FR3102684A1 - Exhaust gas purification device, exhaust line and associated vehicle - Google Patents

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Abstract

Dispositif de purification de gaz d’échappement , ligne d’échappement et véhicule associés Ce dispositif (16) de purification de gaz d’échappement, comprend : - un conduit (18), définissant un passage (26) de circulation de gaz d’échappement ; et - un injecteur (20) pour injecter un agent réducteur, l’injecteur (20) s’étendant dans le passage (26) de circulation et comprenant : - une buse d’injection (28) comprenant au moins un orifice d’injection (42) de l’agent réducteur gazeux ; et - une pluralité de couples de déflection (32), chaque couple de déflection (32) étant formé de deux déflecteurs (44) s’étendant chacun radialement entre la buse d’injection (28) et une extrémité radiale (46) et présentant chacun une hauteur radiale (H). Les déflecteurs (44) de chaque couple de déflection (32) présentent une hauteur radiale (H) différente de celle des déflecteurs des couples de déflection (32) qui lui sont adjacents. Figure pour l'abrégé : figure 1Exhaust gas purification device, associated exhaust line and vehicle This exhaust gas purification device (16) comprises: - a duct (18), defining a passage (26) for the circulation of gas. exhaust; and - an injector (20) for injecting a reducing agent, the injector (20) extending into the circulation passage (26) and comprising: - an injection nozzle (28) comprising at least one injection orifice (42) gaseous reducing agent; and - a plurality of deflection pairs (32), each deflection pair (32) being formed of two deflectors (44) each extending radially between the injection nozzle (28) and a radial end (46) and having each a radial height (H). The deflectors (44) of each deflection pair (32) have a radial height (H) different from that of the deflectors of the deflection pairs (32) which are adjacent to it. Figure for abstract: figure 1

Description

Dispositif de purification de gaz d’échappement, ligne d’échappement et véhicule associésExhaust gas purification device, associated exhaust line and vehicle

La présente invention concerne un dispositif de purification de gaz d’échappement, comprenant :The present invention relates to an exhaust gas purification device, comprising:

- un conduit, s’étendant suivant un axe central, définissant un passage de circulation de gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne ; et- a duct, extending along a central axis, defining a passage for the circulation of exhaust gases from an internal combustion engine; And

- un injecteur pour injecter un agent réducteur dans le flux de gaz d’échappement, l’injecteur s’étendant dans le passage de circulation de gaz d’échappement et comprenant :- an injector for injecting a reducing agent into the exhaust gas stream, the injector extending into the exhaust gas circulation passage and comprising:

- une buse d’injection de l’agent réducteur gazeux, s’étendant selon l’axe central longitudinalement dans le flux de gaz d’échappement, entre une extrémité amont et une extrémité aval, la buse d’injection comprenant au moins un orifice d’injection de l’agent réducteur gazeux, ménagé entre l’extrémité amont et l’extrémité aval ; et- a nozzle for injecting the gaseous reducing agent, extending along the central axis longitudinally in the flow of exhaust gas, between an upstream end and a downstream end, the injection nozzle comprising at least one orifice injection of the gaseous reducing agent, provided between the upstream end and the downstream end; And

- une pluralité de couples de déflection, chaque couple de déflection étant formé de deux déflecteurs s’étendant chacun radialement entre la buse d’injection et une extrémité radiale et présentant chacun une hauteur radiale définie par la distance radiale entre la buse d’injection et son extrémité radiale, les deux déflecteurs de chaque couple de déflection étant symétriques par rapport à l’axe central.- a plurality of deflection pairs, each deflection pair being formed of two deflectors each extending radially between the injection nozzle and a radial end and each having a radial height defined by the radial distance between the injection nozzle and its radial end, the two deflectors of each deflection pair being symmetrical with respect to the central axis.

Les dispositifs de purification de gaz d’échappement sont principalement utilisés dans des véhicules comprenant des moteurs à combustion interne, tels que, par exemple, les véhicules automobiles.Exhaust gas purification devices are mainly used in vehicles comprising internal combustion engines, such as, for example, motor vehicles.

Les moteurs à combustion interne de véhicules automobiles sont connus pour produire des oxydes d’azote également désignés par « NOx ». Ceux-ci peuvent constituer une source significative de pollution de l’air puisqu’ils contribuent à la formation de brouillard et de pluie acide, et affectent l’ozone troposphérique. Il est donc souhaitable d’éliminer les NOx contenus dans le gaz d’échappement issu de ces moteurs.Automotive internal combustion engines are known to produce nitrogen oxides also referred to as "NOx". These can be a significant source of air pollution as they contribute to the formation of acid fog and rain, and affect ground-level ozone. It is therefore desirable to eliminate the NOx contained in the exhaust gas from these engines.

A cette fin, on a développé un procédé connu sous le nom de « réduction catalytique sélective » (RCS), dans lequel de l’ammoniac est utilisé pour réduire le NOx en azote inoffensif. La manière la plus courante de mettre en œuvre ce procédé consiste à injecter dans la conduite d’échappement un agent à base d’urée liquide qui sera mélangé avec le gaz d’échappement et soumis à une hydrolyse thermique pour se transformer en ammoniac, avant que le mélange de gaz d’échappement et d’ammoniac passe à travers un catalyseur RCS dans lequel l’ammoniac réduit le NOx en azote.To this end, a process known as "selective catalytic reduction" (SCR) has been developed, in which ammonia is used to reduce NOx to harmless nitrogen. The most common way to implement this process is to inject a liquid urea-based agent into the exhaust pipe which will be mixed with the exhaust gas and subjected to thermal hydrolysis to transform into ammonia, before that the mixture of exhaust gas and ammonia passes through an SCR catalyst in which the ammonia reduces the NOx to nitrogen.

