Brevet FR2580557A1 — publié le 19861024

',Dispositif pour chauffer le compartiment des passagers d'un véhicule automobile". L'invention concerne un dispositif pour chauffer le compartiment des passagers d'un véhicule automobile, avec un circuit de liquide de refroidissement comportant un moteur à combustion interne à refroidir, une pompe de circulation, un échangeur de chaleur et une vanne pour bloquer le passage du liquide à travers l'échangeur de chaleur. Un dispositif de chauffage est déJà connu, dans lequel la pompe à liquide de refroidissement, qui se trouve constamment en service, fonctionne contre la soupape fermée lorsque le passage de liquide à travers l'échangeur de chaleur est interrompu par fermeture de la soupape. La pointe de pression qui se produit directement après la fermeture charge les divers éléments de construction du dispositif de chauffage. L'invention concerne, en vue de remédier à cet inconvénient, un dispositif de chauffage caractérisé en ce que le circuit du liquide de refroidissement comporte une branche de dérivation qui passe en dehors de l'échan- geur de chaleur et qui ferme le circuit lorsqu'une branche de chauffage - du circuit du liquide de refroidissement qui passe à travers l'échangeur de chaleur, est bloquée par la vanne. Un tel dispositif de chauffage présente, vis-à-vis des réalisations connues, l'avantage que, lors de l'interruption du passage de liquide de refroidissement à travers l'échangeur de chaleur, la branche de dérivation est intégrée dans le circuit du liquide de refroidissement, de sorte qutil ne se produit pas de pointe de pression. Les divers éléments de construction du dispositif de chauffage, tels que échangeur de chaleur, tubes et tuyaux, etc. peuvent ainsi être réalisés avec des dimensions plus faibles et, par conséquent, avec un coût moindre. Les moyens indiqués dans la suite permettent d'obtenir des modes de réalisation avantageux et perfectionnements du dispositif de chauffage tel que défini ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 montre un schéma de principe de l'ensemble d'un dispositif de chauffage conforme à l'invention pour chauffer le compartiment des passagers d'un véhicule automobile - la figure 2 est une vue en coupe à échelle agrandie, d'une vanne placée dans le circuit du liquide de refroidissement du dispositif de chauffage, vue dans laquelle un électro-aimant faisant partie de la vanne est sans courant et un premier organe de fermeture se trouve dans l'une de ses positions de fonctionnement ; et - la figure 3 est une vue, en coupe partielle, de la vanne selon la figure 2, le premier organe de fermeture se trouvant alors dans son autre position de fonctionnement. Un dispositif de chauffage, représenté en figure 1, comporte un moteur à combustion interne 10, auquel est affecté un système de refroidissement. La chaleur produite dans le moteur 10 est transportée par un liquide de refroidissement, qui s'écoule dans un système de conduites. A ce système de conduites appartient une branche de chauffage 12, dans laquelle est prévu un échangeur de chaleur 14. La branche de chauffage 12 se termine à une vanne 16, qui peut être actionnée à l'aide d'un électro-aimant 18. I1 a, d'autre part, été raccordé à la vanne 16 une conduite de circulation 20 dans laquelle est placé un réfrigérant 22, o; la température excédentaire du liquide de refroidissement est absorbée et éliminée. Une conduite de recyclage 24 raccordée au réfrigérant 22 est pourvue d'une pompe de circulation 26, qui assure le circuit du liquide de refroidissement. La pompe de circulation 26 est toujours impérativement mise en action lorsque le moteur à combustion interne 10 tourne. Le liquide de refroidissement est alors mis en circulation en direction des flèches 28 à travers le système décrit. Le liquide passe ainsi à travers l'échangeur de chaleur 14, dans lequel est chauffé l'air envoyé au compartiment des passagers, non représenté. Le liquide arrive ensuite, en passant par la vanne 16 et la branche de conduite 20, au réfrigérant 22, où sa chaleur additionnelle lui est enlevée. Finalement, le liquide de refroidissement, ainsi convenablement refroidi davantage, est ramené à un système de refroidissement qui se trouve dans le carter du moteur. Dans la direction du flux (flèche 28), en avant de l'échangeur de chaleur 14, il est raccordé à la branche de chauffage 12 une branche de dérivation 30, qui mène également à la vanne 16. La constitution de la vanne 16 est visible particulièrement en figure 2. Elle comporte un carter 32, dans lequel est logé l'électro-aimant 18. L'induit 34 de cet électro-aimant 18 est relié solidairement à un élément 36 en forme de tige, qui sort hors de l'électro-aimant 18 et pénètre dans une chambre de vanne 38. La vanne 16 est pourvue de trois tubulures de raccordements 40, 42 et 44, qui sont reliées au circuit du liquide de refroidissement. Au premier raccordement 40 de la vanne 16, est raccordée la branche de chauffage 12. La branche de dérivation 30 est reliée au second raccordement 42 et le troisième raccordement 4 de la vanne 16 eet continuée par la conduite 20 du circuit. