Brevet FR2867239A1 — publié le 20050909

DISPOSITIF DE GUIDAGE D'UN FLUX GAZEUX DANS UN CONDUIT D'ECOULEMENT COUDE La présente invention est relative à un dispositif de guidage d'un flux gazeux dans un conduit d'écoulement présentant une partie coudée, destiné à améliorer ses performances aérodynamiques et notamment à réduire au mieux les pertes de charge créées à la traversée de celui-ci. L'industrie en général et la construction automobile en particulier, utilisent pour de multiples applications des conduits d'écoulement d'un flux de gaz ou d'air présentant notamment une zone coudée de raccordement entre deux parties droites, par exemple pour réaliser la canalisation d'admission du mélange comburant à un moteur à explosion, le cas échéant avec une pression de suralimentation. Il a déjà été constaté que la formation dans la paroi interne d'une telle canalisation d'admission, de bavures internes en léger relief à l'intérieur du conduit, résultant du processus de fabrication de celui-ci consistant généralement à assembler par soudage ou brasage deux demi coquilles complémentaires pour former un ensemble continu, apporte, en ce qui concerne l'écoulement d'un milieu gazeux sous pression à l'intérieur de ce conduit, une amélioration sensible en réduisant les pertes de charge à la traversée de celui-ci et surtout en limitant les phénomènes de décollement de la veine gazeuse dans la partie coudée de la canalisation. Toutefois, ces bavures, qui se manifestent habituellement par des parties de faible épaisseur dans la paroi interne du conduit, avec une répartition sinon anarchique, du moins qui n'est pas exactement répétitive sur toute la dimension 2867239 2 longitudinale de celui-ci, selon leur hauteur et leur longueur, rendent la mesure des résultats délicates et peu reproductibles. On a déjà prévu, par exemple dans les brevets français FR-2 776 710 ou 2 687 735, de monter dans la surface interne d'un conduit d'alimentation pouvant comporter une partie coudée, amenant notamment le mélange comburant à un cylindre d'un moteur à explosion, un organe séparateur qui cloisonne la section transversale de ce conduit pour la séparer en plusieurs canalisations individuelles s'étendant sur une longueur donnée, ceci pour homogénéiser le mélange gazeux introduit dans le cylindre après ouverture de sa soupape d'admission, en particulier du fait que cette ouverture provoque, au début de cette phase du cycle, une aspiration dans le conduit d'une fraction de gaz brûlés résiduels, ces gaz brûlés se mélangeant de manière désordonnée avec les gaz frais admis dans le cylindre, cet organe séparateur visant à améliorer au total le rendement énergétique du moteur. Toutefois, les cloisons qui forment cet organe séparateur mis en place dans le conduit, le cas échéant dans un coude formé dans celui-ci, ont un rôle tout à fait différent de celui joué par les bavures internes créées lors de la fabrication du conduit, notamment parce que ces cloisons n'assurent pas la même fonction et ne produisent pas le même résultat. La présente invention a pour objet un dispositif de guidage d'un flux gazeux dans un conduit coudé qui évite les inconvénients inhérents à la structure indéterminée et à la répartition non ordonnée des bavures de fabrication. A cet effet, le dispositif considéré se caractérise en ce que le conduit comporte dans la 2867239 3 surface interne de sa partie coudée, des nervures et/ou des rainures parallèles, venues de fabrication avec ce conduit, pour assurer un guidage du flux gazeux s'écoulant à travers ce conduit, ces nervures et/ou rainures étant régulières et continues, selon leur longueur et/ou leur hauteur ou profondeur, au droit de cette partie coudée. Dans une première forme de réalisation, le dispositif de guidage comporte des nervures en saillie, au nombre de deux, diamétralement opposées dans la surface interne du conduit coudé et en regard l'une de l'autre. Dans un autre mode de réalisation, les nervures en saillie sont disposées selon deux groupes comprenant chacun deux nervures parallèles, ces groupes étant en regard et opposés l'un de l'autre dans la surface interne du conduit coudé. Dans une autre forme de réalisation, les nervures en saillie s'étendent transversalement dans le conduit coudé afin de former au moins une plaque plane de séparation, mince, partageant le conduit coudé en deux parties sensiblement égales. Avantageusement, les nervures en saillie s'étendent radialement dans le conduit coudé, de section approximativement circulaire, dans une direction sensiblement perpendiculaire au coude du conduit. Dans une seconde forme de réalisation, le dispositif de guidage comporte des rainures en creux disposées en regard et en opposition dans la paroi interne du conduit. Avantageusement, chaque rainure présente, selon sa longueur et vis-à-vis du sens d'écoulement du flux gazeux dans le conduit, de préférence en dehors de la partie coudée de ce conduit, une zone d'entrée et une zone de sortie dans laquelle la 2867239 4 profondeur de la rainure est progressive. De préférence, la profondeur de la zone d'entrée de chaque rainure croît de 0 à 7 au plus, tandis que la profondeur de la rainure dans la zone de sortie décroît de 30 à 0 . Quel que soit le mode de réalisation adopté, les nervures et rainures sont avantageusement obtenues par déformation par soufflage ou par injection. D'autres caractéristiques d'un dispositif de guidage d'un flux gazeux en écoulement dans un conduit gazeux apparaîtront encore à travers la description qui suit de plusieurs exemples de réalisation, donnés à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: - La Figure 1 est une vue en perspective partiellement arrachée d'un conduit coudé muni du dispositif considéré. - La Figure 2 est une vue en coupe transversale du conduit de la Figure 1. - Les Figures 3 et 4 d'une part, 5 et 6 d'autre part, sont des vues correspondant respectivement aux Figures 1 et 2 précitées mais relatives à deux autres variantes de réalisation. - Les Figures 7 et 8 sont des vues analogues aux précédentes, dans lesquelles le conduit coudé comporte des rainures en creux. - La Figure 9 est une vue en coupe partielle, à plus grande échelle, d'une partie du conduit de la Figure 7, au droit d'une rainure de ce conduit, précisant la forme de cette rainure dans la zone d'entrée et la zone de sortie respectivement de celle-ci. Sur ces Figures, la référence 1 désigne schématiquement un conduit à section sensiblement 2867239 5 circulaire, présentant un coude 2, dans lequel s'écoule un fluide gazeux quelconque. Ce conduit circulaire 1 est de préférence réalisé au moyen de deux parties, respectivement 3 et 4, fabriquées séparément, mais qui pourraient l'être simultanément et qui sont assemblées mutuellement selon un plan de joint 5, sensiblement diamétral. Conformément à l'invention, les parties 3 et 4 du conduit 1 comportent, en particulier au droit du coude 2, venues de fabrication avec ces parties coudées, des nervures internes respectivement 6 et 7, qui forment des saillies de hauteurs régulières et continues dans la paroi du conduit 1, ces deux nervures étant dirigées de façon sensiblement radiale vers l'intérieur du conduit à partir de chacune des parties 3 et 4. Ces nervures sont disposées en regard l'une de l'autre dans ces dernières. Les nervures 6 et 7, dont la longueur dans le conduit est de préférence identique de l'une à l'autre, de sorte qu'elles s'étendent de part et d'autre du coude 2, comportent chacune une hauteur réduite et qui reste approximativement la même sur toute cette longueur. Avantageusement, les extrémités 8 des nervures peuvent être profilées en pointe pour ne pas créer d'obstacles propres à créer des turbulences dans l'écoulement gazeux qui traverse le conduit 1. Dans la variante illustrée sur les Figures 3 et 4, sur lesquelles on a repris les mêmes chiffres de référence pour désigner les mêmes organes, les nervures 6 et 7 du mode de réalisation des Figures 1 et 2 sont dédoublées pour former des plaquettes, respectivement 6a et 6b d'une part, 7a et 7b d'autre part, parallèles entre elles et formant deux à deux 2867239 6 une sorte de rail, ces plaquettes qui constituent les nervures ménagées dans les parties 3 et 4 du conduit 1, au droit du coude 2, étant en regard l'une de l'autre de part et d'autre du conduit 1. Dans une autre variante illustrée sur les Figures 5 et 6, les deux parties 3 et 4 du conduit 1, au droit de son coude 2, comportent chacune une plaque verticale 6c d'une part, 7c d'autre part, qui s'étendent perpendiculairement à la paroi interne du conduit 1 en direction radiale, ces plaques étant normales au rayon du coude 2. De préférence, ces plaques radiales 6c et 7c sont sensiblement jointives au centre et selon un diamètre du conduit, en séparant celui-ci en deux parties égales. En variante, on peut parfaitement prévoir de ne mettre en oeuvre qu'une seule plaque radiale 6c ou 7c, l'autre partie du conduit en étant dépourvue. Dans une autre variante illustrée sur les Figures 7 à 9, le conduit 1, avec son coude 2 formé des deux parties 3 et 4 accolées selon le plan de joint 5, comporte, diamétralement opposées, non plus des nervures comme dans les variantes précédentes, mais des rainures en creux 9 et 10, identiques et en regard. Comme illustré plus en détail sur la Figure 9, chacune de ces rainures 9 ou 10, ménagée au droit du coude 2 du conduit 1, en dehors de la partie coudée de ce conduit, comporte, par rapport au sens de l'écoulement gazeux de l'entrée E vers la sortie S de celui-ci, schématisé par les flèches correspondantes, une zone d'entrée 11 et une zone de sortie 12, dont les profils, vus en coupe, sont sensiblement différents, la zone d'entrée 11 ayant une pente plus progressive et la zone de sortie 12 une pente plus abrupte. 