FR2718491A1 - Unit to recover heat from heat engine exhaust - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif de récupération d'énergie, sur échappement de véhicules automobiles en vue d'appoint au chauffage habitacle ou de mise en température rapide du circuit de re froidissement moteur. The present invention relates to a device for recovering energy, on motor vehicle exhaust to supplement the cabin heating or rapid warm-up of the engine coolant circuit.
L'amélioration du rendement des moteurs thermiques des véhicules
automobiles, tend à en réduire les pertes thermiques vers le circuit
de refroidissement.Improving the efficiency of the engines of vehicles
automobiles, tends to reduce heat losses to the circuit
cooling.
De cette réduction des pertes résulte, en particulier, une montée
en température plus lente du moteur, ce qui entraîne un fonctionne
ment prolongé an conditions défavorables : d'autre part, cette situa
tion prive le dispositif de chauffage habitacle, qui puise l'énergie
qui lui est nécessaire sur le circuit de refroidissement, des apports
thermiques suffisants à assurer une mise rapide en conditions de con
fort.This reduction in losses results, in particular,
in slower engine temperature, resulting in a running
prolonged unfavorable conditions: on the other hand, this situation
deprived the passenger compartment heater, which draws energy
which is needed on the cooling circuit, inputs
sufficient thermal energy to ensure a quick start in con
strong.
La présente invention concerne un dispositif destiné à récupérer
une partie de l'énergie dissipée à l'échappement des moteurs thermi-
quels, an vue de l'utiliser, soit directement an appoint au chauffage
de l'habitacle, soit au réchauffage rapide du circuit de refroidisse-
ment dont sont équipe ces moteurs.The present invention relates to a device for recovering
part of the energy dissipated at the exhaust of the thermal engines
which, for the purpose of using it, is directly an adjunct to heating
of the passenger compartment, ie rapid heating of the cooling circuit
which these engines are equipped with.
Parmi les moyens de transférer de l'énergie, depuis un circuit de
gaz d'échappement chauds, vers un circuit fluide à plus basse tempé-
rature, tel que l'air assurant le chauffage de l'habitacle ou vere le
circuit de refroidissement d'un moteur, il est connu d'utiliser un
fluide intermédiaire à changement de phase, tel que de l'eau, vapori
sée par échange thermique au travers de la paroi d'un échangeur vapo
riseur, avec les gaz d'échappement et condensée le long de surfaces
d'échangeur condenseur, en rapport avec l'air ou un fluide à réchauf-
fer.Among the means of transferring energy, from a circuit of
exhaust gases, to a fluid circuit at lower temperatures
such as the air for heating the passenger compartment or the
cooling circuit of an engine, it is known to use a
intermediate fluid with phase change, such as water, vapori
heat exchange through the wall of a steam exchanger
riser, with the exhaust gases and condensed along surfaces
condenser heat exchanger, with respect to the air or a heating fluid.
iron.
Pour comprendre le fonctionnement d'un tel dispositif appliqué à
la récupération d'énergie de moteur Automobile, il est bon de se re
porter à la figure (I) qui représenterait un équipement fonctionnant
selon ce principe connu.To understand the operation of such a device applied to
Automotive engine energy recovery, it is good to get back
bring to the figure (I) which would represent a working equipment
according to this known principle.
Sur cette figure, on peut voir représenté un tronçon de canalisa
tion d'échappement (1) relié par l'une de ses extrémités à la sortie
des gaz d'échappement du moteur et de l'autre vers l'évacuation de ces gaz bilés sur sur ce tronçon de canalisation, soudé de manière
étanche, une chemise (2) détermine une chambre annulaire portant une
canalisation de sortie (3) raccordant sur un échangeur thermique (4)
fonctionnant an condenseur. In this figure, we can see a section of canalisa
exhaust outlet (1) connected by one of its ends to the outlet
engine exhaust gas and the other to the evacuation of these bilge gases on this section of pipe, welded so
a jacket (2) determines an annular chamber carrying a
outlet pipe (3) connected to a heat exchanger (4)
operating on a condenser.
