FR2910530A1

FR2910530A1 - Soot particle capturing and destructing system for oil engine of motor vehicle, has earth electrode including return part extended on plate's surface, and auxiliary electrodes arranged on plate and between high voltage and earth electrodes

Info

Publication number: FR2910530A1
Application number: FR0655810A
Authority: FR
Inventors: Maxime Makarov
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2008-06-27
Anticipated expiration: 2026-12-21
Also published as: FR2910530B1

Abstract

The system has a high voltage electrode (3) arranged on a surface (1a) of a rectangular dielectric plate (1) and connected to a high voltage alternating power supply, where the electrode is in the form of rectangular metallic plate. An earth electrode (5) has a rectangular main part (5a) arranged on an edge (6) of the surface parallely and remote from the electrode (3). The electrode (5) has a return part that surrounds the edge and is extended on another surface of the plate. Auxiliary electrodes (7) are parallely arranged on the plate and arranged between the electrodes (3, 5). An independent claim is also included for a method of capturing and destructing a soot particle contained in an exhaust gas of an internal combustion engine.

Description

1 Système et procédé de capture et destruction de particules de suie1 System and method for capturing and destroying soot particles

contenues dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion La présente invention concerne la capture et la destruction des particules de suie contenues dans les gaz d'échappement des moteurs à combustion interne de véhicule automobile et en particulier des moteurs de type Diesel. On sait que les moteurs à combustion, et notamment les moteurs Diesel émettent des particules de suie qu'il convient de piéger avant leur rejet dans l'atmosphère. A cet effet, on utilise généralement trois méthodes principales de filtration de ces particules de suie au moyen de filtres disposés dans la ligne d'échappement du moteur. On peut procéder à une filtration mécanique qui permet une capture directe des particules de suie au moyen d'une structure poreuse, par exemple en matériau céramique. On peut également procéder à une agglomération des particules de suie fines suivie d'une capture mécanique de ces agglomérats de particules au moyen de filtres poreux ou de cyclone assurant une séparation par l'effet de la force centrifuge. Enfin, on peut procéder à une filtration électrostatique en utilisant une décharge électrique pour charger électriquement les particules de suie puis en capturant les particules ainsi chargées sur des parois métalliques ou diélectriques d'un filtre électrostatique. Dans tous les cas, la matière collectée par le filtre doit ensuite être éliminée et on parle généralement d'une phase de régénération du filtre à particules. Une extraction purement mécanique de la matière collectée n'est pas réellement envisageable dans le domaine automobile. On peut en revanche procéder à une régénération d'un filtre à particules par oxydation des particules de suie collectées au moyen d'une augmentation de température dans le filtre à particules. The present invention relates to the capture and destruction of soot particles contained in the exhaust gas of internal combustion engines of a motor vehicle and in particular diesel engines. We know that combustion engines, including diesel engines emit soot particles that must be trapped before their release into the atmosphere. For this purpose, three main methods of filtering these soot particles are generally used by means of filters arranged in the exhaust line of the engine. Mechanical filtration can be carried out which allows direct capture of the soot particles by means of a porous structure, for example ceramic material. It is also possible to agglomerate the fine soot particles followed by mechanical capture of these agglomerates of particles by means of porous filters or cyclone ensuring separation by the effect of the centrifugal force. Finally, electrostatic filtration can be carried out using an electric discharge to electrically charge the soot particles and then capturing the charged particles on metal or dielectric walls of an electrostatic filter. In all cases, the material collected by the filter must then be removed and it is generally referred to a regeneration phase of the particulate filter. A purely mechanical extraction of the collected material is not really possible in the automotive field. On the other hand, it is possible to regenerate a particulate filter by oxidizing the soot particles collected by means of a temperature increase in the particulate filter.

Toutefois, une telle méthode n'est pas d'une grande efficacité. En effet, la masse de la matière collectée est négligeable par rapport à la masse totale du filtre. Or, pour élever la température à un niveau suffisant pour éliminer les particules collectées, on se trouve dans 2910530 2 l'obligation de chauffer l'intégralité du filtre à particules, ce qui entraîne un rendement global faible et une consommation en énergie élevée. De plus, on constate dans la pratique un risque élevé de relargage des particules de suie collées sur les parois du filtre à 5 particules dans le flux rapide des gaz d'échappement à température élevée lors de la phase de régénération. L'oxydation à température élevée se fait généralement en présence d'un catalyseur. L'élévation de température est obtenue périodiquement par une augmentation de la température des gaz brûlés 10 dans le filtre à particules, par exemple en modifiant le fonctionnement du moteur à combustion pendant les phases de régénération. On peut également utiliser des éléments chauffants intégrés dans le filtre à particules pour élever sa température par effet Joule. Une autre méthode de régénération d'un filtre à particules 15 consiste à utiliser un plasma électrique du type à décharge à barrière diélectrique (DBD) en générant une tension alternative soit sur la surface diélectrique interne du filtre à particules, soit à travers de parois diélectriques poreuses disposées à l'intérieur du filtre. La demande de brevet WO 99/47242 montre un tel dispositif 20 utilisant une décharge à barrière diélectrique associée en outre à un champ magnétique, et ce, dans des dispositifs destinés à éliminer les particules de suie provenant d'une centrale électrique utilisant un carburant hydrocarboné. Les dispositifs décrits dans cette demande de brevet sont volumineux et ne pourraient être adaptés à une utilisation 25 dans un véhicule automobile. Le brevet US 6 938 409 décrit un procédé utilisant une décharge à barrière diélectrique pour accélérer l'oxydation de particules de suie grâce à des radicaux libres générés par une telle décharge. Le dispositif décrit utilise un matériau céramique à cellules 30 ouvertes, les gaz d'échappement à purifier traversant les parois céramiques. Un tel dispositif est complexe et onéreux. Les risques de colmatage empêchant toute traversée des gaz d'échappement à travers les parois céramiques sont élevés. However, such a method is not very effective. Indeed, the mass of the collected material is negligible compared to the total mass of the filter. However, in order to raise the temperature to a level sufficient to eliminate the particles collected, it is necessary to heat the entire particle filter, which results in a low overall efficiency and a high energy consumption. In addition, there is in practice a high risk of release of the soot particles adhered to the walls of the particulate filter in the fast flow of the high temperature exhaust gas during the regeneration phase. The oxidation at elevated temperature is generally in the presence of a catalyst. The temperature rise is obtained periodically by increasing the temperature of the flue gases in the particulate filter, for example by modifying the operation of the combustion engine during the regeneration phases. It is also possible to use heating elements integrated in the particle filter to raise its temperature by Joule effect. Another method of regenerating a particulate filter is to use a dielectric barrier discharge (DBD) type electric plasma by generating an alternating voltage either on the inner dielectric surface of the particulate filter or through dielectric walls. porous arranged inside the filter. The patent application WO 99/47242 shows such a device 20 using a dielectric barrier discharge furthermore associated with a magnetic field, and this, in devices intended to remove the soot particles coming from a power plant using a hydrocarbon fuel. . The devices described in this patent application are bulky and could not be adapted for use in a motor vehicle. No. 6,938,409 discloses a method using a dielectric barrier discharge to accelerate the oxidation of soot particles by free radicals generated by such a discharge. The described device uses an open cell ceramic material, the exhaust gases to be purified passing through the ceramic walls. Such a device is complex and expensive. The risk of clogging preventing any crossing of the exhaust gas through the ceramic walls is high.

2910530 3 La demande de brevet US 2001/00 42 370 décrit l'utilisation d'une décharge à barrière diélectrique à l'entrée d'une chambre de combustion d'un moteur dans le but d'ajouter l'ozone ainsi généré au mélange combustible. Aucune indication n'est fournie dans ce 5 document sur une possibilité de filtration de particules de suie. La présente invention a pour objet d'augmenter le rendement global des phases de régénération d'un filtre électrostatique destiné à capturer les particules de suie provenant des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne et ce, tout en respectant les contraintes 10 des véhicules automobiles en matière d'encombrement, de consommation, et de coût. La présente invention a également pour objet de réduire le risque de relargage des particules qui ont été capturées par un filtre électrostatique lors des phases de régénération de ce filtre.The patent application US 2001/00 42 370 describes the use of a dielectric barrier discharge at the inlet of a combustion chamber of an engine in order to add the ozone thus generated to the mixture. combustible. There is no indication in this document of a possibility of soot particle filtration. The object of the present invention is to increase the overall efficiency of the regeneration phases of an electrostatic filter intended to capture the soot particles originating from the exhaust gases of an internal combustion engine and this, while respecting the constraints 10 motor vehicles in terms of congestion, consumption, and cost. The present invention also aims to reduce the risk of release particles that have been captured by an electrostatic filter during the regeneration phases of this filter.

15 Dans un mode de réalisation, un système de capture et destruction de particules de suie contenues dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile est du type comprenant au moins une plaque en matière diélectrique montée parallèlement à l'écoulement des gaz d'échappement et associée à des 20 électrodes capables, lorsqu'elles sont alimentées en courant électrique, de créer un plasma par décharge électrique à haute tension. Les électrodes comprennent : • une électrode haute tension disposée sur une première face de la plaque diélectrique et reliée à une alimentation électrique alternative à 25 haute tension ; • une électrode de masse reliée à la masse et comportant une partie principale disposée sur un bord de la première face de la plaque diélectrique parallèlement et à distance de l'électrode haute tension et une partie de retour entourant le dit bord et s'étendant sur la deuxième 30 face de la plaque diélectrique, depuis le dit bord jusqu'à proximité de la position de l'électrode haute tension et • plusieurs électrodes auxiliaires solidaires de la plaque diélectrique et disposées parallèlement et entre l'électrode haute tension et l'électrode de masse.In one embodiment, a system for capturing and destroying soot particles contained in the exhaust gas of an internal combustion engine of a motor vehicle is of the type comprising at least one plate of dielectric material mounted in parallel with the exhaust gas flow and associated electrodes capable, when fed with electric current, to create a high voltage electric discharge plasma. The electrodes include: • a high voltage electrode disposed on a first face of the dielectric plate and connected to a high voltage AC power supply; A grounded ground electrode having a main portion disposed on an edge of the first face of the dielectric plate parallel to and away from the high voltage electrode and a return portion surrounding said edge and extending over the second face of the dielectric plate, from said edge to near the position of the high voltage electrode and several auxiliary electrodes integral with the dielectric plate and arranged parallel and between the high voltage electrode and the electrode massive.

