FR3103517A1 - Dispositif de chauffage de gaz d’échappement à élément chauffant en mousse métallique - Google Patents
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Abstract
Dispositif de chauffage de gaz d’échappement à élément chauffant en mousse métallique Le dispositif (10) de chauffage comprend : - un élément chauffant (16) sous la forme d’une mousse métallique, - un boitier (12), défini par une paroi latérale (14) s’étendant le long d’un axe longitudinal (X), dans lequel est logée la mousse métallique (16), - des moyens (18) d’isolation électrique agencés entre la mousse métallique (16) et le boitier (12), - au moins une électrode (22). La mousse métallique (16) comporte une zone (24) conformée pour recevoir l’au moins une électrode (22). Figure pour l'abrégé : Figure 2
Description
La présente invention concerne un dispositif de chauffage de gaz d’échappement, destiné à équiper une ligne d’échappement d’un moteur à combustion, notamment un moteur à combustion de véhicule.
On connait déjà, dans l’état de la technique, une ligne d’échappement de moteur à combustion, comprenant un dispositif de purification catalytique, destiné à réduire les particules polluantes (notamment les oxydes d’azote NOx) en particules inoffensives (notamment en diazote N2et en eau H20). A cet effet, le gaz d’échappement passe à travers un bloc de purification catalytique.
Il est à noter que l’efficacité du bloc de purification catalytique est optimale lorsque la réaction a lieu à haute température. Ainsi, lors d’un démarrage à froid, la réaction est moins efficace, et davantage de particules polluantes sont émises.
Afin de remédier à cet inconvénient, une solution consiste à équiper la ligne d’échappement d’un dispositif de chauffage de gaz d’échappement, destiné à chauffer les gaz d’échappement avant leur passage à travers le bloc de purification, jusqu’à ce que le moteur émette des gaz suffisamment chauds. Ce dispositif de chauffage est agencé en amont du bloc de purification.
Un exemple connu de dispositif de chauffage comporte un élément chauffant formé par une mousse métallique, parcourue par un courant électrique de manière à la chauffer par effet Joule. La mousse métallique est disposée de manière à être traversée par les gaz d’échappement, qui sont ainsi chauffés avant d’entrer dans le bloc de purification. Le courant électrique est fourni par une électrode connectée électriquement à la mousse métallique.
Un tel dispositif de chauffage ne donne toutefois pas entière satisfaction, notamment en ce que la connexion électrique entre l’électrode et la mousse métallique est difficile à réaliser.
L’invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient, en fournissant un dispositif de chauffage dont la connexion électrique entre l’électrode et la mousse métallique est réalisée de manière simple et fiable.
A cet effet, l’invention a notamment pour objet un dispositif de chauffage de gaz d’échappement pour une ligne d’échappement de moteur thermique, comprenant:
- un élément chauffant sous la forme d’une mousse métallique,
- un boitier, défini par une paroi latérale s’étendant le long d’un axe longitudinal, dans lequel est logée la mousse métallique,
- des moyens d’isolation électrique agencés entre la mousse métallique et le boitier,
- au moins une électrode,
caractérisé en ce que la mousse métallique comporte une zone conformée pour recevoir l’au moins une électrode.
Du fait de la zone de la mousse métallique conformée pour recevoir l’électrode, le dispositif ne nécessite pas d’élément de connexion supplémentaire entre l’électrode et la mousse métallique.
Un dispositif de chauffage selon l’invention peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes les combinaisons techniquement envisageables.
- La mousse métallique inclut une préforme de mousse, présentant une structure alvéolaire homogène dans tout son volume.
- Le dispositif de chauffage comporte une couche de protection formée par un premier matériau liquide ayant imprégné la périphérie de la mousse métallique avant d’être séché, les moyens d’isolation électrique comprenant au moins un élément annulaire entourant la couche de protection.
- Le dispositif de chauffage comporte deux éléments annulaires de maintien de la mousse métallique, agencés de part et d’autre de la mousse métallique dans la direction de l’axe longitudinal, et chacun solidarisé au boitier.
- A moins l’un des éléments de maintien comporte des pattes de fixation, s’étendant dans la direction de l’axe longitudinal, et le boîtier comporte, pour chaque patte de fixation, un orifice de soudage, à travers lequel la patte de fixation correspondante est soudée au boîtier.