Dans le cas ou l'énergie récupérée est destinée à améliorer la mise en condition de confort de- l'habitacle automobile, l'échangeur (4) peut être un radiateur, classiquement constitué d'un faisceau de tubes (5) garnis d'ailettes (6) et fermé de deux boites à eau (7) et (10). In the case where the recovered energy is intended to improve the conditioning of comfort of the passenger compartment, the exchanger (4) may be a radiator, conventionally consisting of a bundle of tubes (5) filled with fins (6) and closed two water boxes (7) and (10).
Dans le cas ou l'énergie récupérée est destinée à réduire le temps de mise en température du moteur thermique, il peut s'agir d'un échangeur à calandre et tube d'eau, tel que représenté figure (VI). In the case where the recovered energy is intended to reduce the heat-up time of the heat engine, it may be a shell and tube heat exchanger, as shown in Figure (VI).
L'ensemble ainsi constitué. clos et étanche, est destiné à contenir une faible quantité d'eau ou cl'un mélange antigel. The whole thus constituted. closed and sealed, is intended to contain a small amount of water or antifreeze mixture.
Lorsque le moteur thermique du véhicule est an fonctionnement, les gaz d'échappement pénètrent dans la canalisation (1) à haute tempera ture. Dans un premier temps, ces gaz réchauffent l'eau contenue dans la chemise (2) pour finir par l'amener à une température suffisante pour créer l'ébullition. When the engine of the vehicle is in operation, the exhaust gases enter the pipe (1) at high temperature. Initially, these gases heat the water contained in the jacket (2) to eventually bring it to a temperature sufficient to create boiling.
Cette température d'ébullition, pour un fluide déterminé, tel que l'eau ou un mélange antigel, dépend de la pression régnant dans l'en- ceinte où cette ébullition se produit. Dans le cas d'eau pure, à la pression atmosphérique, cette température est de 100 'C. Un vide plus ou moins poussé obtenu en extrayant, par le bouchon (11), avant fermature du circuit, l'air contenu dans le dispositif, permet dtabai-- ser cette température
Parvenu à sa température d'ébullition, le fluide se vaporise et sa vapeur se dégage vers la partie haute de l'enveloppe (2). Cette vapeur s'élève ensuite par la canalisation (3) pour parvenir au radiateur (). La vapeur baigne alors les tubes (5) de cet échangeur à qui elle transmet sa chaleur latente de vaporisation, puis de là aux ailettes (6) qui, à leur tour, la transmettent à l'air en circulation au travers de ce radiateur ou au liquide de refroidissement moteur dans le cas d'un échangeur à calandre.This boiling temperature for a particular fluid, such as water or antifreeze mixture, depends on the pressure prevailing in the enclosure where this boiling occurs. In the case of pure water, at atmospheric pressure, this temperature is 100 ° C. A more or less high vacuum obtained by extracting, by the plug (11), before closing the circuit, the air contained in the device, allows to dababat this temperature
Having reached its boiling point, the fluid vaporizes and its vapor emerges towards the upper part of the envelope (2). This vapor then rises through the pipe (3) to reach the radiator (). The steam then bathes the tubes (5) of this exchanger to which it transmits its latent heat of vaporization, then thence to the fins (6) which, in turn, transmit it to the circulating air through this radiator or to the engine coolant in the case of a shell-and-tube heat exchanger.
Sous l'effet de cet échange de chaleur la vapeur se condense le long de la face interne des tubes (5) et le liquide provenant de cette condensation finit par s'écouler le long des dits tubes, puis de là, dans la boite à eau (10) avant de retourner, par simple gra vité, vers la chemise de vaporisation (2) en circulant à contre courant par rapport à la vapeur dans le canal de liaison (3) après être passé par une canalisation (9) comportant un syphon (9)
Se forme ainsi, un circuit fermé, entretenu, conduisant la chaleur prise sur les gaz d'échappement vers l'air traversant le radiateur ou vers le fluide circulant dans l'échangeur à calandre
Ce fonctionnement n'est qu'un cas particulier d'application au problème spécifique de la récupération de chaleur sur gaz d'échappe- ment, d'un principe connu de circulation fluide hiphasique. Under the effect of this heat exchange the vapor condenses along the inner face of the tubes (5) and the liquid from this condensation eventually flows along said tubes, then from there, in the box water (10) before returning, by simple gravity, to the steam jacket (2) by circulating against the steam in the connection channel (3) after passing through a pipe (9) having a syphon (9)
A closed, maintained circuit is thus formed, driving the heat taken on the exhaust gases towards the air passing through the radiator or towards the fluid circulating in the shell-and-tube heat exchanger
This operation is only a particular case of application to the specific problem of heat recovery on exhaust gas, a known principle of fluid flow hiphasic.