2910530 4 La décharge filamentée générée entre l'électrode haute tension et l'électrode de masse couvre toute la surface de la plaque diélectrique. Les électrodes auxiliaires facilitent l'amorçage de la décharge et réduisent considérablement le seuil d'amorçage.The filamentous discharge generated between the high voltage electrode and the ground electrode covers the entire surface of the dielectric plate. The auxiliary electrodes facilitate the priming of the discharge and considerably reduce the priming threshold.

5 Les électrodes auxiliaires se trouvent à un potentiel flottant c'est à dire intermédiaire entre la haute tension et la masse et la décharge s'amorce ainsi rapidement en passant de l'une à l'autre. Dans un mode de réalisation préféré, la partie de retour de l'électrode de masse s'étend sur la deuxième face de la plaque 10 diélectrique, depuis le dit bord jusqu'à proximité de la position de l'électrode haute tension. Ainsi, la décharge glisse en quelque sorte sur la première face de la plaque diélectrique. Le courant d'alimentation passe librement de l'électrode haute tension vers l'électrode de masse. La décharge 15 surfacique formée diffère donc d'une véritable décharge à barrière diélectrique. La décharge qui se développe à proximité immédiate de la surface de la plaque concentre l'énergie directement et uniquement sur les particules de suie à détruire sans aucune perte parasite qui résulterait 20 d'un échauffement de la structure complète d'un filtre à particules. Les électrodes auxiliaires peuvent avantageusement être disposées en contact avec ou à proximité de la première face de la plaque diélectrique. Elles peuvent comprendre des plaques métalliques fixées sur la 25 plaque diélectrique ou des bandes de métallisation formées sur la surface de la plaque diélectrique. En variante, les électrodes auxiliaires peuvent comprendre des fils métalliques tendus à proximité de la première face de la plaque diélectrique.The auxiliary electrodes are at a floating potential, that is intermediate between the high voltage and the mass, and the discharge thus starts rapidly by passing from one to the other. In a preferred embodiment, the return portion of the ground electrode extends on the second face of the dielectric plate from said edge to near the position of the high voltage electrode. Thus, the discharge slides in some way on the first face of the dielectric plate. The supply current flows freely from the high voltage electrode to the ground electrode. The formed surface discharge thus differs from a true dielectric barrier discharge. The discharge which develops in the immediate vicinity of the surface of the plate concentrates the energy directly and only on the soot particles to be destroyed without any parasitic loss which would result from a heating of the complete structure of a particulate filter. The auxiliary electrodes may advantageously be disposed in contact with or near the first face of the dielectric plate. They may include metal plates attached to the dielectric plate or metallization strips formed on the surface of the dielectric plate. As a variant, the auxiliary electrodes may comprise metal wires stretched close to the first face of the dielectric plate.

30 Dans un autre mode de réalisation, les électrodes auxiliaires sont au moins en partie incrustées dans l'épaisseur de la plaque diélectrique. Elles peuvent alors comprendre des tiges métalliques, filetées ou non.In another embodiment, the auxiliary electrodes are at least partially embedded in the thickness of the dielectric plate. They may then comprise metal rods, threaded or not.

