FR2719786A1 - Réacteur de combustion de suies dans un filtre à particules et filtre à particules pour ligne d'échappement. - Google Patents

Abstract

Le réacteur (3) comporte une première enveloppe métallique (7) entourant le filtre à particules (10), de forme sensiblement cylindrique et une seconde enveloppe métallique (8) coaxiale à la première enveloppe (7) délimitant un volume interne de circulation de gaz autour de la première enveloppe (7) dans lequel débouche l'extrémité d'entrée (7a) de la première enveloppe (7). Au moins un conduit d'arrivée de gaz débouche dans le volume interne de l'enveloppe (8) dans une direction sensiblement tangentielle par rapport à la seconde enveloppe (8). Les gaz chauds de combustion des suies du filtre (10) circulent autour de la première enveloppe (7) avant de pénétrer dans la première enveloppe (7) dans une direction axiale. L'invention est également relative à un filtre à particules pour ligne d'échappement de moteur Diesel présentant une structure analogue à la structure du réacteur de combustion (3).

Description

L'invention concerne un réacteur de combustion de suies d'un filtre à particules et un filtre à particules pour une ligne d'échappement et en particulier pour une ligne d'échappement de véhicule automobile à moteur à allumage par compression.

Les moteurs à combustion interne pour véhicule automobile ou pour installation fixe produisent des gaz d'échappement contenant des substances nocives pour l'environnement ; les législations et réglementations en vigueur dans les différents pays ont tendance à imposer des limites supérieures de plus en plus faibles en ce qui concerne les taux de rejet de substances nocives dans les gaz d'échappement.

En ce qui concerne les moteurs Diesel, les substances polluantes contenues dans les gaz d'échappement comportent en particulier des suies constituées par de très fines particules de carbone agglomérées avec de petites quantités d'hydrocarbures provenant de fractions non brûlées du carburant du moteur et de différentes substances solides résultant de la combustion et provenant des impuretés ou additifs du carburant.

On utilise des filtres à particules qui sont intercalés sur les lignes d'échappement des véhicules à moteur Diesel, pour arrêter les particules de suies et pour éviter qu'elles ne soient relâchées dans l'atmosphère avec les gaz d'échappement.

Les filtres à particules comportent un élément filtrant qui est généralement constitué par un bloc de céramique réalisé sous forme poreuse et présentant des canaux permettant le passage des gaz à travers le bloc.

Lors de leur passage à travers le bloc de matière céramique filtrante, les gaz d'échappement sont débarrassés de la plus grande partie des particules de suies qu'ils transportent, ces particules de suies se déposant dans les canaux de l'élément filtrant.

Pendant le fonctionnement du véhicule à moteur
Diesel, le filtre se charge progressivement en particules de suies qui produisent un certain colmatage.

Il est donc nécessaire de réaliser la combustion des suies in situ pour régénérer le filtre à particules.

Cette combustion des suies peut être réalisée sous l'effet de la chaleur des gaz d'échappement traversant le filtre. Toutefois, du fait de la température insuffisante des gaz d'échappement des moteurs Diesel, il est nécessaire d'introduire une substance catalytique dans le carburant du moteur pour abaisser la température de combustion des suies. On peut également utiliser des dispositifs auxiliaires de combustion des suies, tels que des dispositifs à brûleur, à chauffage électrique ou autres.

Chez les constructeurs d'automobiles et de véhicules lourds Diesel, on effectue actuellement de nombreuses recherches et essais sur les filtres à particules, de manière à définir des filtres à particules présentant toutes les qualités requises pour être montés sur des véhicules automobiles de série et en particulier une efficacité et une endurance satisfaisantes.

Les essais d'endurance effectués pour évaluer la résistance des éléments filtrants des filtres à particules, au cours de cycles répétés de chargement en suies et de régénération par combustion des suies in situ ont montré que l'endurance et la fiabilité du filtre dépendent en grande partie des matériaux constituant les éléments filtrants. En effet, ces matériaux subissent à chaque régénération du filtre à particules, de très import.lnts chocs thermiques qui fragilisent leur structure poreuse en matière céramique. Des craquelures, fissures ou cassures apparaissent au sein des blocs monolithiques en matière céramique à paroi poreuse qui, de ce fait, perdent instantanément leur efficacité en filtration. Ces chocs thermi ques sont créés par l'accumulation de la suie provenant du moteur Diesel, dans le filtre, la combustion de la suie entraînant l'apparition de très forts gradients de température entre les faces avant et arrière du filtre et entre la partie centrale et la périphérie de l'élément filtrant.