Dans la pratique, le fonctionnement d'un tel dispositif ne serait pas maîtrisables
In effet, les gaz d'échappement du moteur thermique d'un véhicule automobile sont à température très variable et porteurs d'une énergie fluctuante, an fonction de la charge mécanique appliquée au dit moteur. D'autre part, les besoins en récupération d'énergie ne sont pas constants et ceux-ci sont sans rapport avec les disponibilités éner géniques sur les gaz d'échappement.In practice, the operation of such a device would not be controllable
In fact, the exhaust gases of the engine of a motor vehicle are at a very variable temperature and carrying a fluctuating energy, as a function of the mechanical load applied to said engine. On the other hand, the needs for energy recovery are not constant and these are unrelated to the energy availability of the exhaust gases.
Le fonctionnement du système, tel que décrit précédemment, suppose qu'à tout instant s'établisse un parfait équilibre entre la puissance transmise au fluide an ébullition par les gaz d'échappement et la puissance évacuée par le condenseur, soit vers l'air par le radiateur de chauffge de l'habitacle, soit vers le circuit de refroidissement par l'échangeur à calandre. The operation of the system, as described above, assumes that at all times a perfect equilibrium is established between the power transmitted to the boiling fluid by the exhaust gases and the power discharged by the condenser, ie to the air by the heater radiator of the passenger compartment, or to the cooling circuit by the shell-and-tube heat exchanger.
Dans le cas contraire, le système connaîtrait des variations importantes de pression de vapeur : baisse de pression pouvant aller jusqu'à l'arrêt de fonctionnement du système, des que le niveau éner gétique des gaz d'échappement ne serait plus suffisant à maintenir la température d'ébullition, élévation de pression pouvant aller jusqu'à destruction du dispositif en cas de disponibilité importante d'énergie sur le circuit des gaz d'échappement dépassant les besoins an énergie de récupération. In the opposite case, the system would experience significant variations in vapor pressure: a pressure drop that could go as far as stopping the system, as soon as the energy level of the exhaust gases is no longer sufficient to maintain the boiling temperature, pressure rise up to destruction of the device in case of significant availability of energy on the exhaust circuit exceeding the needs for recovery energy.
La présente invention a pour but de conférer au système décrit précéde-ent, une parfaite sécurité d'emploi et une constante adapta tion de la puissance échangée Fux besoins instantanés an énergie de récupération. The object of the present invention is to confer on the system described above, a perfect safety of use and a constant adaptation of the power exchanged for instantaneous needs for energy recovery.
Pour comprendre les particularités du montage, il est bon, dans un premier temps, de se reporter à la figure < Il)
Sur cette figure, on peut voir le dispositif représenté sur la figure (x) complété schématiquement d'une capsule déformable (13) raccordée par un petit conduit (12) à la partie inférieure de la chemise d'eau (2) du vaporiseur. To understand the particularities of editing, it is good, at first, to refer to the figure <Il)
In this figure, we can see the device shown in Figure (x) completed schematically a deformable capsule (13) connected by a small conduit (12) to the lower part of the water jacket (2) of the vaporizer.
Les possibilités de déformation de la capsule (13) se trouvent li mitées par l'action d'un ressort (14) taré à une valeur convenable. The possibilities of deformation of the capsule (13) are li mited by the action of a spring (14) calibrated at a suitable value.
Ce complément au dispositif représenté en figure (I) modifie pro fondément le fonctionnement de l'ensemble. L' invention sera mieux comprise et d'autres buts apparaîtront plus clairement au cours de la description qui va suivre, en référence aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels
- les figures IIa , IIb , lic représentent le dispositif conforme à l'invention dans trois états caractéristiques de fonctionnement
- la figure iii représente une variante de disposition des élé- ments d'un dispositif conforme à l'invention.This complement to the device shown in Figure (I) fundamentally alters the operation of the assembly. The invention will be better understood and other objects will appear more clearly in the course of the description which follows, with reference to the accompanying schematic drawings, given solely by way of example, illustrating several embodiments of the invention and in which
- Figures IIa, IIb, lic represent the device according to the invention in three characteristic operating states
FIG. iii represents an alternative arrangement of the elements of a device according to the invention.
