FR2921276A1 - Dispositif de vaporisation d'un liquide - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de vaporisation d'un liquide, du type comprenant un corps creux (21, 41) ayant un axe longitudinal (33, 46) et dont la paroi interne délimite une chambre (32, 51) d'admission du liquide, une bougie (22, 44) fixée au corps creux et munie d'un élément chauffant (30, 45) débouchant dans ladite chambre, des moyens (23, 49) d'amenée du liquide dans ladite chambre en contact avec ledit élément chauffant, et une sortie (29, 42) du liquide vaporisé.Selon l'invention, lesdits moyens (23, 49) d'amenée de liquide sont fixés audit corps creux (21, 41) et positionnés sensiblement selon ledit axe longitudinal (33, 46).L'invention s'applique tout particulièrement à la régénération par chauffage d'un filtre à particules placé dans la conduite des gaz d'échappement d'un véhicule automobile.

Description

Dispositif de vaporisation d'un liquide [0001 La présente invention concerne un dispositif de vaporisation de liquide, utilisable notamment mais non exclusivement dans le domaine des 5 véhicules automobiles pour luter contre la pollution. [0002] Les gaz d'échappement des moteurs thermiques, principalement du type Diesel, rejette dans l'atmosphère des particules qui peuvent être nuisibles pour la santé. Des filtres peuvent être installés dans le conduit des gaz d'échappement pour piéger ces particules. L'accumulation de ces 10 particules tend à boucher le filtre qu'il faut alors régénérer régulièrement. A cette fin, un procédé consiste à élever fortement la température du filtre jusqu'à atteindre la température de combustion des particules (de 550 à 700 °C). Une solution consiste à injecter du carburant vaporisé en amont du d'un catalyseur situé en amont du filtre à particules. Le carburant est brûlé au 15 contact du catalyseur. La chaleur dégagée par la combustion du carburant est utilisée pour chauffer le filtre à particules. [0003] Pour injecter le carburant en amont du catalyseur, on utilise un vaporisateur dont une représentation en 3D (vaporiseur utilisé actuellement sur certains véhicules automobiles) est montrée sur la figure 1. Le 20 vaporisateur se compose d'un corps creux 10, généralement cylindrique, muni d'une arrivée de carburant à vaporiser 11, d'une bougie 12 et d'une sortie de carburant vaporisé 13. Le corps cylindrique 10 est fermé à son extrémité inférieure 14. L'arrivée de carburant 11 se compose d'une pièce de connexion 15, ayant un orifice 16 relié à un conduit d'arrivée de carburant 25 (non représenté), et d'une chambre d'injection 17. La connexion 15 peut être constituée principalement par une entretoise 18 fixée à la chambre 17 par une vis 19. Le carburant est ensuite conduit dans le corps creux 10, à l'aide d'une canalisation 20 fixée audit corps, puis le carburant est vaporisé au contact de la bougie 12. La pièce de connexion 15 peut aussi être 30 constituée par une liaison rapide classique. Le vaporisateur qui vient d'être 2
décrit pose des problèmes d'encombrement, de tenue mécanique (par exemple, problème de tenue vibratoire) et de coût de fabrication. [0004] D'autres réalisations de vaporisateur sont par exemple décrites et illustrées dans la demande de brevet européen 0 132 166 Al et dans la demande de brevet US 2006/0144632. Ces réalisations sont relativement complexes, et donc onéreuses à fabriquer, et encombrantes. [0005] La présente invention propose des réalisations de dispositifs de vaporisation qui ne présentent pas les inconvénients de l'art antérieur. [0006] De façon plus précise, l'invention propose un dispositif de vaporisation d'un liquide, du type comprenant un corps creux (par exemple de forme sensiblement cylindrique) ayant un axe longitudinal et dont la paroi interne délimite une chambre d'admission du liquide, une bougie fixée au corps creux et munie d'un élément chauffant débouchant dans ladite chambre, des moyens d'amenée du liquide dans ladite chambre en contact avec ledit élément chauffant, et une sortie du liquide vaporisé. Selon l'invention, lesdits moyens d'amenée de liquide sont fixés audit corps creux et positionnés sensiblement selon ledit axe longitudinal. [0007] Ladite sortie du liquide vaporisé est avantageusement constituée par un conduit d'évacuation ayant une extrémité fixée audit corps creux 20 sensiblement en regard dudit élément chauffant. [0008] Dans une variante de réalisation, lesdits moyens d'amenée du liquide comportent une vis fixée audit corps creux et percée d'un canal longitudinal débouchant dans ladite chambre et d'un canal transversal croisant ledit canal longitudinal, et d'un conduit d'entrée du liquide en liaison 25 avec le canal transversal, l'axe longitudinal dudit canal longitudinal étant confondu avec ledit axe longitudinal dudit corps creux. [0009] De préférence, ladite vis est fixée audit corps creux par l'intermédiaire d'une entretoise creuse interposée entre la tête de la vis et 3
