FR2577276A1 - Exhaust device for burnt gases of a heat engine - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un dispositif d'échappement des gaz brûles d'un moteur thermique. The invention relates to a device for exhausting burnt gases from a heat engine.
Plus précisément, l'invention concerne un aménagement du dispositif d'échappement des gaz brûlés pour un moteur thermique qui tend à faciliter l'évacuation des gaz. More specifically, the invention relates to an arrangement of the exhaust device for the burnt gases for a heat engine which tends to facilitate the evacuation of the gases.
I1 est connu qu'en accélérant la vitesse de sortie des gaz brûles en provenance des cylindres, on diminue les pertes de charge dues au système d'échappement et en particulier à son silencieux et, de ce fait, on améliore les performances du moteur, en particulier la puissance et la consommation énergétique. It is known that by accelerating the speed of exit of the burnt gases coming from the cylinders, the pressure losses due to the exhaust system and in particular to its muffler are reduced and, therefore, the performance of the engine is improved, in particular power and energy consumption.
Différents dispositifs existent pour créer au niveau de l'extrémité du système d'échappement une succion des gaz brûlés en provenance des eylindres. Various devices exist to create at the end of the exhaust system a suction of the burnt gases coming from the eylinders.
Le plus souvent, ces dispositifs comprennent une sorte d'entonnoir qui entoure la sortie du système d'échappement et dont la grande ouverture se trouve orientée dans la direction d'avancement du véhicule que le moteur entrain, la petite sortie se trouvant quant à elle sensiblement situee au niveau de l'extrémité du système d'échappement
Lors de l'avancement du véhicule, l'air s'engouffre dans l'entonnoir et soit à grande vitesse au niveau de l'extrémité du systéme d'échappement où il provoque une succion des gaz brûlés dont il accélère ainsi la vitesse d'évacuation.Most often, these devices include a sort of funnel which surrounds the outlet of the exhaust system and whose large opening is oriented in the direction of advancement of the vehicle that the engine drives, the small outlet being in turn substantially located at the end of the exhaust system
As the vehicle advances, the air rushes into the funnel and is at high speed at the end of the exhaust system where it causes a suction of the burnt gases which it thus accelerates the speed of evacuation.
Un tel dispositif est decrit par exemple dans le brevet FR-a87.390, et d'autres dispositifs semblables sont décrits dans les brevets belges 335.541, 373.303. Such a device is described for example in patent FR-a87,390, and other similar devices are described in Belgian patents 335,541, 373,303.
On peut citer également les brevets GB-804.440 et
GB-932.720.We can also cite the patents GB-804,440 and
GB-932.720.
Ces dispositifs ne donnent cependant des résultats que sur des véhicules en deplacement, il faut en effet souligner que c'est le déplacement du véhicule qui engendre la circulation forcée de l'air au niveau de la sortie du système d'échappement qui, à son tour, facilite l'évacuation des gaz brûlés. However, these devices only give results on moving vehicles, it should indeed be emphasized that it is the movement of the vehicle which generates the forced circulation of air at the outlet of the exhaust system which, at its turn, facilitates the evacuation of the burnt gases.
De ce fait, ces dispositifs sont inefficaces pour des moteurs thermiques entrainant des véhicules en déplacement plus lent, par exemple, des péniches, des véhicules de chantier, egalement pour des installations fixes telles par exemple des systèmes de groupes électrogènes, de compresseurs, etc .. As a result, these devices are ineffective for heat engines driving slower moving vehicles, for example, barges, construction vehicles, also for fixed installations such as, for example, generator sets, compressors systems, etc. .
Un des buts de la présente invention est justement de proposer un dispositif d'échappement qui facilite l'évacuation des gaz brûlés, et ceci quelle que soit la vitesse de déplacement absolu du moteur par rapport au sol, c'est à dire aussi bien sur un véhicule en deplacement rapide, en déplacement lent ou sur une installation fixe. One of the aims of the present invention is precisely to propose an exhaust device which facilitates the evacuation of the burnt gases, and this whatever the absolute speed of displacement of the engine relative to the ground, that is to say as well on a fast moving vehicle, a slow moving vehicle or a fixed installation.
