MXPA02002822A

MXPA02002822A - Dispositivo de tratamiento de gases de escape de un motor de combustion interna.

Info

Publication number: MXPA02002822A
Application number: MXPA02002822A
Authority: MX
Inventors: Teboul Daniel
Original assignee: Teboul Daniel
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2002-10-23
Also published as: HK1048963A1; DE60034350T2; KR20020048935A; EP1212141B1; CA2384755A1; JP4870303B2; ZA200202074B; AU7526200A; EP1212141B8; CN1242849C; ATE359124T1; WO2001019525A1; CA2384755C; EP1212141A1; ES2284526T3; CN1373689A; RU2256506C2; HK1048963B; US7198762B1; FR2798303B1

Abstract

El dispositivo incluye al menos un electrofiltro (20) de efecto corona que incluye una estructura emisora (29, 32, 33) y una estructura recolectora (24), caracterizado porque la estructura recolectora (24) incluye una pluralidad de cavidades que atrapan las particulas contenidas en el medio gaseoso, tales como los gas es de escape de un motor de combustion interna. La estructura emisora (29, 32, 33) incluye una pluralidad de placas dentadas tales como las estrellas (32), destinadas a ser unidas a un circuito de alta tension. De preferencia, la estructura recolectora (24) incluye un separador elaborado a partir de un tejido de hilo metalico. Ventajosamente, este dispositivo esta asociado a un catalizador de oxidacion y/o a un filtro mecanico de regeneracion en forma continua y/o a los medios de aspiracion.

Description

DISPOSITIVO DE TRATAMIENTO DE GASES DE ESCAPE DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN fiNTERNA Descripción de la Invención La presente invención se refiere al tratamiento de una mezcla gaseosa cargada de partículas y en particular de componentes contaminantes o impurezas, sólidas, líquidas o gaseosas, contenidas en un medio gaseoso, tales como los gases de escape de un motor de combustión interna. Una solicitud particular, pero no exclusiva, es la purificación de gases de escape de un motor Diesel . Los contaminantes que salen de los escapes comprenden: componentes carbonados: CO, C02; - componentes nitrogenados: NO, N02 (en general llamados óxidos de nitrógeno NOx) ... ; - compuestos orgánicos, tales como los hidrocarburos (HC) compuestos azufrados: S02, S03... ; - partículas orgánicas; etc .