2910530 5 Dans certaines applications il peut être avantageux que l'électrode haute tension et/ou l'électrode de masse présentent des bords en regard avec un profil dentelé à contours angulaires ou arrondis. Dans encore un autre mode de réalisation, deux plaques 5 diélectriques identiques munies sur leur face externe respective des mêmes électrodes, sont associées l'une à l'autre en enserrant entre elles une partie de retour commune aux deux électrodes de masse. On double ainsi l'efficacité du système. Les plaques diélectriques du système sont de préférence montées 10 de façon que l'électrode haute tension soit placée en aval de l'écoulement des gaz d'échappement. En effet, la décharge surfacique dans une couche limite près de la surface de la plaque diélectrique provoque un flux local de gaz d'une vitesse de l'ordre de quelques m/s ; Lorsque ce flux local est opposé au flux des gaz d'échappement, la 15 vitesse locale des gaz près de la surface peut être annulée ce qui entraîne une diminution sensible du risque d'entraînement ou relargage des particules collectées. Un autre aspect de l'invention concerne un procédé de capture et destruction de particules de suie contenues dans un flux de gaz 20 d'échappement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, utilisant un plasma créé par une décharge électrique à haute tension. Selon ce procédé, on produit une décharge entre deux électrodes disposées sur une plaque diélectrique et on maintient cette décharge à 25 proximité de la surface de ladite plaque. De préférence, on provoque une décharge orientée de façon à créer un courant local de gaz à proximité de la surface de ladite plaque, dans un sens contraire au flux des gaz d'échappement. L'invention sera mieux comprise à l'étude de quelques modes 30 de réalisation décrits à titre d'exemples nullement limitatifs, et illustrés par les dessins annexés sur lesquels -la figure 1 représente schématiquement une vue de dessus d'une plaque en matière diélectrique pouvant 2910530 6 être utilisée dans un système de capture et de destruction de particules de suie dans l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe schématique selon II-II de la figure 1 ; 5 -la figure 3 est une vue en coupe analogue à la figure 2 d'un autre mode de réalisation ; - la figure 4 est une vue en élévation d'une variante d'électrode, et - la figure 5 est une vue en élévation d'une autre 10 variante d'électrode. Tel qu'il est illustré sur les figures 1 et 2, le système de capture et de destruction de particules de suie conforme à l'invention comprend une plaque en matériau diélectrique 1 qui peut être montée parallèlement à l'écoulement des gaz d'échappement, symbolisé par la 15 flèche 2 sur la figure 2. Différentes électrodes sont disposées sur la plaque 1. Une électrode haute tension 3 est disposée sur une première face la de la plaque diélectrique 1. Dans l'exemple illustré, l'électrode haute tension 3 est disposée sur la face supérieure la de la plaque 1 par rapport à la vue illustrée sur la figure 2. L'électrode haute tension 20 3 se présente sous la forme d'une plaque métallique ayant sensiblement la forme d'un rectangle comme on peut le voir sur la figure 1. La plaque diélectrique 1 est elle-même, dans l'exemple illustré sur les figures 1 et 2, de forme sensiblement rectangulaire, le grand côté de la plaque 1 étant parallèle à l'écoulement des gaz 25 d'échappement 2. La plaque métallique constituant l'électrode haute tension 3 est disposée sur la face la de la plaque 1 au voisinage du bord 4 de cette dernière, bord qui est situé du côté aval de l'écoulement des gaz d'échappement 2. L'électrode haute tension 3 peut être fixée par tout moyen, tel que collage ou analogue sur la 30 surface la. Toujours sur la face supérieure la de la plaque 1, se trouve disposée, en face de l'électrode haute tension 3, une électrode de masse 5 présentant une partie principale 5a disposée sur la face supérieure la de la plaque 1. Cette partie principale 5a est disposée au 2910530 7 voisinage du bord 6 de la plaque 1 qui est le bord opposé au bord 4 et se trouve du côté amont par rapport à l'écoulement 2 des gaz d'échappement. La partie principale 5a de l'électrode de masse 5 présente une forme générale rectangulaire. Elle est disposée 5 parallèlement à l'électrode haute tension 3 en laissant subsister sur la surface la de la plaque 1 une distance entre les deux électrodes 3 et 5. L'électrode de masse 5 comprend également une partie de retour 5b visible sur la figure 2 qui entoure le bord 6 de la plaque 1 et s'étend sur la deuxième face lb de la plaque diélectrique 1 jusqu'au voisinage 10 de la position correspondant sur la face la de la plaque 1 à l'électrode haute tension 3. Dans l'exemple illustré, la partie de retour 5b s'étend juste sous le bord amont de l'électrode haute tension 3. En variante, un écartement pourrait subsister entre le bord extrême de la partie de retour 5b et la position du bord amont de l'électrode 3. La longueur de 15 la partie de retour 5b dans le sens longitudinal est identique à la dimension, dans le sens transversal par rapport à l'écoulement des gaz d'échappement 2 de la partie principale 5a de l'électrode de masse et de l'électrode haute tension 3. En d'autres termes, la partie de retour 5b occupe tout l'espace situé entre l'électrode haute tension 3 et 20 l'électrode de masse 5 dans sa partie principale 5a mais sur la face inférieure lb de la plaque 1. Sur la face la de la plaque 1, sont en outre disposées plusieurs électrodes auxiliaires 7, qui sont au nombre de six dans l'exemple illustré. Dans l'exemple illustré, les électrodes auxiliaires 7 sont 25 solidaires de la plaque diélectrique 1. Elles sont disposées parallèlement entre elles et parallèles à l'électrode haute tension 3 et à la partie principale 5a de l'électrode de masse 5. Dans l'exemple illustré, les électrodes auxiliaires 7 sont