D'autres buts et avantages de la presente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the description which follows.
Le dispositif d'échappement des gaz brûles d'un moteur thermique selon l'invention est caracterise par le fait qu'il comprend des moyens pour provoquer, quelle que soit la vitesse absolue de déplacement du moteur thermique par rapport au sol, une évacuation forcee des gaz brûlés par effet d'aspiration hors de leur conduit d'évacuation. The exhaust gas exhaust device of a heat engine according to the invention is characterized in that it comprises means for causing, whatever the absolute speed of movement of the heat engine relative to the ground, a forced evacuation gases burned by the suction effect out of their exhaust duct.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui represente schematiquement
- figure 1 : une vue en coupe d'un dispositif selon l'invention monté à ltextremite d'un conduit d'evacuation des gaz brûlés dans un mode non limitatif de mise en oeuvre de l'invention,
- figures 2 à 5 : variantes de mise en oeuvre de l'invention.The invention will be better understood with the aid of the description which follows, by way of nonlimiting example, with reference to the attached drawing which represents diagrammatically
FIG. 1: a sectional view of a device according to the invention mounted at the end of a flue gas evacuation pipe in a nonlimiting embodiment of the invention,
- Figures 2 to 5: alternative embodiments of the invention.
Le dispositif d'échappement de l'invention présente des moyens pour provoquer quelle que soit la vitesse absolue de deplacement du moteur par rapport au sol, une évacuation des gaz brûlés par un effet d'aspiration. The exhaust device of the invention has means for causing whatever the absolute speed of displacement of the engine relative to the ground, an evacuation of the burnt gases by a suction effect.
Les moyens sont situés de préférence dans le voisinage de l'extrémité du systeme d'échappement existant, Q'est à dire généralement l'extrémité d'un conduit d'evacuation des gaz d'échappement schématise en 1 dans les figures. The means are preferably located in the vicinity of the end of the existing exhaust system, that is to say generally the end of an exhaust gas discharge duct shown schematically at 1 in the figures.
En.se référant à la figure 1, les moyens comprennent principalement une turbine aspirante 2, qui est située en aval à l'extrémité du conduit 1 d'évacuation des gaz brûles, à l'intérieur d'une conduite 3 qui prolonge le conduit 1. With reference to FIG. 1, the means mainly comprise a suction turbine 2, which is located downstream at the end of the pipe 1 for evacuating the burnt gases, inside a pipe 3 which extends the pipe 1.
La conduite 3 est sensiblement coaxiale au conduit 1 au niveau de son extrémité. Line 3 is substantially coaxial with line 1 at its end.
Elle comprend une extrémité amont 4 qui est raccordée à l'extrémité du conduit 1, par tout moyen approprié, notamment par emboitement, une partie centrale 5 qui presente un diamètre supérieur à celui du conduit 1 et qui se termine par une extrémité aval 8 ouverte à l'air libre et de préférence évasée. It comprises an upstream end 4 which is connected to the end of the duct 1, by any appropriate means, in particular by interlocking, a central part 5 which has a diameter greater than that of the duct 1 and which ends in an open downstream end 8 in the open air and preferably flared.
C'est dans la partie centrale 5 qu'est située la turbine aspirante 2, qui est sensiblement centree sur l'axe 6 de la conduite 3, et dont le diamètre est voisin du diamètre intérieur de la conduite 3. It is in the central part 5 that the suction turbine 2 is located, which is substantially centered on the axis 6 of the pipe 3, and whose diameter is close to the inside diameter of the pipe 3.
La rotation de la turbine aspirante 2 provoque une aspiration des gaz brulés 7, en provenance des cylindres et donc de ce fait accélère leur vitèsse d'ecoulement. The rotation of the suction turbine 2 causes a suction of the burnt gases 7, coming from the cylinders and therefore therefore accelerates their flow velocity.