Afin d’optimiser le mélange de l’ammoniac avec les gaz d’échappement, il est connu d’utiliser des déflecteurs agencés dans le flux de gaz d’échappement en amont des buses d’injection. De tels déflecteurs assurent notamment un écoulement turbulent de gaz d’échappement à proximité des orifices d’injection de l’agent réducteur gazeux, améliorant le mélange de l’agent réducteur gazeux aux gaz d’échappement.In order to optimize the mixing of the ammonia with the exhaust gases, it is known to use deflectors arranged in the flow of exhaust gases upstream of the injection nozzles. Such deflectors ensure in particular a turbulent flow of exhaust gases close to the injection orifices of the gaseous reducing agent, improving the mixing of the gaseous reducing agent with the exhaust gases.

Un dispositif de purifications utilisant de tels déflecteurs ne donne toutefois pas entière satisfaction. En effet, l’agent réducteur n’est pas mélangé de manière optimale aux gaz d’échappement, ce qui réduit les performances de purification du dispositif, et les déflecteurs génèrent une perte de charge importante.A purification device using such deflectors does not, however, give complete satisfaction. Indeed, the reducing agent is not optimally mixed with the exhaust gases, which reduces the purification performance of the device, and the deflectors generate a significant pressure drop.

Un but de l’invention est alors de proposer un dispositif de purification de gaz d’échappement dont les performances de purification de gaz d’échappement sont améliorées et engendrant une perte de charge réduite.An object of the invention is therefore to provide an exhaust gas purification device whose exhaust gas purification performance is improved and generates a reduced pressure drop.

A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de purification de gaz d’échappement comprenant :To this end, the subject of the invention is an exhaust gas purification device comprising:

- un conduit, s’étendant suivant un axe central, définissant un passage de circulation de gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne ; et- a duct, extending along a central axis, defining a passage for the circulation of exhaust gases from an internal combustion engine; And

- un injecteur pour injecter un agent réducteur dans le flux de gaz d’échappement, l’injecteur s’étendant dans le passage de circulation de gaz d’échappement et comprenant :- an injector for injecting a reducing agent into the exhaust gas stream, the injector extending into the exhaust gas circulation passage and comprising:

- une buse d’injection de l’agent réducteur gazeux, s’étendant selon l’axe central longitudinalement dans le flux de gaz d’échappement, entre une extrémité amont et une extrémité aval, la buse d’injection comprenant au moins un orifice d’injection de l’agent réducteur gazeux, ménagé entre l’extrémité amont et l’extrémité aval ; et- a nozzle for injecting the gaseous reducing agent, extending along the central axis longitudinally in the flow of exhaust gas, between an upstream end and a downstream end, the injection nozzle comprising at least one orifice injection of the gaseous reducing agent, provided between the upstream end and the downstream end; And

- une pluralité de couples de déflection, chaque couple de déflection étant formé de deux déflecteurs s’étendant chacun radialement entre la buse d’injection et une extrémité radiale et présentant chacun une hauteur radiale définie par la distance radiale entre la buse d’injection et son extrémité radiale, les deux déflecteurs de chaque couple de déflection étant symétriques par rapport à l’axe central ; caractérisé en ce que les déflecteurs de chaque couple de déflection présentent une hauteur radiale différente de celle des déflecteurs des couples de déflection qui lui sont adjacents.- a plurality of deflection pairs, each deflection pair being formed of two deflectors each extending radially between the injection nozzle and a radial end and each having a radial height defined by the radial distance between the injection nozzle and its radial end, the two deflectors of each deflection pair being symmetrical with respect to the central axis; characterized in that the deflectors of each deflection pair have a different radial height from that of the deflectors of the deflection pairs adjacent to it.

Les couples de déflection du dispositif de purification précité sont particulièrement avantageux puisqu’ils assurent un écoulement turbulent au niveau des orifices d’injection, améliorant le mélange entre agent réducteur et gaz d’échappement, et permettant ainsi d’obtenir un dispositif de purification de gaz d’échappement dont les performances sont améliorées. Les couples de déflection tels que décrits précédemment permettent par ailleurs d’assurer un niveau de turbulence élevé au niveau des orifices d’injection tout en maximisant la section de passage de gaz d’échappement, limitant ainsi les pertes de charge. Les couples de déflection permettent en outre de protéger l’introduction du réducteur dans le conduit en lui permettant d’occuper une plus grande section et de faciliter ensuite son mélange.The deflection couples of the aforementioned purification device are particularly advantageous since they ensure a turbulent flow at the level of the injection orifices, improving the mixing between reducing agent and exhaust gas, and thus making it possible to obtain a purification device of exhaust gases whose performance is improved. The deflection torques as described above also make it possible to ensure a high level of turbulence at the level of the injection ports while maximizing the exhaust gas passage section, thus limiting pressure drops. The deflection couples also make it possible to protect the introduction of the reducer into the duct by allowing it to occupy a larger section and then facilitating its mixing.

Selon des modes de réalisation particuliers de l’invention, le dispositif de purification comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes combinaisons techniquement possibles :According to particular embodiments of the invention, the purification device comprises one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination:

- les déflecteurs sont fixés à la buse d’injection entre l’extrémité amont et l’au moins un orifice d’injection ;- the deflectors are attached to the injection nozzle between the upstream end and the at least one injection port;

- chaque déflecteur s’étend sensiblement selon un plan normal à l’axe central ;- each deflector extends substantially along a plane normal to the central axis;

- chaque orifice d’injection s’étend sur une face périphérique de la buse d’injection, la normale de chaque orifice d’injection s’étendant radialement par rapport à l’axe central ;- each injection orifice extends over a peripheral face of the injection nozzle, the normal of each injection orifice extending radially with respect to the central axis;

- chaque déflecteur présente une forme symétrique par rapport à un plan radial médian, chaque orifice d’injection est disposé en regard d’un déflecteur, la normale de chaque orifice s’étendant sensiblement dans le plan radial médian du déflecteur correspondant ;- each deflector has a symmetrical shape with respect to a median radial plane, each injection orifice is arranged opposite a deflector, the normal of each orifice extending substantially in the median radial plane of the corresponding deflector;

- l’injecteur comprend un raccord connecté à l’extrémité amont de la buse d’injection, le raccord étant destiné à être connecté fluidiquement à un réservoir d’agent réducteur ;- the injector comprises a connector connected to the upstream end of the injection nozzle, the connector being intended to be fluidically connected to a reservoir of reducing agent;

