FR2924748A1 - Dispositif de traitement de gaz d'echappement - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de traitement de gaz d'échappement comportant un boîtier (12) et au moins un corps creux (20) constitué par un substrat perméable au gaz, qui est reçu dans le boîtier (12), parcouru par des gaz d'échappement et qui est fixé dans le boîtier (12) à au moins une extrémité (22, 28) au moyen d'un ensemble de fixation. L'ensemble de fixation comprend au moins un moyen de fixation (50) flexible en direction radiale et/ou axiale.

Description

L'invention se rapporte à un dispositif de traitement de gaz d'échappement. Pour le traitement, en particulier l'épuration de gaz d'échappement de moteurs à combustion interne, par exemple de moteurs diesel d'une voiture particulière, il est connu d'agencer des substrats poreux, perméables au gaz dans un conduit d'échappement, dans un boîtier fermé, de telle sorte que le substrat est parcouru par les gaz d'échappement. Dans ce but, le substrat est réalisé par exemple sous forme de corps creux présentant une ou plusieurs parois, le corps creux étant agencé dans le boîtier de manière à ce que les gaz d'échappement doivent en tout cas passer à travers au moins une paroi du corps creux pour parvenir de l'entrée du boîtier à la sortie de celui-ci.

Des géométries possibles pour le corps creux sont par exemple l'utilisation de deux troncs de cône emboîtés l'un dans l'autre en sens inverse, ou de deux cylindres agencés de façon concentrique l'un par rapport à l'autre. En tant que substrat pour le corps creux, on emploie par exemple des plaques en mousse métallique, en une éponge métallique ou encore constituées par une structure métallique à boules creuses, qui peuvent être revêtues d'un matériau à effet catalytique. Un traitement de gaz d'échappement peut être effectué par exemple par transformation chimique, par séparation mécanique de particules transportées par les gaz d'échappement, par exemple les particules de suie, dans les pores du substrat, ou à l'aide d'une combinaison de procédés différents. Dans un tel agencement, les différents coefficients de dilatation thermique du corps creux et du boîtier l'entourant posent un problème. Ceci est encore aggravé par le fait que le substrat du corps creux est plutôt cassant et ne supporte ainsi que de faibles charges mécaniques. L'invention propose une fixation simple et fiable pour un 35 tel corps creux dans un boîtier d'un dispositif de traitement de gaz d'échappement. Dans un dispositif de traitement de gaz d'échappement comportant un boîtier et au moins un corps creux constitué par un substrat perméable au gaz, qui est reçu dans le boîtier, parcouru par des gaz d'échappement et qui est fixé dans le boîtier à au moins une extrémité au moyen d'un ensemble de fixation, il est prévu à cette fin, et selon l'invention, au moins un moyen de fixation flexible en direction radiale et/ou axiale. Selon l'invention, la dilatation différente du corps creux et du boîtier en cas de températures différentes est absorbée par le moyen de fixation flexible de l'ensemble de fixation. Le moyen de fixation flexible est en outre apte à compenser des tolérances de fabrication de sorte que la fabrication est simplifiée par rapport aux procédés courants dans lesquels le boîtier et le substrat doivent être adaptés l'un à l'autre de façon très précise.

Le moyen de fixation flexible entoure de préférence une extrémité du corps creux pour créer une charge répartie régulièrement sur la périphérie, et en même temps, une fixation fiable. Le moyen de fixation flexible peut par exemple comprendre un treillis métallique mais également une natte de support ou une natte fibreuse. Il est important que dans la zone où il fixe le corps creux, le moyen de fixation flexible soit en une matière qui est élastiquement souple en direction radiale, et si possible également en direction axiale, et qui est cependant en même temps résistante à la chaleur et indéformable durant la durée de service du dispositif de traitement de gaz d'échappement. L'ensemble de fixation comprend de préférence en plus du moyen de fixation flexible également un moyen de fixation fixe qui est avantageusement sensiblement rigide, qui entoure le moyen de fixation flexible au moins par tronçons et qui assure une fixation prédéterminée et stationnaire du corps creux dans le boîtier. Le moyen de fixation fixe peut par exemple être un ruban métallique.

Le moyen de fixation fixe est de préférence fixé sur une pièce de boîtier par exemple par soudage, brasage, collage, vissage ou d'une autre façon appropriée.