En effet, les filtres à particules dont l'élément filtrant présente généralement une forme sensiblement cylindrique sont disposés, dans l'axe de la ligne d'échappement, l'élément filtrant étant placé à l'intérieur d'une enveloppe cylindrique constituant l'enveloppe du filtre qui est intercalée entre deux tronçons de conduit de la ligne d'échappement.

De ce fait, le filtre est traversé par les gaz d'échappement à haute température, de manière préférentielle dans sa partie centrale et, lors de la régénération par combustion des suies sous l'effet du passage des gaz chauds, la combustion des suies progresse depuis la face avant du filtre venant en contact avec les gaz entrant dans l'enveloppe du filtre, en direction de la partie arrière du filtre.

En conséquence, pendant les phases de régénération des filtres, des différences de température qui peuvent être supérieures à 600" sont susceptibles d'être enregistrées entre les parties centrale et arrière de l'élément filtrant et d'autres parties de l'élément filtrant, notamment celles situées vers la périphérie.

Pendant la combustion des suies, le phénomène de dispersion thermique se réduit, les calories formées au centre de l'élément filtrant s'évacuant facilement dans la direction axIale du fait du balayage des gaz d'échappement et moins facilement, en direction de la périphérie de l'élément filtrant. Du fait du passage préférentiel des gaz à la partie centrale de l'élément filtrant, l'évacua- tion des calories à travers l'enveloppe métallique qui entoure l'élément filtrant se produit difficilement.

L'influence nocive des gradients thermiques à l'intérieur de l'élément filtrant des filtres à particules, pendant les phases de régénération, est observée non seulement pendant l'utilisation des filtres à particules sur des lignes d'échappement de moteurs Diesel mais également pendant les essais d'endurance effectués dans des réacteurs d'essai dans lesquels un filtre à particules chargé en particules de suies est placé de manière à être traversé par des gaz chauds assurant la combustion des suies et la régénération de l'élément filtrant.

En effet, ces réacteurs comportent généralement une enveloppe métallique dans laquelle on peut disposer l'élément filtrant qui est raccordée à un conduit d'arri vée et à un conduit de sortie de gaz dont les axes sont alignés avec l'axe de l'enveloppe métallique du réacteur.

On ne connaissait pas jusqu'ici de réacteurs ou de filtres à particules permettant d'éviter des effets de gradients thermiques importants, au cours d'essais répétitifs de régénération du filtre ou pendant l'utilisation de ce filtre.

Ces effets de gradients thermiques apportent une limitation très importante à l'évaluation des propriétés intrinsèques d'endurance des matériaux filtrants.

Le but de l'invention est donc de proposer un réacteur de combustion de suies dans un filtre à particules constitué par un élément filtrant traversé par des canaux de passage de gaz, comportant au moins une enveloppe métallique entourant l'élément filtrant ayant une extrémité d'entrée de gaz et une extrémité de sortie reliée à un conduit d'évacuation de gaz, ce réacteur permettant d'éviter, dans une très large mesure, pendant des essais de régénération du filtre par combustion de suies, des effets nocifs pour la tenue du filtre, dus à des gradients thermiques dans l'élément filtrant.

Dans ce but, le réacteur suivant l'invention comporte, autour de l'enveloppe métallique entourant le filtre à particules, ou première enveloppe, de forme sensiblement cylindrique, une seconde enveloppe coaxiale à la première délimitant un volume interne de circulation de gaz de forme annulaire disposé autour de la première enveloppe, dans lequel débouchent l'extrémité d'entrée de la première enveloppe au voisinage d'un fond de fermeture d'une extrémité de la seconde enveloppe et au moins un conduit d'arrivée de gaz dans une disposition sensiblement tangentielle par rapport à la seconde enveloppe.

L'invention est également relative à un filtre à particules d'arrêt et de combustion de particules de suies d'un gaz d'échappement comportant un élément filtrant traversé par des canaux de passage de gaz et au moins une première enveloppe métallique de forme sensiblement cylindrique entourant l'élément filtrant ayant une extrémité d'entrée de gaz et une extrémité de sortie reliée à un conduit d'évacuation de gaz, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus, autour de la première enveloppe métallique, une seconde enveloppe coaxiale à la première délimitant un volume interne de circulation de gaz de forme annulaire disposé autour de la première enveloppe, dans lequel débouchent l'extrémité d'entrée de la première enveloppe au voisinage d'un fond de fermeture d'une extrémité de la seconde enveloppe et au moins un conduit d'arrivée de gaz dans une disposition sensiblement tangentielle par rapport à la seconde enveloppe.

Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, une installation d'essai d'un filtre à particules comportant un réacteur de combustion de suies suivant l'invention et un filtre à particules pour moteur Diesel suivant l'invention.

La figure 1 est une vue schématique d'une installation d'essai d'un filtre à particules, comportant un réacteur de combustion suivant l'invention.

La figure 2 est une vue en coupe axiale suivant 2-2 de la figure 3, du réacteur de l'installation d'essai représentée sur la figure 1.

La figure 3 est une vue en coupe suivant 3-3 de la figure 2.

La figure 4 est une vue de dessus et en coupe partielle d'un moteur Diesel comportant une ligne d'échappement munie d'un filtre à particules suivant l'invention.

La figure 5 est une vue en coupe suivant 5-5 de la figure 4.

Sur la figure 1, on a représenté de manière schématique une installation d'essai d'un filtre à particules qui peut être utilisée en particulier pour réaliser des essais d'endurance de l'élément filtrant d'un filtre à particules au cours d'opérations successives de régénération par combustion de particules carbonées telles que des suies déposées dans les porosités de l'élément filtrant.

L'installation d'essai comporte un dispositif 1 de distribution de gaz synthétiques, un four 2 de chauffage des gaz et un réacteur 3 selon l'invention dont la structure sera décrite en se référant aux figures 2 et 3.

Le dispositif 1 de distribution de gaz est relié par des conduits 4 au four 2 à l'intérieur duquel les gaz sont chauffés à une température bien définie qui peut être comprise entre 100 et 700"C. Le four 2 est relié au réacteur 3 par une conduite 5 permettant de relier la sortie du four à une partie d'entrée du réacteur 3.

La sortie du réacteur 3 est reliée à une conduite 6 d'évacuation de gaz.

Le distributeur 1 comporte des moyens d'alimentation en gaz de natures diverses de manière à faire parvenir dans le four 2 un mélange de gaz ayant une composition bien définie et analogue à la composition d'un gaz d'échappement de moteur Diesel.

Le distributeur 1 est généralement alimenté en azote et en oxygène pour fournir un gaz analogue à un gaz d'échappement et renfermant par exemple 10 % d'oxygène et de l'azote.

Le four comporte des moyens de chauffage, par exemple des moyens de chauffage électrique, et des moyens de réglage permettant d'ajuster la température du gaz à la sortie du four à une température bien définie comprise entre 100 et 700"C.

Comme il est visible sur les figures 2 et 3, le réacteur 3 comporte une première enveloppe tubulaire de forme cylindrique 7 et une seconde enveloppe 8 également de forme cylindrique à l'intérieur de laquelle la première enveloppe 7 est engagée et fixée dans une disposition coaxiale, par l'intermédiaire d'un flasque 9 fixé à l'une des extrémités axiales de la seconde enveloppe 8 et comportant une ouverture de passage de la première enveloppe 7.

Un filtre à particules 10 sur lequel on réalise les essais est engagé pratiquement sans jeu à l'intérieur de la première enveloppe 7 du réacteur 3.

Le filtre 10 comporte un élément filtrant 11 en matériau céramique de forme sensiblement cylindrique et maintenu à l'intérieur d'une enveloppe tubulaire 13 constituant une gaine de protection de la masse de matériau céramique de l'élément filtrant 11. La masse de matériau céramique de l'élément filtrant 11 comporte un ensemble de parois internes délimitant des canaux longitudinaux 12 de direction axiale dont les sections dans des plans transversaux perpendiculaires à l'axe de l'élément filtrant 11 sont disposés sensiblement suivant un réseau régulier.

La première enveloppe 7 du réacteur 3 comporte une extrémité d'entrée 7a qui débouche dans le volume interne de la seconde enveloppe 8, au voisinage d'une paroi épaisse 14 fermant l'extrémité axiale de la seconde enveloppe 8 opposée à l'extrémité sur laquelle est rapporté le flasque 9 assurant le passage et le montage de la première enveloppe 7.

