FR3093346A1 - Device for injecting and mixing a gas and exhaust line comprising such a device - Google Patents

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Abstract

Dispositif d’injection et de mélange d’un gaz et ligne d’échappement comportant un tel dispositif Le dispositif d’injection et de mélange (21) comprend : - au moins un injecteur de gaz (23) ayant une pluralité d’orifices (25) d’injection; - au moins un mélangeur (33) comprenant une plaque (35), la plaque (35) comprenant une pluralité d’orifices de passage (37) disposés selon un motif tel que les orifices de passage (37) sont décalés par rapport aux orifices d’injection (25) sensiblement perpendiculairement à la direction générale d’écoulement du second gaz. Figure pour l'abrégé : Figure 2Device for injecting and mixing a gas and an exhaust line comprising such a device The injection and mixing device (21) comprises: - at least one gas injector (23) having a plurality of orifices ( 25) injection; - at least one mixer (33) comprising a plate (35), the plate (35) comprising a plurality of passage orifices (37) arranged in a pattern such that the passage orifices (37) are offset with respect to the orifices injection (25) substantially perpendicular to the general direction of flow of the second gas. Figure for the abstract: Figure 2

Description

Dispositif d’injection et de mélange d’un gaz et ligne d’échappement comportant un tel dispositifDevice for injecting and mixing a gas and exhaust line comprising such a device

La présente invention concerne le mélange de deux gaz, notamment d’un gaz réducteur des oxydes d’azote et d’un gaz d’échappement.The present invention relates to the mixture of two gases, in particular a nitrogen oxide reducing gas and an exhaust gas.

Pour limiter les rejets de NOx, certains véhicules automobiles sont équipés de catalyseur SCR (Selective Catalytic Reduction, ou Réduction catalytique sélective en français). En présence d’un réducteur comme l’ammoniac NH3, les NOx contenus dans le gaz d’échappement du véhicule sont réduits en azote gazeux N2par le catalyseur SCR.To limit NOx emissions, some motor vehicles are fitted with SCR (Selective Catalytic Reduction) catalysts. In the presence of a reducing agent such as ammonia NH 3 , the NOx contained in the vehicle's exhaust gas is reduced to gaseous nitrogen N 2 by the SCR catalyst.

Ce réducteur peut être injecté sous forme de gaz, directement dans la ligne d’échappement. Dans ce cas, il est généralement injecté entre un premier organe de purification tel qu’un catalyseur d’oxydation ou un filtre à particules, et le catalyseur SCR.This reducer can be injected in the form of gas, directly into the exhaust line. In this case, it is generally injected between a first purification device such as an oxidation catalyst or a particulate filter, and the SCR catalyst.

Le premier organe de purification et le catalyseur SCR sont proches l’un de l’autre le long de la ligne d’échappement, de telle sorte que la distance parcouru par le réducteur gazeux entre le point d’injection et le catalyseur SCR est courte.The first purification member and the SCR catalyst are close to each other along the exhaust line, so that the distance traveled by the gaseous reducer between the injection point and the SCR catalyst is short. .

Pour favoriser l’efficacité du catalyseur SCR, il est nécessaire que le réducteur soit mélangé de manière très homogène dans le gaz d’échappement quand il atteint la face d’entrée du catalyseur. Un bon mélange est difficile à obtenir, du fait de la faible longueur de parcours entre le point d’injection et le catalyseur SCR.To promote the efficiency of the SCR catalyst, it is necessary that the reductant is mixed very homogeneously in the exhaust gas when it reaches the inlet face of the catalyst. A good mixture is difficult to obtain, due to the short path length between the injection point and the SCR catalyst.

Dans ce contexte, l’invention vise à proposer un dispositif d’injection et de mélange d’un premier gaz dans un conduit où circule un second gaz permettant d’obtenir un bon mélange du premier gaz dans le second gaz en une courte distance le long du conduit.In this context, the invention aims to propose a device for injecting and mixing a first gas in a pipe where a second gas circulates, making it possible to obtain a good mixture of the first gas in the second gas over a short distance along the duct.

A cette fin, l’invention porte selon un premier aspect sur un dispositif d’injection et de mélange d’un premier gaz dans un conduit où circule un second gaz, le dispositif d’injection et de mélange comprenant :To this end, the invention relates, according to a first aspect, to a device for injecting and mixing a first gas in a conduit through which a second gas flows, the injection and mixing device comprising:

- au moins un injecteur de gaz disposé à l’intérieur du conduit, l’injecteur ayant une pluralité d’orifices d’injection du premier gaz dans le conduit répartis dans un tronçon amont du conduit selon un motif déterminé ;- at least one gas injector disposed inside the duct, the injector having a plurality of orifices for injecting the first gas into the duct distributed in an upstream section of the duct according to a determined pattern;

- au moins un mélangeur comprenant une plaque occupant un tronçon aval du conduit en aval du tronçon amont, la plaque comprenant une pluralité d’orifices de passage disposés selon un motif tel que les orifices de passage sont décalés par rapport aux orifices d’injection sensiblement perpendiculairement à la direction générale d’écoulement du second gaz. - at least one mixer comprising a plate occupying a downstream section of the duct downstream of the upstream section, the plate comprising a plurality of passage orifices arranged in a pattern such that the passage orifices are offset with respect to the injection orifices substantially perpendicular to the general direction of flow of the second gas.

Le fait que les orifices d’injection du premier gaz soient répartis dans un tronçon amont du conduit permet d’amorcer la dispersion du premier gaz. Le premier gaz est injecté en plusieurs flux séparés. Une telle configuration est plus favorable pour le mélange qu’un point d’injection unique.The fact that the first gas injection orifices are distributed in an upstream section of the duct makes it possible to initiate the dispersion of the first gas. The first gas is injected in several separate streams. Such a configuration is more favorable for mixing than a single injection point.

Par ailleurs, la plaque avec les orifices de passage décalés permet de créer des turbulences et de séparer chaque flux de premier gaz injecté en des sous-flux allant dans différentes directions, de manière à disperser le premier gaz et le mélanger au second gaz.Furthermore, the plate with the staggered passage orifices makes it possible to create turbulence and to separate each flow of first gas injected into sub-flows going in different directions, so as to disperse the first gas and mix it with the second gas.

En effet, chaque flux de gaz injecté va se diviser en plusieurs sous-flux allant chacun vers un orifice de passage différent. Si les orifices de la plaque étaient placés dans le prolongement des points d’injection, chaque flux injecté serait entraîné pratiquement dans sa totalité à travers l’orifice de passage placé en regard du point d’injection correspondant.Indeed, each flow of gas injected will be divided into several sub-flows each going to a different passage orifice. If the orifices of the plate were placed in the extension of the injection points, each injected flow would be driven practically in its entirety through the passage orifice placed opposite the corresponding injection point.