La pièce de boîtier peut être un élément de paroi agencé dans le boîtier, qui est par exemple orienté de façon perpendiculaire par rapport à une direction axiale du boîtier et qui peut en même temps avoir un effet de guidage d'écoulement et d'ajustage de distance. En alternative, le moyen de fixation fixe peut également faire partie d'une paroi extérieure du boîtier. Dans ce cas, la paroi extérieure peut par exemple être déformée localement dans la zone du moyen de fixation flexible pour la fixation 10 du corps creux sur le boîtier, afin de former un support pour le corps creux. Il est possible d'agencer entre le corps creux et le moyen de fixation flexible une couche de glissement menant à une répartition de force plus régulière sur la périphérie du 15 corps creux lors de la fixation. Dans le cas d'un corps creux constitué par un substrat en mousse métallique et d'un moyen de fixation flexible, par exemple en un treillis métallique, il se pose le problème que deux surfaces rugueuses sont agencées l'une sur l'autre. Grâce à une couche de glissement 20 placée entre celles-ci, le matériau du moyen de fixation flexible peut glisser le long du matériau du substrat lorsque, par exemple, le moyen de fixation fixe extérieur est serré. On obtient ainsi une répartition régulière de la charge le long de la périphérie du corps creux. 25 Dans un mode de réalisation préféré, le moyen de fixation flexible est réalisé sous forme de profil qui reçoit une extrémité du corps creux. Ici, il convient d'utiliser des profils annulaires présentant une section transversale en forme de U ou de C. L'extrémité (annulaire) du corps creux, 30 qui peut comprendre une ou plusieurs couches de substrat, est reçue entre les branches du U. Ici, le corps creux peut être plaqué contre le moyen de fixation flexible. Le moyen de fixation flexible et le corps creux peuvent également être fixés l'un sur l'autre à cet endroit, par exemple par 35 soudage, brasage ou collage. Dans ce cas, le moyen de fixation fixe est, de préférence, également réalisé sous forme de profil rigide qui reçoit le moyen de fixation flexible. Il est alors judicieux que la forme du moyen de fixation flexible et celle du moyen de fixation fixe soient adaptées l'une à l'autre. Spécialement dans le cas de corps creux constitués par exemple par des plaques de substrat en mousse métallique, enroulées de façon tronconique ou cylindrique, les faces frontales fragiles des extrémités du corps creux peuvent, dans cette réalisation, être protégées de manière durable et simple contre les charges produites lors du fonctionnement. Le profil rigide est de préférence fixé, par exemple soudé, brasé ou collé sur une pièce de boîtier. Comme dans l'exemple précédent, la pièce de boîtier peut être un élément de paroi intérieur ou bien un tronçon de la paroi extérieure du boîtier. Dans le cas de corps creux réalisés sous forme de deux troncs de cône emboîtés l'un dans l'autre en sens inverse, les couches de substrat des différents éléments du corps creux sont placées les unes sur les autres à une extrémité du corps creux. Il est possible de prévoir un moyen de fixation flexible qui borde. séparément l'extrémité de chaque élément du corps creux de telle sorte que les éléments individuels du corps creux ne peuvent pas frotter les uns contre les autres, mais sont séparés les uns des autres par un tronçon du moyen de fixation flexible. Il est cependant avantageux de prévoir seulement un moyen 25 de fixation fixe pour la fixation, celui-ci étant de préférence réalisé sous forme de profil rigide et recevant les extrémités des deux éléments du corps creux ainsi que le moyen de fixation flexible complet. Ici, le profil rigide est de préférence annulaire de 30 telle sorte que l'extrémité complète du corps creux est recouverte et encerclée sur toute sa périphérie tant par le moyen de fixation flexible que par le moyen de fixation fixe. Le moyen de fixation flexible et le moyen de fixation fixe sont de préférence deux composants séparés qui assurent 35 conjointement la fixation du corps creux dans le boîtier. De préférence, le moyen de fixation flexible est ici agencé entre le corps creux et le moyen de fixation fixe, en direction radiale, et fournit le jeu nécessaire en direction radiale et axiale pour compenser des tolérances ou différentes dimensions dues aux coefficients de dilatation thermique différents du corps creux et du boîtier, tandis que le moyen de fixation fixe assume la véritable fixation du corps creux dans le boîtier. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit de plusieurs exemples de réalisation en faisant référence aux dessins annexés. Ceux-ci montrent : - Figure 1 une vue en coupe schématique d'un dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'invention ; - Figure 2 une vue en coupe schématique d'une partie d'un dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'invention avec un élément de paroi flexible ; - Figure 3 l'élément de paroi flexible de la figure 2 dans une représentation en perspective ; - Figures 4 à 8 schématiquement une première variante de la fixation d'un corps creux d'un dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'invention dans un boîtier ; - Figures 9 à 14 schématiquement une deuxième variante de la fixation d'un corps creux d'un dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'invention dans un boîtier ; - Figure 15 une représentation schématique d'une autre variante de la fixation d'un corps creux dans un boîtier d'un dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'invention ; - Figures 16 et 17, respectivement, une coupe schématique à travers un dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'invention avec un corps de support ; - Figure 18 une coupe schématique à travers un dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'invention avec un élément de guidage d'écoulement ; - Figure 19 un élément de paroi avec un élément de guidage d'écoulement tel que dans la figure 16, dans une 35 représentation schématique en perspective ; - Figure 20 une vue en coupe schématique d'un boîtier d'un dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'invention ; et - Figure 21 une vue en coupe schématique d'une partie d'un dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'invention. La figure 1 montre un dispositif de traitement de gaz d'échappement 10 pour un moteur à combustion interne. Le dispositif de traitement de gaz d'échappement 10 est placé dans un conduit d'échappement, esquissé ici seulement schématiquement aux deux extrémités extérieures du dispositif de traitement de gaz d'échappement 10, et se trouve dans le flux de gaz d'échappement qui parcourt ce conduit d'échappement. Il comporte un boîtier 12 avec une zone d'entrée 14 en entonnoir agencée du côté gauche dans la figure 1, une zone de passage 16 se raccordant à la zone d'entrée en direction d'écoulement, ainsi qu'une zone de sortie 18 en forme d'entonnoir qui se raccorde à la zone de passage 16 en direction d'écoulement et se trouve du côté droit du boîtier 12 à la figure 1. Le boîtier 12 est étanche vers l'extérieur et est également raccordé au conduit d'échappement de façon étanche au gaz de telle sorte que tous les gaz d'échappement doivent traverser le boîtier 12. Le boîtier 12 est avantageusement moulé à partir d'une tôle métallique résistante à la chaleur et indéformable. Un corps creux 20 qui se trouve dans le chemin d'écoulement des gaz d'échappement est reçu dans le boîtier 25 12, de telle sorte que les gaz d'échappement doivent traverser au moins une paroi du corps creux 20 pour parvenir de la zone d'entrée 14 vers la zone de sortie 18. Ici, le corps creux 20 est composé de plusieurs couches d'un substrat perméable au gaz, constitué par exemple par des plaques en 30 mousse métallique, des plaques en éponge métallique ou des plaques en une structure métallique à boules creuses, ou bien par un autre matériau de substrat quelconque approprié. Le dispositif de traitement de gaz d'échappement 10 peut par exemple être un filtre à particules dans lequel des 35 particules de suie sont extraites des gaz d'échappement par filtration. Dans l'exemple présent, le substrat du corps creux 20 est revêtu d'un matériau à effet catalytique tel qu'il est connu dans des dispositifs similaires.