L’invention concerne également une ligne d’échappement de moteur thermique, caractérisée en ce qu’elle comporte un dispositif de chauffage tel que défini précédemment.
L’invention concerne également un véhicule, notamment un véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte une ligne d’échappement telle que définie ci-dessus.
L’invention concerne enfin un procédé de fabrication du dispositif de chauffage de gaz d’échappement, caractérisé en ce que la mousse métallique est fabriquée selon les étapes suivantes:
- fabrication d’une préforme de mousse,
- remplissage de la préforme de mousse par un premier métal liquide présentant une première densité,
- séchage de la préforme de mousse remplie de métal,
- premier frittage de la préforme de mousse remplie de métal,
- ultérieurement au premier frittage, injection d’un second métal liquide présentant une seconde densité supérieure à la première densité, dans au moins une zone de la périphérie de la préforme de mousse remplie de métal et frittée,
- second frittage de la préforme de mousse comprenant la zone.
Avantageusement, la fabrication de la mousse métallique comporte, ultérieurement au premier frittage et préalablement à l’injection du second métal liquide, le découpage de la préforme de mousse chargée de métal et frittée en une première forme, les deux zones d’injection du second métal liquide étant à la périphérie de cette première forme.
De manière optionnelle, la première forme présente des dimensions supérieures à celles d’une forme finale souhaitée, la fabrication de la mousse métallique comprenant, après le second frittage, le découpage de la première forme pour obtenir la forme finale souhaitée.
Différents aspects et autres avantages de l’invention seront mis en lumière dans la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en se référant aux figures annexées, parmi lesquelles:
- La figure 1 est une vue en perspective d’un dispositif de chauffage selon un premier exemple de mode de réalisation de l’invention;
- La figure 2 est une vue éclatée en perspective du dispositif de chauffage de la figure 1;
- La figure 3 est un détail en perspective d’une préforme pour la fabrication d’une mousse métallique du dispositif de chauffage de la figure 1;
- La figure 4 représente schématiquement, du dessus, la mousse métallique du dispositif de chauffage de la figure 1, au cours d’une étape de sa fabrication;
- La figure 5 est une vue éclatée en perspective d’un dispositif de chauffage selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l’invention.
On a représenté, sur les figures 1 et 2, un dispositif de chauffage 10 selon un exemple de mode de réalisation de l’invention.
Le dispositif de chauffage 10 est destiné à être agencé dans une ligne d’échappement d’un moteur thermique, en amont d’un dispositif de purification des gaz d’échappement. Le moteur thermique est par exemple celui d’un véhicule, notamment d’un véhicule automobile, mais pourrait en variante être tout autre moteur thermique.
Le dispositif de purification comporte, de manière connue en soi, un bloc de purification catalytique, permettant la réduction des particules polluantes (notamment les oxydes d’azote NOx) en particules inoffensives (notamment en diazote N2et en eau H20). La réaction de réduction étant plus efficace à haute température, le dispositif de chauffage 10 est destiné à chauffer les gaz d’échappement en amont du dispositif de purification, notamment lors d’un démarrage à froid du moteur thermique.
Le dispositif de chauffage 10 comporte un boîtier 12 formé par une paroi 14 de forme générale cylindrique s’étendant le long d’un axe longitudinal X. De préférence, la paroi 14 présente une forme générale cylindrique à base circulaire, ovale ou rectangulaire à coins arrondis, définie autour de l’axe longitudinal X.
Le dispositif de chauffage 10 comporte par ailleurs un élément chauffant 16, logé dans le boitier 12, des moyens d’isolation électrique et thermique 18 intercalés radialement entre l’élément chauffant 16 et la paroi 14 du boîtier 12, et des éléments de maintien 20. Le dispositif de chauffage 10 comporte également au moins une électrode 22 reliée électriquement à l’élément chauffant 16, destinés à faire passer un courant dans cet élément chauffant 16 afin de le chauffer par effet joule. De préférence, le dispositif de chauffage comporte deux électrodes 22.
De préférence, chaque électrode 22 comporte une âme conductrice 22a, entourée d’une gaine isolante 22b.
