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On connaît déjà un grand nombre de propositions pour supprimer les effets désagréables des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne. Certaines de ces propositions aboutissent principalement au fait que l'on veut obtenir une postcombustion des particules de carbone non brûlées et, à cet effet, on les met en contact, dans un récipient, avec de l'air frais réchauffé ou avec un mélange d'air et de vapeur d'eau.
Il est également connu de refroidir et de purifier les gaz d'échappement nuisibles dans un bain d'eau et de les améliorer par addition d'ozone et d'air frais.
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Par ailleurs, on a essayé de brûler les gaz d'échappe- ment en les mélangeant d'abord à un oxydant, en déclenchant ensuite la combustion par une source de chaleur extérieure, en continuant et en entretenant cette commbustion par de la chaleur pré- lever aux gaz brulants sous l'influence d'un catalyseur.
On a également proposé, en vue de supprimer les odeurs et pour enlever l'humidité des gaz d'échappement, de se servir d'un séparateur électrique combiné avec un adsorbant ou, selon une autre proposition, de faire passer les gaz perdus le long de corps en forme de disques, qui agissent catalytiquement et sont constitués, comme des électrodes, ces gaz étant soumis à des oscillations à haute fréquence, à l'aide de champs électriques alternatifs à haute fréquence, et à une combustion superficielle.
Toutes ces propositions n'ont pas eu, jusqu'ici, le résultat désiré en pratique et n'ont donc pas été appliquées sur une grande échelle bien que la motorisation, qui évolue rapidement dans les grandes villes, exige que l'on trouve absolument une solution dans ce domaine. Quand des huiles moyennes et lourdes subissent une combustion incomplète dans des dispositifs de chauffage à huile mal réglés, dans des moteurs à combustion interne, etc., il se forme des gaz perdus malodorants et nocifs avec un dégagement plus ou moins prononcé de fumées.
Un des buts de l'invention est, par conséquent, de supprimer l'effet nocif et l'odeur gênante en détruisant les composés non saturés, les composés thio et analogues. Par l'utilisation de l'ozone, conformément à l'invention, avec ou sans post-combustion subséquente, les composes non saturés peuvent être transformés en composés saturés, de même que les composés thio sont transformés, par oxydation, en composés'qui ne sont pas nocifs et ne sentent plus mauvais.
Conformément à l'invention, on propose de purifier des gaz perdus de tous genres,plus spécialement des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne par amenée d'air fris en ayant recours à un procédé caractérisé, principe lèvent, par le fait
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qu'un mélange, formé par du gaz perdu et de l'air frais est enri- chi d'ozone avec intervention d'un champ électrique à haute tension, de sorte que les matières combustibles contenues dans le gaz perdu sont, pratiquement oxydés complètement. Le cas échéant, on peut allumer le mélange de gaz perdu et d'air frais enrichi avec de l'ozone, par éclatement d'étincelles.
Un mode de réalisa- tion particulier du procédé est caractérisé par le fait qu'avant l'intervention du champ électrique à haute tension l'air frais est mélangé au gaz perdu, transversalement à la direction d'écoulement de celui-ci, sous la forme de jets d'air qui viennent frapper tangentiellement le courant gazeux afin qu'on obtienne un mélange intime dé gaz perdus et d'air et que le mélange soit animée en même temps.,- d'un mouvement tourbillonnaire.
On a constaté également qu'une variante de ce procédé est avantageuse, cette variante consistant à effectuer l'ozoni- sation de l'air frais,par l'action d'un champ électrique à haute tension,déjà avant la formation du mélange avec le gaz perdu.
De cette manière on obtient l'avantage que l'air frais peut être enrichi avec de l'ozone à un degré quelconque et, le cas échéante être comprimé avant d'être mélangé au gaz perdu. Cette façon de procéder présente, en out@@, des avantages constructifs en ce sens que, éventuellement, l'ozonisation de l'air frais peut se faire en un endroit quelconque et que le mélange de l'air frais au gaz perdu peut avoir lieu en un autre endroit. Ceci concerne non seulement' les moteurs à combustion interne des véhicules automobiles mais également les installations fixes et les foyers de tous genres, par exemple dans les usines.