Dans les cas montrés ici, le corps creux 20 est formé à partir de deux éléments sous forme de deux troncs de cône emboîtés l'un dans l'autre en sens inverse. A une première extrémité 22 (dans la figure 1 à gauche), le corps creux 20 présente deux faces frontales 24, 26 annulaires agencées l'une dans l'autre de façon concentrique. Du côté opposé, le corps creux 20 présente à une deuxième extrémité 28 (dans la figure 1 à droite) une seule face frontale 30 annulaire dans laquelle les deux éléments du corps creux sont agencés l'un sur l'autre. Dans les exemples montrés, chacun des éléments du corps creux 20 est constitué de trois couches de plaques de substrat qui peuvent avoir différentes propriétés, par exemple différentes porosités.

Le corps creux 20 est fixé, aux deux extrémités 22, 28, sur un élément de paroi 32, 34 respectif agencé entièrement à l'intérieur du boîtier 12, les deux éléments de paroi 32, 34 étant orientés perpendiculairement par rapport à la direction axiale A. Le premier élément de paroi 32 se trouve à la transition entre la zone d'entrée 14 et la zone de passage 16, tandis que le deuxième élément de paroi 34 se trouve à la transition entre la zone de passage 16 et la zone de sortie 18. Dans cet exemple, les deux éléments de paroi 32, 34 sont en tôle métallique résistante à la chaleur. Ils sont reliés à la paroi extérieure du boîtier 12 de façon solidaire et sans jeu. Les éléments de paroi 32, 34 laissent chacun des tronçons de passage 36 ouverts orifice d'admission 37 lequel le gaz admis est intermédiaire entre les qui, du côté de sortie, d'échappement à travers et de l'environnement évacué. La réalisation qui, du côté d'entrée, forment un sensiblement annulaire à travers guidé de façon ciblée dans l'espace deux éléments du corps creux 20, et respectivement, forment des orifices lesquels le gaz venant de l'intérieur du corps creux 20 est de nouveau des éléments de paroi 32, 34 et la fixation du corps creux 20 sur ceux-ci sont expliquées de façon plus détaillée dans ce qui suit.

