Brevet FR2562603A1 — publié le 19851011

DISPOSITIF DE FILTRAGE ET DE RECHAUFFAGE DU GAZOLE La présente invention a pour objet un dispositif de filtrage et de réchauffage du gazole dans les véhicules automobiles utilisant ce carburant. En effet, le gazole contient de la paraffine qui se cristallise dès que la température avoisine - 4 C. Les cristaux ainsi formés ont pour effet de colmater le filtre du décanteur, interrompant de la sorte l'alimentation en gazole du moteur et par conséquent son démarrage. Diverses solutions permettent de remédier à cet inconvénient. Une première méthode consiste à ajouter, préventivement, à chaque plein de gazole de l'essence ordinaire (dans une proportion de 15 à %) ou des additifs spéciaux, l'efficacité n'est pas toujours totale et ce procédé s'avère de plus onéreux. Une seconde méthode consiste à prévoir un système de réchauf- fage du gazole avant son arrivée dans le filtre au moyen de résistances électriques. Le rendement d'une telle méthode n'est pas très bon puisque le gazole se refroidit à nouveau dans le filtre et un dispositif à thermos- tat est nécessaire pour commander le chauffage des résistances. Dans encore une autre méthode, le filtre à gazole est directe- ment réchauffé à l'aide d'un échangeur de température alimenté par le circuit de refroidissement du moteur, cet échangeur de température se fixe sur la partie inférieure du filtre et ne réchauffe donc que le fond de celui-ci de sorte que le réchauffage peut être insuffisant lorsque les températures extérieures sont très basses et qu'il est nécessaire de prévoir des résistances chauffantes additionnelles. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvé- nients et notamment de prévoir un dispositif de filtrage et de réchauf- fage du gazole d'une grande fiabilité, tout en étant de conception simple et peu coûteuse. A cet effet, le dispositif selon l'invention, qui est du type dans lequel le filtre à gazole est réchauffé directement par l'eau chaude du circuit de refroidissement du moteur, est formé de deux cuves mon- tées coaxialement l'une dans l'autre et délimitant entre elle un espace annulaire, la première cuve servant à filtrer le gazole et étant entiè- rement contenue dans la secnde, et l'eau chaude provenant du circuit de refroidissement du moteur circule dans l'espace annulaire entre S,25.62603 les deux cuves. De cette façon, l'eau chaude provenant du circuit, de refroidis- sement baigne complètement la cuve formant le filtre à gazole, et non plus la partie inférieure de celui-ci comme dans les dispositifs connus et réchauffe donc efficacement le gazole en éliminant tout risque de figement de celui-ci. Avantageusement, selon une forme d'exécution avantageuse de l'invention, le filtrage du gazole est réalisé au moyen d'eau contenue à l'intérieur de la première cuve, ce qui permet de surpprimrner les filtres en papier traditionnels. Selon une forme d'exécution préférée, pour le filtrage par l'eau du gazole, la première cuve contient de l'eau jusqu'à un niveau prédéterminé, un tube d'alimentation en gazole s'étend sensiblement parallèlement à l'axe de la première cuve à l'intérieur de celle-ci jus- qu'au-dessous du niveau de l'eau, et un tube capillaire d'évacuation du gazole, enroulé en spirale s'étend à l'intérieur de cette cuve selon une direction parallèle à l'axe de celle-ci au-dessus du niveau de l'eau contenue dans cette cuve. Le gazole devant être purifié est introduit dans la première cuve par le tube plongeant dans l'eau et barbote dans celle-ci, les impuretés qu'il contient restent en suspension dans l'eau ou se dissolvent dans celle-ci tandis que le gazole, plus léger que l'eau, s'évacue à l'exté- rieur par le tube capillaire avant de parvenir, purifié, aux injecteurs. Ainsi le gazole est simultanément réchauffé et filtré avant son arrivée dans les injecteurs, et tout risque de colmatage du dispositif de filtrage de ce gazole est évité. De toute façon l'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé dont l'unique figure est une vue en coupe longitudinale d'un exemple de réalisation non limitatif de ce dispositif de filtrage et de réchauffage du gazole. Ainsi que le montre la figure, le dispositif de filtrage et de réchauffage selon l'invention comprend deux cuves (1) et (2) essentiel- lement cylindriques, montées coaxialement l'une dans l'autre, et délimi- tant entre elles un espace annulaire (3). La cuve (1) est remplie d'eau (4) environ jusqu'au tiers de sa hauteur. Les deux cuves (1) et (2) sont de préférence en polycarbonate qui est un matériau transparent et 62603 très resistant aux chocs. Un couvercle en deux parties, une partie en forme de disque (5) et une partie en forme de manchon cylindrique (6) ferme l'extrémité supérieure de la cuve (1) et de la cuve (2). Dans le disque (5) sont ménagés deux conduits transversaux (7,8), c'est-à-dire deux conduits s'étendant transversalement à l'axe longitudinal de la cuve (1), et trois conduits axiaux (9,10,11), c'est-à-dire trois conduits s'étendant selon l'axe de la cuve (1). Les deux conduits transversaux (7,8) servent au raccordement sur le couvercle (5), respectivement d'une tubulure (13) et d'une tubulure (12). Chaque tubulure (13,12) est vissée dans le conduit transversal (7,8) associé, avec interposition d'un joint d'étanchéité (14). La tubulure (12) sert à introduire dans la cuve (1) du dispositif de filtrage et de réchauffage le gazole devant être épuré. La tubulure (13) est raccordée aux injecteurs du moteur (non représenté sur le dessin) et sert a évacuer le gazole purifié du dispositif et à i'amener aux injecteurs. Les troix conduits axiaux (9,10,11) traver- sent le disque (5) de part en part. Le conduit (9) s'étend à l'extrémité interne du conduit trans- versai (7) et assure avec celui-ci la liaison entre la tubulure (13) d'éva- cuation du gazole et l'intérieur de la cuve (1). Ce conduit (9) est muni à chacune de ses extrémités supérieure et inferieure d'un filetage. Un tube capillaire (15), enroulé en spirale, est raccordé par une extrémité à l'extrémité inférieure du conduit (9) par l'intermédiaire d'une douille filetée (16) vissée dans le filetage inférieur de ce conduit (9). L'autre extrémité du tube capillaire (15) se trouve à une distance au-dessus du niveau de l'eau (4) suffisante pour que celle-ci ne puisse pas s'introduire intempestivement dans le tube capillaire (15). L'extrémité supérieure du conduit (9) est fermée par un bouchon (17) vissé dans le filetage supérieur de celui-ci. Ce bouchon (17) sert à purger le tuile capillaire (15) de l'air qu'il contient. Comme précédemment, différents joints d'étanchéité (14) assu- rent i'étanchéité entre les différents éléments. Le conduit axial (10) s'tenrd à l'extrémité, située radialement vers l'intérieur du conduit transversal (8) et assure avec celui-ci la liaison entre la tubulure d'alimentation en gazole (12) et l'intérieur iS6260 3 de la cuve (1). De même que le conduit (9), ce conduit (10) présente un filetage à chacune de ses extrémités supérieure et inférieure. Un tube cylindrique droit (18) est raccordé par une extrémité à ce conduit (10) par l'intermé- diaire d'une douille filetée (19) vissée à l'extrémité inférieure de ce conduit (10). Ce tube (18) s'étend, sensiblement coaxialement à la cuve (1), à l'intérieur de celle-ci, au-delà de l'extrémité libre du tube capillaire (15), jusque dans l'eau (4). De même que pour le conduit (9), l'extrémité supérieure du conduit (10) est fermée par un bouchon (20) vissé dans le filetage supé- rieur de ce conduit (10). Ce bouchon (20) sert à purger le tube (18). Le troisième conduit axial (11) présente à son extrémité supé- rieure un filetage dans lequel est vissé un bouchon (21) fermant ce circuit (11). Le bouchon (21) sert à assurer la purge de la cuve (1). La partie en forme de manchon (6) du couvercle de la cuve (1) est assemblée par emmanchement à force avec la partie en forme de disque (5) de ce couvercle avec interposition d'un joint d'étanchéité (14). Le manchon (6) présente intérieurement un épaulement circulaire (22) destiné à venir en appui sur la partie supérieure de la cuve (1) et un épaulement circulaire (23) pour l'appui de la partie supérieure de la cuve (2). Chacune des deux cuves (1 et 2) présente dans sa partie supérieure un rebord respectivement (1 a,2a) augmentant la surface d'appui sur l'épaulement (22,23) respectif du manchon (6). Le manchon (6) présente sur sa face périphérique externe, dans sa partie inférieure un filetage (24). Ce filetage (24) coopère avec celui d'une bague (25) pour serrer la cuve (2) contre l'épaulement (23) du manchon (6), par l'intermédiaire d'un rebord circulaire (26) de cette bague agissant sur le rebord supé- rieur (2a) de cette cuve, et assurer ainsi l'assemblage, facilement dé- montable, des deux cuves (1) et (2). La bague (25) peut être rainurée ou moletée afin de faciliter sa prise. Sur la paroi latérale du manchon (6) sont ménagés deux conduits (27,28). Ces deux conduits (27,28) s'étendent essentiellement perpen- diculairement à l'axe des deux cuves (1 et 2) et présentent en outre 21S 6266 une partie s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe des deux cuves (1 et 2). Chaque conduit (27,28) présente un filetage dans sa partie transversale, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe des cuves, pour le raccordement par vissage d'une tubulure respectivement (29,30). Ces deux tubulures (29,30) sont raccordées au circuit de refroi- dissement du moteur (non représenté sur le dessin). La tubulure (29) sert à introduire dans l'espace annulaire (3) l'eau chaude déviée du circuit de refroidissement du moteur et la tubulure (30) sert à évacuer cette eau après passage dans l'espace annulaire (3). Deux pièces (31,32) maintiennent à distance l'un de l'autre les fonds (1 b,2b) des deux cuves (1 et 2). La pièce (31) a essentiellement la forme d'un tube ouvert aux deux extrémités et muni au niveau de son extrémité supérieure d'une collerette annulaire (33), celle-ci présentant une gorge périphérique pour le logement d'un joint d'étanchéité (14). Cette pièce (31) présente sur une partie de sa face périphérique externe un filetage (34) et à son extrémité inférieure un filetage interne (35). La pièce (32) a également la forme d'un tube, plus court que le précédent et muni d'une collerette annulaire (36) à son extrémité supérieure. Le diamètre intérieur de ce tube (32) correspond à celui extérieur du tube (31). Ce tube (32) présente en outre un filetage intér- ieur correspondant à celui extérieur (34) du tube (31) et un filetage extérieur (38) pour le vissage d'un écrou (40). La pièce (32) est montée par sa partie tubulaire dans un trou associé ménagé dans le fond (2b) de la cuve (2), la face plane de sa collerette (38) venant en appui sur la paroi interne du fond de la cuve (2). La seconde pièce (31) est vissée par son filetage (34) dans la pièce (32) jusqu'à atteindre une certaine distance des faces planes de leurs collerettes respectives (33,36) correspondant à la distance désirée entre les fonds des deux cuves (1,2). La cuve (1) est alors positionnée sur la pièce (31), son fond (lb) étaît en appui sur la collerette (33) de celui-ci, la partie du tube (31) saillant au-delà &d la -erete 33), rJnÈrant dans un trou associé du fond de la cuve (1). La pièce tubulaire 31) débouche alors par chacune de ses extré- mités, à la fois à l'intérieur de la cuve (1) et à l'extérieur de la cuve (2) et assure la communication de la cuve (1) avec l'extérieur. Le maintien en position de ces deux pièces (31) et (32) est assuré par vissage de l'écrou (40) sur la pièce (32). L'extrémité inférieure du tube (31) est fermée par un bouchon (41) vissé dans son filetage (35). Comme précédemment, divers joints d'étanchéité (14) assurent l'étanchéité entre les différents éléments. Ce dipositif de filtrage et de réchauffage du gazole fonctionne de la manière suivante. La cuve (1) étant remplie partiellement d'eau (4), le' gazole est injecté dans la cuve (1) à l'aide de la tubulure (12) et du tuyau (18) plongeant dans l'eau. Le gazole ayant une densité inférieure à celle de l'eau, barbote dans celle-ci et s'échappe par le tube capillaire (15) et la tubulure (13), les impuretés qu'il contient restant en suspension dans l'eau ou se dissolvant dans celle-ci. Simultanément, l'eau chaude, provenant du circuit de refroidis- sement du moteur, entre dans l'espace annulaire (3) entourant la cuve (1) par la tubulure (29), réchauffe celle-ci sur toute sa hauteur et par conséquent le gazole. On obtient ainsi un excellent réchauffage du