- la figure IV représente une diposition particulière simplifiant le dispositif tout en restant conforme à l'invention
- la figure V représente un mode privilégié de réalisation du dis- positif conforme à l'invention.FIG. IV represents a particular diposition simplifying the device while remaining in accordance with the invention
- Figure V represents a preferred embodiment of the device according to the invention.
- la figure VI représente le dispositif conforme à l'invention dans le cas ou celui-ci est destiné à transférer l'énergie vers le circuit de refroidissement d'un moteur thermique, par l'intermédiaire d'un échangeur à calandre. - Figure VI shows the device according to the invention in the case where it is intended to transfer the energy to the cooling circuit of a heat engine, through a shell heat exchanger.
Dans un premier temps, tal que représenté à la figure il, le sys thème étant à l'arrêt en absence de circulation de gaz d'échappement, le fluide contenu dans la chambre d'eau (2) est froid et la pression relative dans l'enceinte est nulle (voire même négative, si un certain vide avait été créé préalablement dans l'enceinte). At first, tal shown in FIG. 11, the sys theme being stopped in the absence of circulation of exhaust gas, the fluid contained in the water chamber (2) is cold and the relative pressure in the enclosure is null (even negative, if a certain void had been previously created in the enclosure).
Dans ces conditions,tel que représenté à la figure lia, tant que le système n'est pas an fonctionnement, sous l'action du ressort (14) la capsule (13) se trouve comprimée, et la plus grande partie de l'eau qu'elle était susceptible de contenir se trouve refoulée dans la chambre annulaire (2) du vaporiseur au tour de la canalisation d'échappement (1). Under these conditions, as shown in Figure 11a, as the system is not operating, under the action of the spring (14) the capsule (13) is compressed, and most of the water it was likely to contain is pushed back into the annular chamber (2) of the vaporizer around the exhaust pipe (1).
Daas ces conditions, à la mise en circulation des gaz d'échappement dans la canalisation (1), le fonctionnement du système suit le mode décrit précédemment. Under these conditions, the circulation of the exhaust gases in the pipe (1), the operation of the system follows the mode described above.
Ce mode de fonctionnement se poursuit tant que la pression dans l'enceinte reste modérée et inférieure à la pression de tarage du ressort (14). Dés que cette pression dépasse la limite de tarage de ce ressort, l'action de cette pression sur la face inférieure de la capsule (13) tend à déformer cette dernière et en accroître la capa cité, tel que représenté sur la figure IIb. Dans ce cas, une certain quantité d'eau se trouve prélevée dans l'enceinte annulaire (2) du vaporiseur, pour pénètre: dans la capsule déformable par le conduit (12). Le niveau du liquide dans la chambre de vaporisation (2) s'abaisse alors, réduisant la surface mouillée active d'échange, vis à vis des gaz d'échappement de la tubulure d'échappement (1). This mode of operation continues as long as the pressure in the chamber remains moderate and lower than the calibration pressure of the spring (14). As soon as this pressure exceeds the rating limit of this spring, the action of this pressure on the underside of the capsule (13) tends to deform the latter and increase its capacity, as shown in Figure IIb. In this case, a certain amount of water is taken from the annular chamber (2) of the vaporizer, to enter: in the deformable capsule through the conduit (12). The level of the liquid in the vaporization chamber (2) then lowers, reducing the active wet exchange surface, with respect to the exhaust gases of the exhaust manifold (1).
De cette diminution de surface active résulte une réduction de l'énergie prélevée sur les gaz. A son tour, cette réduction de l'énergie récupérée tend à faire baisser la pression dans l'enceinte et ceci jusqu'à ce qu'à nouveau un parfait équilibre s'établisse entre la puissance échangée sur les gaz d'échappement et la puissance évacuée sur le circuit d'utilisation. This decrease in active area results in a reduction of the energy taken from the gases. In turn, this reduction of the recovered energy tends to lower the pressure in the chamber and this until again a perfect balance is established between the power exchanged on the exhaust gas and the power evacuated on the circuit of use.
