Brevet FR2462569A1 — publié le 19810213

L'invention, due à la collaboration de Monsieur Serge TAUZIN, est relative à un dispositif de réchauffage d'un détendeur-vaporisateur de gaz liquéfié, notamment de gaz de pétrole liquéfié, pour alimentation d'un moteur à combustion interne. L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, un tel dispositif de réchauffage pour moteur à refroidissement par air habituellement alimenté en essence. On sait que pour l'alimentation d'un moteur, le gaz liquéfié est détendu et vaporisé pour permettre d'obtenir un mélange gazeux comburant + combustible convenable. La détente et la vaporisation du gaz liquéfié s'effectuent avec absorption de chaleur, au niveau du détendeur-vaporisateur. Pour que ce dernier puisse continuer à fonctionner, il faut prévoir un dispositif de réchauffage destiné à éviter le givrage. Divers dispositifs de réchauffage ont déjà été proposés ; toutefois,. ils demandent à être améliorés tant au point de vue de leur simplicité, et de leur fiabilité, que de leur rapidité de mise en action. L'invention a pour but, surtout, de fournir un dispositif de réchauffage, du genre défini précédemment, qui satisfait à ces exigences. Selon l'invention, un dispositif de réchauffage pour détendeur-vaporisateur de gaz liquéfié, pour l'alimentation d'un moteur à combustion interne, est caractérisé par le fait qu'il comprend, en combinaison, un circuit fermé de liquide de réchauffage, notamment d'eau, comportant un échangeur de chaleur monté sur une tubulure d'échappement des gaz de combustion et propre à assurer le réchauffage du liquide à partir des gaz de combustion, des moyens permettant de faire circuler le liquide réchauffé autour du détendeur-vaporisateur et une pompe, notamment actionnéepar le moteur à combustion interne, pour mettre en mouvement le liquide dans le circuit fermé. De préférence, dans le cas où le dispositif de réchauffage est destiné à un moteur à combustion interne à refroidissement par air, équipé d'une pompe normalement destinée au pompage du carburant d'origine,notamasent de l'essence, la pompe utilisée dans le circuit de liquide de réchauffage est celle qui était destinée au pompage du carburant d'origìne. Généralement, cette pompe est du type pompe à membrane et est montée entre le détendeur et l'échan geur de chaleur, en aval du détendeur et en amont de l'échangeur. Le dispositif de réchauffage est agencé, de préférence, de telle sorte que la température du liquide à la sortie de l'échangeur et à l'entrée des moyens de circulation autour du détendeur-vaporisateur soit de l'ordre de 800C. Le dispositif de réchauffage est, en outre, agencé de telle sorte que la montée en température du liquide du circuit de réchauffage s'effectue rapidement notamment, cette montée en température, à partir du démarrage d'un moteur froid, peut être telle que le liquide du circuit de réchauffage atteint, à la sortie de l'échangeur, une température de l'ordre de 600C en une minute environ. Le volume de liquide du circuit de réchauffage est avantageusement- inférieur à deux litres, de préfé rence de l'ordre d'un litre. L'invention consiste, mises à part les disposi tions exposées ci-dessus, en certaines autres disposi tions dont il sera plus explicitement question à propos d'un mode de réalisation particulier décrit avec référence au dessin ci-annexé, mais qui n'est nullement limitatif. La figure unique de ce dessin représente schématiquement un dispositif de réchauffage pour détendeur-vaporisateur de gaz liquéfié, conforme à l'invention. En se reportant au dessin, on peut voir un dispositif de réchauffage R d'un détendeur-vaporisateur D de gaz de pétrole liquéfié, pour l'alimentation d'un moteur à combustion interne M à refroidissement par air. Le gaz liquéfié arrive dans le détendeur D par une tubulure 1 et sort, sous forme gazeuse, de ce détendeur, par une tubulure 2 dirigeant le gaz vers la tubulure d'admission du moteur. Le dispositif de réchauffage R comprend un circuit fermé 3 de liquide de réchauffage, ce liquide étant notamment constitué par de l'eau additionnée de divers produits antigel, anti-oxydant ou autres. Ce circuit fermé 3 comporte un échangeur de chaleur 4 monté sur une tubulure 5 d'échappement des gaz de combustion et propre à assurer le réchauffage du liquide L à partir des gaz de combustion. Le circuit 3 comporte, également, des moyens C permettant de faire circuler le liquide réchauffé autour du détendeur vaporisateur D ces moyens C sont, de préférence, formés par une chambre 6 annulaire, entourant le détendeur D, chambre dans laquelle passe le liquide réchauffé. Le circuit fermé 3 comprend, en outre, une pompe 7 pour mettre en mouvement, ou plus précisément pour accélérer le mouvement du liquide dans le circuit fermé. Le sens de circulation du liquide dans ce circuit a été représenté par des flèches ; de même,dans la tubulure d'échappement 5, le sens de circulation des gaz est indiqué par des flèches. Le circuit fermé 3 comporte, en outre, un vase d'expansion 8 qui peut être directement en communication avec l'atmosphère ou, de préférence, fermé par un bouchon 9 de pressurisation , propre àn'établir une communication avec l'atmosphère que lorsqu'une légère surpression, par exemple de l'ordre de 0,1 bar, se produit dans le circuit 3. Dans le cas d'un moteur M, à refroidissement par air, primitivement destiné à fonctionner à l'essence, il est prévu, sur ce moteur, une pompe à essence, généralement du type à membrane. Avantageusement, lorsque l'on assure l'alimentation de ce moteur M par du gaz de pétrole liquéfié, on utilise la pompe primitivement destinée à l'essence, comme pompe 7 pour le circuit fermé 3 de liquide de réchauffage. Une telle pompe peut être montée en bout d'arbre à cames et est enracinée par le moteur à combustion interne M. La représentation du dessin correspond à un tel montage. La solution de l'invention est donc particulièrement intéressante. En effet, dans le cas où un moteur M qui fonctionnait à l'essence est transformé de manière à fonctionner au gaz de pétrole liquéfié, on utilise une pompe déjà présente sur le moteur, et qui, autrement, n'aurait plus d'utilité. Dans le cas où le moteur M est destiné, dès le début, à fonctionner au gaz de pétrole liquéfié, l'agencement de ce moteur reste voisin de celui d'un moteur à essence, et la pompe 7, du même type que les pompes à essence, est d'un prix de revient réduit. La pompe 7 est montée entre l & détendeur D et l'échangeur de chaleur 4, en aval du détendeur et en amont de l'échangeur. Ainsi, la pompe 7 ne voit passer que du liquide relativement froid et sa tenue s'en trouve améliorée. Le dispositif de réchauffage est agencé de telle sorte que la température du liquide à la sortie 4a de l'échangeur et à l'entrée 6e de la chambre 6 soit de l'ordre de 800C. Le dispositif de réchauffage est en outre agencé de telle sorte que la montée en température du liquide L s'effectue rapidement. A titre d'exemple, cette montée en température, lors du démarrage d'un moteur froid, est telle que le liquide du circuit 3 de réchauffage atteint, à la sortie 4a de l'échangeur, une température de l'ordre de 600C en une minute environ. Pour favoriser cette montée rapide en température, le volume de liquide du circuit de réchauffage 3 est inférieur à deux litres et de préférence de l'ordre d'un litre. Le fonctionnement du dispositif de réchauffage du moteur M équipé de ce dispositif est le suivant. Lors du démarrage du moteur M, supposé froid, le circuit de réchauffage 3 et le détendeur D se trouvent à la température ambiante, de même que le moteur M. De ce fait, dès que du gaz liquéfié est admis par la tubulure 1,dans le détendeur D, ce gaz se vaporise en empruntant- de la chaleur aux éléments qui l'entourent, notamment aux parois du détendeur D. Cette vaporisation initiale du gaz liquéfié permet de fournir le mélange comburant + combustible nécessaire au démarrage du moteur M. La température des parois du- détendeur- vaporiseur D va diminuer progressivement l toutefois, la capacité calorifique des parois du détendeur est suffisante pour fournir la chaleur de vaporisation, nécessaire au gaz liquéfié, pendant un temps de l'ordre de quelques minutes avant que la température de ces parois ne descende à une valeur telle que le givrage se produise et empêche l'alimentation correcte du moteur M en combustible gazeux vaporisé. Du fait que la montée en température du liquide L du circuit de réchauffage est rapide, les parois du détendeur D commenceront à être réchauffées efficacement avant d'avoir atteint une température nuisible au bon fonctionnement du moteur. En fonctionnement normal, la chaleur recueillie par le liquide L à la traversée de l'échangeur 4, est cédée à travers les parois du détendeur D pour assurer la vaporisation du gaz liquéfié. A la sortie de la chambre 6, le fluide L, qui traverse ensuite la pompe 7, est à une température relativement basse. Le dispositif de réchauffage de l'invention est simple et efficace. La mise en action est rapide grâce notamment à la combinaison de l'échangeur 4 monté sur la tubulure d'échappement des gaz 5, du faible volume de liquide du circuit 3 et de la pompe 7 Ce dispositif de réchauffage est sûr puisqu'on évite, grâce à la présence du liquide L, tout risque d'une température de réchauffage trop forte au niveau de la chambre 6. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réchauffage d'un détendeurvaporisateur de gaz liquéfié, notamment de gaz de pétrole liquéfié, pour alimentation d'un moteur à combustion interne, caractérisé par le fait qu'il comprend, en combinaison, un circuit fermé de liquide de réchauffage comportant un échangeur de chaleur monté sur une tubulure d'échappement des gaz de combustion et propre à assurer le réchauffage du liquide à partir des gaz de combustion, des moyens permettant de faire circuler le liquide réchauffé autour du détendeur-vaporisateur et une pompe, notamment actionnée par le moteur à combustion interne, pour mettre en mouvement le liquide dans le circuit fermé. 2. Dispositif selon la revendication 1, destiné à un moteur à combustion interne à refroidissement par air, équipé d'une pompe normalement destinée au pompage du carburant d'origine, caractérisé par le fait que la pompe utilisée dans le circuit de liquide de réchauffage est celle qui était destinée au pompage du carburant d'origine. 3. Dispositif de réchauffage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la pompe du circuit de réchauffage, notamment du type pompe à membrane, est montée entre le détendeur et l'échangeur de chaleur, en aval du détendeur et en amont de l'échangeur. 4. Dispositif de réchauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est agencé de telle sorte que la température du liquide à la sortie de l'échangeur et à l'entrée des moyens de circulation autour du détendeur-vaporisateur soit de l'ordre de 800C. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est agencé de telle sort-e que la montée en température du liquide du circuit de réchauffage s'effectue rapidement, notamment de manière telle que la température du liquide, à la sortie de l'échangeur, soit de l'ordre de 60"C en une minute environ. 6. Dispositif de réchauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le volume de liquide du circuit de réchauffage est inférieure à deux litres1 notamment de l'ordre d'un litre. 7. Dispositif de réchauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le liquide est constitué par de l'eau additionnée de divers produits, antigel, anti-oxydant ou autres.