FR2976020A1 - Dispositif de reformage, systeme de traitement des gaz d'echappement comprenant un tel dispositif et procede correspondant - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de reformage 1 pour le traitement des gaz d'échappement provenant d'un moteur à combustion interne, notamment de type diesel, d'un véhicule automobile, comprenant une chambre de mélange 2 capable de mélanger un carburant et un comburant pour former un mélange donné, et une chambre de reformage 3, montée en aval de la chambre de mélange, comprenant une section d'entrée 4 et un catalyseur 5 apte à former un gaz riche en hydrogène et/ou en monoxyde de carbone à partir du mélange donné, lorsque la température est supérieure à un seuil déterminé. La chambre de mélange 2 comprend un corps cylindrique 6 s'étendant selon un axe longitudinal perpendiculaire à la section d'entrée 4 de la chambre de reformage, et comprenant une paroi interne 7. La chambre de mélange 2 comprend un orifice d'entrée de carburant 12 monté selon l'axe longitudinal, et une tubulure d'entrée du comburant 10, située dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal et débouchant dans le corps cylindrique 6, tangentiellement à la paroi interne 7, de manière à obtenir un écoulement tangentiel du comburant le long de la paroi interne 7 du corps cylindrique 6.

Description

B 11-0737FR 1 Dispositif de reformage, système de traitement des gaz d'échappement comprenant un tel dispositif et procédé correspondant

La présente invention concerne un système de traitement des gaz d'échappement provenant d'un moteur à combustion interne, notamment de type diesel. Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif de reformage capable de fournir un reformat réducteur pour les phases de purge d'un piège à NOx. Les moteurs à combustion interne produisent des gaz d'échappement qui contiennent des substances polluantes réglementées, telles que les oxydes d'azote NOx (tels que NO, NO2, N2O, N2O3, N2O4), les hydrocarbures imbrûlés HC, le monoxyde de carbone CO et les particules, qu'il est nécessaire de traiter. Les seuils admis pour les émissions de gaz polluants des véhicules automobiles sont régulièrement revus à la baisse dans le cadre de l'évolution de réglementations sur la dépollution.

De manière classique, les oxydes d'azote émis par le moteur dans les gaz d'échappement, sont traités par un piège à oxydes d'azote implanté dans la ligne d'échappement du moteur. Dans les conditions normales de fonctionnement en mélange pauvre en carburant du moteur, c'est-à-dire lorsque la richesse en carburant des gaz à l'échappement est faible, le piège à oxydes d'azote stocke les oxydes d'azote sous forme de nitrates sur des sites d'adsorption, par exemple des oxydes de baryum. La capacité de stockage d'un tel piège étant limitée, il est nécessaire de régénérer le piège régulièrement par fonctionnement en mélange riche en carburant, en élevant la richesse en carburant des gaz à l'échappement par contrôle moteur, à une valeur très légèrement supérieure à un. Dans de telles conditions, les oxydes d'azote NOx sont désorbés des sites de stockage et éliminés sous forme d'azote par un catalyseur.

Cependant, la purge des NOx par contrôle moteur entraîne une surconsommation importante de carburant lors des régénérations. De plus, la purge par contrôle moteur utilisant une post-injection de gazole tardive, le gazole est également susceptible de passer dans l'huile du moteur, conduisant à un effet de dilution d'huile et nécessitant des contraintes fortes au niveau de la mise au point des moteurs pour respecter le cahier des charges concernant l'intervalle de vidange. Alternativement, il est également possible de remplacer le contrôle moteur par l'ajout d'un reformeur qui permet de limiter, voire supprimer, l'utilisation du contrôle moteur. Un reformeur est un dispositif permettant de transformer un hydrocarbure en un gaz riche en hydrogène et/ou en monoxyde de carbone appelé reformat. Grâce aux propriétés réductrices du reformat, celui-ci peut être utilisé pour purger les NOS stockés dans le piège à NOS, en les transformant en azote.

Le reformeur peut être déporté de la ligne d'échappement et alimenté en air, au moyen d'un compresseur d'air par exemple, et en gazole via un circuit autonome. Alternativement, le reformeur peut utiliser directement les gaz d'échappement pour reformer le gazole, supprimant ainsi le compresseur d'air et le coût associé.

