Brevet FR2436879A1 — publié le 19800418

La présente invention se rapporte a un radiateur à tubes verticaux comportant un dispositif de dégazage du circuit d'eau de refroidissement d'un moteur à combustion interne, notamment d'un moteur d'automobile, qui est relié à la cuve supérieure d'un radiateur par une conduite d'arrivee et à la cuve inférieure de ce radiateur par une conduite de retour, la cuve supérieure comportant une cloison percée d'une ouverture de communication et destinée à former des chambres qui communiquent avec la conduite d'arrivée et avec les tubes de refroidissement. Les brevets US-PS n 2 343 145 et DE-PS 19 56 589 par exemple ont décrit des radiateurs de ce genre. La cuve supérieure de ces dispositions connues comporte une cloison horizontale qui la divis-e en une chambre collectrice inférieure et une chambre surjacente d'air, ces deux chambres communiquant par une ou plusieurs ouvertures de la cloison. Cette conformation de la cuve supérieure permet de retirer de l'eau les particules de gaz ou d'air sans recourir pour les séparer à un réservoir d'équilibrage supplémentaire. Ces dispositifs de dégazage ont donné des résultats satisfaisants, c'est-à-dire que l'air contenu dans l'eau du circuit de refroidissement en est séparé en une durée acceptable en pratique. Par contre, il n'est pas possible de fabriquer rationnellement la cuve supérieure, par exemple en matière plastique moulée par injection, parce que cette cuve se compose de plusieurs pièces et ne peut donc pas être réalisée en une seule opération. Le brevet US-PS 3 132 690 décrit un radiateur dont la cuve supérieure comporte aussi un dispositif de dégazage. Celui-ci se compose de deux plaquettes horizontales de retenue situées à des hauteurs différentes, qui forment dans cette cuve deux chambres superposées. Ces plaquettes sont soudées ou brasées à trois parois latérales de la cuve et leurs côtés adjacents se cherchent légèrement, en ménageant un interstice qui fait communiquer les deux chambres. Il est aussi relativement compliqué de fabriquer cette cuve supérieure. Enfin, le brevet britannique nO 434 907 décrit un radiateur dont la cuve collectrice supérieure contient une chambre de répartition fermée, dans laquelle se déverse l'eau qui vient du moteur. Cette chambre communique par ailleurs avec les tubes de refroidissement par des ouvertures en forme de buses, si bien qu'en service, il y règne une légère surpression. Ce brevet ne fait aucune mention d'un dispositif dégazeur dans la cuve collectrice supérieure. Une paroi de la chambre de séparation, disposée sensiblement selon une diagonale de cette cuve, joue simplement le rôle d'une cloison qui se raccorde à la paroi du fond de cette chambre, exterieurement aux tubes de refroidissement. L'invention concerne un radiateur dont la cuve supérieure comporte un dispositif de dégazage du circuit d'eau de refroidissement et est conformée de façon à pouvoir être fabriquée économiquement par des procédés modernes, notamment en matière plastique moulée par injection et de façon que l'eau soit débarrassée de l'air aussi rapidement que possible. Conformément à l'invention, la cloison est disposée longitudinalement dans la cuve, entre les grands côtés-- de cette dernière et elle part de la paroi supérieure de celle-ci vers le collecteur correspondant, où elle passe entre les rangées de tubes. Cette disposition permet de mouler aussi la cloison pendant la fabrication de la cuve supérieure, si bien que celle-ci peut être obtenue en une seule opération avec tous les éléments nécessaires pour séparer l'air, et éventuellement avec encore d'autres éléments tels que les raccords, le raccord de remplissage, etc, ce qui réalise les conditions voulues pour une fabrication en grande série à un prix avantageux. Du point de vue fonctionnel, la cuve selon l'invention comporte deux chambres qui font parcourir à l'eau un trajet relativement long, ce qui aide l'air à se séparer rapidement de toute l'eau du circuit. Des essais ont montré qu'avec le dispositif de dégazage selon l'invention, l'air est séparé de cette eau en une durée extrêmement courte. Le brevet DE-OS nO 25 02 291 décrit bien un radiateur dont une cuve contient une cloison longitudinale, allant de la paroi supérieure vers le collecteur et formant deux chambres dans cette cuve. Mais cette cloison sert seulement à séparer les chambres, car il s'agit, dans ce cas, d'un radiateur à deux circuits. Elle ne comporte pas d'ouverture de communication. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une élévation schématique de face d'un radiateur à cuve supérieure selon l'invention ; la figure 2 est une vue par-dessus avec coupe partielle de cette cuve supérieure ; et les figures 3 et 4 sont des coupes verticales de la cuve, suivant les lignes III-III et IV-IV de la figure 1, respectivement. La figure 1 représente seulement le radiateur d'un circuit connu de refroidissement par eau d'un moteur à combustion interne. Ce radiateur comporte un faisceau de refroidissement 1 représenté de manière simplifiée, en contact extérieurement avec l'air et composé de manière connue de tubes verticaux 2 portant des ailettes 3. Les extrémités de ces tubes 2 sont fixées à des collecteurs 4 et 5, respectivement, et une cuve 6, 7 est fixée hermétiquement au collecteur correspondant. Des conduites d'arrivée et de retour relient respectivement les cuves supérieure 6 et inférieure 7 au moteur, une pompe de circulation étant généralement montée dans le conduit de retour du circuit de refroidissement. La cuve supérieure 6 est conformée de façon que les gaz contenus dans l'eau puissent s'y échapper. A cet effet, conformément à l'invention, cette cuve comporte deux chambres 8 et 9, qui sont séparées par une cloison longitudinale commune 10. Cette cloison est reliée hermétiquement à la paroi supérieure 11 de la cuve 6 et son bord inférieur 12 se trouve juste au-dessus du fond du collecteur 4. Une ouverture 13, qui fait communiquer les deux chambres 8 et 9, est ménagée dans la cloison 10 à une extrémité de la cuve 6. Cette ouverture 13 part de la partie de cette cloison 10 adjacente au collecteur 4, de sorte que, même si le niveau de l'eau est bas, cette eau peut passer de la chambre 8 à la chambre 9. Le bord inférieur de la cloison 10 est désigné par 14, dans la région de cette ouverture 13. Comme le représentent les figures 2 et 4, un raccord d'arrivée 16, communiquant avec la conduite d'arrivée non représentée, est monté sur la paroi longitudinale 15 de la chambre 8. Ce raccord 16 se trouve du côté de la cuve 6 opposé à l'ouverture 13 de la cloison 10 et la distance entre ledit raccord et l'ouverture de communication de la chambre B peut être considrée comme définissant un trajet de stabilisation de l'eau de refroidissement. Dans ce but, la chambre 8 est conformée de manière que sa hauteur augmente dans le sens de l'écoulement, ce qui a une action avantageuse pour la séparation de l'air. L'arête 17 représente sur la figure 1 l'allure de la paroi supérieure de la chambre 8.Conformément à l'invention, une plaquette de retenue 18 part perpendiculairement de la cloison 10 à hauteur de l'ouverture 13 et comporte une ouverture de passage 19. Cette plaquette 18 exerce une action de retenue sur l'eau qui passe dans la chambre 8, ce qui diminue l'absorption de l'air par cette eau. En amont de ladite plaquette 18, la cloison peut encore être percée d'une ouverture par laquelle une partie de l'eau retenue peut passer directement dans la chambre 9 juste au-dessous de la paroi supérieure 11, ce qui améliore aussi la séparation de l'air. Comme le représentent les figures, la hauteur de la chambre 9 est égale à la plus grande hauteur de la chambre 8. Par suite, l'eau y dispose d'un espace relativement grand, de sorte que l'air peut s'y séparer d'une partie d'importance correspondante de l'eau du circuit, si bien que cette eau est débarrassée de l'air en un temps relativement court. Dans la forme de réalisation représentée, une paroi transversale 20 limite la chambre 8 à hauteur du raccord 16. De la sorte, le volume de la chambre 9 est augmenté de celui alun espace 21. Un raccord 22, qui débouche dans cette chambre 9 et qui est obturé par un bouchon d'aération 23, est monté sur la paroi supérieure ll et permet de remplir d'eau le circuit de refroidissement. La position de la cloison 10 ressort des figures 3 et 4 ; elle se trouve dans un plan qui passe entre les rangées de tubes, représentées en traits mixtes. Puisque cette cloison 10 est verticale, elle peut aisément être en matière plastique par moulage par injection en une seule opération, en même temps que la cuve 6. Grâce à la disposition et à la conformation données à la cloison 10, il est possible de remplir d'eau le circuit de refroidissement en relativement peu de temps. En service, cette eau, à laquelle de l'air est encore mélangé au début, parvient d'abord dans la chambre 8 par le raccord 16. Une partie de cette eau passe directement dans la cuve inférieure