- l’injecteur comprend deux couples de déflection longs et deux couples de déflection courts, les déflecteurs des couples de déflection longs présentant une première hauteur radiale, et les déflecteurs des couples de déflection courts présentant une seconde hauteur radiale inférieure à la première hauteur radiale ;- the injector comprises two long deflection pairs and two short deflection pairs, the deflectors of the long deflection pairs having a first radial height, and the deflectors of the short deflection pairs having a second radial height less than the first radial height;

- chaque déflecteur est monobloc et comprend une base connectée à la buse d’injection, la largeur du déflecteur, considérée perpendiculairement au plan radial médian, étant décroissante depuis la base du déflecteur vers l’extrémité radiale du déflecteur, cette extrémité radiale étant de préférence en pointe ;- each deflector is in one piece and comprises a base connected to the injection nozzle, the width of the deflector, considered perpendicular to the median radial plane, decreasing from the base of the deflector towards the radial end of the deflector, this radial end preferably being cutting edge ;

- chaque déflecteur comprend une tige de maintien et une plaque de déflection, la tige de maintien connectant radialement la plaque de déflection à la buse d’injection ;- each deflector comprises a support rod and a deflection plate, the support rod radially connecting the deflection plate to the injection nozzle;

- le dispositif comprend un mélangeur fixé à la buse d’injection entre l’au moins un orifice d’injection et l’extrémité aval, le mélangeur comprenant un carter définissant un passage de mixage de gaz d’échappement, le mélangeur comprenant une pluralité d’aubes connectant le carter à la buse d’injection, l’ensemble des aubes étant adapté pour générer un tourbillonnement de gaz d’échappement autour de l’axe central.- the device comprises a mixer fixed to the injection nozzle between the at least one injection orifice and the downstream end, the mixer comprising a casing defining a passage for mixing exhaust gases, the mixer comprising a plurality vanes connecting the casing to the injection nozzle, the set of vanes being adapted to generate a swirl of exhaust gases around the central axis.

L’invention concerne en outre une ligne d’échappement comprenant un dispositif de purification de gaz d’échappement tel que défini précédemment.The invention further relates to an exhaust line comprising an exhaust gas purification device as defined above.

L’invention concerne par ailleurs un véhicule comprenant une ligne d’échappement telle que définie précédemment.The invention also relates to a vehicle comprising an exhaust line as defined previously.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description, given solely by way of example and made with reference to the appended drawings, in which:

la figure 1 est une représentation schématique de profil d’un véhicule comprenant une ligne d’échappement selon l’invention ; FIG. 1 is a schematic profile representation of a vehicle comprising an exhaust line according to the invention;

la figure 2 est une représentation schématique de profil d’un injecteur de la ligne d’échappement représentée sur la figure 1 ; FIG. 2 is a schematic profile representation of an injector of the exhaust line shown in FIG. 1;

la figure 3 est une représentation semblable à la figure 2, dans lequel l’injecteur comprend un mélangeur ; FIG. 3 is a representation similar to FIG. 2, in which the injector comprises a mixer;

la figure 4 est une représentation schématique de face d’un injecteur selon un premier mode de réalisation de l’invention ; FIG. 4 is a schematic front view of an injector according to a first embodiment of the invention;

la figure 5 est une représentation schématique de face d’un injecteur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; et FIG. 5 is a schematic front view of an injector according to a second embodiment of the invention; And

la figure 6 est une représentation schématique de face d’un mélangeur d’un dispositif de purification selon l’invention. FIG. 6 is a schematic front view of a mixer of a purification device according to the invention.

Dans la suite de la description, les termes amont et aval sont définis en fonction d’un sens d’écoulement d’un fluide depuis une source, un point amont étant plus proche de la source de l’écoulement qu’un point aval.In the rest of the description, the terms upstream and downstream are defined according to a direction of flow of a fluid from a source, an upstream point being closer to the source of the flow than a downstream point.

On a représenté, sur la figure 1 un véhicule 10 comportant une ligne d’échappement 12. La ligne d’échappement 12 est par exemple adaptée pour traiter les gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne 14, par exemple un moteur diesel.There is shown in Figure 1 a vehicle 10 comprising an exhaust line 12. The exhaust line 12 is for example adapted to treat the exhaust gases of an internal combustion engine 14, for example a diesel engine .

La ligne d’échappement 12 est par exemple une ligne d’échappement de véhicule 10, et notamment de véhicule automobile tel une voiture, un bus ou un camion. En variante, la ligne d’échappement 12 est une ligne d’échappement d’une installation fixe.The exhaust line 12 is for example a vehicle exhaust line 10, and in particular of a motor vehicle such as a car, a bus or a truck. As a variant, the exhaust line 12 is an exhaust line of a fixed installation.

La ligne d’échappement 12 comporte un dispositif 16 de purification de gaz d’échappement.The exhaust line 12 comprises a device 16 for purifying exhaust gases.

Le dispositif 16 de purification de gaz d’échappement est adapté pour traiter les gaz d’échappement du moteur à combustion interne 14 et par exemple adapté pour éliminer les NOx contenus dans les gaz d’échappement du moteur 14.The exhaust gas purification device 16 is adapted to treat the exhaust gases from the internal combustion engine 14 and for example adapted to eliminate the NOx contained in the exhaust gases from the engine 14.

Le dispositif 16 de purification de gaz d’échappement est avantageusement placé en amont d’un catalyseur RCS.The exhaust gas purification device 16 is advantageously placed upstream of an SCR catalyst.

Le dispositif 16 de purification de gaz d’échappement comporte un conduit 18 et un injecteur 20.The exhaust gas purification device 16 comprises a conduit 18 and an injector 20.

Le conduit 18 s’étend suivant un axe central A-A’. Le conduit 18 comporte une extrémité d’admission 22, correspondant à une extrémité amont du conduit 18, et une extrémité d’échappement 24 correspondant à une extrémité aval du conduit. Le conduit 18 est de préférence cylindrique.The duct 18 extends along a central axis A-A'. Duct 18 has an inlet end 22, corresponding to an upstream end of duct 18, and an exhaust end 24 corresponding to a downstream end of the duct. Conduit 18 is preferably cylindrical.

Le conduit 18 définit un passage 26 de circulation de gaz d’échappement s’étendant entre l’extrémité d’admission 22 et l’extrémité d’échappement 24. Le passage de circulation 26 est configuré pour assurer la circulation de gaz d’échappement depuis l’extrémité d’admission 22 du conduit 18 vers l’extrémité d’échappement 24 du conduit 18.The conduit 18 defines an exhaust gas circulation passage 26 extending between the intake end 22 and the exhaust end 24. The circulation passage 26 is configured to ensure the circulation of exhaust gases from inlet end 22 of conduit 18 to exhaust end 24 of conduit 18.

L’injecteur 20 est adapté pour injecter un agent réducteur dans le flux de gaz d’échappement. L’injecteur 20 est de préférence adapté pour injecter de l’ammoniac pour réduire le NOx contenu dans le flux de gaz d’échappement en azote inoffensif.The injector 20 is adapted to inject a reducing agent into the exhaust gas stream. The injector 20 is preferably adapted to inject ammonia to reduce the NOx contained in the flow of exhaust gases into harmless nitrogen.

L’agent réducteur gazeux est représenté schématiquement par un ensemble de nuages 27 sur les figures 2 à 5.The gaseous reducing agent is represented schematically by a set of clouds 27 in Figures 2 to 5.

L’injecteur 20 s’étend dans le passage 26 de circulation de gaz d’échappement.The injector 20 extends into the exhaust gas circulation passage 26.

Comme illustré en figure 2, L’injecteur 20 comprend une buse d’injection 28, un raccord 30 et une pluralité de couples de déflection 32. L’injecteur 20 comprend de préférence, comme visible sur la figure 3, un mélangeur 34.As illustrated in Figure 2, the injector 20 comprises an injection nozzle 28, a connector 30 and a plurality of deflection pairs 32. The injector 20 preferably comprises, as shown in Figure 3, a mixer 34.

Le raccord 30 s’étend de préférence depuis le conduit 18 vers l’axe central A-A’. Le raccord 30 s’étend par exemple radialement par rapport à l’axe central A-A’ dans le conduit 18.The connector 30 preferably extends from the conduit 18 towards the central axis A-A'. The connector 30 extends for example radially with respect to the central axis A-A' in the conduit 18.

Le raccord 30 est par exemple connecté fluidiquement d’une part à un réservoir d’agent réducteur (non illustré) et d’autre part à la buse d’injection 28. Le raccord 30 est de préférence adapté pour alimenter la buse d’injection 28 en agent réducteur.The connector 30 is for example fluidically connected on the one hand to a reservoir of reducing agent (not shown) and on the other hand to the injection nozzle 28. The connector 30 is preferably adapted to supply the injection nozzle 28 in reducing agent.

La buse d’injection 28 s’étend selon l’axe central A-A’, longitudinalement dans le flux de gaz d’échappement entre une extrémité amont 36 et une extrémité aval 38. La buse d’injection comprend une face périphérique 40 connectant l’extrémité amont 36 à l’extrémité aval 38.The injection nozzle 28 extends along the central axis A-A', longitudinally in the flow of exhaust gas between an upstream end 36 and a downstream end 38. The injection nozzle comprises a peripheral face 40 connecting upstream end 36 to downstream end 38.

La buse d’injection 28 est de préférence connectée au raccord 30 à l’extrémité amont 36.Injection nozzle 28 is preferably connected to fitting 30 at upstream end 36.

La buse d’injection 28 est de préférence obturée à l’extrémité aval 38.The injection nozzle 28 is preferably closed off at the downstream end 38.

La buse d’injection 28 comprend au moins un orifice d’injection 42 de l’agent réducteur gazeux. Dans les variantes présentées sur les figures 1 à 5, la buse d’injection comprend une pluralité d’orifices d’injection 42.The injection nozzle 28 comprises at least one orifice 42 for injecting the gaseous reducing agent. In the variants shown in Figures 1 to 5, the injection nozzle comprises a plurality of injection orifices 42.

La buse d’injection 28 connecte fluidiquement le raccord 30 à chaque orifice d’injection 42.Injection nozzle 28 fluidly connects fitting 30 to each injection port 42.

La buse d’injection 28 est par exemple sensiblement en forme de tube cylindrique.The injection nozzle 28 is for example substantially in the shape of a cylindrical tube.

Chaque orifice d’injection 42 est par exemple ménagé entre l’extrémité amont 36 et l’extrémité aval 38. Chaque orifice d’injection 42 s’étend de préférence sur la face périphérique 40 de de la buse d’injection.Each injection orifice 42 is for example formed between the upstream end 36 and the downstream end 38. Each injection orifice 42 preferably extends over the peripheral face 40 of the injection nozzle.

La normale de chaque orifice d’injection 42 s’étend de préférence radialement par rapport à l’axe central A-A’.The normal of each injection orifice 42 preferably extends radially with respect to the central axis A-A'.

L’angle formé par les normales de deux orifices d’injection 42 adjacents est par exemple sensiblement égal pour tout couple d’orifices 42 adjacents de l’ensemble d’orifices 42.The angle formed by the normals of two adjacent injection orifices 42 is for example substantially equal for any pair of adjacent orifices 42 of the set of orifices 42.

Tous les orifices d’injections 42 s’étendent par exemple à une même distance de l’extrémité aval 38.All the injection orifices 42 extend for example at the same distance from the downstream end 38.

Le dispositif de purification 16 comporte au moins deux couples de déflection 32 et, dans la variante illustrée en figure 4, le dispositif de purification 16 comporte quatre couples de déflection 32.The purification device 16 comprises at least two deflection pairs 32 and, in the variant illustrated in FIG. 4, the purification device 16 comprises four deflection pairs 32.

Chaque couple de déflection 32 est formé de deux déflecteurs 44. En particulier, chaque couple de déflection 32 est formé de deux déflecteurs 44 agencés symétriquement par rapport à l’axe central A-A’.Each deflection pair 32 is formed by two deflectors 44. In particular, each deflection pair 32 is formed by two deflectors 44 arranged symmetrically with respect to the central axis A-A'.

Chaque déflecteur 44 comprend une extrémité radiale 46 et s’étend radialement entre la buse d’injection 28 et cette extrémité radiale 46. Chaque déflecteur 44 présente une hauteur radialeHdéfinie par la distance radiale entre la buse d’injection 28 et l’extrémité radiale 46 dudit déflecteur 44.Each deflector 44 comprises a radial end 46 and extends radially between the injection nozzle 28 and this radial end 46. Each deflector 44 has a radial height H defined by the radial distance between the injection nozzle 28 and the end radial 46 of said deflector 44.

Chaque déflecteur 44 est fixé à la buse d’injection 28 entre l’extrémité amont 36 et l’au moins un orifice d’injection 42 dans la direction de l’axe A-A’. Chaque déflecteur 44 est par exemple soudé à la buse d’injection 28.Each deflector 44 is attached to the injection nozzle 28 between the upstream end 36 and the at least one injection port 42 in the direction of the axis A-A'. Each deflector 44 is for example welded to the injection nozzle 28.

Chaque déflecteur 44 s’étend de préférence sensiblement selon un plan normal à l’axe central A-A’.Each deflector 44 preferably extends substantially along a plane normal to the central axis A-A'.

Chaque déflecteur 44 présente une forme symétrique par rapport à un plan radial médian, l’axe central A-A’ étant compris dans ledit plan radial médian. Dans le mode de réalisation de la figure 4, chaque déflecteur 44 est placé en amont d’un orifice d’injection 42, de sorte que chaque orifice d’injection 42 est disposé en regard d’un déflecteur 44. Ainsi, dans la direction de l’axe A-A’, la normale de chaque orifice d’injection 42 s’étend sensiblement dans le plan radial médian du déflecteur 44 lui correspondant.Each deflector 44 has a symmetrical shape with respect to a median radial plane, the central axis A-A' being included in said median radial plane. In the embodiment of FIG. 4, each deflector 44 is placed upstream of an injection orifice 42, so that each injection orifice 42 is arranged facing a deflector 44. Thus, in the direction of the axis A-A', the normal of each injection orifice 42 extends substantially in the median radial plane of the deflector 44 corresponding thereto.

Dans la variante présentée en figure 4, chaque déflecteur 44 est monobloc et comprend une base 48 connectée à la buse d’injection 28. La largeurLde chaque déflecteur 44, considérée dans le plan radial médian et perpendiculairement à un axe radial, est décroissante depuis la base 48 du déflecteur 44 vers l’extrémité radiale 46 du déflecteur 44. L’extrémité radiale 46 de chaque déflecteur 44 est de préférence en pointe. Chaque déflecteur 44 présente de préférence une forme sensiblement triangulaire, la base 48 de chaque déflecteur 44 épousant la face périphérique 40 de la buse d’injection 28. Comme illustré en figures 2 et 3, l’épaisseurEde chaque déflecteur 44, prise suivant la direction définie par l’axe central A-A’, est de préférence décroissante depuis la base 48 du déflecteur 44 vers l’extrémité radiale 46 du déflecteur 44.In the variant shown in Figure 4, each deflector 44 is in one piece and comprises a base 48 connected to the injection nozzle 28. The width L of each deflector 44, considered in the median radial plane and perpendicular to a radial axis, is decreasing from the base 48 of the deflector 44 towards the radial end 46 of the deflector 44. The radial end 46 of each deflector 44 is preferably pointed. Each deflector 44 preferably has a substantially triangular shape, the base 48 of each deflector 44 marrying the peripheral face 40 of the injection nozzle 28. As illustrated in FIGS. 2 and 3, the thickness E of each deflector 44, taken according to the direction defined by the central axis A-A', is preferably decreasing from the base 48 of the deflector 44 towards the radial end 46 of the deflector 44.

Chaque couple de déflection 32 s’étend selon la même direction radiale que celle des déflecteurs 44 dont il est formé. L’angle formé entre la direction radiale de deux couples de déflection 32 adjacents est par exemple sensiblement égale pour tous les couples de déflection 32 adjacents. Dans l’exemple présenté en figure 4, l’angle formé entre la direction radiale de deux couples de déflection 32 adjacents est sensiblement égal à 45°.Each deflection pair 32 extends in the same radial direction as that of the deflectors 44 of which it is formed. The angle formed between the radial direction of two adjacent deflection pairs 32 is for example substantially equal for all the adjacent deflection pairs 32. In the example presented in FIG. 4, the angle formed between the radial direction of two adjacent deflection pairs 32 is substantially equal to 45°.

Chaque couple de déflection 32 comporte des déflecteurs 44 présentant une hauteur radialeHdifférente de celle des déflecteurs 44 des couples de déflection 32 qui lui sont adjacents.Each deflection pair 32 includes deflectors 44 having a radial height H different from that of the deflectors 44 of the deflection pairs 32 which are adjacent to it.

L’injecteur 44 comprend de préférence deux couples de déflection longs 50 et deux couples de déflection courts 52 agencés, en alternance autour de l’axe central A-A’. Les déflecteurs 44 des couples de déflection longs 50 présentent une première hauteur radialeH1et les déflecteurs des couples de déflection courts 52 présentent une deuxième hauteur radialeH2. La deuxième hauteur radialeH2des couples de déflection courts 52 est inférieure à la première hauteur radialeH1des couples de déflection longs 50.The injector 44 preferably comprises two long deflection pairs 50 and two short deflection pairs 52 arranged alternately around the central axis A-A'. The deflectors 44 of the long deflection pairs 50 have a first radial height H1 and the deflectors of the short deflection pairs 52 have a second radial height H2 . The second radial height H2 of the short deflection pairs 52 is lower than the first radial height H1 of the long deflection pairs 50.