Le document US2006/0179717 décrit un reformeur comprenant un catalyseur particulier. Cependant, la configuration du reformeur induit un risque de mouillage (dépôt de carburant liquide sur une paroi interne du reformeur) élevé et une faible homogénéisation du mélange carburant-comburant.

Le document US2007/0107308 concerne un reformeur dans lequel le comburant est introduit radialement dans la chambre de mélange. Le document EP 1 787 949 concerne un reformeur dans lequel le carburant injecté dans la chambre de mélange est préalablement chauffé grâce à un échangeur thermique monté en contact thermique avec le reformat. Le document US2007/0107307 concerne un reformeur comprenant des moyens présentant une inertie thermique élevée. Cependant, ces documents concernent des reformeurs présentant des géométries complexes et ne permettant pas d'obtenir une homogénéisation correcte du mélange carburant/comburant. Le document WO2008/131562 concerne un reformeur sans catalyseur. Cependant, le reformeur présente une géométrie complexe, induit une perte de charge importante dans le circuit de circulation du comburant, et ne garantit pas une conversion complète du mélange de comburant et de carburant en reformat en raison de l'absence de catalyseur. Au vu de ce qui précède, la présente invention a pour objet un dispositif de reformage permettant d'obtenir un taux de conversion élevé du mélange comburant/carburant en reformat, notamment grâce à une homogénéisation améliorée du mélange comburant/carburant et à un mouillage limité du carburant sur la paroi interne de la chambre de mélange. La présente invention a également pour objet un reformeur présentant une perte de charge réduite pour le circuit de circulation du comburant. Enfin, la présente invention vise également à améliorer l'étape de combustion du carburant dans le reformeur lors de l'étape d'augmentation de la température du reformeur. Selon un aspect, il est proposé un dispositif de reformage pour le traitement des gaz d'échappement provenant d'un moteur à combustion interne, notamment de type diesel, d'un véhicule automobile, comprenant : une chambre de mélange capable de mélanger un carburant et un comburant pour former un mélange donné, et une chambre de reformage, montée en aval de la chambre de mélange, comprenant une section d'entrée et un catalyseur apte à former un gaz riche en hydrogène et/ou en monoxyde de carbone à partir du mélange donné, lorsque la température est supérieure à un seuil déterminé. La chambre de mélange comprend un orifice d'entrée de carburant monté selon l'axe longitudinal. La chambre de mélange comprend une tubulure d'entrée du comburant, située dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal et débouchant dans le corps cylindrique, tangentiellement à la paroi interne, de manière à obtenir un écoulement tangentiel du comburant le long de la paroi interne du corps cylindrique.

L'entrée du comburant de manière tangente à la paroi interne de la chambre de mélange permet de créer des turbulences dans le flux de comburant, tout en limitant la perte de charge au niveau de la chambre de mélange. Par ailleurs, l'orifice d'entrée du carburant étant monté selon l'axe longitudinal, c'est-à-dire perpendiculaire à la direction d'entrée du comburant dans la chambre de mélange, on obtient une homogénéisation importante du comburant et du carburant, tout en gardant une perte de charge réduite. En particulier, la chambre de mélange, avec sa tubulure d'entrée du comburant et son orifice d'entrée de carburant, permet d'obtenir un mouvement hélicoïdal du comburant autour de la trajectoire du carburant (autour de l'axe d'écoulement du carburant), et donc un mélange comburant/carburant homogène sur toute la section d'entrée de la chambre de reformage. Préférentiellement, l'orifice d'entrée de carburant comprend un injecteur basse pression apte à introduire le carburant dans la chambre de mélange lorsque la température de la chambre de reformage est supérieure au seuil déterminé. L'injecteur basse pression permet, à température élevée, c'est-à-dire en régime continu, de former le mélange carburant/comburant adapté à la réaction de reformage et d'être peu consommateur d'électricité par rapport à un injecteur haute pression ou à un vaporisateur. Préférentiellement, l'injecteur basse pression comprend un moyen de refroidissement, par exemple un circuit de circulation de carburant liquide. Le moyen de refroidissement permet de limiter les dérives de l'injecteur basse pression, notamment lors de l'augmentation en température du dispositif de reformage. Préférentiellement, le dispositif comprend également un vaporisateur apte à introduire le carburant sous forme vaporisée dans la chambre de mélange lorsque la température de la chambre de reformage est inférieure au seuil déterminé. L'utilisation d'un vaporisateur permet d'obtenir un mélange comburant/carburant pouvant être enflammé facilement et par conséquent pouvant augmenter rapidement la température de la chambre de reformage. Ainsi, le dispositif de reformage est adapté au fonctionnement du catalyseur de reformage (une étape de chauffage puis la formation du reformat), en prévoyant deux moyens différents d'injection de carburant dans le dispositif de reformage : un moyen apte à favoriser l'inflammation du mélange, et un moyen apte à limiter la consommation électrique du dispositif de reformage. Préférentiellement, le vaporisateur est monté en amont du corps cylindrique de la chambre de mélange ou sur la tubulure d'entrée du comburant. La chambre de mélange peut comprendre un ou plusieurs moyens d'inflammation, par exemple des bougies d'allumage, sur la partie interne. Ainsi, lors de l'étape d'augmentation de la température du dispositif de reformage, le carburant est injecté dans le comburant avant d'entrer dans la chambre de mélange, de sorte que le mélange comburant/carburant circule le long de la paroi interne de la chambre de mélange, là où se situent les moyens d'allumage.