Las emisiones de partículas orgánicas son sobre todo características de los motores Diesel y se componen de un material carbonado (hollín) , sobre el cual son adsorbidas especies orgánicas diversas (SOF: Fracción Orgánica Soluble, por su acepción en Inglés) . Han sido ya propuestos en el pasado numerosos procedimientos y dispositivos de tratamiento de los gases de escape de un motor de combustión interna. Es conocido principalmente utilizar catalizadores de oxidación en soporte particulado o en soporte monolítico, en particular para oxidar el CO y los hidrocarburos no quemados. Para las partículas de motores Diesel, existen igualmente sistemas de trampa regenerables . Los dispositivos de tratamiento de gases que ponen en operación electrofiltros con efecto corona son igualmente conocidos, en particular los documentos EP- A- 0299 197 (US-A-4 871 515) y US-A-4 478 613. Los dispositivos de estos dos documentos funcionan de acuerdo a principios diferentes. En efecto, en el caso del dispositivo objeto del primero de estos dos documentos, las partículas están destinadas a ser atrapadas en una estructura colectora, en tanto que con el dispositivo descrito en el segundo de estos dos documentos, las partículas forman aglomerados sobre t&s% estructura recolectora que se desprenden en seguida de esta superficie recolestora y son arrastrados por el flujo de gas que circula en el dispositivo, antes de ser separados de éste por medio 5 de un separador mecánico. La invención considera mejorar los dispositivos de tratamiento conocidos, principalmente en lo que concierne a su eficacia. Ésta considera igualmente realizar un 10 dispositivo de tratamiento que sea compacto, poco oneroso y fácil de fabricar. Ésta propone, para este efecto, un dispositivo de tratamiento de un medio gaseoso cargado de partículas, que tienen al menos un electrofiltro con 15 efecto corona que incluye: - una envoltura longitudinal; - un pasaje longitudinal para los gases, que se extiende en la envoltura y cuyos dos extremos opuestos están adyacentes a la entrada y a la 20 salida de los gases del electrofiltro, respectivamente; - una estructura emisora que se extiende longitudinalmente y sensiblemente en el centro del pasaje; y - una estructura recolectora que se extiende longitudinalmente entre el pasaje y la envoltura, y que incluye una pluralidad de cavidades que forman los alojamientos de la trampa de las partículas contenidas en los medios gaseosos; caracterizado porque la estructura emisora incluye una pluralidad de placas dentadas colocadas transversalmente a la dirección longitudinal del pasaje. Gracias a un dispositivo de tratamiento de este tipo, se aporta una respuesta a las necesidades que acaban de ser mencionadas. Este dispositivo comprueba particularmente que es principalmente eficaz en términos de la recolección de partículas, como se verá más adelante con detalle. Por razones de eficacia de recolección y de comodidad de realización, las placas dentadas están constituidas por estrellas destinadas a ser conectadas en un circuito que proporciona una alta tensión estabilizada (varios kV) . Una arandela con un espacio central en forma de estrella podría, por ejemplo, convenir igualmente. Otras formas geométricas planas o perforadas que tienen de preferencia una pluralidad de vértices dirigidos hacia la estructura recolectora pueden ser ¡ t tf?jf^*^^^ colocadas entre estas 'estrellas. Estas formas geométricas pueden, por ejemplo, estar constituidas por arandelas o coronas perforadas de perforaciones de diferentes diámetros. Un modo de realización posible del circuito que proporciona una alta tensión estabilizada, consiste en prever un convertidor o transformador que proporcione una tensión o voltaje comprendido entre 0 y 15 kV con regulación por un variador. De preferencia, la tensión aplicada es negativa y superior a aproximadamente 6 kV. Igualmente, por razones de eficacia, la estructura recolectora incluye de preferencia un separador o colchón eliminador elaborado a partir de un tejido de hilo metálico. De acuerdo a la modalidad de realización preferida, el tejido metálico tiene una estructura entramada que facilita la penetración de las partículas en el tejido. En una variante, se podrá igualmente poner en operación, por ejemplo, una estructura recolectora provista de ranuras, acanaladuras, gargantas, etc. De acuerdo a la modalidad de realización preferida, el separador es de forma cilindrica y rodea las placas dentadas de la estructura emisora, alineadas .áál.Í ^J8^^^.--^^I .SI.^a^ ^A iL...^^r.Ml^AMÁAÉ. i * sobre el eje de la forma cilindrica de la estructura recolectora . Ventajosamente, en este caso, la estructura emisora y la estructura recolectora están montadas sobre una estructura de soporte con la cual éstas forman un cartucho filtrante movible del dispositivo de tratamiento. En el caso de un dispositivo de tratamiento donde la entrada y la salida de los gases se extienden transversalmente al paso longitudinal para estos gases, las placas dentadas son, de preferencia, portadas por una espiga conectada al circuito, proporcionando una alta tensión y que es portada, en cada uno de sus extremos, por un aislador protegido por una campana. Para aumentar la eficacia de la recolecta, el dispositivo de tratamiento puede, ventajosamente, incluir un segundo electrofiltro, original de por sí, y que tiene estrellas metálicas llevadas con una cara de un disco metálico perforado, conectado al circuito que proporciona una alta tensión estabilizada, y montado corriente arriba de un separador de forma cilindrica, realizado a partir de un tejido de hilo metálico. Para tratar los componentes contaminantes gaseosos, el dispositivo de tratamiento incluye, de preferencia, igualmente un catalizador de oxidación de ,l |^^...a.a,.-aa^^MMfc ,.aA,í llf[íl iitnrtiiiiiiimiiiiffUii n¡nrM ¡?m rimrli ifclii soporte monolítico corriente arriba del o de los electrofiltros . Este dispositivo de tratamiento puede igualmente incluir un filtro mecánico corriente arriba del o de los electrofiltros y, según el caso, del catalizador de oxidación, por ejemplo para retener las emulsiones aceitosas mediante la utilización de un filtro de desvesiculación, por ejemplo, del tipo de choques en V invertida. De acuerdo a una configuración original per se, el filtro mecánico comprende un filtro de mallas metálicas, es decir elaborado a partir de un tejido de hilo metálico o tejido metálico, que define un pasaje forzado para el medio gaseoso que penetra el dispositivo de tratamiento, y asociado a una resistencia eléctrica adaptada para elevar la temperatura del medio gaseoso. Una estructura filtrante de este tipo permite proporcionar el medio gaseoso a la temperatura de funcionamiento del catalizador de oxidación. Pero sobre todo, ésta permite realizar un dispositivo de tratamiento particularmente compacto provocando la combustión de las partículas retenidas en el filtro. Resulta una cantidad menor de partículas a tratar por ^..