Brevet FR2472707A1 — publié le 19810703

L'invention a pour objet un dispositif pour la commande de l'alimentation en liquide d'un appareil, notamment d'un échangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobile. La plupart du temps, jusqu'ici, on rend inopératoire un tel échangeur en interposant un robinet dans la tubulure d'entrée ou dans la tubulure de sortie de liquide, le plus souvent dans la tubulure d'entrée. Mais si la circulation du liquide, le plus souvent de l'eau, est ainsi interrompue dans l'échangeur, l'eau que contient ce dernier est encore en relation de conductibilité thermique avec l'eau du circuit d'alimentation; dans le cas o celui-ci contient de l'eau chaude, la fermeture du robinet n'empêche pas qu'un certain échange thermique continue à s'exercer, donnant naissance à un effet de "thermo-siphon". Lorsque l'échangeur est un radiateur de chauffage de l'habitacle d'un véhicule automobile, il s'ensuit que même avec le robinet fermé le radiateur continue de chauffer l'habitacle, ce qui est particulièrement indésirable en saison chaude et, en tous les cas, contraire à ce qui est souhaité. L'invention a pour objet un dispositif de commande palliant cet inconvénient. Selon l'invention, la mise en condition inopératoire de l'échangeur de chaleur est obtenue en créant un by-pass dans la canalisation d'alimentation et en interrompant la communi- cation hydraulique tant à l'entrée qu'à la sortie de l'échan- geur. L'invention vise en particulier un robinet à boisseau propre à réaliser simultanément un tel by-pass et cette double interruption. L'utilisation d'un matériau isolant thermiquement, par exemple une matière plastique, pour la constitution du corps du robinet et éventuellement du boisseau, nterrompt toute communication thermique par conduction par l'intermédiaire du corps du robinet et des matériaux de l'échangeur entre le liquide de la canalisation d'alimentation ou d'évacuation d'une part et le liquide contenu à l'intérieur de l'écl ngeur d'autre part. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1, mais à plus petite échelle; - la figure 3 est une vue analogue à la figure 1, mais schématique et à plus petite échelle, dans la condition ouver- te du robinet; - la figure 4 est Une vue en coupe par un plan montré par la ligne IV-IV de la figure-3; - la figure 5 est une vue en coupe par un plan montré par la ligne V-V de la figure 3;- - la figure 6 est une vue en coupe par un plan montré par la ligne VI-VI de la figure 3; - la figure 7 est une vue de face; - la figure 8 est une vue de face, mais perpendiculaire- ment à la précédente; - la figure 9 est une vue analogue à la figure 3, mais dans la condition fermée du robinet et pour la circulation en bypass; - la figure 10 est une vue en coupe par un plan montré par la ligne X-X de la figure 9; - la figure 11 est une vue en coupe par un plan montré par la ligne XI-XI de la figure 9; - la figure 12 est une vue en coupe par un plan montré par la ligne XII-XII de la figure 9. Le dispositif comprend un corps de robinet 21 (figure 1) présentant à une extrémité une bride ou portée 22 dont le contour extérieur comprend des bords rectilignes parallèles 23 et 24 (figure 2) raccordés par des bords semi-circulaires 25 et 26. Cette bride est propre à coopérer à application de manière étanche avec une bride conjuguée 27 formant l'extrémité d'un circuit d'alimentation 28 comprenant une tubulure d'ali- mentation ou d'entrée 29 et une tubulure de sortie 31 assem- blées suivant une unité mécanique présentant la bride 27. La bride 22 et la bride 27 sont appliquées à pression l'une contre l'autre par une bague de serrage 32. La chambre d'entrée 33 qui forme l'extrémité de la tubu- lure 29 est ainsi en regard d'une chambre d'entrée 34 (figures 1 et 3), que ménage le corps 21, limitée par deux parois parallèles 35 et 36 (figures 2 à 4) dudit corps raccordées par une paroi semi-cylindrique 37. La chambre 34 (figure 1) est limitée en outre par une partie de paroi 38 de forme générale cylindrique, d'axe 39 perpendiculaire à l'axe 41 de la chambre 33, et qui se termine par une extrémité 42 à surface externe 43 tronconique. La surface 43 coopère à étanchéité avec un collet initia- lement cylindrique 44 d'un joint d'étanchéité 45 dont le corps 46 coopère à étanchéité avec la paroi cylindrique 47 d'un boisseau 48 monté à rotation autour d'un axe perpendiculaire à l'axe 39. Ledit boisseau présente sur sa face externe une couronne circulaire 50 coopérant avec un joint torique d'étan- chéité 40 entourant l'extrémité de la paroi cylindrique ou jupe 47 et qui est maintenu d'autre part par un épaulement 51 formé au raccordement 52 de la tubulure 31 avec le robinet. La chambre 34 débouche dans une chambre annulaire 53 (figures 1 et 4) limitée par deux parois parallèles 54 et 55 d'une partie inférieure 96 logeant le boisseau 47 et raccordées par une paroi semi-cylindrique 56 du