Suivant une autre disposition faisant l'objet de l'invention, on peut allumer le mélange de gaz perdu et d'air frais enrichi en ozone, le cas échéant à l'aide d'un dispositif d'allumage auxiliaire, par exemple par un éclateur électrique, une flamme, un corps incandescent ou analogue.
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Finalement, il est également possible aliéner l'air frais, enrichi avec de l'ozone, sous pression au gaz perdu, en introduisant l'air frais par- des tuyères dans la chambre de mélange.
L'invention a également pour objet un dispositif convenant à la --,aise en oeuvre du procède susdit et comprenant un corps creux avec des orifices d'admission séparés pour le gaz perdu et l'air frais, ce dispositif étant caractérisé par le fait que le corps creux est constitué par une partie pour la formation du mélange et par une prtie., raccordée à la première, pour la formation d'un champ à haute tension.
La partie, du dispositif faisant l'objet de l'invention et servant à former le mélange, peut être constituée par un tube d'amenée du gaz perdu, placé au centre du corps creux et s'éten- dant suivant l'axe longitudinal dudit corps, l'extrémité de ce tube comprenant des orifices, débiteurs d'air frais, qui ont le cas échéant la òrme de tuyères et sont orientés tangentiellement et transversalement par rapport à la direction d'écoulement du gaz perdu., pour de l'air frais.
La partie du corps creux, dans laquelle est formé le champ à haute tension, peut être constituée par une électrode tubulaire, dont la section transversale va de préférence en diminuant -dans le sens de l'écoulement du mélénge et dans laquelle est établie axialement une électrode en forne de tige.
Une variante du dispositif, convenant à la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'invention, est constituée essentiellement par deux chambres formant un corps creux, notam- nent une chambre d'ozonisation de l'air frais et une chambre établie en aval de la première et communiquant avec celle-ci pour le xélange de gaz perdu et de l'air frais ozonisée un dispositif d'allumage pour les gaz mélangés étant établie de préférence dans la chambre de mélange.
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Selon une constitution particulière de ce dispositif., on constitue la chambre de mélange en plusieurs parties, une de ces parties comportant des orifices d'admission, établis suivant un cercle, pour le gaz perdu et une ouverture d'admission centrale pour l'air frais ozonisé, alors que la deuxième partie de la chambre de mélange est munie d'une ouverture de sortie commune pour le mélange de gaz perdu et 6'air frais et est séparée de la première partie par une cloison qui comporte des orifices de passage séparés pour les gaz mélangés.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemples, quelques modes de réalisation du dispositif établi selon l'inven- tion.
Les fig. 1 à 4 montrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif selon l'invention pour lequel le vent relatif fournit l'air frais à mélanger au gaz perdu.
Les fig. 5 à 7 montrent un autre mode de réalisation de l'invention pour lequel l'alimentation en air frais se fait à l'aide d'un ventilateur.
La fig. 8 montre un autre mode de réalisation du dispositif faisant l'objet de l'invention pour lequel l'ozonisation de l'air a lieu avant le ----'lange avec le gaz perdu.
Plus spécifiquement les fig. 1, 2 et 3 montrent le pre- ::nier mode de réalisation, respectivement en coupe longitudinale suivant I-I fig. 3, en coupe transversale suivant II-II fig. 1 et en coupe transversale suivant III-III fig.1alors que la fig, 4 est une coupe faite suivant IV-IV fig.l ou 2 concentriquement à l'enveloppe du dispositif.
Les fig. 5, 6 et 7 montrent, respectivement en coupe longitudinale suivant V-V, fig. 6, et en coupe transversale suivant VI-VI fig. 5, le deuxième mode de réalisation de l'invention alors que la fig. 7 est une coupe suivant VII-VII fige 5 ou 6 concentriquement à 1'enveloppe du dispositif.
La fig. 8 montre, en coupe longitudinale, une variante
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du dispositif faisant l'objet de l'invention.
Le dispositif, établi selon l'invention et montré sur les fig. 1 à 4, comprend un corps creux 1 avec un conduit d'amenée 2 des gaz perdus admis dans ce corps 1. Ce conduit d'amenée compor- te une partie élargie 3 débouchant dans une chambre 5 formée par la partie terminale interne 4 de ce corps creux. L'extrémité du corps creux 1, qui se trouve à l'avant dans le sens de la direction d'avancement, est élargie de manière à former un entonnoir 6 propre à recueillir l'air frais. Entre la partie élargie 3 et la paroi du corps creux 1 sont établies, comme visible sur la fig.4, des entretoises 7 qui forment les parois de tuyères 8 qui débitent des jets d'air et débouchent dans la chambre 5 en formant un angle aigu avec l'axe A-A du corps tubulaire.
