Brevet FR3129978A1 — publié le 20230609

Elément chauffant autorégulant L’invention concerne un élément chauffant (1) pour ligne d’échappement, comprenant un corps tubulaire, un disque disposé en travers d’une section de passage du corps, présentant une résistance (Rh) de chauffage de valeur sensiblement constante en fonction de la température et un circuit électrique (6) comprenant une source de tension (7) connectée de manière à alimenter le disque en énergie électrique, où le circuit électrique (6) comprend encore une résistance (Rc) de contrôle, de valeur croissante en fonction de la température. Figure pour l'abrégé : Figure 1 Elément chauffant autorégulant L’invention concerne un élément chauffant pour ligne d’échappement. Une ligne d’échappement comprend une canalisation et est en charge du transport des gaz d’échappement depuis la sortie d’un moteur thermique, jusqu’à une canule d’extrémité, débouchant à l’air libre. Une ligne d’échappement est encore en charge de la purification des gaz d’échappement avant leur libération à l’air libre. La purification des gaz d’échappement peut être réalisée au moyen d’un catalyseur, disposé en travers de la canalisation. Un tel catalyseur doit avoir atteint ou dépassé une température d’activation afin de pouvoir purifier. Cette température d’activation est maintenue par la chaleur des gaz d’échappement, en régime établi. Cependant au démarrage, tant le catalyseur, que les gaz d’échappement sont froids. Aussi, pour atteindre rapidement la température d’activation, il est connu de disposer un élément chauffant en amont d’un catalyseur, de manière à assurer le chauffage des gaz d’échappement et du catalyseur. Tel qu’illustré à la , un élément chauffant 1 comprend un corps 2 tubulaire, disposé selon la canalisation, de manière à être traversé par les gaz d’échappement. Il comprend un disque 3, disposé en travers du corps 2 tubulaire. Le disque 3 est perforé afin de permettre le passage des gaz d’échappement au travers de sa section. Il peut s’agir d’une tôle perforée, d’une grille, d’un disque de mousse métallique ou de toute autre réalisation ajourée pour permettre le passage des gaz d’échappement et résistant électriquement pour permettre son chauffage par effet Joule. L’élément chauffant 1 comprend encore, tel qu’illustré à la , un circuit électrique 6 comprenant une source de tension 7. Le circuit électrique 6 est connecté au disque 3 de manière à l’alimenter en énergie électrique. Cette connexion s’effectue avantageusement via au moins deux électrodes 4, 5. Le disque 3 présente une résistance Rh. Aussi, l’application du circuit électrique 6 au disque 3 permet, par effet Joule, de chauffer le disque 3 et ainsi les gaz d’échappement le traversant. La température du disque 3 et de l’élément chauffant 1 est classiquement régulée en contrôlant la valeur de la tension aux bornes du disque 3. Ceci nécessite un composant électronique de régulation de la tension. L’invention se propose de réaliser un élément chauffant 1 autorégulateur de sa puissance et de sa température. Un tel élément chauffant 1 peut être alimenté directement par une source de tension 7 de valeur constante et permettre de faire l’économie du composant électronique de régulation de la tension. Pour cela, l’invention a pour objet un élément chauffant pour ligne d’échappement, comprenant un corps tubulaire, un disque disposé en travers d’une section de passage du corps, présentant une résistance de chauffage de valeur sensiblement constante en fonction de la température et un circuit électrique comprenant une source de tension connectée de manière à alimenter le disque en énergie électrique, où le circuit électrique comprend encore une résistance de contrôle, de valeur croissante en fonction de la température. Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont : - la résistance de chauffage et la résistance de contrôle sont connectées en série, - la valeur de la résistance de contrôle est négligeable devant la valeur de la résistance de chauffage à froid et est égale à 30 % de la résistance de chauffage à chaud, à une température cible, préférentiellement à 50% et encore plus préférentiellement à 70%, - la résistance de contrôle est disposée à proximité ou dans l’élément chauffant de manière à être soumise à la température des gaz d’échappement, - la résistance de chauffage est le disque lui-même, réalisé en un alliage réfractaire tel qu’un acier inoxydable 1.4535, FeCrAl, NiCr, préférentiellement en un alliage chrome de nickel, tel que du NiCr80, - la résistance de contrôle est réalisée en fer, en iridium, en platine, ou tout autre matériau présentant une résistance croissante en fonction de la température, - la résistance