Brevet FR2276879A1 — publié le 19760130

Guette invention se rapporte à une tuyère et à un système dtin- jection de liquide. Divers types de liquides peuvent être éjectes comme par example les paraffires, les peintures, l'eau et les combustibles pour moteurs, y compris l'essence et les combustibles d'alimentation des moteurs Diesel. L'invention prévoit une legère d'injection de liquide comprenant une partie formant compre pourvue d'un office à travers lequel le liquide est éjecté, et ul bouchon mobile qui est placé dans un alésage de cette partie formant corps et qui comporte une extrémité d'aval capable de fermer l'orifice précité pour intercepter le liquide éjecté à travers lui, cette tuyère comprenant un dispositif de tourbillonnement du liquide destiné à imprimer un mouvement tourbillonnant au liquide passant dans l'alésage en franchissant le bouchon et en s'écoulant vers l'orifice. Il est préférable Que le dispositif de tourbillonnement du liquide soit constitué par des rainures pratiquées dans la paroi du bouenon. Une seule rainure spirale ou plusieurs rainures séparées peuvent être prévues. La rainure ou chaque rainure peut avoir en section droite diverses formes telles que des formes rectangulaires ou à profil en V. Si désiré, la surface externe du bouchon peut être unie, et les rainures peuvent être pratiquées dans la paroi de l'alésagéoù se déplace le bouchon. Si la paroi externe du bou chon ainsi que la paroi interne de la partie formant corps de la tuyère sont unies, le dispositif de tourbillonnement du liquide peut être constitué, par exemple,-par un ressort hélicoïdal placé entre le bouchon et la paroi de l'alésage. Suivant une variante de réalisation possible de l'invention, le dispositif de tourbillonnement du liquide peut être constitué par des orifices traversant le bouchon, ces orifices étant de préférence légèrement curvilignes, au moins à leur extrémité d'aval pour imprimer un tourbillonnement satisfaisant au liquide les traversant. la partie terminale située en .aval du bouchon peut être établie de diverses façons de manière à agir pour fermer l'orifice quand le système d'injection n'est pas en fonctionnement. Ainsi, par exemple, l'extrémité d'aval du bouchon pet avoir une forme conique. pour prendre appui dans un siège de valve à conicit- correspondante faisant partie du carter ou enveloppe délimitat l'orifice de la tuyère. A titre de variante, l'extrémité d'aval du bouchon peut être munie d'un épaulement s'appliquant de façon étanche contre un épau- lement correspondant faisant partie de l'enveloppe de la tuyère et délimitant l'orifice de celle-ci. Si désiré, l'extrémité d'aval du bouchon peut être conformée à la manière d'une bille et peut s'appliquer de façon étanche contre un siège de valve constitué par une bille ménagée dans cette partie de l'enveloppe de la tuyère délimitant l'orifice de celle-ci. I1 est préférable que la tuyère comporte un équipement ou dispositif de vibration, par exemple un cristal piézo-électrique s-olidaire de la partie formant corps0 Au cours du fonctionnement du système d'injection de liquide tel que le prévoit l'invention, la tuyère peut vibrer, et ses vibrations pellve.t obliger le bouchon à se déplacer depuis sa position normale en prenant appui dans l'orifice de la tuyère jusqu'à une position espacée de cet orifice de telle sorte que le liquide soit éjecté à partir du système. lies vibrations appliquées à la tuyère peuvent varier de fréquence et dépendre, dans une certaine mesure, de la pression du liquide qui parcourt le système d'injection.De façon générale, des fréquences de vibration faibles seront nécessaires lorsqu'il s'agira de pressions de liquide élevées dans la tuyère. Tl est préférable que la tuyère d'injection vibre selon un régime de vibrations dites ultrasoniques. Ces vibrations seront évidemment suffisantes pour que le liquide soit dissocié en petites particules formant une sorte de brouillard. La gamme de fréquences en question sera déterminée dans la pratique de façon que sa limite inférieure soit voisine de la limite supérieure d'aldibilité-de l'oreille humaine, Toutefois, pour des raisons de suppression du bruit, il est généralement préférable dans la pratique d'utiliser des fréquences suffisamment élevées pour s'assurer qu'un son aidi- ble ne soit pas produit. Des moyens mécaniqlles ou électriqltes peuvent être employés pour faire vibrer la tuyère selon les besoins. lie dispositif de production de vibration h adopter de préférence est lm transducteur à cristal piézo-électrique. lie système d'injection de liquide tel que le prévoit la présente invention peut compredre un dispositif addleteur de liquide assurant un écroulement du liquide, par exemple un combustible vers la tuyère . lie système d'injection de liquide peut être