Brevet FR2618855A1 — publié le 19890203

La présente invention concerne les disposi- tifs de récupération des vapeurs d'essence provenant du réservoir d'un véhicule à moteur. On connait de tels dispositifs qui com- prennent un filtre contenant un matériau adsorbant lesdites vapeurs d'essence, ce filtre étant relié par une première canalisation & la partie supérieure du réservoir, par une deuxième canalisation à une source de dépression qui est en général constituée par le circuit d'admission du moteur, et par une troisième canalisation à une source d'air de régénération du ma- tériau adsorbant, des moyens pouvant de plus être pré- vus pour réchauffer cet air de régénération. Un tel dispositif permet de fixer les va- peurs d'essence qui proviennent du réservoir, soit du fait de l'évaporation de l'essence, notamment par temps chaud soit à cause du déplacement de la masse gazeuse recouvrant le liquide dans le réservoir lors du remplissage de celui-ci. Le matériau adsorbant lesdites vapeurs d'es- sence peut être du charbon actif qui se charge de va- peurs d'essence lorsque le courant de gaz passe de la première canalisation vers la deuxième en traversant le filtre et qui se régénère lorsqu'il est balayé à contre-courant par l'air de régénération passant de la troisième canalisation vers la seconde. Ce balayage s'effectue par aspiration dans la seconde canalisa- tion, aspiration due notamment à la dépression dans le circuit d'admission du moteur quand celui-ci fonction- ne. L'efficacité de la régénération est amélio- rée si l'air de balayage ou de purge a une température suffisante et c'est pourquoi l'on a prévu dans un agencement connu de réaliser un chauffage de cet air. Cependant un tel chauffage risque de provoquer une surchauffe du charbon actif et par conséquent de le détériorer rapidement.' Le but de cette invention est d'améliorer la capacité de travail d'un filtre incorporé à un dispo- sitif de récupération des vapeurs d'essence, sans pour autant risquer une détérioration rapide du matériau actif contenu dans ce filtre. L'invention se propose également, du fait de l'amélioration de cette capaci- té, de réduire la dimension du filtre et par consé- quent son prix et son encombrement. A cet effet l'invention a pour objet un dis- positif de récupération des vapeurs d'essence à partir d'un réservoir, comprenant un filtre contenant un ma- tériau adsorbant lesdites vapeurs, ce filtre étant re- lié par une première canalisation à la partir supé- rieure du réservoir, par une deuxième canalisation à une source de dépression et par une troisième canali- sation à une source d'air de régénération du matériau adsorbant, des moyens étant prévus pour chauffer ledit air de régénération, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens de régulation agissant sur les moyens de chauffage de l'air de régénération, comprenant un organe de commande sensible à la température et disposé dans le filtre. Suivant d'autres caractéristiques: - l'organe de commande est porté par une plaquette métallique noyée dans la masse de matériau adsorbant; - les moyens de chauffage et de régulation comprennent une résistance chauffante branchée en sé- rie avec l'organe de commande; - la troisième canalisation est reliée à une source d'air froid et à une source d'air chaud, sous la commande d'un obturateur; - l'obturateur est actionné par une capsule à dépression reliée à un conduit d'admission du moteur par l'intermédiaire d'une thermo-valve constituant l'organe de commande; - une électro-vanne commandée en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur est placée entre la thermo-valve et le conduit d'ad- mission; - une électro-vanne commandée en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur- est placée sur la deuxième canalisation; - l'organe de commande et/ou lesdites élec- tro-vannes sont commandées par un calculateur qui con- trôle et gère le fonctionnement du moteur. L'invention va maintenant être décrite plus en détails ci-dessous, en se référant aux dessins an- nexés, sur lesquels: La figure 1 est un schéma illustrant un pre- mier mode de réalisation d'un dispositif suivant l'in- vention, La figure 2 représente la caractéristique de fonctionnement d'une sonde à coefficient de tempé- rature positif, utilisée dans ce dispositif; La figure 3 est un schéma illustrant une va- riante du dispositif suivant l'invention, Les figures 4 et 5 sont deux autres schémas représentant deux autres variantes de ce dispositif. On a représenté schématiquement à la figure 1 un réservoir 1 de carburant dans un véhicule automo- bile. Ce réservoir comprend un conduit de remplissage 2 et à partir d'un point situé dans sa partie supé- rieure s'étend une première canalisation 3 reliée à un filtre 4 contenant lui-même un matériau 5 capable d'adsorber les vapeurs d'essence, par exemple du char- bon actif. A partir de ce filtre s'étend une deuxième canalisation 6 reliée à une source de dépression 7 qui est de préférence le conduit d'admission du moteur (non représenté) équipant le véhicule. Le filtre est enfin relié par une troisième canalisation 8 à une source d'air de régénération du charbon actif, désignée par 9. Dans cette canalisation est placée une ré- sistance électrique 10 pouvant être alimentée à partir de la batterie du véhicule. cette résistance est mon=- tée en série avec un interrupteur 11 fermé lorsque le moteur est en marche et avec une cellule 12 à coeffi- cient de température positif portée par une plaquette métallique 13, en aluminium par exemple, noyée dans la masse de charbon actif. La cellule 12 constitue une sonde dont la résistance varie en fonction de la température de la masse de charbon actif. La plaquette métallique 13 fait office de radiateur permettant de porter la cellule à la température environnante. La résistance de la cellule 12 varie en fonction de la température suivant la courbe repré- sentée à la figure 2. Au-dessus d'une température T a cette résistance augmente très rapidement. Le fonc- tionnement du dispositif est alors le suivant: Les vapeurs d'essence provenant du réservoir par la canalisation 3 se fixent dans le filtre, par adsorption sur le charbon actif 5, en particulier lors du remplissage du réservoir et lors d'un actionnement du véhicule par temps très chaud. Lorsque le moteur du véhicule fonctionne, le charbon actif se régénère en étant traversé par un courant d'air provenant de la canalisation 8 et aspiré par la canalisation 6. Le fait de chauffer ce courant d'air au moyen de la résistance 10 facilite cette ré- génération et augmente la capacité de travail du char- bon actif. On rappellera à cet égard que cette capa- cité de travail est mesurée par la différence entre la masse du filtre à l'état saturé et sa masse à l'état purgé ou régénéré. Pendant la phase de régénération, la cellule 12 à coefficient de température positif réagit à la température qui règne dans la masse de charbon actif. Tant que cette température reste inférieure à la va- leur Ta, sa résistance électrique est faible, de sorte que le courant peut passer et que la résistance 10 dé- gage par effet Joule une quantité de chaleur relati- vement importante, provoquant l'échauffement du char- bon actif. Par contre, lorsque la température du char- bon actif dépasse la valeur Ta, la résistance de la cellule 12 croit, rendant ainsi très faible et même négligeable la quantité de chaleur dégagée par effet Joule par la résistance 10. L'échauffement du charbon actif s'interrompt, sa température se stabilise. Bien entendu, les caractéristiques de la cellule 12 sont déterminées de façon que son échauf- fement propre par effet Joule soit négligeable devant celui dû à la résistance de chauffage 10. A titre d'exemple, on donnera un ordre-de grandeur de la puissance électrique dissipée par la résistance de chauffage 10: quelques dizaines de watts. Le schéma de la figure 3 représente le cir- cuit d'alimentation de la résistance de chauffage 10 et de la cellule 12 à coefficient de température po- sitif, ce circuit étant commandé par exemple à partir d'un calculateur 20 assurant le contrôle et la gestion du fonctionnement du moteur et agencé de façon à n'au- toriser la purge ou la régénération du filtre que si un certain nombre de conditions liées au fonctionne- ment du moteur sont effectivement remplies. C'est ain- si que l'ordinateur peut être relié à des moyens con- venables 21, 22, 23 par ailleurs connus en soi, qui lui fournissent des signaux représentatifs de la température de l'eau de refroidissement du moteur, de la charge de ce dernier et du contrôle de la richesse du mélange fourni à ce même moteur. A titre d'exemple, la purge ne sera autorisée que si le moteur est suf_ fisamment chaud, si sa charge dépasse une valeur dé- terminée, et si la richesse du mélange admis, est contrôlée et régulée à une valeur déterminée. Dans les schémas des figures 1 et 3, la cel- lule 12 à coefficient de température positif peut être remplacée par un thermocontact porté par la plaquette métallique, qui est normalement fermé et qui s'ouvre lorsque la température dépasse une valeur déterminée. Dans un autre mode de réalisation représenté à la figure 4 la canalisation 8 peut être reliée, sous l'action d'un volet 30, soit à une source d'air froid 31, soit à une source d'air chaud 32. Dans ce dernier cas le réchauffage de l'air peut être réalisé par mise en contact avec la tubulure d'échappement du mo- teur. Ce volet est commandé par une capsule à dépres- sion 33 pilotée par une thermovalve 34 montée sur la plaquette métallique 13 noyée dans la masse de charbon actif 5. A cet effet, la capsule 33 est reliée par un conduit 35 à la thermovalve 34 elle-même reliée par un second conduit 36 à une source de dépression réalisée par un piquage 37 sur le circuit d'admission 38 du mo- teur. Dans le cas de la figure 4 ce piquage est placé en aval du papillon 39 de commande des gaz de sorte qu'il est constamment en dépression quand le moteur tourne. Sur le conduit 36 est placée une électro- vanne 40 commandée à partir d'un calculateur 41 de contrôle et de gestion du fonctionnement du moteur, ce calculateur étant comme précédemment agencé pour trai- ter des informations représentatives de la