2867239 7 Avantageusement, l'angle formé par la paroi interne du conduit et le fond de la rainure dans la zone d'entrée 11, schématiquement représenté sous la référence a, augmente dans le sens de l'écoulement de 0 à 7 au maximum, tandis que l'angle formé dans la zone de sortie 12, représenté sous la référence f3, diminue également dans le sens de l'écoulement, pour passer progressivement de 30 à 0 . On réalise ainsi un dispositif de guidage d'un flux gazeux, pour lequel l'expérience montre que les performances aérodynamiques sont sensiblement améliorées, avec une réduction notable des décollements de la veine au droit du coude du conduit et également des pertes de charge dans l'écoulement, cette solution étant plus particulièrement appréciable dans son application aux canalisations d'alimentation pour moteur à explosion, à essence ou du type diesel. La présence des nervures et/ou des rainures, en limitant en particulier le phénomène de décollement de la veine gazeuse dans le conduit par rapport à la paroi interne de ce dernier au droit de la partie coudée, apporte un gain non négligeable et en particulier permet et limiter la consommation en carburant. La réalisation de ces nervures et rainures est particulièrement simple, ces éléments pouvant être aisément obtenus lors du démoulage en fabrication des deux parties du conduit, obtenues par soufflage ou par injection. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation plus spécialement décrit et représenté ci-dessus; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. 8 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de guidage d'un flux gazeux en écoulement dans un conduit coudé, caractérisé en ce que le conduit (1) comporte dans la surface interne de sa partie coudée (2), des nervures (6,7) et/ou des rainures (9, 10) parallèles, venues de fabrication avec ce conduit, pour assurer un guidage du flux gazeux s'écoulant à travers ce conduit, ces nervures et/ou rainures étant régulières et continues, selon leur longueur et/ou leur hauteur ou profondeur, au droit de cette partie coudée. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nervures en saillie (6,7) sont au nombre de deux, diamétralement opposées dans la surface interne du conduit coudé (1) et en regard l'une de l'autre. 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nervures en saillie sont disposées selon deux groupes comprenant chacun deux nervures parallèles (6a,6b - 7a,7b), ces groupes étant en regard et opposés l'un de l'autre dans la surface interne du conduit coudé (1). 4 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nervures en saillie s'étendent transversalement dans le conduit coudé afin de former au moins une plaque plane (6c, 7c) de séparation, mince, partageant le conduit coudé (1) en deux parties sensiblement égales. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les nervures en saillie (6,7) s'étendent radialement dans le conduit coudé, de section approximativement circulaire, dans une direction sensiblement perpendiculaire au coude du conduit. 6 - Dispositif selon la revendication 1, 2867239 9 caractérisé en ce qu'il comporte des rainures en creux (9,10) disposées en regard et en opposition dans la paroi interne du conduit coudé (1). 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque rainure (9,10) présente, selon sa longueur et vis-à-vis du sens d'écoulement du flux gazeux dans le conduit (1), une zone d'entrée (11) et une zone de sortie (12) dans laquelle la profondeur de la rainure est progressive. 8 - Dispositif selon la revendication 7,_ caractérisé en ce que la profondeur de la zone d'entrée (11) de chaque rainure (9,10) croît de 0 à 7 au plus, tandis que la profondeur de la rainure dans la zone de sortie (12) décroît de 30 à 0 . 9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les nervures (6,7) et les rainures (9,10) sont obtenues par déformation par soufflage ou par injection.