L’âme conductrice 22a est par exemple métallique, notamment réalisée dans un matériau choisi parmi le Fer-Chrome-Aluminium (FeCrAl) et ses alliages, le Nickel-Chrome (NiCr) et ses alliages, l’acier inoxydable, l’Inconel® ou le carbure de silicium.
La gaine isolante 22b est par exemple en Oxyde de Magnésium MgO ou en alumine Al2O3.
La gaine isolante 22b est de préférence elle-même entourée d’un étui 22c en matériau soudable (notamment en Inconel® ou NiCr), destiné à être soudé au boîtier 12. Cet étui 22c est isolé électriquement de l’âme conductrice 22a grâce à la gaine isolante 22b.
L’élément chauffant 16 est formé par une mousse métallique, dont la fabrication selon l’invention sera décrite ultérieurement.
De préférence, la mousse métallique 16 est réalisée en alliage Fer-Chrome-Aluminium (FeCrAl) ou en alliage Nickel Chrome (NiCr). La mousse métallique 16 présente une densité comprise entre 8 et 11%, et une épaisseur (considérée dans la direction de l’axe longitudinal X) comprise entre 15 et 30 mm.
La mousse métallique 16 présente au moins une zone 24 conformée pour recevoir l’une parmi l’au moins une électrode 22. La zone 24 peut être disposée à n’importe quel endroit approprié de la mousse métallique 16. Dans l’exemple décrit, la mousse métallique 16 comporte deux zones 24, disposées à la périphérie de la mousse métallique 16, disposées à l’opposé l’une de l’autre. En variante, on pourrait prévoir une zone 24 au centre de la mousse métallique 16, ou à proximité du centre de la mousse métallique 16. Conformément à une autre variante, les zones 24 pourraient être disposées à la périphérie de la mousse métallique 16, non à l’opposé l’une de l’autre, mais de sorte que les électrodes 22 forment entre elles un angle, par exemple inférieur ou égal à 45°, ou compris entre 120° et 180°.
De préférence, chaque zone 24 est une zone de soudage 24 densifiée, destinée à être reliée à l’une respective des électrodes 22, par soudage. En d’autres termes, la densité de la zone de soudage 24 est suffisante pour permettre le soudage de l’électrode 22 correspondante.
Chaque zone 24 s’étend de préférence sur une profondeur d’au moins 5 mm dans la mousse métallique 16. Par ailleurs, chaque zone 24 s’étend de préférence sur un diamètre supérieur au double du diamètre de l’âme conductrice 22a de l’électrode 22. Ainsi, pour une âme conductrice 22a de diamètre d’environ 6 mm, le diamètre de la zone 24 correspondante est d’au moins 12 mm, par exemple d’environ 18 mm.
Les moyens d’isolation 18 comportent au moins un élément d’isolation 26, de préférence deux éléments d’isolation 26, entourant au moins partiellement la périphérie de l’élément chauffant 16. Plus particulièrement, les deux éléments d’isolation 26 sont agencés pour laisser les zones de soudage densifiées 24 découvertes.
Avantageusement, les éléments d’isolation 26 comporte des rebords 26a, délimitant ensemble un renfoncement 27 dans lequel est logée la périphérie de l’élément chauffant 16. Les rebords 26a encadrent donc la périphérie de l’élément de chauffant 16, de part et d’autre de cet élément chauffant 16 dans la direction de l’axe longitudinal X.
Les éléments isolants 26 permettent notamment d’assurer une étanchéité radiale aux gaz d’échappement, pour assurer que les gaz d’échappement ne traversent l’élément chauffant 16 que dans la direction de l’axe X.
Chaque élément d’isolation 26 est par exemple formé par une nappe de fibres en matériau isolant électriquement. Tout matériau isolant électriquement est envisageable.
Avantageusement, une couche de protection 28 recouvre la périphérie de l’élément chauffant 16. La couche de protection 28 est destinée à protéger les éléments d’isolation 26 des bords poreux agressifs de la mousse métallique 16. Ainsi, une fois la couche de protection 28 appliquée, l’élément chauffant 16 présente une périphérie lisse et non plus une périphérie poreuse et agressive. Ainsi, la durée de vie des éléments d’isolation 26 est améliorée.