^jüa.*.^^ el o los electrofiltros y, por lo tanto, una reducción posible del tamaño del dispositivo de tratamiento. Este dispositivo de tratamiento puede igualmente estar provisto de una entrada de aire de oxidación y/o de una entrada de aire de limpieza. Para luchar contra los fenómenos de contrapresión nefastos para el buen funcionamiento de un motor de combustión interna, y asociados a un dispositivo tal, éste último puede igualmente estar provisto de medios de aspiración corriente abajo del o de los electrofiltros . En el modo de realización preferido, el dispositivo de tratamiento incluye, por otra parte, al menos una envoltura cilindrica de alojamiento del o de los electrofiltros y, según el caso, del catalizador de oxidación y/o del filtro mecánico. La presente invención tiene que ver, finalmente, con un vehículo equipado de un dispositivo de tratamiento tal como se define anteriormente. Otros objetivos, características y ventajas de la presente invención surgirán de la descripción siguiente, realizada con referencia a los dibujos anexos en los cuales: la figura 1 es un esquema del principio de un dispositivo de tratamiento de gases de escape de acuerdo a una modalidad de realización preferida de la presente invención, la figura 2 es un esquema del principio de un dispositivo de tratamiento de gases de escape en varias etapas, de acuerdo a otra modalidad de realización de la presente invención; y la figura 3 es un esquema que ilustra un vehículo automóvil equipado del dispositivo de la figura 2. Antes de pasar a la descripción de estas figuras, se recordará brevemente el principio de funcionamiento de un electrofiltro con efecto corona. Un electrofiltro de este tipo está basado en la combinación del aspecto de carga de las partículas por creación de iones y la recolección de las partículas bajo el efecto de un campo eléctrico local. La energía que permite este fenómeno de excitación y de ionización puede ser aportada por una radiación electromagnética o por una transferencia de energía cinética por choques. El efecto corona corresponde a la ionización de los gases cuando el campo eléctrico alcanza un gradiente de desintegración. El dispositivo 1 de tratamiento de gases de escape de un motor de combustión interna de la figura 1, incluye al menos una envoltura cilindrica longitudinal 10 cerrada en sus extremos por dos tapas 11 y 12 y en la cual se aloja un cartucho 20 provisto de un electrofiltro de efecto corona. Este cartucho 20 incluye una jaula cilindrica 21 de chapa perforada que forma la envoltura de este cartucho. Dos aberturas 22 y 23, diametralmente opuestas, son practicadas en esta jaula 21 para permitir la entrada y la salida de los gases en el cartucho 20. Estas aberturas 22 y 23 se comunican con los pasajes correspondientes de entrada y de salida de los gases de la envoltura 10. Cada una de estas aberturas 22 y 23 está, por otra parte, colocada en la dirección longitudinal del cartucho 20, entre una estructura recolectora 24 y un aislador 25, 26 que incluye la estructura emisora 27 del electrofiltro de efecto corona. La estructura recolectora 24 es realizada a partir de un tejido de hilo metálico de una sola pieza, que rodea la estructura emisora 27 entre las dos aberturas 22 y 23. Ésta delimita así un pasaje cilindrico longitudinal 28 para los gases, donde los dos extremos opuestos están adyacentes a las dos aberturas 22 y 23. El tejido metálico de esta estructura recolectora 24 incluye, por otra parte, una pluralidad de cavidades que forman alojamientos i i adaptados para atrapar las partículas contenidas en los medios gaseosos que atraviesan este pasaje 28, como se verá con más detalle más adelante. Además, este tejido permite, por su estructura entramada, facilitar la penetración de las partículas en el espesor del tejido. La estructura emisora 27 incluye una espiga central 29 que se extiende axialmente y llevada por los aisladores 25 y 26 que ésta atraviesa. Ésta incluye, en uno de sus extremos, un borne 30 de conexión a un circuito que proporciona una alta tensión estabilizada (no representado en la figura 1) del tipo que incluye un convertidor que proporciona una tensión negativa comprendida entre 0 y 15 kV, con regulación por medio de un variador. Este convertidor está destinado a ser conectado a la batería de un vehículo que recibe el dispositivo de tratamiento 1. Una abertura 31 practicada en la tapa 11 permite el paso de un cable de empalme del borne 30 a este circuito de alta tensión. La jaula 21 y, por lo tanto, la estructura recolectora 24 está, por su parte, conectada a la masa. En el caso de la modalidad de realización de la figura 1, las placas dentadas que forman las piezas emisoras y montadas sobre la espiga 29, están A?I .SS ÍSÍ I^| ¿ constituidas por varias estrellas metálicas 32, es decir un soporte central plano provisto en su periferia de ramas triangulares donde los puntos están dirigidos hacia la estructura recolectora 24. Estas estrellas 32 están colocadas transversalmente a la dirección longitudinal del pasaje 28 y la primera de ellas está situada enfrente de la abertura de entrada de los gases 22. Las ramas están aquí en un número de ocho. Por otra parte, las estrellas 32 se alternan con las arandelas o coronas metálicas 33 perforadas de orificios de diferentes diámetros. Estas arandelas o coronas 33 tienen, aquí, el mismo diámetro que aquellas de las estrellas 32 y están montadas sobre la espiga 29 de manera para ser colocadas transversalmente a la dirección longitudinal del pasaje 28. Los aisladores 25 y 26 son elaborados a partir de cerámica vitrificada e incluyen cada uno un disco de extremo 34, 35 que obtura las aberturas definidas por la jaula 21 en sus dos extremos longitudinales. Una parte central tubular 36, 37 rodea la espiga 29 y prolonga el disco correspondiente 34, 35 hacia el interior de la jaula 21. El diámetro externo de cada una de estas partes tubulares 36, 37 es inferior a aquel de los discos 34, 35.

Además, una campana 38, 39 está fijada sobre cada una de estas partes tubulares 36. 27, del costado de éstas opuesto al costado de empalme al disco 34, 35 respectivo . Estas campanas 38, 39, de diámetro inferior a aquel de los discos 34, 35 están cercanas a la abertura 22 y 23 y tienen por función proteger los aisladores 25 y 26 del medio gaseoso cargado de partículas. Cada una de las partes tubulares 36, 37 de los aisladores 25 y 26 está, por otra parte, igualmente protegido por dos deflectores concéntricos que rodean estas partes tubulares 36, 37. Los deflectores fijados respectivamente al disco 34 y a la campana 38 llevan las referencias numéricas 40 y 41 mientras que los deflectores fijados respectivamente al disco 35 y a la campana 39 llevan las referencias numéricas 42 y 43. Cada par de deflector concéntrico forma de este modo un camino en zigzag para el flujo de los gases presentes en el cartucho 20. Finalmente, una empuñadura 44 fijada al disco 35 permite retirar fácilmente el cartucho 20 de la envoltura 10. En funcionamiento, las estrellas 32 juegan no solamente el papel de estructuras emisoras del electrofiltro con efecto corona, sino que permiten igualmente generar turbulencias y perturbaciones locales que tienen principalmente por efecto desviar las partículas hacia la estructura recolectora 24 haciéndolas siempre sufrir una aceleración, pero no obstante sin provocar un revuelo de las partículas ya atrapadas en esta estructura recolectora 24. Estas turbulencias y perturbaciones son acrecentadas por la presencia de arandelas o coronas perforadas 33 colocadas entre las estrellas 32. La eficacia de un sistema de este tipo ha sido medida en presencia y en ausencia de estrellas. En los dos casos, el dispositivo de tratamiento está desprovisto de arandelas o coronas, del tipo de aquellas que llevan la referencia numérica 33 en la figura 1. El dispositivo de tratamiento sometido a los ensayos está compuesto de una envoltura metálica que contiene dos cartuchos filtrantes metálicos, del tipo de aquel que lleva el número de referencia 20 en la figura 1. Los electrofiltros de estos cartuchos serían alimentados por una alimentación de alta tensión estabilizada de - lOkV. Este dispositivo ha sido montado en la parte posterior de un vehículo de marca Peugot® 406 HDI |^ !¡^| ' átfc Ü •* '->""• *"-*'• ,sl?- "*££ equipado de un catalizador, pero donde el silenciador ha sido suprimido. Los ensayos han sido realizados sobre grupos de rodillos según el ciclo de homologación de los vehículos UDC (Urban Driving Cycle por su acepción en inglés, es decir Ciclo de Conducción Urbana) y EUDC (Extra Urban Driving Cycle por su acepción en inglés, es decir Ciclo de Conducción Extra-Muros) . La medición de la eficacia de recolección del dispositivo de tratamiento ha sido efectuada por diferencia de pesaje entre las emisiones brutas (sin el dispositivo de tratamiento) y las emisiones en presencia de dispositivos de tratamiento colocados en la salida del escape . Estos ensayos han sido realizados con base en la norma NF EN ISO 8178-1 a 8. Estos ensayos han revelado resultados inesperados. En efecto, la presencia de estrellas ha permitido duplicar la eficacia de la recolección y alcanzar valores medios particularmente elevados del orden de 80%. Se apreciará igualmente que las contrapresiones generadas en este dispositivo de tratamiento son mínimas y solo aumentan a medida del taponamiento de la estructura recolectora 24.