Grâce à sa conformation, le boîtier 12 lui-même peut contribuer à l'optimisation du flux de gaz à travers le dispositif de traitement de gaz d'échappement 10. Ceci sera également encore expliqué en détail dans ce qui suit.

Dans un mode de réalisation de l'invention, le deuxième élément de paroi 34 est réalisé flexible en direction axiale A. Un tel élément de paroi 34 est montré par exemple aux figures 2 et 3. Dans ce but, l'élément de paroi 34 présente un segment annulaire 38 intérieur et un segment annulaire 40 extérieur qui sont reliés l'un à l'autre au moyen de plusieurs traverses 42, dans l'exemple présent au nombre de trois, qui sont réparties de façon régulière sur la périphérie de l'élément de paroi 34. Vu en direction radiale r, deux tronçons 44 courbés, qui sont directement adjacents et en forme de crête de vague et de creux de vague, sont réalisés dans chaque traverse 42, ces tronçons étant orientés en direction axiale A et en direction opposée à celle-ci, respectivement. Grâce à cette géométrie, on obtient une flexibilité en direction axiale A du segment annulaire 38 intérieur par rapport au segment annulaire 40 extérieur qui se traduit par le fait que le segment annulaire 38 intérieur peut être déplacé par rapport au segment annulaire 40 extérieur sur un trajet prédéterminé en direction axiale A et dans la direction opposée à celle-ci. Ce trajet de compensation axiale est de préférence d'environ 1 mm. Il est ainsi possible d'obtenir une compensation des différences de longueur entre le boîtier 12 et le corps creux 20, dues aux différents coefficients de dilatation thermique du boîtier 12 et du corps creux 20. Il est également possible de compenser des tolérances, dues à la fabrication, dans les dimensions du corps creux 20 et du boîtier 12. Les traverses 42 peuvent également avoir une autre forme assurant la flexibilité souhaitée. Les segments annulaires intérieur et extérieur 38, 40 35 peuvent être agencés dans le même plan ou avec un léger décalage l'un par rapport à l'autre en direction axiale A. Après avoir fixé le corps creux 20 sur l'élément de paroi 34 lors du montage du dispositif de traitement de gaz d'échappement 10, cet élément de paroi est amené dans sa position axiale définitive (esquissée à la figure 13) et est soudé ou brasé de façon à être solidaire de la paroi extérieure du boîtier (esquissé à la figure 14 par la soudure 5 35). Le premier élément de paroi 32 pourrait également être réalisé flexible de façon appropriée. Les figures 4 à 15 montrent différentes variantes pour la fixation du corps creux 20 sur le boîtier 12. Certains 10 exemples de fixation sont expliqués de façon plus détaillée dans ce qui suit. Tous les autres procédés de fixation appropriés peuvent cependant également être mis en oeuvre. La figure 4 montre une fixation de l'extrémité 28 située à droite à la figure 1. La délimitation de l'espace libre 15 intérieur 46 de l'élément de paroi 34 est réalisée sous forme de bride 48 formée de façon circonférentielle et faisant saillie en direction axiale A. L'extrémité 28 du corps creux 20 est fixée sur cette bride 48. Dans le cas montré (voir par exemple la figure 2), la bride 48 est agencée radialement à 20 l'intérieur du corps creux 20, de telle sorte que celui-ci est en appui, le long de sa périphérie, partout sur la bride 48. Pour fixer l'extrémité 28 du corps creux 20 sur la bride 48, un moyen de fixation flexible 50 d'un ensemble de 25 fixation est agencé radialement à l'extérieur du corps creux 20. Le moyen de fixation flexible 50 est réalisé de préférence de manière à être flexible dans une certaine mesure, c'est à dire qu'il peut être comprimé élastiquement, au moins en direction radiale r, et si possible également en 30 direction axiale A. Le moyen de fixation flexible 50 peut par exemple être un treillis métallique (tel que dans le cas présent), mais également une natte de support telle que connue pour fixer des pièces d'insert dans des boîtiers de dispositifs de traitement de gaz d'échappement, ou bien une 35 natte fibreuse. La fonction du moyen de fixation flexible 50 de l'ensemble de fixation est de répartir les forces de pression sur le substrat cassant du corps creux 20 le plus régulièrement possible sur sa périphérie et sur la surface de fixation, et ainsi d'éviter des endommagements du corps creux 20. Il peut en outre compenser le tassement du matériau du corps creux 20 pendant la durée de service du dispositif de traitement de gaz d'échappement 10, de telle sorte que la force de serrage reste environ constante. Le moyen de fixation flexible 50 peut également assumer la fonction d'une compensation de tolérances entre le corps creux 20 et le boîtier 12.