corps du robinet, la distance entre les parois 54et 55 étant plus grande que la distance entre les parois 35 et 36, limitant la partie supérieure 97 du corps 21 de robinet, ces dernières parois étant raccordées aux parois 54 et 55 respectivement par des parois perpendicu- laires ou épaulements 57 et 58. Dans une variante,non représentée, la distance entre les parois 35 et 36 est sensiblement égale à la distance entre les parois 54 et 55, ce qui diminue la perte de charge de l'eau en circulation. Le boisseau 48 présente, en regard du canal 61 limité par la paroi cylindrique 38, un orifice 62 mettant ainsi en communication, dans la position montrée sur la figure 3, ledit canal avec la chambre 63 intérieure à la jupe 47 faisant partie du boisseau 48. La chambre 63 est en communication permanente par l'orifice d'extrémité 64 de la jupe 47 avec la tubulure 31. La chambre 63 est limitée à son autre extrémité par une cloison transversale 65 du boisseau qui, sur sa face 66 oppo- sée à la face 67 tournée vers la chambre 63, limite une se- conde chambre 68 conjointement avec une seconde jupe 69 du boisseau 48. La seconde jupe 69 présente un premier orifice 71, symétrique par rapport au plan transversal (c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe 41) passant par l'axe 72 d'un second canal 73 ménagé dans le corps 21 de robinet et parallèle au premier canal 61, ledit canal 73 étant limité par une surface cylindrique 74. Les extrémités externes des canaux 61 et 73 sont des orifices 75 et 76 (figures 1 et 7) que présente une bride 77 qui, par des boulons traversant des trous 78, 79, 81, 82, peut être appliquée à étanchéité contre une bride conjuguée (non représentée) dans laquelle débouchent les tubulures schématisées en 83 et 84, reliées respectivement à la sortie et à l'entrée d'un échangeur de chaleur qui, dans le cas d'un échangeur à tubes et ailettes, comme utilisé dans la construc- tion automobile, sont dépendantes d'une boîte à eau ou des deux boîtes à eau que comporte ledit échangeur. Le montage à étanchéité du boisseau 48, dans sa partie comprenant la jupe 69, est assuré par un collet 86, initia- lement cylindrique, dépendant du corps 46 du joint. Ledit collet est déformé par l'introduction de la surface tronco- nique 87 formant l'extrémité du corps cylindrique 85 définis- sant le canal 73. La jupe 69 présente un autre orifice 88 (figures 1 et 6) de plus grande longueur que l'orifice 71 et séparé de ce dernier par une réglette 89. L'extrémité du boisseau opposée à la cloison 65 est constituée par un fond 91 dont dépend un noyau 92 monté à étanchéité dans la saillie circulaire 93 faisant partie du corps de robinet grâce à l'intervention d'un joint torique 94. Du noyau 92 est solidaire, par une vis 98, un bras d'actionnement 95 ainsi monté à rotation autour de l'axe 49 du boisseau. Le fonctionnement est le suivant La condition montrée sur la figure 1 et les figures 3 à 6 est la condition d'ouverture du robinet. Le liquide pro- venant de la tubulure 29 pénètre dans la chambre 34 que ménage le corps 21 du robinet, circule dans la chambre annulaire 53 ménagée entre le corps du robinet et la première jupe 47, comme montré par les flèches f1 et f2 des figures 3 et 4, et parvient par l'orifice 88 de la seconde jupe 69 du boisseau 48 dans la chambre 68 intérieure à ladite jupe, traverse l'orifice 71 de cele-ci (figures 3 et 6), circule dans le canal 73 comme montré par la flèche f3 de la figure 6, parvient à l'entrée de l'échangeur de chaleur par la tubulure 84 puis, après avoir circulé dans ce dernier, quitte l'échangeur de chaleur pour parvenir par la tubulure 83 dans le canal 61 comme montré par la flèche f4 de la figure 5. Le liquide traverse l'orifice 62 que présente la première jupe 47, parvient dans la chambre 63 limitée par ladite jupe comme montré par la flèche f5 de la figure 5 et s'échappe par l'ori- fice 64 ménagé par ladite jupe pour accéder à la tubulure 31 d'évacuation. Au cours de cette circulation, l'étanchéité est réalisée entre la chambre 53 et la tubulure d'évacuation 31 par le joint torique 40. L'étanchéité entre le circuit de liquide accédant à l'échangeur et le circuit de liquide sortant de l'échangeur est assurée par le joint, en caoutchouc ou ana- logue, à corps 46 et collets d'étanchéité 44 et 86. - Pour mettre hors circuit l'échangeur de chaleur, il suffit de faire tourner le bras d'actionnement 95 à partir de la position montrée en trait plein sur la figure 8, d'environ 900, pour l'amener dans la position schématisée par la ligne d'axe 95'. Dans cette condition, qui est représentée sur les figures 9 à 12, le liquide provenant de la tubulure 29 accède toujours à la chambre 34 du corps du robinet et circule dans celle-ci, encore comme montré par la flèche f1 de la figure 9, pour atteindre la chambre annulaire 53 entre le boisseau 47 et la paroi du logement 96. Dans cette position,l'orifice 62 est en