constituées par des plaques métalliques fixées par tout moyen sur la face la de la plaque 30 diélectrique 1. I1 en est de même de l'électrode de masse 5 qui est constituée par une plaque métallique fixée par tout moyen approprié tel que collage ou autre sur la face la, le bord 6 et la face lb de la plaque diélectrique 1.In some applications it may be advantageous for the high voltage electrode and / or the ground electrode to have edges facing a serrated profile with angular or rounded contours. In yet another embodiment, two identical dielectric plates provided on their respective outer faces of the same electrodes, are associated with each other by clamping together a common return portion to the two ground electrodes. This doubles the efficiency of the system. The dielectric plates of the system are preferably mounted so that the high voltage electrode is placed downstream of the exhaust gas flow. Indeed, the surface discharge in a boundary layer near the surface of the dielectric plate causes a local gas flow of a speed of the order of a few m / s; When this local flow is opposed to the flow of the exhaust gas, the local velocity of the gases near the surface can be canceled which results in a significant reduction in the risk of entrainment or release of the collected particles. Another aspect of the invention relates to a method for capturing and destroying soot particles contained in an exhaust gas stream of a motor vehicle internal combustion engine, using a plasma created by a high voltage electrical discharge. . According to this method, a discharge is produced between two electrodes arranged on a dielectric plate and this discharge is maintained near the surface of said plate. Preferably, a directed discharge is caused so as to create a local gas current near the surface of said plate, in a direction contrary to the flow of the exhaust gas. The invention will be better understood by studying a few embodiments described by way of non-limiting examples, and illustrated by the appended drawings in which FIG. 1 schematically represents a top view of a plate made of dielectric material. may be used in a soot particle capture and destruction system in the invention; - Figure 2 is a schematic sectional view along II-II of Figure 1; Figure 3 is a sectional view similar to Figure 2 of another embodiment; Figure 4 is an elevational view of an alternative electrode, and Figure 5 is an elevational view of another alternative electrode. As illustrated in FIGS. 1 and 2, the soot particles capture and destruction system according to the invention comprises a plate of dielectric material 1 which can be mounted parallel to the flow of the exhaust gases. , symbolized by the arrow 2 in FIG. 2. Different electrodes are arranged on the plate 1. A high voltage electrode 3 is disposed on a first face 1a of the dielectric plate 1. In the example illustrated, the high voltage electrode 3 is disposed on the upper face 1a of the plate 1 relative to the view illustrated in FIG. 2. The high voltage electrode 3 is in the form of a metal plate having substantially the shape of a rectangle as This can be seen in Figure 1. The dielectric plate 1 is itself, in the example illustrated in Figures 1 and 2, of substantially rectangular shape, the long side of the plate 1 being parallel to the gas flow 2 The metal plate constituting the high voltage electrode 3 is disposed on the face 1a of the plate 1 in the vicinity of the edge 4 of the latter, which edge is located on the downstream side of the gas flow. Exhaust 2. The high voltage electrode 3 may be fixed by any means, such as gluing or the like on the surface 1a. Always on the upper face of the plate 1, is disposed, opposite the high voltage electrode 3, a ground electrode 5 having a main portion 5a disposed on the upper face of the plate 1. This main part 5a is disposed adjacent the edge 6 of the plate 1 which is the edge opposite the edge 4 and is on the upstream side with respect to the flow 2 of the exhaust gas. The main part 5a of the ground electrode 5 has a generally rectangular shape. It is arranged parallel to the high-voltage electrode 3, leaving on the surface 1a of the plate 1 a distance between the two electrodes 3 and 5. The ground electrode 5 also comprises a return portion 5b visible in FIG. 2 which surrounds the edge 6 of the plate 1 and extends on the second face lb of the dielectric plate 1 to the vicinity 10 of the corresponding position on the face of the plate 1 to the high voltage electrode 3. In the illustrated example, the return portion 5b extends just below the upstream edge of the high voltage electrode 3. Alternatively, a gap could exist between the end edge of the return portion 5b and the position of the upstream edge of the The length of the return portion 5b in the longitudinal direction is identical to the dimension, in the direction transverse to the flow of the exhaust gases 2 of the main part 5a of the electrode. mass and high tensio electrode 3. In other words, the return portion 5b occupies all the space between the high voltage electrode 3 and the ground electrode 5 in its main part 5a but on the lower face 1b of the plate 1 On the face 1a of the plate 1 are furthermore arranged a plurality of auxiliary electrodes 7, which are six in number in the illustrated example. In the illustrated example, the auxiliary electrodes 7 are integral with the dielectric plate 1. They are arranged parallel to each other and parallel to the high-voltage electrode 3 and to the main part 5a of the ground electrode 5. In FIG. As an example, the auxiliary electrodes 7 are constituted by metal plates fixed by any means on the face 1a of the dielectric plate 1. The same is true of the ground electrode 5 which consists of a metal plate fixed by any suitable means such as glue or other on the face 1a, the edge 6 and the face 1b of the dielectric plate 1.

