Brevet FR2557687A1 — publié le 19850705

Dispositif formant boite à eau et vase d'expansion pour un échanaeur de chaleur, comprenant un passage de dégazage de liquide. L'invention concerne un dispositif formant boite à eau et vase d'expansion pour un échangeur de chaleur, destiné en particulier à un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne, ce dispositif étant moulé en une seule pièce. Il est connu de prévoir dans un tel dispositif un passage de dégazage de liquide reliant la boite à eau au vase d'expansion, de telle sorte que les bulles d'air ou de gaz transportées par le liquide circulant dans la boite à eau, puissent etre amenées dans le vase d'expansion par ce passage., en raison de la dépression relative régnant dans le vase d'expansion. On évite ainsi que ces bulles d'air ou de gaz se rassemblent dans certaines parties de la culasse du moteur et y provoquent la formation de "points chauds susceptibles d'endommager le moteur. Dans la technique connue, le passage de dégazage est souvent formé par un tube rapporté, qui traverse a ou les parois séparant la boite à eau et le vase d'expansion. La disposition d'un tel tube et sa fixation ne sont. pas très faciles, notamment dans le cadre d'une fabrication en grande série, et augmentent le cout du dispositif. L'invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un dispositif formant boite à eau et vase d'expansion pour un échangeur de chaleur, destiné en particulier au circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne, ce dispositif moulé en une seule pièce étant caractérisé par un passage de dégazage de liquide qui est obtenu directement de moulage avec la boite à eau et le vase d'expansion et relie la boite à eau au vase d'expansion, ce passage de dégazage comprenant un premier conduit parallèle à l'axe du vase d'expansion, relié à un second conduit qui débouche par une extrémité dans le vase d'expansion. Avantageusement, le second conduit débouche par une autre extrémité dans la boite à eau, cette autre extrémité étant propre à etre fermée de façon étanche au montage de la boite à eau sur le corps de l'échangeur. L'invention permet donc d'obtenir un tel dispositif muni d'un passage de dégazage de liquide venant de moulage avec la boite à eau et -le vase d'expansion, et qui est directement utilisable sans opération autre que le montage normal de la boite à eau sur le corps de l'échangeur de chaleur. Il en résulte une réduction sensible du coût du dispositif formant boite à eau et vase d'expansion, qui peut etre fabriqué et monté en grande série sans intervention manuelle. 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 plan d'un dispositif selon l'invention, monté sur le corps d'un échangeur de chaleur; - les figures 2, 3 et 4 sont des vues en coupe selon les lignes II-II, III-III et IV-IV respectivement de la figure 1; - la figure 5 est une vue de face d'une variante de réalisation. Dans les figures 1 à 4, la référence -10 désigne le corps dlun échangeur de chaleur, de structure tout à fait classique, qui est un faisceau de tubes 12 munis d'ailettes 14. Les extrémitéz des tubes 12 sont montées de façon étanche dans les trous d'un collecteur ou plaque à tubes 16 sur lequel est fixée, de façon classique, la boite à eau 18 du dispositif selon l'invention. La bote à eau 18 est, classiquement, de forme sensiblement semi-cylindrique fermée à ses extrémités, et est obtenue de moulage en une seule pièce avec le vase d'expansion 20 à section circulaire, qui est de forme sensiblement cylindrique ou légèrement tronconique pour faciliter le démoulage par son extrémité supérieure ouverte, son extrémité inférieure étant fermée de moulage. Un voile mince 22 vient de moulage avec la boite à eau 18 et le vase d'expansion 20, et les relie l'un à l'autre. La boite à eau 18 est formée, de moulage, avec une tubulure 24 d'entrée de liquide dans l'échangeur. Dans cet exemple de réalisation, la circulation du liquide dans l'échangeur est du type en U, et la boite à eau 18 comprend également, venant de moulage, la tubulure 26 de sortie de liquide et une cloison 28 partageant intérieurement la boite à eau en deux compartiments sensiblement identiques, dans l'un desquels débouche la tubulure d'entrée 24 et dont l'autre est relié à la tubulure de sortie 26.Ainsi, le liquide de refroidissement d'un moteur à combustion interne pénétrant dans l'échangeur par la tubulure 24, passe dans le premier compartiement de la boite à eau 28, circule dans les tubes 12 de la moitié supérieure du faisceau 10 et dans la boite à eau prévue en général à l'autre extrémité du faisceau 10, revient vers la boite à eau 18 en circulant dans les tubes de la moitié inférieure du faisceau 10, et sort de la boite à eau 18 par la tubulure 26, pour être renvoyé vers le moteur à combustion interne. L'invention prévoit