FR3086973A1 - Dispositif de chauffage de gaz d'echappement, notamment pour un moteur a combustion, comprenant une grille parcourue par du courant electrique - Google Patents

Dispositif de chauffage de gaz d'echappement, notamment pour un moteur a combustion, comprenant une grille parcourue par du courant electrique Download PDF

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Abstract

Le dispositif de chauffage comporte une grille (14) et des moyens d'alimentation électrique connectés à la grille (14) pour faire passer un courant électrique dans cette grille (14), la grille (14) étant formée de brins (16) délimitant entre eux des ouvertures (18). Les brins (16) de la grille (14) ne se chevauchent pas.

Description

Dispositif de chauffage de gaz d’échappement, notamment pour un moteur à combustion, comprenant une grille parcourue par du courant électrique
La présente invention concerne un dispositif de chauffage de gaz d’échappement, notamment pour un moteur à combustion. Un tel dispositif de chauffage est destiné à chauffer les gaz d’échappement et un catalyseur, afin d’optimiser la conversion catalytique des gaz polluants, dans un véhicule en mouvement, tel qu’un véhicule automobile, un camion, un navire, ou dans un moteur stationnaire comme par exemple un groupe électrogène.
Plus particulièrement, l’invention concerne un dispositif de chauffage du type comportant une grille et des moyens d’alimentation électrique connectés à la grille pour faire passer un courant électrique dans cette grille.
L’invention a notamment pour but d’améliorer et de simplifier la réalisation d’un tel dispositif de chauffage.
A cet effet, l’invention a notamment pour objet un dispositif de chauffage de gaz d’échappement de moteur à combustion, du type comportant une grille et des moyens d’alimentation électrique connectés à la grille pour faire passer un courant électrique dans cette grille, la grille étant formée de brins délimitant entre eux des ouvertures, caractérisé en ce que les brins de la grille ne se chevauchent pas.
La suppression des chevauchements permet de simplifier la réalisation du dispositif en grande série.
Il est notamment possible, de manière optionnelle, de donner à la grille une forme défavorisant l’apparition de points chauds, et dépourvue de zones de fragilité. Dans ce cas, la durée de vie et les performances de la grille sont améliorées.
Un dispositif de chauffage selon l’invention peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables.
- La grille présente une forme géométrique définie autour d’un point central, les brins sont reliés entre eux dans des zones de jonction, et présentent, entre les zones de jonction, une même largeur, et chaque zone de jonction présente une première dimension, dans une première direction radiale définie depuis ledit point central et séparant la zone de jonction en deux parties de surfaces égales, et une seconde dimension dans une seconde direction perpendiculaire à la première direction radiale, telles que la première dimension et/ou la second dimension est supérieure ou égale au double de la largeur de chaque brin.
- La grille présente une épaisseur constante.
- La grille présente un contour extérieur de forme ovale, de forme d’ellipse ou de forme de cercle.
- Les brins sont reliés entre eux dans des zones de jonction, et présentent, entre les zones de jonction, une même largeur, et la grille comporte un anneau central intérieur depuis lequel s’étendent les brins vers l’extérieur, l’anneau central intérieur présentant une largeur supérieure ou égale au double de la largeur de chaque brin.
- Les brins sont reliés entre eux dans des zones de jonction, et présentent, entre les zones de jonction, une même largeur, et la grille comporte un anneau extérieur depuis lequel s’étendent les brins vers l’intérieur, l’anneau extérieur présentant une largeur supérieure ou égale au double de la largeur de chaque brin.
- La grille présente une forme géométrique définie autour d’un point central, chaque ouverture présente une forme générale de quadrilatère, de préférence de losange, dont la hauteur est définie selon une direction radiale s’étendant depuis le point central, chaque ouverture présentant un renfoncement à chaque extrémité de sa hauteur, et le renfoncement est formé par un congé raccordant les contours de deux brins adjacents délimitant l’ouverture, ce congé étant tangentiel à chacun de ces deux contours.
- La grille est du type réalisée par découpage d’une feuille de matériau conducteur.
Selon un deuxième aspect, l’invention concerne également une ligne d’échappement de moteur à combustion, caractérisée en ce qu’elle comporte un dispositif de chauffage tel que défini précédemment.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne enfin un véhicule, caractérisé en ce qu’il comporte une ligne d’échappement telle que définie précédemment.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux figures annexées, parmi lesquelles :
- La figure 1 est une vue en perspective d’un dispositif de chauffage selon un exemple de mode de réalisation de l’invention ;
- La figure 2 est une vue de face d’une grille équipant le dispositif de chauffage de la figure 1 ;
- La figure 3 est un détail marqué III de la grille de la figure 2 ; et
- La figure 4 est une vue schématique d’un détail marqué IV de la grille de la figure
3.
On a représenté, sur la figure 1, un dispositif 10 de chauffage de gaz d’échappement selon un exemple de mode de réalisation de l’invention. Le dispositif de chauffage 10 est destiné à être agencé dans une ligne d’échappement, à travers laquelle les gaz d’échappement sont destinés à circuler, à proximité d’un catalyseur.
Le dispositif de chauffage 10 comporte un boîtier cylindrique 12 présentant par exemple une forme générale cylindrique à base circulaire.
Le dispositif de chauffage 10 comporte par ailleurs des moyens 11 d’alimentation électrique, et plus particulièrement des moyens de liaison avec une source d’alimentation de courant électrique non représentée.
Le dispositif de chauffage 10 comporte par ailleurs une grille 14 réalisée en un matériau conducteur.
Le matériau conducteur est par exemple choisi parmi le Fer-Chrome-Aluminium (FeCrAI) et ses alliages, le Nickel-Chrome (NiCr) et ses alliages, l’acier inoxydable, l’Inconel® ou le carbure de silicium. Par exemple, le matériau est du Kanthal® A1, du Nichrome® 80 ou du Nikrothal® 80.
Une telle grille est formée de brins 16 délimitant entre eux des ouvertures 18, les brins 16 étant reliés entre eux dans des zones de jonction 20.
Conformément à l’invention, les brins 16 ne se chevauchent pas. Ainsi, la grille 14 présente une épaisseur sensiblement constante, et de préférence constante.
Les brins 16 présentent, entre les zones de jonction 20, une même largeur. On notera que, sur chaque brin 16, la plus petite dimension est l’épaisseur, la plus grande dimension est la longueur, et la troisième dimension la largeur.
La grille 14 présente une forme géométrique définie autour d’un point central. Par exemple, la grille 14 présente un contour extérieur ovale, elliptique ou circulaire.
Avantageusement, comme cela est notamment représenté sur la figure 4, chaque zone de jonction 20 présente une première dimension, dans une première direction radiale définie depuis ledit point central et séparant la zone de jonction 20 en deux parties de surfaces égales, et une seconde dimension dans une seconde direction perpendiculaire à la première direction radiale, telles que la première dimension et/ou la second dimension est supérieure au double de la largeur de chaque brin 16.
La grille 14 est connectée aux moyens d’alimentation 11, de sorte que les moyens d’alimentation 11 sont susceptibles de faire parcourir un courant i dans les brins 16.
Avantageusement, la grille 14 comporte un anneau central intérieur 13, à partir duquel les ensembles de brins 16 s’étendent radialement vers l’extérieur. L’anneau central intérieur 13 présente par exemple une largeur supérieure ou égale au double de la largeur de chaque brin 16.
Par ailleurs, la grille 14 comporte de préférence également un anneau extérieur 17, à partir duquel les brins 16 s’étendent vers l’intérieur. L’anneau extérieur 17 présente par exemple une largeur supérieure ou égale au double de la largeur de chaque brin 16.
La grille 14 est du type réalisée par découpage d’une feuille de matériau conducteur, par exemple d’une feuille métallique. La grille 14 présente par exemple une épaisseur comprise entre 0,05 et 2 mm, de préférence entre 0,1 et 0,5 mm.
Avantageusement, comme cela est représenté sur la figure 4, la grille 14 est réalisée au cours d’un procédé de fabrication comportant la découpe de la feuille de matériau conducteur pour former les brins 16 et les zones de jonction 20.
On notera que le découpage est par exemple réalisé par laser ou par découpage fin (« fine-blanking »), ou par tout autre moyen permettant de créer des orifices dans la plaque.
Suivant un autre mode de réalisation, la grille 14 est réalisée par fabrication additive, notamment par impression tridimensionnelle.
Conformément à l’invention, chaque ouverture 18 est délimitée par un contour dépourvu de point angulaire. A cet effet, le découpage est réalisé de manière ne former que des courbes, sans point angulaire.
Dans l’exemple décrit, les ouvertures 18 présentent une forme générale de quadrilatère, de préférence de losange, présentant une hauteur définie le long d’une direction radiale partant du point central, et une largeur suivant un arc de cercle perpendiculaire à cette direction radiale. Dans l’exemple décrit, la largeur de chaque ouverture 18 est supérieure à sa hauteur. En variante, la hauteur de chaque ouverture 18 est supérieure à sa largeur. Dans une autre variante, la largeur et la hauteur de chaque ouverture 18 sont égales.
Dans l’exemple décrit, les courbes sensibles, auxquelles il est nécessaire de prêter attention à ne pas former de point angulaire, sont formés par les coins arrondis des ouvertures 18.
Dans la description qui suit, les coins arrondis définis sur la largeur de chaque ouverture 18 sont dits « premiers coins arrondis 22 », et les coins arrondis définis sur la hauteur de chaque ouverture 18 sont dits « seconds coins arrondis 24 >>.