La tubulure d'entrée du comburant peut comprendre un coude entre une première portion parallèle à la direction longitudinale et une deuxième portion située dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale et tangente à la paroi interne. Lorsque le dispositif de reformage est alimenté par les gaz d'échappement et est monté dans la ligne d'échappement, le coude permet de changer la direction d'écoulement des gaz d'échappement de manière à obtenir une entrée dans la chambre de mélange qui soit perpendiculaire à l'axe de la chambre de mélange et donc à l'axe de la ligne d'échappement, tout en limitant la perte de charge.

L'invention concerne également, selon un autre aspect, un système de traitement des gaz d'échappement provenant d'un moteur à combustion interne, notamment de type diesel, d'un véhicule automobile, comprenant un piège à NOS et un dispositif de reformage tel que décrit précédemment, le dispositif de reformage étant apte à alimenter le piège à NOS avec le gaz riche en hydrogène et/ou en monoxyde de carbone, notamment lors d'une purge du piège à NOS. Préférentiellement, le dispositif de reformage est monté en amont du piège à NOS et est alimenté en comburant par les gaz d'échappement.

Selon un autre aspect, l'invention concerne enfin un procédé de formation d'un reformat pour le traitement des gaz d'échappement provenant d'un moteur à combustion interne, notamment de type diesel, d'un véhicule automobile, dans lequel on mélange un carburant et un comburant pour former un mélange donné, et on forme un gaz riche en hydrogène et/ou monoxyde de carbone, à partir du mélange donné, lorsque la température est supérieure à un seuil déterminé. En particulier, on créé un mouvement hélicoïdal du comburant autour de l'axe d'écoulement du carburant pour former le mélange donné.

Préférentiellement, on introduit le carburant à basse pression dans le mélange donné lorsque la température est supérieure au seuil déterminé et on introduit le carburant sous forme vaporisée dans le mélange donné lorsque la température est inférieure au seuil déterminé.

Préférentiellement, on enflamme le mélange donné lorsque la température est inférieure au seuil déterminé. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention nullement limitatif, et des dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente, de manière schématique, un dispositif de reformage partiellement ouvert selon l'invention ; - la figure 2 représente une vue en coupe du dispositif de reformage ; - la figure 3 représente, de manière schématique, le dispositif de reformage vue de l'extérieur ; - la figure 4 représente, de manière schématique, le circuit de refroidissement de l'injecteur basse pression de carburant dans la chambre de mélange, et - la figure 5 représente, de manière schématique, un vaporisateur de carburant. La figure 1 représente de manière schématique une vue en coupe d'un dispositif de reformage 1. Le dispositif de reformage 1 est 30 destiné à être monté dans un système de traitement des gaz d'échappement émis par un moteur à combustion interne, notamment diesel, d'un véhicule automobile. Le dispositif de reformage 1 permet notamment de purger un piège à NOX monté sur le système de traitement des gaz d'échappement grâce à l'introduction de reformat dans le piège à NOX. Le dispositif de reformage 1 comprend une chambre de mélange 2 et une chambre de reformage 3 montée en aval de la chambre de mélange.