L’invention peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :The invention may also have one or more of the characteristics below, considered individually or in all technically possible combinations:

- les orifices d’injection sont disposés selon un motif tel que, considérés en projection orthogonale sur un plan de projection perpendiculaire à la direction générale d’écoulement du second gaz, lesdits orifices d’injection définissent des projections formant un réseau ayant une maille régulière ;- the injection orifices are arranged in a pattern such that, considered in orthogonal projection on a projection plane perpendicular to the general direction of flow of the second gas, said injection orifices define projections forming a network having a regular mesh ;

- les orifices de passage sont disposés selon un motif tel que, considérés en projection orthogonale sur un plan de projection perpendiculaire à la direction générale d’écoulement du second gaz, lesdits orifices de passage définissent des projections formant un réseau ayant une maille régulière ;- the passage orifices are arranged in a pattern such that, considered in orthogonal projection on a projection plane perpendicular to the general direction of flow of the second gas, said passage orifices define projections forming a network having a regular mesh;

- le réseau formé par les projections des orifices de passage présente la même maille que le réseau formé par les projections des orifices d’injection ;- the network formed by the projections of the passage orifices has the same mesh as the network formed by the projections of the injection orifices;

- le réseau formé par les projections des orifices de passage présente une maille carrée ou une maille triangulaire équilatérale, les projections des orifices d’injection étant placées sensiblement au centre desdites mailles ;- the network formed by the projections of the passage orifices has a square mesh or an equilateral triangular mesh, the projections of the injection orifices being placed substantially at the center of the said meshes;

- le réseau formé par les projections des orifices de passage présente une maille hexagonale, le réseau formé par les projections des orifices d’injection formant une maille triangulaire, la projection de chaque orifice d’injection étant placée au centre d’une des mailles hexagonale ;- the network formed by the projections of the passage orifices has a hexagonal mesh, the network formed by the projections of the injection orifices forming a triangular mesh, the projection of each injection orifice being placed in the center of one of the hexagonal meshes ;

- la plaque comprend des orifices supplémentaires, lesdits orifices supplémentaires, considérés en projection orthogonale sur ledit plan de projection perpendiculaire à la direction générale d’écoulement du second gaz, définissant des projections supplémentaires ne s’inscrivant pas dans ledit réseau ayant une maille régulière ;- the plate comprises additional orifices, said additional orifices, considered in orthogonal projection on said projection plane perpendicular to the general direction of flow of the second gas, defining additional projections not being part of said network having a regular mesh;

- le mélangeur comprend une seconde plaque occupant un seconde tronçon aval du conduit en aval du tronçon aval, la seconde plaque comprenant une pluralité de seconds orifices de passage disposés selon un motif tel que les seconds orifices de passage sont décalés par rapport aux orifices de passage sensiblement perpendiculairement à la direction générale d’écoulement du second gaz ;- the mixer comprises a second plate occupying a second downstream section of the conduit downstream of the downstream section, the second plate comprising a plurality of second passage orifices arranged in a pattern such that the second passage orifices are offset with respect to the passage orifices substantially perpendicular to the general direction of flow of the second gas;

- les seconds orifices de passage sont sensiblement alignés avec les orifices d’injection suivant la direction générale d’écoulement du second gaz ;- the second passage orifices are substantially aligned with the injection orifices in the general direction of flow of the second gas;

- la plus grande partie des orifices de passage présente une même section déterminée, certains des orifices de passage ayant une autre section différente de ladite section déterminée ; et/ou- Most of the passage openings have the same determined section, some of the passage openings having another section different from said determined section; and or

- la plus grande partie des seconds orifices de passage présente une même section déterminée, certains des seconds orifices de passage ayant une autre section différente de ladite section déterminée.- the greater part of the second passage orifices has the same determined section, some of the second passage orifices having another section different from said determined section.

Selon un second aspect, l’invention porte sur une ligne d’échappement de véhicule, comprenant un dispositif d’injection et de mélange ayant les caractéristiques ci-dessus.According to a second aspect, the invention relates to a vehicle exhaust line, comprising an injection and mixing device having the above characteristics.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the detailed description given below, by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended figures, among which:

- la figure 1 est une représentation schématique simplifiée d’une ligne d’échappement selon l’invention ;- Figure 1 is a simplified schematic representation of an exhaust line according to the invention;

- la figure 2 est une vue en perspective du dispositif d’injection et de mélange de la ligne d’échappement de la figure 1 ;- FIG. 2 is a perspective view of the injection and mixing device of the exhaust line of FIG. 1;

- [Fig 4] les figures 3 et 4 sont des vues de face respectivement de l’injecteur de gaz et de la plaque du mélangeur du dispositif d’injection et de mélange de la figure 2 ;- [Fig 4] Figures 3 and 4 are front views respectively of the gas injector and the mixer plate of the injection and mixing device of Figure 2;

- la figure 5 est une vue de face du dispositif d’injection et de mélange de la figure 2, considéré du côté de la seconde plaque du mélangeur c’est-à-dire de l’arrière, la plaque de la figure 4 apparaissant dans les orifices de la seconde plaque ;- FIG. 5 is a front view of the injection and mixing device of FIG. 2, considered from the side of the second plate of the mixer, that is to say from the rear, the plate of FIG. 4 appearing in the holes in the second plate;

- la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 5, la plaque de la figure 4 n’étant pas représentée de telle sorte que les orifices d’injection apparaissant dans les orifices de la seconde plaque ;- FIG. 6 is a view similar to that of FIG. 5, the plate of FIG. 4 not being represented such that the injection orifices appear in the orifices of the second plate;

- [Fig 8] [Fig 9] la figure 7 à 9 sont des représentations schématiques simplifiées de différents exemples d’agencement des orifices d’injection (symbolisés par des croix), des orifices de la plaque (symbolisés par des ronds), et des orifices de la seconde plaque (symbolisés par les mêmes croix que les orifices d’injection) ; et- [Fig 8] [Fig 9] Figures 7 to 9 are simplified schematic representations of various examples of the arrangement of the injection ports (symbolized by crosses), the plate ports (symbolized by circles), and the orifices of the second plate (symbolized by the same crosses as the injection orifices); and

- [Fig 11] les figures 10 et 11 sont des représentations schématiques simplifiées d’encore un autre exemple agencement des orifices de la plaque (figure 10, symbolisés par des croix), et des orifices de la seconde plaque ainsi que des orifices d’injection (figure 11, symbolisés par des ronds).- [Fig 11] Figures 10 and 11 are simplified schematic representations of yet another example arrangement of the orifices of the plate (Figure 10, symbolized by crosses), and the orifices of the second plate as well as the injection orifices (Figure 11, symbolized by circles).

La ligne d’échappement 1 représentée sur la figure 1 est destinée à équiper un véhicule, typiquement un véhicule automobile tel qu’une voiture ou un camion.The exhaust line 1 shown in Figure 1 is intended to equip a vehicle, typically a motor vehicle such as a car or a truck.

La ligne d’échappement 1 comporte un collecteur d’échappement 3 captant le gaz d’échappement sortant des chambres de combustion du moteur 5.The exhaust line 1 comprises an exhaust manifold 3 capturing the exhaust gas leaving the combustion chambers of the engine 5.

La ligne d’échappement 1 comporte également un dispositif 7 de purification du gaz d’échappement, équipé d’un catalyseur SCR 9 logé dans une enveloppe tubulaire 11.The exhaust line 1 also comprises an exhaust gas purification device 7, equipped with an SCR catalyst 9 housed in a tubular casing 11.

Une entrée 13 de l’enveloppe tubulaire est raccordée fluidiquement au collecteur 3 par un tuyau 15. D’autres équipements, non représentés, sont interposés entre le collecteur 3 et le dispositif de purification 13, par exemple un turbocompresseur ou d’autres organes de purification du gaz d’échappement.An inlet 13 of the tubular casing is fluidly connected to the collector 3 by a pipe 15. Other equipment, not shown, is interposed between the collector 3 and the purification device 13, for example a turbocompressor or other organs of exhaust gas purification.

Une sortie 17 de l’enveloppe tubulaire 11 est raccordée fluidiquement à une canule 19 par laquelle le gaz d’échappement purifié est relargué dans l’atmosphère. D’autres équipements, non représentés, sont interposés entre le dispositif de purification 7 et la canule 19, par exemple un ou plusieurs silencieux.An outlet 17 of the tubular casing 11 is fluidically connected to a cannula 19 through which the purified exhaust gas is released into the atmosphere. Other equipment, not shown, is interposed between the purification device 7 and the cannula 19, for example one or more silencers.