Dans cet exemple, dans le cas où le moteur thermique entraine un véhicule en déplacement, l'ouverture 8 de la conduite 3 par laquelle sont évacués les gaz d'échappement est orientée sensiblement dans la même direction que l'extrémité du conduit 1, c'est à dire vers l'arrière du véhicule. In this example, in the case where the heat engine drives a moving vehicle, the opening 8 of the pipe 3 through which the exhaust gases are discharged is oriented substantially in the same direction as the end of the pipe 1, c is to say towards the rear of the vehicle.
Les figures 2 à 4 représentent en variante les moyens pour provoquer l'evacuation force des gaz brûlés quelle que soit la vitesse absolue de déplacement du moteur, sous la forme d'une turbine soufflante 9 qui provoque une circulation forcée d'air 10. FIGS. 2 to 4 show in a variant the means for causing the forced evacuation of the burnt gases whatever the absolute speed of displacement of the engine, in the form of a blowing turbine 9 which causes a forced circulation of air 10.
L'air en circulation forcée 10 est dirigé dans le flux d'écoulement 11 des gaz brules en provenance des cylindres, en sortie du conduit d'évacuation 1, sensiblement dans le même sens de façon à entrainer par aspiration le flux 11. The air in forced circulation 10 is directed into the flow stream 11 of the burnt gases coming from the cylinders, at the outlet of the evacuation duct 1, substantially in the same direction so as to entrain the flow 11 by suction.
En se référant plus précisément à la figure 2, les moyens comprennent une entrée d'air frais 12, un carter 13, à l'intérieur duquel se trouve logée la turbine 9, le carter est prolonge en aval de la turbine 9 par une conduite 14 qui canalise l'écoulement forcé d'air engendre par la turbine 9. Referring more specifically to Figure 2, the means comprise a fresh air inlet 12, a housing 13, inside which is housed the turbine 9, the housing is extended downstream of the turbine 9 by a pipe 14 which channels the forced air flow generated by the turbine 9.
La conduite 14 est rigide ou bien, de préférence, au moins partiellement flexible de façon à permettre l'installation du carter 13 dans une position qui facilite l'aspiration d'air frais par la turbine 9. The pipe 14 is rigid or, preferably, at least partially flexible so as to allow the installation of the casing 13 in a position which facilitates the suction of fresh air by the turbine 9.
Eventuellement, la turbine 9 peut se trouver dans la partie centrale et la conduite 14, c'est à dire à une certaine distance de l'entrée d'air 12. Optionally, the turbine 9 can be located in the central part and the pipe 14, that is to say at a certain distance from the air inlet 12.
Les moyens comprennent egalement un raccord en "Y" 15 dont une branche supérieure 18 se-trouve reliee à la conduite 14 et l'autre 17 à l'extrémité du conduit d'évacuation 1. The means also include a "Y" connector 15, one upper branch 18 of which is connected to the pipe 14 and the other 17 at the end of the discharge pipe 1.
La branche inférieure 16 du raccord en "Y" 15 débouche vers l'extérieur et presente, de 'préférence, une forme evasée. The lower branch 16 of the "Y" connector 15 opens outwards and preferably has a flared shape.
Selon un mode préférentiel de réalisation represente en figure 2, la branche supérieure 18 du raccord 15 raccordée sur la conduite d'air frais est sensiblement dans l'axe de la branche inférieure 16, et l'autre branche 17 raccordée au conduit 1 est légèrement désaxée. According to a preferred embodiment represented in FIG. 2, the upper branch 18 of the connector 15 connected to the fresh air duct is substantially in the axis of the lower branch 16, and the other branch 17 connected to the duct 1 is slightly offset.
Ceci, cependant, n'est pas limitatif et on pourrait adopter aussi bien une disposition inverse ou une disposition selon laquelle les deux branches supérieures 17, 18 du raccord 15 sont désaxées symétriquement par rapport à l'axe de la branche inférieure. This, however, is not limiting and one could also adopt a reverse arrangement or a provision according to which the two upper branches 17, 18 of the connector 15 are offset symmetrically with respect to the axis of the lower branch.
