FR2952311A1 - Device for mixing intake air flow with recirculated exhaust gas flow in internal combustion engine of e.g. diesel type motor vehicle, has mixing plate integrated to air duct and comprising downstream edge located upstream of axis of pipe - Google Patents
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Abstract
Description
B09-1717FR û JK/EVH B09-1717EN - JK / EVH
Société par actions simplifiée dite : RENAULT s.a.s. Dispositif de mélange de deux flux de gaz à température différente Invention de : MAESTRONI Julien-Ange ALIZON Franck Simplified joint-stock company known as: RENAULT s.a.s. Mixing device for two gas flows at different temperatures Invention of: MAESTRONI Julien-Ange ALIZON Franck
Dispositif de mélange de deux flux de gaz à température différente L'invention se situe dans le domaine de l'alimentation en air des moteurs thermiques, et plus particulièrement dans le domaine des alimentations avec recyclage partiel des gaz d'échappement. Dans le but de réduire les émissions de polluants issus de la combustion des moteurs thermiques, les véhicules automobiles, notamment les véhicules automobiles de type Diesel, sont souvent équipés d'un circuit de recyclage des gaz d'échappement ("EGR", ou Exhaust Gas Recycling) du moteur dans le collecteur d'admission de ce dernier. On sait en effet qu'une telle recirculation partielle des gaz d'échappement permet de diminuer les émissions d'oxyde d'azote du moteur, qui sont des espèces chimiques particulièrement nocives. La quantité d'oxyde d'azote est fortement liée à la composition du mélange réactif dans les cylindres du moteur en air, en carburant, et à la présence de gaz inertes. Grâce à une telle recirculation, la quantité d'oxygène lors de la combustion est diminuée, de sorte qu'il y a moins de constituants oxydants capables d'oxyder l'azote en oxydes d'azote polluants. De plus, la température de la combustion est abaissée car la chaleur spécifique des gaz d'échappement est supérieure à celle de l'air, ce qui réduit la vitesse de formation des oxydes d'azote. Le circuit de recyclage partiel des gaz d'échappement peut être agencé selon deux configurations différentes. La première est le recyclage des gaz d'échappement dit haute pression, dans lequel les gaz sont prélevés à la sortie du collecteur d'échappement et réinjectés dans le collecteur d'admission. La deuxième, qui nous intéresse ici, est le recyclage des gaz d'échappement dit basse pression (ou EGR BP), dans lequel les gaz sont prélevés en sortie de la turbine ou en sortie de filtre à particules, et sont réinjectés en amont du compresseur. The invention is in the field of air supply for heat engines, and more particularly in the field of feeds with partial recycling of exhaust gases. In order to reduce the emissions of pollutants from the combustion of combustion engines, motor vehicles, particularly diesel type motor vehicles, are often equipped with an exhaust gas recirculation system ("EGR" or Exhaust Gas Recycling) of the engine in the intake manifold of the latter. Indeed, it is known that such partial recirculation of the exhaust gas makes it possible to reduce the emissions of nitrogen oxide from the engine, which are particularly harmful chemical species. The amount of nitrogen oxide is strongly related to the composition of the reaction mixture in the engine cylinders in air, fuel, and the presence of inert gases. Thanks to such a recirculation, the amount of oxygen during combustion is reduced, so that there are fewer oxidizing constituents capable of oxidizing the nitrogen to pollutant nitrogen oxides. In addition, the temperature of the combustion is lowered because the specific heat of the exhaust gas is higher than that of the air, which reduces the formation rate of the nitrogen oxides. The partial exhaust gas recirculation circuit can be arranged in two different configurations. The first is the so-called high-pressure exhaust gas recirculation, in which the gases are withdrawn at the outlet of the exhaust manifold and reinjected into the intake manifold. The second, which interests us here, is the recycling of the so-called low-pressure exhaust gases (or BP EGR), in which the gases are taken at the outlet of the turbine or at the outlet of the particulate filter, and are reinjected upstream of the compressor.
Dans un circuit d'alimentation d'air sur lequel est connecté un circuit de recyclage de type EGR BP, les gaz brûlés chauds sont introduits en amont de la roue du compresseur et se mélangent avec les gaz frais froids issus du filtre à air. Pour assurer la fiabilité et un bon rendement de la roue du compresseur il convient de limiter, d'une part, les gradients thermiques du mélange gazeux arrivant sur la roue, et d'autre part, des turbulences excessives qui pourraient déstabiliser le mouvement de la roue, et détériorer le rendement du compresseur. I1 faut donc obtenir un mélange homogène en température, non turbulent, sur une distance parcourue réduite du fait des contraintes d'encombrement du moteur. Dans le cas des circuits EGR haute pression, la priorité étant d'obtenir un mélange homogène en composition dans tous les cylindres, les solutions proposées visent avant tout à créer des turbulences prononcées dans le flux d'air, afin de diluer les gaz recyclés. C'est le cas des solutions proposées par les demandes de brevet EP 1 004 767 et US 6 138 651, qui proposent toutes deux d'injecter deux flux tangentiels de gaz de directions opposées dans la conduite principale d'alimentation en air, de manière à créer un mouvement tourbillonnant des gaz brûlés le long de la paroi de la conduite. De tels mouvements tourbillonnants ne sont pas tolérables dans le cas d'un circuit EGR BP, car ils déstabiliseraient le fonctionnement du compresseur. In an air supply circuit on which is connected a recycling circuit EGR type LP, the hot burnt gases are introduced upstream of the compressor wheel and mix with cold fresh gases from the air filter. To ensure the reliability and good performance of the compressor wheel it is necessary to limit, on the one hand, the thermal gradients of the gas mixture arriving on the wheel, and on the other hand, excessive turbulence which could destabilize the movement of the compressor. wheel, and deteriorate the efficiency of the compressor. It is therefore necessary to obtain a homogeneous mixture of temperature, non-turbulent, over a reduced distance traveled because of the constraints of size of the engine. In the case of high pressure EGR circuits, the priority being to obtain a homogeneous mixture of composition in all the cylinders, the solutions proposed are primarily intended to create pronounced turbulence in the air flow, in order to dilute the recycled gases. This is the case of the solutions proposed by the patent applications EP 1 004 767 and US 6 138 651, both of which propose injecting two tangential gas flows of opposite directions into the main air supply pipe, in such a way that to create a swirling motion of the flue gases along the wall of the pipe. Such swirling movements are not tolerable in the case of a BP EGR circuit, since they would destabilize the operation of the compressor.
Une autre configuration proposée pour créer des turbulences de l'air d'alimentation en amont d'un point d'injection de gaz brûlés, est de disposer des languettes, ou une plaque, perpendiculairement au flux principal d'air, juste en amont du point d'injection de gaz brûlés. C'est la solution proposée par exemple par le brevet US 5 535 717 ou la demande de brevet US 2004/0144372. Dans cette solution comme dans la précédente, les turbulences rebondissent sur les parois du conduit et se propagent sur des distances non compatibles avec la proximité du compresseur. Another proposed configuration for creating turbulence of the supply air upstream of a burnt gas injection point, is to have tabs, or a plate, perpendicular to the main flow of air, just upstream of the point of injection of burned gas. This is the solution proposed for example by US Patent 5,535,717 or US Patent Application 2004/0144372. In this solution as in the previous one, the turbulence bounces on the walls of the duct and propagates on distances not compatible with the proximity of the compressor.
La demande de brevet US 2006/0060171 propose de disposer un ou plusieurs barreaux cylindriques transversalement au flux d'air, les barreaux étant situés au droit du point d'injection de gaz recyclés. Le mélange se fait en aval des barreaux, sur une distance qui peut être insuffisante du fait de la proximité du compresseur. La demande de brevet US 2005/0072409, également destinée à un recyclage haute pression des gaz, propose de disposer une plaque déflectrice en regard du point d'injection des gaz recyclés, interposée entre le point d'injection et les orifices d'admission d'air dans les cylindres du moteur. La plaque s'étend en amont et surtout aval du point d'injection, de manière à allonger le parcours des gaz recyclés avant leur arrivée aux cylindres. En allongeant le parcours, le mélange des gaz avec l'air peut ainsi se faire de manière plus complète. L'invention a pour but de proposer un dispositif d'homogénéisation d'un mélange gaz brûlés-air, les gaz brûlés étant injectés en amont d'un compresseur d'alimentation en air. Ce dispositif doit limiter les gradients thermiques du mélange arrivant au compresseur. I1 doit toutefois éviter de générer un profil de turbulences à large échelle du mélange, qui en déstabilisant le mouvement de la roue du compresseur, risque de dégrader la marge au pompage du compresseur, donc de limiter les performances du moteur. Un dispositif de mélange de deux flux de gaz à température différente, notamment d'un flux d'air d'alimentation et d'un flux de gaz brûlés d'un moteur à combustion interne, comprend : û une conduite d'air pour l'écoulement du flux d'air, û une tubulure d'amenée des gaz brûlés dans la conduite d'air, l'axe de la tubulure des gaz croisant l'axe de la conduite d'air, û une plaque de mélange, solidaire de la conduite d'air, et séparant la conduite d'air en deux canaux indépendants le long d'une portion de la conduite d'air. La plaque de mélange est symétrique par rapport à un plan défini par les axes de la conduite d'air et de la tubulure des gaz, et le bord aval de la plaque de mélange se trouve en amont de l'axe de la tubulure des gaz. Le bord aval s'entend bien sûr au sens de la direction d'écoulement de l'air. Avantageusement, la plaque de mélange est solidaire de la conduite d'air le long d'un premier côté et le long d'un deuxième côté opposé de la plaque de mélange. La plaque de mélange sépare alors au niveau d'un troisième côté amont, la conduite d'air en deux canaux indépendants qui se rejoignent le long d'un quatrième côté aval de la plaque de mélange. Le premier et le deuxième côté se trouvent de préférence hors du plan d'intersection des axes de la conduite d'air et de la tubulure des gaz. La conduite d'air et la tubulure des gaz, considérées au voisinage de leur point d'intersection, peuvent être des portions de cylindre au sens large, de section circulaire ou non circulaire, l'axe de la conduite ou de la tubulure correspondant soit à un axe de symétrie de la portion de cylindre, soit à un axe arbitraire, intérieur à la conduite ou à la tubulure, ayant même direction que les génératrices de la portion de cylindre correspondante. On se place de préférence dans une configuration où l'extrémité de la tubulure des gaz ne pénètre pas à l'intérieur de la conduite d'air au delà de son intersection avec celle-ci. A défaut, on se place dans une configuration où la plaque de mélange, ou son prolongement par une surface réglée, n'intercepte pas la tubulure des gaz. On pourrait encore dire, dans ces conditions, que la tubulure des gaz ne "croise" pas la plaque de mélange. US patent application 2006/0060171 proposes to have one or more cylindrical bars transversely to the air flow, the bars being located to the right of the injection point of recycled gas. The mixing is done downstream of the bars, over a distance that may be insufficient because of the proximity of the compressor. The patent application US 2005/0072409, also intended for a high-pressure recirculation of gases, proposes to dispose a deflector plate facing the injection point of the recycled gases, interposed between the injection point and the inlet ports of the gas. air in the engine cylinders. The plate extends upstream and especially downstream of the injection point, so as to lengthen the path of the recycled gases before they arrive at the cylinders. By extending the route, the mixture of gases with the air can thus be done more completely. The object of the invention is to propose a device for homogenizing a burnt gas-air mixture, the burnt gases being injected upstream of an air supply compressor. This device must limit the thermal gradients of the mixture arriving at the compressor. However, it must avoid generating a large-scale turbulence profile of the mixture, which by destabilizing the movement of the compressor wheel, may degrade the compressor's pumping margin, thus limiting engine performance. A device for mixing two different temperature gas streams, in particular a feed air stream and a burnt gas flow of an internal combustion engine, comprises: an air duct for the flow of the air flow, a pipe for supplying the flue gases into the air duct, the axis of the gas duct crossing the axis of the air duct, and a mixing plate, integral of the air duct, and separating the air duct into two independent ducts along a portion of the air duct. The mixing plate is symmetrical with respect to a plane defined by the axes of the air duct and the gas manifold, and the downstream edge of the mixing plate is upstream of the axis of the gas manifold. . The downstream edge of course refers to the direction of flow of air. Advantageously, the mixing plate is integral with the air duct along a first side and along a second opposite side of the mixing plate. The mixing plate then separates at a third upstream side, the air duct into two independent channels which meet along a fourth downstream side of the mixing plate. The first and the second side are preferably outside the plane of intersection of the axes of the air duct and the gas manifold. The air duct and the gas pipe, considered in the vicinity of their point of intersection, may be cylinder portions in the broad sense, of circular or non-circular section, the axis of the pipe or the corresponding pipe is to an axis of symmetry of the cylinder portion, that is to say an arbitrary axis, inside the pipe or the pipe, having the same direction as the generatrices of the corresponding cylinder portion. It is preferably located in a configuration where the end of the gas pipe does not penetrate inside the air duct beyond its intersection with it. Otherwise, one places oneself in a configuration where the mixing plate, or its extension by a regulated surface, does not intercept the piping of the gases. It could still be said, under these conditions, that the gas pipe does not "cross" the mixing plate.