2910530 8 En variante, les différentes électrodes 3, 5 et 7, pourraient être réalisées sous la forme de bandes de métallisation formées sur les surfaces la et lb de la plaque diélectrique 1. On pourrait également concevoir des modes de réalisation différents dans lesquels les 5 électrodes auxiliaires 7 pourraient être de simples fils métalliques tendus à proximité immédiate ou en contact avec la surface la de la plaque 1. On pourrait également imaginer d'incruster en totalité ou en partie les différentes électrodes 3, 5 et 7 au sein même de l'épaisseur de la plaque diélectrique 1.In a variant, the different electrodes 3, 5 and 7 could be made in the form of metallization strips formed on the surfaces 1a and 1b of the dielectric plate 1. It would also be possible to design different embodiments in which the Auxiliary electrodes 7 could be simple metal wires stretched in the immediate vicinity or in contact with the surface 1a of the plate 1. It would also be possible to embed all or part of the various electrodes 3, 5 and 7 within the same area. thickness of the dielectric plate 1.

10 L'écartement entre les différentes électrodes auxiliaires 7 est constant au même titre que l'écartement entre les deux électrodes auxiliaires 7 d'extrémité, l'électrode haute tension 3 et la partie 5a de l'électrode de masse 5. En fonctionnement, l'électrode haute tension 3 peut être 15 alimentée par un générateur 8 créant un courant électrique alternatif positif à haute tension. A titre d'exemple, comme illustré sur la figure 1, la tension peut être sinusoïdale et de fréquence par exemple 100 kHz. On peut également envisager une tension en créneaux avec un front de montée de l'ordre de 1 microseconde. La tension peut être 20 de quelques kilovolts. La tension de crête dépend de la distance qui est choisie entre les différentes électrodes auxiliaires 7 ainsi qu'entre l'électrode haute tension 3 et l'électrode de masse 5. L'électrode de masse 5 est quant à elle connectée à la masse. Une plaque diélectrique 1 ainsi équipée des différentes 25 électrodes 3, 5 et 7 peut être utilisée dans un filtre à particules destiné à capturer et détruire les particules de suie contenues dans les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Une pluralité de telles plaques peut être utilisée. Les plaques seront alors disposées parallèlement à l'intérieur d'un bâti, 30 dans l'écoulement des gaz d'échappement. Lorsqu'une telle plaque diélectrique 1 est ainsi intégrée dans un filtre à particules, la plaque 1 constitue un collecteur des particules de suie qui viennent se déposer sur sa surface et notamment sur la face la de la plaque diélectrique 1. Lorsque l'encrassement de la surface de la plaque 1 atteint une limite 2910530 9 détectée par un capteur approprié, il est possible de déclencher une phase de régénération, c'est-à-dire de nettoyage de la plaque 1 avec destruction des particules de suie. L'alimentation de l'électrode haute tension 3 en courant 5 alternatif comme il a été dit plus haut entraîne la formation de décharges en filaments schématisées par les traits 9 sur les figures 1 et 2. Ces décharges en filaments se forment à partir de l'électrode haute tension 3 et viennent couvrir toute la surface la de la plaque diélectrique 1 entre l'électrode haute tension 3 et la partie principale 10 5a de l'électrode de masse 5. Les électrodes auxiliaires 7 facilitent l'amorçage de la décharge et réduisent considérablement le seuil d'amorçage. L'encrassement de la face la de la plaque 1 rend l'amorçage de la décharge encore plus facile et la décharge se développe de préférence sur les zones de la face la les plus 15 encrassées. Grâce à la présence de la partie de retour 5b de l'électrode de masse 5 sur la face inférieure lb de la plaque 1, la décharge filamentée glisse en quelque sorte sur la face la de la plaque 1. En effet, la partie de retour 5b attire la décharge filamentée vers la face la de la plaque 20 1, ce qui augmente la capacité parasite du système et améliore la destruction des particules de suie qui ont été accumulées sur la face la de la plaque 1. Etant donné que le courant électrique d'alimentation passe librement entre les deux électrodes principales que constituent 25 l'électrode haute tension 3 et la partie principale 5a de l'électrode de masse 5, la décharge diffère d'une décharge à barrière diélectrique classique. Les micro-arcs formant des canaux de la décharge 9 sont chauffés à une température suffisamment élevée pour oxyder les particules de suie déposées sur la surface de la plaque 1. Etant donné 30 que les décharges 9 se développent dans une couche fine très proche de la surface la de la plaque 1, l'énergie de l'alimentation électrique 8 se trouve ramenée directement et uniquement sur les particules de suie à détruire sans perte parasite qui serait due à l'échauffement du dispositif dans son entier.The spacing between the various auxiliary electrodes 7 is constant as is the spacing between the two auxiliary end electrodes 7, the high voltage electrode 3 and the part 5a of the ground electrode 5. In operation, the high voltage electrode 3 can be powered by a generator 8 creating a positive high voltage alternating electric current. By way of example, as illustrated in FIG. 1, the voltage may be sinusoidal and of frequency for example 100 kHz. It is also possible to envisage a crimped voltage with a rising edge of the order of 1 microsecond. The voltage may be a few kilovolts. The peak voltage depends on the distance that is chosen between the different auxiliary electrodes 7 as well as between the high voltage electrode 3 and the ground electrode 5. The ground electrode 5 is connected to ground. A dielectric plate 1 thus equipped with the various electrodes 3, 5 and 7 can be used in a particulate filter for capturing and destroying the soot particles contained in the exhaust gas of an internal combustion engine of a vehicle. automobile. A plurality of such plates can be used. The plates will then be arranged parallel to the inside of a frame, in the flow of the exhaust gas. When such a dielectric plate 1 is thus integrated in a particulate filter, the plate 1 constitutes a collector of the soot particles which are deposited on its surface and in particular on the face of the dielectric plate 1. When the fouling of the the surface of the plate 1 reaches a limit 2910530 9 detected by a suitable sensor, it is possible to trigger a regeneration phase, that is to say cleaning the plate 1 with destruction of soot particles. The feeding of the high-voltage electrode 3 in alternating current as mentioned above results in the formation of filament discharges schematized by the lines 9 in FIGS. 1 and 2. These filament discharges are formed from FIG. high voltage electrode 3 and cover the entire surface of the dielectric plate 1 between the high voltage electrode 3 and the main portion 5a of the ground electrode 5. The auxiliary electrodes 7 facilitate the priming of the discharge and significantly reduce the boot threshold. Clogging of the face 1a of the plate 1 makes the priming of the discharge even easier and the discharge preferably develops on the most fouled areas of the face 1a. Due to the presence of the return portion 5b of the ground electrode 5 on the lower face lb of the plate 1, the filamentous discharge slides somehow on the face of the plate 1. Indeed, the return portion 5b attracts the filamentary discharge towards the face 1a of the plate 1, which increases the parasitic capacitance of the system and improves the destruction of the soot particles which have been accumulated on the face 1a of the plate 1. The power supply passes freely between the two main electrodes constituted by the high voltage electrode 3 and the main part 5a of the ground electrode 5, the discharge differs from a conventional dielectric barrier discharge. The micro-arcs forming channels of the discharge 9 are heated to a sufficiently high temperature to oxidize the soot particles deposited on the surface of the plate 1. Since the discharges 9 develop in a thin layer very close to the the surface of the plate 1, the power of the power supply 8 is returned directly and only on the soot particles to be destroyed without parasitic loss that would be due to the heating of the device as a whole.

2910530 10 Indépendamment du fonctionnement d'un tel système au cours d'une phase de régénération dans laquelle les particules de suie préalablement collectées sont détruites, on notera que le système peut également être utilisé à la fois pour la capture des particules en 5 favorisant leur dépôt sur la face collectrice la de la plaque diélectrique 1 et pour leur destruction immédiate. Dans ce cas, l'électrode haute tension est alimentée en courant électrique, de façon que les décharges filamentées 9 se présentant sous la forme de micro-arcs soient polarisées positivement. Les particules de suie qui sont en 10 suspension dans le flux des gaz d'échappement 2 sont chargées négativement, par exemple au moyen d'une décharge corona de type négatif générée par des moyens non représentés sur la figure et disposés dans l'écoulement des gaz d'échappement, en amont par rapport à la plaque diélectrique 1. Les particules chargées 15 négativement sont alors attirées directement par les décharges 9 à proximité immédiate de la face la ou directement sur cette face où elles se trouvent immédiatement détruites. Comme précédemment, l'énergie de l'alimentation électrique 8 se trouve concentrée essentiellement sur la capture et la destruction des particules de suie.Regardless of the operation of such a system during a regeneration phase in which the previously collected soot particles are destroyed, it will be appreciated that the system can also be used both for capturing the particles by promoting them. deposit on the collector face la of the dielectric plate 1 and for their immediate destruction. In this case, the high voltage electrode is supplied with electric current, so that the filamentous discharges 9 in the form of micro-arcs are positively polarized. The soot particles which are suspended in the flow of the exhaust gases 2 are negatively charged, for example by means of a negative type corona discharge generated by means not shown in the figure and arranged in the flow of the exhaust gas, upstream from the dielectric plate 1. The negatively charged particles are then attracted directly by the discharges 9 in the immediate vicinity of the face or directly on this face where they are immediately destroyed. As before, the energy of the power supply 8 is concentrated mainly on the capture and destruction of the soot particles.

20 La décharge surfacique 9 produit également de l'ozone dans la zone d'échauffement locale au voisinage de la face la de la plaque 1. Une telle génération d'ozone accélère encore l'oxydation des particules de suie. Par ailleurs, on sait que dans une couche limite proche de la face la de la plaque diélectrique, la décharge surfacique 9 25 provoque un flux local de gaz schématisé par les flèches 10 sur la figure 2 et d'une vitesse importante, de l'ordre de quelques mètres par seconde. Pour utiliser au mieux ce flux de gaz, on dispose de préférence l'électrode haute tension 3 en aval par rapport à l'écoulement du flux des gaz d'échappement 2 comme représenté sur la 30 figure 2. En effet, dans ce cas, le flux local représenté par les flèches 10 est opposé au flux des gaz d'échappement représenté par la flèche 2. I1 est alors possible de rendre la vitesse locale des gaz à proximité de la face la de la plaque 1 pratiquement nulle, supprimant ainsi tout risque de relargage des particules de suie collectées sur la face la. De 2910530 11 cette manière, il est possible d'augmenter encore l'efficacité de la destruction des particules de suie collectées. La figure 3 illustre un autre mode de réalisation dans lequel deux plaques diélectriques identiques 1 sont montées l'une en face de 5 l'autre en enserrant à la manière d'un sandwich la partie de retour 5b qui est alors commune aux deux électrodes de masse 5, qui constituent alors en quelque sorte une seule électrode de masse 5. Les deux faces lb respectives des deux plaques diélectriques 1 se font face et enserrent la partie de retour 5b de l'électrode de masse 5. Dans 10 l'exemple de la figure 3 on a représenté les différentes électrodes auxiliaires sous la forme de fils métalliques 11 qui peuvent être tendus ou fixés par tout moyen à proximité de la face la de chacune des plaques 1. Les fils 11 peuvent également être collés ou fixés sur les faces la.The surface discharge 9 also produces ozone in the local heating zone in the vicinity of the face 1a of the plate 1. Such an ozone generation further accelerates the oxidation of the soot particles. Furthermore, it is known that in a boundary layer close to the face 1a of the dielectric plate, the surface discharge 9 25 causes a local gas flow shown schematically by the arrows 10 in FIG. 2 and with a high speed, of the order of a few meters per second. In order to make the best use of this flow of gas, the high voltage electrode 3 is preferably disposed downstream with respect to the flow of the flow of the exhaust gases 2 as shown in FIG. 2. In this case, in this case, the local flow represented by the arrows 10 is opposite to the flow of the exhaust gases represented by the arrow 2. It is then possible to make the local velocity of the gases close to the face 1a of the plate 1 practically zero, thus eliminating any risk of release of soot particles collected on the face. In this way, it is possible to further increase the efficiency of the destruction of the collected soot particles. FIG. 3 illustrates another embodiment in which two identical dielectric plates 1 are mounted facing each other sandwiching the return portion 5b, which is then common to both electrodes, in the manner of a sandwich; 5, which then constitute in a way a single ground electrode 5. The two respective faces 1b of the two dielectric plates 1 face each other and enclose the return portion 5b of the ground electrode 5. In the example of FIG. FIG. 3 shows the various auxiliary electrodes in the form of metal wires 11 which can be stretched or fixed by any means close to the face 1a of each of the plates 1. The wires 11 can also be glued or fixed on the faces the.