La chambre de reformage 3 comporte une section d'entrée 4 et renferme un catalyseur 5 de reformage. La chambre de reformage 3 est alimentée par un mélange de carburant et de comburant, et permet de le transformer en un mélange gazeux, appelé reformat, qui est composé principalement d'hydrogène (H2), de monoxyde de carbone (CO) et d'azote (N2). Le reformat peut également comprendre de l'eau, du dioxyde de carbone (CO2) et des hydrocarbures non-réformés. Le carburant peut être de l'essence, du gazole, des carburants issus d'huiles ou de sucres (agro-carburants) et des combinaisons de ces différents carburants. Le comburant peut être de l'air, des gaz d'échappement, ou un mélange d'air et de gaz d'échappement. Le principe du reformage est basé sur une ou plusieurs des trois réactions chimiques suivantes entre le comburant et le carburant : CH1.84 + Y2 02 -> CO + 0,92 H2 CH1.84 + H2O -> CO + 1,92 H2 CH1.84 + CO2 -> 2 CO + 0,92 H2. Le catalyseur 5 de reformage permet de favoriser les réactions chimiques précédentes. Le catalyseur de reformage 5 peut être par exemple composé de rhodium, de platine, de palladium ou une combinaison de ces trois métaux nobles.

La chambre de mélange 2 permet de mélanger le carburant et le comburant alimentant le dispositif de reformage 1. La chambre de mélange 2 comprend un corps cylindrique 6, dans le cas présent de section circulaire, avec un axe longitudinal perpendiculaire à la section d'entrée 4 de la chambre de reformage 3, et une paroi interne 7. Des déflecteurs 8, par exemple au nombre de deux ou trois, peuvent être prévus sous la forme de nervures longitudinales régulièrement réparties en saillie sur la paroi interne 7 du corps 6, dans la chambre de mélange 2. Un déflecteur 9 sous la forme d'une nervure radiale circulaire peut également être prévu en plus ou à la place des déflecteurs 8, en faisant saillie sur la paroi interne 7 du corps 6, dans la chambre de mélange 2. Les déflecteurs 8, 9 permettent de créer des turbulences dans l'écoulement du comburant à l'intérieur de la chambre de mélange 2, de manière à améliorer le mélange avec le carburant. Le dispositif de reformage 1 comprend également une tubulure d'entrée du comburant 10 située dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du corps cylindrique 6. La tubulure 10 pénètre dans la chambre de mélange 2 en traversant le corps 2 au niveau d'un orifice d'entrée 11 (voir figure 2), de manière à ce qu'une extrémité l0a de la tubulure 10 soit disposée à l'intérieur de la chambre de mélange 2, tangentiellement à la paroi interne 7, c'est-à-dire perpendiculairement au rayon de courbure de la paroi interne 7, au niveau de l'extrémité 10a. La tubulure 10 est donc tangente au corps cylindrique 6 à l'endroit de l'extrémité 10a, de manière à obtenir un écoulement tangentiel du comburant sortant par l'extrémité 10a, le long de la paroi interne 7. On obtient ainsi une trajectoire hélicoïdale du comburant à l'intérieur de la chambre de mélange 2, autour de l'axe longitudinal. Des turbulences sont également introduites dans l'écoulement du comburant grâce aux déflecteurs 9 et/ou 10 afin d'augmenter l'homogénéisation du mélange comburant/carburant dans la chambre de mélange 2.