A l'extérieur de la seconde enveloppe 8, l'extrémité axiale 7b de la première enveloppe 7 opposée à l'extrémité 7a débouchant à l'intérieur de la seconde enveloppe 8 est raccordée, par l'intermédiaire de flasques de liaison, au conduit d'évacuation de gaz 6 du réacteur 3.

Comme il est visible sur la figure 3, la conduite d'arrivée de gaz 5 dans le réacteur 3 est raccordée à une tubulure 15 solidaire de la seconde enveloppe 8 au niveau d'une ouverture 15' traversant l'enveloppe 8 et débouchant dans l'enveloppe 8, dans une direction sensiblement tangentielle par rapport à la surface intérieure de l'enveloppe 8.

De préférence, la tubulure 15 débouche dans le volume interne de la seconde enveloppe 8, dans une zone éloignée de la paroi 14 au voisinage de laquelle débouche l'extrémité 7a de la première enveloppe 7.

La paroi épaisse 14 de fermeture de l'enveloppe 8 est usinée intérieurement pour présenter une surface 14a de forme sensiblement torique concave dirigée vers l'extrémité opposée de l'enveloppe 8 qui est obturée par le flasque 9.

La paroi 14 est également percée dans une zone sensiblement centrale, suivant l'axe de la seconde enveloppe 8, pour constituer un canal 16 de direction axiale, débouchant à l'une de ses extrémités dans le volume intérieur de l'enveloppe 8, au niveau de l'ouverture 7a de la première enveloppe 7 et en vis-à-vis de la partie centrale du filtre à particules 10 monté à l'intérieur de la première enveloppe 7.

Le canal 16 comporte une seconde extrémité qui débouche à l'extérieur de la paroi 14 et qui est fermée par un bouchon en matériau transparent et réfractaire 17 qui constitue un hublot permettant d'observer, dans la direction axiale des enveloppes 7 et 8, la zone centrale du filtre à particules 10 lors des essais de régénération par combustion, à l'intérieur du réacteur 3.

De préférence, l'observation de la zone centrale du filtre 10 pendant les essais de régénération par combustion est réalisée en utilisant une caméra vidéo 18 disposée en vis-à-vis du hublot 17 et présentant un axe de visée dirigé suivant l'axe commun aux enveloppes 7 et 8.

La paroi 14 comporte une cavité interne 19 de forme torique qui est mise en communication avec un conduit d'arrivée d'eau de refroidissement 19a et avec un conduit d'évacuation d'eau de refroidissement 19b permettant d'assurer le refroidissement de la paroi 14 par circulation d'eau de refroidissement à l'intérieur de la cavité 19.

Le gaz chaud provenant du four 2 par la canalisation 5 (flèche 20 sur la figure 3) est introduit par la tubulure tangentielle 15 dans le volume intérieur de la seconde enveloppe 8. Du fait de la disposition tangentielle de la tubulure 15, les gaz chauds sont mis en circulation tourbillonnaire autour de la première enveloppe 7 dans laquelle est disposé le filtre 10, à l'intérieur d'un espace annulaire constituant la partie du volume interne de la seconde enveloppe 8 située à l'extérieur et autour de la première enveloppe 7.

La circulation tourbillonnaire des gaz chauds autour de la première enveloppe 7 a été représentée par les flèches 21 sur les figures 2 et 3.

Le courant tourbillonnaire de gaz chauds 21 entre en contact avec toute la périphérie de la première enveloppe 7 dans laquelle est disposé le filtre 10 et se déplace en direction de la paroi 14 au niveau de laquelle il est dévié par la surface intérieure courbe 14a, de manière à pénétrer par l'extrémité 7a de la première enveloppe 7, comme indiqué par les flèches 22.

L'extrémité 7a de la première enveloppe 7 constitue l'extrémité d'entrée de la première enveloppe et l'extrémité 7b reliée à la conduite d'évacuation 6, à l'extérieur de l'enveloppe 8, l'extrémité de sortie de la première enveloppe. A l'intérieur de la première enveloppe 7, les gaz circulent dans la direction axiale et traversent l'élément filtrant 11 du filtre à particules 10, à l'intérieur des canaux 12 de direction axiale.

Afin d'effectuer des essais de régénération par combustion d'un filtre à particules 10, on place le filtre à particules 10 à l'intérieur de la première enveloppe 7 du réacteur 3 après l'avoir chargé par dépôt de particules carbonées à l'intérieur des canaux 12.