Un moyen de fixation fixe 52, qui fait également partie de l'ensemble de fixation et est ici formé par un ruban métallique, est agencé radialement à l'extérieur du moyen de fixation flexible 50. Ici, le moyen de fixation flexible 50 et le moyen de fixation fixe 52 sont deux composants séparés qui sont assemblés seulement lors de l'assemblage du dispositif de traitement de gaz d'échappement 10. Pour fixer le corps creux 20 sur l'élément de paroi 34, l'extrémité 28 du corps creux 20 est emboîtée sur la bride 48, un calibrage ayant éventuellement lieu, c'est à dire que les dimensions de l'extrémité 28 sont adaptées à celles de la bride 48 (ou inversement). Le moyen de fixation flexible 50 est alors placé autour de l'extrémité 28 de telle sorte qu'un anneau de treillis métallique fermé sur sa périphérie entoure l'extrémité 28. Le moyen de fixation fixe 52 est finalement placé autour de cet ensemble et mis sous tension, tel qu'il est classiquement connu. Les extrémités du ruban métallique du moyen de fixation fixe 52 sont fixées l'une sur l'autre, par exemple par soudage, de telle sorte que l'ensemble est retenu sur la bride 48 grâce au serrage.

En alternative, ou additionnellement, il est également possible d'agencer un moyen de fixation flexible 53 de l'ensemble de fixation du côté intérieur, c'est à dire entre la bride 48 et l'extrémité 28 du corps creux 20 (voir figure 6).

Il serait aussi possible d'agencer l'extrémité 28 du corps creux 20 radialement à l'intérieur par rapport à la bride 48, et de prévoir en tant que moyen de fixation fixe, placé radialement le plus loin à l'intérieur, un anneau de serrage, similaire au ruban métallique décrit, qui apporte la force de serrage nécessaire pour tenir les composants ensemble. Le moyen de fixation fixe 52 peut être soudé ou brasé sur 5 le deuxième élément de paroi 34. Une fixation analogue à celle sur le deuxième élément de paroi 34 à l'aide de la bride 48 est naturellement aussi possible pour la fixation de la première extrémité 22 du corps creux 20 sur le premier élément de paroi 32. Dans les 10 exemples montrés aux figures 1, 15, 16, 17, 18 et 21 par exemple, il est prévu sur l'élément de paroi 32 deux brides 48a, 48b agencées l'une au-dessous de l'autre de manière concentrique qui servent chacune à fixer l'une des extrémités axiales des deux éléments du corps creux 20. Chacune des 15 extrémités des éléments de corps creux est respectivement fixée de façon analogue à celle décrite ci-dessus, à l'aide d'un moyen de fixation flexible 50 annulaire et d'un moyen de fixation fixe 52 en forme d'anneau ou de ruban, entourant le moyen de fixation flexible. 20 La figure 15 montre une variante dans laquelle le moyen de fixation fixe 52 est soudé sur l'élément de paroi 32. Dans le mode de réalisation montré aux figures 7 et 8, une couche de glissement 56, par exemple un revêtement approprié, une feuille lisse appropriée ou un treillis 25 métallique lisse, est agencée entre la surface extérieure de l'extrémité 28 du corps creux 20 et la surface radialement intérieure du moyen de fixation flexible 50, cette couche permettant un déplacement du moyen de fixation flexible 50 le long de la périphérie du substrat rugueux du corps creux 20. 30 Un accrochage entre d'éventuelles surfaces rugueuses du corps creux 20 et du moyen de fixation flexible 50 est ainsi évité. De cette manière, le moyen de fixation flexible 50 peut se déplacer par rapport au corps creux 20, et il est possible de mieux répartir les forces de serrage lors de la fermeture du 35 moyen de fixation fixe 52. La couche de glissement 56 est spécialement prévue aux extrémités 22, 28 du corps creux 20 et uniquement dans ces zones.

