Brevet FR2519705A1 — publié le 19830718

La présente invention concerne un moyen de condi- tionnement et de fourniture de carburant pour moteurs diesel. La présence d'un moyen de préchauffage de carburant dans les moteurs diesel des véhicules utilisés dans les cli- mats froids et d'élimination de l'eau et des agents de con- tamination que renferme le carburant, est devenue de plus en plus importante, et divers types de dispositifs de chauf- fage et de traitement de gaz-oil ont fait l'objet de propor- tions diverses. La présente invention a pour objet un dispositif de conditionnement de gaz-oil simple, peu conteux, efficace et fiable, de conception perfectionnée et dont le service et l'entretien sont également simples et peu coûteux, dis- positif qui incorpore un filtre de carburant facilement rem- plaçable. Un autre objet de la présente invention est un dis- positif perfectionné de conditionnement de carburant, des- tiné à être installé dans le réservoir de carburant du vé- hicule, Un autre objet de la présente invention est un dis- positif perfectionné de conditionnement de carburant qui permet de préchauffer à la fois le carburant envoyé au mo- teur et le carburant se trouvant dans le réservoir. La présente invention sera bien comprise lors de la 2. description suivante faite en liaison avec les dessins ci- joints dans lesquels; La figure 1 est une vue partielle en coupe verti- cale d'un réservoir de gaz-oil pour moteur diesel équipé d'un moyen de conditionnement de carburant selon la présen- te invention; La figure 2 est une vue en coupe prise sensible- ment le long de la ligne I^^II de la figure 1, dans le sens des flèches; La figure 3 est une vue en coupe détaillée pri- se sensiblement le long de la ligne 111-Ill de la figure 2 dans le sens des flèches; La figure 4 est une vue semblable à la figure 1 représentant une variante de construction; La figure 5 est une vue en perspective d'une au- tre variante de moyen de conditionnement de carburant, en partie en crevé, représentant schématiquement les composants concernés; La figure 6 est une vue en perspective éclatée, en partie en coupe, d'une autre variante; et La figure 7 est une vue en coupe longitudinale diamétrale de l'ensemble comportant la cartouche, l'élé- ment chauffant étant omis. Comme représenté dans les figures 1 à 3, un ré- servoir 10 que l'on suppose être un réservoir de carburant de véhicule, comporte une paroi supérieure 11 dans laquel- le est formée une ouverture 13 dont les dimensions permet- tent l'insertion d'une cartouche filtrante 12 d'une maniè- re telle qu'elle est toute proche d'une paroi latérale 24 du réservoir La cartouche comporte une bride supérieure 14, dirigée vers l'extérieur qui surplombe la paroi supé- rieure 1 l dans la partie entourant l'ouverture 13 En des endroits diamétralement opposés, la paroi latérale, géné- ralement circulaire, de la cartouche comporte des nervu- res verticales 15, 16 en une pièce avec ses parties res- tantes plus minces 18 qui s'étendent vers l'extérieur sur sensiblement la même distance que la bride supérieure 14, mais comportent des surfaces extérieures plates, comme 3, cela est représenté en 20, L'ouverture 13 a une forme qui permet de recevoir les nervures 15, 16, et les sommets des nervures et la périphérie de la bride 14 sont de pré- férence soudés à la partie supérieure de la paroi 11 du réservoir, comme représenté en 22 de la figure 3. La surface extérieure 20 de l'une des nervures, telle que 15, est a plat contre la paroi latérale 24 du réservoir 10. Une conduite d'entrée de carburant 28 est fixée à l'intérieur de la cartouche dans laquelle elle entre, après avoir traversé la nervure 16 et s'étend jusqu'à un endroit proche de laparoi inférieure 17 du réservoir Le carburant en provenance du réservoir entre dans la cartou- che en passant par la conduite 28 grâce à une pompe de carburant (non représentée) qui peut être d'une construc- tion classique. La