Comme illustré sur la figure 3, le mélangeur 34 est fixé à la buse d’injection 28 entre l’au moins un orifice d’injection 42 et l’extrémité aval 38, dans la direction de l’axe central A-A’.As illustrated in Figure 3, the mixer 34 is attached to the injection nozzle 28 between the at least one injection port 42 and the downstream end 38, in the direction of the central axis A-A'.

Le mélangeur 34 comprend une pluralité d’aubes 54 et un carter 56.Mixer 34 includes a plurality of vanes 54 and a housing 56.

La pluralité d’aubes 54 est fixée à la buse d’injection 28. En particulier, le mélangeur 34 comprend entre 6 et 10 aubes.The plurality of blades 54 is fixed to the injection nozzle 28. In particular, the mixer 34 comprises between 6 and 10 vanes.

Chaque aube 54 s’étend radialement autour de la buse d’injection 28, entre cette buse d’injection et le carter 56. Les aubes 54 du mélangeur 34 sont de préférence répartis à intervalle régulier autour de l’axe central A-A’.Each vane 54 extends radially around the injection nozzle 28, between this injection nozzle and the casing 56. The vanes 54 of the mixer 34 are preferably distributed at regular intervals around the central axis A-A' .

Chaque aube 54 est par exemple fixée sur la buse d’injection 28 de sorte que l’angle d’attaque moyen de chaque aube par rapport au flux de gaz d’échappement soit compris entre 0° et 60°.Each vane 54 is for example fixed on the injection nozzle 28 so that the mean angle of attack of each vane with respect to the flow of exhaust gases is between 0° and 60°.

L’ensemble des aubes 54 est adapté pour générer un tourbillonnement de gaz d’échappement autour de l’axe central A-A’.The set of vanes 54 is adapted to generate a swirl of exhaust gases around the central axis A-A'.

Le carter 56 s’étend selon la direction de l’axe central A-A’. Le carter 56 définit un passage de mixage 58 de gaz d’échappement. Le 56 carter est par exemple de forme tubulaire définie autour de l’axe central A-A’.The casing 56 extends in the direction of the central axis A-A'. The housing 56 defines an exhaust gas mixing passage 58. The 56 casing is for example of tubular shape defined around the central axis A-A'.

Le fonctionnement d’un dispositif 16 de purification de gaz d’échappement va maintenant être décrit.The operation of an exhaust gas purification device 16 will now be described.

Le raccord 30 alimente la buse d’injection 28 en agent réducteur. Le raccord est par exemple connecté à un réservoir d’agent réducteur (non représenté) situé à l’écart du conduit 18. La buse d’injection 28 guide l’agent réducteur jusqu’aux orifices d’injection 42, l’agent réducteur étant injecté dans le passage de circulation 26 de gaz d’échappement et donc dans les gaz d’échappement, par l’intermédiaire des orifices d’injection 42.Connection 30 supplies injection nozzle 28 with reducing agent. The connector is for example connected to a reservoir of reducing agent (not shown) located away from the conduit 18. The injection nozzle 28 guides the reducing agent to the injection ports 42, the reducing agent being injected into the circulation passage 26 of exhaust gases and therefore into the exhaust gases, via the injection ports 42.

Les gaz d’échappement s’écoulent dans le conduit 18 depuis l’extrémité d’admission 22 vers l’extrémité d’échappement 24. Les gaz d’échappement sont déviés par chacun des déflecteurs 44 en amont des orifices d’injection 42. En particulier, les gaz d’échappement sont déviés à l’écart des orifices d’injection 42 par les déflecteurs 44. Les gaz d’échappement sont plus fortement déviés par les couples de déflection longs 50 que par les couples de déflection courts 52.The exhaust gases flow in the conduit 18 from the intake end 22 towards the exhaust end 24. The exhaust gases are deflected by each of the deflectors 44 upstream of the injection ports 42. In particular, the exhaust gases are deflected away from the injection ports 42 by the deflectors 44. The exhaust gases are more strongly deflected by the long deflection couples 50 than by the short deflection couples 52.

Les gaz d’échappement étant déviés à l’écart des orifices d’injection 42 l’agent réducteur est injecté dans une région abritée du flux de gaz d’échappement par les déflecteurs. L’agent réducteur est alors dispersé plus loin radialement qu’en l’absence de déflecteurs 44.As the exhaust gases are deflected away from the injection ports 42, the reducing agent is injected into a region sheltered from the flow of exhaust gases by the deflectors. The reducing agent is then dispersed further radially than in the absence of deflectors 44.

A la suite de la dispersion de l’agent réducteur dans les gaz d’échappement, le mélange est mélangé par le mélangeur 34, assurant une bonne homogénéisation du mélange entre les gaz d’échappement et l’agent réducteur lorsqu’il atteint l’extrémité d’échappement 24.Following the dispersion of the reducing agent in the exhaust gases, the mixture is mixed by the mixer 34, ensuring a good homogenization of the mixture between the exhaust gases and the reducing agent when it reaches the exhaust end 24.

L’utilisation d’un ensemble de couples de déflection 32 présentant des hauteurs radiales différentes est particulièrement avantageuse puisqu’elle permet d’assurer une meilleure dispersion de l’agent réducteur tout en limitant les pertes de charge. En effet, de tels couples de déflection 32 permettent par d’assurer un niveau de turbulence élevé au niveau des orifices d’injection 42 tout en maximisant la section de passage de gaz d’échappement, limitant ainsi les pertes de charge.The use of a set of deflection pairs 32 having different radial heights is particularly advantageous since it makes it possible to ensure better dispersion of the reducing agent while limiting pressure drops. Indeed, such deflection couples 32 make it possible to ensure a high level of turbulence at the level of the injection orifices 42 while maximizing the exhaust gas passage section, thus limiting pressure drops.

La fixation des déflecteurs 44 en amont des orifices d’injection assure une meilleure dispersion de l’agent réducteur dans le passage 26.Fixing the deflectors 44 upstream of the injection orifices ensures better dispersion of the reducing agent in the passage 26.