Hay que hacer notar por otra parte a este respecto que la limpieza de esta estructura recolectora 24 es relativamente fácil de efectuar. En efecto, es suficiente con retirar el cartucho de la envoltura 10 haciéndolo deslizarse en ésta, luego introducida por ejemplo en un baño de ultrasonido. En una variante, esta limpieza puede ser efectuada mediante incorporación de una resistencia eléctrica en la estructura recolectora 24 con miras a triturar las partículas y regenerar esta estructura recolectora 24, o mediante inyección de aire y aspiración por medio de un sistema tipo Venturi. El aumento del espesor del tejido metálico de esta estructura recolectora 24 permite por otra parte igualmente disminuir el ruido producido por los gases al momento de su paso en el dispositivo de tratamiento 1. Se apreciará incluso que un dispositivo de este tipo, de tratamiento 1, permite producir ozono, en particular disminuyendo en una medida aceptable el espacio entre las estrellas 32 y la estructura recolectora 24. Este ozono tiene por efecto ventajoso oxidar ciertos componentes gaseosos presentes en los gases de escape.

El dispositivo 100 de tratamiento de varias etapas de la figura 2, incluye de arriba hacia abajo, es decir entre una entrada 102 y una salida 103, un filtro mecánico 110, un catalizador de oxidación 120, un primer electrofiltro 130, un segundo electrofiltro 130' y los medios de aspiración 150. Se trata, como para el dispositivo 1 de la figura 1, de un dispositivo de tratamiento de gases de escape de un motor Diesel. El conjunto de estos elementos está alojado en dos envolturas cilindricas 60, 60', calorífugas al menos en el sitio del filtro 110 y del catalizador de oxidación 120, que se comunican uno con el otro, y que forman en el caso del vehículo automóvil de la figura 3, una parte de la línea de escape situada entre el recolector de escape y el silenciador de este vehículo. El filtro mecánico 110 está aquí, fijado a una caperuza movible 161, que obtura el extremo corriente arriba de la envoltura cilindrica longitudinal 160 y provista de la entrada 2. Este filtro mecánico 110 incluye dos cilindros concéntricos de chapa perforada 111, 112 que tienen la forma de un colador. Entre estos dos cilindros 111, 112 están colocados una resistencia eléctrica calentadora 113 y un tejido metálico multicapas 114.

Como se puede observar en la figura 2, este filtro mecánico 110 define un pasaje forzado para los gases de escape que penetran en el dispositivo de tratamiento 1 por la entrada 2. La resistencia eléctrica 113 es una resistencia conocida per se, del tipo de regulación de temperatura. A este respecto, se prevé una sonda 115 de detección de temperatura en la zona de filtro 110. Esta resistencia 113 está por otra parte, aquí, en forma de hélice y rodea el cilindro perforado interior 112. Ésta está además destinada a ser alimentada por la batería del vehículo para elevar la temperatura de los gases de escape que atraviesan el filtro mecánico 110. Un filtro mecánico 110 de este tipo permite, según el caso, proporcionar los gases de escape a la temperatura de funcionamiento del catalizador de oxidación 120, pero igualmente atrapar una parte al menos de las partículas contenidas en los gases de escape y de provocar la combustión. A este respecto, con el fin de abatir la temperatura de inicio de la oxidación de las partículas carbonadas, el tejido metálico 114 está aquí revestido de óxido de cobre .

En la práctica, la resistencia eléctrica 113 será pues elegida para proporcionar los gases de escape a una temperatura de al menos 200-300°C, estando comprendido el máximo entre 700 y 800°C. Los gases de escape que salen del filtro mecánico 110 con regeneración en forma continua atraviesan enseguida el catalizador de oxidación 120. Éste último incluye un soporte monolítico realizado en cerámica o en metal y destinado principalmente a asegurar la oxidación del monóxido de carbono (CO) , del monóxido de nitrógeno (NO) , y de los hidrocarburos (HC) . A este respecto, si se desea favorecer la oxidación del CO y los hidrocarburos, en detrimento del NO, se podrá instalar una válvula de entrada de aire corriente arriba del catalizador de oxidación 120. Este aire servirá igualmente, en este caso, para favorecer la combustión al nivel del filtro 110. Los gases de escape que salen del catalizador de oxidación 120 van luego a ser tratados por el primer electrofiltro 130 de efecto corona, destinado a atrapar al menos una parte de las partículas contenidas en los gases de escape y que no han sido retenidos por el filtro mecánico 110.