La chambre de mélange 2 comprend également un orifice d'entrée de carburant 12 relié à un injecteur basse pression. L'injecteur convertit le carburant liquide en un jet conique de fines gouttelettes de carburant 13. Le jet de carburant 13 permet d'arroser sensiblement toute la surface de la section d'entrée de la chambre de reformage 3. On obtient ainsi d'une part un mélange homogène de carburant et de comburant dans la chambre de mélange, et d'autre part un arrosage uniforme de la section d'entrée de la chambre de reformage 3, permettant d'obtenir un taux de conversion élevé du dispositif de reformage. L'injecteur basse pression fonctionne avec une pression de carburant inférieure à 5 bars : une simple pompe de gavage peut ainsi être utilisée pour mettre en pression le carburant. La pompe de gavage peut être soit celle utilisée pour le circuit d'alimentation en carburant du moteur, soit une pompe de gavage spécifique. I1 est ainsi possible de limiter le coût du dispositif de reformage par rapport aux dispositifs utilisant un injecteur haute pression et donc un système spécifique de mise en pression du carburant. Par ailleurs, l'orifice d'entrée de carburant peut également comprendre un moyen de refroidissement 14, par exemple un circuit de circulation de carburant liquide. Le moyen de refroidissement 14 permet de limiter les contraintes thermo-mécaniques s'exerçant sur l'injecteur 12, notamment au-niveau de la buse de l'injecteur. En effet, en fonctionnement, la température du catalyseur 5 du reformeur peut être comprise entre 600 et 900°C : l'injecteur 12 peut donc être altéré par les dilatations thermiques provoquées par ces températures élevées, et entraîner une erreur sur le débit de carburant à introduire dans la chambre de mélange 2. Le moyen de refroidissement 14 permet de limiter l'augmentation de température au niveau de l'injecteur 12, grâce à la circulation d'un fluide de refroidissement, par exemple de l'air, du liquide caloporteur ou bien du carburant, autour de l'injecteur 12, de préférence autour de la buse de l'injecteur. Le reformage du carburant par la chambre de reformage 3 nécessite une température minimum d'environ 500°C. Pour cela, il est classique d'augmenter la température du catalyseur 5 en créant une réaction de combustion du carburant dans le dispositif de reformage 1. Du carburant et un comburant sont ainsi introduits dans le dispositif de reformage 1 dans des proportions permettant une combustion complète du carburant selon une réaction exothermique. La combustion du carburant est notamment initiée par des moyens d'inflammation, par exemple des bougies d'allumage 15 (voir figure 3), montées sur la paroi interne 7 du corps 6. Selon le carburant utilisé (essence ou gazole), il est possible d'obtenir la combustion dans la chambre de mélange de manière différente. Ainsi, lorsque le carburant utilisé est de l'essence, l'injecteur basse pression 12 peut être utilisé pour introduire le carburant dans la chambre de mélange 2 et obtenir la combustion avec le comburant en présence des moyens d'allumage 15. En revanche, lorsque le carburant est du gazole, l'injecteur basse pression 12, qui introduit le carburant dans la chambre de mélange 2 sous forme de gouttelettes d'environ 801um, ne permet pas d'obtenir une combustion aisée du gazole. Dans ce cas, il est préférable d'utiliser un vaporisateur 16 apte à changer le carburant liquide en carburant gazeux. Le vaporisateur 16 est monté en amont de la tubulure d'entrée 10 et permet d'introduire et de mélanger les vapeurs de carburant avec le comburant, avant l'introduction du mélange dans le corps 6 de la chambre de mélange 2. Ainsi, le mélange gazeux introduit de manière tangentielle dans la chambre de mélange 2, le long de la paroi interne 7 où sont situées les bougies, comprend déjà le comburant et le carburant, et peut donc être brûlé directement au contact des bougies 15. La durée de combustion est comprise en général entre 5 et 15 secondes. Un thermocouple (non-représenté) peut être positionné dans la chambre de mélange 2, entre le catalyseur 5 et les bougies 15, afin de mesurer la température des gaz alimentant la chambre de reformage 3. Lorsque la température est au-dessus d'un seuil déterminé, la combustion du carburant est stoppée, et le dispositif de reformage 1 est prêt à reformer du carburant. Plus particulièrement, pendant la phase de combustion, c'est-à- dire lorsque la température est inférieure au seuil déterminé, le carburant est introduit par le vaporisateur 16, et les débits de carburant et de comburant sont choisis de manière à obtenir une réaction de combustion complète du carburant avec l'oxygène contenu dans le comburant, selon la réaction suivante : CH1.84 + 1,46 02 -> CO2 + 0,92 H2O. Lorsque la température est au-dessus du seuil déterminé, le carburant est alors introduit par l'injecteur basse pression 12, et les débits de carburant et de comburant sont choisis de manière à obtenir une réaction de reformage dans le catalyseur 5. Ainsi, les débits sont déterminés de manière à obtenir la réaction suivante : CHX + t/2 02 -> CO + x/2 H2, dans laquelle x représente le rapport du nombre d'atomes d'hydrogène sur le nombre d'atomes de carbone contenus dans le carburant. Pour le gazole, x est égal à 1,84. Le nombre de moles de carburant apportées dans le reformeur à chaque instant doit donc être égal à deux fois le nombre de moles d'oxygène apportées par le comburant. Les débits de carburant Dcarburant et de comburant Dcomburant, en gramme par seconde, sont donc reliés par la relation suivante : Dcarburant = 2`(12+x)*%02*Dcomburant/(100`29) dans laquelle %02 est le pourcentage d'oxygène présent dans le comburant et (12+x) est la masse molaire du carburant exprimée en gramme. Le pourcentage d'oxygène est une donnée liée à la nature du comburant : pour l'air, ce pourcentage est de 21% ; pour les gaz d'échappement, ce pourcentage peut être déterminé à partir de la mesure de richesse des gaz d'échappement obtenue au moyen d'une sonde de mesure localisée dans la ligne d'échappement. Une telle sonde n'est pas spécifique au reformeur puisqu'elle est déjà utilisée pour le contrôle moteur des véhicules de série. La figure 4 représente le circuit de refroidissement 14 de l'injecteur basse pression 12 de carburant dans le corps 6. Le circuit de refroidissement 14 comprend un circuit de circulation de carburant liquide, notamment le carburant alimentant l'injecteur basse pression 12. Le circuit de refroidissement 14 comprend ainsi un réservoir de carburant 17, par exemple le réservoir de carburant du véhicule automobile, ainsi qu'un moyen de circulation du carburant 18 comprenant par exemple une pompe et un moyen de régulation de pression. Le moyen de circulation 18 peut être un moyen spécifique au reformeur 1, ou de préférence, le moyen de circulation du circuit de carburant alimentant le moteur du véhicule. Le moyen de circulation 18 permet d'une part d'alimenter l'injecteur basse pression 12, via une conduite 19. D'autre part, le moyen de circulation 18 permet de faire circuler le carburant dans un moyen d'échange thermique 20 monté autour de l'injecteur basse pression 12, et de préférence autour de la buse de l'injecteur basse pression 12, avant de réacheminer ledit carburant vers le réservoir 17. La figure 5 représente, de manière schématique, un vaporisateur de carburant 16. Le vaporisateur 16 est monté en amont de la tubulure d'entrée de comburant 10, sur une conduite 21 d'acheminement des gaz d'échappement vers le corps 6. Le vaporisateur 16 comprend un corps 22 formant d'une part un conduit principal 23 de circulation des gaz d'échappement et d'autre part une chambre de vaporisation 24. Le conduit principal de circulation 23 et la chambre de vaporisation 24 sont en communication par deux canaux : un canal d'alimentation 25 et un canal d'évacuation 26. Le canal d'alimentation 25 permet d'alimenter la chambre de vaporisation avec une partie des gaz d'échappement circulant dans le conduit principal de circulation 23, et le canal d'évacuation 26 permet d'expulser le mélange de vapeur de carburant et de gaz d'échappement formé dans la chambre de vaporisation 24. La chambre de vaporisation 24 et les deux canaux 25, 26 constituent ainsi un circuit de dérivation du conduit principal 23. Les canaux 25 et 26 sont inclinés par rapport au conduit principal 23, afin d'obtenir le balayage voulu de la chambre de vaporisation 24. Par ailleurs, le canal d'évacuation 26 présente un épaulement 27 permettant de limiter, par décantation, la remontée d'éventuelles traces de carburant liquide (non vaporisé) vers le conduit principal 23, en les faisant retomber dans la chambre de vaporisation 24. La chambre de vaporisation 24 comprend un crayon chauffant 28 et un moyen d'injection de carburant liquide 29. Le carburant liquide est vaporisé au contact avec le crayon chauffant 28, puis les vapeurs de carburant sont acheminées, via le canal d'évacuation 26, vers le conduit principal 23 par les gaz d'échappement entrant par le canal d'alimentation 25. A cette fin, le crayon chauffant 28 est préalablement mis en chauffe jusqu'à obtenir une température permettant le début de vaporisation du carburant, par exemple environ 300°C. Le moyen d'injection de carburant liquide 29 est commandé pour obtenir un débit donné de carburant liquide dans la chambre de vaporisation 24. La vaporisation du carburant liquide se produit alors, et les vapeurs sont acheminées par le canal d'évacuation 26 vers le conduit principal 23.