température du liquide de refroidissement du moteur, de la charge et de la richesse du mélange, fournies par des sondes ou autres moyens appropriés 42, 43, 44. Sur la canalisation 6 reliée au même pi- quage 37, est prévue une électrovanne 45 commandée par le même calculateur. Cette commande de l'électrovanne 45 a pour but de réaliser la purge ou la régénération du filtre dans des conditions telles que cette purge ne provoque pas de perturbation sensible dans l'ali- mentation du moteur, puisque les vapeurs d'essence provenant du filtre sont ensuite transmises à l'ad- mission du moteur. Dans le cas de la figure 5, on retrouve les principales dispositions du schéma de la figure 4, à la différence près que le piquage 37a est réalisé en amont du papillon de commande des gaz, lorsque celui- ci est fermé. L'emplacement de ce piquage est choisi de telle façon que la dépression qui s'y crée, lors- qu'on ouvre le papillon, corresponde au niveau de la charge du moteur souhaité pour autoriser la purge dans le filtre 4. Dans ce cas, le calculateur n'a à prendre en compte que la température du liquide de refroi- dissement du moteur et la régulation de richesse du mélange fourni à ce même moteur. Le fonctionnement du dispositif est alors le suivant: le filtre s'étant chargé de vapeurs d'essen- ce par la canalisation 3, en particulier lors du rem- plissage du réservoir ou d'un stationnement du véhicu- le par grande chaleur, sa régénération s'effectue lorsque les conditions de fonctionnement du moteur au- torisent la purge par la canalisation 6, le calcula- teur 41 fournissant alors aux électrovannes 40 et 45 un signal d'ouverture. Ceci provoque la mise en dé- pression de la capsule 33 et le déplacement du volet vers une position dans laquelle il obture le con- duit 31 d'alimentation en air froid et ouvre le con- duit 32 d'alimentation en air chaud. Un courant d'air chaud traverse alors le filtre en direction de la ca- nalisation 6 et la régulation de ce courant est réali- sée par la thermovalve 34 agissant par l'intermédiaire de la capsule 33 sur le volet 30 pour assurer que la température du charbon actif ne dépasse pas une valeur déterminée. Dans les divers exemples représentés aux- quels d'autres variantes peuvent bien entendu être apportées, on améliore la capacité de travail du filtre au charbon actif et l'on peut donc réduire en conséquence ses dimensions de même que son prix et son encombrement. Ceci est particulièrement intéressant dans l'application envisagée o il est associé à un réservoir de véhicule automobile. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de récupération des vapeurs d'essence à partir d'un réservoir (1), comprenant un filtre (4) contenant un matériau (5) adsorbant les- dites vapeurs, ce filtre étant relié par une première canalisation (3) à la partie supérieure du réservoir, par une deuxième canalisation (6) à une source de dé- pression (7) et par une troisième canalisation (8) à une source (9) d'air de régénération du matériau ad- sorbant, des moyens étant prévus pour chauffer ledit air de régénération, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de régulation de la température de l'air qui s'écoule dans la troisième canalisation, ces moyens comportant un organe de commande (12; 34) sen- sible à la température et disposé dans le filtre (4). 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de commande (12; 34) est porté par une plaquette métallique (13) noyée dans la masse de matériau adsorbant (5). 3 - Dispositif suivant la revendication I ou 2, caractérisé en ce que les moyens de chauffage et de régulation comprennent une résistance chauffante (10) branchée en série avec l'organe de commande (12). 4 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que l'organe de commande (12) est une cellule à coefficient de tem- pérature positif. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de commande est un thermo-contact qui change d'état-à une température déterminée. 6 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la troisième canalisation (8) est reliée à une source d'air froid (31) et à une source d'air chaud (32), sous la commande d'un obtura- teur (30). 7 - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'obturateur (30) est actionné par une capsule à dépression (33) reliée & un conduit d'admission (38) d'un moteur par l'intermédiaire d'une thermo-valve (34) constituant l'organe de commande. 8 - Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'une électro-vanne (40) commandée en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur est placée entre la thermo-valve (34) et le conduit d'admission (38). 9 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une élec- tro-vanne (45) commandée en fonction d'au moins un pa- ramètre de fonctionnement du moteur est placée sur la deuxième canalisation (6). - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 & 9 équipant un véhicule à moteur, caractérisé en ce que l'organe de commande (12) et/ou lesdites électrovannes (40;45) sont commandées par un calculateur (20; 41) qui contrôle et gère le fonction- nement du moteur.