A l'extrémité 22 correspondant à l'extrémité d'entrée du corps creux 20, il convient spécialement pour la fixation de l'élément extérieur parmi les deux éléments de corps creux que la fonction du moyen de fixation fixe 52 soit assumée par un tronçon de forme appropriée de la paroi extérieure du boîtier, par exemple la paroi de la zone de passage 16 (voir figures 20 et 21). Dans ce cas, la paroi extérieure du boîtier 12 est déformée selon un degré prédéterminé nécessaire pour obtenir 10 une fixation fiable du corps creux 20 et un serrage du moyen de fixation flexible 50 interposé. Les figures 9 à 14 montrent une autre variante pour fixer le corps creux 20 dans le boîtier 12. Ici, le moyen de fixation flexible 150 est réalisé sous 15 forme de profil annulaire qui, à l'extrémité 22 du corps creux 20, entoure l'extrémité de l'élément de corps creux extérieur. Il est agencé, en direction axiale A, entre la face frontale 24 de l'extrémité et le premier élément de paroi 32. Le moyen de fixation flexible 150 est à son tour 20 enserré par le moyen de fixation fixe 152 qui est réalisé en tant que profil adapté à la forme du moyen de fixation flexible 150. Le moyen de fixation fixe 152 se trouve entre le moyen de fixation flexible 150 et le premier élément de paroi 32 et est fixé de manière solidaire sur l'élément de 25 paroi 32. L'extrémité de l'élément de corps creux intérieur peut également être enserrée de manière appropriée et être fixée sur l'élément de paroi 32 à l'aide d'un moyen de fixation fixe 152. L'autre extrémité 28 du corps creux 20 est également 30 enserrée de façon appropriée. Cependant, deux profils, ou un profil en forme de 3, présentant deux évidements sont prévus ici pour le moyen de fixation flexible 150, de telle sorte que chaque élément du corps creux 20 est saisi séparément (voir figure 10). 35 En revanche, le moyen de fixation fixe 152 est un profil présentant un seul évidement de telle sorte que l'extrémité 28 du corps creux 20 est entièrement enveloppée. Le moyen de fixation flexible 150 est ici agencé entre la face frontale 30 du corps creux 20 et la face frontale du moyen de fixation fixe 152. Le moyen de fixation flexible 150 est retenu dans le moyen de fixation fixe 152 de préférence uniquement par serrage. Cependant, le moyen de fixation flexible 150 peut également être par exemple soudé, brasé ou collé sur le matériau de substrat du corps creux 20. Dans l'exemple montré, le moyen de fixation flexible 150 ainsi que le moyen de fixation fixe 152 sont réalisés sous forme de profils annulaires circonférentiels et fermés sur la périphérie, de telle sorte que les faces frontales 24, 30 du corps creux 20 sont entièrement protégées. Le moyen de fixation fixe 152 peut être calibré en le comprimant en direction radiale r de manière à ce qu'il 15 corresponde aux dimensions de l'extrémité 22, 28 du corps creux 20. Le moyen de fixation fixe 152 est respectivement fixé sur l'élément de paroi 32, 34 (fig. 10), par exemple par une soudure. Une fixation de manière différente, par exemple par 20 brasage ou collage, est également possible. La figure 12 montre une variante dans laquelle une branche du profil du moyen de fixation fixe 152 est fixée au moyen d'un élément porteur 60. L'élément porteur 60 est, d'une part, soudé sur une 25 branche du moyen de fixation fixe 152 formé par le profil rigide et, d'autre part, relié de façon solidaire au deuxième élément de paroi 34 par une soudure. L'élément porteur 60 peut être un anneau en tôle adapté aux dimensions de l'extrémité 28 du corps creux 20, mais il pourrait également 30 s'agir de plusieurs éléments porteurs 60 individuels qui sont répartis sur la périphérie de l'extrémité 28 du corps creux. Ici, il est possible d'employer une liaison par brasage ou collage au lieu d'une liaison par soudage. L'élément de paroi 32 ainsi que l'élément de paroi 34 35 peuvent être réalisés flexibles, ce qui n'est cependant pas obligatoire. Tel que montré aux figures 16 et 17, il est possible d'introduire dans la cavité 54 située la plus au centre à l'intérieur du corps creux 20 un corps de support 57 adapté à cette forme. Le corps de support 57 est par exemple constitué par une tôle perforée ou une autre matière indéformable et est apte à supporter des charges, qui est cependant perméable au gaz. Les deux extrémités axiales du corps de support 57 sont de préférence ouvertes. La paroi du corps creux 20 se trouvant le plus au centre à l'intérieur prend appui contre le corps de support 57. Pour la fixation, le corps de support 57 peut, tel que montré à la figure 17, être en appui contre le deuxième élément de paroi 34 via un élément annulaire 58 pré-plié de façon appropriée et sous précontrainte, et l'élément annulaire 58 peut par exemple être soudé sur l'élément de paroi 34.

La perméabilité au gaz peut varier par exemple selon la direction axiale A, tel qu'indiqué à la figure 17 par la répartition des orifices. Grâce à la perforation ou la porosité différente du corps de support 57, il est possible d'influencer le flux de gaz et la répartition du dépôt de 20 particules. Le premier élément de paroi 32 limite la section d'écoulement du boîtier 12 à un orifice d'admission 37 annulaire (interrompu uniquement par des traverses 42 s'étendant en direction radiale r), voir par exemple la 25 figure 1, cet orifice d'admission correspondant sensiblement à la fente annulaire entre les extrémités des éléments de corps creux. En raison de l'orifice d'admission 37, des gaz d'échappement parviennent, dans l'exemple montré, hors de la zone d'entrée 14 et dans la zone de passage 16. 30 Les figures 18 à 21 montrent différentes possibilités pour influencer de façon ciblée l'écoulement dans le boîtier 12 du dispositif de traitement de gaz d'échappement 10. Dans la variante représentée à la figure 18, un élément de guidage d'écoulement 70 conique est agencé dans la zone 35 d'entrée 14 et guide le flux de gaz d'échappement vers l'orifice d'admission 37 du premier élément de paroi 32. Les gaz d'échappement admis parviennent ainsi directement dans la fente annulaire formée du côté admission des deux éléments du corps creux 20, sans heurter une paroi perpendiculaire à la direction d'écoulement. La pointe du cône de l'élément de guidage d'écoulement 70 est arrondie. L'élément de guidage d'écoulement 70 conique est fixé sur le premier élément de paroi 32. Il peut être agencé sur l'élément de paroi 32 en tant que composant séparé, ou bien former une pièce intégrale de l'élément de paroi 32. L'élément de guidage d'écoulement 70 peut être fabriqué simplement à partir d'une tôle et par emboutissage.

L'élément de guidage d'écoulement 70 obture de manière judicieuse l'orifice 72 de l'intérieur de la bride 48b, étant donné qu'à cet endroit, aucun gaz ne doit parvenir dans la zone de passage 16. La géométrie du premier élément de paroi 32 est représentée de façon plus détaillée à la figure 19. Comme dans le cas du deuxième élément de paroi 32 décrit ci-dessus, il est prévu un segment annulaire 38 intérieur et un segment annulaire 40 extérieur qui sont reliés l'un à l'autre par trois traverses 42 réparties le long de la périphérie. A la figure 19, les deux brides 48a, 48b, qui se trouvent sur les segments annulaires intérieur et extérieur 39, 40, respectivement, et s'étendent du côté de l'élément de paroi 32, détourné de l'élément de guidage d'écoulement 70, sont chacune recouvertes par les éléments du corps creux 20 et les moyens de fixation fixes 52. Pour soutenir le guidage de l'écoulement, le boîtier 12 peut être réalisé de façon aérodynamique dans la région de la zone d'entrée 14, tel que représenté à la figure 20. La figure 20 est une vue schématique du dispositif de traitement de gaz d'échappement 10 dans laquelle les éléments non représentés parmi les éléments décrits ci-dessus ont été omis seulement pour des raisons de visibilité. Dans le cas présent, le premier élément de paroi 32 est de préférence adapté de façon appropriée aux dimensions de la 35 zone d'entrée 14. La paroi extérieure de la zone d'entrée 14 s'étend vers la première extrémité 22 du corps creux 20 de façon courbe, favorable en ce qui concerne l'écoulement, et est reliée au premier élément de paroi 32. Le début de la zone de passage 16 se raccorde à la fin de la zone d'entrée 14, la paroi de la zone de passage 16 étant également reliée au premier élément de paroi 32 à proximité directe de l'extrémité 22 du corps creux 20. Le but de cette configuration est d'éviter une zone morte en direction radiale r entre l'extrémité 22, côté admission, du corps creux 20 et l'intérieur de la paroi de la zone de passage 16.

En direction axiale A, le boîtier 12 s'élargit en forme d'entonnoir dans la zone de passage 16. Les parois peuvent avoir une pente linéaire de telle sorte que la zone de passage 16 s'élargit de façon conique, ou bien avoir une forme courbe. La section transversale de la zone de passage 16 peut être circulaire, ovale ou polygonale (avec de préférence des coins arrondis), ou bien avoir une forme libre quelconque. La forme de la zone de passage 16 peut être déterminée par l'homme de l'art selon des considérations concernant l'écoulement et de façon adaptée au but d'utilisation respectif. La zone du boîtier 12 de la zone de passage 16 qui est directement adjacente au premier élément de paroi 32 sert de moyen de fixation fixe 152 pour fixer l'élément extérieur, parmi les éléments de corps creux, sur la bride 48a de l'élément de paroi 32. Le boîtier 12 pourrait également avoir un diamètre réduit seulement dans la zone servant de moyen de fixation fixe 152. Il est également possible que la zone de passage 16 ne soit pas élargie mais réduite en direction axiale A.

