Brevet FR2019101A1 — publié le 19700626

L'invention concerne un échangeur thermique pour installations de chauffage de véhicules automobiles, cet échangeur était alimenté avec les gaz d'échappe- ment d'un moteur à combustion interne et comportant au moins deux parcours d'écoulement de gaz d'échappement, notamment deux parcours concentriques, l'un des parcours dçécoulement étant en liaison thermiquement conductrice avec un agent de transmission de chaleur, l'autre parcours d'écoulement servant à dévier les gaz d'échappement sans fournir de-chaleur à l:agent de transmission de chaleur. L'invention a pour but d ! ob- tenir un réglage simple et économique de ltéchange thermique entre les gaz d'échappement s'écoulant à travers lnéchangeur thermique et l'agent de transmission de chaleur L'échangeur de l-invention est caractérisé en ce que l'orifice de lun, au moins, des parcours d'écoulement est muni d'un volet dont la position peut être commandée par un organe moteur sensible à la température. La description ci-après se rapporte à un exemple de réalisation et au dessin correspondant représentant un échangeur thermique muni d-un volet commandé en fonction de la température de l'agent de transmission de chaleur L'échangeur thermique i com porte deux parcours d'écoulement, à â savoir un-parcours d'écou- lement extérieur 2 et un parcours d'écoulement intérieur 3. Le parcours d'écoulement extérieur 2 de l'échangeur thermique i est entouré par un serpentin tubulaire 4 contenant un2 agent de transmission de chaleur 5. A la sortie de l'échangeur thermique i, sur laquelle les deux parcours d'écoulement 2 et 3 débouchent dans une pièce de raccord commune 6, est disposé un organe de commande constitué sous forme dan volet 8 pivotant autour d'un axe de rotation 7. L'organe de commande peut aussi, par exemple, être constitué sous forme de registre et disposé à I'entrée des deux parcours d'écoulement 2 et 3 Dans l'une des positions d'extrémité du volet pivotant 8 le parcours d'écoulement extérieur 2 est fermé, c'est-à-dire que la liaison vers la pièce de raccord 6 située du coté de la sortie de l'é- changeur thermique 1 est interrompue.Dans l'autre position d'extrémité du volet pivotant 8, le parcours d écoulement inté- rieur 3 est fermé, c'est-à-dire que la liaison en-tre le parcours d'écoulement .in.t.érieur,3 et la pièce de raccord 6 est interrompue.Le pivotement du volet 8 est assuré par un organe moteur 9 sensible à la tçmpérature,..cet organe étant fi-xé de façon thermiquement conductrice sur quelques spires du serpentin 4 conduisant l'agent de transmi,s,sion de chaleur. Liorgane,moteur 9 comm.andé en fonction de la température peut aussi entre disposé du côté de la sortie la pièce de raccord 6 de l'échangeur thermique 1. Le mode de fonctionnement de 1J exemple de réalisation écrit ci-dessus est le suivant Si le moteur à combustion interne, non représenté, d'un véhicule automobile est mis en service, l'agent de transmission de chaleur 5 contenu dans le serpentin 4 est d'abord encore froid ; en con.séquence, le parcours d'écoulement intérieur-3 est fermé par le volet 8 commandé par l-'organe moteur 9 sensible à la température; Les gaz dsé- chappement-se produisant lors des processus de combustion du moteur à combustion interne sont conduits à travers le parcours d'écoulement extérieur 2,-devant les spires-individuelles du serpentin, de telle sorte que agent de transmission de chaleur 5 se réchauffe. -Ce réchauffement est détecté par l'organe moteur 9 qui-peut etre constitué sous-forme d'un ressort bi-métallique ou sous forme de capsule manométrique munie d'une membrane. Cet organe moteur sensible à la température modifie la position-du volet 8, de telle sorte qu'unie partie des gaz d'échappement peut maintenant sSécouler.-à-travers le parcours d'écoulement intérieur 3. Lorsque la température de l'agent de transmission de chaleur 5 se trouvant dans le serpentin 4 a atteint une valeur limite déterminée, le volet pivotant 8 arrive dans son autre position d'extrémité, dans laquelle le parcours d'écoulement extérieur 2 est fermé, les gaz d'echappe- ment n'arrivant alors à la pièce de raccord 6 située dru côté de la sortie de ltéchangeur thermique i qu'en traversant le parcours d'écoulement intérieur-3. Il en résulte que le passage de la chaleur vers l'agent de transmission de chaleur 5 se trouvant dans le serpentin 4 n'est plus possible, ou ne l'est que dans une très faible mesure. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le ressort en bi-métal, ou la boite de pression de l'organe moteur 9 sensible à la température, peut être pourvu d'une tension préalable qui agit, dans un domaine de température déterminé, en opposition à la force de déplacement de l'organe moteur 9, et qui s'oppose ainsi à l'ouverture du clapet 8 fermant le passage d'écoulement 3, jusqu'à ce que la température du fluide de transmission de chaleur 5 aît atteint une valeur déterminée, ou valeur assignée.C'est seulement alors que la force de l'organe moteur 9 ouvre Le clapet pivotant 8, de la manière décrite, jusqu'a ce que, lorsqu'est atteinte la température limite du fluide de transmission de chaleur 5, la totalité des gaz d'échappement soit dérivée à travers la voie d'écoulement intérieure 3, de sorte que le fluide de transmission de chaleur ntest plus échauffé.~La tension préalable peut par exemple, dans le cas d'un organe à bi-métal, être produite par un second ressort bi-metal qui compense, dans un domaine de température déterminé, le changement de parcours du premier ressort bi-métalt et, dans le cas d'un organe moteur à boîte de pression, par la pression de gaz choisie à l'intérieur de la boîte à la température ambiante. En vue de pouvoir modifier la température assignée du moyen de transmission de chaleur 5, ctest-à-dire la valeur de température pour laquelle l'organe 9 .commence à déplacer le volet 2 hors de sa position extrême de fermeture de la voie d'écoulement 3, on peut, par une modification de la tension préalable, régler le changement de voie de l'organe de commande 9 de telle manière que. la commutation de l'énergie thermique sur la voie d'écoulement intérieure 3 ait lieu à une température plus élevée ou plusbasse. Il est aussi possible d'affecter un volet pivotant au parcours d'écoulement extérieur 2. Le déplacement du volet est alors assuré chaque fois en sens inverse Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, pour lesquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 ) Echangeur thermique pour installations de chauffage de véhicules automobiles, cet échangeur étant alimenté avec les gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne et comportant au moins deux parcours drécou- lement de gaz d'échappement, notamment deux parcours concentriques, l'un des parcours d'écoulement étant en liaison thermiquement conductrice avec un agent de transmission de chaleur, lBau- tre parcours d'écoulement servant à dévier les gaz dgéchappe- ment sans fournir de chaleur à l'agent de transmission de chaleur, échangeur caractérisé en ce que l'orifice de l'un, au moins, des parcours d'écoulement est muni d'un organe de commande, notamment d'un volet, dont la position peut être commandée par un organe moteur sensible à la température. 2") Echangeur thermique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe moteur sensible à la température est en liaison thermiquement conductrice avec l'agent de transmission de chaleur et commande la position du volet en fonction de la température de l'agent de transmission de chaleur. 30) Echangeur thermique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe moteur commandé par la température est en liaison thermiquement conductrice avec les gaz,d'échappement et commande la position du volet en fonction de la température des gaz d'échappement. 4 ) Echangeur thermique suivant l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que l'organe moteur commande' par la température est constitué sous forme de ressort bi-métallique. 50) Echangeur thermique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que organe moteur commandé par la température est constitué sous forme d'une capsule manométrique munie d'une membrane. 60) Echangeur thermique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe moteur sensible à la température est prévu avec une précontrainte agissant en opposition à la force de dépla-cement de l'organe moteur. 7 ) Echangeur thermique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la précontrainte de l'organe moteur est déterminée de telle façon que le volet ne libère le parcours d'écoulement pour la déviation des gaz d'échappement sans fourniture de de chaleur à l'agent de transmis sion de chaleur que lorsque la température de 1'agent de transmission de chal-eur a atteint une valeur assignée. 80) Echangeur thermique sui va'nt l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la température assignée de l'agent de transmission de chaleur est réglable.