Conformément à un exemple de réalisation, la couche de protection 28 est réalisée en métal, par exemple du même métal que celui formant la mousse métallique 16. En variante, la couche de protection 28 peut être par exemple réalisée en céramique ou en Oxyde de Magnésium MgO. Conformément à une autre variante, la couche de protection 28 peut être réalisée en tout autre matériau approprié, tant qu’elle permet de lisser la périphérie de l’élément chauffant 16.
Les éléments de maintien 20 sont destinés à maintenir l’élément chauffant 16, ainsi que les éléments isolants 26, dans la direction de l’axe longitudinal X. Plus particulièrement, dans l’exemple décrit, les éléments de maintien 20 maintiennent les éléments isolants 26, qui eux maintiennent l’élément chauffant 16. Les éléments de maintien 20 sont de préférence sensiblement identiques.
Chaque élément de maintien 20 présente une forme général annulaire, présentant un contour périphérique 20a destiné à être solidarisé à la paroi 14 du boîtier 12 (et plus particulièrement sur une face intérieure de cette paroi 14), et s’étendant suffisamment radialement pour s’étendre en regard d’une partie de l’élément chauffant 16. Ainsi, les éléments de maintien 20 enserrent l’élément chauffant 16, de part et d’autre de cet élément chauffant 16 dans la direction de l’axe longitudinal X.
Chaque élément de maintien 20 délimite une ouverture centrale 21 autorisant le passage de gaz d’échappement vers l’élément chauffant 16.
Chaque élément de maintien 20 comporte, sur son contour périphérique 20a, une pluralité de pattes de fixation 30, par exemple entre trois et huit pattes de fixation, de préférence quatre ou six pattes de fixation 30, équiréparties sur le contour périphérique 20a. Les pattes de fixation 30 s’étendent parallèlement à l’axe longitudinale X, en s’éloignant de l’élément chauffant 16. Ainsi, il est possible d’effectuer une opération de soudage sur ces éléments de chauffage 16, sans que la chaleur dégagée par le soudage n’endommage la mousse métallique 16.
La paroi 14 du boîtier 12 comporte, pour chaque patte de fixation 30, un orifice de soudage 32, à travers lequel est réalisé le soudage de la patte de fixation 30 correspondante avec la paroi 14. Ces orifices de soudage 32 permettent de faciliter l’accès aux pattes de fixation 30 et de réduire le temps de soudage de ces pattes de fixation 30.
Les orifices de soudage 32 présentent de préférence une forme générale oblongue s’étendant circonférentiellement, afin de permettre une surface optimale de soudage, tout au long du contour de chaque orifice de soudage 32.
On notera que la mousse métallique 16 n’est ainsi pas soudée directement sur le boîtier 12, mais maintenue axialement par les éléments de maintien 20 qui sont, eux, soudés au boîtier 12. On évite ainsi toutes les difficultés liées au soudage d’une mousse métallique.
La paroi 14 du boîtier 12 présente par ailleurs des ouvertures 34 de passage pour les électrodes 22, chaque ouverture de passage 34 étant de préférence agencée en regard de l’une respective des zones de soudage 24 de l’élément chauffant 16. De manière alternative, l’ouverture de passage 34 est décalée par rapport à la zone de soudage 24. Chaque ouverture de passage 34 présente de préférence un rebord périphérique 36 s’étendant radialement vers l’extérieur du boîtier 12, permettant un bon maintien de l’électrode 22 correspondante.
Le procédé de fabrication du dispositif de chauffage 10 va maintenant être décrit.
Le procédé comporte tout d’abord la fabrication de la mousse métallique.
La fabrication de la mousse métallique 16 comporte une étape de fabrication d’une préforme de mousse 16a, représentée partiellement sur la figure 3. La préforme de mousse 16a selon l’invention présente de préférence une structure alvéolaire homogène dans tout son volume. Comme cela est représenté sur la figure 3, la structure alvéolaire comporte par exemple des alvéoles 37, à section de forme générale de polyèdre et plus particulièrement d’hexagone. Les alvéoles 37 communiquent entre elles par des orifices 38. Avantageusement, la taille des alvéoles est comprise entre 0,4 et 5 mm.