utilisé pour injecter du co7*bustible directement dans un moteur ou dans un conduit aboutissanJ à un moteur. Dans l'Itypothèse d'applications au moteurs, le système peut comprendre un dispositif de commande à minutage limitant l'excitation des vibrations de la tuyère à des périodes uniformément espacées. Ainsi, par exefaple, chaque période de minutage peut constituer une partie réglable du cycle se trouvant dans une certaine relation par rapport au régime de marche du moteur. te dispositif de commande du minutage -peut être relié de telle façon à un moteur qu'on limite l'excitation du vibrateur à une partie réglable de chaque course d'aspiration de chaque cy- lindre du moteur. Etant donné qu'il peut y avoir pendant le fonctionnement dusystème tel que le prévoit la présente invention plusieurs périodes au cours desquelles la vibration est désirée et d'autres périodes au cours desquelles la vibration est indésirable, le bouchon peut être disposé de marnière à être normalement logé selon une position obturant l'orifice de la tuyère par un organe de sollicitation tel par exemple qu'un ressort. Tandis que la tuyère est soumise à la vibration, les forces d'inertie agissent contre le ressort et sont efficaces pour écarter le bouchon de l'orifice de la tuyère jusqu'à une position espacée de l'orifice. Si désiré, les forces d'inertie peuvent être assistées ou remplacées par un phénomène magnétique agissant sur le bouchon.Plus spécifiquement et à titre d'exenple, une bobine formant solénoïde peut être excitée pendant la période désirée d'injection, c'est-à-dire pendant les périodes de vibration de la tuyère. En pareil cas, le bouchon sera établi entièrement ou partiellement en matière magnétique et sera disposé de façon à être sollicité dans une direction à l'écart de l'orifice de la tuyère par l'action magnétique de ce solénoïde excité. Une réalisation de l'invention est décrite ci-apres, simplement à titre d'exemple d'ailleurs, en regard des dessins schématiques annexés dans lesquels La fig. t est une vue partiellement en coupe d'une tuyère d'injection de combustible utilisable dans un svrstème d'injection de combustible tel que le prévoit l'invention. La fie. 2 représente une secondé tuyère d'injection de combus- tible avec colle pztielle conforme à-- 1' invntion. Sa fig. 3 représente une troisième tuyère d'injection de com- bustible purtiellemerrt en coupe elle aussi conforme à l'invention. lia fig. 4 représente une quatrième tuyère d'injection de combustible partielement en coupe elle aussi conforme à l'invention. Comme le montre la fig. 1, il s'agit ici d'une tuyère -2 d'injection de combustible comportant une partie formant corps ou corne se terminant par une paroi terminale 6. Cette paroi 6 est munie d'un orifice formant tuyère 8 placé en aval qui est constitué par une partie. centrale 10 se raccordant à des parties tronconiques 12 prévues de chaque côté. Un bouchon 14 est placé dans la partie 4 et peut se déplacer le long d'un alésage 16. Ce bouchon 14 est muni d'un dispositif de tourbillonnement du combustible affectant la forme dtune rainure hélicoïdale continue 18. L'extrémité d'aval de ce bouchon 14 se termine par une partie tronconique 20. Cette partie 20 correspond comme forme à la partie conique 12 prévue du côté gauche de la partie 10 comme le montre le dessin. La partie conique 20 prend appui dans l'orifice 8 comme représente, ce qui est la position normale du bouchon 14 quand le système d'injection du combustible n'est pas en fonctionnement. Quand un cristal piézo-électrique (non reprZsenté) est excité, la tuyère 2 vibre selon un régime ultrasonique, et le bouchon est astreint à se déplacer vers la gauche (en regardant le dessin) à l'écart de l'orifice 8. Te combustible peut alors passer dans le conduit 16 et faire le tour de la rainure hélicoïdale 180ù il reçoit un tourbillonnement, puis gagner une partie du conduit 16 placée entre l'extrémité conique 20 du bouchon 14 et la partie terminale 16. Ensuite, le combustible animé d'un tourbillonnement s'écoule hors -de l'orifice 8. lia partie tronconique en-aval 12 est conformée de la manière représentée polir assurer un angle de pulvérisation satisfaisant. La partie centrale du bouchon est forée comme figuré en 22 pour l'allé;Czer de telle sorte qu'il puisse se déplacer plus facilement le long du conduit 16 solins l'action des vibrations ultra soniques. Ce fora-e borgne peut permettre au tala. de vibrations du bouchon d'être ausément Ltodifié. lie combustible est amené à la tuyère 2 à partir d'une cuve I combustible (mnon représentée) par l'intermédiaire de conduits adducteurs appropriés. Comme le montre la fig. 2, il s'agit ici d'une tuyère d'injection de combustible de construction semblable à celle que montre la fig. 1. Pour plus de