Lorsque l'injection de carburant est stoppée, le crayon chauffant 28 est maintenu en chauffe pour vaporiser les restes de carburant liquide restant dans la chambre de vaporisation 24, puis pour brûler les traces de carburant liquide en contact avec les parties actives du crayon chauffant grâce à l'oxygène contenu dans les gaz d'échappement. La chauffe du crayon chauffant 28 peut être ainsi maintenue pendant une durée déterminée. I1 est alors possible de purger la chambre de vaporisation 24 d'éventuels résidus de carburant liquide et donc d'éviter la cokéfaction de ces résidus. On obtient ainsi un auto-nettoyage du crayon chauffant 28 et une augmentation de sa durée de vie. Grâce à l'invention, il est possible d'obtenir un taux de conversion du carburant en reformat élevé, notamment grâce au mélange homogène de carburant et de comburant arrosant de manière uniforme la section d'entrée du catalyseur de reformage. Par ailleurs, le dispositif de reformage selon l'invention permet également de garder une perte de charge réduite dans le circuit de circulation du comburant grâce à une simplicité de réalisation, ainsi qu'une consommation électrique limitée lorsqu'un vaporisateur est utilisé uniquement durant les phases de combustion du carburant visant à chauffer le dispositif de reformage. Enfin, le dispositif de reformage permet également d'éviter une surconsommation du carburant injecté dans le dispositif de reformage, lorsqu'à un moyen de refroidissement est monté en contact thermique avec l'injecteur basse pression,

