Brevet FR3074523A1 — publié le 20190607

Dispositif compact de purification et de recirculation de gaz d'echappement La presente invention concerne un dispositif de purification et de recirculation de gaz d'echappement, notamment pour systeme d'echappement de vehicule automobile. Un dispositif de purification et de recirculation de gaz d'echappement a notamment pour fonction de recluire Ia consommation en combustible dans un moteur thermique, notamment de vehicule automobile. Un tel dispositif de purification et de recirculation connu dans l'etat de Ia technique, notamment d'apres FR 3 041 033 Al , est relativement encombrant, si bien que son integration dans une ligne d'echappement peut etre difficile a mettre en oeuvre. L'invention a notamment pour but de remedier a cet inconvenient, en fournissant un dispositif compact de purification et de recirculation de gaz d'echappement. A cet effet, l'invention a notamment pour objet un dispositif de purification et de recirculation de gaz d'echappement, notamment pour systeme d'echappement de vehicule automobile, comportant : - un conduit amont, s'etendant le long d'une premiere direction X1 , et dans lequel est loge au moins un organe de purification des gaz d'echappement ; - un premier conduit aval, s'etendant le long d'une seconde direction X2, et dans lequel est loge au moins un echangeur de chaleur, - un deuxieme conduit aval, destine a etre connecte a un tube de sortie de gaz d'echappement, caracterise en ce qu'il comporte une chambre intermediaire comprenant : - une entrée de gaz d'echappement communiquant avec le conduit amont, en aval de l'organe de purification, - une premiere sortie de gaz d'echappement communiquant avec le premier conduit aval, et - une seconde sortie de gaz d'echappement communiquant avec le second conduit aval, et dans lequel Ia premiere direction X1 et Ia seconde direction X2 forment entre elles un angle y compris entre 0° et 90°. Ainsi, le conduit amont et le premier conduit aval s'etendent d'un meme cote de Ia chambre intermediaire, si bien que le dispositif de purification et de recirculation de gaz selon l'invention est plus contact qu'un dispositif de l'etat de Ia technique, notamment celui de FR 3 041 033 A1. 2 Un dispositif selon ('invention peut comporter en outre ('une ou plusieurs des caracteristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables : - ('angle y forme entre Ia premiere direction X1 et Ia seconde direction est compris 5 entre 0 et 45°, de preference entre 0 et 30°, pluspreferentiellement sensiblement egal a 0° et encore plus preferentiellement egal a 0°. -('angle y forme Ia premiere direction X1 et Ia seconde direction X2 est compris entre 45° et 90°. - Ia chambre intermediaire est delimitee par une coque formee d'un assemblage 10 d'au moins deux parties de coque rapportees les unes sur les autres. -Ia coque comporte une premiere partie de coque comprenant ('entree de gaz d'echappement, et Ia premiere sortie de gaz d'echappement, et une seconde partie de coque comprenant Ia seconde sortie de gaz d'echappement. - Ia premiere sortie de gaz d'echappement est couverte par un filtre. 15 - Ia chambre intermediaire comporte des elements de guidage de gaz d'echappement, agences pour guider une partie du gaz d'echappement provenant de ('entree vers Ia premiere sortie de gaz d'echappement. - Ia chambre intermediaire est au moins en partie delimitee par une coque, Ia coque comprenant une concavite convergeant vers Ia seconde sortie de gaz 20 d'echappement. - une conduite de derivation parallele au premier conduit aval, Ia conduite de derivation etant obturable par une vanne dediee. - ('entree de gaz d'echappement est menagee en regard de Ia seconde sortie de gaz d'echappement. 25 L'invention sera mieux comprise a Ia lecture de Ia description qui va suivre, donnee uniquement a titre d'exemple et faite en se referant aux figures annexees, parmi lesquelles : - Ia figure 1 est une vue schematique en coupe axiale d'un dispositif de purification et de recirculation selon un exemple de mode de realisation de ('invention ; 30 - Ia figure 2 est une vue en perspective du dispositif de purification et de recirculation de Ia figure 1 ; - Ia figure 3 est une vue du dessus d'une premiere partie de coque delimitant une chambre intermediaire du dispositif de Ia figure 1, et - Ia figure 4 est une vue schematique du dessus d'une seconde partie de coque delimitant Ia chambre intermediaire du dispositif de Ia figure 1. 