FR3074523A1 - Dispositif compact de purification et de recirculation de gaz d'echappement - Google Patents

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Abstract

Le dispositif (10) comporte un conduit amont (12), s'étendant le long d'une première direction (X1), et dans lequel est logé au moins un organe (14) de purification, un premier conduit aval (16), s'étendant le long d'une seconde direction (X2), et dans lequel est logé au moins un échangeur de chaleur (18), et un deuxième conduit aval (28), destiné à être connecté à un tube de sortie de gaz d'échappement. Il comporte une chambre intermédiaire (30) comprenant : une entrée (32) de gaz d'échappement communiquant avec le conduit amont (12), en aval de l'organe de purification (14), une première sortie de gaz d'échappement (34) communiquant avec le premier conduit aval (16), et une seconde sortie de gaz d'échappement (36) communiquant avec le second conduit aval (28). La première direction (X1) et la seconde direction (X2) forment entre elles un angle (γ) compris entre 0° et 90°.

Description

Dispositif compact de purification et de recirculation de gaz d’échappement
La présente invention concerne un dispositif de purification et de recirculation de gaz d’échappement, notamment pour système d’échappement de véhicule automobile.
Un dispositif de purification et de recirculation de gaz d’échappement a notamment pour fonction de réduire la consommation en combustible dans un moteur thermique, notamment de véhicule automobile.
Un tel dispositif de purification et de recirculation connu dans l’état de la technique, notamment d’après FR 3 041 033 A1, est relativement encombrant, si bien que son intégration dans une ligne d’échappement peut être difficile à mettre en oeuvre.
L’invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient, en fournissant un dispositif compact de purification et de recirculation de gaz d’échappement.
A cet effet, l’invention a notamment pour objet un dispositif de purification et de recirculation de gaz d’échappement, notamment pour système d’échappement de véhicule automobile, comportant :
- un conduit amont, s’étendant le long d’une première direction X1, et dans lequel est logé au moins un organe de purification des gaz d’échappement ;
- un premier conduit aval, s’étendant le long d’une seconde direction X2, et dans lequel est logé au moins un échangeur de chaleur,
- un deuxième conduit aval, destiné à être connecté à un tube de sortie de gaz d’échappement, caractérisé en ce qu’il comporte une chambre intermédiaire comprenant :
- une entrée de gaz d’échappement communiquant avec le conduit amont, en aval de l’organe de purification,
- une première sortie de gaz d’échappement communiquant avec le premier conduit aval, et
- une seconde sortie de gaz d’échappement communiquant avec le second conduit aval, et dans lequel la première direction X1 et la seconde direction X2 forment entre elles un angle Y compris entre 0° et 90°.
Ainsi, le conduit amont et le premier conduit aval s’étendent d’un même côté de la chambre intermédiaire, si bien que le dispositif de purification et de recirculation de gaz selon l’invention est plus contact qu’un dispositif de l’état de la technique, notamment celui de FR 3 041 033 A1.
Un dispositif selon l’invention peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables :
- l’angle Y formé entre la première direction X1 et la seconde direction est compris entre 0 et 45°, de préférence entre 0 et 30°, pluspréférentiellement sensiblement égal à 0° et encore plus préférentiellement égal à 0°.
-l’angle Y formé la première direction X1 et la seconde direction X2 est compris entre 45° et 90°.
- la chambre intermédiaire est délimitée par une coque formée d’un assemblage d’au moins deux parties de coque rapportées les unes sur les autres.
-la coque comporte une première partie de coque comprenant l’entrée de gaz d’échappement, et la première sortie de gaz d’échappement, et une seconde partie de coque comprenant la seconde sortie de gaz d’échappement.
- la première sortie de gaz d’échappement est couverte par un filtre.
- la chambre intermédiaire comporte des éléments de guidage de gaz d’échappement, agencés pour guider une partie du gaz d’échappement provenant de l’entrée vers la première sortie de gaz d’échappement.