La ligne d’échappement 1 comporte encore un dispositif d’injection et de mélange 21 d’un réducteur gazeux dans un conduit 22 où circule le gaz d’échappement, représenté de manière plus précise sur la figure 2.The exhaust line 1 also comprises a device 21 for injecting and mixing a gaseous reducing agent in a pipe 22 where the exhaust gas circulates, shown more precisely in FIG. 2.

Ce conduit 22 est par exemple un tronçon du tuyau 15 immédiatement en amont du catalyseur SCR, et raccordé à l’entrée 13. En variante, le réducteur gazeux est injecté dans l’enveloppe tubulaire 11, le conduit 22 étant dans ce cas l’enveloppe tubulaire elle-même.This pipe 22 is for example a section of the pipe 15 immediately upstream of the SCR catalyst, and connected to the inlet 13. Alternatively, the gaseous reducer is injected into the tubular casing 11, the pipe 22 being in this case the tubular casing itself.

Le réducteur gazeux est typiquement de l’ammoniac gazeux NH3. En variante, le réducteur gazeux est du CO ou un HC (Hydrocarbure) sous forme gazeuse injecté sur un catalyseur en aval de type LNT (Lean NOx Trap) à condition que le gaz soit légèrement riche.The reducing gas is typically gaseous ammonia NH3. As a variant, the gaseous reducing agent is CO or an HC (Hydrocarbon) in gaseous form injected into a downstream catalyst of the LNT (Lean NOx Trap) type, provided that the gas is slightly rich.

Le dispositif d’injection et de mélange 21 comprend au moins un injecteur de gaz 23 disposé à l’intérieur du conduit 22 (figure 3).The injection and mixing device 21 comprises at least one gas injector 23 arranged inside the duct 22 (FIG. 3).

L’injecteur 23 a une pluralité d’orifices 25 d’injection du réducteur gazeux dans l’enveloppe tubulaire 11, répartis dans un tronçon amont du conduit 22 selon un motif déterminé.The injector 23 has a plurality of orifices 25 for injecting the gaseous reducing agent into the tubular casing 11, distributed in an upstream section of the conduit 22 according to a determined pattern.

Les termes « amont » et « aval » dans la présente description sont entendus relativement au sens général d’écoulement du gaz d’échappement dans le conduit. Ce sens d’écoulement correspond ici à l’axe central du conduit 22.The terms “upstream” and “downstream” in the present description are understood relative to the general direction of flow of the exhaust gas in the duct. This direction of flow here corresponds to the central axis of conduit 22.

On entend ici par « tronçon» un segment axial du conduit 22.The term "section" here means an axial segment of the duct 22.

De préférence, les orifices 25, considérés perpendiculairement à l’axe central du tronçon amont, sont répartis sur toute la section du tronçon amont.Preferably, the orifices 25, considered perpendicular to the central axis of the upstream section, are distributed over the entire section of the upstream section.

Par exemple, l’injecteur 23 comporte une pluralité de tubes 27, les orifices d’injection 25 étant ménagés dans les tubes 27.For example, the injector 23 comprises a plurality of tubes 27, the injection orifices 25 being provided in the tubes 27.

Les tubes 27 sont raccordés fluidiquement à un stockage de réducteur gazeux 29 (figure 1) configuré pour alimenter les tubes 27 en réducteur gazeux. Un organe de contrôle 31 interposé entre les tubes 27 et le stockage 29 permet de sélectivement mettre en communication fluidiquement ou isoler le stockage 29 des tubes 27.The tubes 27 are fluidly connected to a gaseous reducing agent storage 29 (FIG. 1) configured to supply the tubes 27 with gaseous reducing agent. A control device 31 interposed between the tubes 27 and the storage 29 makes it possible to selectively put in fluidic communication or isolate the storage 29 from the tubes 27.

Les tubes 27 sont avantageusement disposés dans un même plan, perpendiculaire à la direction générale d’écoulement du gaz d’échappement. Les orifices d’injection 25 sont tournés vers l’aval, de telle sorte que l’injection de réducteur gazeux est effectuée à co-courant du flux de gaz d’échappement.The tubes 27 are advantageously arranged in the same plane, perpendicular to the general direction of flow of the exhaust gas. The injection orifices 25 are facing downstream, so that the injection of gaseous reducing agent is carried out co-currently with the flow of exhaust gases.

Les tubes 27 sont par exemple des tubes rectilignes, disposés parallèlement les uns aux autres.The tubes 27 are for example straight tubes, arranged parallel to each other.

Le dispositif d’injection et de mélange 21 comprend au moins un mélangeur 33 comprenant une plaque 35 occupant un tronçon aval du conduit 22 en aval du tronçon amont (figure 4).The injection and mixing device 21 comprises at least one mixer 33 comprising a plate 35 occupying a downstream section of the conduit 22 downstream of the upstream section (FIG. 4).

La plaque 35 comprenant une pluralité d’orifices de passage 37 disposés selon un motif tel que les orifices de passage 37 sont décalés par rapport aux orifices d’injection 25 perpendiculairement à la direction générale d’écoulement du gaz d’échappement.The plate 35 comprising a plurality of passage orifices 37 arranged in a pattern such that the passage orifices 37 are offset with respect to the injection orifices 25 perpendicular to the general direction of flow of the exhaust gas.

La plaque 35, perpendiculairement à la direction d’écoulement du gaz d’échappement, occupe toute la section du tronçon aval de telle sorte que le gaz d’échappement est forcé de s’écouler dans les orifices de passage 37.The plate 35, perpendicular to the direction of flow of the exhaust gas, occupies the entire section of the downstream section so that the exhaust gas is forced to flow into the passage orifices 37.

Ainsi, la plaque 35 présente une section externe complémentaire de la section interne du conduit 22.Thus, the plate 35 has an external section complementary to the internal section of the conduit 22.

La plaque 35 est typiquement plane, et disposée perpendiculairement à la direction générale d’écoulement du gaz d’échappement.The plate 35 is typically flat, and arranged perpendicular to the general direction of flow of the exhaust gas.

En variante, la plaque 35 est bombée vers l’amont, c’est-à-dire vers les orifices d’injection 25.Alternatively, the plate 35 is curved upstream, that is to say towards the injection ports 25.

Alternativement ou en plus, la plaque 35 porte des nervures de rigidification.Alternatively or in addition, the plate 35 carries stiffening ribs.

La plaque 35 est typiquement une plaque d’acier, et a une épaisseur d’environ 1,5 mm.Plate 35 is typically a steel plate, and is about 1.5mm thick.

Le mélangeur 33 comprend de préférence une seconde plaque 39 occupant une seconde tronçon aval du conduit 22, en aval du tronçon aval occupée par la plaque 35.The mixer 33 preferably comprises a second plate 39 occupying a second downstream section of the conduit 22, downstream of the downstream section occupied by the plate 35.

La seconde plaque 39 comprenant une pluralité de seconds orifices de passage 41 disposés selon un motif tel que les seconds orifices de passage 41 sont décalés par rapport aux orifices de passage 37 perpendiculairement à la direction générale d’écoulement du second gaz (figure 5).The second plate 39 comprising a plurality of second passage orifices 41 arranged in a pattern such that the second passage orifices 41 are offset with respect to the passage orifices 37 perpendicular to the general direction of flow of the second gas (FIG. 5).

Les projections des orifices de passages 37 sur la seconde plaque 39, suivant la direction générale d’écoulement du gaz d’échappement, couvrent des zones pleines de la seconde plaque. Elles sont complètement disjointes des seconds orifices de passage 41.The projections of the passage orifices 37 on the second plate 39, following the general direction of flow of the exhaust gas, cover solid areas of the second plate. They are completely separate from the second passage orifices 41.