regard dudit intervalle 53, comme montré sur la figure 11, de sorte que le liquide pénètre à l'intérieur de la chambre 63 et fait retour au circuit d'alimentation 28 par la tubulure 31. Le liquide présent dans l'intervalle annulaire 53 emplit la chambre 68 limitée par la seconde jupe 69 en traversant l'orifice 88 et l'orifice 71 (figure 12) mais il ne peut accéder au-canal 73, la jupe 69 obturant alors le canal. Le robinet est alors en condition de by-pass, établissant une communication directe entre la tubulure 29 et la tubulure 31. Le liquide contenu dans l'échangeur de chaleur et qui est en communication avec le robinet par les tubulures 83 et 84 et qui est présent dans les conduits 61 et 73 n'a pas - accès à la chambre annulaire 53: le débouché du canal 73 est obturé par la jupe 69, l'étanchéité étant assurée par le collet 86 coopérant avec la portée tronconique 87 et par 6 2472707 le corps 46 du joint 45 coopérant avec la. jupe 69. Le débouché du canal 61 est obturé par la jupe 47 et l'étan- chéité est assurée par le collet 44 coopérant avec la portée conique 43 et par le corps 46 du joint 45 coopérant avec la jupe 47. Le liquide contenu dans un circuit qui comprend le canal 73, la tubulure 84, l'échangeur, la tubulure 83, le canal 61 stagne dans ce circuit. Il est séparé,par des parois de jupes en matériau isolant'du liquide du circuit comprenant la tubu- lure 29, la chambre 34, la chambre annulaire 53, la chambre 68. Toute influence thermique du liquide stagnant dans ce der- nier circuit sur le liquide stagnant dans le premier circuit est ainsi supprimée. L'échangeur de chaleur est, dans cette condition, complètement inopératoire, comme souhaité par l'usager qui a actionné le bras 95. 7 2472707 REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande du fonctionnement d'un échan- geur de chaleur à circulation de liquide à partir d'un cir- cuit d'alimentation en liquide et d'évacuation de liquide, notamment d'un échangeur de chaleur faisant partie d'une installation de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicu- le automobile,comprenant-un robinet de by-pass interposé entre le circuit d'alimentation en liquide et d'évacuation de liquide et l'échangeur, caractérisé en ce qu'on interrompt la circulation hydraulique entre d'une part, l'entrée et la sortie de l'échangeur et, d'autre part, le circuit d'aliman- tation et d'évacuation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le robinet de by-pass est un robinet à boisseau. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le boisseau délimite un intervalle annulaire avec le corps du robinet. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le boisseau est en un matériau isolant. 5. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps de robinet est en matériau isolant. 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le boisseau délimite deux chambres intérieures séparées l'une de l'autre par une cloison transversale. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que deux jupes faisant partie du boisseau, de part et d'autre de la cloison transversale, présentent des orifices de commu- nication entre l'intérieur du boisseau et l'intervalle annu- laire. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'intervalle annulaire est en relation permanente avec le circuit d'alimentation en liquide. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première jupe présente une fenêtre qui, dans la condi- tion d'ouverture du robinet, est en relation avec un canal communiquant avec la tubulure de sortie de l'échangeur. 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la seconde jupe présente un orifice qui, dans la condi- tion ouverte du robinet, est en regard du débouché d'un canal en communication avec l'entrée de l'échangeur, et en condi- tion de fermeture est en regard de l'intervalle annulaire. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la seconde jupe présente un second orifice en communication avec l'intervalle annulaire aussi bien pour la condition d'ouverture du robinet que pour la condition de fermeture. 12. Dispositif selon les revendications 7 et 10, carac- térisé en ce que les canaux du corps du robinet en communi- cation avec les tubulures d'entrée et de sortie de l'échangeur débouchent dans le logement du boisseau, perpendiculairement à l'axe de celui-ci. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'un joint unique réalise l'étanchéité des circuits intérieurs du robinet. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit joint comprend un corps s'appliquant sur le boisseau d'o dépendent deux collets propres à coopérer avec les extrémités des tubulures-délimitant le s canaux en communi- cation avec l'échangeur. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que les extrémités des tubulures sont à portée tronconique. 16. Joint faisant partie d'un dispositif selon l'une des revendications 13 à 15.