partie supérieure de la cartouche est fermée par une plaque 30 qui agit la fois en couvercle et en élé- ment d'accouplement La plaque 30 est fixée en place par des vis d'assemblage 21 qui s'étendent dans les nervures , 16 comme représenté en figure 1, et par d'autres vis 19 qui traversent la plaque 30 et la bride 14 pour entrer dans des trous taraudés dans la paroi 11 du réservoir La plaque 30 qui constitue ainsi une fermeture supérieure de la chambre 33 de la cartouche comporte un raccord d'accou- plement central, vertical, fileté 35 dont les dimensions et le filetage permettent de recevoir un filtre standard 36 dutype interchangeable et à vissage Un canal décentré 38 d'alimentation en carburant s'étend verticalement dans la plaque de manière à acheminer le carburant de la chambre 33 au filtre Le carburant circule radialement vers l'inté- rieur en traversant le filtre, puis vers le bas en pas- sant par le raccord 35, de la manière classique Un canal horizontal 40 pratiqué dans la plaque 30 communique avec le raccord 35 et constitue le canal de sortie de carburant, se terminant par un coupleur 42 branché à une conduite 44 d'alimentation du moteur en carburant, La chambre 33 contient un moyen de réchauffage 4, de carburant sous forme d'un échangeur de chaleur compre- nant un serpentin hélicoldal 45 destiné à être relié au système de fluide de refroidissement du moteur, mais l'on notera que d'autres sources de chaleur, y compris des élé- ments chauffants électriques, pourraient être utilisées. Dans la construction recommandée qui est représentée, les extrémités supérieure et inférieure du serpentin de chauf- fage 45 s'étendent vers l'extérieur en traversant la ner- vure 15 et des ouvertures pratiquées dans la paroi 24 du réservoir Les ouvertures de la nervure 15 et de la paroi 24 sont étanches et rendues étanches visà-vis des extré- mités du serpentin 45, par des éléments filetés de coupla- ge par compression 46, 48, Les éléments de couplage 46, 48 sont vissés dans des ouvertures taraudées dans la nervure latérale 15 de la cartouche, et après serrage, exercent une traction sur la nervure de la paroi de la cartouche pour l'appliquer étroitement contre la paroi 24 du réservoir. Un robinet extérieur de vidange 50 comporte un support et un bout mâle d'entrée 52 filetés, montés par vissage dans la paroi 24 et la nervure 25 à la partie infé- rieure de la chambre 33, de manière à permettre la vidange de l'eau et autres agents de contamination Des conduites 54, 55 branchées sur les éléments de couplage 46, 48 sont destinées à @tre raccordées à des parties appropriées du circuit du fluide de refroidissement du moteur, par exem- ple, en parallèle avec le système de chauffage de la ca- bine du véhicule La chaleur ainsi fournie a pour effet de réchauffer effectivement le carburant dans la chambre 33, et grâce à la chaleur du carburant chauffé et transmise par les parois de la cartouche, réchauffe également le corps principal du carburant se trouvant dans le réservoir , Le corps de la cartouche est métallique et ses parois transmettent effectivement la chaleur par conduc- tion au carburant e trouvant dans le réservoir, mais l'on remarquera que les pertes de chaleur dues à l'atmosphère sont limitées par le fait que la nervure 15 en contact avec la paroi du réservoir en une section limitée, et, ' comme représenté en figures 1 et 2, la cartouche est de préférence située à une certaine distance des autres parois du réservoir, à l'exception de la couronne supérieure en contact avec la paroi du haut, Le pont calorifique formé par la paroi de la cartouche au droit de cette couronne a également une section limitée, Dans la variante de construction représentée en figure 4, les parties correspondant à celles qui ont été déjà décrites sont désignées par les mêmes numéros de référence avec l'adjonction de la lettre "A" et ces par- ties ne nécessitent aucune nouvelle description. Le réservoir 10 A est