Le courant de gaz chauds traversant la première enveloppe 7 et le filtre dans la direction axiale permet de réaliser, à partir d'une certaine température, la combustion in situ des particules carbonées, telles que des particules de suies déposées dans les canaux 12 du filtre.

Généralement, les gaz d'échappement des moteurs
Diesel peuvent assurer la combustion des suies d'un filtre à particules, à partir d'une température de l'ordre de 550 à 600"C.

Dans le cas où les particules de suies renferment un catalyseur qui peut être introduit par exemple comme additif dans le gazole constituant le carburant du moteur, la combustion catalytique des suies peut être obtenue à une température beaucoup plus basse, par exemple de l'ordre de 200"C.

Les catalyseurs susceptibles d'abaisser la température de combustion des suies de moteurs Diesel sont généralement constitués par des sels organométalliques à base de fer, de cuivre ou de cérium.

De manière générale, l'installation d'essais représentée sur la figure 1 comportant le réacteur 3 qui vient d'être décrit peut être utilisée pour réaliser des essais de régénération d'un filtre à particules à une température déterminée choisie dans un intervalle allant de 100 à 700"C.

Dans tous les cas, on évite l'apparition de forts gradients thermiques entre différents points de l'élément filtrant 11 et en particulier entre les points situés vers la périphérie du filtre et les points situés à la partie centrale ou encore entre les points situés vers l'entrée et les points situés vers la sortie du filtre.

En effet, la circulation tourbillonnaire des gaz chauds autour de la première enveloppe 7 du réacteur assure un apport de chaleur à la partie périphérique du filtre et une homogénéisation de la température dans toute la masse de l'élément filtrant 11.

On évite ainsi des détériorations prématurées de l'élément filtrant par des fissures.

On peut donc effectuer des essais répétitifs pendant un très grand nombre de cycles de manière à obtenir des résultats significatifs en ce qui concerne l'étude et l'évaluation d'un élément filtrant.

On peut donc également réaliser des études comparatives tout-à-fait significatives entre des éléments filtrants différents, par exemple constitués de matière céramique de natures différentes.

Pendant les essais de régénération du filtre par combustion à l'intérieur du réacteur 3, on peut observer la combustion dans la zone centrale du filtre 10, à travers le hublot 17, par exemple en utilisant la caméra vidéo 18. On peut ainsi effectuer une étude par visualisation directe, de la combustion à l'intérieur du filtre.

Le principe de l'utilisation de gaz chauds de combustion tournant autour du filtre avant d'être introduits axialement par l'extrémité d'entrée de ce filtre peut être utilisé non seulement dans le cas d'un réacteur d'essais et d'étude des filtres à particules mais également dans le cas d'un filtre à particules d'une ligne d'échappement d'un moteur Diesel.

Sur les figures 4 et 5, on a représenté un moteur Diesel 24 équipé d'un dispositif d'échappement 25 utilisant un filtre à particules mettant en oeuvre le principe à la base du réacteur 3 représenté sur les figures 2 et 3.

Le moteur Diesel 24 comporte une ligne de cylindres tels que 26a à l'intérieur d'un bloc moteur 26 qui sont fermés à leur partie supérieure par une culasse 27 traversée au niveau de chacun des cylindres tels que 26a, par un conduit d'admission tel que 29a relié à un collecteur d'admission 23 et par un conduit d'échappement tel que 28a relié au dispositif d'échappement 25.

Le collecteur d'admission 23 est alimenté en air atmosphérique, par l'intermédiaire d'un filtre à air 30.

Dans le cas d'un moteur à quatre cylindres, le collecteur d'admission est relié aux quatre cylindres du moteur par l'Intermédiaire de quatre tubulures d'admission 31 reliées chacune à un conduit d'admission tel que 29a.

Les gaz d'échappement sont récupérés à la sortie des conduits d'échappement tels que 28a, par quatre tubulures d'échappement 32 qui sont reliées au dispositif d'échappement 25.

Le dispositif d'échappement 25 comporte un filtre à particules 33 comprenant une première enveloppe 34 de forme cylindrique dans laquelle est disposé l'élément filtrant en céramique 35 du filtre à particules et une seconde enveloppe tubulaire 36 de forme sensiblement cylindrique disposée de manière coaxiale autour de la première enveloppe 34.