3 On a represents, sur les figures 1 et 2, un dispositif 10 de purification et de recirculation de gaz d'echappement, destine a etre agence dans un systeme d'echappement, notamment d'un vehicule automobile. Le dispositif de purification et de recirculation 10 comporte un conduit amont 12, 5 s'etendant le long d'une premiere direction X1. Ce conduit amont 12 est par exemple destine a etre connects en sortie d'un turbocompresseur du systeme d'echappement, de maniere classique pour un moteur turbocompresse ou a Ia sortie du collecteur d'echappement pour un moteur atmospherique. Le conduit amont 12 est par exemple realise en acier inoxydable. 10 Le conduit amont 12 loge au moins un organe 14 de purification des gaz d'echappement, par exemple deux organes de purification 14 en serie. Ainsi, le conduit amont 12 remplit une fonction purification du dispositif de purification et de recirculation 10. Le dispositif de purification et de recirculation 10 comporte par ailleurs un premier 15 conduit aval 16, s'etendant le long d'une seconde direction X2, et dans lequel est loge au moins un echangeur de chaleur 18 de type classique. Le premier conduit aval 16 est par exemple realise en acier inoxydable. Ce premier conduit aval 16 est par exemple destine a etre connects en entrée dudit turbocompresseur pour un moteur turbocompresse ou en aval du boitier papillon 20 pour un moteur atmospherique, pour remplir une fonction de recirculation du dispositif de purification et de recirculation 10. L'echangeur de chaleur 18 est destine, comme cela est connu en soi, a baisser Ia temperature des gaz d'echappement sous une temperature maximale predefinie, generalement 160°C, avant de leinjecter ces gaz d'echappement en entrée du turbocompresseur ou en aval du boitier papillon. 25 Le premier conduit aval 16 debouche dans une tuyere aval 19, agencee en aval de l'echangeur de chaleur 18. Cette tuyere aval 19 comporte une vanne principale 20, mobile entre une position d'obturation dans laquelle le gaz d'echappement ne peut pas circuler dans le premier conduit aval 16, et une position de liberation dans laquelle le gaz d'echappement peut circuler librement dans le premier conduit aval 16. 30 Comme cela est represente sur Ia figure 2, le dispositif de purification et de recirculation 10 comporte de maniere optionnelle une conduite de derivation 22 sensiblement parallele, et de preference parallele au premier conduit aval 16, debouchant egalement dans Ia tuyere aval 19. La circulation de gaz d'echappement dans Ia conduite de derivation 22 est donc conditionnee par Ia position de Ia vanne principale 20. 35 La conduite de derivation 22 est par ailleurs obturable par une vanne dediee 24 de type classique. Cette conduite de derivation 22 est destinee, comme cela est connu en 4 soi, a garder la temperature suffisamment elevee (par exemple au-dessus de 65°C) et a eviter la formation de condensation dans l'echangeur de chaleur 18. La vanne dediee 24 est ouverte ou fermee en fonction de la temperature du gaz d'echappement. Le dispositif de purification et de recirculation 10 comporte par ailleurs un 5 deuxierne conduit aval 28, destine a etre connects a un tube de sortie de gaz d'echappement. Le deuxierne conduit aval 28 est par exemple realise en acier inoxydable. Le dispositif de purification et de recirculation 10 comporte une chambre intermediaire 30 comprenant : - une entrée 32 de gaz d'echappement communiquant avec le conduit amont 12, 10 en aval de l'organe de purification 14, et par exemple directement en aval de cet organe de purification 14, - une premiere sortie 34 de gaz d'echappement communiquant avec le premier conduit aval 16, et - une seconde sortie 36 de gaz d'echappement communiquant le second conduit 15 aval 28. II est a noter que la premiere