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de reformage (1) pour le traitement des gaz d'échappement provenant d'un moteur à combustion interne, notamment de type diesel, d'un véhicule automobile, comprenant : - une chambre de mélange (2) capable de mélanger un carburant et un comburant pour former un mélange donné, - une chambre de reformage (3), montée en aval de la chambre de mélange, comprenant une section d'entrée (4) et un catalyseur (5) apte à former un gaz riche en hydrogène et/ou en monoxyde de carbone à partir du mélange donné, lorsque la température est supérieure à un seuil déterminé, la chambre de mélange (2) comprenant un corps cylindrique (6) s'étendant selon un axe longitudinal perpendiculaire à la section d'entrée (4) de la chambre de reformage, et comprenant une paroi interne (7), caractérisé en ce que la chambre de mélange (2) comprend un orifice d'entrée de carburant (12) monté selon l'axe longitudinal, et une tubulure d'entrée du comburant (10), située dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal et débouchant dans le corps cylindrique (6), tangentiellement à la paroi interne (7), de manière à obtenir un écoulement tangentiel du comburant le long de la paroi interne (7) du corps cylindrique (6).
2. 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel l'orifice d'entrée de carburant (12) comprend un injecteur basse pression apte à introduire le carburant dans la chambre de mélange (2) lorsque la température de la chambre de reformage (3) est supérieure au seuil déterminé.
3. 3. Dispositif (1) selon la revendication précédente, dans lequel l'injecteur basse pression comprend un moyen de refroidissement (14), par exemple un circuit de circulation de carburant liquide.
4. 4. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes, comprenant également un vaporisateur (16) apte à introduire lecarburant sous forme vaporisée dans la chambre de mélange (2) lorsque la température de la chambre de reformage (3) est inférieure au seuil déterminé.
5. 5. Dispositif (1) selon la revendication précédente, dans lequel le vaporisateur (16) est monté en amont du corps cylindrique (6) de la chambre de mélange ou sur la tubulure d'entrée du comburant (10).
6. 6. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la chambre de mélange (2) comprend un ou plusieurs moyens d'inflammation (15), par exemple des bougies d'allumage, sur la paroi interne (7).
7. 7. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la tubulure d'entrée du comburant (10) comprend un coude entre une première portion parallèle à la direction longitudinale et une deuxième portion située dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale et tangente à la paroi interne.
8. 8. Système de traitement des gaz d'échappement provenant d'un moteur à combustion interne, notamment de type diesel, d'un véhicule automobile, comprenant un piège à NOS et un dispositif de reformage (1) selon l'une des revendications 1 à 7, le dispositif de reformage (1) étant apte à alimenter le piège à NOS avec le gaz riche en hydrogène et/ou en monoxyde de carbone, notamment lors d'une purge du piège à NOS.
9. 9. Système selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de reformage (1) est monté en amont du piège à NOS et est alimenté en comburant par les gaz d'échappement.
10. 10. Procédé de formation d'un reformat pour le traitement des gaz d'échappement provenant d'un moteur à combustion interne, notamment de type diesel, d'un véhicule automobile, dans lequel : - on mélange un carburant et un comburant pour former un mélange donné, et - on forme un gaz riche en hydrogène et/ou monoxyde de carbone, à partir du mélange donné,caractérisé en ce qu'on créé un mouvement hélicoïdal du comburant autour de l'axe d'écoulement du carburant pour former le mélange donné.