Avantageusement, le bord aval de la plaque de mélange se trouve en amont de l'extrémité de la tubulure des gaz débouchant dans la conduite d'air. De préférence, pour préciser cette variante, les droites génératrices de la paroi de la tubulure des gaz n'interceptent pas la plaque de mélange, ou l'interceptent le long de son côté aval. En effet, la direction de l'axe de la tubulure des gaz est, quand l'encombrement le permet, soit perpendiculaire à l'axe de la conduite d'air, soit inclinée vers l'amont de la conduite d'air, par exemple afin d'allonger le parcours du mélange de gaz avant leur arrivée à un compresseur. Dans ce dernier cas, le bord aval de la plaque de mélange se trouve d'autant plus en amont de l'entrée de gaz brûlé, que la tubulure des gaz est inclinée vers l'amont. La plaque de mélange peut être plane, parallèle à l'axe de la conduite d'air, ou inclinée en direction de la tubulure des gaz. Le bord aval de la plaque de mélange peut présenter une échancrure de forme correspondant au contour de l'extrémité de la tubulure des gaz. Avantageusement, le bord aval de la plaque de mélange se trouve au voisinage immédiat du prolongement, suivant la direction de l'axe de la tubulure des gaz, de l'extrémité de la tubulure des gaz. On peut alors se trouver dans la configuration où les droites génératrices de la paroi de la tubulure des gaz interceptent la plaque de mélange sur une portion de son côté aval. Advantageously, the downstream edge of the mixing plate is upstream of the end of the gas pipe opening into the air duct. Preferably, to clarify this variant, the generating lines of the wall of the gas manifold do not intercept the mixing plate, or intercept along its downstream side. Indeed, the direction of the axis of the gas manifold is, when the space permits, either perpendicular to the axis of the air duct, or inclined upstream of the air duct, by example to extend the path of the gas mixture before their arrival at a compressor. In the latter case, the downstream edge of the mixing plate is all the more upstream of the burned gas inlet, the gas pipe is inclined upstream. The mixing plate may be flat, parallel to the axis of the air duct, or inclined towards the gas manifold. The downstream edge of the mixing plate may have an indentation of shape corresponding to the contour of the end of the gas manifold. Advantageously, the downstream edge of the mixing plate is in the immediate vicinity of the extension, in the direction of the axis of the gas manifold, of the end of the gas manifold. We can then be in the configuration where the generating lines of the wall of the gas manifold intercept the mixing plate on a portion of its downstream side.
Selon un mode de réalisation préféré, la plaque de mélange est incurvée, et présente une face convexe du côté de la tubulure des gaz, c'est-à-dire du côté le plus proche de la tubulure. Selon un autre mode de réalisation préféré, la plaque de mélange comprend une portion de cylindre de révolution, l'axe du cylindre étant parallèle à l'axe de la conduite d'air ou étant incliné de l'amont vers l'aval en direction de la tubulure des gaz. Avantageusement, la distance de l'extrémité de la tubulure des gaz à la plaque de mélange est inférieure au tiers du diamètre de la conduite d'air, c'est-à-dire de la plus grande dimension transversale de la conduite d'air. De préférence, l'angle entre une normale à la plaque de mélange et l'axe de la conduite d'air, est toujours compris entre 60° et 90°. Avantageusement, la longueur amont-aval de la plaque de mélange est au moins le double du diamètre de la tubulure des gaz, c'est-à-dire de la plus grande dimension transversale de la tubulure des gaz. Le dispositif est particulièrement avantageux dans le cas où la conduite relie une entrée d'air à pression atmosphérique ou un filtre à air d'un moteur à combustion interne, et un compresseur de suralimentation du moteur. En d'autres termes, le dispositif peut être utilisé pour mélanger un flux d'air d'admission avec des gaz recirculés à basse pression dans un moteur à combustion interne équipé d'un turbocompresseur. Avantageusement, la courbe d'intersection de la plaque de mélange avec le plan de symétrie, se trouve du même côté que la tubulure des gaz par rapport à l'axe de la conduite d'air. Selon un mode de réalisation préféré, la plaque de mélange se trouve à l'aval immédiat de la sortie d'un segment coudé de conduite d'air, la plaque de mélange étant disposée perpendiculairement au plan de courbure du segment coudé, et la plaque étant disposée par rapport à l'axe de la portion de conduite qui la contient, du même côté que le centre de courbure du segment coudé. According to a preferred embodiment, the mixing plate is curved, and has a convex face on the side of the gas manifold, that is to say on the side closest to the tubing. According to another preferred embodiment, the mixing plate comprises a portion of cylinder of revolution, the axis of the cylinder being parallel to the axis of the air duct or being inclined from upstream to downstream in the direction of the air duct. of the gas manifold. Advantageously, the distance from the end of the gas manifold to the mixing plate is less than one third of the diameter of the air duct, that is to say of the largest transverse dimension of the air duct. . Preferably, the angle between a normal to the mixing plate and the axis of the air duct, is always between 60 ° and 90 °. Advantageously, the upstream-downstream length of the mixing plate is at least twice the diameter of the gas manifold, that is to say the largest transverse dimension of the gas manifold. The device is particularly advantageous in the case where the pipe connects an air inlet at atmospheric pressure or an air filter of an internal combustion engine, and a supercharger compressor of the engine. In other words, the device can be used to mix a flow of intake air with recirculated gases at low pressure in an internal combustion engine equipped with a turbocharger. Advantageously, the curve of intersection of the mixing plate with the plane of symmetry, is on the same side as the pipe of the gas with respect to the axis of the air duct. According to a preferred embodiment, the mixing plate is immediately downstream of the outlet of an angled segment of the air duct, the mixing plate being arranged perpendicularly to the plane of curvature of the elbow segment, and the plate being arranged with respect to the axis of the pipe portion which contains it, on the same side as the center of curvature of the bent segment.