modifié par la présence, à une extrémité de la paroi inférieure 17 A d'une partie de paroi horizontale, rentrante 60, qui est ramenée vers le haut La cartouche 12 A est insérée vers le haut, mais de la même manière, par l'intermédiaire d'une ouverture 13 A pratiquée dans la paroi 60, et est scellée, supportée et raccordée de la même manière par le couvercle et la plaque d'accouplement 30 A situés au fond Un tube 64 relié à un canal d'entrée de carburant 38 A, pratiqué dans la pla- que 30 A, s'étend vers le haut en passant par l'intérieur du serpentin de chauffage 45 A,de manière à fournir le car- burant au filtre 36 A depuis la partie supérieure de la chambre 33 A. Une partie tubulaire en prolongement 66 du rac- cord 35 A du filtre s'étend également vers le haut en tra- versant le serpentin de chauffage 45 A jusqu'à un raccord de sortie 68, s'étendant dans la paroi supérieure 11 A du réservoir sur laquelle il est monté et traversant la paroi d'extrémité 25 A de la cartouche, et est reliée à une con- duite de fourniture de carburant 44 A. Dans l'autre variante représentée en figure 5, la cartouche 75, sensiblement cylindrique,est montée à l'extérieur du réservoir 1 QB par fixation à un support ap- proprié (non représenté> tel que la paroi de la chambre de combustion du véhiculer mais de préférence sur le réservoir de carburant ou à proximité de celui-ci, L'élément chauffant comprend un tube 77 en métal 6, conducteur de la chaleur qui s'étend dans le sens longi- tudinal de la chambre de la cartouche à l'intérieur de celle-ci et est scellé dans les parois extrêmes pour bran- chement à des tubes d'entrée et de sortie de fluide de refroidissement tels que 54 B, 55 B. La conduite d'entrée 28 B du carburant dans la cartouche s'étend entre un raccord situé au fond du ré- servoir principal de carburant l OB et un raccord d'entrée 26 B prévu dans la paroi latérale de la cartouche. Des moyens sont prévus qui permettent de four- nir directement de la chaleur au corps principal du carbu- rant se trouvant dans le réservoir O l B à partir de la sour- ce de chaleur de la cartouche, en faisant circuler le carbu- rant entre le réservoir et la cartouche et en le renvoyant au réservoir Un serpentin d'absorption de chaleur, repré- senté dans ses grandes lignes par la référence 80,-est en- roulé autour d'un tube calorifique 77, leur contact étant très étroit pour faciliter la transmission de chaleur par conduction, et peut y être soudé à l'étain de façon à obte- nir une conduction de chaleur optimum Le serpentin 80 s'étend sur une partie seulement de la longueur du tube 77, de sorte que la chaleur provenant du tube est échangée tant avec le carburant se dirigeant vers le moteur en traversant la chambre 33 B qu'avec le carburant du réservoir principal remis en circulation Les extrémités du serpentin 80 sont reliées à des raccords 82, 84 qui sont scellés dans la pa- roi latérale de la cartouche et s'étendent à travers celle- ci de manière à être branchées à des conduites 85, 92 al- lant au réservoir 10 B et en revenant La conduite 85 est reliée à l'orifice de sortie d'une pompe de remise en cir- culation, représentée en 88, qui est à son tour reliée à une conduite de captage 90 s'étendant vers le bas du réser- voir jusqu'à un point situé à l'extrémité inférieure de la conduitepoint se trouvant à proximité de l'endroit de branchefent de la conduite d'enteée 28 B du carburant dans le moteur, Le carburant réchauffé renvoyé au réservoir par la conduite de retour 92 est dirigé vers l'endroit de bran- chement de la conduite de carburant 28 B, de sorte que l'ef- 7, fet de chauffage du carburant dans la zone de captage du réservoir se manifeste aussitât que possible, Dans le mode de réalisation de la figure 5, comme dans celui de la figure 4, on notera qu'un certain nombre de composants correspondant à ceux qui ont été dé- crits et qui sont désignés par des références correspon- dant à celles du premier