- la chambre intermédiaire est au moins en partie délimitée par une coque, la coque comprenant une concavité convergeant vers la seconde sortie de gaz d’échappement.
- une conduite de dérivation parallèle au premier conduit aval, la conduite de dérivation étant obturable par une vanne dédiée.
- l’entrée de gaz d’échappement est ménagée en regard de la seconde sortie de gaz d’échappement.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux figures annexées, parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d’un dispositif de purification et de recirculation selon un exemple de mode de réalisation de l’invention ;
- la figure 2 est une vue en perspective du dispositif de purification et de recirculation de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue du dessus d’une première partie de coque délimitant une chambre intermédiaire du dispositif de la figure 1, et
- la figure 4 est une vue schématique du dessus d’une seconde partie de coque délimitant la chambre intermédiaire du dispositif de la figure 1.
On a représenté, sur les figures 1 et 2, un dispositif 10 de purification et de recirculation de gaz d’échappement, destiné à être agencé dans un système d’échappement, notamment d’un véhicule automobile.
Le dispositif de purification et de recirculation 10 comporte un conduit amont 12, s’étendant le long d’une première direction X1. Ce conduit amont 12 est par exemple destiné à être connecté en sortie d’un turbocompresseur du système d’échappement, de manière classique pour un moteur turbocompressé ou à la sortie du collecteur d’échappement pour un moteur atmosphérique. Le conduit amont 12 est par exemple réalisé en acier inoxydable.
Le conduit amont 12 loge au moins un organe 14 de purification des gaz d’échappement, par exemple deux organes de purification 14 en série.
Ainsi, le conduit amont 12 remplit une fonction purification du dispositif de purification et de recirculation 10.
Le dispositif de purification et de recirculation 10 comporte par ailleurs un premier conduit aval 16, s’étendant le long d’une seconde direction X2, et dans lequel est logé au moins un échangeur de chaleur 18 de type classique. Le premier conduit aval 16 est par exemple réalisé en acier inoxydable.
Ce premier conduit aval 16 est par exemple destiné à être connecté en entrée dudit turbocompresseur pour un moteur turbocompressé ou en aval du boîtier papillon pour un moteur atmosphérique, pour remplir une fonction de recirculation du dispositif de purification et de recirculation 10. L’échangeur de chaleur 18 est destiné, comme cela est connu en soi, à baisser la température des gaz d’échappement sous une température maximale prédéfinie, généralement 160°C, avant de réinjecter ces gaz d’échappement en entrée du turbocompresseur ou en aval du boîtier papillon.
Le premier conduit aval 16 débouche dans une tuyère aval 19, agencée en aval de l’échangeur de chaleur 18. Cette tuyère aval 19 comporte une vanne principale 20, mobile entre une position d’obturation dans laquelle le gaz d’échappement ne peut pas circuler dans le premier conduit aval 16, et une position de libération dans laquelle le gaz d’échappement peut circuler librement dans le premier conduit aval 16.
Comme cela est représenté sur la figure 2, le dispositif de purification et de recirculation 10 comporte de manière optionnelle une conduite de dérivation 22 sensiblement parallèle, et de préférence parallèle au premier conduit aval 16, débouchant également dans la tuyère aval 19. La circulation de gaz d’échappement dans la conduite de dérivation 22 est donc conditionnée par la position de la vanne principale 20.
La conduite de dérivation 22 est par ailleurs obturable par une vanne dédiée 24 de type classique. Cette conduite de dérivation 22 est destinée, comme cela est connu en soi, à garder la température suffisamment élevée (par exemple au-dessus de 65°C) et à éviter la formation de condensation dans l’échangeur de chaleur 18. La vanne dédiée 24 est ouverte ou fermée en fonction de la température du gaz d’échappement.
Le dispositif de purification et de recirculation 10 comporte par ailleurs un deuxième conduit aval 28, destiné à être connecté à un tube de sortie de gaz d’échappement. Le deuxième conduit aval 28 est par exemple réalisé en acier inoxydable.