simplicité, les parties semblables des fig. 1 et 2 portent les mêmes numéros de référence et une description détaillée de la construction et du fonctionnement de la tuyère représentée dans cette figure n'est pas répétée ici étant donné qu'elle est sensiblement la même que celle de la tuyère représentée par la fig. 1. Toutefois, dans la fig. 2, le dispositif de tourbillonnement du combustible est constitué par un filetage 180 On remarquera que ce filetage 18 est de pas opposé à celui de la rainure 18 visible sur la fig. 1. En outre, dans la fig. 2, la paroi terminale 6 ne fait pas partie intégrante de la partie 4 formant corps. Dans la fig. 7 est représentée une tuyère d'injection de combustible qui est fondamentalement semblable à celle que montrent les fig. 1 et 2, sauf que le bouchon 14 comporte une surface exter- ne unie et que le dispositif de tourbillonnement du combustible est prévu dans la paroi interne 30 de la partie 4 formant corps grâce à un filetage 118. lie combustible reçoit le mouvement de tourbillonnement désiré, tandis qu'il parcourt le filetage 18 en s'écoulant vers l'orifice 8. En outre, dans la fig. 3, il est prévu un cristal piézo-électrique 119 solidaire de la partie 4 formant corps. Quand ce cristal 119 est excité électriquement, la partie 4 formant corps vibre et le bouchon 14 est écarté de son siège dans l'orifice 8. lie cristal 119 peut également être maintenu de façon analogue. Dans la fig. 4 est représentée une tuyère d'injection de com bustible qui est fondazentalemient semblable à celle que montrent les fig. 1 et 2, sauf en ce qui concerne le dispositif de -tourbil lonnement du combustible. En effet, dans cette figure 4, la surface externe du bouchon 14 4 ainsi que la paroi interne 130 de la partie 4 forint corps sont réunies. lie dispositif de tourbillonnement du combustible est constitué ici par un fil métallique inséré forant ressort hélicoïdal 218 placé entre le bouchon 14 et ; la paroi interne 130.Tandis que le combustible franchit le bouchon 14 en se rendant vers l'orifice 8, il est astreint suivre le trajet imposé par la pièce insérée 213 et reçoit ainsi un mouvement oe tourbil- lonnement. Les modes de réalisation de l'invention décrits ci-avant ont été donnés simplement à titre d'exemples. Il évident que diverses modifications peuvent le,r etre apportées. C'est ai si, par exemple, que le bouchon 20 de forme conique peut être remplacé par une bille qui pourrait prendre appui dans un évidement de forme correspondante 12 prévu dans la paroi terminale 6. A condition qu'un bouchon rainuré ou. fileté 14 soit employé qui prenne aisément appui dans son alésage 16, le bouchon 14 peut avoir tendance à tourner tandis outil vibre et que le combustible le franchit. Cette rotation aidera aussi à la production d'un tourbillonnement du combustible. lies détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s 'écar- ter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques0 R S V B N D I C A T I 0 N S t.- Tuyère d'injection d'lln li vide tel qu'un combustible com prenar.t une partie formant corps nburole d'un orilice à travers lequel le liquide est éjecté et un bouchon mobile qui est placé dans un alésage de cette partie formant corps et qui comporte en aval une partie terminale capable de ferner l'orifice pour intercepter le liquide éjecté à travers lui caractérisée en ce que cette tuyère comporte un dispositif de tourbillonnement du liquide destiné à imprimer à celui-ci un mouvement tourbillonnant pendant son passage dans l'alésage en franchissant le bouchon et en se rapprochant de l'orifice. 2.- Tuyère suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de tourbillonnement du liquide est constitué par des rainures prévues sur la paroi d;l bouchon. 3.- Tuyère suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de tourbillonnement du liquide est constitué par des rainures ménagées dans la paroi de l'alésage. 4.-Tuyère suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de tourbillonnement du liquide est constitué par un ressort hélicoïdal placé entre le bouchon et la paroi de l'alésage. 5.- Tuyère suivant l'une quelconque des revendications pr-cé- dentes, caractérisée en ce que la partie terminale aval du bouchon a une forme conique. 6.- Tuyère suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif vibrateur est solidaire de la partie formant corps. 7.- Tuyère suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le système vibrateur est constitlté par un cristal piézo-électrique. 8.- Tuyère suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le bouchon est soiunîs à une sollicitation vers l'orifice par un ressort. 9.- Système d'injection de liquide caractérisé en ce qu'il comprend une tuyère dtinjection suivant l'unie quelconque des re vendications précedentesO