Les rayons de courbure dans les premier 22 et second 24 coins arrondis seront choisis en fonction de l’aspect choisi pour la grille 14. Par exemple, ces rayons de courbure sont supérieurs à la moitié de la largeur de chaque brin 16.
Avantageusement, les brins 16 présentent tous une épaisseur constante, sur toute leur longueur. Cette caractéristique assure une circulation homogène du courant électrique i le long de chaque brin 16, sans création de point chaud.
On notera que chaque ouverture 18 présente un renfoncement 26 au niveau de chacun de ses seconds coins arrondis 24. Ce renfoncement se traduit par une inversion du rayon de courbure du contour de l’ouverture 18 entre l’intérieur du renfoncement 26 et l’extérieur du renfoncement 26. Plus particulièrement, le renfoncement 26 est formé par 5 un congé raccordant les contours de deux brins 16 délimitant l’ouverture 18, ce congé étant tangentiel à chacun de ces deux contours.
Il apparaît que l’invention propose une grille 14 efficace, utilisant entièrement le potentiel de toute la longueur des brins 16, et donc toute la puissance permise par ce design de grille, sans risquer que sa température ne dépasse en certains points une 10 température critique, donc sans risque de détérioration de la grille 14. Ceci est assuré par l’absence de chevauchement des brins 16, et également dans un mode de réalisation préféré, par l’absence de point anguleux sur les contours des ouvertures 18, et/ou par les sections transversales constantes des brins 16.
Enfin, grâce aux renfoncements 26, les contacts entre les brins 16 sont réduits au 15 minimum de manière à permettre le maintien mécanique de la structure sans perturber le fonctionnement du dispositif de chauffage 10.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif (10) de chauffage de gaz d’échappement de moteur à combustion, du type comportant une grille (14) et des moyens (11) d’alimentation électrique connectés à la grille (14) pour faire passer un courant électrique dans cette grille (14), la grille (14) étant formée de brins (16) délimitant entre eux des ouvertures (18), caractérisé en ce que les brins (16) de la grille (14) ne se chevauchent pas.
  2. 2. Dispositif de chauffage (10) selon la revendication 1, dans lequel :
    - la grille (14) présente une forme géométrique définie autour d’un point central,
    - les brins (16) sont reliés entre eux dans des zones de jonction (20), et présentent, entre les zones de jonction (20), une même largeur,
    - chaque zone de jonction (20) présente une première dimension, dans une première direction radiale définie depuis ledit point central et séparant la zone de jonction (20) en deux parties de surfaces égales, et une seconde dimension dans une seconde direction perpendiculaire à la première direction radiale, telles que la première dimension et/ou la second dimension est supérieure ou égale au double de la largeur de chaque brin (16).
  3. 3. Dispositif de chauffage (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la grille (14) présente une épaisseur constante.
  4. 4. Dispositif de chauffage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la grille (14) présente un contour extérieur de forme ovale, de forme d’ellipse ou de forme de cercle.
  5. 5. Dispositif de chauffage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :
    - les brins (16) sont reliés entre eux dans des zones de jonction (20), et présentent, entre les zones de jonction (20), une même largeur,
    - la grille (14) comporte un anneau central intérieur (13) depuis lequel s’étendent les brins (16) vers l’extérieur, l’anneau central intérieur (13) présentant une largeur supérieure ou égale au double de la largeur de chaque brin (16).
  6. 6. Dispositif de chauffage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :
    - les brins (16) sont reliés entre eux dans des zones de jonction (20), et présentent, entre les zones de jonction (20), une même largeur,
    - la grille (14) comporte un anneau extérieur depuis lequel s’étendent les brins vers l’intérieur, l’anneau extérieur (17) présentant une largeur supérieure ou égale au double de la largeur de chaque brin (16).
  7. 7. Dispositif de chauffage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :
    - la grille (14) présente une forme géométrique définie autour d’un point central,
    - chaque ouverture (18) présente une forme générale de quadrilatère, de préférence de losange, dont la hauteur est définie selon une direction radiale s’étendant depuis le point central, chaque ouverture (18) présentant un renfoncement (26) à chaque extrémité de sa hauteur,
    - le renfoncement (26) est formé par un congé raccordant les contours de deux brins (14) adjacents délimitant l’ouverture (18), ce congé étant tangentiel à chacun de ces deux contours.
  8. 8. Dispositif de chauffage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la grille (14) est du type réalisée par découpage d’une feuille de matériau conducteur.
  9. 9. Ligne d’échappement de moteur à combustion, caractérisée en ce qu’elle comporte un dispositif de chauffage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  10. 10. Véhicule, caractérisé en ce qu’il comporte une ligne d’échappement selon la revendication 9.
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