Le dispositif de purification et de recirculation 10 comporte une chambre intermédiaire 30 comprenant :
- une entrée 32 de gaz d’échappement communiquant avec le conduit amont 12, en aval de l’organe de purification 14, et par exemple directement en aval de cet organe de purification 14,
- une première sortie 34 de gaz d’échappement communiquant avec le premier conduit aval 16, et
- une seconde sortie 36 de gaz d’échappement communiquant le second conduit aval 28.
Il est à noter que la première sortie de gaz d’échappement 34 est avantageusement recouverte d’un filtre 37. Ce filtre 37 est par exemple formé par un filet métallique. Ce filtre 37 est destiné à empêcher le passage de particules, notamment de particules de céramiques issues du ou des organes de purification 14, vers le turbocompresseur pour un moteur turbocompressé ou en aval du boîtier papillon pour un moteur atmosphérique.
Conformément à l’invention, la première direction X1 et la seconde direction X2 forment entre elles un angle Y compris entre 0° et 90° inclus.
Il est à noter que, dans l’état de la technique, les première et seconde direction sont généralement alignées, et forment donc un angle de 180 °.
Un angle de 0° correspond en fait à des première X1 et seconde X2 directions parallèles, comme cela est le cas dans l’exemple représenté sur la figure 1. Dans ce cas, le conduit amont 12 et le premier conduit aval 16 s’étendent parallèlement, l’un à côté de l’autre.
De préférence, l’angle Y formé entre la première direction X1 et la seconde direction X2 est compris entre 0 et 45°.
Avantageusement, l’angle Y formé entre la première direction X1 et la seconde direction X2 est compris entre 0 et 30°.
Plus préférentiellement, l’angle Y est sensiblement égal à 0° et encore plus préférentiellement égal à 0°.
En variante, l’angle Y formé la première direction et la seconde direction est compris entre 45° et 90°.
Conformément à un mode de réalisation préféré, la chambre intermédiaire 30 est au moins partiellement délimitée par une coque formée d’un assemblage d’au moins deux parties de coque 30a, 30b rapportées les unes sur les autres.
Par exemple, la coque comporte :
- une première partie de coque 30a comprenant l’entrée de gaz d’échappement 32, et la première sortie de gaz d’échappement 34, et
- une seconde partie de coque 30b comprenant la seconde sortie de gaz d’échappement 36.
En variante, la chambre intermédiaire 30 pourrait être formée d’une pluralité de parties de coque.
La première partie de coque 30a est représentée schématiquement sur la figure 2, en vue de dessous, c’est-à-dire vue depuis l’intérieur de la chambre intermédiaire 30.
Cette première partie de coque 30a est par exemple sensiblement plane, mais peut en variante présenter toute forme envisageable. Comme on peut le voir sur la figure 2, l’entrée de gaz d’échappement 32 et la première sortie de gaz d’échappement 34 sont ménagées dans cette première partie de coque 30a. Une autre ouverture 38, destinée à être connectée à la conduite de dérivation 22, est également ménagée dans la première partie de coque 30a, à proximité de la première sortie de gaz d’échappement 34.
La seconde partie de coque 30b est représentée schématiquement sur la figure 3, en vue de dessus, c’est-à-dire vue depuis l’intérieur de la chambre intermédiaire 30.
La seconde partie de coque 30b présente de préférence une forme générale concave convergeant vers la seconde sortie de gaz d’échappement 36. Cette concavité est plus particulièrement visible sur la figure 2. Du fait de cette concavité, le gaz d’échappement dans la chambre intermédiaire 30 est aisément guidé vers la seconde sortie de gaz d’échappement 36, notamment lorsque la vanne principale 20 est en position d’obturation. En d’autres termes, lorsque la vanne principale 20 est en position d’obturation, la présence du premier conduit aval 16 ne gêne pas l’écoulement du flux de gaz vers le second conduit aval 28, le flux de gaz d’échappement étant naturellement guidé par la concavité vers la seconde sortie de gaz d’échappement 36.