A la transition entre la zone de passage 16 et la zone de sortie 18, la fin de la paroi de la zone de passage 16 et le début de la paroi de la zone de sortie 18 se rejoignent vers le deuxième élément de paroi 34. La deuxième extrémité 28 du corps creux 20 est fixée, tel 35 que décrit ci-dessus, sur la bride 48 du deuxième élément de paroi 34. Il est également possible de réaliser l'un ou les deux parmi les éléments de paroi 32, 34 de manière à être flexible en direction axiale A, par exemple en ayant la forme décrite ci-dessus. Toutes les pièces de boîtier, celles de la zone d'entrée 14, celles de la zone de passage 16 et celles de la zone de sortie 18, peuvent être soudées les unes sur les autres et/ou sur les éléments de paroi 32, 34, tel que montré à la figure 21 pour le boîtier de la zone de passage 16 et le premier élément de paroi 32. Toutes les caractéristiques décrites et montrées peuvent être combinées les unes avec les autres ou échangées les unes par les autres selon l'appréciation de l'homme de l'art. L'utilisation d'un élément de paroi flexible, l'utilisation des méthodes décrites de fixation du corps creux et les réalisations décrites du boîtier pour l'optimisation du flux de gaz sont en particulier indépendantes les unes des autres. Au lieu d'être composé de deux troncs de cône emboîtés l'un dans l'autre, tel que décrit ici, le corps creux 20 pourrait aussi bien sûr être réalisé autrement et par exemple être composé de deux cylindres, en particulier de deux cylindres circulaires, ou de cylindres composés de tronçons de plaques droits et plats. Au lieu des éléments coniques ou tronconiques, il serait aussi possible d'utiliser des éléments en forme de pyramide ou de pyramide tronquée avec un nombre de côtés quelconque.

Il serait en particulier possible de réaliser seulement l'extérieur des deux éléments de manière cylindrique.

Numéros de référence

10 dispositif de traitement de gaz d'échappement 12 boîtier 14 zone d'entrée 16 zone de passage 18 zone de sortie 20 corps creux 22 extrémité 24 face frontale 26 face frontale 28 extrémité 30 face frontale 32 élément de paroi 34 élément de paroi 35 soudure 36 tronçon de passage 37 orifice d'admission 38 segment 40 segment 42 traverse 44 tronçon courbé 46 espace libre 48 bride 48a bride 48b bride 50 moyen de fixation flexible 52 moyen de fixation fixe 53 moyen de fixation 54 cavité 56 couche de glissement 57 corps de support 58 élément annulaire 60 élément porteur 70 élément de guidage d'écoulement 72 orifice

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de traitement de gaz d'échappement comportant un boîtier (12) et au moins un corps creux (20) constitué par un substrat perméable au gaz, qui est reçu dans le boîtier (12), parcouru par des gaz d'échappement et qui est fixé dans le boîtier (12) à au moins une extrémité (22, 28) au moyen d'un ensemble de fixation, l'ensemble de fixation présentant au moins un moyen de 10 fixation (50, 150) flexible en direction radiale et/ou axiale.

2. Dispositif de traitement de gaz d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de fixation flexible (50, 150) entoure une extrémité (22, 28) du corps 15 creux (20).

3. Dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de fixation flexible (50, 150) comprend un treillis métallique. 20

4. Dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de fixation flexible (50, 150) comprend une natte de support.

5. Dispositif de traitement de gaz d'échappement selon 25 l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de fixation flexible (50, 150) comprend une natte fibreuse.

6. Dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 30 l'ensemble de fixation comprend un moyen de fixation fixe (52, 152) qui entoure le moyen de fixation flexible (50, 150) au moins par tronçons.

7. Dispositif de traitement de gaz d'échappement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de fixation 35 fixe (52, 152) est fixé sur une pièce de boîtier.

8. Dispositif de traitement de gaz d'échappement selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pièce de boîtier est un élément de paroi (32, 34) intérieur. 21

9. Dispositif de traitement de gaz d'échappement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de fixation fixe (52) fait partie d'une paroi extérieure du boîtier (12).

10. Dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une couche de glissement (56) est agencée entre le corps creux (20) et le moyen de fixation flexible (50, 150).

11. Dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de fixation flexible (150) est réalisé sous forme de profil recevant une extrémité (22, 28) du corps creux (20).

12. Dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que le moyen de fixation fixe (152) est réalisé sous forme de profil rigide qui reçoit le moyen de fixation flexible (150).

13. Dispositif de traitement de gaz d'échappement selon la revendication 12, caractérisé en ce que le profil rigide est fixé sur une pièce de boîtier.

14. Dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que le profil rigide reçoit les extrémités de deux éléments du corps creux (20) qui sont emboîtés l'un dans l'autre.

15. Dispositif de traitement de gaz d'échappement selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que le 25 profil rigide est annulaire.