sortie de gaz d'echappement 34 est avantageusement recouverte d'un filtre 37. Ce filtre 37 est par exemple forme par un filet metallique. Ce filtre 37 est destine a empecher le passage de particules, notamment de particules de ceramiques issues du ou des organes de purification 14, vers le 20 turbocompresseur pour un moteur turbocompresse ou en aval du boitier papillon pour un moteur atmospherique. Conformement a l'invention, Ia premiere direction X1 et Ia seconde direction X2 forment entre elles un angle y compris entre 0° et 90° inclus. II est a noter que, dans l'etat de Ia technique, les premiere et seconde direction 25 sont generalement alignees, et forment donc un angle de 180°. Un angle de 0° correspond en fait a des premiere X1 et seconde X2 directions paralleles, comme cela est le cas dans l'exemple represents sur Ia figure 1. Dans ce cas, le conduit amont 12 et le premier conduit aval 16 s'etendent parallelement, l'un a cote de l'autre. 30 De preference, l'angle y forme entre Ia premiere direction X1 et Ia seconde direction X2 est compris entre 0 et 45°. Avantageusement, l'angle y forme entre Ia premiere direction X1 et Ia seconde direction X2 est compris entre 0 et 30°. Plus preferentiellement, l'angle y est sensiblement egal a 0° et encore plus 35 preferentiellement egal a 0°. 5 En variante, ('angle y forme la premiere direction et la seconde direction est compris entre 45° et 90°. Conformement a un mode de realisation prefere, la chambre intermediaire 30 est au moins partiellement delimitee par une coque formee d'un assemblage d'au moins deux 5 parties de coque 30a, 30b rapportees les unes sur les autres. Par exemple, la coque comporte : - une premiere partie de coque 30a comprenant ('entree de gaz d'echappement 32, et la premiere sortie de gaz d'echappement 34, et - une seconde partie de coque 30b comprenant la seconde sortie de gaz 10 d'echappement 36. En variante, la chambre intermediaire 30 pourrait etre formee d'une pluralite de parties de coque. La premiere partie de coque 30a est representee schernatiquement sur la figure 2, en vue de dessous, c'est-a-dire vue depuis l'interieur de la chambre intermediaire 30. 15 Cette premiere partie de coque 30a est par exemple sensiblement plane, mais peut en variante presenter toute forme envisageable. Comme on peut le voir sur la figure 2, ('entree de gaz d'echappement 32 et la premiere sortie de gaz d'echappement 34 sont menagees dans cette premiere partie de coque 30a. Une autre ouverture 38, destinee a etre connectee a la conduite de derivation 22, est egalement menagee dans la premiere 20 partie de coque 30a, a proximite de la premiere sortie de gaz d'echappement 34. La seconde partie de coque 30b est representee schernatiquement sur la figure 3, en vue de dessus, c'est-a-dire vue depuis l'interieur de la chambre intermediaire 30. La seconde partie de coque 30b presente de preference une forme generale concave convergeant vers la seconde sortie de gaz d'echappement 36. Cette concavite 25 est plus particulierement visible sur la figure 2. Du fait de cette concavite, le gaz d'echappement dans la chambre intermediaire 30 est aisement guide vers la seconde sortie de gaz d'echappement 36, notamment lorsque la vanne principale 20 est en position d'obturation. En d'autres termes, lorsque la vanne principale 20 est en position d'obturation, la presence du premier conduit aval 16 ne gene pas recoulement du flux de 30 gaz vers le second conduit aval 28, le flux de gaz d'echappement etant naturellement guide par la concavite vers la seconde sortie de gaz d'echappement 36. II est egalement a noter que la seconde sortie de gaz d'echappement 36 est agencee de preference en regard de ('entree de gaz d'echappement 32. Cela est egalement preferentiellement le cas dans d'autres modes de realisation non limites a 35 deux parties de coque. 6 Par ailleurs, conformement au mode de realisation decrit, la seconde partie de coque 30b porte des elements 40 de guidage de gaz d'echappement. En variante, les elements de guidage 40 de gaz d'echappement pourraient etre agences differemment dans Ia chambre intermediaire 30. 