Une telle préforme de mousse 16a est par exemple fabriquée par une méthode de fabrication additive, notamment une impression 3D. La préforme de mousse 16a est par exemple réalisée en polyuréthane.
Du fait de la structure prédéfinie et homogène de la préforme de mousse 16a, il est aisé de connaitre son comportement (qui est reproductible) et ce comportement est similaire dans toute la préforme de mousse 16a.
De manière alternative, la préforme de mousse 16a présente une structurel non homogène (préforme de type éponge classique).
On notera que la préforme de mousser 16a présente de préférence des dimensions supérieures à celles de la mousse métallique 16 finale.
Le procédé comporte ensuite le remplissage de la préforme de mousse 16a par un premier métal liquide, présentant une première densité. Le premier métal liquide peut être un métal fondu, ou en variante un fluide portant des particules métalliques (boue métallique). La première densité est par exemple comprise entre 4 et 15% de la densité de la mousse métallique 16.
La préforme de mousse 16a s’imprègne ainsi de premier métal liquide, qui recouvre alors le matériau formant cette préforme de mousse 16a.
Le procédé comporte ensuite le séchage de la préforme de mousse 16a remplie de métal, jusqu’à ce que le premier métal ne soit plus liquide, et reste ainsi accroché à la préforme de mousser 16a.
Le procédé comporte ensuite un premier frittage de la préforme de mousse 16a remplie de métal et séchée. Par frittage, on entend un chauffage de la préforme de mousse remplie de métal et séché, en dessous de la température de fusion du premier métal, afin d’améliorer la cohésion du premier métal.
De préférence, la fabrication de la mousse métallique 16 comporte ensuite le découpage de la préforme de mousse 16a chargée de métal et frittée en une première forme, présentant toujours des dimensions supérieures à celles de la forme finale de la mousse métallique 16. Cette première forme est par exemple un parallélépipède rectangle, notamment à base carrée. Cette première forme est représentée sur la figure 4, désignée par la référence 16b.
Avantageusement, la fabrication de la mousse métallique 16 comporte ensuite, ultérieurement au premier frittage, l’injection d’un second métal liquide présentant une seconde densité supérieure à la première densité, dans deux zones distinctes à la périphérie de la première forme 16b remplie de métal, frittée et découpée, comme cela est représenté sur la figure 4.
Le second métal liquide peut être un métal fondu, ou en variante un fluide portant des particules métalliques (boue métallique). La seconde densité est par exemple supérieure à 90% de la densité de la mousse métallique 16.
De préférence, le second métal liquide est dans le même matériau que le premier métal liquide, notamment en alliage FeCrAl ou NiCr, mais avec une densité supérieure à la densité du premier métal liquide.
Les zones dans lesquelles est injecté le second métal liquide sont les zones de soudage 24.
Le procédé comporte ensuite un second frittage, pour améliorer la cohésion des zones de soudage 24.
De manière alternative, les zones de soudage 24 ne sont pas formée par injection du second métal liquide dans la mousse métallique 16. Dans ce cas, le procédé comporte la formation, par perçage, d’au moins un orifice non traversant dans la mousse métallique 16, puis de remplissage de cet orifice non traversant par la matière formant la zone 24, notamment du second métal liquide.
Conformément à une autre variante, l’orifice non traversant n’est pas formé par perçage, mais est réalisé dès la formation de la mousse métallique 16. Plus particulièrement, la préforme 16a comporte dans ce cas déjà l’orifice non traversant.
La fabrication de la mousse métallique 16 comprend ensuite le découpage de la première forme 16b pour obtenir la forme finale souhaitée, qui correspond sensiblement à la forme du boîtier 12, notamment cylindrique, par exemple à base circulaire, ovale ou rectangulaire à coins arrondis.
On notera que la mousse métallique 16 obtenue par le procédé selon l’invention est reconnaissable, du fait de sa structure alvéolaire homogène et/ou la présence des zones de soudage 24.
De préférence, la fabrication de la mousse métallique 16 comporte l’application de la couche de protection 28 à sa périphérie, de manière à obtenir une périphérie lisse, non agressive. Comme indiqué précédemment, la couche de protection 28 est par exemple en métal, en céramique ou en Oxyde de Magnésium MgO. Lorsque la couche de protection 28 est en métal, elle est par exemple réalisée avec le premier métal liquide.
