Brevet FR2571100A1 — publié le 19860404

Dispositif pour le réchauffage du combustible de moteurs Diesel Les moteurs Diesel, notamment ceux destinés à la propulsion des véhicules industriels, utilisent un combustible issu de la distillation du pétrole et comportant une assez forte proportion de produits paraffiniques. Ces produits ont tendance, à des températures inférieures à 00, à former des cristaux de paraffine à une température dite Point de Trouble, puis à une température plus basse, généralement aux environs de -7 la concentration et la taille des cristaux deviennent telles que, au maillage usuel, les filtres sont bouchés ce qui provoque l'arrêt du moteur. Aux températures inférieures à -10 il peut se produire un phénomène de gélification, provoquant l'arrêt des clapets de la pompe'd'alimentation. L'invention vise des appareils de réchauffage de combustible par apport de calories extérieures, essentiellement constituées par des échangeurs utilisant l'eau,des résistances électriques, ou un circuit d'huile ou une combinaison de ces moyens. Elle vise des moyens permettant d'améliorer l'échange thermique par un effet de brassage mécanique, qui assure déjà par lui-même un effet de fluidification et dont l'apport thermique permet de multiplier le résultat obtenu dans des proportions telles que la limite d'opérabilité se trouve abaissée par exemple de -7 à -20 pour un appareil d'une puissance de 150 W, soit un décalage de 13 vers le bas, mais il est possible d'atteindre des températures de -40 à -50 . Selon l'invention, l'appareil réchauffeur comporte essentiellement dans un bloc un tube central émetteur de calories, à l'intérieur d'un alésage concentrique dans lequel circule le combustible, l'espace entre les deux tubes définis- sant une chambre qui est rendue hélicoïdale par la disposition d'une cloison en spirale qui impose un parcours rotatif du combustible. La vitesse normale du passage du combustible est de préférence choisie à la limite de l'écoulement laminaire et de l'écoulement turbulent. 2 2571100 De plus, lorsque l'élément chauffant utilise l'eau de refroidissement du moteur thermique, le tube intérieur dans lequel elle circule est lui-même de préférence subdivisé en deux volumes égaux par une cloison spiralée qui permet d'aug- menter l'échange thermique entre l'eau et la paroi du tube. Il est possible à partir d'un élément échangeur modulaire de combiner une pluralité de tels éléments en boisseaux, parallèlement les uns aux autres, ou en série la circulation des fluides se faisant toujours en série. Aux extrémités, les tubes de circulation sont de préférence mis en communication par des culasses, indépendantes, pour le combustible d'une part et pour le fluide de réchauffage d'autre part. L'invention sera maintenant décrite en se référant b titre d'exemple à des formes de réalisation représentées au dessin annexé et dans lequel: la figure 1 est une vue de dessus d'un appareil réchauffeur par circulation d'eau; la figure 2 est une vue en bout en élévation selon la flèche F1 de la figure 1; la figure 3 est une vue de dessus d'un'appareil réchauffeur mixte par électricité et circulation d'eau; la figure 4 est une vue en bout en élévation selon la flèche F3 de la figure 3. Selon une première forme de réalisation schématiquement représentée aux figures 1 et 2, l'appareil échangeur est alimenté thermiquement par l'eau de refroidissement du moteur. Il est constitué d'un bloc I percé d'alésages superposés 2, deux étant disposés parallèlement dans une rangée supérieure, les deux autres étant disposés à l'aplomb des deux premiers dans une rangée inférieure. Ces alésages reçoivent des lubes intérieurs tels que 3, 4 concentriques laissant un espace libre , 6 destiné à la circulation du combustible. Aux extrémités, des culasses 7, 8, 9 percées d'orifices convenables, permettent la culasse 7 l'entrée et le départ de l'eau par les orifices 3 L 25711 0 , 11; la culasse 8 met en communication entre elles les deux chambres 5 et 6 de passage du combustible de la rangée supérieure, et d'autre part les deux chambres de la rangée inférieure par des perçages tels que 12. Le perçage 13 permet le passage de l'eau ayantcirculé dans le tube 4 vers le tube de l'alésage inférieur. La culasse 9 permet à l'autre extrémité le passage de l'eau d'un tube d'une rangée à l'autre tube de la même rangée. Selon une des caractéristiques de l'invention, chacun des tubes d'eau sont entourés extérieurement d'une cloison hélicoïdale 14, de sorte que les chambres annulaires de circulation du combustible sont délimitées de manière à contraindre le combustible à adopter un trajet hélicoïdal le long des tubes échangeurs E fin, une entrée du combustible est prévue latéralement en 15, alors que la sortie s'effectue par un orifice situé en dessous en communication avec la chambre de la rangée inférieureÈ; Ainsi, l'eau venant du circuit de refroidissement du moteur pénètre dans le bloc par l'entrée 10, passe à travers le tube 3 jusqu'à la culasse opposée 9 o elle -pénètre par le passage 16 jusqu'au tube 4 contigu, et traverse le tube 4 jusqu'au perçage 13 par oh elle parvient au tube inférieur et o elle décrit un trajet analogue à l'étage inférieur, pour ressortir par la sortie 11. De son côté, le combustible arrivant par la tubulure circule hélicoldalement dans la chambre 5 autour du tube 3. Il parvient jusqu'à la culasse 8 o, par le perçage 12, il arrive dans la chambre contiguë 6 o il circule hélicoldalement jusqu'à un perçage 17, o il passe dans la chambre située immédiatement en dessous. De là il revient vers la culasse 8 et, par un perçage analogue, au perçage 12, il passe dans une chambre contiguë o il circule hélicoldalement pour parvenir à une sortie située à l'aplomb et en dessous de l'entrée 15. Des joints en Téflon convenablement répartis assurent une étanchéité absolue sur une plage de température étendue. 45.2571100 Le corps 1 et les différentes culasses sont assemblés par des tirants 18 et des écrous. Des plaques d'entretoises 19 sont insérées entre les culasses et le corps et entre les culasses elles-mêmes, pour éviter qu'en cas d'avarie l'eau ne puisse se mélanger au combustible. Dans un tel appareil, le réchauffage par convection et le brassage dû à la circulation hélicoïdale coopèrent pour permettre un échange plus rapide et plus efficace. On doit naturellement comprendre qu'à la fois les pompes de circulation et les filtres sont prévus pour assurer une circulation suffisante pendant le temps nécessaire au réchauffage de l'eau de refroidissement jusqu'à la température nécessaire. Lorsqu'on dispose d'une énergie électrique suffisante, le réchauffage au moins partiellement peut s'effectuer par des résistances électriques. Un tel appareil mixte a été représenté aux figures 3 et 4. La disposition générale est la même que pour l'appareil précédemment décrit, mais deux tubes d'eau ont été remplacés par des résistances électriques blindées 21, disposées dans deux alésages superposés. Les deux autres alésages sont traverses par des tubes d'eau 22. Les chambres annulaires 23 formées entre les alésages et les tubes d'eau ou les résistances constituent les passages du combustible, qui pénètre dans l'appareil à une extrémité par un perçage 24 de la culasse 25. Comme précédemment, les chambres entre les tubes d'eau et les résistances sont munies d'enroulements hélicoïdaux 26 qui ferment totalement le passage annulaire et obligent ainsi le com- bustible à circuler suivant un parcours hélicoïdal, ce qui provoque un brassage en même temps qu'une turbulence dans l'écoulement. Le combustible après avoir pénétré en 24 circule le long de la résistance électrique 21, puis passe par le perçage 27 pour pénétrer dans le passage entourant le tube d'eau jusqu'à l'autre extrémité o, par un perçage 28 dans la 57 10 0 culasse 25, il descend dans l'alésage inférieur puis revient par le deuxième alésage inférieur jusqu'à une sortie 29 située en dessous de l'arrivée 24. Les tubes d'eau qui traversent de part en part les culasses d'extrémité 25 et 30 sont raccordés séparément à des tubulures d'arrivée et de départ non représentées. Il est également possible de réaliser l'apport thermique uniquement par des résistances électriques. Un tel appareil dérive aisément du précédent et ne nécessite pas une description particulière. REVENDICATIONS 1. Appareil de réchauffage de combustible pour moteur Diesel comportant, dans un bloc, une pluralité d'alésages traversés par des tubes d'apport thermique de plus petit diamètre que les alésages, de manière à ménager des chambres de passage annulaires pour le combustible, appareil caractérisé par ceci qu'à l'intérieur des chambres, entre les tubes et les parois de l'alésage, sont disposées des cloisons hélicoïdales obligeant le combustible à suivre un trajet hélicoïdal tout autour du tube de réchauffage. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par ceci que les tubes de réchauffage sont alimentés par l'eau de refroidissement du moteur. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par ceci que les tubes de réchauffage sont constitués par des résistances électriques blindées. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par ceci que les tubes de réchauffage sont constitués partiellement par des tubes d'eau selon la revendication 2 et partiellement par des résistances électriques selon la revendication 3. 5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par ceci que le bloc est muni sur les faces extrêmes, en bout des alésages, de culasses comportant des perçages pour le passage du combustible ou de l'eau d'un alésage à un autre. 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par ceci qu'entre le bloc et les culasses ou les culasses entre elles sont disposées des plaques entretoises, empêchant en cas dtavarie le mélange d'eau avec le combustible. 7. Appareil selon la revendication 2, dans lequel les tubes de réchauffage sont également subdivisés en volumes égaux par une ou plusieurs cloisons spiralées pour augmenter l'échange thermique.