Dans un tube cylindrique 9, raccordé au corps creux 1 et pouvant être constitué, par exemple, en céramique réfractaire, est fixée coaxialemnet, à l'aide de trois entretoises 10, un tube métallique 11 dont la section transversale va en diminuant dans le sens de l'écoulement du gaz. Les entretoises 10 peuvent, dans ce cas, être fixées d'une manière quelconque, à la paroi du tube. Sur l'axe du tube est placée une électrode 12, en forme de tige, qui peut être fixée par des supports métalliques 13 à la paroi du tube 9. Le tube 9 comporte, à son extrémité libre., un raccord tubulaire 14 pour assurer la liaison avec un silencieux 15.
Pour créer un champ de haute tension entre l'électrode 12, en forme de tige, et le tube métallique 11 qui constitue la deuxième électrode on a recours à un dispositif d'induction 16 indiqué sur la fig. 1 par son schéma de montage. La bobine à heute tension du dispositif à induction 16 est reliée, par les fils 17 et 18 respectivement aux électrodes 11 et 12.
Pour un autre mode de réalisation du dispositif, établi selon l'invention et montré sur les fige 5 à 7, le corps creux 1, le conduit d'amenée 2, la partie élargie 3 et la partie terminale interne 4 du corps creux 1 ont la même forme que les organes
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analogues du dispositif c¯e4 fige 1 a l;.. '-n'r f- ic pr rt.c ,:L,l'i0 3 et le corps creux 1 sont établies des entretoises de p Ti c .e 21 qui forcent des parois de Ccn"'11Y a""".;r 22 ifi;;1#ch;-1=4: .,1>1;"1e'-''''''1;par rapport à lea,,e A-A du corps tubulaire aans '1. ("'1' ""' 5.
Les .1 I;...-....n......,. ,ç;..-l- t...i.u" -Ç.- \,.L.c,....--,--..l............-'--- ¯joz'- lez..;lectrod es, fOl'.:lses par un tube T::ét6.llic:ue et pLl" une ti;;c Electraceu, uar tube métallique 11 et une tie :..Étalli¯ue 12, ont la :1ê:le forte que celles du dispositif montré sur les fige 1 à 4 et sont logées dans un tube métallique 23 raccorde au corps creux 1 et reliée par un raccord tubulaire Il!, à un silencieux 15 constitué comme à 15ordînqire. L'électrode 12 est supportée, à l'aide de tiges nétalliques 13' par le tube ::.r tc.llique 23, ces tiges traversant le. paroi de ce tube à l'êide de manchons isolateurs 21,. et 25.
Le dispositif à induction. 16
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est relié par un fil 17 à l'électrode isolée 12, le. deuxième bor-
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ne, le tube métallique 23 et, par conséquente l'électrode 11, sont
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reliés, en même temps que la borne "moins" de la batterie, à la.
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masse, comne à l'ordinaire. Un ventilateur 26, entraîné par un lnoteur, sert à 1 amenée d'air frais. A la place du dispositif à induction. on peut également utiliser, coriie source de courant à hnute tension, la bobine de 1 Installation d'8llur.lé.ge, par exel:tplc, en combinaison avec le. machine assurant 1-lallur.,--ge et léclairagej fournissant aussi le c..¯ - ,nt servant à 1'entraînenent du vcn-"-îll-,-,tcvr contre sur ' fig. 5 et débitant 1'air frais.
Les gaz d' éch2ppe:'!lent pénètrent dans la ché:'::lbr(: 5 dans
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le sens indique par les flèches a et ils sont mélangés dans cette
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cu..bre rvec les jets d'air fris débitê-s, en 6t,in.L ir;,=1.?t..'i. <", t*;nà=e1=tiels, par les tuyères 8 (fig. 1 à JJ ou y:::' le.;, r'i- r,i- 1);. d;.ir 22 (fig. 5 à 7), en formant des tourbillons, le ¯.. .i.r n,o ;'-v.i ensuite refoula 1 àins l'{lectrcde tubul, 4rE 11. 1'f-11 1'::> :.. 'ê:;t aspirée co-i":e Q'l'''' 1''''' Par bzz r de g -'(''''lt Troc. dbit Ú-'<::J.'r frais peut être "'11!"1t=>T'tt ':'p'n( =ir±hr6 ;r;-'.Ltl'("I'-'l"<' J'lent Ff'7..C:L.e, en faisant intervenir le ':,-11.: rr=.¯.f;.T. é; i:1. 10 C;,5 de véhiculée et, ""'11""'''11''-' "n cc. servant C1.'Lti: -'''''l'1.,tr11' (:6 sur la filr:. 5).
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Entre les électrodes 11 et 12 est créé un champ alternatif à haute tension et à haute fréquence par lequel des particules d'oyygène de l'air frais sont scindées pour s'agglomérer avec d'autres particules d'oxygène avec formation d'ozone. De cette manière on obtient une oxydation presque complète des matières combustibles contenues dans le gaz perdu. L'agencement peut également être tel qu'entre les parties les plus rapprochées l'une de l'autre des deux électrodes, en plus de la formation d'ozone, des éclatements d'étincelles à haute tension se produisent et, non seulement produisent une ozonisation renforcée du mélange, mais provoquent aussi l'allumage de celui-ci.
De cette manière, on désintoxique chimiquement, par oxydation à l'ozone, les aldéhydes désagréables, plus particulièrenent le monoxyde de carbone nocif. Cette oxydation intéresse aussi toutes les par-. ticules de suie qui se trouvent Dans les gaz perdus., par exemple lorsqu'on utilise des combustibles de qualité inférieure, plus spécialement pour des moteurs Diesel. L'invention permet donc que -les gaz perdus, sortant du dispositif, soient exempts d'odeur et de suie ou d'autres substances supplémentaires nocives.
Suivant une variante du dispositif faisant l'objet de l'invention, on peut églement établir dans le corps creux du dispositif les électrodes d'un ozoniseur quelconque, connu en soi, cet appareil occupant un poste fixe en étant en contact avec le mélange qui coule le long de celui-ci.
Par ailleurs, on peut entourer le corps creux, tout au moins la partie de celui-ci dans laquelle est créé un champ à haute tension, d'une enveloppe tubulaire à travers laquelle la chaleur produite dans le corps creux peut être évacuée, pour refroidir ledit corps ou obtenir des effets de chauffage.
Le dispositif, montré sur la fig. 8, comprend essentiel- lement un corps creux 31 qui comporte deux orifices d'admission séparés 32 et 33 pour les gaz perdus et pour l'air frais ainsi
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qu'une ouverture de sortie 34 pour le mélenge gazeux traité conformèrent à l'invention, L'air frais, après avoir traversé un coude 35,pénètre dans une chambre 36 dans laquelle il est enrichi d'ozone en étént soumis à !-'effet d'un champ de haute tension.
Dans cette chambre sont logées des électrodes ayant, par exemple, la forme d'un tube conique 37 et d'une tige 38, ces électrodes étant isolées électriquement par rapport à leurs supports aux endroits où elles sont supportées. Le débouché 46 dans la chambre de mélange 39 peut avoir la forme d'une tuyère, de sorte que l'ail fraisquand on fait intervenir une pression convenable., pénètre dans la chabre de mélange sous la forme d'un jet.
La chambre de mélange 39 est constituée en plusieurs parties, le compartiment 40 étant séparé, par une cloison 41, du compartiment 42 de cette chambre.
Le gaz perdu, qui pénètre par 1-'orifice 32 dans le corps creux 31, s'écoule par des orifices 43 dans le compartiment 40 de la chambre de mélange sous la forme de jets séparés répartis sur une circonférence, ces jets venant frapper la cloison 41. Les heurts des gaz perdus et des jets d'air frais contre la cloison 41 ont pour effet que les deux fluides se mélangent intimement. La cloison séparatrice 41 mt supporter un dispositif d'allumage 44 d'un genre quelconque ou peut elle=même être constituée par un tel dispositif.
Les axes des orifices d'admission 43 du gaz perdu dans le compartiment 40 de la chambre de mélange se trouvent sur la paroi d'un cône imaginaire dont le sommet S',par rapport au sensde l'écoulement, se trouve sur l'axe principal du corps creux de l'autre côté de la cloison séparatrice 41.
