Brevet FR2541376A1 — publié le 19840824

La présente invention se rapporte d'une manière générale à l'alimentation en carburant des moteurs et concerne plus particulièrement un dispositif perfectionné d'alimentation en gazole des chambres de combustion d'un moteur du type Diesel. On sait que certains carburants, tels que le gazole, peuvent se figer par temps froid, ce qui est évidemment préjudiciable au bon fonctionnement du moteur, car des dépôts peuvent siaccumuler notamment dans les tuyauteries et les divers éléments situés en amont des pompes, tels que par exemple filtre ou appareil de mesure de la consommation. Pour remédier à cela, ctest-à-dire pour détruire l'état visqueux du carburant aux basses températures, il convient de réchauffer ce carburant si l'on veut éviter les solutions peu satisfaisantes qui consistent à ajouter au gazole du pétrole ou même de l'essence. C'est pourquoi, il a déjà été proposé de récupérer les fuites émanant des pompes et des injecteurs pour les recycler dans le réservoir de gazole. En effet, le travail mécanique de ces organes est de nature à réchauffer le carburant qui y transite.On notera ici que ce réchauffage est très important en particulier lorsque le moteur fonctipnne à bas régime, et il serait préjudiciable à la bonne marche du moteur que les fuites de gazole non consommées soient réintroduites directement en amont de la pompe, car, comme on le comprend, l'échauffement pourrait engendrer une vaporisation du carburant et, en toute hypothèse, constituerait une variable supplémentaire qu'il conviendrait de réguler pour contrôler la bonne marche du moteur. Par contre, si, comme expliqué précédemment, le recyclage aboutit au réservoir, il se produit par mélange du circuit des fuites avec le carburant stocké dans le réservoir, un échange gratuit de calories- de nature à refroidir utilement le circuit de fuites-et à réchauffer le réservoir dont le contenu n'aura pas tendance à-se figer. Mais le recyclage des fuites directement au réservoir présente un certain nombre d'inconvénients dans le circuit d'alimentation en carburant dont le débit doit être mesuré. En effet, pour mesurer correctement le débit de consommation du moteur, il faut équiper le circuit de deux sondes, à savoir une première sonde sur le circuit d'alimentation entre le réservoir et les pompes, et une deuxième sonde sur le circuit de récupération des fuites parvenant au réservoir, les indications de la deuxième sonde devant être retranchées de celles de la deuxième par un système de comptage approprié. Or, comme on le comprend, la prévision d'une deuxième sonde sur le circuit de récupération des fuites, ainsi que la prévision d'un système de comptage approprié augmentent considérablement le cott de l'installation. En outre, cette manière de faire ne peut pas être adoptée, car on se trouve en face d'un manque de précision tenant aux différences de caractéristiques des deux fluides aller et retour, en température et en homogénéité. En effet, le circuit de fuites peut donner lieu à une émulsion en raison du travail mécanique des pompes. Pour éviter l'emploi d'une deuxième sonde ainsi que d'un système de comptage retranchant le débit retour des fuites, du débit aller ou alimentation des pompes, on pourrait imaginer, comme cela a déjà été proposé, de recycler les fuites directement dans le circuit d'alimentation en aval du débitmètre prévu sur ce circuit. Mais alors, le circuit de récupération des fuites ne passant plus par le réservoir, il n'a pas la possibilité de se refroidir au contact de la grande quantité dé carburant stocké dans celui-ci et, de plus, par temps froid, le carburant peut se figer dans la tuyauterie en amont du débitmètre, c'est-à-dire entre celui-ci et ledit réservoir. La présente invention a pour but de remédier à tous les inconvénients ci-dessus en proposant un dispositif perfectionné d'alimentation en carburant du type gazole, qui résout d'une manière élégante et peu coûteuse tous les problèmes inhérents à la viscosité qu'acquiert ce carburant par temps froid. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'alimentation en carburant d'une chambre de combustion et destiné par exemple à alimenter en gazole un moteur à combustion interne du type Diesel, ce dispositif comprenant d'une part un circuit d'alimentation en carburant équipé d'un apparel de mesure de débit et raccordé à un réservoir pour alimenter au moins un injecteur par l'intermédiaire d'une pompe d'injection, et d'autre part un circuit de récupération des fuites de ladite pompe et/ou dudit injecteur dans ledit réservoir, et étant caractérisé en ce que ledit circuit de récupération aboutit à un échangeur disposé à l'intérieur du réservoir et raccordé au circuit d'alimentation entre la pompe d'injection et l'appareil de mesure de débit pour ainsi recycler les fuites de carburant émanant de la pompe et/ou de l'injecteur. On comprend donc déjà que, par rapport aux systèmes antérieurement connus et cités précédemment, le dispositif d'alimentation selon l'invention permet la mesure exacte du débit ou de la consommation à l'aide d'une sonde unique, et, grâce à l'échangeur logé dans le réservoir, on tire avantage non seulement des calories récupérées sur le circuit de fuites pour réchauffer ledit réservoir, mais on bénéficie également de la possibilité de recycler lesdites fuites , au sortir du réservoir, dans le circuit d'alimentation en carburant, ces fuites ayant une température et une homogénéité tout à fait aptes à assurer une permanence de qualité dans l'alimentation en carburant par temps froid. Suivant une autre caractéristique du dispositif de l'invention, on dispose sur le circuit précité de récupération des fuites un dégazeur en amont ou en aval de l'échangeur précité. On précisera ici que le dégazeur, associé à l'échangeur, peut être prévu soit à l'extérieur, soit à l'intérieur du réservoir de carburant. Suivant un mode de réalisation préféré, l'échangeur précité est constitué par une partie sinueuse du circuit de récupération lui-même cheminant dans le réservoir. Suivant un autre mode de réalisation, l'échangeur est simplement constitué par un dégazeur disposé à l'intérieur du réservoir et dont au moins l'une des parois est pourvue d'ailettes ou analogues. On précisera encore que le dégazeur, lorsqu'il est dispose à l'intérieur du réservoir, est muni d'une prise d'évent débouchant dans la zone supérieure du réservoir, laissée libre par le carburant. L'invention vise également un véhicule, une machine ou analogue utilisant un dispositif d'alimentation en carburant répondant aux caractéristiques susmentionnées. Bais d'autres caractéristiques -et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - les figures 1 à 4 illustrent schématiquement et respectivement quatre modes de réalisation de dispositifs d'alimentation en carburant conformes aux principes de l'invention. En se reportant aux figures 1 à 4, on voit qu'un dispositif d'alimentation en carburant du type concerné par la présente invention comprend essentiellement: - un circuit 1 d'alimentation en carburant équipé d'un appareil de mesure de débit ou de- consommation et d'un filtre 3, ce circuit 1 étant raccordé à un réservoir de gazole 4 pour alimenter une pluralité d'injecteurs 5 par l'intermédiaire d'une pompe haute pression 6, à laquelle peut être intégrée une pompe basse pression, comme cela est généralement le cas dans les systèmes d'alimentation en carburant des moteurs à combustion interne du type Diesel; et - un circuit 7 de récupération des fuites des injecteurs 5, ainsi qu'un circuit 8 de récupération des fuites de la pompe 6, les fuites émanant des injecteurs et de ladite pompe étant collectées dans une conduite 9 qui aboutit au réservoir de gazole 4. Tous les éléments qui viennent dtêtre décrits sont connus et équipent couramment les systèmes d'alimentation en gazole des chambres de combustion des moteurs Diesel . On rappellera ici que, dans la conduite 9 de récupération des fuites, le carburant qui y circule a été chauffé par le travail mécanique des pompes 6 et injecteurs 5. Suivant un premier mode de réalisation conforme à la présente invention, et en se reportant à la figure 1, on voit que le circuit de récupération des fuites 9 aboutit à un échangeur 10 logé dans le réservoir 4, lequel échangeur 10 est raccordé par un conduit 9a au circuit d'alimentation 1, en aval de l'appareil de mesure de débit 2, c'est-à-dire entre cet appareil et la pompe 6, comme on l'a montré en 11. Suivant une réalisation préférée, et comme on le voit bien sur la figure 1, l'échangeur 10 est tout simplement constitué par un déploiement ou une partie sinueuse du circuit 9 de récupération lui-même qui chemine dans le réservoir 4. Bien entendu, l'échangeur 10 pourrait être constitué par tout autre système équivalent multipliant les surfaces de contact avec le carburant stocké dans le réservoir 4, et cela sans sortir du cadre de l'invention. On comprend donc de ce qui précède que les fuites de la pompe 6 et des injecteurs 5 sont, grâce à l'échangeur 10, recyclées en aval du débitmètre 2, après avoir transmis leurs calories au carburant stocké dans le réservoir 4. Ainsi, non seulement le gazole dans le réservoir 4 ne pourra pas se figer par temps froid, de sorte qutil nty aura aucun risque de colmatage dans le circuit d'alimentation 1, mais le circuit des fuites 9a qui retourne au circuit d'alimentation 1 se trouvera dans des conditions de température et d'homogénéité tout à fait aptes à permettre le recyclage sans perturber les qualités du gazole circulant dans le circuit d'alimentation I et permettant un fonctionnement correct du moteur. Suivant le mode de réalisation visible sur la figure 2, un dégazeur 12 e mberposé sur le circuit de récupération des fuites 9, 9a. Plus précisément, et comme on le voit bien sur la figure 2, ce dégazeur 12 est placé en amont de l'échangeur 10. Mais un tel dégazeur pourrait parfaitement être placé en aval de l'échangeur 10, c'està-dire sur la conduite 9a de retour des fuites au circuit d'alimentation 1. Un tel dégazeur, muni bien entendu d'une prise d'évent 13permet avantageusement une purge du circuit 9, 9a de récupération des fuites qui, comme on le sait, se compose non seulement de gazole liquide mais aussi de gazole vaporisé sous l'effet de la montée en température provoquée par le travail mécanique des pompes 6 et injecteurs 5. On voit sur la figure 2 que le dégazeur 12 est disposé à l'extérieur du réservoir 4, mais il pourrait tout aussi bien être logé à l'intérieur de ce réservoir comme on le voit bien sur la figure 3. Dans ce cas-là, le dégazeur 12 peut être placé en aval de l'échangeur 10, mais il pourrait tout aussi bien, sans sortir du cadre de l'invention, être placé dans le réservoir en amont dudit échangeur. Il convient ici de noter que le dégazeur 12 est disposé à l'intérieur du réservoir 4 de telle façon que sa prise d'évent 13 débouche dans la zone supérieure 4a du réservoir 4, c'est-à-dire la zone laissée libre par le carburant. Ainsi, l'évent 13 débouche directement dans une atmosphère déjà contrôlée vis-à-vis des normes antipollution , de sorte qu'il n'est pas besoin de drainer les gaz sortant dudit évent. La mise en place du dégazeur 12 dans lé réservoir 4, comme on le voit sur la figure 3, permet d'envisager la possibilité de faire jouer à ce dégazeur le rôle de l'échangeur 10. Ainsi, comme on le voit sur la figure 4, ledit échangeur sera tout simplement constitué par un dégazeur 12 disposé à l'intérieur du réservoir 4 et dont l'une ou toutes les parois comporteront des ailettes ou analogues montrées schématiquement en 14 et constituant autant de surfaces d'échange.Bien entendu, dans ce cas-là, et comme on le voit sur la figure 4, la conduite 9 aboutira à l'intérieur du dégazeur, tandis que l'extrémité 9b de la conduite 9a plongera dans ledit dégazeur. il s'agit donc là d'une solution particuliere= ment économique puisqu'on se passe ici de l'échangeur, en ce sens que le dégazeur 12 