Intérieurement, le raccord en "Y" 15 présente toute forme appropriee pour faciliter l'écoulement des flux 10 et 1l ainsi que leur melange et donc pour limiter les pertes de charge à ce niveau. Internally, the "Y" connector 15 has any suitable shape to facilitate the flow of flows 10 and 11 as well as their mixing and therefore to limit the pressure drops at this level.
Eventuellement, un aménagement de la jonction des branches ou d'autres moyens d'un type connu, tel par exemple un rétrécissement, provoque une accélération de la circulation forcée d'air 10 et/ou du flux des gaz brûlés 11. Optionally, an arrangement of the junction of the branches or other means of a known type, such as for example a narrowing, causes an acceleration of the forced circulation of air 10 and / or of the flow of burnt gases 11.
Par exemple, en se référant à la figure 2, la branche superieure désaxée du raccord 15 se prolonge par un bec 20 au niveau de la jonction entre les branches 16, 17, 18 et la branche 16 qui est évasée, presente sa plus petite section 21 sensiblement en aval de l'extrémité du bec 20. For example, with reference to FIG. 2, the off-center upper branch of the connector 15 is extended by a spout 20 at the junction between the branches 16, 17, 18 and the branch 16 which is flared, has its smallest section 21 substantially downstream from the end of the spout 20.
La figure 3 est une variante de la figure 2, principalement au niveau du raccord 15. FIG. 3 is a variant of FIG. 2, mainly at the level of the connector 15.
Dans cette figure, en effet, l'extrémité inférieure de la branche 18 qui véhicule la circulation forcée d'air est entourée sur 1'ensemble de sa périphérie par l'autre branche 17 du raccord par laquelle débouche le flux des gaz brûlés 11. In this figure, in fact, the lower end of the branch 18 which conveys the forced circulation of air is surrounded over its entire periphery by the other branch 17 of the connector through which the flow of burnt gases 11 opens.
Dans ce cas, de préférence, la branche 18 qui vehicule l'air frais est sensiblement dans l'axe de la branche inférieure 16 mais, comme pour la figure 2, une autre disposition peut convenir. In this case, preferably, the branch 18 which conveys the fresh air is substantially in the axis of the lower branch 16 but, as in FIG. 2, another arrangement may be suitable.
En outre, son extrémite est pourvue d'un rétrécissement par exemple un bossage 22, ayant pour but d'accélérer l'écoulement du flux 10, et la petite section 21 de la branche inferieure 16 se trouve située sensiblement en aval de l'extrémité de la branche 18. In addition, its extremity is provided with a narrowing for example a boss 22, having the aim of accelerating the flow of the flow 10, and the small section 21 of the lower branch 16 is located substantially downstream of the end of branch 18.
Selon la variante de la figure 5, la branche 18 qui véhicule la circulation forcée d'air 10 pénetre à l'intérieur de la branche 17 qui vehicule les gaz brûlés 11 et s'aligne progressivement sur son axe. According to the variant of FIG. 5, the branch 18 which conveys the forced circulation of air 10 penetrates inside the branch 17 which conveys the burnt gases 11 and progressively aligns on its axis.
L'extrémité de la branche 18 présente de préférence un rétrécissement par exemple un bossage 22 et la plus petite section 21 de la branche 16 est situee sensiblement en aval de l'extrémité de la branche 18. The end of the branch 18 preferably has a narrowing for example a boss 22 and the smallest section 21 of the branch 16 is located substantially downstream of the end of the branch 18.
Dans la variante de la figure 4, les moyens comprennent une turbine soufflante 23 qui est montée en rotation sur l'extrémité du conduit 1 d'évacuation des gaz brûlés ou sur un prolongement 24 de ce conduit. In the variant of FIG. 4, the means comprise a blower turbine 23 which is rotatably mounted on the end of the pipe 1 for discharging the burnt gases or on an extension 24 of this pipe.
Les moyens comprennent en outre un carter 25, présentant sensiblement une forme d'entonnoir, dans lequel se trouve logée la turbine 23, au niveau de sa zone de plus grande section. The means further comprise a casing 25, having substantially the shape of a funnel, in which the turbine 23 is housed, at its zone of larger section.
La zone de plus petite section 26 du carter 25, se trouve située sensiblement en aval de l'extrémité du conduit 1, ou de son prolongement 24 qui, de préférence, présente un rétrécissement par exemple un bossage 22 ayant pour but d'accélérer l'écoulement du flux 11. The smaller section area 26 of the casing 25 is located substantially downstream of the end of the duct 1, or of its extension 24 which, preferably, has a narrowing, for example a boss 22 intended to accelerate the flow 11.
La turbine 23 et le carter 25 sont traversés par le conduit 1 d'évacuation des gaz brûlés ou son prolongement 24 et ils sont sensiblement centrés sur l'axe du conduit 1. The turbine 23 and the casing 25 are crossed by the pipe 1 for discharging the burnt gases or its extension 24 and they are substantially centered on the axis of the pipe 1.
Le diametre de la petite section 26 est prévu de manière à laisser entre le carter et l'extrémité du conduit des gaz brûlés un passage suffisant pour permettre la circulation force d'air engendre par la turbine 23. The diameter of the small section 26 is provided so as to leave between the casing and the end of the burnt gas conduit a passage sufficient to allow the force of air circulation generated by the turbine 23.
La partie extrême 27 du carter 25 débouche vers l'extérieur et présente une forme appropriée facilitant l'évacuation forcée des gaz par exemple une forme évasée. The end part 27 of the casing 25 opens outwards and has an appropriate shape facilitating the forced evacuation of the gases, for example a flared shape.
Les turbines 2, 9, 23 sont de tout type approprié, par exemple à aubes ou à pales, centrifugé, en escargot, de manière à avoir le meilleur compromis entre le débit, la pression et l'absorption de poussières. The turbines 2, 9, 23 are of any suitable type, for example with blades or blades, centrifuged, in a snail, so as to have the best compromise between the flow rate, the pressure and the absorption of dust.
Lorsque le dispositif est installé sur un véhicule mobile, de préférence, l'entrée d'air de la turbine est orientée sensiblement dans sa direction d'avancement la plus courante, de façon à profiter de son déplacement dans l'air et de diminuer l'énergie necessaire à son entrainement. When the device is installed on a mobile vehicle, preferably, the air inlet of the turbine is oriented substantially in its most common direction of advance, so as to take advantage of its movement in the air and reduce the energy required for his training.
Les turbines sont entrainées par tout moyen approprié et par exemple, tel que cela est schématise dans les figures par un moteur electrique 28 monté de maniere coaxiale avec la turbine, ou bien relié par une transmission à courroie 29 comme c'est le cas de la figure 5. The turbines are driven by any appropriate means and for example, as shown in the figures by an electric motor 28 mounted coaxially with the turbine, or else connected by a belt transmission 29 as is the case of the figure 5.
Le moteur électrique 28 se trouve de préférence protégé par un carter approprié (non représenté), et, dans le cas de la figure 2 à 5, il faut souligner qu'avantageusement le moteur electrique 28 se trouve en amont de la sortie des gaz brûlés hors du conduit d'échappement et que, de ce fait, il est pas au contact de ceux-ci. The electric motor 28 is preferably protected by an appropriate casing (not shown), and, in the case of FIG. 2 to 5, it should be emphasized that advantageously the electric motor 28 is located upstream from the outlet of the burnt gases out of the exhaust pipe and that, because of this, it is not in contact with these.
De façon a améliorer sa protection et celle de la turbine, l'invention prevoit dans le cas des figures 2 à 4, de placer un clapet 30 de non retour sur la conduite 14 qui vehicul.e l'air frais. In order to improve its protection and that of the turbine, the invention provides, in the case of FIGS. 2 to 4, to place a non-return valve 30 on the pipe 14 which conveys fresh air.
