Brevet FR2738191A1 — publié le 19970307

RESERVOIR DE CARBURANT PERFECTIONNE POUR VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne le domaine des dispositifs destinés à limiter la pollution atmosphérique générée par l'évaporation dans l'atmosphère du carburant contenu dans un réservoir, notamment de véhicule automobile. I1 est connu de traiter les vapeurs générées par l'évaporation du carburant au moyen d'un dispositif disposé en aval du réservoir et destiné à adsorber ces vapeurs de carburant. Ce dispositif comprend un récipient dénommé "canister" relié par une tubulure à la partie supérieure du réservoir de carburant. Ce canister contient des charbons actifs qui adsorbent les vapeurs de carburant. Un tel dispositif est notamment décrit dans la publication WO 92/17698. Le canister doit cependant être purgé avant d'atteindre son taux de saturation en vapeurs de carburant, pour conserver toute son efficacité. En effet, au-delà d'une certaine quantité de vapeurs adsorbée, ces dernières se condensent, rendant ainsi le canister inutilisable. Lors de la purge, les vapeurs de carburant, après désorption de ces dernières des charbons actifs, sont évacuées vers les chambres de combustion du moteur. Afin de conserver toute son efficience, le canister doit être régulièrement purgé. Le moment optimal de début de purge reste délicat à déterminer précisément en raison des nombreux facteurs influant sur le remplissage du canister. La stratégie de purge développée à cet effet reste assez difficile à définir avec précision. Le débit des vapeurs qui arrivent au canister peut avoir une valeur très importante dans des conditions de roulage contraignantes. De plus, les conditions extérieures (température de l'air, ligne d'échappement sous le réservoir) ont tendance à chauffer également l'essence dans le réservoir. Dans ce type de conditions, la maîtrise de la purge du canister est très délicate et on observe parfois une saturation du canister par condensation des vapeurs d'où une diminution de la capacité de stockage du canister. En outre, une telle solution se révèle insuffisante pour traiter efficacement la totalité des vapeurs en provenance du réservoir lorsque la température extérieure dépasse une valeur de l'ordre de 35 C. Pour résoudre ce problème, une solution peut consister à traiter les problème de l'évaporation en amont, c'est à dire en limitant l'évaporation au niveau du réservoir, ce qui réduit d'autant la quantité de vapeurs à traiter au niveau du canister. La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients de l'art antérieur. La présente invention à trait à un réservoir pour hydrocarbures, notamment du type communiquant avec l'atmosphère par une tubulure de remplissage et avec des moyens de récupération des vapeurs de carburant par une tubulure de mise à l'air libre. Selon l'invention, le réservoir est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de limitation de l'évaporation de l'hydrocarbure, lesdits moyens comprenant au moins un couvercle reposant sur la surface libre du carburant qu'elle recouvre en tout ou partie. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le réservoir comporte une pluralité de cloisons verticales délimitant des compartiments communicants dont chacun comprend un couvercle flottant sur la surface libre du carburant. Selon une autre caractéristique de la présente invention, chaque compartiment comporte des butées contre lesquelles vient reposer le couvercle du compartiment en fin de vidange du réservoir. Selon une autre caractéristique de la présente invention, chaque couvercle comporte un orifice de mise en communication de la partie supérieure du réservoir avec la surface libre du carburant. Selon une autre caractéristique de la présente invention, une tubulure communiquant avec la tubulure de mise à l'air libre est disposée en regard de chacun des orifices. On comprendra mieux les buts, aspects et caractéristiques de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, présenté à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels - La figure 1 est une représentation schématique en coupe transversale d'un réservoir conforme à l'état de la technique. - la figure 2 représente une vue en