EP1767753A1 - Dispositif de discrétion infrarouge pour un conduit d'échappement d'un moteur de véhicule - Google Patents

Dispositif de discrétion infrarouge pour un conduit d'échappement d'un moteur de véhicule Download PDF

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EP1767753A1
EP1767753A1 EP06291454A EP06291454A EP1767753A1 EP 1767753 A1 EP1767753 A1 EP 1767753A1 EP 06291454 A EP06291454 A EP 06291454A EP 06291454 A EP06291454 A EP 06291454A EP 1767753 A1 EP1767753 A1 EP 1767753A1
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EP
European Patent Office
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infrared
exhaust duct
screen
end opening
exhaust
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EP06291454A
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German (de)
English (en)
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EP1767753B1 (fr
Inventor
Michel Brun
Benoit Pizon
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KNDS France SA
Original Assignee
Giat Industries SA
Nexter Systems SA
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
    • F01N13/20—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features having flared outlets, e.g. of fish-tail shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2270/00—Mixing air with exhaust gases
    • F01N2270/02—Mixing air with exhaust gases for cooling exhaust gases or the apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a device for increasing the infrared discretion of the exhaust duct of a vehicle engine.
  • By increasing the infrared discretion one seeks to reduce the threshold of infrared detection of the vehicle to a very low level or, what is equivalent, to increase the infrared stealth.
  • the exhaust In the field of the infrared discretion of a vehicle, the exhaust is a critical function.
  • the exhaust plume produces an important infrared signature in the form of a long cylinder detectable by its temperature, shape, and variations. It is known to cool the exhaust gases before their expulsion into the atmosphere within a pre-atmospheric mixing chamber.
  • a pre-atmospheric mixing chamber Such an embodiment is for example described in the patent FR-2852354 . However, it is not always possible or desirable to have such a pre-atmospheric mixing chamber.
  • the exhaust duct opens at a visible wall (rear, side or roof) of the vehicle. Such a free exit produces an exhaust plume largely exposed to detection.
  • the contact of the gas with solid bodies (exhaust duct, visible wall near the duct, ...) heats these bodies. This is all the more prejudicial to the fact that at equal temperature, the radiation of a hot solid body is always greater than that of a gas.
  • the present invention overcomes these various disadvantages, both in the case of an exhaust at a visible wall, as in the case of an escapement under offset.
  • the subject of the invention is an infrared discretion device for an exhaust duct of a vehicle engine, said exhaust duct comprising an end opening, characterized in that it comprises a screen arranged externally facing the vehicle. end opening of the exhaust duct, and substantially perpendicular to the exit direction of the exhaust gas.
  • the screen has a surface greater than that of the end opening of the exhaust duct.
  • the exhaust duct has a diameter D and the screen is disposed at a distance d from the end opening of the exhaust duct between a quarter and three quarters of the diameter D .
  • the device comprises a support for fixing said screen on the end opening of the exhaust duct which is disposed at an edge of the end opening.
  • the device comprises a flange disposed between the opening and the screen, flange whose opening has a surface greater than that of the end opening.
  • the collar can thus in longitudinal section have a frustoconical profile.
  • this collar may have a longitudinal section a toric profile.
  • the screen comprises a single thin plate.
  • the screen is multilayer and comprises at least one inner plate and at least one outer plate delimiting between them at least one air gap.
  • This air gap advantageously has a thickness of about 25 mm.
  • the inner plate has a surface smaller than that of the outer plate.
  • the inner plate may include peripheral notches.
  • the inner plate and the outer plate are thin sheets.
  • the outer plate comprises an outer face covered with an insulating layer.
  • the inner plate comprises an outer face having a glossy coating.
  • the outer plate comprises an inner face having a glossy coating.
  • An advantage of the device according to the invention is to allow rapid disintegration of the exhaust plume without creating losses.
  • the asymmetrical mounting of the support allows a better dispersion of the exhaust plume.
  • the single-layer embodiment is particularly suitable for mounting under offset.
  • a thin plate then has a reduced profile which is not very detectable.
  • the multilayer embodiment is particularly suitable for visible wall mounting.
  • the air slab (s) created between the layers promote a circulation of air limiting the heating of the plates and participating in the dispersion and dilution of exhaust plume gases.
  • Air circulation is encouraged by an area of the inner plate slightly smaller than that of the outer plate.