joue à la fois sa fonction qui lui est propre ainsi que la fonction d'échangeur. On n'a pas décrit en détail le raccordement du dégazeur 12 aux installations représentées sur les figures 2 et 3, car il s'agit là d'un raccordement tout à fait classique. En effet, comme on le voit sur la figure 2, l'extrémité 15 de la conduite de récupération 9 aboutit à la partie supérieure du dégazeur 12, tandis que la portion de conduite 10a ou extrémité amont de l'échangeur 10 plonge à la partie inférieure du dégazeur 12. D'une manière analogue, et comme on le voit sur la figure 3, la portion de conduite 10b ou extrémité aval de L'échangeur 10 aboutit à la partie supérieure du dégazeur 12, tandis que l'extrémité 16 de la conduite 9a de recyclage des fuites aboutit à la partie inférieure dudit dégazeur. On a donc réalisé suivant l'invention un dispositif d'alimentation en gazole essentiellement caractérisé par un échangeur logé à l'intérieur d'un réservoir et permettant non seulement de réchauffer ce réservoir à l'aide des fuites de gazole émanant de la pompe et/ou des injecteurs, mais aussi de recycler lesdites fuites suivant une température- et une homogénéité appropriées dans le circuit d'alimentation de carburant qui n'est équipé que d'un seul-appareil de mesure de la consommátion et qui conserve en permanence toutes les qualités voulues permettant une alimentation normale en carburant même par temps trè-s froid. L'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qùi n'ont été donnés qu'à titre d'exemple . C'est ainsi que la forme particulière de l'échangeur dans le réservoir ainsi que llemplace- ment du dégazeur et sa forme peuvent être quelconques sans sortir du cadre de l'invention qui comprend par conséquent tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. On ajoutera enfin ici que l'invention ne doit pas être considérée comme pouvant s'appliquer exclusivement aux systèmes d'alimentation en carburant des moteurs Diesel , mais aussi à tous ceux nécessitant une combustion, tels que par exemple les turbines à gaz, les brûleurs de chaudière etc... REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'alimentation en carburant d'une chambre de combustion et équipé d'un appareil de mesure de débit, ce dispositif étant destiné par exemple à alimenter en gazole un moteur à combustion interne du type Diesel, et comprenant d'une part un circuit d'alimentation en carburant raccordé à un réservoir pour alimenter au mans un injecteur par l'intermédiaire d'une pompe d'injection, et d'autre part un circuit de récupération des fuites de ladite pompe et/ou dudit injecteur dans ledit réservoir, et étant caractérisé en ce que ledit circuit de récupération aboutit à un échangeur disposé à l'intérieur du réservoir et raccordé au circuit d'alimentation entre la pompe d'injection et l'appareil de mesure de débit pour ainsi recycler les fuites de carburant émanant de la pompe et/ou l'injecteur. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur le circuit de récupération des fuites est disposé un dégazeur en amont ou en aval de l'échangeur précité. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dégazeur associé à l'échangeur est prévu à l'extérieur ou à l'intérieur du réservoir précité. 4.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'échangeur précité est constitué par une partie sinueuse du circuit de récupération lui-même cheminant dans le réservoir. 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que- l'échangeur précité est constitué par un -dégazeur disposé à l'intérieur du réservoir et dont au moins l'une des parois comporte des ailettes. 6.- Dispositif selon la revendication 2, 3 ou 5, caractérisé en ce que le dégazeur précité, lorsqu'il est disposé à l'intérieur du réservoir, est muni d'une prise d'évent débouchant dans la zone supérieure du réservoir, laissée libre par le carburant. 7.- Véhicule, machine ou analogue utilisant un dispositif d'alimentation en carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes.