Brevet FR2778947A1 — publié le 19991126

Echangeur de chaleur pour qaz d'échappement recyclés de moteur à combustion interne La présente invention concerne un échangeur de chaleur pour gaz d'échappement recyclés de moteur à combustion interne, notamment pour véhicule automobile. Il est connu de recycler une partie des gaz d'échappement des moteurs à combustion interne en la réinjectant en mélange avec de l'air dans le collecteur d'admission. Ce recyclage a pour effet d'abaisser la température de combustion et donc de limiter la quantité d'oxydes d'azote NOx émis dans ces gaz. On sait par ailleurs que le taux de recyclage des gaz d'échappement est limité en raison des émissions de particu- le. Mais le refroidissement des gaz recyclés permet d'augmen- ter l'effet de réduction de la quantité d'oxydes d'azote tout en conservant une émission de particules inchangée. Il est donc également connu de faire passer les gaz recyclés dans un échangeur de chaleur en vue de les refroidir. Les échangeurs de chaleur utilisés à cet effet sont généra- lement constitués d'un carter cylindrique, d'une boite collectrice d'entrée et d'une boîte collectrice de sortie. Les boites collectrices sont raccordées par l'intermédiaire de plaques collectrices à des tubes internes longitudinaux dans lesquels circulent les gaz d'échappement. Le liquide de refroidissement circule à contrecourant dans le carter, autour des tubes. Des tubulures d'entrée et de sortie sont raccordées à chaque extrémité du carter pour l'entrée et la sortie du liquide de refroidissement. Le liquide de refroidissement est de l'eau glycolée provenant du circuit de refroidissement du moteur. Ce liquide doit être dégazé, c'est à dire que des bulles de gaz doivent en être éliminées. A cet effet, on doit prévoir une tubulure de dégazage qui constitue un composant supplémentaire à réaliser et à monter. La présente invention vise à procurer un échangeur du type ci-dessus ne comportant pas de tubulure de dégazage. A cet effet, l'invention a pour objet un échangeur de chaleur pour gaz d'échappement recyclés de moteur à combustion interne, comprenant un carter sensiblement cylindrique, une boite collectrice d'entrée de gaz et une boite collectrice de sortie de gaz, et des tubulures d'entrée et de sortie de liquide de refroidissement respectivement aux deux extrémités du carter. Conformément à l'invention, la tubulure de sortie de liquide de refroidissement est raccordée à la partie supérieure du carter et l'échangeur de chaleur ne comporte pas de tubulure de dégazage. Par "partie supérieure du carter", on entend sa partie qui se trouve située vers le haut lorsque l'échangeur est installé sur le moteur ou sur le véhicule. En d'autres termes, les moyens de montage de l'échangeur, quels qu'ils soient, sont agencés de telle sorte que, lorsque l'échangeur est monté, la tubulure de sortie du liquide de refroidissement soit raccordé en partie haute du carter. On a constaté que, dans un tel cas, le dégazage du liquide de refroidissement s'opérait sans qu'il soit nécessaire de prévoir une tubulure de dégazage particulière. De préférence, lorsque le carter est un cylindre à base circulaire, la tubulure de sortie du liquide de refroidisse- ment est raccordée au carter dans sa partie comprise entre les deux plans faisant avec le plan de symétrie vertical un angle de 30 de part et d'autre de ce plan de symétrie. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma illustrant l'utilisation d'un échangeur selon l'invention; - la figure 2 est une vue partielle en perspective d'un tel échangeur; - la figure 3 est une vue en élévation de cet échangeur; et - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3. La figure 1 montre un moteur 1 muni d'une façon connue d'une vanne 2 d'EGR ("Exhaust Gas Recirculation" ou recyclage des gaz d'échappement). Une partie des gaz d'échappement est renvoyée vers l'extérieur par l'intermédiaire du pot d'échap- pement 3 tandis que l'autre partie est recyclée, par l'inter- médiaire d'un échangeur de refroidissement 4, dans le collecteur d'admission 5 o elle est mélangée à de l'air frais. L'échangeur 4 est du type gaz/liquide. Il comprend un carter cylindrique 6 fermé à chacune de ses extrémités par une boîte collectrice 7, 7'. Un faisceau de tubes 8 de circulation de gaz est raccordé à chacune de ses extrémités à une plaque collectrice disposée entre le carter 6 et la boîte collec- trice correspondante. Chaque boîte collectrice comporte un raccord de passage de gaz. Le raccord 9 de la boîte collectrice 7 est le raccord d'entrée du gaz à refroidir, et le raccord 9' de la boîte collectrice 7' est le raccord de sortie du gaz refroidi. Le liquide de refroidissement, ici l'eau de refroidissement du moteur, circule dans le carter 6 à contre-courant du gaz. Il pénètre dans le carter par une tubulure d'entrée 10 et en ressort par une tubulure de sortie 11. Selon l'invention, la tubulure de sortie 11 est raccordée au carter 6 dans la partie supérieure de ce dernier. La tubulure d'entrée 10 est ici raccordée à la partie inférieure du carter 6. Dans le mode de réalisation représenté aux dessins, la tubulure de sortie débouche dans le carter 6 dans le plan de symétrie vertical 12 du carter 6. Son axe se trouve d'ail- leurs dans ce plan. En variante, la tubulure de sortie pourrait déboucher en tout point situé au-dessus du plan de symétrie horizontal 13, mais débouche toutefois de préférence entre les deux plans 14 et 14' faisant avec le plan 12 un angle de 30 . L'invention est applicable aux moteurs à essence et aux moteurs diesel de véhicules automobiles. Revendications 1 - Echangeur de chaleur pour gaz d'échappement recyclés de moteur à combustion interne, comprenant un carter (6) sensiblement cylindrique, une boîte collectrice (7) d'entrée de gaz et une boîte collectrice (7') de sortie de gaz, et des tubulures d'entrée (10) et de sortie (11) de liquide de refroidissement respectivement aux deux extrémités du carter, caractérisé en ce que la tubulure de sortie (11) de liquide de refroidissement est raccordée à la partie supérieure du carter (6) et qu'il ne comporte pas de tubulure de dégazage. 2 - Echangeur selon la revendication 1, dans lequel le carter (6) est un cylindre à base circulaire, et la tubulure de sortie (11) du liquide de refroidissement est raccordée au carter dans sa partie comprise entre les deux plans (14, 14') faisant avec le plan de symétrie vertical (12) un angle de 30 de part et d'autre de ce plan de symétrie.