ledit corps creux, ledit conduit d'entrée du liquide étant fixé à l'entretoise. De préférence, des moyens d'étanchéité (par exemple deux rondelles d'étanchéité, avantageusement métalliques) sont interposés entre l'entretoise et, d'une part, ledit corps creux et, d'autre part, la tête de la vis. [0010] Selon une autre variante de réalisation, ledit corps creux comporte un embout aligné avec ledit axe longitudinal et lesdits moyens d'amenée de liquide comportent une pièce à liaison rapide pouvant être connectée sur ledit embout. [0011] Un joint d'étanchéité est avantageusement interposé entre ledit 10 embout et ladite pièce à liaison rapide. [0012] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés et sur lesquels : 15 [0013] la figure 1 (art antérieur) montre (en 3D) une forme de réalisation d'un vaporisateur actuellement utilisé dans l'industrie automobile, [0014] les figures 2 et 3 illustrent un premier mode de réalisation de l'invention, respectivement en 3D et en coupe longitudinale, et [0015] les figures 4 et 5 illustrent un deuxième mode de réalisation de 20 l'invention, respectivement en 3D et en coupe longitudinale. [0016] Les vaporisateurs qui vont être décrit concernent la vaporisation d'un liquide de façon générale, mais plus particulièrement la vaporisation du carburant d'un moteur thermique, tel que du gasoil. [0017] Le mode de réalisation représenté en 3D sur la figure 2 comporte un 25 corps creux 21 de forme sensiblement cylindrique, une bougie 22 vissée au corps creux et pouvant être connectée à une source de courant électrique (non représentée), des moyens 23 d'amenée du liquide à vaporiser 4
comportant un conduit d'entrée du liquide 24, une entretoise 25 et une vis 26. Des moyens d'étanchéité, sous la forme de deux rondelles métalliques 27 et 28, assurent l'étanchéité entre, d'une part, le corps creux 21 et l'entretoise 25 et, d'autre part, l'entretoise 25 et la vis 26. Le dispositif comporte également un conduit d'évacuation 29 du liquide vaporisé. [0018] Sur la figure 3 qui représente en coupe longitudinale le même mode de réalisation que celui de la figure 2, on retrouve les mêmes éléments indiqués par les mêmes numéros de référence. On remarque, de plus, que la bougie comporte un élément chauffant 30 situé dans le corps creux et que le conduit d'évacuation 29, qui est muni d'un orifice de sortie 31 du liquide vaporisé, est situé sensiblement en regard de l'élément chauffant 30. La paroi interne du corps creux 21 délimite une chambre 32 d'admission du liquide. L'entretoise 25, ayant en coupe une forme de banjo, est creuse et est traversée par la vis 26. Le conduit d'entrée du liquide 24 est fixé (par exemple vissé) à la queue ou manche du banjo ou entretoise 25. Le corps creux 21 comporte un axe longitudinal de symétrie 33. La vis 26 est percée d'un canal longitudinal 34, situé sensiblement dans l'axe longitudinal 33 du corps creux 21 et d'un canal transversal 35, sensiblement perpendiculaire au canal longitudinal 34. Ce dernier débouche dans le corps creux 21 en regard de la chambre d'admission 32. Le canal transversal 35 est situé dans le prolongement du conduit d'entrée 24. La rondelle d'étanchéité 27 est placée entre le corps creux 21 et l'entretoise 25 ; la rondelle d'étanchéité 28 est placée entre l'entretoise 25 et la tête de la vis 26. L'entretoise 25, la vis 26 et les rondelles d'étanchéité 27 et 28 sont avantageusement métalliques de façon à pouvoir supporter sans dommage des températures élevées pouvant atteindre 700°C. Le corps creux 21 est généralement métallique. [0019] Un autre mode de réalisation est représenté en 3D (figure 4) et en coupe (figure 5). II diffère du mode de réalisation des figures 2 et 3 par les moyens d'amenée du liquide à vaporiser. Les éléments sensiblement identiques sont donc un corps creux 41 de forme sensiblement cylindrique, un conduit d'évacuation 42 avec un orifice 43 d'évacuation du liquide vaporisé, et une bougie 44 avec un élément chauffant 45. Le corps creux 41 possède un axe de symétrie longitudinal 46 et il se termine dans ce mode de réalisation par un embout 47 constituant la partie male d'une connexion. Les 5 moyens d'amenée du liquide à vaporiser sont sous la forme d'une liaison rapide s'emboîtant dans une pièce femelle 48 des moyens d'amenée 49. La pièce 48 a sensiblement la forme d'un cylindre creux coudé à 90 degrés, l'intérieur de la pièce 48 formant un canal 50 d'amenée du liquide à vaporiser dans la chambre 51 d'admission du liquide. Le canal 50 a sensiblement la forme d'un cylindre creux dont l'axe longitudinal 52 est confondu avec l'axe longitudinal 45 du corps creux 41. La pièce 48 se termine à l'une de ses extrémités par un conduit 53 de connexion à une canalisation (non représentée) d'amenée du liquide à pulvériser. La pièce 48 peut