L’orientation des déflecteurs 44 perpendiculairement à l’axe central A-A’ permet d’augmenter les turbulences générées par les déflecteurs 44.The orientation of the deflectors 44 perpendicular to the central axis A-A' makes it possible to increase the turbulence generated by the deflectors 44.

L’orientation des orifices d’injection 42 sur la buse d’injection 28 assure une dispersion radiale de l’agent réducteur ce qui améliore le mélange entre l’agent réducteur et les gaz d’échappement, améliorant ainsi l’efficacité du dispositif 16 de purification de gaz d’échappement.The orientation of the injection ports 42 on the injection nozzle 28 ensures radial dispersion of the reducing agent which improves the mixing between the reducing agent and the exhaust gases, thus improving the efficiency of the device 16 exhaust gas purification.

L’utilisation d’un déflecteur 44 en amont de chaque orifice d’injection 42 est particulièrement avantageuse pour améliorer la dispersion de l’agent réducteur.The use of a deflector 44 upstream of each injection orifice 42 is particularly advantageous for improving the dispersion of the reducing agent.

Le raccord 30 connecté à l’extrémité amont 36 de la buse d’injection 28 assure un bon écoulement de l’agent réducteur dans la buse d’injection 28.The connector 30 connected to the upstream end 36 of the injection nozzle 28 ensures a good flow of the reducing agent in the injection nozzle 28.

L’utilisation de couples de déflection longs 50 et de couples de déflection courts 52 assure un écoulement fortement turbulent, améliorant les performances du dispositif de purification 16, tout en laissant une section de passage élevée aux gaz d’échappement 24, limitant notamment les pertes de charge.The use of long deflection pairs 50 and short deflection pairs 52 ensures a highly turbulent flow, improving the performance of the purification device 16, while leaving a high passage section for the exhaust gases 24, in particular limiting the losses dump.

Les déflecteurs 44 dont la largeur est décroissante depuis leur base 48 vers leur extrémité radiale 46, assurent une bonne dispersion de l’agent réducteur tout en améliorant la robustesse du dispositif de purification 16.The deflectors 44, the width of which decreases from their base 48 towards their radial end 46, ensure good dispersion of the reducing agent while improving the robustness of the purification device 16.

Le mélangeur 34 situé en aval des orifices d’injection 42 améliore le mélange entre les gaz d’échappement et l’agent réducteur, améliorant ainsi les performances du dispositif 16 de purification de gaz d’échappement.The mixer 34 located downstream of the injection ports 42 improves the mixing between the exhaust gases and the reducing agent, thus improving the performance of the device 16 for purifying exhaust gases.

Sur la figure 5 est montré un mode de réalisation alternatif du dispositif 16 de purification de gaz d’échappement. Ce mode de réalisation diffère du mode de réalisation présenté en figure 4 uniquement par ce qui suit. Les éléments analogues portent les mêmes références.In Figure 5 is shown an alternative embodiment of the device 16 for purifying exhaust gases. This embodiment differs from the embodiment shown in Figure 4 only in the following. Similar elements bear the same references.

Les déflecteurs 44 ne sont pas monoblocs mais chaque déflecteur 44 comporte une tige de maintien 60 et une plaque de déflection 62.The deflectors 44 are not one-piece but each deflector 44 comprises a retaining rod 60 and a deflection plate 62.

La tige de maintien 60 connecte radialement la plaque de déflection 62 à la buse d’injection 28.The retaining rod 60 radially connects the deflection plate 62 to the injection nozzle 28.

La plaque de déflection 62, portée à l’écart de la buse d’injection 28 est par exemple sensiblement trapézoïdale.The deflection plate 62, carried away from the injection nozzle 28 is for example substantially trapezoidal.

De tels déflecteurs 44 sont particulièrement avantageux en ce que leur géométrie, ou en d’autre terme la position des plaques de déflection 62 dans le passage de circulation 26, peut être optimisée pour améliorer les performances du dispositif de purification 16.Such deflectors 44 are particularly advantageous in that their geometry, or in other words the position of the deflection plates 62 in the circulation passage 26, can be optimized to improve the performance of the purification device 16.

Claims (12)