un passage de dégazage du liquide qui pénètre dans la boite à eau 18 par la tubulure d'entrée 24, ce passage de dégazage du liquide étant obtenu directement de moulage avec la boite à eau 18 et le vase d'expansion 20 et comprenant un premier conduit 30 s'étendant parallèlement à l'axe 21 du vase d'expansion 20, et un second conduit 32 s'étendant sensiblement parallèlement à la direction de démoulage de la boite à eau 18, c'est-à-dire parallèlement aux tubes 12 du faisceau. Le premier conduit 30 est formé sur le voile 22 reliant la boite à eau 18 et le vase d'expansion 20, et s'étend de l'extrémité supérieure du vase d'expansion 20 jusqu'en dessous du niveau 34 de liquide qui est normalement contenu dans le vase d'expansion 20 en utilisation de l'échangeur de chaleur. L'extrémité supérieure ouverte du conduit 30, qui forme ltex- trémité de démoulage de ce conduit, est fermée par une plaque rapportée 36 fermant également l'extrémité supérieure du vase d'expansion 20 et munie d'un embout 38 formant orifice de remplissage et destiné à entre fermé par un bouchon 40 de type classique. L'extrémité inférieure du premier conduit 30 débouche directement dans le second conduit 32 prévu sous le niveau normal 34 du liquide dans le vase d'expansion 20. Une extrémité 42 du second conduit 32 débouche dans le vase d'expansion 20, tandis que son extrémité opposée débouche dans la boite à eau 18. Cette extrémité du conduit 32 est formée par une cloison 44 dépendant de la paroi 46 de la boite à eau 18, cette cloison 44 ayant en section transversale la forme d'un L et étant raccordée à la cloison transversale 28 de la boite à eau dans le mode de réalisation représenté, ou bien ayant en section transversale la forme d'un U et dépendant uniquement de la cloison 46 lorsque la boite à eau ne comprend pas de cloison transversale 28. Cette cloison 44 s'étend en direction de la face ouverte de la boite à eau 18, c'est-à-dire sensiblement parallèlement aux tubes 12, et se termine légèrement en retrait du rebord périphérique 48 de la boite à eau sur lequel-est rabattu le bord du collecteur 16 pour le montage de la boite à eau sur le faisceau 10 de l'échangeur. L'extrémité de la cloison 44 est ainsi appliquée à étanchéité, au montage de la boite à eau 18, sur une garniture d'étanchéité 50 recouvrant le collecteur 16 sur sa face tournée vers la boite à eau 18. Le premier conduit 30 du passage de dégazage traverse la tubulure d'entrée 24 et communique avec celle-ci par une ouverture 52 formée de moulage dans la paroi du conduit 30 qui est opposée au voile 22, de telle sorte que cette ouverture 52 est orientée vers l'extrémité libre 54 de la tubulure d'entrée 24. Dans le mode de réalisation représenté, la paroi la térale 56 du conduit 30, qui se trouve à l'intérieur de la tubulure 24, est prolongée en 58 vers l'extrémité libre 54 de cette tubulure d'entrée 24, l'autre paroi latérale du conduit 30 étant sensiblement tangente à la paroi cylindrique de la tubulure 24. On remarquera que, de façon analogue, la paroi extérieure 60 du second conduit 32 est sensiblement tangente à la paroi incurvée 46 de la boite à eau, dans sa zone de jonction avec le rebord périphérique 48 de la boite à eau. De façon classique, l'extrémité inférieure du vase d'expansion 20 est reliée par un conduit 62 venant de moulage à la partie inférieure de la boite à eau 18. Le dispositif formant boite à eau et vase d'expansion selon l'invention est utilisé de façon classique lorsque ce dispositif est assemblé sur le faisceau 10 de l'échangeur de chialeur, l'extrémité du second conduit 32 opposée au vase d'expansion 20 est fermée de façon étanche, par appui de l'extrémité de la cloison 44 sur la garnituré d'étanchéité 50 recouvrant le collecteur 16. En utilisation, le liquide de refroidissement du moteur pénètre dans la boite à eau 18 par la tubulure d'entrée 24, circule dans l'échangeur et ressort par la tubulure de sortie 26 pour etre ramené au moteur à combustion interne. Les bulles d'air ou de gaz qui sont véhiculées par le liquide sont captées par le passage de dégazage 30, 32 avant d'arriver dans la boite à eau 18 et sont amenées dans le vase d'expansion 20 en dessous du niveau 34 du liquide qui y est contenu.Les bulles d'air ou de gaz remontent ensuite en partie supérieure du vase d'expansion 20 et y sont piégées. On assure ainsi un bon dégazage du liquide circulant dans l'échangeur de chia. leur. La fabrication par moulage du dispositif selon l'invention et son démoulage ne posent pas de problèmes particuliers. On se réfère maintenant à la figure 5 représentant une variante de réalisation de l'invention, qui diffère du mode de réalisation des figures 1 à 4 en ce que la tubulure d'entrée du liquide dans l'échangeur n'est pas formée sur la boite à eau du dispositif selon l'invention, mais sur la boite à eau montée à l'autre extrémité du faisceau de tubes 10. L.'échangeur représenté en figure 5 comprend donc une boite à eau 64 montée à l'extrémité gauche du faisceau de tubes 10 et munie de la tubulure d'entrée de liquide 66, tandis que le dispositif selon l'invention, formant boite à eau 68 et vase d'expansion 70, est monté à ltextré-.nité droite du faisceau 10. La boite à eau 68 est munie, en partie inférieure, de la tubulure de sortie 72 et est reliée à la partie inférieure du vase d'expansion 70 par un conduit 74 venant de moulage. Comme dans le mode de réalisation précedent, un passage de dégazage est obtenu directement de moulage avec la boite à eau et le vase d'expansion et comprend un premier conduit 76, semblable au premier conduit 30 des figures 1 à 4, formé sur le voile 78 reliant la boite à eau 68 en vase d'expansion 70, et un second conduit 80, semblable au second conduit 32 des figures 1 à 4, reliant l'extrémité inférieure du premier conduit 76 au vase d'expansion 70. Toutefois, à la différence du premier mode de réalisation, l'extrémité supérieure du premier conduit 76 est reliée à l'extrémité supérieure de la boite à eau 68 par un petit conduit 82, venant de moulage et par exemple tangent à la paroi supérieure de la boite à eau. L'échangeur représenté en figure 5 est à circulation de liquide en I, le liquide pénétrant dans la boite à eau 64 par la tubulure 66, circulant dans les tubes du faisceau 10 jusqu'à la boite à eau 68, et sortant par la tubulure 72. Les bulles d'air ou de gaz véhiculées par le liquide ont tendance à se rassembler en partie supérieure de la boite à eau 68 d'où elles sont aspirées dans le vase d'expansion par les conduits 82, 76 et 80. Revendications. 1. Dispositif formant boite à eau et vase d'expansion pour un échangeur de chaleur, destiné en particulier à un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne, ce dispositif étant moulé en une seule pièce, caractérisé par un passage (30,32: 76,80,82) de dégazage de liquide qui est obtenu directement de moulage avec la boite à eau (18,68) et le vase d'expansion (20,70) et relie la boite à eau (18,68) au vase d'expansion (20,70), ce passage de dégazage comprenant un premier conduit (30,76) parallèle à l'axe du vase d'expansion (20,70) et relié à un second conduit (32,80) qui débouche par une extrémité (42) dans le vase d'expansion (20,70). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second conduit (32,80) débouche à son autre extrémité dans la boite à eau (18,68), cette autre extrémité étant propre à etre fermée de façon étanche au montage de la boite à eau (18,68) sur le corps (10) de l'échangeur. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier conduit (30,76) est rectiligne et parallèle à la direction de démoulage du vase d'expansion (20,70), tandis que le second conduit (32,80) est rectiligne et sensiblement parallèle à la direction de démoulage de la boite à eau (18,68).. 4.Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le premier conduit (30,76) s'étend extérieurement à la boite à eau (18,68) et au vase d'expansion (po,70) 5. Dispositif selon l'une des revendications l à 4, caractérisé en ce que le premier conduit (3n) traverse la tubulure (24) d'entrée de liquide formée de moulage sur la partie supérieure de la boite à eau (18) et communique avec cettetu- bulure par une ouverture (52) de sa paroi (56,58) située à l'intérieur de ladite tubulure (24). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que cette paroi (56) du premier conduit (30) est prolongée à l'intérieur de la tubulure d'entrée (24) dans le sens opposé au sens de passage du liquide. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure du premier conduit (76) communique avec la boite à eau (68) par un conduit (82) venant de moulage, par exemple tangent à la paroi supérieure de la boite à eau (68). 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier conduit (30,76) comprend une extrémité ouverte, fermée par une plaque rapportée (36) qui ferme également une extrémité ouverte du vase d'expansion (20,70). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second conduit (32,80) est formé à son extrémité située dans la boite à eau (18,68), par une paroi (46) de la boite à eau et par une cloison (44) dépendant de cette paroi et s'étendant sensiblement jusqu'au niveau de la face ouverte de la boite à eau. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le second conduit (32,80) débouche dans le vase d'expansion (20,70) en dessous du niveau (34) du liquide qui y est normalement contenu. 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé er, ce que la boite à eau (18,68) et le vase d'expansion (20,70) sont-extérieurs l'un à l'autre et sont reliés par un voile (22,78) de matière venant de moulage, sur lequel est formé le premier conduit (30,76).