L’application de la couche de protection 28 peut être réalisée par une opération de pulvérisation ou de peinture.
Le procédé de fabrication comporte ensuite le montage du dispositif de chauffage 10.
L’élément chauffant 16 est assemblé avec les éléments d’isolation 26 qui sont emboîtés à sa périphérie, en laissant les zones de soudage 24 découvertes.
L’un des éléments de maintien 20 est soudé au boîtier 12, par le soudage de ses pattes de fixation 30 à travers les orifices de soudage 32. L’élément chauffant 16 muni des éléments d’isolation 26 peut ensuite être inséré dans le boîtier 12, en étant soutenu par l’élément de maintien 20 soudé à l’intérieur de ce boîtier 12. Lors de cette insertion, les zones de soudage 24 de l’élément chauffant 16 doivent être disposés en regard des ouvertures de passage 34 correspondantes.
L’autre élément de maintien 20 peut être rapporté au-dessus de l’élément chauffant 16, qui se retrouve ainsi enserré entre les deux éléments de maintien 20. Cet autre élément de maintien 20 est alors soudé au boîtier 12, de la même manière que l’élément de maintien 20 précédent.
Les électrodes 22 sont ensuite rapportées, chacune à travers l’ouverture de passage 34 correspondantes, l’âme conductrice 22a de chaque électrode 22 étant soudée à la zone de soudage 24 correspondante. Cela est rendu possible grâce à la densité suffisante de cette zone de soudage 24, qui autorise un contact direct entre les électrodes 22 et la mousse métallique 16.
L’étui 22c de chaque électrode 22 est ensuite soudé au rebord 36 de l’ouverture de passage 34, pour un bon maintien de l’électrode 22 sur le boîtier 12.
On notera que l’invention permet une maîtrise de la structure de la mousse métallique, dont la taille, la densité de porosité, et l’homogénéité sont liées à préforme 16a. Du fait de son homogénéité, les alvéoles présentant toutes sensiblement la même forme et la même taille, les contraintes thermiques sont sensiblement identiques dans tout le volume de la mousse métallique 16. On outre, l’épaisseur de la mousse métallique 16, prise dans la direction de l’axe longitudinal X, est de préférence constante. En variante, l’épaisseur de la mousse métallique 16 n’est pas constante, et pourrait par exemple présenter des surépaisseurs et/ou des sous-épaisseurs locales.
Les dimensions et le comportement de la mousse métallique 16 étant prévisibles et reproductibles, il est aisé de réaliser des simulations et des essais pour contrôler les résistances mécaniques et électriques de cette mousse métallique.
On notera que l’invention permet également de réaliser des éléments de chauffage 16 de toutes formes, notamment des bases en forme de S ou de E, en choisissant une préforme 16a de forme adéquate.
On a représenté, sur la figure 5, un dispositif de chauffage 10 selon un deuxième exemple de mode de réalisation de l’invention. Sur cette figure, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques.
Conformément à ce deuxième mode de réalisation, le dispositif de chauffage 10 comporte des premier 20 et second 40 éléments annulaires de maintien de formes différentes.
Le premier élément annulaire de maintien 20 est identique à ceux du premier mode de réalisation. Il comporte de la même manière des pattes de fixation 30.
Le second élément annulaire de maintien 40, en revanche, ne comporte pas de pattes de fixation, mais comporte un bord périphérique 42, comportant des encoches 44 pour le passage des électrodes 22. Ce bord périphérique 42 s’étend parallèlement à la direction longitudinale.
C’est ce bord périphérique 42 qui est soudé au boîtier 12, à travers les orifices de soudage 32 en regard de ce bord périphérique 42.
On notera que ce bord périphérique 42 est de préférence orienté de manière à entourer l’élément chauffant 16.
Le second élément annulaire de maintien 40 comporte également une partie annulaire 46 s’étendant suffisamment radialement pour s’étendre en regard d’une partie de l’élément chauffant 16. Ainsi, les éléments de maintien 20, 40 enserrent l’élément chauffant 16, de part et d’autre de cet élément chauffant 16 dans la direction de l’axe longitudinal X.