D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée de quelques modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 illustre une vue en coupe d'un dispositif de mélange suivant l'invention ; - la figure 2 illustre le dispositif de mélange de la figure 1 vu en coupe suivant une direction perpendiculaire à la précédente ; - la figure 3 illustre une vue en coupe d'un deuxième dispositif de mélange suivant l'invention ; - la figure 4 illustre une vue en coupe d'un troisième dispositif de mélange suivant l'invention ; - la figure 5 illustre une vue en perspective d'un quatrième dispositif de mélange suivant l'invention. Other objects, advantages and features of the invention will appear on examining the detailed description of some embodiments given by way of non-limiting examples and illustrated by the appended figures in which: FIG. in section of a mixing device according to the invention; - Figure 2 illustrates the mixing device of Figure 1 seen in section in a direction perpendicular to the previous; - Figure 3 illustrates a sectional view of a second mixing device according to the invention; FIG. 4 illustrates a sectional view of a third mixing device according to the invention; - Figure 5 illustrates a perspective view of a fourth mixing device according to the invention.
Sur les figures 1 et 2, est illustrée une portion de conduite 1 sensiblement cylindrique dans laquelle circule de la gauche vers la droite de la figure, un premier gaz dont les flux d'écoulement sont schématisés par des flèches blanches 9. La conduite 1 peut être notamment une conduite d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, amenant de l'air frais d'un filtre à air vers un compresseur de suralimentation du moteur. Du fait des contraintes d'encombrement sous le capot moteur du véhicule, la conduite 1 peut succéder à un segment coudé 18 de conduite d'air. FIGS. 1 and 2 show a substantially cylindrical pipe portion 1 in which a first gas flows from left to right of the figure, the flow streams of which are represented by white arrows 9. The pipe 1 can In particular, it is an air supply line for an internal combustion engine of a motor vehicle, bringing fresh air from an air filter to a supercharger compressor of the engine. Due to the constraints of space under the engine bonnet of the vehicle, the pipe 1 can succeed to an angled segment 18 of the air duct.
L'axe de la conduite 1 est repéré par un axe géométrique « x » dirigé de l'amont de la conduite vers l'aval de la conduite, c'est-à-dire de la gauche vers la droite de la figure. A l'intérieur de la conduite 1 est disposée une plaque plane rectangulaire 4, qui est solidaire de la conduite 1 le long de deux côtés opposés 7 et 8 du rectangle. Le plan de la plaque 4 est sensiblement parallèle à l'axe « x » de la conduite 1. Le troisième et le quatrième côtés du rectangle, tous deux disjoints de la paroi de la conduite 1, constituent un bord amont 5 et un bord aval 6 de la plaque 4 : le flux de gaz 9 se sépare en deux écoulements indépendants au niveau du bord amont 5, et les deux écoulements se rejoignent au niveau du bord aval 6. Entre son bord amont 5 et son bord aval 6, la plaque 4 délimite dans la conduite 1 deux canaux indépendants 13 et 14. Une portion de tubulure sensiblement cylindrique 2 débouche dans la conduite 1 par une extrémité 3, l'axe « z » de la tubulure 2 se trouvant dans le même plan que l'axe « x » de la conduite 1, et interceptant ce dernier. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, les axes « x » de la conduite et « z » de la tubulure sont perpendiculaires, et l'on a défini un troisième axe « y » perpendiculaire aux deux précédents. On peut envisager des variantes de réalisation où les axes « x » et « z » forment entre eux un angle inférieur à 90°, pouvant descendre par exemple jusqu'à 30°. L'extrémité 3 de la tubulure 2 peut affleurer à la surface de la paroi de la conduite 1, ou peut au contraire dépasser légèrement à l'intérieur de la conduite 1. La tubulure 2 amène un deuxième gaz vers la conduite 1, ce deuxième gaz pouvant être par exemple un flux de gaz d'échappement recyclés prélevés en aval des moyens de dépollution d'un moteur à combustion interne et ramenés vers la conduite 1, c'est-à-dire vers le compresseur de suralimentation du moteur. On se trouve alors dans le cadre d'une recirculation de gaz d'échappement dite « basse pression ». Le deuxième flux de gaz est représenté par des flèches noires 10. La plaque 4 est positionnée de manière à ce que son bord aval 6 se trouve en amont de l'axe « z » de la tubulure, c'est-à-dire à gauche de cet axe « z » sur les figures 1 et 2. Dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, le bord aval 6 de la plaque 4 se trouve au droit du point le plus amont de la paroi interne de la tubulure 2. En d'autres termes, si l'on prolonge les parois internes de la tubulure 2 par des droites génératrices de la paroi de la tubulure, ces droites génératrices interceptent la plaque 4 en un seul point, au milieu de son bord aval. Les flux 9 de premier gaz, que nous appellerons pour simplifier flux d'air, s'écoulent de part et d'autre de la plaque 4 dans les deux canaux indépendants 13 et 14 délimités par la plaque. Ces flux d'air se rejoignent au niveau du bord aval 6 de la plaque 4, créant une zone tourbillonnaire en aval de la plaque. Le flux de second gaz 10, que nous appellerons flux de gaz recyclés, débouche dans la conduite 1 au niveau de la nappe tourbillonnaire ainsi créée. Les deux flux gazeux d'air et de gaz recyclés sont brassés au niveau d'une nappe de microtourbillons centrée sur l'épaisseur de la conduite, ces microtourbillons s'atténuant assez rapidement sur la longueur de la conduite. On évite ainsi, par opposition aux dispositifs de mélange de l'art antérieur, la propagation de macrotourbillons le long de la paroi de la conduite. The axis of the pipe 1 is marked by a geometric axis "x" directed from the upstream of the pipe downstream of the pipe, that is to say from the left to the right of the figure. Inside the pipe 1 is disposed a rectangular flat plate 4, which is integral with the pipe 1 along two opposite sides 7 and 8 of the rectangle. The plane of the plate 4 is substantially parallel to the "x" axis of the pipe 1. The third and fourth sides of the rectangle, both disjointed from the wall of the pipe 1, constitute an upstream edge 5 and a downstream edge 6 of the plate 4: the gas flow 9 separates into two independent flows at the upstream edge 5, and the two flows meet at the downstream edge 6. Between its upstream edge 5 and its downstream edge 6, the plate 4 delimits in line 1 two independent channels 13 and 14. A portion of substantially cylindrical tubing 2 opens into line 1 through one end 3, the axis "z" of tubing 2 being in the same plane as the axis "X" of the pipe 1, and intercepting the latter. In the example shown in Figures 1 and 2, the axes "x" of the pipe and "z" of the tubing are perpendicular, and there is defined a third axis "y" perpendicular to the previous two. It is possible to envisage variant embodiments in which the axes "x" and "z" form between them an angle of less than 90 °, which can be as low as 30 °. The end 3 of the tubing 2 may be flush with the surface of the wall of the pipe 1, or may instead slightly exceed the inside of the pipe 1. The pipe 2 brings a second gas to the pipe 1, this second gas that can be for example a stream of recycled exhaust gases taken downstream of the pollution control means of an internal combustion engine and returned to the pipe 1, that is to say to the engine supercharging compressor. It is then in the context of a recirculation of exhaust gas called "low pressure". The second flow of gas is represented by black arrows 10. The plate 4 is positioned so that its downstream edge 6 is upstream of the axis "z" of the tubing, that is to say at left of this axis "z" in Figures 1 and 2. In the embodiment shown in Figures 1 and 2, the downstream edge 6 of the plate 4 is at the right of the most upstream point of the inner wall of 2. In other words, if the inner walls of the tubing 2 are extended by lines generating the wall of the tubing, these generating lines intercept the plate 4 at a single point, in the middle of its edge. downstream. The streams 9 of the first gas, which we will call to simplify the flow of air, flow on either side of the plate 4 in the two independent channels 13 and 14 delimited by the plate. These air flows meet at the downstream edge 6 of the plate 4, creating a swirl zone downstream of the plate. The flow of second gas 10, which we will call recycled gas flow, opens into the pipe 1 at the vortex web thus created. The two gas streams of air and recycled gas are brewed at a level of microtubers ply centered on the thickness of the pipe, these microtourbillons attenuating quite rapidly over the length of the pipe. This avoids, as opposed to mixing devices of the prior art, the propagation of macrotourillons along the wall of the pipe.
I1 est avantageux de disposer la portion de conduite 1 de manière à ce qu'elle succède à un segment coudé 18 de conduite d'air, (si ce segment coudé doit être présent par ailleurs du fait des impératifs d'encombrement sous le capot moteur). En effet, si l'on dispose la plaque 4 perpendiculairement au plan de la courbure du segment coudé 18, la plaque 4 permet de canaliser le flux d'air proche de l'intérieur du coude vers le canal 14, et limite ainsi le décollement du flux d'air par rapport à la paroi en sortie de coude. En réduisant l'effet de décollement, on améliore la perméabilité de la conduite en sortie du coude 18, ce qui compense au moins pour partie la réduction de perméabilité engendrée par la présence de la plaque. I1 est dans ce cas préférable de placer la plaque, par rapport à l'axe de la portion de conduite 1, du même côté que le centre de courbure du segment coudé 18 qui précède la portion de conduite 1 équipée de la plaque 4. I1 is advantageous to have the pipe portion 1 so that it succeeds an angled segment 18 of the air duct, (if this elbow segment must be present also due to the requirements of space under the bonnet ). Indeed, if the plate 4 is arranged perpendicular to the plane of the curvature of the bent segment 18, the plate 4 serves to channel the flow of air near the inside of the bend towards the channel 14, and thus limits the separation of the air flow relative to the wall at the outlet of the elbow. By reducing the peeling effect, the permeability of the pipe at the outlet of the elbow 18 is improved, which at least partly compensates for the reduction in permeability caused by the presence of the plate. In this case, it is preferable to place the plate, with respect to the axis of the pipe portion 1, on the same side as the center of curvature of the bent segment 18 which precedes the pipe portion 1 equipped with the plate 4.
De plus, en évitant une part du décollement, on concentre une part du débit sur la partie inférieure de la conduite qui, au débouché de la plaque, permet d'augmenter le cisaillement du débit de gaz provenant de la tubulure. On retrouve sur la figure 3 des éléments communs aux figures 1 et 2, les mêmes éléments étant alors désignés par les mêmes références. La figure 3 illustre une coupe d'une variante de l'invention, dans un plan passant par l'axe « x » de la conduite, et perpendiculaire à l'axe « z » de la tubulure. Le flux d'air de la conduite 1 est séparé en deux par une plaque plane 4 globalement rectangulaire, et dont le bord aval 6 est entaillé par une échancrure circulaire 11, reproduisant une projection, suivant l'axe « z » de la tubulure 2, du contour de l'extrémité 3 de la tubulure 2. L'échancrure 11 est positionnée au droit de la portion d'extrémité 3 de tubulure dont elle est la projection. En d'autres termes, on pourrait dire que les génératrices de la paroi interne de la tubulure 2, interceptent la plaque 4 le long de son bord aval 6. Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, le plan de la plaque 4 est perpendiculaire à l'axe « z » de la tubulure 2, mais on peut envisager des variantes de réalisation où la normale à la plaque 4 serait inclinée par rapport à l'axe « z » de la tubulure, comme illustré par exemple sur le mode de réalisation de la figure 4. La figure 4 illustre une vue en coupe d'un troisième mode de réalisation de l'invention. On retrouve sur la figure 4 des éléments communs aux figures 1 à 3, les mêmes éléments étant désignés par les mêmes références. Sur la figure 4 comme sur la figure 2, l'invention est illustrée en coupe dans le plan x, z, comprenant les axes « x » de la tubulure 2 et « z » de la conduite 1. La plaque 4 est une plaque rectangulaire comme dans l'exemple de réalisation des figures 1 et 2, mais elle est cette fois inclinée en direction de l'extrémité 3 de la tubulure 2, la normale 12 à la plaque 4 formant un angle (3 avec l'axe « z » de la tubulure (2). La plaque 4 sépare la conduite 1 en deux canaux 13 et 14 de section variable, la section du canal 14 plus proche de l'orifice 3 de la tubulure 2 se rétrécissant en direction de cette tubulure 2. On obtient ainsi un effet venturi accélérant le flux d'air 9 passant dans le canal 14, ce qui améliore le brassage des gaz lors de la rencontre des deux flux d'air des canaux 13 et 14, et du flux 10 de gaz brûlés arrivant de la tubulure 2 par un effet de cisaillement augmenté. La figure 5 illustre en perspective un quatrième mode de réalisation de l'invention. On retrouve sur la figure 5 des éléments communs aux figures 1 à 4, les mêmes éléments étant désignés par les mêmes références. Sur le mode de réalisation de la figure 5, la portion de conduite 1 est rectiligne au voisinage de l'entrée 3 de la tubulure et sur la longueur de la plaque 4. La conduite 1 présente des changements de section, et de direction, en amont et en aval de la portion rectiligne considérée. Sur l'exemple de réalisation de la figure 5, la plaque 4 est une portion de surface cylindrique, comprenant une portion de cylindre de révolution 15 et des portions latérales planes 16. Les portions latérales 16 se terminent chacune par un retour à angle droit formant cornière 17. La portion cylindrique de révolution 15 permet de délimiter avec la surface de la conduite 1, un canal de passage d'air intérieur 14 dont la profondeur suivant l'axe « z » varie plus progressivement que dans les modes de réalisation précédents, quand on se déplace suivant la largeur du canal, c'est-à-dire du bord 7 d'assemblage de la plaque au bord 8 d'assemblage de la plaque. Les portions planes 16 et les bords cornières 17 permettent d'assembler la plaque à la conduite 1 en insérant le bord cornière 17 dans une glissière (non représentée) ménagée sur le bord interne de la conduite 1. Le bord aval 6 de plaque 4 est échancré comme dans le mode de réalisation de la figure 3, de manière à arriver jusqu'au bord de la surface cylindrique (non représentée) génératrice de la paroi interne de la tubulure 2. De manière générale, pour tous les modes de réalisation illustrés, la plaque 4 peut être maintenue à l'intérieur de la conduite 1 par ses bords d'assemblage 7 et 8, chacun des bords 7 et 8 étant insérés dans une glissière ménagées sur la paroi de la conduite 1. Les bords d'assemblage 7 et 8 de la plaque 4 peuvent être soudés aux parois de la conduite 1. Dans le cas d'une plaque 4 soudée, on peut ne pas utiliser de glissières sur la paroi de la conduite 1, et se contenter de ménager des reliefs permettant de prépositionner la plaque 4 avant son soudage. On peut également souder la plaque 4 sur la paroi interne d'une conduite 1 sans aménagement particulier. Les méthodes de soudage sont des méthodes de soudage classique de type soudage par ultrasons ou soudage par friction. La plaque 4 peut également être collée au moyen d'adhésif par ses bords 7 et 8 aux