Brevet FR2496927A1 — publié le 19820625

La présente invention a trait à un procédé de réglage thermostatique dans lequel un thermostat, situé dans un courant de fluide de température variable, pilote des moyens qui lui sont sensibles en fonction de la température qu'il détecte. L'invention a également trait à un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. On sait par exemple que l'on utilise, dans les moteurs à combustion interne refroidis à eau, des thermostats situés dans une conduite parcourue par l'eau de refroidissement pour piloter, par simple déplacement mécanique, une vanne susceptible d'envoyer le liquide en direction du radiateur lorsque la température d'eau détectée en sortie de moteur est relativement élevée alors que la même vanne court-circuite le radiateur tant que la température de l'eau reste basse. Pour des raisons tenant à la fois à des questions de rendement du moteur et d'utilisation thermique du liquide de refroidissement, par exemple pour le chauffage d'une cabine de véhicule, on cherche souvent à modifier le réglage du thermostat en fonction de la température moyenne de l'ambiance. Ainsi on aura intérêt, en hiver, à augmenter la température d'eau à partir de laquelle la vanne court-circuitera le circuit de refroidissement proprement dit. Ceci est généralement obtenu en prévoyant deux ensembles thermostat-vanne interchangeables, l'un étant réglé pour l'été, l'autre pour l'hiver, ou encore pour les pays chauds ou pour les pays froids.Cette disposition nécessite cependant chaque fois le démontage d'un ensemble et le montage de ltautre sur le moteur, ce qui n'est en pratique pas possible dans le cas, fréquent, où un véhicule traverse des climats très différents au cours d'un long voyage. Une autre solution consisterait à monter deux thermostats dans des conduites parallèles provenant des chemises, lesdites conduites étant alternativement obturables grâce à des moyens extérieurs de commande. Cette solution présente cependant aussi l'inconvénient de nécessiter deux ensembles thermostat-vanne au lieu d'un seul et en outre d'augmenter considérablement l'encombrement du dispo sitif. On a donc également déjà proposé d'incorporer au thermostat une résistance de chauffage électrique de façon à permettre à l'opérateur de faire passer, s'il le désire, un courant électrique de chauffage dans le thermostat. En l'absence de courant, le liquide qui s'écoule autour du thermostat, doit atteindre la température de réglage prévue pour provoquer le déclenchement du thermostat. Si au contraire l'opérateur, par la simple manoeuvre d'un bouton, assure le chauffage électrique du thermostat, le déclenchement sera obtenu pour une valeur moindre de la température du liquide qui le baigne. I1 est même possible, avec un tel dispositif, d'obtenir un réglage sur une plage continue de températures en faisant varier l'intensité du courant électrique de chauffage. Cette solution présente cependant également des inconvénients; en particulier, en raison des débits très importants d'eau des circuits de refroidissement et de la vitesse importante d'écoulement de cette eau, le thermostat subit un refroidissement considérable et il est nécessaire de surdimensionner les moyens de chauffage électrique du thermostat et d'y envoyer une puissance électrique non négligeable. Les risques de surchauffe deviennent d'autant plus importants, provoquant alors la destruction du thermostat et la nécessité d'une importante réparation. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients et, d'une façon générale, de fournir un procédé de réglage thermostatique qui soit de mise en oeuvre simple et peu onéreuse, qui ne nécessite qu'une puissance de chauffe électrique faible et qui ne risque pas de provoquer de détériorations du thermostat. En outre, le procédé selon l'invention est facilement utilisable non seulement dans les circuits de refroidissement de moteur mais également dans de nombreux circuits de fluide utilisant un thermostat de pilotage sensible, pour son déclenchement, d la température du flux de fluide dans lequel il est rosé. L'invention se propose également de fournir un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé qui soit simple, économique, sûr et peu encombrant et qui en plus soit susceptible de s'adapter facilerent à des circuits de fluide déjà existants. L'invention à pour objet un procédé de réglage thermostatique dans lequel un thermostat de pilotage se trouve situé dans une conduite ou un passage traversé par un flux de fluide de façon à piloter des moyens qui lui sont subordonnés en fonction de la température dudit fluide, caractérisé par le fait que, pour diminuer la température de réglage, on prélève en amont du thermostat une faible quantité du fluide, que l'on chauffe cette faible quantité de préférence à l'aide d'une résistance électrique et que l'on fait s'écouler la faible quantité de fluide ainsi chauffée autour du thermostat. On comprend que de cette façon, lorsque l'on