  • a shiny coating on one or the other or both faces opposite the two plates advantageously reduces the radiative exchanges.
  • the invention also relates to an escapement comprising a device according to any one of the preceding embodiments.
  • FIG. 1 illustrates an exhaust of a vehicle engine equipped with an infrared discretion device according to the invention.
  • An exhaust typically comprises an exhaust duct 1.
  • This exhaust duct 1 comprises at its end a substantially cylindrical end opening 2 through which the exhaust gases escape in an exit direction indicated by an arrow S.
  • the invention adds to such an escapement an infrared discretion device comprising mainly a screen 3 disposed in front of the end opening 2 of the exhaust duct 1 and at a distance therefrom. Screen which is substantially perpendicular to the exit direction S of the exhaust gas.
  • the exhaust gases are deployed substantially in a plume forming a long compact cylinder in the extension of the exhaust pipe 1.
  • the screen 3 has the technical effect of opposing the formation of this cylinder by forcing a lateral dispersion of the gases.
  • the screen 3 thus enables the exhaust plume to be converted into a gaseous layer and encourages it to mingle with the flow of neighboring scanning air.
  • the screening transforms a cylindrical plume of globally axial and cylindrical shape into a plume of orthoaxially dominant multi-toroidal form dissolving in volutes on its periphery.
  • the screen 3 confers on the proposed device the following secondary advantages: the screen 3, by orienting the gases in a chosen manner, prevents the licking of the ground or the tires by the gases of 'exhaust. The screen 3 also protects the exhaust duct and prevents a progressive restriction of the end opening 2 may lead to its closure by projected sludge.
  • FIG. 1 still shows a fixing support 4 of the screen on the exhaust duct 1.
  • the fixing support 4 is fixed at an edge of the end opening 2 of the exhaust duct 1.
  • This support angularly covers about a quarter of the circumference of the end opening 2.
  • the support 4 obstructs gas volutes and also directs directionally the outflow along the main direction G ( Figure 2b).
  • FIGS. 2a to 3f show different variants of the device according to the invention according to several observation directions.
  • FIG. 2b shows the device of FIG. 2a rotated 90 ° with respect to the axis of the exhaust duct 1.
  • FIG. 2b thus shows the device observed in the direction F1 of FIG. 2a, while FIG. 2a shows the device observed in the direction F2 of FIG. 2b.
  • the dispersion of the gases is carried out along the main direction G (FIG. 2b).
  • the gases are dispersed mainly on the side opposite to the fixing support 4. It appears in use that this asymmetrical arrangement produces a more advantageous dispersion with regard to the infrared stealth conferred.
  • FIGS 3a to 3f show various other embodiments of the invention.
  • FIGS. 3a and 3d thus differ from FIGS. 2a and 2b only by a multilayer structure of screen 3.
  • Figures 3b and 3e and 3c and 3f show the use of an adapter flange 5 which is arranged at the end opening 2 of the exhaust duct 1.
  • Figures 3b and 3e thus show two different angles of view an embodiment comprising an adapter flange 5 having a longitudinal section a frustoconical profile.
  • Figures 3c and 3f show an embodiment comprising an adapter flange 5 having in longitudinal section a toric profile.
  • the adapter flange 5 extends the exhaust duct 1 at the end opening 2 and makes it possible to modify the section of the end opening 2.
  • the screen 3 is monolayer and comprises a single thin plate 6.
  • This plate can be made of any material supporting the high temperatures encountered at the outlet of an exhaust duct 1 It is advantageously made of metallic material.
  • Such a single-layer embodiment is particularly suitable for an exhaust mounting under offset.
  • the thin plate 6 can be seen by any infrared detector that according to its edge. The plate 6 can then be hotter as its infrared detectability is limited to the extent of its profile, especially reduced that the plate 6 is thin. By thin means a thickness of the order of 5 to 10 mm.
  • the screen 3 consists of several plates. It comprises in the example shown at least two parallel plates. These plates can be made of any material supporting the high temperatures encountered at the outlet of an exhaust duct 1. They are advantageously made of metallic material.
  • internal plate 7 will be designated the plate closest to the exhaust duct 1 and by outer plate 8 the plate furthest from the exhaust pipe 1.
  • These plates 7 and 8 are parallel to each other. They are secured and held apart from each other by means of spacers 13.
  • the spacers may be metal rods or bars welded to the two plates 7 and 8 and parallel to each other.
  • the section of these spacers 13 is reduced to a minimum in order to be easily contournables and not to disturb the flow of air. Their diametric thickness will be of the order of ten millimeters.
  • the spacers 13 thus delimit fluid veins whose juxtaposition constitutes an air gap 9 insulating.
  • the air knife 9 has the effect of allowing a flow of air parallel to the screen 3 and tangent to the exhaust plume as it is deflected by the screen 3.
  • This circulation of air contributes to the dispersion of gases, their dilution and their cooling. Above all, it makes it possible to produce between the plates, by entrainment due to the exhaust gases themselves, a supply of fresh air contributing greatly to the cooling of the plates, especially at the level of the outside.
  • the juxtaposed fluid veins forming the air space will preferably be oriented in the direction G of the gas flow.
  • the air knife 9 will be particularly effective with a distance between the two plates 7, 8 and therefore a thickness of the air gap 9 of the order of 25 mm.
  • the plates 7 and 8 delimit at least one air gap 9 between them.
  • the device is illustrated and described with an air knife 9 delimited by two plates 7, 8.
  • the inner plate 7 and the outer plate 8 are advantageously thin sheets having a thickness of the order of 5 to 10 mm.
  • the outer face 14 of the outer plate 8 namely the face remote from the exhaust duct 1 is covered with an insulating layer 10.
  • the outer face 14 of the outer plate 8 is the face the outermost of the device according to the invention and therefore that which is visible in particular in the case of a visible wall mounting.
  • the plate 8 is heated by conduction and radiation from the plate 7, subjected to contact with the gas.
  • the presence of a thermally insulating layer 10 has the effect of limiting the apparent temperature of this outer face 14 in order to reduce the detectability.
  • An inner face has been designated as a face close to the exhaust duct 1 and, on the outside, as a face remote from the exhaust duct 1.
  • the inner plate 7 therefore has an outer face 11 which is opposite an inner face 12 of the outer plate 8.
  • one or the other or both facing surfaces 11, 12 have a shiny coating.
  • the effect of this glossy coating is to be anti-emissive in order to limit heat transmissions from an inner plate 7 to an outer plate 8.
  • An element can be considered brilliant if its emissivity is less than 0.4.
  • a particularly recommended gloss would correspond to a value of the order of 0.1, which corresponds to the brightness of the new metal films.
  • a lower value is not of particular interest since oxidation and fouling cause a rise in the emissivity values.
  • Figure 5 shows an alternative embodiment of the inner plate 7 (shown only).
  • the surface of the inner plate 7 is reduced relative to that of the outer plate 8 by providing at the periphery of the inner plate 7 indentations 15 regularly distributed angularly.
  • the number and dimensions of the notches 15 will be determined by those skilled in the art depending on the desired drainage characteristics.
  • indentations may be made in the form of regular undulations, for example sinusoidal waves.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de discrétion infrarouge pour un conduit d'échappement (1) d'un moteur de véhicule, ledit conduit d'échappement (1) comprenant une ouverture d'extrémité (2).
Le dispositif comprend un écran (3) disposé extérieurement face à l'ouverture d'extrémité (2) du conduit d'échappement (1), sensiblement perpendiculaire à la direction de sortie (S) des gaz d'échappement. Le conduit d'échappement (1) présente un diamètre (D) et l'écran (3) est disposé à une distance (d) de l'ouverture d'extrémité (2) du conduit d'échappement comprise sensiblement entre un quart et trois quarts du diamètre (D).

Description

  • La présente invention concerne un dispositif permettant d'accroître la discrétion infrarouge du conduit d'échappement d'un moteur de véhicule. En augmentant la discrétion infrarouge on cherche à réduire le seuil de détection infrarouge du véhicule à un niveau très faible ou, ce qui est équivalent, à augmenter la furtivité infrarouge.
  • Dans le domaine de la discrétion infrarouge d'un véhicule, l'échappement est une fonction critique. Le panache des gaz d'échappement produit une signature infrarouge importante se présentant sous la forme d'un long cylindre détectable tant par sa température, sa forme, que ses variations. Il est connu de refroidir les gaz d'échappement avant leur expulsion dans l'atmosphère au sein d'une chambre de mélange pré-atmosphérique. Une telle réalisation est par exemple décrite dans le brevet FR-2852354 . Il n'est cependant pas toujours possible ou souhaitable de disposer d'une telle chambre de mélange pré-atmosphérique.
  • Dans le cas d'un échappement débouchant directement dans l'atmosphère plusieurs problèmes peuvent se poser.
  • Dans une première réalisation connue, le conduit d'échappement débouche au niveau d'une paroi visible (arrière, flanc ou toit) du véhicule. Une telle sortie libre produit un panache de gaz d'échappement largement exposé à une détection. De plus, le contact du gaz avec des corps solides (conduit d'échappement, paroi visible proche du conduit,...) chauffe ces corps. Ceci est d'autant plus préjudiciable qu'à température égale, le rayonnement d'un corps solide chaud est toujours supérieur à celui d'un gaz.
  • Il est connu, selon une seconde réalisation d'utiliser un conduit d'échappement sous déport. Le conduit d'échappement débouche alors sous le véhicule. Ainsi, le panache masqué par les roues n'est plus directement visible. De plus, en roulage, la rotation des roues engendre de fortes turbulences qui contribuent à disperser le panache d'échappement. Ce mode de réalisation présente cependant des inconvénients. La proximité de l'ouverture d'extrémité du conduit d'échappement avec le sol entraîne un risque d'obturation de cette ouverture par projection de boue. De plus, un léchage du sol par les gaz d'échappement produit, en plus d'un risque d'incendie de la nature alentour, une empreinte thermique formant au sol un sillage infrarouge favorisant grandement une détection. En phase de ralenti ce mode de réalisation peut encore présenter un léchage préjudiciable des pneumatiques par les gaz d'échappement entraînant une surchauffe locale de ces derniers conduisant à une usure prématurée.
  • On ne connaît pas d'autre dispositif traitant la furtivité infrarouge dans le cas d'un échappement débouchant directement dans l'atmosphère.
  • La présente invention remédie à ces différents inconvénients, tant dans le cas d'un échappement au niveau d'une paroi visible, que dans le cas d'un échappement sous déport.
  • L'invention a pour objet un dispositif de discrétion infrarouge pour un conduit d'échappement d'un moteur de véhicule, ledit conduit d'échappement comprenant une ouverture d'extrémité, caractérisé en ce qu'il comprend un écran disposé extérieurement face à l'ouverture d'extrémité du conduit d'échappement, et sensiblement perpendiculairement à la direction de sortie des gaz d'échappement.
  • Selon une caractéristique de l'invention, l'écran a une surface supérieure à celle de l'ouverture d'extrémité du conduit d'échappement.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, le conduit d'échappement présente un diamètre D et l'écran est disposé à une distance d de l'ouverture d'extrémité du conduit d'échappement comprise entre un quart et trois quarts du diamètre D.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend un support de fixation dudit écran sur l'ouverture d'extrémité du conduit d'échappement qui est disposé au niveau d'un bord de l'ouverture d'extrémité.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend une collerette disposée entre l'ouverture et l'écran, collerette dont l'ouverture a une surface supérieure à celle de l'ouverture d'extrémité.
  • La collerette pourra ainsi en coupe longitudinale avoir un profil tronconique.
  • Selon une caractéristique alternative de l'invention, cette collerette pourra avoir en coupe longitudinale un profil torique.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, l'écran comprend une plaque mince unique.
  • Selon une caractéristique alternative de l'invention, l'écran est multicouche et comprend au moins une plaque intérieure et au moins une plaque extérieure délimitant entre elles au moins une lame d'air.
  • Cette lame d'air présente avantageusement une épaisseur d'environ 25 mm.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaque intérieure a une surface inférieure à celle de la plaque extérieure.
  • La plaque intérieure pourra comporter des échancrures périphériques.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaque intérieure et la plaque extérieure sont des tôles minces.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaque extérieure comprend une face extérieure recouverte d'une couche isolante.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaque intérieure comprend une face extérieure présentant un revêtement brillant.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaque extérieure comprend une face intérieure présentant un revêtement brillant.
  • Un avantage du dispositif selon l'invention est de permettre une désintégration rapide du panache d'échappement sans pour autant créer de pertes de charge.
  • Le montage asymétrique du support permet une meilleure dispersion du panache d'échappement.
  • Le mode de réalisation monocouche est particulièrement adapté à un montage sous déport. Une plaque mince présente alors un profil réduit qui est peu détectable.
  • Le mode de réalisation multicouche est particulièrement adapté à un montage en paroi visible. La ou les lames d'air créées entre les couches favorisent une circulation d'air limitant l'échauffement des plaques et participant à la dispersion et à la dilution des gaz du panache d'échappement.
  • La circulation d'air est encouragée par une surface de la plaque intérieure légèrement inférieure à celle de la plaque extérieure.
  • La couverture de la face extérieure par une couche isolante réduit la température apparente et donc la détectabilité de cette face extérieure exposée et visible.
  • Un revêtement brillant sur l'une, l'autre ou les deux faces en regard des deux plaques réduit avantageusement les échanges radiatifs.
  • L'invention concerne encore un échappement comportant un dispositif selon l'un quelconque des modes de réalisation précédents.
  • D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels :
    • la figure 1 présente une vue de côté d'un conduit d'échappement équipé d'un dispositif de discrétion infrarouge selon l'invention,
    • les figures 2a et 2b présentent sous différents angles d'observation un mode de réalisation comportant une plaque mince,
    • les figures 3a-3f illustrent des configurations complexes avec un conduit d'échappement équipé de diverses formes de collerettes d'adaptation, et d'une plaque multicouche,
    • la figure 4 présente en vue de côté un détail d'un écran selon un mode de réalisation multicouche,
    • la figure 5 est une vue frontale de la plaque intérieure d'un écran suivant un autre mode de réalisation.
  • La figure 1 illustre un échappement d'un moteur de véhicule équipé d'un dispositif de discrétion infrarouge selon l'invention. Un échappement comprend classiquement un conduit d'échappement 1. Ce conduit d'échappement 1 comporte à son extrémité une ouverture d'extrémité 2 sensiblement cylindrique par laquelle s'échappent les gaz d'échappement selon une direction de sortie indiquée par une flèche S. L'invention ajoute à un tel échappement un dispositif de discrétion infrarouge comprenant principalement un écran 3 disposé devant l'ouverture d'extrémité 2 du conduit d'échappement 1 et à distance de celui-ci. Ecran qui est sensiblement perpendiculaire à la direction de sortie S des gaz d'échappement.
  • En l'absence d'écran 3, les gaz d'échappement se déploient sensiblement en un panache formant un long cylindre compact dans le prolongement du conduit d'échappement 1. L'écran 3 a pour effet technique de s'opposer à la formation de ce cylindre en obligeant une dispersion latérale des gaz. L'écran 3 permet ainsi une conversion du panache d'échappement en une nappe gazeuse et l'incite à se mêler au flot d'air de balayage voisin. L'écrantage transforme un panache cylindrique de forme globalement axiale et cylindrique en un panache en nappe de forme multi-torique à dominante orthoaxiale se dissolvant en volutes sur sa périphérie.
  • Il apparaît encore à l'homme du métier que l'écran 3 confère au dispositif proposé les avantages secondaires suivants : l'écran 3, en orientant les gaz d'une façon choisie, empêche le léchage du sol ou des pneumatiques par les gaz d'échappement. L'écran 3 protège également le conduit d'échappement et empêche une restriction progressive de l'ouverture d'extrémité 2 pouvant conduire à son obturation par des boues projetées.
  • On a de plus observé un résultat surprenant. Moyennant certaines précautions de formes et de distances, l'introduction d'un écran 3 en regard du conduit d'échappement 1 n'entraîne pas un accroissement de la contre-pression vue par le moteur. Ainsi, l'introduction d'un écran 3 n'entraîne pas d'accroissement des pertes de charge en sortie du conduit d'échappement 1. On peut même observer une amélioration (réduction des pertes de charge) dans certaines configurations particulières, en particulier lorsque D/3<=d<=2D/3 et en utilisant un évasement (5 - cf figures 3b, 3c, 3e et 3f) qui permet d'amener l'ouverture d'extrémité 2 à un diamètre supérieur au diamètre nominal D du conduit.
  • Le demandeur a pu observer qu'un meilleur effet de dispersion est obtenu avec un écran 3 ayant une surface supérieure à celle de l'ouverture d'extrémité, c'est à dire un écran qui (en vue latérale) déborde en largeur autour de l'ouverture d'extrémité 2 du conduit d'échappement 1. On voit ainsi sur la figure 1 qui visualise en traits pointillés la projection de l'ouverture d'extrémité 2 sur l'écran 3, que l'écran présente une couronne périphérique de largeur b.
  • Le demandeur a encore pu observer qu'un effet de dispersion très efficace est obtenu lorsque la distance d entre l'écran 3 et l'ouverture d'extrémité 2 reste de l'ordre du tiers du diamètre D du conduit d'échappement 1. Une dispersion particulièrement efficace est observable autour de cette valeur, sans produire de perte de charge trop pénalisante pour le fonctionnement du moteur.
  • La figure 1 montre encore un support de fixation 4 de l'écran sur le conduit d'échappement 1.
  • Le support de fixation 4 est fixé au niveau d'un bord de l'ouverture d'extrémité 2 du conduit d'échappement 1.
  • Ce support couvre angulairement environ un quart de la circonférence de l'ouverture d'extrémité 2.
  • Le support 4 fait obstacle aux volutes de gaz et permet aussi d'orienter directionnellement le flux sortant suivant la direction principale G (figure 2b).
  • Les différentes figures 2a à 3f montrent différentes variantes du dispositif selon l'invention suivant plusieurs directions d'observation.
  • Ainsi la figure 2b montre le dispositif de la figure 2a pivoté de 90° par rapport à l'axe du conduit d'échappement 1.
  • La figure 2b montre ainsi le dispositif observé suivant la direction F1 de la figure 2a, tandis que la figure 2a montre le dispositif observé suivant la direction F2 de la figure 2b.
  • On associera ainsi de la même façon la figure 3a avec la figure 3d, la figure 3b avec la figure 3e et la figure 3c avec la figure 3f.
  • La dispersion des gaz est effectuée suivant la direction principale G (figure 2b).
  • Les gaz se dispersent principalement du côté opposé au support de fixation 4. Il apparaît à l'usage que cette disposition asymétrique produit une dispersion plus avantageuse au regard de la furtivité infrarouge conférée.
  • Les figures 3a à 3f montrent différents autres modes de réalisation de l'invention.
  • Les figures 3a et 3d ne diffèrent ainsi des figures 2a et 2b que par une structure multicouche de l'écran 3.
  • Les figures 3b et 3e et 3c et 3f montrent l'utilisation d'une collerette d'adaptation 5 qui est disposée à l'ouverture d'extrémité 2 du conduit d'échappement 1.
  • Les figures 3b et 3e montrent ainsi suivant deux angles de vue différents un mode de réalisation comprenant une collerette d'adaptation 5 présentant en coupe longitudinale un profil tronconique.
  • Les figures 3c et 3f montrent un mode de réalisation comprenant une collerette d'adaptation 5 présentant en coupe longitudinale un profil torique.
  • Dans tous les cas la collerette d'adaptation 5 prolonge le conduit d'échappement 1 au niveau de l'ouverture extrémité 2 et permet de modifier la section de l'ouverture d'extrémité 2.
  • On a constaté que la dispersion des gaz était meilleure avec une collerette 5 torique qu'avec une collerette 5 tronconique. Et qu'elle était meilleure avec une collerette 5 tronconique que sans collerette. Selon les modes de réalisation des figures 1, 2a et 2b, l'écran 3 est monocouche et comprend une unique plaque mince 6. Cette plaque peut être réalisée dans tout matériau supportant les températures élevées rencontrées en sortie d'un conduit d'échappement 1. Elle est avantageusement réalisée en matériau métallique. Un tel mode de réalisation monocouche est particulièrement adapté à un montage d'échappement sous déport. Dans ce cas, la plaque mince 6 ne peut être vue par un éventuel détecteur infrarouge que suivant sa tranche. La plaque 6 peut alors être d'autant plus chaude que sa détectabilité infrarouge se limite à l'étendue de son profil, d'autant plus réduit que la plaque 6 est mince. Par mince, on entend une épaisseur de l'ordre de 5 à 10 mm.
  • Selon un second mode de réalisation, illustré en détail à la figure 4, l'écran 3 est constitué de plusieurs plaques. Il comprend dans l'exemple représenté au moins deux plaques parallèles. Ces plaques peuvent être réalisées dans tout matériau supportant les températures élevées rencontrées en sortie d'un conduit d'échappement 1. Elles sont avantageusement réalisées en matériau métallique. On désignera par plaque intérieure 7 la plaque la plus proche du conduit d'échappement 1 et par plaque extérieure 8 la plaque la plus distante du conduit d'échappement 1. Ces plaques 7 et 8 sont parallèles entre elles. Elles sont solidarisées et maintenues écartées l'une de l'autre au moyen d'entretoises 13.
  • Les entretoises pourront être des tiges ou barreaux métalliques soudés aux deux plaques 7 et 8 et parallèles les uns aux autres. La section de ces entretoises 13 est réduite au minimum afin d'être aisément contournables et de ne pas perturber la circulation d'air. Leur épaisseur diamétrale sera donc de l'ordre d'une dizaine de millimètres. Les entretoises 13 délimitent ainsi des veines fluides dont la juxtaposition constitue une lame d'air 9 isolante. La lame d'air 9 a pour effet de permettre une circulation d'air parallèle à l'écran 3 et tangente au panache d'échappement tel qu'il est dévié par l'écran 3.
  • Cette circulation d'air contribue à la dispersion des gaz, à leur dilution ainsi qu'à leur refroidissement. Elle permet surtout de réaliser entre les plaques, par entraînement dû aux gaz d'échappement eux-mêmes un apport d'air frais contribuant grandement au refroidissement des plaques, surtout au niveau de l'extérieur.
  • Les veines fluides juxtaposées formant la lame d'air s'orienteront de préférence suivant la direction G du flux de gaz.
  • La lame d'air 9 sera plus particulièrement efficace avec une distance entre les deux plaques 7, 8 et donc une épaisseur de la lame d'air 9 de l'ordre de 25 mm.
  • On a encore constaté une augmentation de la circulation de l'air dans la lame d'air 9 par amplification du drainage, lorsque la plaque intérieure 7 présente une surface légèrement inférieure à celle de la plaque extérieure 8, conférant ainsi à la plaque intérieure 7 une surface projetée inscrite dans la surface de la plaque extérieure 8. Cette disposition est illustrée aux figures 3a-3f. Cet effet est plus particulièrement assuré lorsqu'une génératrice de cône ou de pyramide reliant les bords des deux plaques fait un angle proche de 45° avec l'axe central du tube d'échappement.
  • Les plaques 7 et 8 délimitent au moins une lame d'air 9 entre elles. Le dispositif est illustré et décrit avec une lame d'air 9 délimitée par deux plaques 7, 8. Il apparaît cependant clairement à l'homme du métier qu'il est possible de réaliser un écran 3 multicouche comprenant n plaques parallèles délimitant n-1 lames d'air 9.
  • La plaque intérieure 7 et la plaque extérieure 8 sont avantageusement des tôles minces, ayant une épaisseur de l'ordre de 5 à 10 mm.
  • Selon un mode de réalisation optionnel, la face extérieure 14 de la plaque extérieure 8, à savoir la face distante du conduit d'échappement 1, est recouverte d'une couche isolante 10. La face extérieure 14 de la plaque extérieure 8 est la face la plus externe du dispositif selon l'invention et donc celle qui est visible notamment dans le cas d'un montage en paroi visible.
  • Il convient donc de réduire la température apparente en surface de cette face extérieure 14 dont la plaque 8 est chauffée par conduction et rayonnement depuis la plaque 7, soumise au contact des gaz. La présence d'une couche thermiquement isolante 10 a pour effet de limiter la température apparente de cette face extérieure 14 afin d'en diminuer la détectabilité.
  • On a désigné par face intérieure une face proche du conduit d'échappement 1 et par face extérieure une face distante du conduit d'échappement 1. La plaque intérieure 7 présente donc une face extérieure 11 qui est en regard d'une face intérieure 12 de la plaque extérieure 8.
  • Avantageusement, afin de limiter les échanges radiatifs, l'une ou l'autre ou les deux surfaces en regard 11, 12 présentent un revêtement brillant. L'effet de ce revêtement brillant est d'être anti-émissif afin de limiter les transmissions de chaleur d'une plaque intérieure 7 vers une plaque extérieure 8.
  • Un élément peut être considéré comme brillant si son émissivité est inférieure à 0,4. Une brillance particulièrement recommandée correspondrait à une valeur de l'ordre de 0,1, ce qui correspond à la brillance des films métalliques neufs. Une valeur plus faible ne présente pas d'intérêt particulier étant donné que l'oxydation et l'encrassement provoquent une remontée des valeurs d'émissivité.