Ce second mode de réalisation a pour avantage de permettre une réduction de la hauteur du boîtier 12 dans la direction de l’axe longitudinal X, notamment du fait que le bord périphérique 42 entoure l’élément chauffant 16. Ainsi, cette hauteur du boîtier 12 est par exemple de 51 mm, alors qu’elle est par exemple de 65 mm dans le premier mode de réalisation, ce qui implique une réduction de hauteur de 14 mm dans l’exemple décrit.
Par ailleurs, la distance, dans la direction de l’axe longitudinal X, entre les deux lignes circonférentielles d’orifices de soudage 32, est également réduite par rapport au premier mode de réalisation.
De manière générale, le second mode de réalisation permet une version plus compacte du dispositif de chauffage 10.
L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits, et pourrait présenter diverses variantes complémentaires.
Claims (10)
- Dispositif (10) de chauffage de gaz d’échappement pour une ligne d’échappement de moteur thermique, comprenant:
- un élément chauffant (16) sous la forme d’une mousse métallique,
- un boitier (12), défini par une paroi latérale (14) s’étendant le long d’un axe longitudinal (X), dans lequel est logée la mousse métallique (16),
- des moyens (18) d’isolation électrique agencés entre la mousse métallique (16) et le boitier (12),
- au moins une électrode (22),
caractérisé en ce que la mousse métallique (16) comporte une zone (24) conformée pour recevoir l’au moins une électrode (22). - Dispositif de chauffage (10) selon la revendication 1, dans lequel la mousse métallique (16) inclut une préforme de mousse (16a), présentant une structure alvéolaire homogène dans tout son volume.
- Dispositif de chauffage (10) selon la revendication 1 ou 2, comportant une couche de protection (28) formée par un premier matériau liquide ayant imprégné la périphérie de la mousse métallique (16) avant d’être séché, les moyens d’isolation électrique (18) comprenant au moins un élément annulaire (26) entourant la couche de protection (28).
- Dispositif de chauffage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant deux éléments annulaires (20) de maintien de la mousse métallique (16), agencés de part et d’autre de la mousse métallique (16) dans la direction de l’axe longitudinal (X), et chacun solidarisé au boitier (12).
- Dispositif de chauffage (10) selon la revendication 4, dans lequel au moins l’un des éléments de maintien (20) comporte des pattes de fixation (30), s’étendant dans la direction de l’axe longitudinal (X), et le boîtier (12) comporte, pour chaque patte de fixation (30), un orifice de soudage (32), à travers lequel la patte de fixation (30) correspondante est soudée au boîtier (12).
- Ligne d’échappement de moteur thermique, caractérisée en ce qu’elle comporte un dispositif de chauffage (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.
- Véhicule, notamment véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comporte une ligne d’échappement selon la revendication 6.
- Procédé de fabrication du dispositif (10) de chauffage de gaz d’échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mousse métallique (16) est fabriquée selon les étapes suivantes:
- fabrication d’une préforme de mousse (16a),
- remplissage de la préforme de mousse (16a) par un premier métal liquide présentant une première densité,
- séchage de la préforme de mousse (16a) remplie de métal,
- premier frittage de la préforme de mousse (16a) remplie de métal,
- ultérieurement au premier frittage, injection d’un second métal liquide présentant une seconde densité supérieure à la première densité, dans au moins une zone (24) de la périphérie de la préforme de mousse (16a) remplie de métal et frittée,
- second frittage de la préforme de mousse (16a) comprenant la zone (24). - Procédé de fabrication selon la revendication 8, dans lequel la fabrication de la mousse métallique (16) comporte, ultérieurement au premier frittage et préalablement à l’injection du second métal liquide, le découpage de la préforme de mousse (16a) chargée de métal et frittée en une première forme (16b), les deux zones d’injection du second métal liquide étant à la périphérie de cette première forme (16b).
- Procédé de fabrication selon la revendication 9, dans lequel la première forme (16b) présente des dimensions supérieures à celles d’une forme finale souhaitée, la fabrication de la mousse métallique (16) comprenant, après le second frittage, le découpage de la première forme (16b) pour obtenir la forme finale souhaitée.
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