prendre différente forme ; celle représentée sur la figure 5 comporte des doigts élastiques (ou des griffes) 54 munis d'encoches 55 dans lesquelles peut se loger une collerette annulaire 56 située sur l'embout 47 de façon à solidariser de façon débrayable l'embout 47 et la pièce 48. Un joint à lèvres (ou un joint torique) 57 assure l'étanchéité entre l'embout 47 et la pièce 48. Cette dernière se termine par une butée longitudinale 58 venant en appui sur un épaulement 59 du corps creux 41. La pièce 48 peut être métallique ou plastique. Cependant, si l'on souhaite que le dispositif supporte des températures élevées, pouvant atteindre 700°C, la pièce 48 et le joint 57 sont avantageusement métalliques. [0020] Le liquide à vaporiser pénètre dans la chambre 51 par le canal 50, se pulvérise au contact de l'élément chauffant 45 de la bougie 44 et sort sous forme de vapeur par l'orifice 43 du conduit de sortie 42. Lorsque le vaporisateur est utilisé pour élever la température des gaz d'échappement d'un véhicule automobile muni d'un filtre à particules, l'orifice de sortie 31 ou 43 débouche directement dans la conduite des gaz d'échappement où le liquide vaporisé (par exemple du gasoil) est brûlé. 6
[0021] Le dispositif décrit est compact, notamment du fait de l'intégration des moyens d'amenée du liquide à vaporiser directement dans le corps creux contenant l'élément chauffant de la bougie. II est également robuste, ce qui limite les risques de fuites de liquide, et d'une fabrication simplifié. Par exemple, le corps creux contenant l'élément chauffant peut être réalisé par formage à partir d'un tube. La possibilité de réaliser le dispositif entièrement en métal permet de supporter des températures relativement élevées. [0022] D'autres modes de réalisation que ceux décrits et représentés peuvent être conçus par l'homme du métier sans sortir du cadre de la 10 présente invention.

Claims (11)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de vaporisation d'un liquide, du type comprenant un corps creux (21, 41) ayant un axe longitudinal (33, 46) et dont la paroi interne délimite une chambre (32, 51) d'admission du liquide, une bougie (22, 44) fixée au corps creux et munie d'un élément chauffant (30, 45) débouchant dans ladite chambre, des moyens (23, 49) d'amenée du liquide dans ladite chambre en contact avec ledit élément chauffant, et une sortie (29, 42) du liquide vaporisé, le dispositif étant caractérisé en ce que lesdits moyens (23, 49) d'amenée de liquide sont fixés audit corps creux (21, 41) et positionnés sensiblement selon ledit axe longitudinal (33, 46).
2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit corps creux (21, 41) est de forme sensiblement cylindrique.
3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite sortie du liquide vaporisé est constituée par un conduit d'évacuation (29, 42) ayant une extrémité fixée audit corps creux sensiblement en regard dudit élément chauffant (30, 45).
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens (23) d'amenée du liquide comportent une vis (26) fixée audit corps creux et percée d'un canal longitudinal (34) débouchant dans ladite chambre (32) et d'un canal transversal (35) croisant ledit canal longitudinal, et d'un conduit (24) d'entrée du liquide en liaison avec le canal transversal, l'axe longitudinal (34) dudit canal longitudinal étant confondu avec ledit axe longitudinal (33) dudit corps creux.
5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que ladite vis (26) est fixée audit corps creux par l'intermédiaire d'une entretoise creuse 8 (25) interposée entre la tête de la vis et ledit corps creux, ledit conduit (24) d'entrée du liquide étant fixé à l'entretoise.
6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que des moyens d'étanchéité (27, 28) sont interposés entre l'entretoise et, d'une part, ledit corps creux et, d'autre part, la tête de la vis.
7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité comportent au moins deux rondelles d'étanchéité (27, 28).
8. Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que lesdites rondelles d'étanchéité sont métalliques.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ledit corps creux (41) comporte un embout (47) aligné avec ledit axe longitudinal (46) et en ce que lesdits moyens (49) d'amenée de liquide comportent une pièce (48) à liaison rapide pouvant être connectée sur ledit embout (47).
10. Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité (57) est interposé entre ledit embout (47) et ladite pièce (48) à liaison rapide.
11. Application du dispositif défini à l'une des revendications précédentes à l'injection d'un carburant vaporisé dans le tuyau d'échappement d'un véhicule muni d'un filtre à particules et/ou d'un catalyseur, le carburant étant vaporisé en amont du filtre à particules ou du catalyseur.
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