coupe transversale du réservoir d'une automobile selon l'invention. - les figures 3 et 4 correspondent respectivement à des vues en coupe selon A-A et B-B du réservoir représenté à la figure 2. Les éléments communs aux différentes figures portent les mêmes références. En référence à la figure 1, un dispositif de traitement des vapeurs de carburant conforme à l'état de la technique comporte un réservoir 1 dont la surface extérieure est fixée sur le châssis (non représenté) du véhicule. Le remplissage du réservoir 1 s'effectue par l'extrémité supérieure d'une tubulure de remplissage 15, l'extrémité inférieure de cette tubulure de remplissage 15 débouchant à la partie inférieure du réservoir 1. Une tubulure de dégazage 14 débouche dans la tubulure de remplissage 15 au niveau de l'extrémité supérieure de cette dernière. Cette tubulure de dégazage 14 permet l'évacuation de l'air contenu dans le réservoir 1 lors du remplissage de ce dernier par du carburant 1'. Un déflecteur, (non représenté), connu de l'homme de l'art, situé au niveau de l'extrémité supérieure de la tubulure de dégazage 14 permet d'éviter que le carburant 1' ne s'introduise dans ladite tubulure 14 lors du remplissage du réservoir 1. La partie supérieure du réservoir 1 communique avec un canister CAN via une tubulure 6 appelée tubulure de mise à l'air libre, cette dernière permettant d'éliminer les risques de surpression et de dépression dans le réservoir 1. Un volume d'expansion 1", une vanne 4' d'interdiction de surremplissage du réservoir 1 ainsi qu'un clapet antidébordement 4" sont montés en série entre différents tronçons de la tubulure 6. Le clapet antidébordement 4" empêche l'écoulement du carburant liquide 1' vers le canister CAN en cas de retournement du véhicule. La vanne 4' obture la tubulure 6 tant que le bouchon du réservoir est déposé et permet le maintien d'un volume dans le réservoir 1; lorsque le bouchon est mis en place, la vanne 4' est ouverte ce qui permet aux vapeurs d'essence d'être évacuées vers le canister. La référence 2' désigne un ensemble comprenant une pompe (non représentée) de refoulement du carburant vers les chambres de combustion du moteur et une jauge (non représentée) de mesure de la quantité de carburant résiduelle dans le réservoir. Le volume d'expansion 1" permet au carburant contenu dans le réservoir 1 de se dilater, notamment en cas d'élévation de la température, afin d'éviter le débordement de ce dernier par la tubulure de remplissage 15 d'une part, et éviter la déformation, voire la fissuration des parois du réservoir 1 d'autre part, si la pression dans le réservoir 1 devenait trop importante. En outre, le volume d'expansion 1" effectue la séparation entre les fluides respectivement à l'état liquide (gouttelettes de carburant, vapeur d'eau condensée) et à l'état gazeux (vapeurs de carburant, air et vapeur d'eau) issus du réservoir 1. Les premiers retombent dans le réservoir 1 alors que les seconds sont évacués vers le canister CAN. Ce dernier, connu de l'homme de l'art, est généralement constitué d'une cuve contenant des matériaux tels que des charbons actifs qui adsorbent les vapeurs de carburant en provenance du réservoir, l'air purifié étant ensuite rejeté dans l'atmosphère par une tubulure de sortie faisant communiquer l'intérieur du canister avec l'extérieur.Lorsque le canister a atteint un niveau de remplissage déterminé, on procède à sa purge, laquelle consiste à désorber les vapeurs de carburant adsorbées, les vapeurs désorbées étant ensuite dirigées via des injecteurs de carburant dans les chambres de combustion du moteur. L'invention va être maintenant précisée en référence aux figures 2 à 4. L'évaporation d'essence liquide dans le réservoir 1 sera d'autant moins importante que la surface d'échange liquide-gaz sera petite. A cet effet, le réservoir est divisé en différents compartiments 13 de forme simple, par exemple parallépipédique, la surface d'échange liquide - vapeur étant réduite au minimum pour l'ensemble des parties compartimentées 13 au moyen d'un couvercle 7 flottant à la surface du carburant. Ces compartiments 13 sont reliés entre eux par des ouvertures 1 1 situées en bas 9 et en haut 10 du réservoir. A chaque compartiment, excepté l'un qui comporte un ensemble pompe-jauge (2,3,4) remplissant les mêmes fonctions que l'ensemble référencé 2' sur la figure 1, correspond un couvercle 7 flottant à la surface du liquide. Ces couvercles 7 sont percés d'un orifice 11 qui se trouve en regard d'une tubulure de mise à l'air libre intermédiaire 5. Toutes les tubulures de mise à l'air libre intermédiaires sont reliées à une tubulure de mise à l'air libre principale 6 semblable à celle rencontrée dans les circuits à carburant actuels. Les parois possèdent des cales 12 sur lesquelles viennent reposer les couvercles lorsque la quantité de carburant dans le réservoir est faible. Lorsque le réservoir est presque vide, les cales 12 retiennent les couvercles au dessus du fond du réservoir et permettent que l'ensemble des compartiments 13 restent en communication, condition indispensable à un remplissage homogène du réservoir. Lorsque le remplissage est effectué par la pipe de remplissage 15, le niveau d'essence liquide augmente dans tous les compartiments du réservoir, les couvercles 7 montent, chassant ainsi le gaz contenu dans la partie supérieure du réservoir vers l'extérieur au moyen de la tubulure d'anti-refoulement 14. La présence des couvercles dans la plupart des compartiments diminue la surface d'échange entre le liquide et l'essence limitant l'évaporation d'essence lors du remplissage. La quantité de vapeurs d'essence rejetée vers l'atmosphère est donc fortement réduite par rapport au remplissage d'un réservoir classique. En roulage, I'évaporation d'essence dans le réservoir est diminuée pour les mêmes raisons que celles exposées précédemment (réduction de la surface d'échange liquide - vapeur). Les orifices 1 1 permettent une évacuation des vapeurs pouvant se former sous les couvercles (air dissout dans l'essence liquide, ...) vers la phase gazeuse du réservoir, Les vapeurs sont ensuite évacuées vers le canister par la mise à l'air libre Les orifices 11 des couvercles sont en regard avec des tubulures 5 débouchant dans la tubulure de mise à l'air libre 6, et ce, même lorsque le niveau de remplissage du réservoir est maximal ce qui permet de préserver une communication permanente du réservoir avec l'extérieur et évite une mise en pression involontaire du réservoir 1. L'utilisation d'un couvercle flottant sur la surface du carburant permet de diminuer sensiblement la masse de carburant évaporée par rapport à un réservoir dans lequel la surface du carburant est laissée libre. Ainsi, par rapport à une solution de référence constituée de la solution classique connue, des gains significatifs de la réduction de l'évaporation du carburant d'au moins 50% ont été observés, et ce, pour une température ambiante de l'ordre de 20"C. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisations décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1) Réservoir (1) pour hydrocarbures, notamment du type communiquant avec l'atmosphère par une tubulure de remplissage (15) et avec des moyens de récupération des vapeurs de carburant (CAN) par une tubulure de mise à l'air libre (6) caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de limitation de l'évaporation de l'hydrocarbure, lesdits moyens comprenant au moins un couvercle (7) reposant sur la surface libre du carburant (1') qu'elle recouvre en tout ou partie. 2) Réservoir de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de cloisons (8) sensiblement verticales délimitant des compartiments (13) communicants contenant un couvercle (7) flottant sur la surface libre du carburant (1'). 3) Réservoir de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque compartiment (13) comporte des butées (12) contre lesquelles vient reposer le couvercle (7) du compartiment en fin de vidange du réservoir (1). 4) Réservoir (1) de carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque couvercle (7) comporte un orifice (11) de mise en communication de la partie supérieure du réservoir (1) avec la surface libre du carburant. 5) Réservoir (1) de carburant selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une tubulure (5) communiquant avec la tubulure de mise à l'air libre (6) est disposée en regard de chacun des orifices (11).