15 Les bords en regard des électrodes principales que constituent l'électrode haute tension 3 et l'électrode de masse 5, peuvent être rectilignes comme illustré sur la figure 1. Ils peuvent également être structurés comme illustré sur les figures 4 et 5 qui représentent deux exemples de formes spécifiques pour une électrode haute tension 3.The facing edges of the main electrodes constituted by the high voltage electrode 3 and the ground electrode 5 may be rectilinear as shown in FIG. 1. They may also be structured as illustrated in FIGS. 4 and 5 which represent two examples of specific shapes for a high voltage electrode 3.

20 Dans la variante de la figure 4, l'électrode haute tension 3 présente un bord crénelé avec des dents angulaires 12 dont les sommets font saillie en direction de l'électrode de masse. Dans la variante de la figure 5, le bord de l'électrode haute tension présente un profil dentelé à contours arrondis 13 constituant une succession de bossages arrondis faisant 25 face à l'électrode de masse. Le bord en regard de l'électrode de masse 3 peut avoir la même structure.In the variant of FIG. 4, the high-voltage electrode 3 has a crenellated edge with angular teeth 12 whose vertices project in the direction of the ground electrode. In the variant of FIG. 5, the edge of the high voltage electrode has a serrated profile with rounded contours 13 constituting a succession of rounded bosses facing the ground electrode. The edge opposite the ground electrode 3 may have the same structure.

Claims

1. A system for capturing and destroying soot particles contained in the exhaust gas of a motor vehicle internal combustion engine of the type comprising at least one plate (1) made of dielectric material mounted parallel to the flow of carbon dioxide gas. and exhaust associated with electrodes capable, when fed with electric current, to create a plasma by high voltage electric discharge, characterized in that the electrodes comprise: - a high voltage electrode (3) arranged on a first face (la) of the dielectric plate (1) and connected to a high voltage AC power supply (2); - a ground electrode (5) connected to the ground and comprising a main part (5a) disposed on an edge (6) of the first face (1a) of the dielectric plate (1) parallel and at a distance from the high electrode voltage (3) and a return portion (5b) surrounding said edge and extending on the second face (1b) of the dielectric plate, - a plurality of auxiliary electrodes (7) arranged in parallel on the dielectric plate (1) and between high voltage electrode (3) and the ground electrode (5).

2. System according to claim 1 wherein the return portion (5b) of the ground electrode (5) extends on the second face (1b) of the dielectric plate (1), from said edge (6) to near the position of the high voltage electrode.

3. System according to one of the preceding claims, wherein the auxiliary electrodes (7) are disposed in contact with or near the first face (la) of the dielectric plate.

4. System according to claim 3, wherein the auxiliary electrodes (7) comprise metal plates fixed on the dielectric plate or metallization strips formed on the surface of the dielectric plate. 2910530 13

5. System according to claim 3, wherein the auxiliary electrodes (7) comprise stretched metal wires.

6. System according to one of claims 1 or 2, wherein the auxiliary electrodes (7) are at least partly embedded in the thickness of the dielectric plate.

7. System according to claim 6, wherein the auxiliary electrodes (7) comprise threaded or non-threaded metal rods.

8. System according to one of the preceding claims, wherein the high voltage electrode (3) and / or the ground electrode (5) 10 have facing edges having a serrated profile with angular contours (12) or rounded (13).

9. System according to one of the preceding claims, wherein two identical dielectric plates (1) provided on their respective outer face (la) of the same electrodes, are associated with each other by enclosing between them a portion of return (5b) common to both ground electrodes (5).

10. System according to one of the preceding claims, wherein the dielectric plates are mounted so that the high voltage electrode (3) is placed downstream of the flow (2) of the exhaust gas.

11. A method for capturing and destroying soot particles contained in an exhaust gas stream of an internal combustion engine of a motor vehicle, using a plasma created by a high-voltage electric discharge, characterized in that a discharge is produced between two electrodes arranged on a dielectric plate and this discharge is maintained close to the surface of said plate.

12. The method of claim 11, wherein a directed discharge is caused to create a local gas stream near the surface of said plate, in a direction contrary to the flow of the exhaust gas.