FR3097775A1 - Set of purification of an exhaust gas, exhaust line and vehicle - Google Patents
Set of purification of an exhaust gas, exhaust line and vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- FR3097775A1 FR3097775A1 FR1907186A FR1907186A FR3097775A1 FR 3097775 A1 FR3097775 A1 FR 3097775A1 FR 1907186 A FR1907186 A FR 1907186A FR 1907186 A FR1907186 A FR 1907186A FR 3097775 A1 FR3097775 A1 FR 3097775A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- exhaust gas
- mixer
- axis
- gas purification
- outlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 88
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 32
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 32
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 138
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 3
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 235000021183 entrée Nutrition 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
- B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
- B01D53/9404—Removing only nitrogen compounds
- B01D53/9409—Nitrogen oxides
- B01D53/9431—Processes characterised by a specific device
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
- F01N3/2892—Exhaust flow directors or the like, e.g. upstream of catalytic device
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/20—Reductants
- B01D2251/206—Ammonium compounds
- B01D2251/2067—Urea
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/01—Engine exhaust gases
- B01D2258/012—Diesel engines and lean burn gasoline engines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/12—Methods and means for introducing reactants
- B01D2259/124—Liquid reactants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
- F01N2240/20—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
- F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Toxicology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Ensemble de purification d’un gaz d’échappement, ligne d’échappement et véhicule L’ensemble de purification comprend : - un mélangeur (19) dont l’entrée (21) présente un axe central d’entrée (C1) définissant avec l’axe central de sortie (C2) un angle β compris entre 60° et 120°; - le mélangeur (19) comprenant une enveloppe externe (29) et une pièce déflecteur (31) située à l’intérieur de l’enveloppe externe (29), le mélangeur (19) comprenant un passage de circulation (33) unique s’étendant depuis l’entrée (21) jusqu’à la sortie (23) s’étendant autour d’un axe de rotation (R) sur un angle compris entre 270° et 450°; le mélangeur comprenant un injecteur (35) agencé pour injecter un fluide à l’intérieur du passage de circulation (33) vers la pièce déflecteur (31). Figure pour l'abrégé : 3Set for purifying an exhaust gas, exhaust line and vehicle The purification assembly comprises: - a mixer (19) whose inlet (21) has a central inlet axis (C1) defining with the 'central output axis (C2) an angle β of between 60 ° and 120 °; - the mixer (19) comprising an outer casing (29) and a deflector part (31) located inside the outer casing (29), the mixer (19) comprising a single circulation passage (33) s' extending from the inlet (21) to the outlet (23) extending about an axis of rotation (R) at an angle between 270 ° and 450 °; the mixer comprising an injector (35) arranged to inject a fluid inside the circulation passage (33) towards the deflector part (31). Figure for the abstract: 3
Description
La présente invention concerne un ensemble de purification d’un gaz d’échappement.The present invention relates to an assembly for purifying an exhaust gas.
Les véhicules diesel peuvent être équipés d’un ensemble de purification du gaz d’échappement comprenant :
- Un premier dispositif de purification de gaz d’échappement avec un premier axe central ;
- Un second dispositif de purification de gaz d’échappement avec un second axe central;
- Un mélangeur ayant une entrée de mélangeur de gaz d’échappement raccordé fluidiquement au premier dispositif de purification de gaz d’échappement et une sortie de mélangeur de gaz d’échappement raccordée fluidiquement au second dispositif de purification de gaz d’échappement, le mélangeur comprenant un injecteur de fluide.
- A first exhaust gas purification device with a first central axis;
- A second exhaust gas purification device with a second central axis;
- A mixer having an exhaust gas mixer inlet fluidly connected to the first exhaust gas purification device and an exhaust gas mixer outlet fluidly connected to the second exhaust gas purification device, the mixer comprising a fluid injector.
Le second dispositif de purification de gaz d’échappement est typiquement un catalyseur de type SCR (Selective Catalytic Reduction ou Réduction Catalytique Sélective), dans lequel les oxydes d’azote contenus dans le gaz d’échappement sont convertis de manière catalytique en N2Gazeux. L’injecteur injecte un réducteur entre les deux dispositifs de purification de gaz d’échappement. Par exemple, une solution aqueuse d’urée est injectée, l’urée étant décomposée et générant de l’ammoniaque gazeux.The second exhaust gas purification device is typically a catalyst of the SCR (Selective Catalytic Reduction) type, in which the nitrogen oxides contained in the exhaust gas are converted catalytically into N 2 Gas. . The injector injects a reducing agent between the two exhaust gas purification devices. For example, an aqueous solution of urea is injected, the urea being broken down and generating gaseous ammonia.
Il arrive que les constructeurs de véhicule demandent que l’ensemble de purification de gaz d’échappement soit agencé dans le compartiment moteur. Le compartiment moteur est généralement très encombré, et l’espace autorisé pour l’implantation de l’ensemble de purification de gaz d’échappement est très limité.Sometimes vehicle manufacturers require that the exhaust gas purification assembly be located in the engine compartment. The engine compartment is generally very cluttered, and the space authorized for the installation of the exhaust gas purification assembly is very limited.
De plus, certains constructeurs de véhicule imposent parfois une position pour l’injecteur sensiblement aligné avec le premier axe central, avec la direction d’injection pointant vers la sortie de mélangeur de gaz d’échappement.In addition, certain vehicle manufacturers sometimes impose a position for the injector substantially aligned with the first central axis, with the direction of injection pointing towards the outlet of the exhaust gas mixer.
FR3010137divulgue un mélangeur comprenant un injecteur ayant une direction d’injection pointant vers la sortie de mélangeur de gaz d’échappement. Ce mélangeur comprend une pièce déflecteur, ayant la forme d’une « chistera », agencée de telle sorte que le gaz d’échappement forme deux tourbillons des deux côtés de la pièce déflecteur. FR3010137 discloses a mixer comprising an injector having an injection direction pointing towards the outlet of the exhaust gas mixer. This mixer comprises a deflector piece, having the shape of a “chistera”, arranged such that the exhaust gas forms two vortices on both sides of the deflector piece.
Le mélangeur deFR3010137est très efficace mais peut difficilement être utilisé dans un environnement très encombré quand l’injecteur doit être placé sensiblement sur le premier axe central. Un espace relativement important est impératif pour loger la « chistera ».The FR3010137 mixer is very effective but can hardly be used in a very cluttered environment when the injector must be placed substantially on the first central axis. A relatively large space is imperative to house the “chistera”.
De plus, le mélangeur deFR3010137 doit être symétrique, pour que les deux tourbillons de gaz d’échappement soient chargés avec la même quantité de réducteur. Dans le compartiment moteur, il n’est pas toujours possible de donner une forme symétrique au mélangeur. Dans certains cas, un renfoncement doit être agencé dans l’enveloppe extérieure du mélangeur pour loger un autre équipement à proximité du mélangeur.Additionally, the mixerFR3010137 must be symmetrical, so that both exhaust gas vortices are loaded with the same amount of reducing agent. In the engine compartment, it is not always possible to give a symmetrical shape to the mixer. In some cases, a recess must be provided in the mixer outer casing to accommodate other equipment close to the mixer.