Cosse représenté à la figure lIc, ai l'accroissement du déséquili- bre entre la puissance récupérée sur les gaz d'échappement et celle évacuée au condenseur devait se poursuivre, la pression dans len- ceinte tendrait encore à s'éleveur et entraînerait une déformation de plus en plus importante de la capsule (13) et la compression du ressort de tarage (14), à tel point que la totalité du fluide contenu dans le dispositif se retrouverait dans la dite capsule. The terminal shown in FIG. 1c, the increase in the imbalance between the power recovered on the exhaust gas and that discharged to the condenser should continue, the pressure in the air would still tend to rise and cause deformation. more and more important of the capsule (13) and the compression of the setting spring (14), so much that all the fluid contained in the device would be found in said capsule.
Dans ce cas extrême, par manque de liquide à vaporiser, le gys- thème s'arrête de fonctionner, jusqu'à ce que la pression dans l'en- semble s'étant abaissée, la capsule déformable restitue une petite quantité d'eau à la chambre de vaporisation permettant au cycle normal de reprendre. In this extreme case, due to a lack of liquid to vaporize, the pump stops working, until the pressure in the assembly has lowered, the deformable capsule returns a small amount of water to the vaporization chamber allowing the normal cycle to resume.
Dans ces conditions, on peut voir que le système tend de manière automatique à fonctionner à pression de vapeur constante, quelle que soit l'énergie disponible sur les gaz d'échappement et quelle que soit la dissipation vers le circuit récupérateur. Under these conditions, it can be seen that the system automatically tends to operate at constant vapor pressure, whatever the energy available on the exhaust gas and whatever the dissipation to the recovery circuit.
Le système ainsi décrit assure ainsi, en plus d'une parfaite adaptation aux besoins de puissance échangée, une totale sécurité de fonctionnement, puisqu'en aucun cas, la pression de vapeur ne pourrait s'élever dans l'enceinte, au delà de la pression de tarage du ressort compensateur. The system thus described thus ensures, in addition to a perfect adaptation to the needs of power exchanged, total operational safety, since in no case the vapor pressure could rise in the enclosure, beyond the setting pressure of the compensating spring.
Dans un mode de réalisation privélégié, tenant compte de la disposition géométrique des éléments dans un véhicule automobile, et sans sortir du principe de fonctionnement décrit précédemment, l'ensemble peut avantageusement être réalisé selon les indications de la figure (III). In a preferred embodiment, taking into account the geometric arrangement of the elements in a motor vehicle, and without departing from the operating principle described above, the assembly can advantageously be made according to the indications of Figure (III).
Sur cette figure on peut voir, comme sur les figures précédentes la canalisation d'échappement (1) et la chambre d'eau d'un bouilleur (2) formée par une chemise, soudée de manière étanche sur cette canalisation. On y voit également a canalisation (3) de liaison entre la chambre d'eau (2) et la boite supérieure (7) du condenseur < 4). In this figure can be seen, as in the previous figures the exhaust pipe (1) and the water chamber of a boiler (2) formed by a jacket, welded sealingly on this pipe. It also shows a pipe (3) connecting the water chamber (2) and the upper box (7) of the condenser <4).
Sur la figure on peut voir également, et dans les mêmes dispos il tions que précédemment, le condenseur constitué dans ce cas d'un échangeur de chaleur sur l'air (4) formé du faisceau de tubes (7) et des ailettes (8) fermé par une boîte de supérieure (9) munie de son bouchon de mise à vide (10)
Dans ce mode de réalisation, par contre, la capacité déformable (13) et le ressort de tarage (14) sont raccordés en partie basse du syphon de sortie des condensats.In the figure it is also possible to see, in the same arrangements as before, the condenser constituted in this case by a heat exchanger on the air (4) formed by the tube bundle (7) and the fins (8). ) closed by an upper box (9) provided with its emptying plug (10)
In this embodiment, on the other hand, the deformable capacity (13) and the setting spring (14) are connected at the bottom of the condensate outlet siphon.
Coins dans le cas précédent, la capsule.déformable (13), bien que ne se raccordant plus au point bas du dispositif, permet d'accumuler une partie plus ou moins grande du liquide condensé, en fonction de la pression régnant dans l'encente fermée, en piègent ce liquide dès sa sortie du condenseur
La figure V représente un mode privilégié de réalisation du dispositif. Dans ce mode de réalisation, on peut voir les dispositions particulières de la boite de réception des condensats lui permettant de remplir les fonctions de capsule déformable.Coins in the previous case, the deformable capsule (13), although no longer connected to the low point of the device, allows to accumulate a greater or lesser portion of the condensed liquid, depending on the pressure in the incense closed, trap this liquid as soon as it leaves the condenser
Figure V represents a preferred embodiment of the device. In this embodiment, one can see the special provisions of the condensate receiving box enabling it to fulfill the functions of deformable capsule.