La première enveloppe 34 du filtre à particules 33 comporte une première extrémité débouchant dans le volume interne de la seconde enveloppe 33, au voisinage d'une paroi d'extrémité 37 ayant une forme concave, par exemple torique et une seconde extrémité reliée par l'intermédiaire d'un coude, à un conduit d'échappement 38 constituant une partie de la ligne d'échappement du dispositif 25.

Les tubulures d'échappement 32 du moteur Diesel 24 débouchent dans une direction tangentielle dans le volume intérieur de la seconde enveloppe 36 du filtre à particules, dans des positions espacées suivant la direction de l'axe du filtre commun à la première et à la seconde enveloppes.

De ce fait, les gaz d'échappement du moteur 24 constituent, à l'intérieur de la seconde enveloppe 36, autour de la première enveloppe 34, un écoulement tourbillonnaire schématisé par les flèches 39.

L'écoulement tourbillonnaire est en contact avec la surface extérieure de la première enveloppe 34 sur toute sa longueur et permet un chauffage uniforme de la masse de l'élément filtrant 35 du filtre à particules 33.

De plus, le courant de gaz d'échappement se déplace en direction de la paroi d'extrémité 37 de la seconde enveloppe 33 jusqu'à venir en contact avec la surface intérieure de la paroi 37. La surface intérieure concave de la paroi 37 dirige l'écoulement de gaz d'échappement à l'intérieur de la première enveloppe 34, par son extrémité débouchante à l'intérieur de la seconde enveloppe constituant l'extrémité d'entrée, comme indiqué par les flèches 40.

Les gaz d'échappement sont guidés à l'intérieur de la première enveloppe 34, de manière à se déplacer dans la direction axiale et à circuler à l'intérieur des canaux longitudinaux de l'élément filtrant 35.

Après passage dans le filtre, les gaz d'échappement débarrassés de la plus grande partie des suies qu'ils contenaient à la sortie du moteur sont recueillis par la conduite 38 de la ligne d'échappement.

La circulation tourbillonnaire des gaz d'échappement autour de la première enveloppe 34 renfermant l'élément filtrant 35 avant que ces gaz ne circulent dans la direction axiale à l'intérieur de l'élément filtrant 35 assure une homogénéisation efficace de la température à l'intérieur de l'élément filtrant 35. On évite ainsi des gradients de température importants entre différents points de l'élément filtrant 35 et donc l'apparition de fissures dans l'élément filtrant en service.

En outre, on améliore le fonctionnement du filtre à particules, dans la mesure où la mise en équilibre de température de l'élément filtrant et des gaz d'échappement est réalisée plus rapidement. On obtient donc une amélioration sensible des conditions de fonctionnement du filtre à particules en particulier au démarrage du moteur et lors du fonctionnement du moteur à bas régime.

Dans le cas du filtre à particules 33 suivant l'invention, les deux enveloppes coaxiales du filtre 34 et 36 sont disposées parallèlement à la ligne de cylindres du moteur et perpendiculairement aux tubulures d'échappement 32 de ce moteur. Cette disposition est essentiellement différente de la disposition d'un filtre à particules dans une ligne d'échappement suivant l'art antérieur dans laquelle le filtre à particules est intercalé entre deux conduits rectilignes de la ligne d'échappement et se trouve donc dans le prolongement axial des tubulures du moteur.

L'invention permet donc de réaliser dans de très bonnes conditions un essai de régénération par combustion d'un filtre à particules et d'augmenter considérablement la durée de vie de l'élément filtrant d'un filtre à particules d'une ligne d'échappement d'un moteur Diesel.

L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrits.

C'est ainsi que les enveloppes du réacteur ou du filtre à particules suivant l'invention peuvent présenter des formes différentes de celles qui ont été décrites et que l'élément filtrant peut être réalisé sous toute forme et en toute matière permettant la réalisation d'une structure filtrante pouvant être régénérée par combustion.

L'invention s'applique dans le cas de tout moteur Diesel pour véhicule automobile, tel que des véhicules de tourisme ou des véhicules lourds.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1.- Réacteur de combustion de suies dans un filtre à particules (10) constitué par un élément filtrant (11) traversé par des canaux (12) de passage de gaz, comportant au moins une première enveloppe métallique (7) entourant l'élément filtrant (11) ayant une extrémité d'entrée de gaz (7a) et une extrémité de sortie (7b) reliée à un conduit d'évacuation de gaz (6), caractérisé par le fait qu'il comporte, autour de la première enveloppe métallique (7) entourant le filtre à particules (10), de forme sensiblement cylindrique, une seconde enveloppe (8) coaxiale à la première enveloppe (7), délimitant un volume interne de circulation de gaz de forme annulaire disposé autour de la première enveloppe (7) dans lequel débouchent l'extrémité d'entrée (7a) de la première enveloppe (7), au voisinage d'un fond (14) de fermeture d'une extrémité axiale de la seconde enveloppe (8) et au moins un conduit d'arrivée de gaz (15) dans une disposition sensiblement tangentielle par rapport à la seconde enveloppe (8).