de contrôle est une partie du disque, réalisée dans un matériau différent, - l’élément chauffant comprend encore une électrode connectant le disque au circuit électrique et la résistance de contrôle est intégrée à l’électrode, - la résistance de contrôle comprend un filament, rectiligne ou spiralé, réalisé en platine, en iridium, en fer ou tout autre matériau présentant une résistance croissante en fonction de la température, disposé dans de la poudre d’oxyde de magnésium compressée, - la résistance de contrôle comprend un filament, rectiligne ou spiralé, réalisé en platine, en iridium, en fer ou tout autre matériau présentant une résistance croissante en fonction de la température, disposé autour d’un isolant, préférentiellement en alumine. Dans un deuxième aspect de l’invention, une ligne d’échappement, comprenant un tel élément chauffant. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d’exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles : La montre un schéma électrique de l’invention, La montre, en vue perspective, un élément chauffant, La montre un diagramme figurant les résistances en fonction de la température, La montre un diagramme figurant les puissances en fonction de la température, La montre, en vue perspective, un mode de réalisation de la résistance de contrôle, La montre, en vue perspective partiellement coupée, le mode de réalisation de la , La montre, en vue perspective, un autre mode de réalisation de la résistance de contrôle, La montre, en vue perspective partiellement coupée, le mode de réalisation de la , La montre, en vue perspective, un autre mode de réalisation de la résistance de contrôle, La montre, en vue perspective partiellement coupée, le mode de réalisation de la . Elément chauffant (1) pour ligne d’échappement, comprenant un corps (2) tubulaire, un disque (3) disposé en travers d’une section de passage du corps (2), présentant une résistance (Rh) de chauffage de valeur sensiblement constante en fonction de la température et un circuit électrique (6) comprenant une source de tension (7) connectée de manière à alimenter le disque (3) en énergie électrique, caractérisé en ce qu e le circuit électrique (6) comprend encore une résistance (Rc) de contrôle, de valeur croissante en fonction de la température. Elément chauffant (1) selon la revendication précédente, où la résistance (Rh) de chauffage et la résistance (Rc) de contrôle sont connectées en série . Elément chauffant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où la valeur de la résistance (Rc) de contrôle est négligeable devant la valeur de la résistance (Rh) de chauffage à froid et est égale à 30 % de la résistance (Rh) de chauffage à chaud, à une température cible, préférentiellement à 50% et encore plus préférentiellement à 70%. Elément chauffant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où la résistance (Rc) de contrôle est disposée à proximité ou dans l’élément chauffant (1), de manière à être soumise à la température des gaz d’échappement. Elément chauffant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où la résistance (Rh) de chauffage est le disque (3) lui-même, réalisé en un alliage réfractaire tel qu’un acier inoxydable 1.4535, FeCrAl, NiCr ou, préférentiellement en un alliage chrome de nickel, tel du NiCr80. Elément chauffant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où la résistance (Rc) de contrôle est réalisée en fer, en iridium, en platine ou tout autre matériau présentant une résistance croissante en fonction de la température. Elément chauffant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où la résistance (Rc) de contrôle est une partie du disque (3), réalisée dans un matériau différent . Elément chauffant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant encore une électrode (4, 5) connectant le disque (3) au circuit électrique (6) et où la résistance (Rc) de contrôle est intégrée à l’électrode (4, 5). Elément chauffant (1) selon la revendication8, où la résistance (Rc) de contrôle comprend un filament (8), rectiligne ou spiralé, réalisé en platine, en iridium, en fer ou tout autre matériau présentant une résistance croissante en fonction de la température, disposé dans de la poudre (9) d’oxyde de magnésium compressée. Elément chauffant (1) selon la revendication 8, où la résistance (Rc) de contrôle comprend un filament (8), rectiligne ou spiralé, réalisé en platine, en iridium, en fer ou tout autre matériau présentant une résistance croissante en fonction de la température, disposé autour d’un isolant (10), préférentiellement en alumine. Ligne d’échappement, caractérisée en ce qu’elle comprend un élément chauffant (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes .