Brevet FR2558894A1 — publié le 19850802

La présente invention concerne le refroidissement des moteurs thermiques par un liquide mis en circulasion dans des chemises du moteur au moyen d'une pompe. Dans les disposisifs connus mis en oeuvre, par exemple dans des véhicules automobiles, le liquide de refroidissement chaud qui sort de la culasse est conduit à la boite à eau d'entrée d'un échangeur de chaleur refroidisseur. Les échangeurs utilisés comportent un faisceau de tubes dans lequel le liquide est distribué à partir de la boite à eau et d'une plaque collectrice, ce liquide étant ensuite collecté dans une seconde boite à eau pour etre amené à l'admission d'une pompe qui refoule le liquide refroidi à la partie basse des chemises du moteur. Dans les dispositifs connus, un clapet à commande thermostatique est prévu pour empêcher totalement, ou presque totalement, la circulation du liquide de refroidissement tant que celui-ci est trop froid. Lorsque la température à l'intérieur des chemises du moteur atteint un seuil déterminé à l'avance, le clapet à commande thermostatique est ouvert progressivement et le liquide est, par conséquent, amené à traverser l'échangeur de chaleur. Afin de réduire le plus possible la perte de charge à travers l'échangeur de chaleur, celui-ci comporte un grand nombre de tubes, par exemple, un nombre n de tubes de longueur OA et de section individuelle s. La perte de charre occasionnée nar l'échaneur de chaleur est alors de la forme expression dans laquelle 1 et sont des coefficients numériques. Les échangeurs du type rappelé ci-dessus ne permettent d'obtenir qu'un faible abaissement de température entre la boute à eau d'entrée et la boite à eau de sortie ; ils sont cependant d'un prix de revient élevé car ils nécessitent la mise en oeuvre de techniques relasivement onéreuses pour assurer la liaison étanche entre les tubes et les plaques collectrices auxquelles ils sont reliés ainsi qu' entre ces plaques collectrices et les botes à eau qui les recouvrent. La présente invention crée un nouveau procédé es un dispositif pour sa mise en oeuvre qui permettent d'utiliser des échangeurs de chaleur de réalisation beaucoup plus simple et donc moins onéreuse et d'une sûreté de fonctionnement plus grande. -L'invention concerne tout d'abord un procédé pour le refroidissement de moteurs thermiques dans lequel un liquide est mis en circulation dans les chemises du moteur, le liquide chaud sortant du moteur étant amené à traverser un échangeur de chaleur avant d'être ramené aux chemises dudit moteur, procédé qui est caractérisé en ce que le débit Q du liquide chaud sortant du moteur est divisé en une première fraction x qui est amenée à circuler dans un échangeur de chaleur refroidisseur tandis qu'une deuxième fraction du débit (1 - x) est ramenée au moteur sans passer par l'échangeur de chaleur. L'invention s'étend en outre à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. Conformément à cette seconde disposition de l'invenpion, le liquide chaud sortant du moteur est amené à un répartiteur-régulateur branché à l'entrée d'un échangeur et à l'entrée d'un conduit de dérivation, tous deux reliés à l'admission d'une pompe refoulant le liquide dans les chemises du moteur. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est un schéma synoptique illustrant le procédé de réalisation de l'invention. La fig. 2 est une perspective, en partie schématique, d'un dispositif de refroidissement pour moteurs thermiques mettant en oeuvre l'invention. A la fig. 1, 1 désigne un moteur thermique, par exemple un moteur d'automobile, dans les chemises duquel circule un liquide de refroidissement refoulé par une pompe 2. Le liquide ayant circulé dans le moteur 1 et qui a été chauffé est amené par un conduit 3 à un répartiteur régulateur 4 constitué avantageusement par une vanne trois voies dont la sortie 4a mène à un échangeur de chaleur 5 tandis que l'autre sortie 4b mène par un conduit de dérivation 6 à un mélangeur 7 auquel est également reliée la sortie 5a de l'échangeur 5. Le répartiteur régulateur 4 est avantageusement rdgla- ble et par exemple commandé par un dispositif thermostatique non représenté faisant qu'une quantité de liquide plus ou moins grande est amenée à passer par le conduit de dEri- vation 6, la quantité de liquide ne passant pas par ce conduit étant dvidemment obligée de traverser l'échangeur de chaleur 5. De préférence, Si l'on désigne par Q le débit du liquide de refroidissement sortant du moteur 1 les moyens de réglage du répartiteur régulateur 4 font que la fraction xQ de liquide traversant changeur de chaleur 5 est comprise entre O et 0,4 et, par conséquent, la fraction complé- dentaire qui passe par le conduit de dérivation est (l-x)Q. La seconde fraction (l-x)Q est mélangée à la