parois de la conduite 1. On peut également envisager de réaliser la plaque 4 en une seule pièce avec la portion de conduite 1, lors du moulage de cette conduite 1. I1 est à noter que dans les exemples de réalisation décrits, l'axe de la tubulure 2 est perpendiculaire à l'axe de la conduite 1. On peut envisager des variantes où l'axe « z » de la conduite 2 est oblique par rapport à l'axe « x » de la conduite 1, les deux axes restant cependant concourants et définissant un plan de symétrie de l'ensemble. On aura notamment avantage à orienter le flux des gaz brûlés 10 vers l'amont de la conduite 1 de manière à allonger le parcours entre la zone de rencontre de l'air et les gaz brûlés et le point d'arrivée du mélange compresseur. Dans le cas où la tubulure 2 débouche en oblique dans la conduite 1, la zone de turbulences d'air générée au niveau du bord aval de la plaque devra rester proche du point de rencontre entre l'air et les gaz brûlés, c'est-à-dire que l'axe « z » de la tubulure ne devra pas intercepter la plaque 4, ou tout au plus l'intercepter au niveau de son bord aval 6. De préférence, on imposera que les droites génératrices de la paroi de la tubulure 2 n'interceptent pas la plaque 4, ou tout au plus l'interceptent le long de son bord aval 6. In addition, by avoiding part of the separation, one concentrates a portion of the flow on the lower part of the pipe which, at the outlet of the plate, increases the shear of the flow of gas from the tubing. FIG. 3 shows elements that are common to FIGS. 1 and 2, the same elements then being designated by the same references. Figure 3 illustrates a section of a variant of the invention, in a plane passing through the axis "x" of the pipe, and perpendicular to the axis "z" of the pipe. The air flow of the pipe 1 is separated in two by a flat plate 4 generally rectangular, and whose downstream edge 6 is cut by a circular indentation 11, reproducing a projection, along the axis "z" of the pipe 2 , the contour of the end 3 of the tube 2. The notch 11 is positioned to the right of the end portion 3 of tubing which it is projection. In other words, it could be said that the generatrices of the inner wall of the pipe 2, intercept the plate 4 along its downstream edge 6. In the embodiment of Figure 3, the plane of the plate 4 is perpendicular to the axis "z" of the tubing 2, but it is possible to envisage alternative embodiments where the normal to the plate 4 would be inclined with respect to the axis "z" of the tubing, as illustrated for example on the Embodiment of FIG. 4. FIG. 4 illustrates a sectional view of a third embodiment of the invention. FIG. 4 shows elements that are common to FIGS. 1 to 3, the same elements being designated by the same references. In FIG. 4 as in FIG. 2, the invention is illustrated in section in the x, z plane, comprising the "x" axes of the pipe 2 and "z" of the pipe 1. The plate 4 is a rectangular plate as in the embodiment of Figures 1 and 2, but this time is inclined towards the end 3 of the tubing 2, the normal 12 to the plate 4 forming an angle (3 with the axis "z" The plate 4 separates the pipe 1 into two channels 13 and 14 of variable section, the section of the channel 14 closer to the orifice 3 of the pipe 2 narrowing towards this pipe 2. On thus obtaining a venturi effect accelerating the flow of air 9 passing through the channel 14, which improves the stirring of the gases when the two air streams of the channels 13 and 14 meet, and the flow 10 of burnt gases arriving from the tubing 2 by an increased shearing effect Fig. 5 illustrates in perspective a fourth embodiment of the inverted shear. In Figure 5 there are elements common to Figures 1 to 4, the same elements being designated by the same references. In the embodiment of FIG. 5, the pipe portion 1 is rectilinear in the vicinity of the inlet 3 of the pipe and along the length of the plate 4. The pipe 1 has changes in section and direction, upstream and downstream of the rectilinear portion considered. In the embodiment of Figure 5, the plate 4 is a cylindrical surface portion, comprising a revolution cylinder portion 15 and flat lateral portions 16. The side portions 16 each end with a right angle return forming angle 17. The cylindrical portion of revolution 15 delimits with the surface of the pipe 1, an inner air passage channel 14 whose depth along the axis "z" varies more gradually than in the previous embodiments, when moving along the width of the channel, that is to say the edge 7 of the assembly of the plate at the edge 8 of the plate assembly. The flat portions 16 and the corner edges 17 allow the plate to be assembled to the pipe 1 by inserting the angle edge 17 into a slideway (not shown) formed on the inner edge of the pipe 1. The downstream edge 6 of the plate 4 is notched as in the embodiment of Figure 3, so as to reach the edge of the cylindrical surface (not shown) generating the inner wall of the tubing 2. In general, for all embodiments shown, the plate 4 can be held inside the pipe 1 by its assembly edges 7 and 8, each of the edges 7 and 8 being inserted into a slideway formed on the wall of the pipe 1. The assembly edges 7 and 8 of the plate 4 can be welded to the walls of the pipe 1. In the case of a welded plate 4, slides can not be used on the wall of the pipe 1, and content to provide reliefs allowing preposition the plate 4 before welding. It is also possible to weld the plate 4 on the inner wall of a pipe 1 without any particular arrangement. Welding methods are conventional welding methods such as ultrasonic welding or friction welding. The plate 4 can also be adhesively bonded by its edges 7 and 8 to the walls of the pipe 1. It is also conceivable to make the plate 4 in one piece with the pipe portion 1, during the molding of this pipe. 1. It should be noted that in the embodiments described, the axis of the pipe 2 is perpendicular to the axis of the pipe 1. It is possible to envisage variants where the axis "z" of the pipe 2 is oblique with respect to the axis "x" of the pipe 1, the two axes however remaining concurrent and defining a plane of symmetry of the assembly. It will be particularly advantageous to direct the flue gas flow 10 upstream of the pipe 1 so as to lengthen the path between the air meeting zone and the flue gas and the arrival point of the compressor mixture. In the case where the pipe 2 opens obliquely in the pipe 1, the air turbulence zone generated at the downstream edge of the plate must remain close to the meeting point between the air and the flue gases, it is that is, the axis "z" of the tubing should not intercept the plate 4, or at most intercept it at its downstream edge 6. Preferably, it will be imposed that the generating lines of the wall of the tubing 2 do not intercept the plate 4, or at most intercept it along its downstream edge 6.
L'objet de l'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits et peut faire l'objet de nombreuses variantes, notamment en ce qui concerne la forme des sections de la conduite et de la tubulure, ou la géométrie de la plaque. Les surfaces de la conduite 1 et de la tubulure 2 au voisinage du point de rencontre de la conduite et de la tubulure peuvent être des surfaces cylindriques au sens large, c'est-à-dire ayant des sections autres que circulaires. La surface de la plaque pourra être autre que plane ou cylindrique de révolution, mais on aura avantage à utiliser préférentiellement une surface réglée symétrique par rapport au plan « x, z » défini par la direction de l'axe ou des génératrices de la tubulure 2, et par la direction de l'axe ou des génératrices de la conduite 1. Le choix d'un profil de plaque sous forme de surface réglée permet notamment d'envisager une fabrication en une seule pièce, par moulage, de la plaque 4 et de la portion de conduite 1. Dans les exemples de réalisation décrits, l'extrémité 3 de la tubulure 2 est proche de la paroi de la conduite 1. Dans ce cas, on a avantage à ce que la plaque 4 se situe du même côté par rapport à l'axe « x » de la conduite, que l'extrémité 3 de la tubulure 2. De manière plus générale, la distance minimale entre le bord aval 6 de la plaque 4 et l'extrémité 3 de la tubulure 2 doit être inférieure au tiers du diamètre D2 de la conduite 1. Dans des variantes de réalisation, la tubulure 2 peut déboucher plus profondément à l'intérieur de la conduite 1, son extrémité 3 se trouvant alors plus proche d'un axe central « x » de la conduite 1 que la paroi de la conduite 1. La tubulure ne devra cependant pas croiser la surface réglée génératrice de la surface de la plaque 4, et la distance du bord aval 6 de la plaque 4 à l'extrémité 3 de la tubulure 2 devra rester inférieure au tiers du diamètre de la conduite 1. The object of the invention is not limited to the embodiments described and may be subject to many variants, in particular with regard to the shape of the sections of the pipe and the pipe, or the geometry of the plate. The surfaces of the pipe 1 and the pipe 2 near the meeting point of the pipe and the pipe may be cylindrical surfaces in the broad sense, that is to say having sections other than circular. The surface of the plate may be other than plane or cylindrical of revolution, but it will be advantageous to preferentially use a controlled surface symmetrical with respect to the plane "x, z" defined by the direction of the axis or generatrices of the tubing 2 , and by the direction of the axis or the generatrices of the pipe 1. The choice of a plate profile in the form of a controlled surface makes it possible in particular to envisage a one-piece fabrication, by molding, of the plate 4 and of the pipe portion 1. In the embodiments described, the end 3 of the pipe 2 is close to the wall of the pipe 1. In this case, it is advantageous that the plate 4 is on the same side relative to the axis "x" of the pipe, that the end 3 of the pipe 2. More generally, the minimum distance between the downstream edge 6 of the plate 4 and the end 3 of the pipe 2 must be less than one third of the diameter D2 of line 1. Dan In alternative embodiments, the pipe 2 can open deeper inside the pipe 1, its end 3 then being closer to a central axis "x" of the pipe 1 than the wall of the pipe 1. However, the tubing must not cross the set surface generating the surface of the plate 4, and the distance from the downstream edge 6 of the plate 4 to the end 3 of the tubing 2 must remain less than one third of the diameter of the pipe 1 .
Dans le cas où la plaque est inclinée en direction de la tubulure pour créer un effet venturi, l'inclinaison de la plaque devra rester modérée de manière à ne pas trop freiner le débit d'air traversant les canaux 13 et 14. On veillera par exemple à ce que les normales locales au plan de la plaque et la direction de l'axe ou des génératrices de la conduite 1 forment toujours des angles compris entre 60° et 90°. La longueur amont/aval de la plaque 4, c'est-à-dire la plus petite distance suivant l'axe « x » de la conduite 1 entre le bord amont 5 et le bord aval 6 de la plaque 4, devra être suffisante pour permettre l'établissement de deux flux d'air laminaires dans les canaux 13 et 14. In the case where the plate is inclined towards the tubing to create a venturi effect, the inclination of the plate should remain moderate so as not to slow too much air flow through the channels 13 and 14. It will be ensured by For example, the local normals at the plane of the plate and the direction of the axis or generatrices of the pipe 1 always form angles between 60 ° and 90 °. The upstream / downstream length of the plate 4, that is to say the smallest distance along the "x" axis of the pipe 1 between the upstream edge 5 and the downstream edge 6 of the plate 4, must be sufficient to allow the establishment of two laminar air flows in the channels 13 and 14.
On veillera par exemple à ce que cette longueur amont/aval L soit supérieure à au moins deux fois le diamètre intérieur D3 de la tubulure 2. Le dispositif de mélanges suivant l'invention est particulièrement avantageux dans le cas du recyclage basse pression des gaz brûlés d'un moteur à combustion. Le dispositif utilise un élément peu onéreux à fabriquer, la plaque de dimensions adaptées, cet élément pouvant éventuellement être rajouté, dans une position optimisée, sur une conduite d'air existante. Le dispositif permet d'obtenir une zone de turbulences localisée au point de rencontre de l'air et des gaz brûlés. Ces turbulences ne se répercutent pas, ou peu, sur le profil d'écoulement du mélange à l'entrée du compresseur. Elles assurent toutefois une homogénéité satisfaisante du mélange gazeux, en température et en composition. On constate par exemple qu'entre une conduite d'air dans laquelle arrive une tubulure de gaz brûlés, et la même conduite d'air dans laquelle arrive la même tubulure de gaz brûlés, en amont de laquelle on a disposé une plaque de mélange suivant l'invention, on réduit de 40% l'écart entre la température maximale locale de gaz en entrée du compresseur et la température minimale locale de gaz en entrée du compresseur. La durée de vie et la fiabilité du compresseur se trouvent améliorés. On peut en outre se permettre de réinjecter dans le dispositif des gaz brûlés plus chauds, donc se passer, ou réduire de taille, d'éventuels échangeurs thermiques de refroidissement de ces gaz brûlés. For example, it will be ensured that this upstream / downstream length L is greater than at least twice the inside diameter D3 of the pipe 2. The mixing device according to the invention is particularly advantageous in the case of low-pressure recycling of the burnt gases. of a combustion engine. The device uses an inexpensive element to manufacture, the plate of suitable dimensions, this element can optionally be added, in an optimized position, on an existing air duct. The device makes it possible to obtain a turbulence zone located at the meeting point of the air and the flue gases. This turbulence does not affect, or little, the flow profile of the mixture at the compressor inlet. However, they ensure a satisfactory homogeneity of the gaseous mixture, temperature and composition. For example, it can be seen that between an air duct in which a burnt gas pipe arrives, and the same air duct into which the same flue gas pipe arrives, upstream of which a next mixing plate has been arranged. the invention reduces by 40% the difference between the maximum local gas temperature at the inlet of the compressor and the minimum local gas temperature at the inlet of the compressor. The life and reliability of the compressor are improved. In addition, it is possible to reinject into the device hotter flue gases, thus avoiding or reducing the size of any heat exchangers for cooling these flue gases.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111036418A (en) * | 2019-12-30 | 2020-04-21 | 中煤（天津）洗选科技有限公司 | A mixed dispensing device of medicament for coal slime flotation |
| GB2601615A (en) * | 2020-10-26 | 2022-06-08 | Caterpillar Inc | Vane mixer in engine exhaust system |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7200597A (en) * | 1971-02-01 | 1972-08-03 | Amine resin prodn reactor/mixer - with aniline and formal dehyde feed | |
| JPH09195859A (en) * | 1996-01-16 | 1997-07-29 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Erg gas supply device for diesel engine |
| JP2000008967A (en) * | 1998-06-17 | 2000-01-11 | Nissan Motor Co Ltd | Engine exhaust gas recirculation system |
| WO2000012202A1 (en) * | 1998-08-28 | 2000-03-09 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Arrangement for combining dissimilar streams |
| FR2847947A1 (en) * | 2002-11-29 | 2004-06-04 | Renault Sa | Motor vehicle i.c. engine exhaust gas recirculation system has flow breaker baffle in entry zone of inlet manifold |
| EP1712753A2 (en) * | 2005-04-15 | 2006-10-18 | Iveco S.p.A. | Module and method for introducing a urea solution into the exhaust gas of an engine |
| FR2918416A1 (en) * | 2007-07-02 | 2009-01-09 | Coutier Moulage Gen Ind | EXHAUST GAS RECIRCULATION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
| FR2920472A1 (en) * | 2007-09-04 | 2009-03-06 | Renault Sas | Exhaust system for turbo-charged heat engine, has rectifier rectifying flow of clean exhaust gas in exhaust conduit before exhaust gas enters into oxidation catalyst, for breaking turbulent flow generated by rotation of turbine |
| US7552722B1 (en) * | 2007-12-26 | 2009-06-30 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Exhaust gas recirculator devices |
-
2009
- 2009-11-09 FR FR0957901A patent/FR2952311A1/en active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7200597A (en) * | 1971-02-01 | 1972-08-03 | Amine resin prodn reactor/mixer - with aniline and formal dehyde feed | |
| JPH09195859A (en) * | 1996-01-16 | 1997-07-29 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Erg gas supply device for diesel engine |
| JP2000008967A (en) * | 1998-06-17 | 2000-01-11 | Nissan Motor Co Ltd | Engine exhaust gas recirculation system |
| WO2000012202A1 (en) * | 1998-08-28 | 2000-03-09 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Arrangement for combining dissimilar streams |
| FR2847947A1 (en) * | 2002-11-29 | 2004-06-04 | Renault Sa | Motor vehicle i.c. engine exhaust gas recirculation system has flow breaker baffle in entry zone of inlet manifold |
| EP1712753A2 (en) * | 2005-04-15 | 2006-10-18 | Iveco S.p.A. | Module and method for introducing a urea solution into the exhaust gas of an engine |
| FR2918416A1 (en) * | 2007-07-02 | 2009-01-09 | Coutier Moulage Gen Ind | EXHAUST GAS RECIRCULATION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
| FR2920472A1 (en) * | 2007-09-04 | 2009-03-06 | Renault Sas | Exhaust system for turbo-charged heat engine, has rectifier rectifying flow of clean exhaust gas in exhaust conduit before exhaust gas enters into oxidation catalyst, for breaking turbulent flow generated by rotation of turbine |
| US7552722B1 (en) * | 2007-12-26 | 2009-06-30 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Exhaust gas recirculator devices |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111036418A (en) * | 2019-12-30 | 2020-04-21 | 中煤（天津）洗选科技有限公司 | A mixed dispensing device of medicament for coal slime flotation |
| GB2601615A (en) * | 2020-10-26 | 2022-06-08 | Caterpillar Inc | Vane mixer in engine exhaust system |
| US11441460B2 (en) | 2020-10-26 | 2022-09-13 | Caterpillar Inc. | Vane mixer in engine exhaust system |
| GB2601615B (en) * | 2020-10-26 | 2024-11-13 | Caterpillar Inc | Vane mixer in engine exhaust system |
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