5 Les elements de guidage de gaz d'echappement 40 sont destines a guider une partie du gaz d'echappement vers Ia premiere sortie de gaz d'echappement 34. Ainsi, ils sont agences sur Ia seconde partie de coque 30b, au moins en partie sensiblement en regard de Ia premiere sortie de gaz d'echappement 34. Ainsi, le gaz provenant du conduit amont 12, arrivant sur Ia zone de Ia seconde partie de coque 30b comprenant les 10 elements de guidage 40 de gaz d'echappement, sera guide par ces elements de guidage de gaz d'echappement vers Ia premiere sortie de gaz d'echappement REVENDICATIONS1. Dispositif (10) de purification et de recirculation de gaz d'echappement, notamment pour systerne d'echappement de vehicule automobile, comportant : - un conduit amont (12), s'etendant le long d'une premiere direction (X1), et dans lequel est loge au moins un organe (14) de purification des gaz d'echappement ; - un premier conduit aval (16), s'etendant le long d'une seconde direction (X2), et dans lequel est loge au moins un echangeur de chaleur (18), - un deuxierne conduit aval (28), destine a etre connecte a un tube de sortie de gaz d'echappement, caracterise en ce qu'il comporte une chambre intermediaire(30) comprenant : - une entrée (32) de gaz d'echappement communiquant avec le conduit amont (12), en aval de ('organe de purification (14), - une premiere sortie (34) de gaz d'echappement communiquant avec le premier conduit aval (16), et - une seconde sortie (36) de gaz d'echappement communiquant avec le second conduit aval (28), et dans lequel la premiere direction (X1) et la seconde direction (X2) forment entre elles un angle (y) compris entre 0° et 90°. 2. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon la revendication 1, dans lequel l'angle (y) forme entre la premiere direction (X1) et la seconde direction (X2) est compris entre 0 et 45°, de preference entre 0 et 30°, plus preferentiellement sensiblement egal a 0° et encore plus preferentiellement egal a0°. 3. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon la revendication 1, dans lequel l'angle (y) forme la premiere direction (X1) et la seconde direction (X2) est compris entre 45° et 90°. 4. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon l'une quelconque des revendications precedentes, dans lequel la chambre intermediaire (30) est delimitee par une coque formee d'un assemblage d'au moins deux parties de coque (30a, 30b) rapportees les unes sur les autres. 5. Dispositif de purification et de recirculation (10) (selon la revendication 4, dans lequel la coque comporte : 8 - une premiere partie de coque (30a) comprenant ('entree de gaz d'echappement (32), et la premiere sortie de gaz d'echappement (34), et - une seconde partie de coque (30b) comprenant la seconde sortie de gaz d'echappement (36). 5 6. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon l'une quelconque des revendications precedentes, dans lequel la premiere sortie de gaz d'echappement (34) est couverte par un filtre (37). 10 7. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon l'une quelconque des revendications precedentes, dans lequel la chambre intermediaire (30) comporte des elements de guidage de gaz d'echappement (40), agences pour guider une partie du gaz d'echappement provenant de ('entree (32) vers la premiere sortie de gaz d'echappement (34). 15 8. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon l'une quelconque des revendications precedentes, dans lequel la chambre intermediaire (30) est au moins en partie delimitee par une coque, la coque comprenant une concavite convergeant vers la seconde sortie de gaz d'echappement (36). 9. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon l'une quelconque des revendications precedentes, comprenant une conduite de derivation (22) parallele au premier conduit aval (16), la conduite de derivation (22) etant obturable par une vanne dediee (24). 10. Dispositif de purification et de recirculation (10) selon l'une quelconque des revendications precedentes, dans lequel ('entree de gaz d'echappement (32) est menagee en regard de la seconde sortie de gaz d'echappement (36). 20 25