gazole, celui-ci pouvant être réchauffé jusqu'à environ 35 C. En outre, le réchauffage du gazole ainsi réalisé, permet une combustion totale de celui-ci, et donc une économie de gazole de l'ordre de 8 à 15 %. Comme le gazole brûle complètement, il n'y a plus de lessivage des pistons et cylindres par le carburant non brûlé, et donc moins d'usure des segments, ce qui permet une économie sur l'appoint d'huile d'environ 50 %. Enfin, certaines impuretés qui n'étaient pas éliminées par les systèmes de filtrage conventionnels avec filtre en papier, comme le soufre par exemple, restent dans l'eau et sont donc éliminées par le système de filtrage selon l'invention. Il en résulte une diminution notable de la pollution. Les cuves (1) et (2) étant transparentes. il est facile de visualiser I'état d'encrassement du filtre. L'opération de nettoyage de celui-ci est très facile à réaliser, en effet, il suffit d'enlever le bouchon (41) pour éliminer l'eau chargée d'impuretés contenue dans la cuve (1). Ce bouchon (41) étant remis en place, il suffit d'introduire à nouveau de l'eau dans la cuve (1) au moyen du tube (18) pour remplir celle-ci jusqu'au niveau désiré et de purger le tube capillaire (15) et la cuve (1) à l'aide des bouchons de purge (17) et (21). Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution décrite ci-dessus à titre d'exemple non limitatif, elle en embrasse au contraire toutes les formes de réalisation mettant en oeuvre des moyens similaires ou équivalents. - REVENDICATIONS - 1- Dispositif de filtrage et de réchauffage du gazole, du type dans lequel le filtre à gazole est réchauffé directement par l'eau chaude du circuit de refroidissement du moteur, caractérisé en ce qu'il est formé de deux cuves (1,2) montées coaxialement l'une dans l'autre et délimitant entre elles un espace annulaire (3), la première cuve (1) servant à filtrer le gazole et étant entièrement contenue dans la seconde et en ce que l'eau chaude provenant du circuit de refroidisse- ment du moteur circule dans l'espace annulaire (3) entre les deux cuves (1,2). 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtrage du gazole est réalisé au moyen d'eau (4) contenue à l'intérieur de la première cuve (1). 3- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première cuve (1) contient de l'eau, jusqu'a un niveau prédéterminé (4), en ce qu'un tube (18) d'alimentation en gazole s'étend sensiblement parallèlement à l'axe de la cuve (1) à l'intérieur de celle-ci jusqu'au- dessous du niveau de l'eau (4) et en ce qu'un tube capillaire (15) d'éva- cuation du gazole, enroulé en spirale, s'étend à l'intérieur de la cuve (I) selon une direction parallèle à l'axe de celle-ci au-dessus du niveau de l'eau (4) contenue dans cette cuve (1). 4- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un couvercle en deux parties (5,6) ferme l'ex- trémité des deux cuves (1,2) et coopère avec une bague filetée (25) pour l'assemblage des deux cuves (1 et 2). - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans le couvercle (5,6) sont ménagés différents conduits (8,10; 7,9; 27,28) destinés à assurer le raccordement des tubulures d'alimentation et d'évacuation (12,13) du gazole et des tubulures d'alimentation et d'évacuation (29,30), l'eau provenant du circuit de refroidissement du moteur, respectivement à l'intérieur de la cuve (1) et à l'espace annulaire (3). 6- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à , caractérisé en ce que le tube capillaire (15) est muni à son extrémité supérieure d'un bouchon de purge (17). 7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'un conduit (11), traversant la partie en forme de disque (5) du couvercle (5,6) et fermé par un bouchon (21), est prévu pour la purge de la cuve (1). 8- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que deux pièces sensiblement tubulaires (31,32) assurent le maintien à distance l'un de l'autre des fonds (1 b,2b) des deux cuves (1,2). 9- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pièce tubulaire (31) débouche à l'intérieur de la cuve (1) et à l'exté- rieur de la cuve (2) du dispositif et en ce qu'elle est fermée à son extrémité située à l'extérieur du dispositif par un bouchon (41).