  • La figure 5 montre une variante de réalisation de la plaque intérieure 7 (représentée seule).
  • Suivant cette variante on réduit la surface de la plaque intérieure 7 par rapport à celle de la plaque extérieure 8 en prévoyant à la périphérie de la plaque intérieure 7 des échancrures 15 régulièrement réparties angulairement.
  • Une telle disposition permet d'accroître le drainage de la lame d'air 9 par les gaz sortants.
  • Le nombre et les dimensions des échancrures 15 seront déterminés par l'Homme du Métier en fonction des caractéristiques de drainage souhaitées.
  • Il est bien entendu possible de faire varier la forme et la répartition, régulière ou non, des échancrures. On pourra notamment réaliser des échancrures arrondies ayant la forme d'ondulations régulières, par exemple sinusoïdales.
  • Bien entendu on pourra avoir une plaque intérieure 7 de diamètre inférieur à celui de la plaque extérieure 8 et comportant également des échancrures.

Claims (17)

  1. Dispositif de discrétion infrarouge pour un conduit d'échappement (1) d'un moteur de véhicule, ledit conduit d'échappement (1) comprenant une ouverture d'extrémité (2), caractérisé en ce qu'il comprend un écran (3) disposé extérieurement face à l'ouverture d'extrémité (2) du conduit d'échappement (1), et sensiblement perpendiculairement à la direction de sortie (S) des gaz d'échappement.
  2. Dispositif de discrétion infrarouge selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écran (3) a une surface supérieure à celle de l'ouverture d'extrémité (2) du conduit d'échappement (1).
  3. Dispositif de discrétion infrarouge selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le conduit d'échappement (1) présente un diamètre (D) et en ce que l'écran (3) est disposé à une distance (d) de l'ouverture d'extrémité (2) du conduit d'échappement comprise entre environ 1/4 et 3/4 du diamètre (D).
  4. Dispositif de discrétion infrarouge selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un support de fixation (4) dudit écran (3) sur l'ouverture d'extrémité (2) du conduit d'échappement (1) disposé au niveau d'un bord de l'ouverture d'extrémité (2).
  5. Dispositif de discrétion infrarouge selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ouverture d'extrémité (2) comprend encore une collerette (5) disposée entre l'ouverture et l'écran, collerette dont l'ouverture a une surface supérieure à celle de l'ouverture d'extrémité (2).
  6. Dispositif de discrétion infrarouge selon la revendication 5, caractérisé en ce que la collerette (5) a en coupe longitudinale un profil tronconique.
  7. Dispositif de discrétion infrarouge selon la revendication 5, caractérisé en ce que la collerette (5) a en coupe longitudinale un profil torique.
  8. Dispositif de discrétion infrarouge selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'écran (3) est constitué d'une plaque mince unique (6).
  9. Dispositif de discrétion infrarouge selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'écran (3) est multicouche et comprend au moins une plaque intérieure (7) et au moins une plaque extérieure (8) délimitant entre elles au moins une lame d'air (9).
  10. Dispositif de discrétion infrarouge selon la revendication 9, caractérisé en ce que la lame d'air (9) présente une épaisseur d'environ 25 mm.
  11. Dispositif de discrétion infrarouge selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la plaque intérieure (7) a une surface inférieure à celle de la plaque extérieure (8).
  12. Dispositif de discrétion infrarouge selon une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la plaque intérieure (7) comporte des échancrures périphériques (15).
  13. Dispositif de discrétion infrarouge selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que la plaque intérieure (7) et la plaque extérieure (8) se présentent sous la forme de tôles minces.
  14. Dispositif de discrétion infrarouge selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que la plaque extérieure (8) comprend une face extérieure (14) recouverte d'une couche isolante (10).
  15. Dispositif de discrétion infrarouge selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que la plaque intérieure (7) comprend une face extérieure (11) munie d'un revêtement brillant.
  16. Dispositif de discrétion infrarouge selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, caractérisé en ce que la plaque extérieure (8) comprend une face intérieure (12) munie d'un revêtement brillant.
  17. Echappement comportant un dispositif de discrétion infrarouge selon l'une quelconque des revendications 1 à 16.
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