ne chauffe pas la faible quantité de fluide prélevée, celleci reste à la température du restant du fluide et le déclenchement du thermostat intervient alors en fonction de la température réelle de ce fluide. Au contraire, lorsque l'on chauffe cette faible quantité, on comprend que le déclenchement s'effectue pour une température réelle du restant du fluide inférieure à la température pour laquelle le thermostat est réglé, cette différence de température dépendant de l'importance du chauffage. En outre, en faisant varier la quantité de chaleur fournie à cette faible quantité de fluide, on peut régler le déclenchement du thermostat sur une température quelconque contenue à l'intérieur d'une plage relativement étendue de températures. On comprend en outre que, dans ces conditions, les risques de surchauffe sont réduits, voire même annulés, du fait que le thermostat n'est pas directement chauffé. Ainsi en cas de ralentissement ou d'absence du débit du fluide, le surchauffage n'affectera que les moyens de chauffage électrique mais le thermostat restera protégé. De façon particulièrement avantageuse, on peut réguler le débit de la faible quantité de fluide prélevée de façon à augmenter la température du thermostat d'une valeur qui reste constante, même en cas de variation du débit du flux de fluide. Ceci peut généralement être obtenu en maintenant le débit du fluide prélevé à une valeur sensiblement constante. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comprenant, dans une conduite ou un passage de fluide, un thermostat pilote, relié par exemple à une vanne, de façon à déclencher le pilotage pour une température de réglage déterminée, des moyens de chauffage électrique étant peévus pour provoquer le déclenchement du thermostat pour une température de fluide inférieure à cette température de réglage, caractérisé en ce qu'il comporte, en amont du thermostat et dans ladite conduite, un tube de section de passage faible par rapport à celui de la conduite, ledit tube étant de préférence réalisé en un matériau thermiquement isolant, ledit tube débouchant sur le thermostat de façon à le faire baigner dans le fluide traversant le tube, ledit tube étant pourvu de moyens de chauffage électrique du fluide qui le traverse. Le tube, qui est de preférence réalisé en un matériau tel qu'une porcelaine ou une matière plastique, peut, selon différentes formes de réalisation, soit s'étendre jusqu'au voisinage immédiat du thermostat lui-même de façon à adresser vers et autour du thermostat le fluide ayant traversé le tube, soit entourer le thermostat sur une partie ou sur la totalité de sa longueur. Le tube, dont la section transversale est de préférence circulaire, peut être oralisé de façon cylindrique ou en forme de venturi, ou au contraire il peut présenter une section croissante depuis son oricine. La disposition du tube dans la conduite est telle que le tube soit traversé par une faible quantité du fluide qui parcourt la conduite. Ainsi, dans une conduite rectiligne, le tube sera de préférence rectiligne. On comprend cependant que le tube peut être conformé différemment et être éventuellement muni de moyens de déflexion permettant, dans un environnement géométrique plus complexe, de recueillir à coup sûr une quantité faible mais suffisante du débit de fluide. Les moyens de chauffage électrique peuvent soit trie incorporés dans les parois du tube, soit être compris à l'intérieur du tube. Dans ce cas, on peut de façon très avantageuse utiliser une plaque résistante, par exemple de nickel-chrome oxydé, enrouléeen spirale à l'intérieur du tube de façon à répartir le fluide qui passe entre les différentes spires et provoquer ainsi un chauffage efficace pour une faible intensité du courant de chauffage. De façon avantageuse, le tube peut être muni, à son entrée,d'un moyen de réglage de débit, par exemple un limiteur de débit du type constitué d'une bille en appui sur un ressort qui obstrue plus ou moins l'entrée du tube suivant la pression dynamique de l'eau ou d'un diaphragme en caoutchouc percé dont le diamètre diminue si la pression dynamique de l'eau augmente. L'invention est particulièrement applicable aux thermostats-vannes dans les circuits de refroidissement de moteurs à combustion interne. Dans Ie cas le plus génX al où le thermostat possède une tige mécaniquement reliée à la vanne, on peut avantageusement interposer entre le thermostat lui-même et la tige qu'il pilote des moyens thermiquement isolants de façon à éviter un refroidissement du thermostat par le pont thermique constitué par les pièces métalliques qui lui sont liées. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non'limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel la figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un dispositif selon l'invention, la figure 2 représente une vue de profil du dispositif, la vanne étant déposée. En se référant aux figures,on voit un dispositif selon l'invention appliqué au circuit de refroidissement d'un moteur de camion. Ce circuit de refroidissement comporte, d'une façon en soi connue, un passage, conduite ou tubulure 1 provenant des chemises du moteur. La conduite 1 se poursuit par une pièce coudée 2 présentant, à angle droit avec l'axe de la conduite 1, deux passages dont l'un, 3,normalement ouvert recycle le liquide en direction du moteur, et dont l'autre, 4,normalement fermé, adresse le liquide au radiateur de refroidissement. Le thermostat 5 à capsule de cire est monté dans l'axe de la conduite 1, un peu avant l'extrémité de cette conduite, et est maintenu dans cette position grace à une pièce 6 axialement calée et pourvu de bras 7 laissant entre eux de larges passages pour l'eau de refroidissement. Le thermostat 5 comporte, au-delà de la capsule de dilatation, un corps allongé 8 et une tige 9 portant, à son extrémité, une vanne 10. Des ressorts 11 et 12 assurent le bon fonctionnement du thermostat et sa rétraction lorsque la température diminue après une dilatation La vanne 10 présente la forme générale d'une jupe dont le bord inférieur 13 s'applique normalement contre un rebord correspondant de la pièce 6. La jupe traverse un joint torique 14 présenté par une portée interne de la pièce 2, ce joint servant à la fois à séparer les passage 3 et 4t guider la jupe dans son déplacement. L'extrémité supérieure de la jupe de la vanne 10 est reliée à la tigeypar l'intermédiaire de bras radiaux 15 laissant entre eux de larges passages. On comprend que, de cette façon, tant que le liquide de refroidissement n'a pas atteint la température de réglage du thermostat 5 assurant le déclenchement de celui-ci, la vanne 10 reste appliquée contre le rebord de la pièce 6 et le liquide provenant de la conduite 1 passe à l'intérieur de la vanne 10 et s'écoule par le passage de sortie 3. Lorsque la température du fluide atteint la valeur de déclenchement du thermostat, la dilatation de la matière contenue à l'intérieur de celuici provoque le déplacement de la tige 9 vers le haut de sorte qu'entre le tord 3 de la vanne 10 et la pièce 6 s'ouvre un espace à travers lequel l'eau peut s'écouler pour rejoindre le passage de sortie 4.Au moment où l'extrémité supérieure 16 de la vanne 10 vient s'appliquer contre le fond 17 de la pièce 2, le passage par la sortie 3 n'est plus possible et toute l'eau s'écoule par le passage 4. Conformément à l'invention, un tube 18 est disposé coaxialement dans la conduite 1 en amont du thermostat 5. Ce tube 18 est maintenu dans cette position par un certain nombre de bras 19 s'étendant depuis la paroi interne de la conduite 1. Dans la forme de réalisation particulière représentée sur le dessin, le tube 18 présente une forme de venturi et on voit que son extrémité postérieure recouvre partiellement le thermostat 5 en laissant un espace annulaire 20 entre la surface extérieure de celui-ci et la surface intérieure de la partie postérieure du tube. A l'intérieur du tube 18 et en amont du thermostat 5 se trouve disposée une plaque 21 de nickelchrome, enroulée en spirale et alimentée par un premier conducteur électrique 22 disposé le long de l'axe géométrique de la conduite 1 et soudé à la spire interne 23 de la résistance chauffante constituée par l'enroulement en spirale. Contre la spire périphérique 24 est soudée l'extrémité d'un second conducteur 25 qui, traversant le tube 18 par un minuscule orifice, s'étend radialement le long d'un bras 19 pour courir ensuite le long de la paroi de la conduite 1.Les conducteurs 22 et 25 sont reliés à une source de courant continu ou alternatif, le courant pouvant à volonté être envoyé ou arrêté grâce à un interrupteur à la portée du conducteur du véhicule dans lequel le moteur est incorporé. La section du tube 18, faible par rapport à la section totale de la conduite 1, et la longueur ainsi que la forme du tube 18 sont déterminées de façon qu'une faible partie du débit d'eau s'écoulant dans la conduite 1 soit captée par le tube et passe par l'espace annulaire 20 pour baigner le thermostat 5. Tant que le conducteur n'a pas envoyé le courant dans la résistance contenue dans le tube 18, le dispositif fonctionne comme les dispositifs connus En d'autre termes, tant que l'eau provenant du moteur et passant dans la conduite 1 n'a pas atteint la température de déclenchement du thermostat, celui-ci, baigné par la fraction du débit passant par le tube 18, qui se trouve à la même température que le restant du liquide, maintient la vanne 10 dans sa position représentée sur la figure 1. Lorsque la température de l'eau s'élève et atteint la température de déclenchement, la vanne 10 commence à se soulever comme précité. La température de déclenchement peut être par exemple de l'ordre de 600 C. Si au contraire le conducteur alimente la résistance en courant électrique, la faible quantité d'eau captée par le tube 18 va être chauffée et va dépasser la température du reste de liteau d'une certaine valeur, fonction du débit d'eau qui, en gros, reste constant, et de la puissance électrique. Cette eau réchauffée va, en s'écoulant dans le passage 20, baigner le thermostat 5. Tant que la température de l'eau passant par le passage 20 n'a pas atteint, malgré le chauffage, la température de déclenchement du thermostat 5, la vanne 10 reste dans sa position représentée à la figure 1. A partir du moment où la température de cette eau passant par le passage 20 atteint la température de déclenchement, la vanne se déplace. On comprend donc qu'un déplacement de la vanne est obtenu pour une température de l'eau de la conduite 1 inférieure à la température de déclenchement du thermostat, la différence entre ces températures étant liée à la montée en température du chauffage de la faible quantité d'eau captée par le tube 18. Cette différence de température peut être par exemple de 20 C. On comprend par ailleurs qu'en cas de surchauffe de la résistance chauffante, la surchauffe ne provoque qu'une simple augmentation de température de l'eau qui s'écoule par le tube 18 sans pour cela risquer une détérioration du thermostat 5. En outre en cas de surchauffe, la vanne 10 s'ouvre rapidement et l'eau étant adressée vers le radiateur revient à une température basse, ce qui limite les effets de la surchauffe et peut même permettre de préserver la résistance grâce au refroidissement assuré par le passage de l'eau dans le tube 18. Dans les cas,fréquents,où le débit du liquide dans la canalisation i-peut subir des variations importantes,on peut monter, sur l'extrémité amont du tube 18, un limiteur de débit qui ne laisse passer à travers le tube 18 qu'un débit de liquide constant. Ce limiteur peut être d'un type classique, par exemple à bille et ressort, ou à membrane. Bien entendu, l'invention ainsi décrite peut faire l'objet de nombreuses modifications de formes et de matériaux. Ainsi, au lieu d'un tube en forme de venturi, on pourrait utiliser un tube droit ou conique ou ayant toute autre forme. De même, la résistance pourrait être réalisée tout à fait différemment. Enfin la disposition des conduites et des sorties ainsi que la structure de la vanne thermostatique peuvent changer sans pour cela que l'on s'éloigne ni du cadre ni de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de réglage thermostatique dans lequel un thermostat de pilotage se trouve situé dans une conduite ou un passage traversé par un flux de fluide de façon à piloter des moyens qui lui sont subordonnés en fonction de la température dudit fluide, caractérisé en ce que, pour diminuer la température de réglage, on prélève en amont du thermostat une faible quantité de fluide et qu'on la fait s'écouler autour du thermostat (5). 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on règle le débit de la faible quantité de fluide prAle- vée, a une valeur constante. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 et 2 comprenant, dans une conduite ou un passage de fluide, un thermostat pilote (5), sensible à une température de réglage détermini du fluide, des moyens de chauffage électrique étant prévus pour provoquer le déclenchement du thermostat pour une tempédû fluide rature/infetrieure à ladite température de réglage, caractérisé en ce qu'il comporte,en amont du thermostat (5) et dans ladite conduite (1), un tube (18) de section de passage faible par rapport à la section de passage de la conduite (1), ledit tube débouchant sur ledit thermostat (5) de façon à le faire baigner dans le fluide qui traverse ledit tube (18), ce dernier étant pourvu de moyens de chauffage électrique (21, 22) du fluide qui le traverse. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le tube (18) est réalisé en un matériau thermiquement isolant. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le tube (18) présente une forme de venturi. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage électrique comprennent une plaque résistante enroulée en spirale à l'intérieur du tube (18) de façon à répartir le fluide qui y passe entre les différentes spires. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'extrémité aval dudit tube (18) recouvre partiellement le thermostat (5) de façon à déterminer autour de celui-ci un espace d'écoulement annulaire (20). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7 caractérisé en ce qu'il comporte, à l'entrée du tube (18), un limiteur de débit. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, appliqué au circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne refroidi à l'eau, caractérisé en ce que ledit thermostat (5) est relié à une vanne (10) à deux positions, l'une des positions restant maintenue tant que la température de l'eau s'écoulant à travers ledit tube (18) n'a pas atteint la température de réglage, l'autre position étant atteinte lorsque la température dépasse cette valeur. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit thermostat (5) est mécaniquement relié à ladite vanne (10) par l'intermédiaire d'une pièce thermiquement isolante.