Dans cette conception, sans sortir du cadre de l'invention, la capacité déformable (13)et son ressort de tarage (14) se trouvent remplacés par une membrane élastique (15) constituant le fond d'une capacité auxiliaire de la boite inférieure (10) réceptrice des condensats de l'échangeur.In this design, without departing from the scope of the invention, the deformable capacity (13) and its calibration spring (14) are replaced by an elastic membrane (15) constituting the bottom of an auxiliary capacity of the lower box ( 10) receiving condensate from the exchanger.
Dans cette disposition, les forces élastiques de déformation de la membrane jouent le même rôle que le ressort taré (14) des représenta- tions précédentes
Dans ce cas également, pour tenir compte des forces induites par le déplacement du véhicule {vibrations, force centrifuge ...) la capacité (10) peut utilement être remplie dune matière spongieuse fixant le liquide accumulé dans la capacité de rétention (15) tant que la membrane reste soumise à l'influence de la pression.In this arrangement, the elastic deformation forces of the diaphragm play the same role as the calibrated spring (14) of the preceding representations.
In this case also, to take account of the forces induced by the movement of the vehicle (vibrations, centrifugal force ...) the capacity (10) can usefully be filled with a spongy material fixing the accumulated liquid in the holding capacity (15) both that the membrane remains under the influence of pressure.
Dans le cas de cette réalisation, le fonctionnement reste en tout point identique à celui décrit précédemment
Les gaz d'échappement, issus du moteur thermique, échangent une partie de leur énergie au travers de la paroi du conduit (1) avec le liquide contenu dans l'enceinte annulaire (2), lequel sous l'influence de Cet apport calorifique celui-ci se vaporise partiellement.In the case of this embodiment, the operation remains in all respects identical to that previously described
The exhaust gases from the heat engine exchange part of their energy through the wall of the duct (1) with the liquid contained in the annular chamber (2), which under the influence of this calorific input that it vaporizes partially.
La vapeur produite s'élève en circulant de bas en haut par la canali- sation (3), vers l'échangeur condenseur (4)
Dans cet échangeur, la vapeur cède sa chaleur latente de vaporisation au faisceau de tubes (5) , cette chaleur se trouve dissipée par les ailettes (6) vers l'air traversant le radiateur, ou commue représenté à la figure (VI), directement au travers des tubes (5) vers le - fluide circulant dans la calandre de l'échangeur.The steam produced rises from the bottom upwards through the ducting (3) to the condenser exchanger (4)
In this exchanger, the steam gives up its latent heat of vaporization to the tube bundle (5), this heat is dissipated by the fins (6) towards the air passing through the radiator, or as shown in FIG. (VI), directly through the tubes (5) to the fluid flowing in the shell of the exchanger.
Sous l'effet de cet échange de chaleur, le fluide reprend sa phase liquide en se condensant sur la face interne des tubes pour finir par couler vers la boite de réception de condensats (10). Under the effect of this heat exchange, the fluid resumes its liquid phase by condensing on the inner face of the tubes to eventually flow to the condensate receiving box (10).
De là, le liquide retourne vers l'enceinte annulaire en empruntant le conduit(8), puis le conduit (3) dans lequel il circule de haut en bas, à contre courant avec la vapeur, formant ainsi un circuit fermé de circulation entretenue, tant que les apports calorifiques récupé- rés sur les gaz d'échappement se trouvent être éliminés par l'échan- geur condenseur. From there, the liquid returns to the annular enclosure by taking the conduit (8), then the conduit (3) in which it flows from top to bottom, against the current with the steam, thus forming a closed circulation circulation circuit, as long as the heat gains recovered from the exhaust gases are eliminated by the condenser heat exchanger.
Dès que les apports calorifiques par les gaz d'échappement tendent à dépasser le niveau d'énergie- évacué pa! l'échangeur récupérateur (4), la température du fluide caloporteur tend à s'élever, entraînant une élévation de pression dans l'enceinte. As soon as the heat gains by the exhaust gases tend to exceed the level of energy-evacuated pa! the heat exchanger (4), the temperature of the coolant tends to rise, causing a rise in pressure in the chamber.