De préférence, l'alimentation du moteur électrique 28 est régule par des moyens électroniques ou électromagnétiques qui règlent la vitesse de rotation de la turbine en fonction du regime du moteur, de façon que l'énergie consommée par le moteur 28 soit minimum en regard de l'économie d'énergie réalisée en forçant l'évacuation des gaz brûlés et dans tous les cas qu'elle soit au plus égale à l'économie realisée. Preferably, the supply of the electric motor 28 is regulated by electronic or electromagnetic means which regulate the speed of rotation of the turbine as a function of the engine speed, so that the energy consumed by the motor 28 is minimum with respect to the energy saving achieved by forcing the evacuation of the burnt gases and in all cases that it is at most equal to the saving achieved.
Les paramètres pris en compte pour la regulation de la vitesse de rotation de la turbine, peuvent être la^vitesse de rotation du moteur, la vitesse de sortie des gaz brûlés, leur débit, leur pression, la vitesse d'avancement du véhicule, etc
Dans certains cas, la turbine peut être entraînée non pas par un moteur électrique mais par un organe tournant du moteur thermique lui-même notamment à partir du vilebrequin, de la boite de vitesse, ou tout autre organe approprie. The parameters taken into account for regulating the speed of rotation of the turbine, can be the speed of rotation of the engine, the speed of exit of the burnt gases, their flow rate, their pressure, the speed of advance of the vehicle, etc.
In certain cases, the turbine can be driven not by an electric motor but by a rotating member of the heat engine itself in particular from the crankshaft, the gearbox, or any other suitable member.
L'entrainement de la turbine peut être également réalisé au moyen d'une turbine primaire, elle-meme entrainée en rotation par l'air comprimé qui est disponible sur certains véhicules notamment du type poids lourd. The turbine drive can also be achieved by means of a primary turbine, itself driven in rotation by compressed air which is available on certain vehicles, in particular of the heavy goods vehicle type.
La présente invention peut être mise en oeuvre sur tout type de moteur, deux ou quatre temps, à gaz, essence ou diesel. The present invention can be implemented on any type of engine, two or four stroke, gas, petrol or diesel.
En forçant l'évacuation des gaz brûlés quelle que soit la vitesse absolue de deplacement du moteur et en diminuant les pertes de charge dans le système d'échappement traditionnel, le dispositif selon l'invention permet, de gagner de la puissance au niveau du moteur, et de reduire sa consommation. By forcing the evacuation of the burnt gases whatever the absolute speed of displacement of the engine and by reducing the pressure losses in the traditional exhaust system, the device according to the invention makes it possible to gain power at the level of the engine. , and reduce its consumption.
L'invention trouvera donc des applications avantageuses notamment dans le cas des véhicules se déplaçant lentement, par exemple des vehicules de chantier, des péniches, de même que dans le cas d'installations fixes, par exemple des moteurs de groupe électrogène, de compresseur. The invention will therefore find advantageous applications in particular in the case of slowly moving vehicles, for example site vehicles, barges, as well as in the case of fixed installations, for example generator, compressor engines.
Naturellementg la présente description n'est donnée qu'à titre indicatif, et l'on pourrait adopter d'autres mises en oeuvre de l'invention sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. Naturellementg the present description is given only as an indication, and one could adopt other implementations of the invention without departing from the framework thereof.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8502151A FR2577276A1 (en) | 1985-02-11 | 1985-02-11 | Exhaust device for burnt gases of a heat engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8502151A FR2577276A1 (en) | 1985-02-11 | 1985-02-11 | Exhaust device for burnt gases of a heat engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2577276A1 true FR2577276A1 (en) | 1986-08-14 |
Family
ID=9316292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8502151A Withdrawn FR2577276A1 (en) | 1985-02-11 | 1985-02-11 | Exhaust device for burnt gases of a heat engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2577276A1 (en) |
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