Dispositif (16) de purification de gaz d’échappement, comprenant :
- un conduit (18), s’étendant suivant un axe central (A-A’), définissant un passage (26) de circulation de gaz d’échappement d’un moteur à combustion interne (14) ; et
- un injecteur (20) pour injecter un agent réducteur dans le flux de gaz d’échappement, l’injecteur (20) s’étendant dans le passage (26) de circulation de gaz d’échappement et comprenant :
  • une buse d’injection (28) de l’agent réducteur gazeux, s’étendant selon l’axe central (A-A’) longitudinalement dans le flux de gaz d’échappement, entre une extrémité amont (36) et une extrémité aval (38), la buse d’injection (28) comprenant au moins un orifice d’injection (42) de l’agent réducteur gazeux, ménagé entre l’extrémité amont (36) et l’extrémité aval (38) ; et
  • une pluralité de couples de déflection (32), chaque couple de déflection (32) étant formé de deux déflecteurs (44) s’étendant chacun radialement entre la buse d’injection (28) et une extrémité radiale (46) et présentant chacun une hauteur radiale (H) définie par la distance radiale entre la buse d’injection (28) et son extrémité radiale (46), les deux déflecteurs (46) de chaque couple de déflection (32) étant symétriques par rapport à l’axe central (A-A’) ;
caractérisé en ce que les déflecteurs (44) de chaque couple de déflection (32) présentent une hauteur radiale (H) différente de celle des déflecteurs des couples de déflection (32) qui lui sont adjacents.
Device (16) for purifying exhaust gases, comprising:
- a duct (18), extending along a central axis (A-A'), defining a passage (26) for the circulation of exhaust gases from an internal combustion engine (14); And
- an injector (20) for injecting a reducing agent into the exhaust gas stream, the injector (20) extending into the exhaust gas flow passage (26) and comprising:
  • an injection nozzle (28) for the gaseous reducing agent, extending along the central axis (A-A') longitudinally in the flow of exhaust gas, between an upstream end (36) and a downstream end (38), the injection nozzle (28) comprising at least one injection orifice (42) of the gaseous reducing agent, arranged between the upstream end (36) and the downstream end (38); And
  • a plurality of deflection pairs (32), each deflection pair (32) being formed of two deflectors (44) each extending radially between the injection nozzle (28) and a radial end (46) and each having a radial height ( H ) defined by the radial distance between the injection nozzle (28) and its radial end (46), the two deflectors (46) of each deflection couple (32) being symmetrical with respect to the central axis (A-A');
characterized in that the deflectors (44) of each deflection pair (32) have a radial height (H) different from that of the deflectors of the deflection pairs (32) which are adjacent to it.
Dispositif de purification (16) selon la revendication 1, dans lequel les déflecteurs (44) sont fixés à la buse d’injection (28) entre l’extrémité amont (36) et l’au moins un orifice d’injection (42).A purification device (16) according to claim 1, wherein the baffles (44) are attached to the injection nozzle (28) between the upstream end (36) and the at least one injection port (42) . Dispositif de purification (16) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque déflecteur (44) s’étend sensiblement selon un plan normal à l’axe central (A-A’).A purification device (16) according to claim 1 or 2, wherein each baffle (44) extends substantially along a plane normal to the central axis (A-A'). Dispositif de purification (16) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque orifice d’injection (42) s’étend sur une face périphérique (40) de la buse d’injection (28), une normale de chaque orifice d’injection (42) s’étendant radialement par rapport à l’axe central (A-A’).A purification device (16) according to any preceding claim, wherein each injection orifice (42) extends over a peripheral face (40) of the injection nozzle (28), a normal of each orifice injection nozzle (42) extending radially with respect to the central axis (A-A'). Dispositif de purification (16) selon la revendication 4, dans lequel chaque déflecteur (44) présente une forme symétrique par rapport à un plan radial médian, chaque orifice d’injection (42) est disposé en regard d’un déflecteur (44), la normale de chaque orifice (42) s’étendant sensiblement dans le plan radial médian du déflecteur (44) correspondant.Purification device (16) according to claim 4, in which each deflector (44) has a symmetrical shape with respect to a median radial plane, each injection orifice (42) is arranged facing a deflector (44), the normal of each orifice (42) extending substantially in the median radial plane of the corresponding deflector (44). Dispositif de purification (16) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’injecteur (20) comprend un raccord (30) connecté à l’extrémité amont (36) de la buse d’injection (28), le raccord (30) étant destiné à être connecté fluidiquement à un réservoir d’agent réducteur.A purification device (16) according to any preceding claim, wherein the injector (20) includes a fitting (30) connected to the upstream end (36) of the injection nozzle (28), the fitting (30) being intended to be fluidly connected to a reservoir of reducing agent. Dispositif de purification (16) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’injecteur (20) comprend deux couples de déflection longs (50) et deux couples de déflection courts (52), les déflecteurs (44) des couples de déflection longs (50) présentant une première hauteur radiale (H1), et les déflecteurs des couples de déflection courts (52) présentant une seconde hauteur radiale (H2) inférieure à la première hauteur radiale (H1).Purification device (16) according to any one of the preceding claims, in which the injector (20) comprises two long deflection pairs (50) and two short deflection pairs (52), the deflectors (44) of the pairs of long deflection (50) having a first radial height ( H1 ), and the deflectors of the short deflection pairs (52) having a second radial height ( H2 ) less than the first radial height ( H1 ). Dispositif de purification (16) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel chaque déflecteur (44) est monobloc et comprend une base (48) connectée à la buse d’injection (28), la largeur du déflecteur (44), considérée perpendiculairement au plan radial médian, étant décroissante depuis la base (48) du déflecteur (44) vers l’extrémité radiale (46) du déflecteur (44), cette extrémité radiale (46) étant de préférence en pointe.A purification device (16) according to any one of claims 1 to 7, wherein each deflector (44) is integral and includes a base (48) connected to the injection nozzle (28), the width of the deflector (44 ), considered perpendicular to the median radial plane, decreasing from the base (48) of the deflector (44) towards the radial end (46) of the deflector (44), this radial end (46) preferably being pointed. Dispositif de purification (16) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel chaque déflecteur (44) comprend une tige de maintien (60) et une plaque de déflection (62), la tige de maintien (60) connectant radialement la plaque de déflection (62) à la buse d’injection (28).A purification device (16) according to any one of claims 1 to 7, wherein each deflector (44) comprises a retaining rod (60) and a deflector plate (62), the retaining rod (60) connecting radially the deflection plate (62) to the injection nozzle (28). Dispositif de purification (16) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif (16) comprend un mélangeur (34) fixé à la buse d’injection (28) entre l’au moins un orifice d’injection (42) et l’extrémité aval (38), le mélangeur (34) comprenant un carter (58) définissant un passage de mixage (58) de gaz d’échappement, le mélangeur (34) comprenant une pluralité d’aubes (54) connectant le carter (56) à la buse d’injection (28), l’ensemble des aubes (54) étant adapté pour générer un tourbillonnement de gaz d’échappement autour de l’axe central (A-A’).A purification device (16) according to any preceding claim, wherein the device (16) comprises a mixer (34) attached to the injection nozzle (28) between the at least one injection port (42 ) and the downstream end (38), the mixer (34) comprising a housing (58) defining an exhaust gas mixing passage (58), the mixer (34) comprising a plurality of vanes (54) connecting the casing (56) to the injection nozzle (28), the set of vanes (54) being adapted to generate a swirl of exhaust gases around the central axis (A-A'). Ligne d’échappement (12), comprenant un dispositif (16) de purification de gaz d’échappement selon l’une quelconque des revendications précédentes.Exhaust line (12), comprising an exhaust gas purification device (16) according to any one of the preceding claims. Véhicule comprenant une ligne d’échappement (12) selon la revendication 11.Vehicle comprising an exhaust line (12) according to claim 11.
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