivement le pot catalytique 3 ou le pot catalytique 2 est prévu apte à 15 traiter les hydrocarbures et le monoxyde de carbone issus du fonctionnement d'un moteur de véhicule automobile.
Bien que l'invention ait été décrite à propos de quelques formes de réalisation particulières, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter 20 diverses modifications de forme, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention.

Claims (11)

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1) pour le traitement des gaz issus du fonctionnement d'un moteur de véhicule automobile, du type 5 comprenant un premier (2) et un second pot catalytique (3) placés en enfilade, respectivement, en amont et en aval par rapport au sens de circulation desdits gaz et présentant chacun une ouverture d'entrée (22, 32) et une ouverture d'évacuation (23, 33) desdits gaz situées respectivement en amont et en aval 10 par rapport au sens de circulation desdits gaz, ledit dispositif (1) comprenant encore des moyens d'échange de chaleur intervenant entre ledit premier (2) et second pot catalytique (3), caractérisé en ce que ledit premier (2) et ledit second pot catalytique (3) sont associés à l'intérieur 15 d'un même volume présentant intérieurement au moins une double paroi d'échanges à l'intérieur de laquelle lesdits gaz sont amenés à suivre une trajectoire au cours de laquelle ils circulent tantôt à contre courant tantôt dans le sens du courant, de sorte à se trouver en contact avec une surface 20 d'échange importante.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier (2) ou ledit second pot catalytique (3) est enchâssé, avec un espacement annulaire (9;7) dans un élément tubulaire (8; 4) présentant un fond 25 (41) lequel se trouve au voisinage de l'ouverture d'évacuation (23) dudit premier pot catalytique (2) ou de l'ouverture d'entrée (32) dudit second pot catalytique (3), ledit premier (2) et ledit second pot catalytique (3) étant encore placés à l'intérieur d'une même enveloppe (5) , apte à définir avec ledit 30 élément tubulaire (8; 4) ladite double paroi d'échange à l'intérieur de laquelle lesdits gaz sont amenés à suivre une trajectoire au cours de laquelle ils circulent, tantôt à contre courant, tantôt dans le sens du courant.
3. Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite enveloppe (5) présente une forme principalement tubulaire, dont un premier tronçon (50) défini substantiellement, l'enveloppe métallique (21; 31) dudit premier (2) ou second pot catalytique (3), tandis qu'un deuxième tronçon (51) présente un diamètre supérieur de sorte à définir avec ledit élément tubulaire (8; 4) ladite double 5 paroi d'échange à l'intérieur de laquelle lesdits gaz sont amenés à suivre une trajectoire au cours de laquelle ils circulent tantôt à contre courant tantôt dans le sens du courant.
4. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier pot catalytique (2) et ledit second pot catalytique (3) sont enchâssés, avec un espacement annulaire (9, 7) dans un élément tubulaire (8, 4) présentant un fond (41) lequel se trouve au voisinage de l'ouverture d'évacuation (23) dudit premier pot catalytique (2) 15 et de l'ouverture d'entrée (32) dudit second pot catalytique (3), ledit premier (2) et second pot catalytique (3) étant encore placés à l'intérieur d'une même enveloppe (5), apte à définir avec lesdits éléments tubulaires (8, 4) ladite double paroi d'échange à l'intérieur de laquelle lesdits gaz sont 20 amenés à suivre une trajectoire au cours de laquelle ils circulent tantôt à contre courant tantôt dans le sens du courant.
5. Dispositif (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite enveloppe (5) présente une forme 25 principalement tubulaire, et un diamètre sensiblement constant sur toute sa longueur.
6. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un by-pass (63) pour permettre aux gaz d'échappement sortant du 30 premier pot catalytique (2) de pénétrer, directement, dans le second pot catalytique (3).
7. Dispositif (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bypass (63) est défini, substantiellement, par un canal de communication (11) reliant 35 les éléments tubulaires (4) et (8) et apte à accueillir des moyens d'obturation escamotables, plus particulièrement une vanne à laquelle peuvent être associés des moyens de commande à distance appropriés.
8. Dispositif (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite enveloppe (5) délimite un orifice 5 central (58) s'étendant transversalement à l'axe principal (64) du dispositif (1) pour permettre l'accès auxdits moyens d'obturation escamotables.
9. Dispositif (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'orifice central (58) constitue un 10 passage d'air pour le refroidissement des moyens d'obturation
escamotables.
10. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'enveloppe (5) comprend deux tronçons d'extrémités (54, 55) de forme tubulaire 15 logeant les pots catalytiques (2) et (3), tout en se refermant, d'une part, sur ces derniers, respectivement, sur l'ouverture d'entrée (22) du premier (2) et l'ouverture d'évacuation (33) du second (3) et, d'autre part, sur leur élément tubulaire (8) et (4), sensiblement à hauteur dudit canal de communication 20 (11), ces tronçons d'extrémités (54, 55) communiquant entre eux au travers de deux tubulures latérales (56, 57) contournant ledit canal (11).
11. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe 25 (5) est constituée de deux demicoquilles symétrique par rapport à un plan de joint longitudinal.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1751557A1 (de) * 1968-06-19 1970-03-26 Audi Nsu Auto Union Ag Verfahren und Vorrichtung zum Entgiften der Abgase von Brennkraftmaschinen
FR2713702A1 (fr) * 1993-12-14 1995-06-16 Boet Sa Andre Silencieux pour courant gazeux.
US5979159A (en) * 1998-03-16 1999-11-09 Ford Global Technologies, Inc. Exhaust after-treatment system for automotive vehicle
US6178744B1 (en) * 1997-12-24 2001-01-30 Valeo Thermique Moteur Controlled temperature catalytic converter, in particular for a motor vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1751557A1 (de) * 1968-06-19 1970-03-26 Audi Nsu Auto Union Ag Verfahren und Vorrichtung zum Entgiften der Abgase von Brennkraftmaschinen
FR2713702A1 (fr) * 1993-12-14 1995-06-16 Boet Sa Andre Silencieux pour courant gazeux.
US6178744B1 (en) * 1997-12-24 2001-01-30 Valeo Thermique Moteur Controlled temperature catalytic converter, in particular for a motor vehicle
US5979159A (en) * 1998-03-16 1999-11-09 Ford Global Technologies, Inc. Exhaust after-treatment system for automotive vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110578579A (zh) * 2018-06-11 2019-12-17 佛吉亚排放控制技术美国有限公司 对用于紧耦合的scr的阀操作进行控制的方法和设备
CN110578579B (zh) * 2018-06-11 2021-11-12 佛吉亚排放控制技术美国有限公司 对用于紧耦合的scr的阀操作进行控制的方法和设备

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