Este electrofiltro 130 incluye una estructura emisora 131 corriente arriba de una estructura recolectora 132. De manera más precisa, la estructura emisora incluye un disco perforado 133 que tiene estrellas metálicas 134 que están en forma saliente de la cara del disco 133 enfrente del catalizador de oxidación 120. Este disco perforado 133 es llevado por una espiga roscada 135 que se extiende axialmente y llevada por dos discos 136a, 136b de chapa perforada que encierra la estructura recolectora 132. Estos discos 136a, 136b tienen un diámetro superior a aquel del disco 133 y están ajustados por fricción suave en el interior de la envoltura 160. El extremo corriente debajo de la espiga roscada 135 atraviesa una caperuza movible 162 que obtura el extremo corriente debajo de la envoltura 160. Este extremo está destinado a ser conectado a una caja de transformador 163, destinada a ser conectada a la batería del vehículo y a permitir la aplicación en el electrofiltro 130, de una alta tensión estabilizada (en la práctica aproximadamente de 110 kV) . A este respecto, con el fin de aislar la estructura emisora 131 de la estructura recolectora 132, la espiga roscada 135 atraviesa los discos * w perforados 136a, 136b por intermediación de los aisladores 137a-137c de cerámica. Las tuercas 138a-138d están colocadas por una parte y por la otra de los aisladores 137a-137c y del disco perforado 133 para unir los discos 133, 136a, y 136b y la espiga roscada 135. Se observará, por otra parte, en el caso de la presente modalidad de realización, que estos discos 133, 136a y 136b se extienden perpendicularmente a la espiga roscada 135. La estructura recolectora 132, conectada aquí a la masa, incluye un tejido metálico 140, que rodea el aislador 137b y la espiga 135, formando una pluralidad de cavidades y que se extienden entre el aislador 137b y la envoltura 160. Como para el tejido metálico 114, este último tejido 140 es aquí de capas múltiples. Como se puede incluso observar en la figura 2, los ejes portadores de las estrellas 134 se extienden axialmente. Por otra parte, estas estrellas 134 son aquí de ocho ramas triangulares. Además, es igualmente previsto en la zona del primer electrofiltro 130 un sistema de limpieza por aire, que permite destaponarlo periódicamente antes de efectuar el depósito para una limpieza más poderosa. Este sistema incluye, por una parte, una válvula antirretorno 141 de inyección de aire en uno de los ^ ii .^ rf niaÜíjiÍi éi ks^ É| ÍiteM^tt^ áÍÍta^íi^ÉÉ ÉÍáÉ extremos de la zona de recepción del primer electrofiltro 130, y un empalme 142 montado sobre la caperuza 162, sobre la cual se llegan a ramificar los medios de aspiración cuando se desea limpiar el electrofiltro 130. Gracias al electrofiltro 130, las partículas que han rehusado atravesar el filtro mecánico 110 son cargadas y luego atraídas por la estructura recolectora 132, donde éstas son atrapadas en el volumen poroso formado por el tejido metálico 140. Gracias a la puesta en operación de las estrellas 134, la estructura 131 que forma el electrodo emisor permite cargar eficazmente las partículas, en tanto que la estructura recolectora 132 permite retener eficazmente una parte al menos de las partículas que atraviesan el electrofiltro 130, en el seno de las cavidades del tejido 140. Por otra parte, el disco perforado 133 asegura una repartición óptima de los gases de escape antes de la travesía de la estructura recolectora 132. Los gases de escape que salen del electrofiltro llegan luego a una caja de expansión 164 formada por la zona situada entre el extremo corriente abajo del electrofiltro 130 y la caperuza 162. Esta caja 164 se comunica por un empalme cilindrico 65 con el interior de la envoltura cilindrica 160', con el fin de proporcionar los gases de escape al segundo electrofiltro 130'. Éste último es similar a aquel de la figura 1, ya que la estructura emisora 131' está formada por estrellas metálicas 134' montadas sobre una espiga roscada 135' . Estas estrellas metálicas, igualmente aquí de ocho brazos, están también alineadas sobre el eje de la envoltura 160'. Éstas están por otra parte desfasadas angularmente una con relación a la otra. Para el resto, se encuentran los discos metálicos perforados 136'a, 136'b, los aisladores 137'a-137'd y las tuercas 138'a-138'l. Por otra parte, la estructura recolectora 132' está formada por un cilindro de chapa perforada 139' que se extiende axialmente, rodeando las estrellas 134' y rodeada por un tejido metálico 140', que forma una pluralidad de cavidades. La estructura emisora 131' está, aquí, igualmente alimentada por una alta tensión estabilizada (5 kV) por medio de la caja de transformador 163. Gracias a este segundo electrofiltro 130' con efecto corona, es posible tratar una vez más los gases de escape con el fin de retener una cantidad ^^Fr suplementaria de partículas, en particular aquellas que hayan podido escapar del electrofiltro de efecto corona 130 por revuelo. Se notará igualmente que estos electrofiltros 130, 130' constituyen cartuchos que son fáciles de instalar y de retirar de las envolturas 160 y 160', respectivamente, después de haber quitado las caperuzas 162 y 162', respectivamente. Para luchar contra los fenómenos de contrapresiones nefastas para el buen funcionamiento del motor, el dispositivo de tratamiento 1 incluye, de preferencia, los medios de aspiración 150 corriente abajo del segundo electrofiltro 130' y antes de la salida 3. Éstos aspiran los gases de escape que circulan en las envolturas 160 y 160', y comprenden, para este efecto, una turbina de aspiración 151 alimentada por un motor 152. Como se ilustra en la figura 3, el dispositivo de tratamiento de gases de escape 1 está instalado sobre la línea de escape de un vehículo automóvil 200 de motor Diesel, gracias a los medios de montaje conocidos per se, y entre el recolector de escape y el silenciador 170 de este vehículo. El control del funcionamiento de la resistencia eléctrica 113, de la caja de transformador 163 y de los medios de aspiración 150 puede ser asegurada por los sistemas de control del motor ya existentes o sobre el vehículo 200, por medio de una adaptación de éstos, o bien por un sistema de control adicional autónomo o acoplado a los sistemas existentes . Gracias a un dispositivo de este tipo de tratamiento 1, los gases de escape del vehículo 4 son tratados de manera particularmente eficaz, tanto desde el punto de vista de los componentes contaminantes gaseosos como de los componentes contaminantes particulados. Por otra parte, este dispositivo es fácil de instalar sobre el vehículo 4 y fácil de darle mantenimiento. Además, su precio de reventa es relativamente moderado con relación a las ventajas procuradas . Se notará más en general que el dispositivo de tratamiento de la presente invención puede ser utilizado para tratar todos los tipos de gases de escape de un motor de combustión interna (Diesel, gasolina, gas), de un vehículo cualquiera (automóvil, camión, etc..) . Éste puede incluso ser instalado sobre un carro para tratamiento de gases de escape de un vehículo en reparación en un garaje, incluso en las galerías subterráneas donde el medio gaseoso está cargado de componentes contaminantes. Por supuesto, la presente solicitud no se limita .solamente a la modalidad de realización elegida y representada, sino que engloba cualquier variante al alcance del experto en la materia. En particular, el catalizador de oxidación con soporte monolítico puede ser reemplazado por un catalizador de oxidación con soporte particulado, o cualquier otro catalizador de oxidación, tal como un recipiente catalítico de tres vías, o simplemente estar constituido por un catalizador de oxidación que existe ya sobre el vehículo. Por otra parte, es posible poner en operación varios electrofiltros del tipo de aquel de la figura 1, uno detrás del otro, y si es necesario en varias envolturas cilindricas, si la cilindrada del motor de combustión interna lo requiere. Es igualmente posible utilizar el primer electrofiltro 130 sin el segundo electrofiltro 130' y viceversa. Los cilindros de chapa perforada utilizados en el marco de la modalidad de realización de la figura 1, pueden igualmente ser reemplazados por cilindros realizados a partir de una arpillera metálica o de metal desplegado.