mode de réalisation mais avec l'adjonction de la lettre "Bt ne nécessitent aucune nouvel- le description. La variante représentée dans les figures 6 et 7 est destinée à être montée à l'extérieur du réservoir prin- cipal de carburant, bien qu'elle puisse être facilement adaptée pour une installation à l'intérieur de celui-ci Là encore, on notera que certaines pièces ne nécessitent aucune nouvelle description Les parties analogues à celles qui ont déjà été décrites seront représentées par la même référence avec l'adjonction de la lettre "C". Le couvercle 30 C et la paroi inférieure 25 C du corps 12 C de la cartouche comportent des trous coaxiaux 110, 111 s'étendant à travers eux Un élément tubulaire ri- gide en métal 112 qui, par commodité, sera appelé "tuyau vertical" s'étend axialement dans la cartouche et traverse la paroi 25 C et le couvercle 30 C sur lesquels il est en saillie Le tuyau vertical assume plusieurs fonctions, dont les fonctions de fixation par boulon traversant du couvercle sur la cartouche, de support d'un filtre se vissant, de raccord pour l'acheminement du carburant jusqu'au filtre, de conduite de retour absorbant de la chaleur pour le car- burant,et de raccord de sortie de carburant pour l'ensem- ble. L'extrémité inférieure 113 du tuyau vertical 112 est vissée dans l'ouverture 111 de la paroi inférieure et y est scellée et déborde de celle-,ci de manière à recevoir un raccord fileté de sortie de gluide (non représenté), auquel sera branchée une conduite de carburant allant au moteur. L'ouverture 110 du couvercle coulisse sur l'extrémité supérieure filetée en saillie 114 du tube vertical, Un écrou est vissé sur l'extrémité ensaillie 114 de manière à fi- 8. xer le couvercle et à comprimer son pourtour 116 muni d'un joint pour l'amener en contact étanche avec la partie supé- rieure de la cartouche Des joints appropriés sont naturel- lement prévus aux autres points d'assemblage, ainsi qu'à l'endroit o le tuyau vertical traverse le couvercle et la paroi inférieure. L'extrémité supérieure en saillie 114 du tuyau vertical est également filetée et a des dimensions qui per- mettent de recevoir un filtre classique 36 C du type à vissa- ge dont le joint (non représenté) s'appuie de manière étan- che contre un siège annulaire 118 entourant des orifices 38 C du couvercle Les orifices 38 C acheminent le carburant de la chambre de traitement 33 C jusqu'à l'entrée du filtre. Comme représenté en figure 6, un raccord d'entrée de carburant 26 C et des raccords d'entrée et de sortie de fluide 46 C, 48 C pour élément chauffant tubulaire 45 C s'éten- dent dans les parois latérales de la cartouche et sont scellés sur cellesci, d'une manière similaire aux raccords correspondants qui ont été décrits précédemment. On remarquera que le filtre peut être changé ra- pidement, sans perturber le reste de l'ensemble, et qu'en enlevant le couvercle 30 C, l'intérieur de la cartouche est facilement accessible, La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle ést au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 9 ', REVENDICATIONS 1 Moyen de conditionnement et de fourniture de carburant pour moteur diesel, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison avec un réservoir d'alimentation en carburant comportant une partie de paroi dans laquelle est pratiquée une ouverture, un ensemble échangeur de chaleur s'étendant dans le réservoir à partir de l'ouverture et com- portant un orifice d'entrée de carburant à l'intérieur du réservoir,un moyen pour positionner l'échangeur de chaleur par rapport au réservoir, et pour sceller l'ouverture et pour monter un filtre de carburant sur le réservoir en étroi- te proximité de l'échangeur de chaleur, comprenant un cou- vercle combiné à un élément d'accouplement fixé à l'échangeur de chaleur et à la partie de paroi en contact périphérique étanche avec lapartie de paroi autour de l'ouverture et avec l'échangeur de chaleur,un moyen sur l'élément à l'extérieur du réservoir pour supporter de manière amovible un filtre de carburant, et des canaux de fourniture de carburant dans l'élément comprenant un canal s'étendant entre l'intérieur de l'échangeur de chaleur et l'entrée d'un filtre fixé à l'élément,et un canal s'étendant entre le filtre et un ori- fice de sortie de carburant porté par l'élément. 2 Moyen selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir comporte une paroi généralement perpendiculaire à la partie de paroi citée en premier, l'échangeur de chaleur ayant une partie latérale placée con- tre l'intérieur de cette paroi. 3 Moyen selon la revendication 2, caractérisé en oe qu'il cocprend un moyen de circulation de fluide d'élé- ment chauffant porté par l'échangeur de chaleur transmet- tant la chaleur par conduction à une partie intérieure con- tenant du carburant de l'échangeur de chaleur, et des moyens d'entrée et de sortie de fluide de chauffage s'étendant à travers ladite paroi et A travers la partie latérale de l'échangeur de chaleur pour fournir ce fluide et le déchar- ger à partir du moyen de circulation du fluide de l'élément chauffant. 4 Moyen selon la revendication 2, caractérisé , en ce qu'il comprend un moyen d'élément chauffant porté par l'échangeur de chaleur transmettant la chaleur par conduction à une partie intérieure contenant du carburant de l'échangeur de chaleur, et un moyen de raccordement d'élément chauffant s'étendant à travers ladite paroi. Moyen selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réservoir comporte des parties de paroi supé- rieure et inférieure, la partiede paroi citée en premier comprenant une section évidée de l'une des parties de pa- roi. 6 Moyen selon la revendication 1, caractéri- sé ence que l'échangeur de chaleur comporte des parois renfermant le carburant de conductibilité thermique élevée qui sont directement exposées à l'intérieur du réservoir. 7 Moyen selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur comporte des parois en matériau ayant une haute conductibilité thermique qui définissent une chambre de séparation et de traitement de carburant exposée de façon à être en contact avec le carbu- rant à l'intérieur du réservoir, et un moyen d'élément chauffant dans la chambre, 8 Système d'alimentation en carburant d'un mo- teur diesel, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir principal de carburant, un conteneur relativement plus petit dans le réservoir ayant un orifice d'entrée de car- burant communiquant avec le réservoir et comportant un ori- fice de sortie s'étendant jusqu'à une position extérieure située hors du réservoir et du conteneur, et un moyen chauf- fant à l'intérieur du conteneur pour chauffer le carburant afin de favoriser sa circulation vers l'extérieur. 9 Moyen selon la revendication 8, caractérisé en ce que le conteneur comporte des parois en matériau de haute conductibilité thermique exposées de manière à être en contact avec le carburant à l'intérieur du réservoir, 10 Moyen selon la revendication 9 f caractéri- sé en ce que la partie extérieure de paroi du conteneur définit une nervure en saillie 1 cette nervure s'appuyant contre l'Lntéieur d'une paroi extérieure du réservoir et 11, formant un pont de chaleur de section limitée. 11 il Moyen selon la revendication O l,caractérisé en ce qu'il comprend un moyen conducteur pour relier le moyen de chauffage à une source extérieure de chaleur, ce moyen conducteur s'étendant à travers la paroi extérieure du réservoir et la nervure et fournissant une interconne- xion mécanique entre le réservoir et le conteneur. 12 Combinaison dans un système d'alimentation en carburant d'un moteur diesel, avec un réservoir de four- niture de carburant comportant une conduite de captage de carburant de moteur branchée à une partie inférieure du réservoir, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen de conditionnement de carburant comprenant une cartouche ayant un orifice d'entrée de carburant relié à la conduite de captage et un orifice de sortie de carburant devant être relié au moteur, un moyen de chauffage de carburant dans la cartouche comprenant un échangeur de chaleur dans la cartou- che ayant deux canaux de circulation, l'un des canaux comprenant un canal de chauffage ayant des moyens d'entrée et de sortie accessibles & l'extérieur de la cartouche pour acheminer un fluide de chauffage et l'autre canal compre- nant un canal de remise en circulation de carburant et ayant également une partie d'entrée et une partie de sortie accessibles à l'extérieur du conteneur,et un moyen de remi- se en circulation du carburant du réservoir comprenant un moyen reliant la partie d'entrée citée en dernier au ré- servoir indépendamment de l'orifice d'entrée de carburant de la cartouche, et un moyen reliant de manière indépendan- te la partie de sortie citée en dernier au réservoir, d'o il résulte que l'échangeur de chaleur permet de fournir effectivement de la chaleur à la fois au moyen de remise en circulation du carburant du réservoir et au carburant situé dans la cartouche, 13 Combinaison selon la revendication 12,carac- térisée en ce que le canal de l'échangeur de chaleur cité en premier comprend une conduite métallique s'étendant à l'intérieur de la cartouche, et le canal de l'échangeur de chaleur cité en second comprend une conduite métallique 12. plus petite enroulée étroitement autour d'un peu moins que la surface totale de la conduite métallique citée en pre- mier. 14 Combinaison selon la revendication 12,carac- térisée en ce que le moyen reliant la partie de sortie ci- tée en dernier au réservoir comprend un moyen de conduite qui s'étend dans le réservoir jusqu'à un endroit proche de ladite position à laquelle la conduite de captage du carbu- rant du moteur est branchée au réservoir. 15 Combinaison selon la revendication 12,carac- térisée en ce que le moyen reliant au réservoir les parties d'entrée et de sortie citées en dernier comprend un moyen de conduite qui s'étend dans le réservoir jusqu'à des en- droits proches de la position o la conduite de captage du carburant du moteur est Dranchée au réservoir. 16 Dispositif de traitement de carburant pour moteur diesel, caractérisé en ce qu'il comprend un corps de cartouche à extrémité ouverte ayant une paroi fixe à l'ex- trémité opposée à celle qui est ouverte, une conduite pour fournir du carburant à l'intérieur de la cartouche, un couvercle pour l'extrémité ouverte, et un moyen pour chauf- fer l'intérieur de la cartouche, la paroi fixe et le cou- vercle étant traverses par des trous alignés, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de conduite et de boulon tra- versant combinés,tubulaires, s'étendant dans l'intérieur de la cartouche, traversant les trous pratiqués dans le couvercle et dans la paroi fixe et en saillie sur ceux-ci, l'une des extrémités en saillie de cet élément ayant une configuration lui permettant de recevoir un raccord de fluide et l'autre de ses extrémités en saillie de supporter et de fournir un nmyen de raccord de fluide pour un filtre de fluide. 17 Dispositif de traitement selon la revendi- cation 16, caractérisé en ce que l'extrémité de l'élément qui est en saillie sur le couvercle a une configuration lui permettant de supporter un filtre et de fournir un moyen d'accouplement d'orifice de sortie de fluide pour un fil- tre ainsi supporté, une ouverture d'entrée de filtre 13. s'étendant à travers le couvercle en un endroit situé à une certaine distance du trou pratiqué dans le couvercle pour acheminer du fluide entre l'intérieur de la cartouche et un filtre fixé à l'extrémité de l'élément qui est en saillie sur le trou du couvercle, l'extrémité de cet élé- ment qui est en saillie sur la paroi fixe ayant des dimen- sions lui permettant de recevoir un raccord pour le flui- de provenant du filtre qui a traversé l'intérieur de la cartouche via ledit élément,