La seconde plaque 39, perpendiculairement à la direction d’écoulement du gaz d’échappement, occupe toute la section du tronçon aval de telle sorte que le gaz d’échappement est forcé de s’écouler dans les seconds orifices de passage 41.The second plate 39, perpendicular to the direction of flow of the exhaust gas, occupies the entire section of the downstream section so that the exhaust gas is forced to flow into the second passage orifices 41.

Ainsi, la seconde plaque 39 présente une section externe complémentaire de section interne du conduit 22.Thus, the second plate 39 has an external section complementary to the internal section of the conduit 22.

La seconde plaque 39 est typiquement plane, et disposée perpendiculairement à la direction générale d’écoulement du gaz d’échappement.The second plate 39 is typically flat, and arranged perpendicular to the general direction of flow of the exhaust gas.

En variante, la seconde plaque 39 est bombée vers l’amont, c’est-à-dire vers la première plaque 35.Alternatively, the second plate 39 is curved upstream, that is to say towards the first plate 35.

Alternativement ou en plus, la seconde plaque 39 porte des nervures de rigidification.Alternatively or in addition, the second plate 39 carries stiffening ribs.

La seconde plaque 39 est typiquement une plaque d’acier, et a une épaisseur d’environ 1,5 mm.The second plate 39 is typically a steel plate, and has a thickness of about 1.5mm.

Les orifices d’injection 25 sont disposés selon un motif tel que, considérés en projection orthogonale sur un plan de projection perpendiculaire à la direction générale d’écoulement du gaz d’échappement, lesdits orifices d’injection 25 définissent des projections formant un réseau ayant une maille régulière (figure 3).The injection orifices 25 are arranged in a pattern such that, considered in orthogonal projection on a projection plane perpendicular to the general direction of flow of the exhaust gas, said injection orifices 25 define projections forming a network having a regular mesh (figure 3).

Les orifices de passage 37 sont disposés selon un motif tel que, considérés en projection orthogonale sur un plan de projection perpendiculaire à la direction générale d’écoulement du gaz d’échappement, lesdits orifices de passage 37 définissent des projections formant elles aussi un réseau ayant une maille régulière (figure 4).Passage orifices 37 are arranged in a pattern such that, considered in orthogonal projection on a projection plane perpendicular to the general direction of flow of the exhaust gas, said passage orifices 37 define projections which also form a network having a regular mesh (figure 4).

Selon un mode de réalisation, le réseau formé par les projections des orifices de passage 37 présente la même maille que le réseau formé par les projections des orifices d’injection 25.According to one embodiment, the network formed by the projections of the passage orifices 37 has the same mesh as the network formed by the projections of the injection orifices 25.

Les seconds orifices de passage 41 sont sensiblement alignés avec les orifices d’injection 25 suivant la direction générale d’écoulement du gaz d’échappement (figure 6).The second passage orifices 41 are substantially aligned with the injection orifices 25 in the general direction of flow of the exhaust gas (FIG. 6).

Ainsi, les projections des seconds orifices de passage 41 sur un plan de projection perpendiculaire à la direction générale d’écoulement du gaz d’échappement forme un réseau ayant une maille régulière, identique à la maille du réseau formé par les projections des orifices d’injection 25.Thus, the projections of the second passage orifices 41 on a projection plane perpendicular to the general direction of flow of the exhaust gas form a network having a regular mesh, identical to the mesh of the network formed by the projections of the orifices of shot 25.

Dans l’exemple illustré schématiquement sur la figure 7, le réseau formé par les projections des orifices de passage 37 présente une maille carrée. Sur cette figure, les projections des orifices de passage 37 sont symbolisées par des cercles. Les projections des orifices d’injection 25 sont placées au centre des mailles carrées. Elles sont également disposées selon une maille carrée. Sur cette figure, les projections des orifices d’injection 25 sont symbolisées par des croix.In the example schematically illustrated in Figure 7, the network formed by the projections of the passage orifices 37 has a square mesh. In this figure, the projections of the passage orifices 37 are symbolized by circles. The projections of the injection orifices 25 are placed in the center of the square meshes. They are also arranged in a square mesh. In this figure, the projections of the injection orifices 25 are symbolized by crosses.

Dans cet exemple, les projections des seconds orifices de passage 41 sont également disposées selon une maille carrée, aux mêmes positions que les projections des orifices d’injection 25. Sur cette figure, les croix symbolisent donc à la fois les projections des orifices d’injection 25 et les seconds orifices de passage 41.In this example, the projections of the second passage orifices 41 are also arranged in a square mesh, at the same positions as the projections of the injection orifices 25. In this figure, the crosses therefore symbolize both the projections of the orifices of injection 25 and the second passage orifices 41.

Dans l’exemple illustré schématiquement sur la figure 8, le réseau formé par les projections des orifices de passage 37 présente une maille triangulaire équilatérale. Comme précédemment, les projections des orifices de passage 37 sont symbolisées par des ronds. Les projections des orifices d’injection 25 sont placées au centre des mailles triangulaires équilatérales. Elles sont également disposées selon une maille triangulaire équilatérale. Comme précédemment, les projections des orifices d’injection 25 sont symbolisées par des croix.In the example schematically illustrated in Figure 8, the network formed by the projections of the passage orifices 37 has an equilateral triangular mesh. As before, the projections of the passage orifices 37 are symbolized by circles. The projections of the injection orifices 25 are placed in the center of the equilateral triangular meshes. They are also arranged in an equilateral triangular mesh. As before, the projections of the injection orifices 25 are symbolized by crosses.

Dans cet exemple, les projections des seconds orifices de passage 41 sont également disposées selon une maille triangulaire équilatérale, aux mêmes positions que les projections des orifices d’injection 25. De nouveau, les croix symbolisent donc à la fois les projections des orifices d’injection 25 et les seconds orifices de passage 41.In this example, the projections of the second passage orifices 41 are also arranged according to an equilateral triangular mesh, at the same positions as the projections of the injection orifices 25. Again, the crosses therefore symbolize both the projections of the orifices of injection 25 and the second passage orifices 41.

Selon un autre mode de réalisation, le réseau formé par les projections des orifices de passage 37 présente une maille différente de celle du réseau formé par les projections des orifices d’injection 25.According to another embodiment, the network formed by the projections of the passage orifices 37 has a mesh different from that of the network formed by the projections of the injection orifices 25.

Dans l’exemple illustré schématiquement sur la figure 9, le réseau formé par les projections des orifices de passage 37 présente une maille hexagonale. Sur cette figure, les projections des orifices de passage 37 sont symbolisées par des ronds. Le réseau formé par les projections des orifices d’injection 25 forme une maille triangulaire équilatérale, la projection de chaque orifice d’injection 25 étant placée au centre d’une des mailles hexagonales. Comme précédemment, les projections des orifices d’injection 25 sont symbolisées par des croix.In the example schematically illustrated in Figure 9, the network formed by the projections of the passage orifices 37 has a hexagonal mesh. In this figure, the projections of the passage orifices 37 are symbolized by circles. The network formed by the projections of the injection orifices 25 forms an equilateral triangular mesh, the projection of each injection orifice 25 being placed in the center of one of the hexagonal meshes. As before, the projections of the injection orifices 25 are symbolized by crosses.

Dans cet exemple, les projections des seconds orifices de passage 41 sont disposées selon une maille triangulaire équilatérale, aux mêmes positions que les projections des orifices d’injection 25. De nouveau, les croix symbolisent donc à la fois les projections des orifices d’injection 25 et les seconds orifices de passage 41.In this example, the projections of the second passage orifices 41 are arranged according to an equilateral triangular mesh, at the same positions as the projections of the injection orifices 25. Again, the crosses therefore symbolize both the projections of the injection orifices 25 and the second passage orifices 41.