Dans ce contexte, le but de l’invention est de proposer un ensemble de purification de gaz d’échappement qui peut être agencé dans un environnement très encombré tel qu’un compartiment moteur, et qui offre de bonnes performances même quand l’injecteur doit être situé sensiblement le long du premier axe central, avec la direction d’injection pointant vers la sortie de mélangeur de gaz d’échappement.In this context, the object of the invention is to provide an exhaust gas purification assembly which can be arranged in a very cluttered environment such as an engine compartment, and which offers good performance even when the injector must be located substantially along the first central axis, with the direction of injection pointing towards the exhaust gas mixer outlet.
A cette fin, l’invention selon un premier aspect porte sur un ensemble de purification de gaz d’échappement comprenant :To this end, the invention according to a first aspect relates to an exhaust gas purification assembly comprising:
- un premier dispositif de purification de gaz d’échappement avec un premier axe central;- a first exhaust gas purification device with a first central axis;
- un second dispositif de purification de gaz d’échappement avec un second axe central;- a second exhaust gas purification device with a second central axis;
- un mélangeur ayant une sortie de mélangeur de gaz d’échappement raccordée fluidiquement au premier dispositif de purification de gaz d’échappement et une sortie de mélangeur de gaz d’échappement raccordée fluidiquement au second dispositif de purification de gaz d’échappement, l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement ayant un axe central d’entrée et la sortie de mélangeur de gaz d’échappement ayant un axe central de sortie, l’axe central d’entrée définissant avec l’axe central de sortie un angle β compris entre 60° et 120°;- a mixer having an exhaust gas mixer outlet fluidly connected to the first exhaust gas purification device and an exhaust gas mixer outlet fluidly connected to the second exhaust gas purification device, the exhaust gas mixer inlet having a central inlet axis and the exhaust gas mixer outlet having a central outlet axis, the central inlet axis defining with the central outlet axis an angle β between 60° and 120°;
- le mélangeur comprenant une enveloppe externe définissant l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement et la sortie de mélangeur de gaz d’échappement et une pièce déflecteur située à l’intérieur de l’enveloppe externe, le mélangeur comprenant un passage de circulation unique s’étendant depuis l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement jusqu’à la sortie de mélangeur de gaz d’échappement, défini par la pièce déflecteur et l’enveloppe externe et s’étendant autour d’un axe de rotation sur un angle compris entre 270° et 450°;- the mixer comprising an outer casing defining the exhaust gas mixer inlet and the exhaust gas mixer outlet and a deflector part located inside the outer casing, the mixer comprising a circulation passage extending from the exhaust gas mixer inlet to the exhaust gas mixer outlet, defined by the deflector piece and the outer shroud and extending around an axis of rotation on an angle between 270° and 450°;
le mélangeur comprenant un injecteur agencé pour injecter un fluide à l’intérieur du passage de circulation vers la pièce déflecteur.the mixer comprising an injector arranged to inject a fluid inside the circulation passage towards the deflector part.
Dans le cas où la sortie de mélangeur de gaz d’échappement doit être sensiblement perpendiculaire à l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement, l’ensemble de purification de gaz d’échappement permet un mélange très efficace du fluide injecté dans le flux de gaz d’échappement.In the event that the exhaust gas mixer outlet must be substantially perpendicular to the exhaust gas mixer inlet, the exhaust gas purification assembly allows very effective mixing of the fluid injected into the flow of exhaust gases.
Les performances de mélange restent très bonnes même quand, du fait de contraintes spatiales, l’orifice d’injection doit être agencé très bas, le log du premier axe central.The mixing performance remains very good even when, due to spatial constraints, the injection orifice must be arranged very low, the log of the first central axis.
La pièce déflecteur empêche le fluide de s’écouler directement de l’injecteur jusqu’à la sortie de mélangeur de gaz d’échappement, le long d’une ligne droite.The baffle piece prevents the fluid from flowing directly from the injector to the exhaust gas mixer outlet, along a straight line.
En suivant le passage de circulation, le flux de gaz d’échappement passe d’un écoulement laminaire à un écoulement tourbillonnaire au niveau de la sortie de mélangeur de gaz d’échappement, assurant ainsi une très bonne performance de mélange.Following the circulation path, the exhaust gas flow changes from laminar flow to vortex flow at the exhaust gas mixer outlet, thus ensuring very good mixing performance.
Pratiquement tout le flux de gaz d‘échappement passe sous l’orifice d’injection. Le fluide est ainsi dispersé dans une grande quantité de gaz d’échappement.Virtually all of the exhaust gas flow passes under the injection port. The fluid is thus dispersed in a large quantity of exhaust gases.
Pratiquement tout le flux de gaz d’échappement passe le long de la pièce déflecteur. Quand le fluide est un liquide, il s’évapore rapidement du fait que les gouttelettes de liquide frappent la surface de la pièce déflecteur, qui est maintenue à haute température par le flux important de gaz d’échappement.Virtually all of the exhaust gas flow passes along the baffle piece. When the fluid is a liquid, it evaporates quickly as the liquid droplets strike the surface of the baffle piece, which is kept hot by the high flow of exhaust gas.
L’ensemble de purification de gaz d’échappement est très compact, particulièrement le mélangeur.The exhaust gas purification set is very compact, especially the mixer.
Il n’est pas nécessaire que l’enveloppe externe du mélangeur présente une forme symétrique, ce qui facilite l’agencement d’autres équipements à proximité du mélangeur. Ceci est particulièrement appréciable quand l’ensemble de purification de gaz d’échappement est situé dans le compartiment moteur d’un véhicule.The external casing of the mixer does not have to have a symmetrical shape, which facilitates the arrangement of other equipment near the mixer. This is particularly valuable when the exhaust gas purification assembly is located in the engine compartment of a vehicle.
L’ensemble de purification de gaz d’échappement peut aussi présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées seules ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :The exhaust gas purification assembly may also have one or more of the characteristics below, considered alone or in all technically possible combinations:
- l’axe de rotation définit avec l’axe central de sortie un angle compris entre 0° degré et 30° degrés ;- the rotation axis defines with the central output axis an angle between 0° degree and 30° degree;
- l’injecteur est fixé à un orifice d’injection de l’enveloppe externe situé en face de la sortie de mélangeur de gaz d’échappement selon une direction d’injection, la pièce déflecteur s’étendant entre ledit orifice d’injection et la sortie de mélangeur de gaz d’échappement suivant la direction d’injection;- the injector is fixed to an injection port of the outer casing located opposite the outlet of the exhaust gas mixer in an injection direction, the deflector part extending between said injection port and the exhaust gas mixer outlet following the direction of injection;
- la direction d’injection définit avec l’axe de rotation un angle compris entre 0° et 45° ;- the direction of injection defines with the axis of rotation an angle between 0° and 45°;
- le premier dispositif de purification de gaz d’échappement comprend un organe de purification et une enveloppe tubulaire dans laquelle l’organe de purification est logé, l’enveloppe tubulaire ayant une extrémité axiale aval ouverte, l’enveloppe externe du mélangeur étant directement fixée à ladite extrémité axiale aval et fermant ladite extrémité axiale aval;- the first exhaust gas purification device comprises a purification member and a tubular casing in which the purification member is housed, the tubular casing having an open downstream axial end, the outer casing of the mixer being directly attached at said downstream axial end and closing said downstream axial end;
- en projection dans un plan perpendiculaire au premier axe central, l’enveloppe tubulaire définit une ligne à contour fermé autour du premier axe central et l’orifice d’injection définit un orifice projeté situé à l’intérieur de la ligne à contour fermé, la ligne à contour fermé ayant une distance maximum du premier axe central, une distance entre l’orifice projeté et le premier axe central étant comprise entre 0% et 50% de ladite distance maximum ;- in projection in a plane perpendicular to the first central axis, the tubular casing defines a closed contour line around the first central axis and the injection orifice defines a projected orifice located inside the closed contour line, the closed contour line having a maximum distance from the first central axis, a distance between the projected orifice and the first central axis being between 0% and 50% of said maximum distance;
- l’enveloppe externe comporte une coque concave ayant une ouverture délimitée par un bord libre directement fixé à l’enveloppe tubulaire;- the outer casing comprises a concave shell having an opening delimited by a free edge directly attached to the tubular casing;
- la coque concave comporte une première demi-coque et une seconde demi-coque fixées l’une à l’autre et définissant ensemble le bord libre, la première demi-coque définissant la sortie de mélangeur de gaz d’échappement;- the concave shell comprises a first half-shell and a second half-shell fixed to each other and together defining the free edge, the first half-shell defining the exhaust gas mixer outlet;
- la seconde demi-coque comprend une première zone plane portant l’orifice d’injection et s’étendant sensiblement perpendiculairement à l’axe de rotation, et une seconde zone plane sensiblement perpendiculaire au premier axe central;- the second half-shell comprises a first planar zone bearing the injection orifice and extending substantially perpendicular to the axis of rotation, and a second planar zone substantially perpendicular to the first central axis;
- l’enveloppe externe comprend une pièce déflecteur extérieure fixée à la coque concave, la pièce déflecteur extérieure fermant l’ouverture sauf dans une zone définissant l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement. - the outer casing comprises an outer deflector part fixed to the concave shell, the outer deflector part closing the opening except in a zone defining the inlet of the exhaust gas mixer.
Selon un second aspect, l’invention concerne une ligne d’échappement comprenant un ensemble de purification de gaz d’échappement ayant les caractéristiques ci-dessus.According to a second aspect, the invention relates to an exhaust line comprising an exhaust gas purification assembly having the above characteristics.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne un véhicule comprenant une ligne d’échappement ayant les caractéristiques ci-dessus.According to a third aspect, the invention relates to a vehicle comprising an exhaust line having the above characteristics.
D’autres caractéristiques à l’avantage de l’invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles :
- [Fig 1] La figure 1 est une représentation schématique de ligne d’échappement comprenant un ensemble de purification de gaz d’échappement selon l’invention ;
- [Fig 2] La figure 2 est une vue de dessus de l’ensemble de purification de gaz d’échappement de la figure 1 ;
- [Fig 3] La figure 3 est une vue agrandie en perspective du mélangeur de la figure 2 ;
- [Fig 4] La figure 4 est une vue éclatée du mélangeur de la figure 3 ;
- [Fig 5] La figure 5 est une représentation schématique, montrant les projections de l’enveloppe tubulaire du premier dispositif de purification et de l’orifice d’injection, dans un plan perpendiculaire à l’axe central du premier dispositif de purification ;
- [Fig 5] La figure 6 est une vue similaire à la vue de la figure 4, le mélangeur étant assemblé, la moitié supérieure de l’enveloppe concave n’étant pas représentée ;
- [Fig 7] [Fig 8] Les figures 7 et 8 sont de vue en perspective montrant les lignes de flux de gaz d’échappement dans le mélangeur de l’invention et dans un mélangeur conçu selon les principes deFR3010137 ;
- [Fig 9] [Fig 10] Les figures 9 et 10 sont de vue en perspective montrant les lignes de flux de gaz d’échappement dans l’ensemble de purification de gaz d’échappement de la figure 2 et dans un ensemble de purification de gaz d’échappement conçu selon les principes deFR3010137 .
- [Fig 1] Figure 1 is a schematic representation of an exhaust line comprising an exhaust gas purification assembly according to the invention;
- [Fig 2] Figure 2 is a top view of the exhaust gas purification assembly of Figure 1;
- [Fig 3] Figure 3 is an enlarged perspective view of the mixer of Figure 2;
- [Fig 4] Figure 4 is an exploded view of the mixer of Figure 3;
- [Fig 5] Figure 5 is a schematic representation, showing the projections of the tubular casing of the first purification device and of the injection orifice, in a plane perpendicular to the central axis of the first purification device;
- [Fig 5] Figure 6 is a view similar to the view of Figure 4, the mixer being assembled, the upper half of the concave envelope not being shown;
- [Fig 7] [Fig 8] Figures 7 and 8 are perspective views showing the exhaust gas flow lines in the mixer of the invention and in a mixer designed according to the principles of FR3010137 ;
- [Fig 9] [Fig 10] Figures 9 and 10 are perspective views showing the exhaust gas flow lines in the exhaust gas purification assembly of Figure 2 and in a exhaust gas designed according to the principles of FR3010137 .
L’ensemble de purification de gaz d’échappement 1 de l’invention est conçu pour être agencé dans la ligne d’échappement 3 d’un véhicule, comme illustré sur la figure 1.The exhaust gas purification assembly 1 of the invention is designed to be arranged in the exhaust line 3 of a vehicle, as illustrated in Figure 1.
Le véhicule est typiquement une automobile, un camion ou un deux roues.The vehicle is typically an automobile, a truck or a two-wheeler.
Comme illustré sur la figure 2, l’ensemble de purification de gaz d’échappement 1 comprend un premier dispositif de purification de gaz d’échappement 5 ayant un premier axe central X1 et un second dispositif de purification de gaz d’échappement 7 ayant un second axe central X2.As illustrated in Figure 2, the exhaust gas purification assembly 1 comprises a first exhaust gas purification device 5 having a first central axis X1 and a second exhaust gas purification device 7 having a second central axis X2.