2.- Réacteur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le fond de fermeture (14) de la seconde enveloppe (8) comporte une surface interne (14a) de forme concave, de manière à diriger le gaz en circulation dans le volume interne de forme annulaire de la seconde enveloppe vers l'extrémité d'entrée (7a) de la première enveloppe.

3.- Réacteur suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la surface interne (14a) du fond (14) de la seconde enveloppe (8) présente une forme torique.

4.- Réacteur suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que le fond (14) de la seconde enveloppe (8) est traversé par un canal rectiligne (16) suivant l'axe commun à la première (7) et à la seconde enveloppes (8) et qu'un bouchon (17) de fermeture du canal (16) en matériau transparent est disposé dans le canal (16) et constitue un hublot d'observation de l'intérieur de la première et de la seconde enveloppes, suivant la direction axiale de la première enveloppe (7) et de la seconde enveloppe (8).

5.- Réacteur suivant la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus une caméra vidéo (18) dont l'axe de visée est dirigé suivant l'axe du canal (16), pour observer le volume interne de la première enveloppe (8) et de la seconde enveloppe (7), suivant l'axe commun à la première enveloppe (7) et à la seconde enveloppe (8).

6.- Réacteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'une cavité de forme annulaire (19) est usinée à l'intérieur du fond (14) de la seconde enveloppe (8) et reliée en deux points différents à des conduites (19a, 19b) d'alimentation et d'évacuation d'eau de refroidissement du fond (14) de la seconde enveloppe (8).

7.- Réacteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le conduit d'arrivée de gaz (15) dans la seconde enveloppe (8) est relié au volume interne d'un four (2) de chauffage de gaz à une température réglable dans un intervalle de températures déterminé.

8.- Filtre à particules d'arrêt et de combustion de particules de suies d'un gaz d'échappement comportant un élément filtrant (35) et au moins une première enveloppe métallique (34) de forme sensiblement cylindrique entourant l'élément filtrant (35) ayant une extrémité d'entrée de gaz et une extrémité de sortie reliée à un conduit d'évacuation de gaz (38), caractérisé par le fait qu'il comporte de plus, autour de la première enveloppe métallique (34) de forme sensiblement cylindrique, une seconde enveloppe (36) coaxiale à la première délimitant un volume interne de circulation de gaz de forme annulaire disposé autour de la première enveloppe, dans lequel débouchent l'extrémité d'entrée de la première enveloppe au voisinage d'un fond de fermeture d'une extrémité de la seconde enveloppe (36) et au moins un conduit d'arrivée de gaz (32) dans une disposition sensiblement tangentielle par rapport à la seconde enveloppe (36).

9.- Filtre à particules suivant la revendication 8, caractérisé par le fait que le conduit d'arrivée de gaz (32) est une tubulure d'échappement d'un moteur Diesel (24), le filtre à particules (33) constituant une partie du dispositif d'échappement (25) du moteur Diesel (24) et étant disposé de manière que la seconde enveloppe (36), la première enveloppe (34) et l'élément filtrant (35) présentent un axe commun perpendiculaire à la tubulure d'échappement (32).

10.- Filtre à particules suivant la revendication 9, d'une ligne d'échappement d'un moteur Diesel (24) ayant quatre cylindres en ligne et quatre tubulures d'échappement (32) caractérisé par le fait que la premiere enveloppe (34), la seconde enveloppe (36) et l'élément filtrant (35) comportent un axe commun parallèle à la ligne des cylindres du moteur Diesel (24) et que les tubulures d'échappement (32) du moteur Diesel (24) ayant une direction perpendiculaire à la ligne des cylindres du moteur débouchent tangentiellement dans la seconde enveloppe (36) dans des positions espacées suivant la direction de l'axe commun à la première enveloppe (34) à la seconde enveloppe (36) et à l'élément filtrant (35).