Otros filtros mecánicos, tales como los filtros de desvesiculación de choques en V invertida o los filtros de acabado pueden llegar a completar el dispositivo de tratamiento 100 de la figura 2, o reemplazar el filtro 110 o uno de los dos electrofiltros 130, 130'. La utilización de tales filtros mecánicos puede comprobar ser interesante para optimizar la repartición de los gases o para reducir los ruidos generados por el dispositivo, en la salida de éste último. La resistencia eléctrica 113 puede ser reemplazada por una resistencia que tiene una configuración diferente. Se puede igualmente considerar hacer funcionar ésta de manera discontinua. Un sistema de limpieza por aire puede igualmente ser previsto para una limpieza del segundo electrofiltro 130'.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de tratamiento de un medio gaseoso cargado de partículas, que tiene al menos un electrofiltro de efecto corona que incluye: una envoltura longitudinal; un pasaje longitudinal para los gases, que se extiende en la envoltura y donde los dos extremos opuestos están adyacentes a la entrada y a la salida de los gases del electrofiltro, respectivamente; una estructura emisora que se extiende longitudinalmente y sensiblemente en el centro del pasaje; y una estructura recolectora que se extiende longitudinalmente entre el pasaje y la estructura y que incluye una pluralidad de cavidades que forman alojamientos de atrapamiento de partículas contenidas en el medio gaseoso; caracterizado porque la estructura emisora incluye una pluralidad de placas dentadas colocadas transversalmente a la dirección longitudinal del pasaje.

2. Dispositivo de tratamiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las placas dentadas están constituidas por estrellas destinadas a ser conectadas a un circuito que proporciona una alta tensión estabilizada. i

3. Dispositivo de tratamiento de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque su estructura recolectora incluye un separador elaborado a partir de un tejido de hilo metálico.

4. Dispositivo de tratamiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el separador es de forma cilindrica y rodea las placas dentadas de la estructura emisora, alineadas sobre el eje de la forma cilindrica de la estructura recolectora.

5. Dispositivo de tratamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la estructura emisora y la estructura recolectora están montadas sobre una estructura de soporte con la cual éstas forman un cartucho filtrante movible del dispositivo de tratamiento.

6. Dispositivo de tratamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las placas dentadas se alternan con las arandelas o coronas perforadas, y colocadas transversalmente a la dirección longitudinal del pasaje .

7. Dispositivo de tratamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque incluye una entrada y una salida de gases que se extiende transversalmente al pasaje longitudinal para estos gases, y las placas dentadas son llevadas por una espiga conectada a un circuito que proporciona una alta tensión estabilizada y que es portada, en cada uno de los extremos, por un aislador protegido por una campana.

8. Dispositivo de tratamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque incluye un segundo electrofiltro que tiene estrellas metálicas portadas por una cara de un disco metálico perforado, conectado al circuito que proporciona una alta tensión estabilizada y montada corriente arriba de un separador de forma cilindrica, elaborado a partir de un tejido de hilo metálico.

9. Dispositivo de tratamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque incluye un catalizador de oxidación de soporte monolítico corriente arriba del o de los electrofiltros .

10. Dispositivo de tratamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque incluye un filtro mecánico corriente arriba del o de los electrofiltros y, según el caso, del catalizador de oxidación.

11. Dispositivo de tratamiento de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el filtro mecánico incluye un filtro de mallas metálicas que define un pasaje forzado para el medio gaseoso que penetra en el dispositivo de tratamiento, y asociado a una resistencia eléctrica adaptada para elevar la temperatura del medio gaseoso.

12. Dispositivo de tratamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque incluye una entrada de aire de oxidación y/o una entrada de aire de limpieza.

13. Dispositivo de tratamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque incluye los medios de aspiración corriente abajo del o de los electrofiltros .

14. Dispositivo de tratamiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque incluye al menos una envoltura cilindrica de alojamiento del o de los electrofiltros y, según el caso, del catalizador de oxidación y/o del filtro mecánico.

15. El uso de un dispositivo de tratamiento tal como se define por cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, para el tratamiento de los gases de escape de un motor de combustión interna.

16. Vehículo equipado de un dispositivo de tratamiento tal como se define de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15.

17. Procedimiento de tratamiento de un medio gaseoso cargado de partículas; el procedimiento está más particularmente destinado a extraer las partículas del medio gaseoso; el procedimiento incluye las siguientes etapas: la etapa de generar turbulencias en el flujo gaseoso; la etapa de modificar el estado eléctrico, principalmente mediante ionización, de las partículas presentes en el medio gaseoso, durante y/o antes de que éstas sean sometidas a las turbulencias; la etapa de desviar las partículas cargadas hacia una zona de recolección, polarizando la zona de recolección con relación a las partículas cargadas, principalmente poniendo la zona de recolección en la masa; la etapa de atrapar las partículas desviadas hacia la zona de recolección en una pluralidad de cavidades. •,i'J^»^^¿^—-*^ RESIDEN El dispositivo incluye al menos un electrofiltro (20) de efecto corona que incluye una estructura emisora (29, 32, 33) y una estructura recolectora (24), caracterizado porque la estructura recolectora (24) incluye una pluralidad de cavidades que atrapan las partículas contenidas en el medio gaseoso, tales como los gases de escape de un motor de combustión interna. La estructura emisora (29, 32, 33) incluye una pluralidad de placas dentadas tales como las estrellas (32), destinadas a ser unidas a un circuito de alta tensión. De preferencia, la estructura recolectora (24) incluye un separador elaborado a partir de un tejido de hilo metálico. Ventajosamente, este dispositivo está asociado a un catalizador de oxidación y/o a un filtro mecánico de regeneración en forma continua y/o a los medios de aspiración. oL Z%ZZ>