Le- cloison séparatrice 41 comporte elle-nême des passages 45 dont les axes se trouvent, de préférence, sur la paroi d'un cône imaginaire dont le sommet S", par rapport au sens de l'écoulement, se trouve sur l'axe du corps creux davant la cloison 41.
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Un élargissenent ou un rétrécissement, en forme de tuyère, de tous les passages est, le cas échéant, avantageux.
Le dispositif tel que décrit agit non seulement pour écarter les constituants, désagréables et souvent nuisibles pour la santé, des gaz perdus de n'importe quel genre mais également comme organe amortisseur de bruit, par exemple dans le cas de véhicules automobiles. Le cas échéant on peut également combiner le dispositif avec un silencieux constitué d'une manière appropriée quelconque pour forcer un seul ensemble,
Le dispositif d'allumage 44 jour le mélange gazeux enrichi avec de l'ozonepeut aussi être logé dans le deuxième compartiment 42 de la chambre de mélange. Ceci présente l'avantage que, par suite du mélange intense dans le premier compartiment 40, on obtient une combustion plus uniforme et plus complète dans le deuxième compartiment.
Il est particulièrement avantageux de constituer la cloison séparatrice 44 ainsi que les supports des électrodes en une matière céramique réfractaire.
Au cours d'essais faits avec les dispositifs faisant l'objet de l'invention, on a obtenu les résultats suivants, en se servant d'un moteur Mlesel à deux temps, du type Jenbach à deux cylindres, ce moteur ayant une puissance de 26 CV. L'analyse des gaz perdus, pour un moteur bien réglée donnait une teneur en 0,012% de monoxyde de carbone et, pour un moteur mal reglé, une teneur de 0.05 à 0,18% de monoxyde de carbone. La température des gaz d'échappement était de 400-500 et le rapport de l'air fourni aux gaz d'échappement variait entre 1:1 et 1:1,5.
Pour ozoniser les gaz perdus ou l'air frais fourni on s'est servi d'un ozoniseur Siemens, ayant un diamètre de 40 mm et fonctionnemet avec une tension de 30.000 à 35.00 volts, cet appareil fournissant environ 3% d'ozone basés sur le volume d'air admis,
La mesure de la transparence du gaz perdu avait lieu à
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l'aide d'une électro-optique ou d'un néphélomètre de Lange (Berlin).
L'huile pour moteurs Diesel, utilisée pour la combustion avait une teneur en soufre de 1,8%. de sorte que la quantité d'anhydride sulfurique produite forme un brouillard excessivement dense. Diaprés les constations, il se formait également des thiophénes, de l'oxysulfure de carbone (COS) et des composés analogues., qui étaient oxydés aisément et complètement par l'ozone.
En faisant intervenir l'ozoniseur, il se produisait, toutefois, d'abord un accroissement 1,4 fois plus grand des fumées, ce qui pouvait être expliqué par des effets, analogues à ceux du cracking, aux chaînes latérales des composés de carbone et, en partie, par la conversion de SO2 en SO3
Ensuite, on a introduit dans un tube en quartz, ayant un diamètre de 20 mm, d'un côté les gaz refroidis à la température ambiante et, de l'autre côté, en contre-courant,, l'air ozonisé ou non en vue de les mélanger. Une partie du tube en quartz était maintenue, dans un four électrique, à une température constcnte de 700 . Les gaz ainsi traités traversaient ensuite le tube. de réaction.
Apres les avoir refroidis à nouveau à la température ambiante,on faisait passer les gaz, par aspiration., à travers la chambre de mesure du nephélomètre et on mesurait la densité des fumées. Ces essais montraient qu'une conbustion complète de toutes les particules solides avait eu lieu. Il en résulte que le procédé, faisant l'objet de l'invention, permet d'enlever tous les constituants oxydables'nocifs hors des gaz perdus et qu'en outre les particules de carbone non brûlées peuvent subir une combustion complète. Les gaz perdus traités sont absolument inodores.
En principe, on peut utiliser le dispositif, qui fait l'objet de l'invention. et a été décrit ci-dessus en ce qui concerne son application à des moteurs à combustion intrne, pour des foyers de tous genres en vue de purifier les gaz perdus sortants, par exemple dans des cheminées de réimporte quel genre.