Le premier dispositif de purification de gaz d’échappement 5 comporte une première entrée de dispositif de purification de gaz d’échappement 9, raccordée fluidiquement à un collecteur d’échappement 11 collectant les gaz d’échappement émis par le moteur 13. Des équipements tels qu’un turbo compresseur sont typiquement agencés entre le collecteur d’échappement 11 et le premier dispositif de purification de gaz d’échappement 5.The first exhaust gas purification device 5 comprises a first exhaust gas purification device inlet 9, fluidly connected to an exhaust manifold 11 collecting the exhaust gases emitted by the engine 13. Equipment such a turbo compressor are typically arranged between the exhaust manifold 11 and the first exhaust gas purification device 5.
Le second dispositif de gaz d’échappement 7 présente une seconde sortie de dispositif de purification de gaz d’échappement 15, raccordée fluidiquement à une canule 17 par laquelle le gaz d’échappement purifié est rejeté dans l’atmosphère. Des équipements tels qu’un silencieux sont typiquement agencés entre la canule 17 et le second dispositif de purification de gaz d’échappement 7.The second exhaust gas device 7 has a second exhaust gas purification device outlet 15, fluidly connected to a cannula 17 through which the purified exhaust gas is discharged into the atmosphere. Equipment such as a silencer is typically arranged between the nozzle 17 and the second exhaust gas purification device 7.
Comme le montre la figure 2, selon une première configuration, un plan perpendiculaire au premier axe central X1 coupe à la fois le premier dispositif de purification de gaz d’échappement 5 et le second dispositif de purification de gaz d’échappement 7. De plus, le second axe central X2 forme avec le premier axe central X1 un angle α compris entre 0° et 30°, de préférence compris entre 0° et 15°.As shown in Figure 2, according to a first configuration, a plane perpendicular to the first central axis X1 intersects both the first exhaust gas purification device 5 and the second exhaust gas purification device 7. In addition , the second central axis X2 forms with the first central axis X1 an angle α comprised between 0° and 30°, preferably comprised between 0° and 15°.
En d’autres termes, le premier dispositif de purification de gaz d’échappement 5 et le second dispositif de purification de gaz d’échappement 7 sont agencés côte à côte, et sont sensiblement parallèles l’un à l’autre.In other words, the first exhaust gas purifying device 5 and the second exhaust gas purifying device 7 are arranged side by side, and are substantially parallel to each other.
En variant, le premier dispositif de purification de gaz d’échappement 5 et le second dispositif de purification de gaz d’échappement 7 ne sont pas sensiblement parallèles l’un à l’autre. Le premier axe central X1 et le second axe central X2 forment un angle quelconque l’un avec l’autre. Par exemple, le premier axe central X1 et le second axe central X2 sont sensiblement perpendiculaires l’un à l’autre.Alternatively, the first exhaust gas purification device 5 and the second exhaust gas purification device 7 are not substantially parallel to each other. The first central axis X1 and the second central axis X2 form any angle with each other. For example, the first central axis X1 and the second central axis X2 are substantially perpendicular to each other.
Le premier dispositif de purification de gaz d’échappement 5 est par exemple un catalyseur d’oxydation diesel (DOC).The first exhaust gas purification device 5 is for example a diesel oxidation catalyst (DOC).
Le second dispositif de purification de gaz d’échappement 7 est typiquement un SCR (Selective Catalytic Reduction) ou un SCRF (Selective Catalytic Reduction Filtre)The second exhaust gas purification device 7 is typically an SCR (Selective Catalytic Reduction) or an SCRF (Selective Catalytic Reduction Filter)
L’ensemble de purification de gaz d’échappement 1 comprend encore un mélangeur 19 ayant une entrée de mélangeur de gaz d’échappement 21 (figure 3) raccordé fluidiquement au premier dispositif de purification de gaz d’échappement 5 et une sortie de mélangeur de gaz d’échappement 23 raccordée fluidiquement au second dispositif de purification de gaz d’échappement 7.The exhaust gas purification assembly 1 further comprises a mixer 19 having an exhaust gas mixer inlet 21 (FIG. 3) fluidly connected to the first exhaust gas purification device 5 and a exhaust gas 23 fluidically connected to the second exhaust gas purification device 7.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure, la sortie de mélangeur de gaz d’échappement 3 est raccordée fluidiquement à la seconde entrée de dispositif de purification de gaz d’échappement 25 du second dispositif de purification de gaz d’échappement 7 par un conduit 27 (figure 2).In the embodiment shown in the figure, the exhaust gas mixer outlet 3 is fluidly connected to the second exhaust gas purifying device inlet 25 of the second exhaust gas purifying device 7 through a conduit 27 (FIG. 2).
L’entrée de mélangeur de gaz d’échappement 21 présente un axe central d’entrée C1 et la sortie de mélangeursde gaz d’échappement 23 présente un axe central de sortie C2. L’axe central d’entrée C1 définit avec l’axe central de sortie C2 un angle β compris entre 60° et 120°, typiquement compris entre 75° et 105°, et par exemple sensiblement égal à 90°.The exhaust gas mixer inlet 21 has an inlet centerline C1 and the exhaust gas mixer outlet 23 has an outlet centerline C2. The central input axis C1 defines with the central output axis C2 an angle β comprised between 60° and 120°, typically comprised between 75° and 105°, and for example substantially equal to 90°.
En d’autres termes, l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement 21 et la sortie de mélangeur de gaz d’échappement 23 sont tournées dans des directions mutuellement perpendiculaires.In other words, the exhaust gas mixer inlet 21 and the exhaust gas mixer outlet 23 face in mutually perpendicular directions.
L’axe central d’entrée C1 est par exemple parallèle au premier axe central X1.The central input axis C1 is for example parallel to the first central axis X1.
L’entrée de mélangeur de gaz d’échappement 21 est un orifice, qui s’étend sensiblement dans un plan. L’axe central d’entrée C1 est l’axe passant par le centre de cet orifice et qui est perpendiculaire au dit plan.The exhaust gas mixer inlet 21 is an orifice, which extends substantially in one plane. The central input axis C1 is the axis passing through the center of this orifice and which is perpendicular to the said plane.
De manière similaire, la sortie de mélangeur de gaz d’échappement 23 est un orifice qui s’étend sensiblement dans un plan. L’axe central de sortie C2 est l’axe passant par le centre de cet orifice et qui est perpendiculaire au dit plan.Similarly, the exhaust gas mixer outlet 23 is a port which extends substantially in one plane. The central output axis C2 is the axis passing through the center of this orifice and which is perpendicular to the said plane.
Comme visible sur les figures 3 et 4, le mélangeur comprend une enveloppe externe 29 et une pièce déflecteur 31 disposée à l’intérieur de l’enveloppe externe 29.As visible in Figures 3 and 4, the mixer comprises an outer casing 29 and a deflector part 31 placed inside the outer casing 29.
L’enveloppe externe 29 définit l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement 21 et la sortie de mélangeur de gaz d’échappement 23.Outer shroud 29 defines exhaust mixer inlet 21 and exhaust mixer outlet 23.
