Brevet FR2449794A1 — publié le 19800919

DISPOSITIF POUR LE PBECHAUFFAGE DES GAZ D'ADMISSION La présente invention, dûe à la collaboration de Messieurs Jean Paul COURTOIS et Bertrand HAVET, se rapporte au préchauffage des gaz d'admission en utilisant des caloducs. On sait qu'un caloduc est un dispositif qui permet le transfert d'une grande quantité de chaleur d'un point à un autre ; il est essentiellement constitué par une enceinte fermée dans laquelle un fluide circule entre un évaporateur et un condenseur. Le transfert de chaleur s'opère sous la forme d'un transfert de masse associé à la chaleur latente de vaporisation ou de condensation des fluides utilises, ces derniers peuvent notamment être du type eau, alcool, mercure, potassium, sodium, etc. On connatt dé3à l'application des caloducs qui consiste à prlever des calories aux gaz d'échappement et à les restituer aux ga; d'admission à l'aide d'un fluide intermédiaire. Cependant de tels dispositifs présentent de nombreuses contraintes mécaniques et thermiques. I1 en est ainsi pour toute disposition générale selon laquelle un tube contenant un liquide adéquat est plongé à sa partie inférieure dans les gaz d'échappement, tandis que sa partie supérieure est en contact intime avec le collecteur d'admission. Ce type de montage présente des inconvénients, notamment du fait - de la dilatation du tube, qui doit à la fois pouvoir coulisser libre nient dans le collecteur d'échappement, tout en assurant une bonne etan- chéité. - du contact avec le collecteur d'admission, qui doit être aussi bon que possible pour assurer un bon transfert de calories, ce qui est difficile à réaliser du fait des différences de coefficient de dilatation entre le tube qui est en inox et le collecteur, en aluminium. - de la montée excessive en température et en pression du liquide in terne, lorsque l'on arrête le moteur. En effet, les calories passent alors par conduction du collecteur d'échappement audit fluide, sans que ce dernier ne soit refroidi à sa partie supérieure par les gaz frais d'admission, d'où percolation de l'essence dans le système d'admission. - de la perte de charge considérable au niveau de l'échappeoent, au cas où lton dispose des ailettes à la surface du tube pour faciliter les transferts de chaleur. La présente invention a pour but de pallier les inconvnients ci-dessus et sera décrite au regard des figures 1 et 2 ci-jointes, données à titre d'exemple non limitatif, et qui représentent respectivement une coupe verticale de la zône concernée par ltéchange de calories effectué par calodue, ainsi qutune vue générale montrant l'emplacement du dispositf selon l'invention dans le groupe moto-propulseur. En référence à la figure 1, on voit la disposition du caloduc 1, pourvu d'un bouchon de remplissage 2 pour son liquide, qui plonge se partie inférieure 3, ici en forme d'entonnoir, mais pouvant également âtre cylindrique ou autre, dans le collecteur d'dchappement 4 et dont la partie supdrieure 5 émerge directement dans le collecteur d'admission 6. Cette disposition permet par conséquent un ton échange thermique, ainsi bien du côté de l'admission des gaz que de celui de ltéchappement. Les deux parties 3 et 5 du caloduc 1 sont soudées entre elles et le rebord 8 ainsi forme' se trouve au niveau du plan de joint des collecteurs 4 et 6. Des joints isolants 9-10, sont de préférence disposés de part et d'autre du rebord 8, l'ensemble précédant étant fixé par serrage entre les collecteurs 4 et 6. On le voit, ce montage assure une bonne étanchéité entre le caloduc et les collecteurs d'admission 6 et d'échappement 4 et de plus évitent un transfert de chaleur par conduction trop important, à l'arrêt du moteur, entre la paroi 7 du collecteur 4 et le liquide du caloduc. Par ailleurs, cette disposition permet la dilatation dudit caloduc sans nuire à ltétanchéité de l'ensemble, en outre, pour les mêmes raisons, des zônes 11-12 formant soufflet sont ménagées respectivement dans les élé- mente 3 et 5. La partie 13 supérieure de ltélément 5, comporte des ondulations qui améliorent ltéchange thermique en accroissant la surface de contact entre le caloduc et les gaz d'admission. Les ondulations 11 de ltélément 3 jouent un rôle analogue. Afin de faciliter la circulation de Ia vapeur dans le caloduc, le liquide se vaporisant à la périphérie et se condensant au centre, on donnera de préférence une forme convexe à la partie supérieure de l'éliment 5 ou on munira le bouchon de remplissage 2 d'une pointe dirigée vers l'intérieur. Les gouttelettes de liquide se condenseront donc dans ces zônes et retourneront au centre du caloduc. On notera que selon les dispositions qui précèdent, et notamment du fait de l'isolation thermique du caloduc 1 et des parois 7 de l'échappement 4 grâce aux joints 9-10, le dispositif selon l'invention ne fonctionnera que lorsqu'il sera echaufé par les gaz d'échappement, donc lors de la rotation du moteur. Nous évitons ainsi les risques, connus par ailleurs, de percolation de l'essence contenue dans le système d'admission. Selon la figure 2, on voit un exemple d'implantation du dispositif selon l'invention dans le groupe moto-propulseur. On retrouve le caloduc 1, engagé en partie dans le collecteur d'échappement 4 et en partie dans le collecteur d'admission 6, le carburateur 20 et son filtre à air 21 surmontent ce dernier. Par ailleurs, le collecteur d'échappement 4 est réuni à la culasse 23 du moteur 21. A titre parement indicatif, un caloduc du type de celui qui vient d'etre décrit peut avoir un diamètre de l'ordre de 4 cm au niveau de ltélément 5, de 2,7 cm à la base de ltélément 3 et une hauteur voisine de 8 cm. Cependant, les formes du caloduc ainsi que ses dimensions peuvent être variables selon les besoins et sont déterminées expérimentalement. On peut également faire appel à plusieurs caloducs sans sortir du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour le préchauffage des gaz d'admission au moyen d'un caloduc transférant les calories des gaz d'échappement aux gaz d'ad mission, caractérisé par le fait que ledit caloduc est constitué d'un élément supérieur et d'un élément inférieur, respectivement situés dans le collecteur d'admission et dans le collecteur d'échap pement, ces deux éléments étant réunis par exemple par soudage con formant à leur jonction un rebord, de préférence pourvue de joints isolants, ce dernier étant situé au niveau de plan de joint des col lecteurs d'admission et d'échappement est serré de façon étanche entre eux. 2 - Dispositif pour le préchauffage des gaz d'admission selon la reven dication 1, caractérisé en ce que la paroi des éléments constitutifs du caloduc comportent des soufflets permettant sa dilatation. 3 - Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la paroi des éléments constitutifs du caloduc présente des zônes ondu lées destinées à améliorer les échanges thermiques de part et d'autre de ladite paroi. 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le caloduc comporte à sa partie supérieure un bouchon de remplissage, dont la face dirigée vers l'intérieur comporte des moyens pour condenser les vapeurs du liquide au centre du caloduc, du type courbure con vexe ou pointe.