Cette pression se trouve transmise directement à la membrane dé- formable (15) en partie inférieure de la boite de réception (10). This pressure is transmitted directly to the deformable membrane (15) in the lower part of the receiving box (10).
Sous l'influence de cet accroissement de pression, la membrane se déforme en augmentant la capacité de la partie inférieure de la boite réceptrice. Les condensats produits, au lieu de retourner comme pré cédemment vers l'enceinte annulaire, viennent en priorité s'accumuler dans le volume ainsi dégagé de la boite de rétention des condensats (in). Under the influence of this increase in pressure, the membrane deforms by increasing the capacity of the lower part of the receiver box. The condensates produced, instead of returning as previously to the annular enclosure, are primarily accumulate in the volume and clear of the condensate retention box (in).
Dans ces conditions, le niveau liquide dans la chambre annulaire d'ébullition tend à baisser, réduisant la capacité d'échange vii a vis des gaz d'échappement et, par là même, à diminuer l'écart entre lei apports énergétiques et les possibilités d'évacuation du récupé- rateur. Under these conditions, the liquid level in the annular boiling chamber tends to drop, reducing the exchange capacity with respect to the exhaust gases and thereby reducing the difference between the energy inputs and the possibilities. evacuation of the recuperator.
Si, cependant, cet écart continuait à s'accroître, comme dans le cas représenté à la figure Vc, la pression dans l'enceinte continue rait à monter ; il s-n suivrait une déformation encore plus importante de la membrane élastique (1S) laquelle accroltrait la capacité de rétention en condensats de la boite réceptrice (10) au point que tout le fluide contenu dans l'installation s'y trouverait retenu. If, however, this gap continues to increase, as in the case shown in Figure Vc, the pressure in the chamber continues to rise; it would follow an even greater deformation of the elastic membrane (1S) which would increase the condensate retention capacity of the receiving box (10) to the point that all the fluid contained in the installation would be retained.
Dans ce cas, le système cesserait de fonctionner par manque de liquide dans la partie chambre annulaire servant de bouilleur. Cette situation ne persisterait que le temps nécessaire à un abaissement suffisant de température, donc de pression, de nature à libérer une partie des contraintes appliquées à la membrane élastique. Celle-ci en reprenant sa forme initiale, restituerait une partie du fluide accumulé dans le réceptacle à condensats (10) permettant ainsi la reprise du cycle normal de fonctionnement.In this case, the system would stop working due to lack of liquid in the annular chamber portion serving as boiler. This situation would only persist for the time necessary for a sufficient lowering of temperature, therefore of pressure, so as to release a part of the stresses applied to the elastic membrane. This by returning to its original shape, would restore a portion of the fluid accumulated in the condensate receptacle (10) thus allowing the resumption of the normal cycle of operation.
Sans sortir du cadre de l'invention, le système pourrait être des tiné à fonctionner sous un vide relatif ayant pour objet, dans un premier temps, d'assurer le dégazage du fluide caloporteur (mélange d'eau et d'antigel) et ensuite, à favoriser les échanges de chaleur à relativement basse température (inférieur- à 1OO.C)
Dans ce cas, la membrane élastique (16) à l'arrêt du système connaîtrait une pré-déformation dans le sens indique à la figure Va, la part la plus importante du fluide contenu dans l'installation se trouvant alors dans la chambre d'échange annulaire (2). Dans le cas contraire de fonctionnement à pression la plus élevée, la membrane serait déformée corme indique figure Vc permettant à la capacité (10) de contenir la totalité du fluide introduit dans l'installation. Without departing from the scope of the invention, the system could be designed to operate under a relative vacuum whose object, at first, to ensure the degassing of the coolant (mixture of water and antifreeze) and then to favor the exchange of heat at relatively low temperature (less than 100 ° C.)
In this case, the elastic membrane (16) at the stop of the system would experience a pre-deformation in the direction indicated in Figure Va, the most important part of the fluid contained in the installation then being in the chamber of ring exchange (2). In the opposite case of operating at the highest pressure, the membrane would be deformed as indicated by Figure Vc allowing the capacity (10) to contain all the fluid introduced into the installation.
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