Il est également à noter que la seconde sortie de gaz d’échappement 36 est agencée de préférence en regard de l’entrée de gaz d’échappement 32. Cela est également préférentiellement le cas dans d’autres modes de réalisation non limités à deux parties de coque.
Par ailleurs, conformément au mode de réalisation décrit, la seconde partie de coque 30b porte des éléments 40 de guidage de gaz d’échappement.
En variante, les éléments de guidage 40 de gaz d’échappement pourraient être agencés différemment dans la chambre intermédiaire 30.
Les éléments de guidage de gaz d’échappement 40 sont destinés à guider une partie du gaz d’échappement vers la première sortie de gaz d’échappement 34. Ainsi, ils sont agencés sur la seconde partie de coque 30b, au moins en partie sensiblement en regard de la première sortie de gaz d’échappement 34. Ainsi, le gaz provenant du conduit amont 12, arrivant sur la zone de la seconde partie de coque 30b comprenant les 10 éléments de guidage 40 de gaz d’échappement, sera guidé par ces éléments de guidage 40 de gaz d’échappement vers la première sortie de gaz d’échappement 34.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif (10) de purification et de recirculation de gaz d’échappement, notamment pour système d’échappement de véhicule automobile, comportant :
    - un conduit amont (12), s’étendant le long d’une première direction (X1 ), et dans lequel est logé au moins un organe (14) de purification des gaz d’échappement ;
    - un premier conduit aval (16), s’étendant le long d’une seconde direction (X2), et dans lequel est logé au moins un échangeur de chaleur (18),
    - un deuxième conduit aval (28), destiné à être connecté à un tube de sortie de gaz d’échappement, caractérisé en ce qu’il comporte une chambre intermédiaire(30) comprenant :
    - une entrée (32) de gaz d’échappement communiquant avec le conduit amont (12), en aval de l’organe de purification (14),
    - une première sortie (34) de gaz d’échappement communiquant avec le premier conduit aval (16), et
    - une seconde sortie (36) de gaz d’échappement communiquant avec le second conduit aval (28), et dans lequel la première direction (X1) et la seconde direction (X2) forment entre elles un angle (Y) compris entre 0° et 90°.
  2. 2. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon la revendication 1, dans lequel l’angle (Y) formé entre la première direction (X1) et la seconde direction (X2) est compris entre 0 et 45°, de préférence entre 0 et 30°, plus préférentiellement sensiblement égal à 0° et encore plus préférentiellement égal à0°.
  3. 3. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon la revendication 1, dans lequel l’angle (Y) formé la première direction (X1) et la seconde direction (X2) est compris entre 45° et 90°.
  4. 4. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la chambre intermédiaire (30) est délimitée par une coque formée d’un assemblage d’au moins deux parties de coque (30a, 30b) rapportées les unes sur les autres.
  5. 5. Dispositif de purification et de recirculation (10) (selon la revendication 4, dans lequel la coque comporte :
    - une première partie de coque (30a) comprenant l’entrée de gaz d’échappement (32), et la première sortie de gaz d’échappement (34), et
    - une seconde partie de coque (30b) comprenant la seconde sortie de gaz d’échappement (36).
  6. 6. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon l’une quelconquedes revendications précédentes, dans lequel la première sortie de gaz d’échappement(34) est couverte par un filtre (37).
  7. 7. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon l’une quelconquedes revendications précédentes, dans lequel la chambre intermédiaire (30) comportedes éléments de guidage de gaz d’échappement (40), agencés pour guider une partie du gaz d’échappement provenant de l’entrée (32) vers la première sortie de gaz d’échappement (34).
  8. 8. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la chambre intermédiaire (30) est au moins en partie délimitée par une coque, la coque comprenant une concavité convergeant vers la seconde sortie de gaz d’échappement (36).
  9. 9. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une conduite de dérivation (22) parallèle au premier conduit aval (16), la conduite de dérivation (22) étant obturable par une vanne dédiée (24).
  10. 10. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’entrée de gaz d’échappement (32) est ménagée en regard de la seconde sortie de gaz d’échappement (36).
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