Les projections des orifices d’injection, des orifices de passage et des seconds orifices de passage sont en variante agencées selon de multiples autres dispositions. Certaines sont brièvement décrites ci-dessous.The projections of the injection orifices, the passage orifices and the second passage orifices are alternatively arranged according to multiple other arrangements. Some are briefly described below.

Selon une variante, les projections des orifices d’injection sont disposées selon des mailles en losange. Les projections des orifices de passage sont disposées selon la même maille en losange, chaque projection d’un orifice de passage étant placée au centre d’une des mailles en losange formées par les orifices d’injection. Les projections des seconds orifices de passage sont également disposées selon une maille en losange, aux mêmes positions que les projections des orifices d’injection.According to a variant, the projections of the injection orifices are arranged in diamond-shaped meshes. The projections of the passage orifices are arranged according to the same diamond mesh, each projection of a passage orifice being placed in the center of one of the diamond meshes formed by the injection orifices. The projections of the second passage orifices are also arranged in a diamond mesh, at the same positions as the projections of the injection orifices.

Selon une autre variante, les projections des orifices d’injection sont disposées selon des mailles en carré. Les projections des orifices de passage sont disposées selon la même maille en carré, chaque projection d’un orifice de passage étant placée au centre d’un côté d’une maille formée par les projections des orifices d’injection. Les projections des seconds orifices de passage sont également disposées selon une maille en carré, aux mêmes positions que les projections des orifices d’injection.According to another variant, the projections of the injection orifices are arranged according to square meshes. The projections of the passage orifices are arranged according to the same square mesh, each projection of a passage orifice being placed in the center of one side of a mesh formed by the projections of the injection orifices. The projections of the second passage orifices are also arranged in a square mesh, at the same positions as the projections of the injection orifices.

Selon une variante de réalisation, la plaque 35 comprend des orifices supplémentaires 43. Lesdits orifices supplémentaires 43, considérés en projection orthogonale sur ledit plan de projection perpendiculaire à la direction générale d’écoulement du gaz d’échappement, définissent des projections supplémentaires ne s’inscrivant pas dans ledit réseau ayant une maille régulière (figure 4).According to a variant embodiment, the plate 35 comprises additional orifices 43. Said additional orifices 43, considered in orthogonal projection on said projection plane perpendicular to the general direction of flow of the exhaust gas, define additional projections not not registering in said network having a regular mesh (FIG. 4).

Dans ce cas, les orifices supplémentaires 43 sont en petit nombre par rapport aux orifices de passage 37 dont les projections s’inscrivent dans le réseau. Typiquement au moins 50%, de préférence au moins 80%, des orifices de la plaque 35 ont des projections s’inscrivant dans ledit réseau ayant une maille régulière.In this case, the additional orifices 43 are few in number compared to the passage orifices 37 whose projections are part of the network. Typically at least 50%, preferably at least 80%, of the orifices of the plate 35 have projections falling within said network having a regular mesh.

Ces orifices supplémentaires 43 sont de préférence disposés le long du bord extérieur de la plaque 35.These additional orifices 43 are preferably arranged along the outer edge of the plate 35.

Selon une autre variante de réalisation, tous les orifices de la plaque 35 définissent des projections s’inscrivant dans ledit réseau ayant une maille régulière.According to another alternative embodiment, all the orifices of the plate 35 define projections falling within said network having a regular mesh.

Dans tous les cas, le nombre d’orifices dans la plaque 35 est généralement différent du nombre d’orifices d’injection 25, du fait du désalignement entre les orifices de la plaque 35 et les orifices d’injection 25.In any case, the number of holes in the plate 35 is generally different from the number of injection holes 25, due to the misalignment between the holes in the plate 35 and the injection holes 25.

La situation est la même pour la seconde plaque 39.The situation is the same for the second plate 39.

Selon une variante, elle comporte des seconds orifices supplémentaires dont les projections ne s’inscrivent pas dans le réseau de maille régulière correspondant. Dans ce cas, le nombre de seconds orifices dans la seconde plaque est différent du nombre d’orifice d’injections 25.According to a variant, it comprises second additional orifices whose projections do not fit into the corresponding regular mesh network. In this case, the number of second orifices in the second plate is different from the number of injection orifices 25.

Selon une autre variante, la seconde plaque 39 ne comporte pas de seconds orifices supplémentaires, les projections de tous les orifices de la seconde plaque 39 s’inscrivant dans le réseau de maille régulière. Dans ce cas, le nombre de seconds orifices dans la seconde plaque est généralement égal au nombre d’orifices d’injections 25According to another variant, the second plate 39 does not include additional second orifices, the projections of all the orifices of the second plate 39 being part of the regular mesh network. In this case, the number of second holes in the second plate is generally equal to the number of injection holes 25

Selon une variante de réalisation, tous les orifices de passage 37 ont la même section. Les orifices de passage 37 sont typiquement circulaires. Alternativement, les orifices de passage ont une section ovale, rectangulaire, ou toute autre section adaptée.According to a variant embodiment, all the passage orifices 37 have the same section. Passage orifices 37 are typically circular. Alternatively, the passage orifices have an oval, rectangular section, or any other suitable section.

Selon une autre variante de réalisation, la plus grande partie des orifices de passage 37 présente une même section déterminée, certains des orifices de passage 37’, 37’’ ayant une autre section différente de ladite section déterminée.According to another variant embodiment, most of the passage orifices 37 have the same determined section, some of the passage orifices 37', 37'' having another section different from said determined section.

Cette autre section diffère de la section déterminée par la taille ou par la forme.This other section differs from the section determined by the size or by the shape.

Comme précédemment, la section déterminée est typiquement circulaire. En variante, elle est ovale, rectangulaire…As before, the section determined is typically circular. Alternatively, it is oval, rectangular…

Ainsi, sur la figure 4, la plus grande partie des orifices de passage est circulaire. Certains orifices de passage, référencés 37’ sur la figure 4, sont circulaires mais de plus petit diamètre. Les orifices de passage référencés 37’’ ont une forme de haricot.Thus, in FIG. 4, the greater part of the passage orifices is circular. Some through holes, referenced 37' in Figure 4, are circular but of smaller diameter. The through holes referenced 37'' have a bean shape.

Les éventuels orifices supplémentaires 43 présentent soit ladite section déterminée, soit une section différente. Cette section diffère alors de la section déterminée par la taille ou par la forme.Any additional orifices 43 have either said determined section or a different section. This section then differs from the section determined by the size or by the shape.

Ainsi, sur la figure 4, deux des orifices supplémentaires 43 sont circulaires mais de plus petit diamètre que les orifices de passage 37’. Quatre des orifices supplémentaires 43 ont une forme de haricot, mais plus petits que les orifices 37’’.Thus, in Figure 4, two of the additional orifices 43 are circular but of smaller diameter than the passage orifices 37'. Four of the additional 43 holes are bean shaped, but smaller than the 37” holes.

Concernant la seconde plaque 39, selon une variante de réalisation tous les seconds orifices de passage 41 ont la même section.Concerning the second plate 39, according to a variant embodiment, all the second passage orifices 41 have the same section.

Les seconds orifices de passage 41 ont typiquement la même section que les orifices de passage 37. En variante, ils présentent une section différente de celle des orifices de passage 37.The second passage orifices 41 typically have the same section as the passage orifices 37. As a variant, they have a section different from that of the passage orifices 37.

Les seconds orifices de passage 41 sont ainsi typiquement circulaires, ovales, rectangulaires, ou de toute autre section adaptée.The second passage orifices 41 are thus typically circular, oval, rectangular, or of any other suitable section.

Selon une autre variante de réalisation, la plus grande partie des seconds orifices de passage 41 présente une même section déterminée, certains des seconds orifices de passage 41 ayant une autre section différente de ladite section déterminée.According to another variant embodiment, the greater part of the second passage orifices 41 has the same determined cross-section, some of the second passage orifices 41 having another cross-section different from said determined cross-section.

Les éventuels seconds orifices supplémentaires présentent soit ladite section déterminée, soit une section différente. Cette section diffère alors de la section déterminée par la taille ou par la forme.Any additional second orifices have either said determined section or a different section. This section then differs from the section determined by the size or by the shape.

L’écartement entre la plaque 35 et la seconde plaque 39, selon la direction générale d’écoulement du gaz d’échappement, est de préférence compris entre 50% et 300% du diamètre hydraulique des orifices de passage 37, de préférence compris entre 50% et 200% dudit diamètre hydraulique, encore de préférence entre 75% et 100% dudit diamètre hydraulique.The spacing between the plate 35 and the second plate 39, according to the general direction of flow of the exhaust gas, is preferably between 50% and 300% of the hydraulic diameter of the passage orifices 37, preferably between 50 % and 200% of said hydraulic diameter, more preferably between 75% and 100% of said hydraulic diameter.

Le diamètre hydraulique est définit ici par l’équation suivante :The hydraulic diameter is defined here by the following equation:

Dh= 4 * S / PD h = 4 * S / P

Où Dhest le diamètre hydraulique de l’orifice de passage, S sa surface, et P son périmètre.Where D h is the hydraulic diameter of the passage orifice, S its surface, and P its perimeter.

L’écartement entre les orifices d’injection 25 et la plaque 35, selon la direction générale d’écoulement du gaz d’échappement, est de préférence sensiblement compris entre 50% et 300% du diamètre hydraulique des orifices de passage 37, de préférence compris entre 50% et 200% dudit diamètre hydraulique, encore de préférence entre 75% et 125% dudit diamètre hydraulique.The spacing between the injection orifices 25 and the plate 35, according to the general direction of flow of the exhaust gas, is preferably substantially between 50% and 300% of the hydraulic diameter of the passage orifices 37, preferably between 50% and 200% of said hydraulic diameter, more preferably between 75% and 125% of said hydraulic diameter.

Le fonctionnement du dispositif d’injection et de mélange 21 va maintenant être décrit.The operation of the injection and mixing device 21 will now be described.

Le réducteur gazeux est fourni par le stockage 29 à l’injecteur 23.The gaseous reducer is supplied by storage 29 to injector 23.

Il est distribué dans les tubes 27.It is distributed in 27 tubes.

Le réducteur gazeux est injecté dans le conduit 22 par tous les orifices 25, simultanément.The gaseous reducing agent is injected into the pipe 22 through all the orifices 25, simultaneously.

Ceci permet de créer des flux de gaz réducteur qui, considérés selon une section du tronçon amont du conduit 22 perpendiculaire à la direction générale d’écoulement du gaz d’échappement, sont répartis dans toute ladite section du tronçon amont.This makes it possible to create flows of reducing gas which, considered along a section of the upstream section of the duct 22 perpendicular to the general direction of flow of the exhaust gas, are distributed throughout said section of the upstream section.

Le gaz réducteur est entraîné jusqu’à la plaque 35 du mélangeur 33.The reducing gas is entrained to plate 35 of mixer 33.

Du fait que les orifices de passage 37 sont décalés par rapport aux orifices d’injection 25 perpendiculairement à la direction générale d’écoulement du gaz d’échappement, les flux de gaz réducteur sont déviés.Because the passage orifices 37 are offset with respect to the injection orifices 25 perpendicularly to the general direction of flow of the exhaust gas, the flow of reducing gas is deflected.

Ceci a d’abord pour effet de créer des turbulences dans l’écoulement de gaz, ce qui favorise le mélange du gaz réducteur dans le gaz d’échappement.This first has the effect of creating turbulence in the gas flow, which promotes the mixing of the reducing gas into the exhaust gas.

Par ailleurs, chaque flux de gaz réducteur va se diviser en plusieurs sous-flux, les sous-flux passant chacun à travers un orifice de passage 37 différent. Dans la configuration de la figure 7, chaque flux de gaz réducteur se divise en quatre sous-flux, matérialisé par les quatre flèches F2 allant de la croix aux quatre ronds disposés autour de la croix. Dans les configurations des figures 8 et 9, chaque flux de gaz réducteur se divise en trois sous-flux, matérialisé par les trois flèches F2 allant de la croix aux trois cercles disposés autour de la croix.Furthermore, each stream of reducing gas will be divided into several sub-streams, the sub-streams each passing through a different passage orifice 37. In the configuration of FIG. 7, each flow of reducing gas is divided into four sub-flows, materialized by the four arrows F2 going from the cross to the four circles arranged around the cross. In the configurations of FIGS. 8 and 9, each flow of reducing gas is divided into three sub-flows, materialized by the three arrows F2 going from the cross to the three circles arranged around the cross.

Les flux sortant des orifices de passage 37 contiennent à la fois du gaz d’échappement et du gaz réducteur. Ils sont entraînés jusqu’à la seconde plaque 39 du mélangeur 33.The flows leaving the passage orifices 37 contain both exhaust gas and reducing gas. They are driven to the second plate 39 of the mixer 33.

Du fait que les seconds orifices de passage 41 sont décalés par rapport aux orifices de passage 37 perpendiculairement à la direction générale d’écoulement du gaz d’échappement, les flux sortant des orifices de passage 37 sont de nouveau déviés, ce qui crée de nouvelles turbulences dans l’écoulement de gaz.Due to the fact that the second passage orifices 41 are offset with respect to the passage orifices 37 perpendicularly to the general direction of flow of the exhaust gas, the flows leaving the passage orifices 37 are again deflected, which creates new turbulence in the gas flow.

De plus, les flux sortant des orifices de passage 37 vont chacun se diviser en plusieurs sous-flux, les sous-flux passant chacun à travers un second orifice de passage 41 différent. Dans la configuration de la figure 7, chaque flux se divise en quatre sous-flux, matérialisé par les quatre flèches F1 allant du cercle aux quatre croix disposées autour du cercle. Dans les configurations des figures 8 et 9, chaque flux se divise respectivement en trois sous-flux et en six sous-flux, matérialisé par les flèches F1.In addition, the flows leaving the passage orifices 37 will each be divided into several sub-flows, the sub-flows each passing through a second different passage orifice 41. In the configuration of FIG. 7, each stream is divided into four sub-streams, materialized by the four arrows F1 going from the circle to the four crosses arranged around the circle. In the configurations of FIGS. 8 and 9, each stream is divided respectively into three sub-streams and into six sub-streams, materialized by the arrows F1.

Ce processus de division contribue également à améliorer la qualité du mélange entre le gaz réducteur et le gaz d’échappement.This splitting process also helps to improve the quality of the mixture between the reducing gas and the exhaust gas.

Selon une variante de réalisation illustrée schématiquement sur les figures 10 et 11, la plaque 35 comporte un grand nombre d’orifices de passage 37 de petites tailles. De même, la seconde plaque 39 comporte un grand nombre de seconds orifices de passage 41 de petites tailles, alignés ou non avec les orifices de passage 37 suivant la direction générale de circulation du gaz d’échappement.According to a variant embodiment illustrated schematically in FIGS. 10 and 11, the plate 35 comprises a large number of passage orifices 37 of small sizes. Similarly, the second plate 39 comprises a large number of second passage orifices 41 of small sizes, aligned or not with the passage orifices 37 in the general direction of flow of the exhaust gas.

Dans le mode de réalisation des figures 1 à 9, chaque plaque comporte jusqu’à plusieurs dizaines d’orifices. Chaque orifice présente un diamètre hydraulique compris entre 4% et 15% du diamètre hydraulique du conduit 22.In the embodiment of Figures 1 to 9, each plate has up to several dozen orifices. Each orifice has a hydraulic diameter of between 4% and 15% of the hydraulic diameter of conduit 22.

Dans le mode de réalisation des figures 10 et 11, chaque plaque comporte plusieurs centaines d’orifices. Chaque orifice présente une surface comprise entre 1% et 7% de la surface de passage de l’écoulement du conduit 22. En revanche, l’injecteur ne comporte que quelques dizaines d’orifices d’injection.In the embodiment of Figures 10 and 11, each plate has several hundred orifices. Each orifice has a surface of between 1% and 7% of the flow passage surface of conduit 22. On the other hand, the injector only has a few dozen injection orifices.

Le dispositif d’injection et de mélange décrit ci-dessus présente de multiples avantages.The injection and mixing device described above has multiple advantages.

Du fait du désalignement entre les orifices d’injection et les orifices de passage de la plaque, une bonne qualité de mélange du gaz réducteur avec le gaz d’échappement peut être obtenue sur une courte longueur de parcours du gaz d’échappement.Due to the misalignment between the injection ports and the passage ports of the plate, a good quality of mixing of the reducing gas with the exhaust gas can be obtained over a short length of the exhaust gas path.

Quand les projections des orifices d’injection sont disposées selon un réseau à maille régulière, il est plus facile de maîtriser la dispersion du gaz réducteur. En particulier, il est plus facile de positionner les orifices de passage de la plaque en vue d’obtenir une bonne qualité de mélange.When the projections of the injection orifices are arranged in a regular mesh network, it is easier to control the dispersion of the reducing gas. In particular, it is easier to position the passage holes of the plate in order to obtain a good quality of mixing.

De même, quand les projections des orifices de passage de la plaque sont disposées selon un réseau à maille régulière, il est plus facile de maîtriser la dispersion du gaz réducteur. En particulier, il est plus facile de positionner les orifices d’injection et les orifices de passage de la seconde plaque en vue d’obtenir une bonne qualité de mélange.Similarly, when the projections of the passage orifices of the plate are arranged in a regular mesh network, it is easier to control the dispersion of the reducing gas. In particular, it is easier to position the injection orifices and the passage orifices of the second plate in order to obtain a good quality of mixture.

L’utilisation de réseaux à maille carrée ou triangulaire équilatérale permet d’obtenir de très bons résultats.The use of networks with square or triangular equilateral mesh makes it possible to obtain very good results.

L’utilisation d’un réseau à maille hexagonale pour les projections des orifices d’injection et d’un réseau à maille triangulaire équilatérale pour les projections des orifices de passage de la plaque permet également d’obtenir de très bons résultats. La maille hexagonale avec une injection en maille triangulaire permet d’augmenter le nombre de passages et donc réduire la contrepression générée par le mélangeur.The use of a hexagonal mesh grating for the projections of the injection orifices and of an equilateral triangular mesh grating for the projections of the passage orifices of the plate also makes it possible to obtain very good results. The hexagonal mesh with a triangular mesh injection increases the number of passages and therefore reduces the backpressure generated by the mixer.

L’ajout d’orifices supplémentaires dans la plaque 35 et/ou dans la seconde plaque 39 permet d’améliorer l’uniformité du mélange.The addition of additional orifices in the plate 35 and/or in the second plate 39 makes it possible to improve the uniformity of the mixture.

Ces orifices supplémentaires sont disposés sur le bord extérieur de la plaque, de manière à compenser la différence de forme entre le réseau d’orifices de passage 37, 41 et le tronçon interne du conduit 22.These additional orifices are arranged on the outer edge of the plate, so as to compensate for the difference in shape between the network of passage orifices 37, 41 and the internal section of the duct 22.

Ces orifices supplémentaires sont particulièrement utiles quand la section interne du conduit est circulaire, alors que les projections des orifices de passage 37, 41 sont disposés dans un réseau à maille rectangulaire, carrée ou triangulaire. Les orifices situés sur les bords de la plaque ou de la seconde plaque ne peuvent pas en effet suivre parfaitement la courbure de la surface interne du conduit.These additional orifices are particularly useful when the internal section of the duct is circular, whereas the projections of the passage orifices 37, 41 are arranged in a network with a rectangular, square or triangular mesh. The orifices situated on the edges of the plate or of the second plate cannot in fact perfectly follow the curvature of the internal surface of the duct.

Le fait de prévoir que certains orifices de passage 37, 41 ont des sections différentes des autres orifices de passage, notamment sur le bord de la plaque ou de la seconde plaque, contribue à l’obtention du même résultat, à savoir améliorer l’uniformité du mélange.The fact of providing that certain passage orifices 37, 41 have sections different from the other passage orifices, in particular on the edge of the plate or of the second plate, contributes to obtaining the same result, namely to improve the uniformity of the mixture.

Il est à noter que l’injecteur de gaz 23 peut également être une source d’irrégularité dans le mélange du gaz réducteur, du fait qu’il perturbe l’écoulement du gaz d’échappement dans le conduit 22. L’ajout d’orifices supplémentaires, et le fait de prévoir des orifices de sections différentes sur les bords des plaques, contribue à corriger ce problème.It should be noted that the gas injector 23 can also be a source of irregularity in the mixing of the reducing gas, because it disturbs the flow of the exhaust gas in the conduit 22. The addition of additional orifices, and the fact of providing orifices of different sections on the edges of the plates, contributes to correcting this problem.

Le fait de prévoir deux plaques successives améliore la qualité du mélange du gaz réducteur dans le gaz d’échappement.The fact of providing two successive plates improves the quality of the mixing of the reducing gas in the exhaust gas.

Le dispositif d’injection et de mélange décrit ci-dessus peut présenter de multiples variantes.The injection and mixing device described above can have multiple variants.

Il a été décrit avec deux plaques 35, 39 placées successivement en aval de l’injecteur 23. En variante, il ne comporte que la plaque 35. Selon une autre variante, il comporte une ou plusieurs autres plaques, en plus des plaques 35 et 39, les orifices de deux plaques successives étant désalignés les uns par rapport aux autres.It has been described with two plates 35, 39 placed successively downstream of the injector 23. As a variant, it comprises only the plate 35. According to another variant, it comprises one or more other plates, in addition to the plates 35 and 39, the orifices of two successive plates being misaligned relative to each other.

Les orifices de passage 37 sont de préférences disposés selon un motif tel que les projections de ces orifices forment un réseau à maille régulière. En variante, les projections forment un réseau qui n’a pas une maille régulière. Ceci est vrai également pour les seconds orifices de passage 41, ménagés dans la seconde plaque 39.Passage orifices 37 are preferably arranged in a pattern such that the projections of these orifices form a regular mesh network. Alternatively, the projections form a network that does not have a regular mesh. This is also true for the second passage orifices 41, made in the second plate 39.

Le conduit 22 présente typiquement une section interne circulaire. En variante, il présente une section interne ovale, rectangulaire, ou de toute autre forme adaptée.Duct 22 typically has a circular internal section. As a variant, it has an internal section that is oval, rectangular, or of any other suitable shape.

L’injecteur 23 a été décrit comme comprenant plusieurs tubes 27. En variante, il est de tout autre type adapté.The injector 23 has been described as comprising several tubes 27. Alternatively, it is of any other suitable type.

Le dispositif d’injection et de mélange a été décrit dans une application à l’injection d’un gaz contenant un réducteur pour les oxydes d’azote dans un conduit d’échappement où circule le gaz d’échappement du véhicule. L’injection est effectuée en amont d’un catalyseur SCR. En variante, le dispositif d’injection et de mélange est prévu pour injecter le gaz contenant le réducteur gazeux dans le gaz d’échappement à un autre point de la ligne d’échappement, ou dans un autre gaz, ou dans un catalyseur d’un autre type que le SCR, par exemple un SCRF ou un LNT.The injection and mixing device has been described in an application to the injection of a gas containing a reducer for nitrogen oxides into an exhaust duct where the exhaust gas of the vehicle circulates. The injection is carried out upstream of an SCR catalyst. As a variant, the injection and mixing device is provided for injecting the gas containing the gaseous reducing agent into the exhaust gas at another point of the exhaust line, or into another gas, or into a catalytic converter. another type than the SCR, for example an SCRF or an LNT.

Plus généralement, le dispositif d’injection et de mélange est prévu pour l’injection d’un premier gaz dans un second gaz, à bord d’un véhicule ou dans toute autre installation. Le premier gaz est de tout type adapté. Le second gaz est de tout type adapté.More generally, the injection and mixing device is provided for the injection of a first gas into a second gas, on board a vehicle or in any other installation. The first gas is of any suitable type. The second gas is of any suitable type.

Claims (11)

Dispositif d’injection et de mélange d’un premier gaz dans un conduit (22) où circule un second gaz, le dispositif d’injection et de mélange (21) comprenant :
- au moins un injecteur de gaz (23) disposé à l’intérieur du conduit, l’injecteur (23) ayant une pluralité d’orifices (25) d’injection du premier gaz dans le conduit (22) répartis dans un tronçon amont du conduit (22) selon un motif déterminé ;
- au moins un mélangeur (33) comprenant une plaque (35) occupant un tronçon aval du conduit (22) en aval du tronçon amont, la plaque (35) comprenant une pluralité d’orifices de passage (37) disposés selon un motif tel que les orifices de passage (37) sont décalés par rapport aux orifices d’injection (25) sensiblement perpendiculairement à la direction générale d’écoulement du second gaz. Device for injecting and mixing a first gas in a conduit (22) through which a second gas circulates, the injection and mixing device (21) comprising:
- at least one gas injector (23) arranged inside the duct, the injector (23) having a plurality of orifices (25) for injecting the first gas into the duct (22) distributed in an upstream section the duct (22) according to a determined pattern;
- at least one mixer (33) comprising a plate (35) occupying a downstream section of the conduit (22) downstream of the upstream section, the plate (35) comprising a plurality of passage orifices (37) arranged in a pattern such that the passage orifices (37) are offset with respect to the injection orifices (25) substantially perpendicular to the general direction of flow of the second gas. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les orifices d’injection (25) sont disposés selon un motif tel que, considérés en projection orthogonale sur un plan de projection perpendiculaire à la direction générale d’écoulement du second gaz, lesdits orifices d’injection (25) définissent des projections formant un réseau ayant une maille régulière.Device according to Claim 1, in which the injection orifices (25) are arranged in a pattern such that, considered in orthogonal projection on a projection plane perpendicular to the general direction of flow of the second gas, the said injection orifices (25) define projections forming a network having a regular mesh. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les orifices de passage (37) sont disposés selon un motif tel que, considérés en projection orthogonale sur un plan de projection perpendiculaire à la direction générale d’écoulement du second gaz, lesdits orifices de passage (37) définissent des projections formant un réseau ayant une maille régulière.Device according to Claim 2, in which the passage orifices (37) are arranged in a pattern such that, considered in orthogonal projection on a projection plane perpendicular to the general direction of flow of the second gas, the said passage orifices (37 ) define projections forming a network having a regular mesh. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le réseau formé par les projections des orifices de passage (37) présente la même maille que le réseau formé par les projections des orifices d’injection (25).Device according to Claim 3, in which the network formed by the projections of the passage orifices (37) has the same mesh as the network formed by the projections of the injection orifices (25). - Dispositif selon la revendication 4, dans lequel le réseau formé par les projections des orifices de passage (37) présente une maille carrée ou une maille triangulaire équilatérale, les projections des orifices d’injection (25) étant placées sensiblement au centre desdites mailles.- Device according to claim 4, wherein the network formed by the projections of the passage orifices (37) has a square mesh or an equilateral triangular mesh, the projections of the injection orifices (25) being placed substantially at the center of said meshes. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le réseau formé par les projections des orifices de passage (37) présente une maille hexagonale, le réseau formé par les projections des orifices d’injection (25) formant une maille triangulaire, la projection de chaque orifice d’injection (25) étant placée au centre d’une des mailles hexagonales.Device according to Claim 3, in which the network formed by the projections of the passage orifices (37) has a hexagonal mesh, the network formed by the projections of the injection orifices (25) forming a triangular mesh, the projection of each orifice injection (25) being placed in the center of one of the hexagonal meshes. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel la plaque (35) comprend des orifices supplémentaires (43), lesdits orifices supplémentaires, (43) considérés en projection orthogonale sur ledit plan de projection perpendiculaire à la direction générale d’écoulement du second gaz, définissant des projections supplémentaires (43) ne s’inscrivant pas dans ledit réseau ayant une maille régulière.Device according to any one of Claims 3 to 6, in which the plate (35) comprises additional orifices (43), the said additional orifices (43) considered in orthogonal projection on the said projection plane perpendicular to the general direction of flow of the second gas, defining additional projections (43) not falling within said network having a regular mesh. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le mélangeur comprend une seconde plaque (39) occupant un seconde tronçon aval du conduit (22) en aval du tronçon aval, la seconde plaque (39) comprenant une pluralité de seconds orifices de passage (41) disposés selon un motif tel que les seconds orifices de passage (41) sont décalés par rapport aux orifices de passage (37) sensiblement perpendiculairement à la direction générale d’écoulement du second gaz.Device according to any one of the preceding claims, in which the mixer comprises a second plate (39) occupying a second downstream section of the conduit (22) downstream of the downstream section, the second plate (39) comprising a plurality of second passage (41) arranged in a pattern such that the second passage orifices (41) are offset with respect to the passage orifices (37) substantially perpendicular to the general direction of flow of the second gas. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel les seconds orifices de passage (41) sont sensiblement alignés avec les orifices d’injection (25) suivant la direction générale d’écoulement du second gaz.Device according to Claim 9, in which the second passage orifices (41) are substantially aligned with the injection orifices (25) in the general direction of flow of the second gas. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, dans lequel :
- la plus grande partie des orifices de passage (37) présente une même section déterminée, certains des orifices de passage (37’, 37’’) ayant une autre section différente de ladite section déterminée ; et/ou
- la plus grande partie des seconds orifices de passage (41) présente une même section déterminée, certains des seconds orifices de passage (41) ayant une autre section différente de ladite section déterminée.Device according to claim 9 or 10, in which:
- most of the passage orifices (37) have the same determined section, some of the passage orifices (37', 37'') having another section different from said determined section; and or
- the greater part of the second passage orifices (41) has the same determined section, some of the second passage orifices (41) having another section different from said determined section. Ligne d’échappement de véhicule, la ligne d’échappement (1) comprenant un dispositif d’injection et de mélange (21) selon l’une quelconque des revendications précédentes.Vehicle exhaust line, the exhaust line (1) comprising an injection and mixing device (21) according to any one of the preceding claims.
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