par les tubes 2 qui débouchent dans cette chambre, tandis qu'une autre partie s'écoule par l'ouverture 13 dans la chambre 9 située en aval de la chambre B. Dans cette dernière chambre, I'écoulement de l'eau est ralenti et stabilisé, de sorte que l'air peut se séparer et s'échapper par le raccord 22. Puisque le volume de la chambre 9 est relativement grand, l'air est séparé en peu de temps de l'eau du circuit. La section de l'ouverture de communication 13 peut avoir une forme différente de celle représentée. C'est ainsi qu'elle peut avoir par exemple la forme d'un rectangle allant du bord inférieur 12 de la cloison 10 jusqu'à la paroi supérieure 11 de la cuve 6 ou ne s'étendant que dans la partie inférieure de cette cloison. Ces deux variantes sont représentées sur la figure 1 par les droites en traits mixtes 24 et 25. Suivant la position du raccord 16, la cloison 10 peut se prolonger jusqu'à la petite paroi extérieure 26 de la cuve 6, la paroi transversale 20 étant alors supprimée et la chambre 8 allant d'un petit côté à 1'autre de la cuve. Enfin, le raccord de remplissage 22 peut être disposé de façon à déboucher soit dans la chambre 8, soit dans les deux chambres 8 et 9. S'il y a plus de deux rangées de tubes, trois par exemple, la cuve supérieure peut comporter un plus grand nombre correspondant de cloisons, deux dans ce cas, les ouvertures de communication de ces cloisons étant disposées de manière que les chambres formées par ces dernières se trouvent salement l'une derrière l'autre dans le sens de l'écoulement. Par ailleurs, le dispositif selon l'invention n'est pas limité aux échangeurs de chaleur entre l'air et l'eau, mais il peut de façon générale être utilisé avec les échangeurs de chaleur dans lesquels se pose le problème de la séparation d'un gaz d'un fluide passant dans ces appareils. Il va de soi que diverses modifications peuvent être apportées au radiateur décrit sans s'écarter du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Radiateur à tubes verticaux, comportant un dispositif de dégazage du circuit d'eau de refroidissement d'un moteur à combustion interne, notamment d'un moteur d'automobile, qui est relié à la cuve supérieure de ce radiateur par une conduite d'arrivée et à la cuve inférieure du radiateur par une conduite de retour, la cuve supérieure comportant une cloison percée d'une ouverture et destinée à former des chambres qui communiquent avec la conduite d'arrivée et avec les tubes refroidisseurs, ce radiateur étant caractérisé par le fait que la cloison (10) est disposée longitudinalement dans la cuve (6) entre les parois longitudinales de celle-ci, et va de la paroi supérieure (11) de cette cuve au collecteur (4) correspondant, où elle passe entre les rangées de tubes (2). 2. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ouverture de communication (13) se trouve plus près du collecteur (4) que de la paroi supérieure (11) de la cuve (6). 3. Radiateur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la cloison '(10) est sensiblement verticale, l'ouverture de communication (13) partant de la partie de cette cloison adjacente au collecteur (4). -4. Radiateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'ouverture de communication (13) se trouve dans la partie de la cloison (10) la plus éloignée du point de raccordement de la conduite d'arrivez à la cuve (6), de façon que les chambres (8, 9) soient disposées l'une derrière l'autre dans le sens de l'écoulement. 5. Radiateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'une plaquette de retenue (18) partant de la cloison (10) est disposée au-dessus de l'ouverture de communication (13) de cette cloison. 6. Radiateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la hauteur de la chambre (8) qui est reliée directement à la conduite d'arrivée de l'eau augmente dans le sens de l'écoulement. 7. Radiateur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la plus grande hauteur de la chambre (8) qui est reliée directement à la conduite d'arrivée est égale à la hauteur de la chambre (9) qui la suit. 8. Radiateur selon la'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé par le fait que la chambre d'aval (9) est prolongée par un espace (21) qui se trouve dans le plan de la chambre (8) située en amont et reliée directement à la conduite d'arrivée. 9. Radiateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'un raccord de remplissage (22) débouche dans l'une des chambres (8, 9) et peut le cas échéant déboucher dans les deux.