Le mélangeur 19 comprend un passage de circulation 33 unique s’étendant depuis l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement 21 jusqu’à la sortie de mélangeur de gaz d’échappement 23, défini par la pièce déflecteur 31 et l’enveloppe externe 29.The mixer 19 includes a single circulation passage 33 extending from the exhaust gas mixer inlet 21 to the exhaust gas mixer outlet 23, defined by the baffle piece 31 and the outer shroud 29.
Au moins 80%, typiquement au moins 90%, et de préférence au moins 95% du gaz d’échappement entrant dans le mélangeur 19 par l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement 21 suit le passage de circulation 33 sur toute sa longueur, jusqu’à la sortie de mélangeur de gaz d’échappement 23.At least 80%, typically at least 90%, and preferably at least 95% of the exhaust gas entering mixer 19 through exhaust mixer inlet 21 follows circulation passage 33 along its entire length. , to the exhaust gas mixer outlet 23.
Une petite partie du gaz d’échappement peut entrer dans le mélangeur 19 à travers une ouverture qui est différente de l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement 21, par exemple des trous dans l’enveloppe externe 29.A small part of the exhaust gas can enter the mixer 19 through an opening which is different from the exhaust gas mixer inlet 21, for example holes in the outer casing 29.
Une petite partie du gaz d’échappement entrant dans le mélangeur 19 par l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement 21 peut ne pas suivre le passage de circulation 33 sur toute sa longueur. Par exemple, il s’écoule à travers des ouvertures ménagées dans la pièce déflecteur 31, directement jusqu’à la sortie de mélangeur de gaz d’échappement 23.A small portion of the exhaust gas entering mixer 19 through exhaust mixer inlet 21 may not follow circulation passage 33 along its entire length. For example, it flows through openings in the baffle piece 31 directly to the exhaust gas mixer outlet 23.
Le passage de circulation 33 s’étend autour d’un axe de rotation R sur un angle compris entre 270° et 450°, de préférence compris entre 330° et 390°, étant exemple sensiblement égal à 360°.The circulation passage 33 extends around an axis of rotation R over an angle comprised between 270° and 450°, preferably comprised between 330° and 390°, being for example substantially equal to 360°.
L’axe de rotation R définit avec l’axe central de sortie C2 un angle compris entre 0° et 30°, de préférence compris entre 0° et 15°. Par exemple, l’axe de rotation R est sensiblement aligné avec l’axe central de sortie C2.The axis of rotation R defines with the central output axis C2 an angle comprised between 0° and 30°, preferably comprised between 0° and 15°. For example, the rotation axis R is substantially aligned with the central output axis C2.
Le passage de circulation 33 décrit ainsi une révolution sensiblement complète autour de l’axe de rotation R.The circulation passage 33 thus describes a substantially complete revolution around the axis of rotation R.
Le passage de circulation 33 a sensiblement une forme intermédiaire entre une hélice et une spirale, avec une entrée tangentielle à l’axe de rotation R et une sortie suivant l’axe de rotation R.The circulation passage 33 has substantially an intermediate shape between a helix and a spiral, with an inlet tangential to the axis of rotation R and an outlet along the axis of rotation R.
Le mélangeur 19 comprend encore un injecteur 35 (figure 1) agencé pour injecter un fluide dans le passage de circulation 33 vers la pièce déflecteur 31.The mixer 19 further comprises an injector 35 (FIG. 1) arranged to inject a fluid into the circulation passage 33 towards the deflector part 31.
Le fluide est typiquement un liquide. Par exemple, c’est une solution aqueuse d’urée. Une telle solution est vendue sous le nom AdblueTM. Selon un autre mode de réalisation, le liquide est une solution d’ammoniaque, ou tout autre liquide.The fluid is typically a liquid. For example, it is an aqueous solution of urea. Such a solution is sold under the name Adblue TM . According to another embodiment, the liquid is an ammonia solution, or any other liquid.
Selon une autre variante de réalisation, le fluide est un gaz, par exemple de l’ammoniaque gazeux ou tout autre gaz.According to another alternative embodiment, the fluid is a gas, for example gaseous ammonia or any other gas.
L’injecteur 35 est fixé à un orifice d’injection 37 de l’enveloppe externe 29 situé en face de la sortie de mélangeur de gaz d’échappement 23 le long de la direction d’injection I (figure 2). La pièce déflecteur 31 s’étend entre l’orifice d’injection 37 et la sortie de mélangeur de gaz d’échappement 23 le long de la direction d’injection I.The injector 35 is attached to an injection port 37 of the outer casing 29 located opposite the outlet of the exhaust gas mixer 23 along the direction of injection I (Figure 2). The baffle piece 31 extends between the injection port 37 and the exhaust gas mixer outlet 23 along the injection direction I.
En conséquence, la pièce déflecteur 31 arrête le fluide injecté à l’intérieur du passage de circulation 33 et empêche le fluide de circuler directement depuis l’injecteur 19 jusqu’à la sortie de mélangeur de gaz d’échappement 23.Accordingly, the baffle piece 31 stops the injected fluid inside the circulation passage 33 and prevents the fluid from flowing directly from the injector 19 to the outlet of the exhaust gas mixer 23.
Un tel agencement est particulièrement avantageux quand le fluide est un liquide, qui doit être évaporé. Puisque la pièce déflecteur 31 est entièrement entourée par du gaz d’échappement, elle est particulièrement chaude. Elle est maintenue à une température élevée par le gaz d’échappement circulant le long du passage de circulation 33. Les gouttelettes de fluide frappant la pièce déflecteur 31 sont évaporées sous l’effet de la chaleur transmise par la pièce déflecteur 31.Such an arrangement is particularly advantageous when the fluid is a liquid, which must be evaporated. Since the baffle part 31 is completely surrounded by exhaust gas, it is particularly hot. It is maintained at a high temperature by the exhaust gas flowing along the circulation passage 33. The droplets of fluid striking the deflector part 31 are evaporated under the effect of the heat transmitted by the deflector part 31.
La direction de l’injection I définit avec l’axe de rotation R un angle γ compris entre 0° et 45°, de préférence compris entre 0° et 30°, et par exemple égale à 15°.The injection direction I defines with the axis of rotation R an angle γ comprised between 0° and 45°, preferably comprised between 0° and 30°, and for example equal to 15°.
Le premier dispositif de purification de gaz d’échappement 5 comprend un organe de purification 39 et une enveloppe tubulaire 41 dans lequel l’organe de purification 39 est logé (figure 2).The first exhaust gas purification device 5 comprises a purification member 39 and a tubular casing 41 in which the purification member 39 is housed (FIG. 2).
Le premier axe central X1 est l’axe central de l’enveloppe tubulaire 41.The first central axis X1 is the central axis of the tubular casing 41.
L’enveloppe tubulaire 41 a une section, considérée perpendiculairement au premier axe central X1, qui est circulaire, ovale, elliptique, ou qui a toute autre forme.The tubular casing 41 has a section, considered perpendicular to the first central axis X1, which is circular, oval, elliptical, or which has any other shape.
L’enveloppe tubulaire 41 a une extrémité axiale amont ouverte 43 et une extrémité axiale aval ouverte 45.The tubular casing 41 has an open upstream axial end 43 and an open downstream axial end 45.
Un cône d’entrée 47 est fixé à l’extrémité axiale amont 43 et définit la première entrée de dispositif de purification de gaz d’échappement 9.An inlet cone 47 is attached to the upstream axial end 43 and defines the first exhaust gas purification device inlet 9.
L’enveloppe externe 29 du mélangeur 19 est directement fixée à l’extrémité axiale avale 45 et ferme cette extrémité avale 45.The outer casing 29 of the mixer 19 is directly attached to the downstream axial end 45 and closes this downstream end 45.
Dans une variante de réalisation typique, en projection dans un plan perpendiculaire au premier axe central X1, l’enveloppe tubulaire 41 définit une ligne à contour fermé 49 autour du premier axe central X1 et l’orifice d’injection 37 définit un orifice projeté 51 situé à l’intérieur de la ligne à contour fermé 49, comme le montre la figure 5. La forme de la ligne à contour fermé 49 correspond à la section de l’enveloppe tubulaire 41.In a typical variant embodiment, in projection in a plane perpendicular to the first central axis X1, the tubular casing 41 defines a closed contour line 49 around the first central axis X1 and the injection orifice 37 defines a projected orifice 51 located inside the closed contour line 49, as shown in Figure 5. The shape of the closed contour line 49 corresponds to the section of the tubular casing 41.
La ligne à contour fermé 49 présente une distance maximale par rapport au premier axe central X1. Dans l’exemple représenté sur la figure 5, la ligne à contour fermé 49 est un cercle, l’axe X1 étant le centre de ce cercle. La distance au premier axe central X1 est constante.The closed contour line 49 has a maximum distance from the first central axis X1. In the example shown in Figure 5, the closed contour line 49 is a circle, the axis X1 being the center of this circle. The distance to the first central axis X1 is constant.
Quand la ligne fermée 49 est une ellipse, la ligne à contour fermé 49 présente une distance minimum par rapport au premier axe central X1, correspondant au petit rayon de l’ellipse. La ligne à contour fermé a également une distance maximum par rapport au premier axe central X1, correspondant à la moitié du grand axe de l’ellipse.When the closed line 49 is an ellipse, the closed contour line 49 has a minimum distance from the first central axis X1, corresponding to the minor radius of the ellipse. The closed contour line also has a maximum distance from the first central axis X1, corresponding to half of the major axis of the ellipse.
La distance entre l’orifice projeté 51 et le premier axe central X1 est comprise entre 0% et 50% de la distance maximum, de préférence entre 0% et 25%, encore de préférence entre 0% et 10%.The distance between the projected orifice 51 and the first central axis X1 is between 0% and 50% of the maximum distance, preferably between 0% and 25%, more preferably between 0% and 10%.
Un tel agencement est typiquement imposé par le constructeur de véhicules et est une contrainte pour la conception du mélangeur 19.Such an arrangement is typically imposed by the vehicle manufacturer and is a constraint for the design of the mixer 19.
L’enveloppe externe 29 comprend une coque concave 53 ayant une ouverture 55 délimitée par un bord libre 57 directement fixé à l’enveloppe tubulaire 41 (figures 3, 4 et 6). La coque concave 53 est concave vers le premier dispositif de purification de gaz d’échappement 5.The outer casing 29 comprises a concave shell 53 having an opening 55 delimited by a free edge 57 directly fixed to the tubular casing 41 (FIGS. 3, 4 and 6). The concave shell 53 is concave towards the first exhaust gas purifying device 5.
La forme du bord libre 53 correspond à la section de l’enveloppe tubulaire 41. Dans l’exemple représenté sur les figures, l’extrémité axiale avale ouverte 45 est engagée à l’intérieur du bord libre 57.The shape of the free edge 53 corresponds to the section of the tubular casing 41. In the example shown in the figures, the open downstream axial end 45 is engaged inside the free edge 57.
Le bord libre 57 est directement fixé à l’extrémité axiale avale ouverte 45, par exemple par soudage ou brasage.The free edge 57 is fixed directly to the open downstream axial end 45, for example by welding or brazing.
La coque concave 53 comprend une première demi-coque 59 et une seconde demi-coque 61 fixées l’une à l’autre et définissant ensemble le bord libre 57.The concave shell 53 comprises a first half-shell 59 and a second half-shell 61 fixed to each other and together defining the free edge 57.
La première demi coque 59 définit la sortie de mélangeur de gaz d’échappement 23.The first half-shell 59 defines the exhaust gas mixer outlet 23.
La première demi-coque 59 définit une moitié inférieure du bord libre 57.The first half-shell 59 defines a lower half of the free edge 57.
La seconde demi-coque 61 définit une moitié supérieure du bord libre 57.The second half-shell 61 defines an upper half of the free edge 57.
La seconde demi-coque 61 comprend une première zone plate 63 portant l’orifice d’injection 37 et s’étendant sensiblement perpendiculairement à l’axe de rotation R.The second half-shell 61 comprises a first flat zone 63 bearing the injection orifice 37 and extending substantially perpendicular to the axis of rotation R.
La seconde demi-coque 61 comprend encore une seconde zone plane 65 sensiblement perpendiculaire au premier axe central X1. La seconde zone plane 65 est typiquement située entièrement au-dessus de la première zone plane 63, c’est-à-dire du côté de la première zone plane 63 opposée à la première demi-coque 59.The second half-shell 61 further comprises a second flat zone 65 substantially perpendicular to the first central axis X1. The second flat zone 65 is typically located entirely above the first flat zone 63, that is to say on the side of the first flat zone 63 opposite the first half-shell 59.
La première zone plane 63 s’étend en vis-à-vis de la sortie de mélangeur de gaz d’échappement 23.The first flat zone 63 extends opposite the exhaust gas mixer outlet 23.
La seconde zone plane 65 s’étend en face de l’extrémité axiale avale ouverte 45.The second flat zone 65 extends opposite the open downstream axial end 45.
Les deux demi-coques 59, 61 sont concaves l’une vers l’autre, et sont fixées l’une à l’autre le long de bord respectif 67, 69 ayant des formes en U. les bords 67, 69 sont typiquement soudés l’un à l’autre.The two half-shells 59, 61 are concave towards each other, and are attached to each other along respective edges 67, 69 having U-shapes. The edges 67, 69 are typically welded to one another.
L’enveloppe externe 29 comprend encore une pièce déflecteur extérieure 71 fixée à la coque concave 53.The outer casing 29 further comprises an outer deflector part 71 fixed to the concave shell 53.
La pièce déflecteur extérieure 71 ferme l’ouverture 55 définie par le bord libre 57, à l’exception d’une zone définissant l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement 21 (figures 3,4 et 6).The outer baffle piece 71 closes the opening 55 defined by the free edge 57, except for an area defining the exhaust gas mixer inlet 21 (FIGS. 3, 4 and 6).
Le fonctionnement de l’ensemble de purification de gaz d’échappement 1 va maintenant être détaillé, en référence à la figure 7.The operation of the exhaust gas purification assembly 1 will now be detailed, with reference to Figure 7.
Les lignes de flux de gaz d’échappement, à la sortie du premier dispositif de purification 5, sont rectilignes. L’écoulement de gaz d’échappement est laminaire.The exhaust gas flow lines, at the outlet of the first purification device 5, are straight. The exhaust gas flow is laminar.
Le flux de gaz d’échappement est dévié vers l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement 21 par la pièce déflecteur extérieure 71.The exhaust gas flow is diverted to the exhaust gas mixer inlet 21 by the outer baffle piece 71.
Après avoir traversé l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement 21, le flux de gaz d’échappement suit le passage de circulation 33. Le flux de gaz d’échappement est guidé autour de l’axe de rotation R, et suit une trajectoire qui n’est pas très différente d’une hélice.After passing through the exhaust gas mixer inlet 21, the exhaust gas flow follows the circulation passage 33. The exhaust gas flow is guided around the rotation axis R, and follows a trajectory which is not very different from a propeller.
Cette trajectoire est sensiblement l’opposée de la trajectoire suivie par un fluide dans une pompe centrifuge. Elle est tangentielle dans la partie amont, et suivant l’axe de rotation dans la partie aval.This trajectory is substantially the opposite of the trajectory followed by a fluid in a centrifugal pump. It is tangential in the upstream part, and along the axis of rotation in the downstream part.
En suivant le passage de circulation 33, le flux de gaz d’échappement passe d’un écoulement laminaire à un écoulement tourbillonaire quand il arrive au niveau de la sortie de mélangeur de gaz d’échappement 23. Le flux de gaz d’échappement, quand il sort du mélangeur 19 forme un tourbillon autour de l’axe de rotation R.Following the circulation passage 33, the exhaust gas flow changes from a laminar flow to a vortex flow when it arrives at the exhaust gas mixer outlet 23. The exhaust gas flow, when it leaves the mixer 19 forms a vortex around the axis of rotation R.
Le fluide est injecté par l’injecteur au milieu du passage de circulation 33. La pièce déflecteur 31 empêche le fluide s’écouler directement jusqu’à la sortie de mélangeur de gaz d’échappement 23, en ligne droite.The fluid is injected through the injector in the middle of the circulation passage 33. The deflector piece 31 prevents the fluid from flowing directly to the outlet of the exhaust gas mixer 23, in a straight line.
Pratiquement tout le flux de gaz d’échappement passe en dessous de l’orifice d’injection 37, le fluide étant ainsi dispersé dans une grande quantité de gaz d’échappement.Virtually all of the exhaust gas flow passes below the injection port 37, the fluid thus being dispersed in a large quantity of exhaust gas.
Pratiquement tout le flux de gaz d’échappement passe le long de la pièce déflecteur 31. Quand le fluide est un liquide, il est rapidement évaporé du fait que les gouttelettes de liquide frappent la surface de la pièce déflecteur 31, qui est maintenue à haute température par la grande quantité de gaz d’échappement circulant à son contact.Virtually all of the exhaust gas flow passes along baffle piece 31. When the fluid is a liquid, it is rapidly evaporated as the liquid droplets strike the surface of baffle piece 31, which is held high. temperature by the large quantity of exhaust gas flowing in contact with it.
Le fonctionnement de l’ensemble de purification de gaz d’échappement selonFR3010137 est illustré sur la figure 8. Ledit ensemble de purification de gaz d’échappement est agencé en prenant en compte les mêmes contraintes spatiales que l’ensemble de purification de gaz d’échappement de l’invention représentée sur la figure 7. Notamment, l’orifice d’injection est à la même position.The operation of the exhaust gas purification assembly according toFR3010137 is illustrated in Figure 8. Said exhaust gas purification assembly is arranged taking into account the same spatial constraints as the exhaust gas purification assembly of the invention shown in Figure 7. In particular, the injection port is at the same position.
Comme visible sur la figure 8, deux tourbillons sont formés, autour d’axes de rotation respectifs parallèles à l’axe central de sortie.As visible in Figure 8, two vortices are formed, around respective axes of rotation parallel to the central exit axis.
Toutefois, du fait que l’espace disponible pour que les tourbillons se développent est limité, les lignes de flux de gaz d’échappement à la sortie du mélangeur sont sensiblement rectilignes.However, because the space available for the vortices to develop is limited, the exhaust gas flow lines at the outlet of the mixer are substantially straight.
Dans l’ensemble de purification de gaz d’échappement de l’invention, le flux de gaz d’échappement forme un tourbillon tout au long du conduit 27, jusqu’au second dispositif de purification 7 (figure 9).In the exhaust gas purification assembly of the invention, the flow of exhaust gas forms a vortex all along the duct 27, up to the second purification device 7 (FIG. 9).
Dans l’ensemble de purification de gaz d’échappement selonFR3010137 ,les lignes de flux de gaz d’échappement sont sensiblement rectilignes le long du conduit 27, comme le montre la figure 10.In the exhaust gas purification assembly according to FR3010137 , the exhaust gas flow lines are substantially straight along the conduit 27, as shown in Figure 10.
L’invention a été décrite avec un orifice d’injection situé le long ou à proximité du premier axe central du premier dispositif de purification. Selon une variante de réalisation, l’orifice d’injection n’est pas situé le long ou proche du premier axe central.The invention has been described with an injection orifice located along or close to the first central axis of the first purification device. According to a variant embodiment, the injection orifice is not located along or close to the first central axis.
Claims (12)
- un premier dispositif de purification de gaz d’échappement (5) avec un premier axe central (X1) ;
- un second dispositif de purification de gaz d’échappement (7) avec un second axe central (X2);
- un mélangeur (19) ayant une sortie de mélangeur de gaz d’échappement (21) raccordée fluidiquement au premier dispositif de purification de gaz d’échappement (5) et une sortie de mélangeur de gaz d’échappement (23) raccordée fluidiquement au second dispositif de purification de gaz d’échappement (7), l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement (21) ayant un axe central d’entrée (C1) et la sortie de mélangeur de gaz d’échappement (23) ayant un axe central de sortie (C2), l’axe central d’entrée (C1) définissant avec l’axe central de sortie (C2) un angle β compris entre 60° et 120°;
- le mélangeur (19) comprenant une enveloppe externe (29) définissant l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement (21) et la sortie de mélangeur de gaz d’échappement (23) et une pièce déflecteur (31) située à l’intérieur de l’enveloppe externe (29), le mélangeur (19) comprenant un passage de circulation (33) unique s’étendant depuis l’entrée de mélangeur de gaz d’échappement (21) jusqu’à la sortie de mélangeur de gaz d’échappement (23), défini par la pièce déflecteur (31) et l’enveloppe externe (29) et s’étendant autour d’un axe de rotation (R) sur un angle compris entre 270° et 450°;
le mélangeur comprenant un injecteur (35) agencé pour injecter un fluide à l’intérieur du passage de circulation (33) vers la pièce déflecteur (31).Exhaust gas purification kit, comprising:
- a first exhaust gas purification device (5) with a first central axis (X1);
- a second exhaust gas purification device (7) with a second central axis (X2);
- a mixer (19) having an exhaust gas mixer outlet (21) fluidly connected to the first exhaust gas purification device (5) and an exhaust gas mixer outlet (23) fluidly connected to the second exhaust gas purifying device (7), the exhaust gas mixer inlet (21) having an inlet center axis (C1) and the exhaust gas mixer outlet (23) having a central exit axis (C2), the central entry axis (C1) defining with the central exit axis (C2) an angle β of between 60° and 120°;
- the mixer (19) comprising an outer casing (29) defining the exhaust gas mixer inlet (21) and the exhaust gas mixer outlet (23) and a deflector part (31) located at the inside the outer casing (29), the mixer (19) comprising a single circulation passage (33) extending from the exhaust mixer inlet (21) to the exhaust mixer outlet exhaust gas (23), defined by the deflector part (31) and the outer casing (29) and extending around an axis of rotation (R) over an angle comprised between 270° and 450°;
the mixer comprising an injector (35) arranged to inject a fluid inside the circulation passage (33) towards the deflector piece (31).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1907186A FR3097775B1 (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Exhaust gas purification assembly, exhaust line and vehicle |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1907186 | 2019-06-28 | ||
FR1907186A FR3097775B1 (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Exhaust gas purification assembly, exhaust line and vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3097775A1 true FR3097775A1 (en) | 2021-01-01 |
FR3097775B1 FR3097775B1 (en) | 2022-05-20 |
Family
ID=68072768
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR1907186A Expired - Fee Related FR3097775B1 (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Exhaust gas purification assembly, exhaust line and vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR3097775B1 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018226626A1 (en) | 2017-06-06 | 2018-12-13 | Cummins Emission Solutions Inc. | Systems and methods for mixing exhaust gases and reductant in an aftertreatment system |
CN115398085B (en) | 2020-05-08 | 2023-07-14 | 康明斯排放处理公司 | Configurable aftertreatment system including housing |
US12123337B2 (en) | 2021-03-18 | 2024-10-22 | Cummins Emission Solutions Inc. | Aftertreatment systems |
USD1042544S1 (en) | 2022-04-21 | 2024-09-17 | Cummins Emission Solutions Inc. | Aftertreatment system |
USD1042545S1 (en) | 2022-04-21 | 2024-09-17 | Cummins Emission Solutions Inc. | Aftertreatment system |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2775114A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-10 | Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Inflow chamber for a catalytic converter of an emission control system |
EP2803833A1 (en) * | 2012-01-12 | 2014-11-19 | Hino Motors Ltd. | Exhaust gas purification device |
FR3010137A1 (en) | 2013-08-30 | 2015-03-06 | Faurecia Sys Echappement | DEVICE FOR PURIFYING EXHAUST GAS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
-
2019
- 2019-06-28 FR FR1907186A patent/FR3097775B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2803833A1 (en) * | 2012-01-12 | 2014-11-19 | Hino Motors Ltd. | Exhaust gas purification device |
EP2775114A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-10 | Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG | Inflow chamber for a catalytic converter of an emission control system |
FR3010137A1 (en) | 2013-08-30 | 2015-03-06 | Faurecia Sys Echappement | DEVICE FOR PURIFYING EXHAUST GAS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3097775B1 (en) | 2022-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FR3097775A1 (en) | Set of purification of an exhaust gas, exhaust line and vehicle | |
EP2729678B1 (en) | Exhaust gas purification assembly | |
FR3020835A1 (en) | EXHAUST GAS PURIFICATION ASSEMBLY AND EXHAUST LINE COMPRISING SUCH AN ASSEMBLY | |
FR3020834A1 (en) | EXHAUST GAS PURIFICATION ASSEMBLY | |
WO2015028647A1 (en) | Device for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine | |
EP2551482B1 (en) | Elbow assembly for post-treatment of the exhaust gases of a combustion engine comprising an internal diffuser | |
FR2977632A1 (en) | Assembly for purifying exhaust gas from diesel engine of car, has deflector defining main opening arranged relative to reducing product jet impactors so that exhaust gas coming from exhaust gas inlet and passing via opening sweeps impactors | |
FR3113697A1 (en) | Exhaust gas reducer mixer | |
FR3010134A1 (en) | IMPROVED DEVICE FOR PURIFYING EXHAUST GAS OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
FR3111945A1 (en) | Exhaust gas reducer mixer | |
FR2921415A1 (en) | Liquid i.e. fuel, and exhaust gas mixer for heat engine of motor vehicle, has blades distributed around full central zone, and extended from central zone, where each blade is integrated with cylindrical peripheral rim | |
FR3102683A1 (en) | Mixer for heat engine exhaust system | |
FR3111664A1 (en) | Exhaust gas reducer mixer | |
EP3085916B1 (en) | Device for purifying exhaust gases and exhaust line comprising said device | |
FR3110634A1 (en) | Mixing device, exhaust line and associated vehicle | |
EP1036259B1 (en) | Exhaust device for internal combustion engine | |
EP3085915A1 (en) | Assembly for purifying exhaust gases, exhaust line comprising said assembly | |
FR2977913A1 (en) | Device for introducing and mixing liquid e.g. ammonia, in exhaust pipe portion of combustion engine of car, has impactors formed of plates fixed in portion and distributed three-dimensionally in portion for being impacted by injected liquid | |
FR2914353A1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE EXHAUST LINE WITH MEANS FOR REDUCING NITROGEN OXIDES | |
FR2922939A1 (en) | Turbomachine e.g. jet engine, for aircraft, has diffuser with upstream part having portion inclined with respect to direction perpendicular to axis, towards front of turbomachine, in plane, such that diffuser has gooseneck form | |
FR2938006A3 (en) | Exhaust gas depollution device i.e. catalytic converter, for internal combustion engine of motor vehicle, has structure with face that is extended in oblique plane to reduce angle between gas flow and face for assuring distribution of gas | |
FR2949813A1 (en) | EXHAUST LINE OF A MOTOR VEHICLE WITH A REAGENT INJECTOR | |
FR3128736A1 (en) | Exhaust gas purification device comprising an improved air inlet nozzle | |
US20210010407A1 (en) | Reductant delivery conduit for a reductant storage tank | |
EP3477069B1 (en) | Device for mixing flow in an exhaust flow pipe |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20210101 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20240205 |