fraction xQ dans le mélangeur 7. Le liquide à la sortie 5b du mélangeur 7 se trouve alors à une température intermédiaire à celle régnant, d'une part, à l'entrée de l'échangeur 5 et, d'autre-part, à la sortie de celui-ci. L'échangeur 5 peut entre d'un type quelconque mais il est apparu avantageux d'utiliser un échangeur permettant d'abaisser fortement la température entre son entrée et sa sortie, ce qui rend possible l'utilisation d'un échangeur à petit nombre de tubes, voire d'un échangeur monotubulaire. La fig. 2 illustre, à titre d'exemple, une réalisa tion pratique de l'invention- selon laquelle l'échangeur comporte un tube unique 8 plié en épingle sur lequel sont montés des dissipateurs 9. Les extrémités 8a, 8b du tube débouchent directement dans un bottier 10 formant nourrice et vase d'expansion et il est muni à cet effet d'un embout de remplissage 11 fermé par un bouchon à clapet taré. I1 est avantageux dans cette réalisation que le répartiteur régulateur 4 soit lui-même disposé à l'intérieur du bottier 10 qui, outre sa fonction de nourrice et de vase d'expansion, constitue également le conduit de dérivation 6 décrit dans ce qui précède. Bien que cela ne soit pas représenté, le boîtier 10 peut également comporter des organes accessoires permettant notamment d'assurer la régulation de la température de certains autres fluides. I1 est possible en effet de disposer dans le bol tier 10 un ou plusieurs échangeurs auxiliaires, par exemple pour le refroidissement de l'air de suralimentation du moteur 1, pour le refroidissement de l'huile d'un convertisseur de couple, pour le refroidissement de l'huile de lubrificasion du moteur, etc. L'invention n' est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son. cadre. En particulier, il est possible qu'un même boîtier 10 soit utilisé en tant que nourrice et conduit de dérivation de plus d'un échangeur 5. De même un ou plusieurs ventilateurs peuvent être prévus pour pulser de l'air de refroidissement à travers l'échangeur. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour le refroidissement de moteurs ther- miques dans lequel un liquide est mis en circulation dans les chemises du moteur, le liquide chaud sortant du moteur étant amené à traverser un échangeur de chaleur avant d'être ramené aux chemises dudit moteur, caractérisé en ce que le débit Q du liquide chaud sortant du moteur (1) est divisé en une première fraction x qui ess amenée à circuler dans un échangeur de chaleur refroidisseur tandis que la deuxième fraction du débis (1 - x) est ramenée au moteur sans passer par l'échangeur de chaleur. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les fractions de débit de liquide refroidi et de liquide non refroidi sont mélangées avant d?ere ramenées aux chemises du moteur. 3 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la fraction x de liquide amené à traverser l'échangeur est comprise entre O et 0,4 fois le débit total Q de liquide circulant dans le moteur. 4 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la valeur de la fraction x de liquide amenée à traverser l'échangeur est déterminée en fonction de la température du liquide chaud sortant du moteur. 5 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le liquide chaud sortant du moteur (1) est amené à un répartiteur régulateur (4) branché à l'entrée d'un échangeur (5) et à l'entrée d'un conduit de dérivation (6), tous deux reliés à l'admission d'une pompe (2) refoulant le liquide dans les chemises du moteur (1). 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'échangeur (5) et le conduit de dérivation (6) sont reliés à l'admission de la pompe (2) par un mélangeur (7). 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le mélangeur (7) constitue une nourrice formant bote de dérivation. 8 - Dispositif suivant l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'échangeur (5) est d'un type mono tubulaire. 9 - Dispositif suivant l'une des revendications 5 à 7, caractérisé par au moins un -échangeur auxiliaire disposé dans le mélangeur (7). 10 - Dispositif suivant l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le répartiteur régulateur (4) est constitué par une vanne à srois voies. 11 - Dispositif suivant l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que le répartiteur régulateur (4) est commandé par un dispositif thermostatique faisant varier les quantités respecsives de liquide amené à passer dans l'échangeur et dans le conduit de dérivation. 12 - Dispositif suivant l'une des revendications 5 à 11, caractérisé en ce que le répartiteur régulateur (4) est également disposé dans le boîtier (10) formant nourrice. 13 - Dispositif suivant l'une des revendications 5 à 12, caractérisé en ce que plusieurs échangeurs (5) sont reliés au même boîtier formant nourrice.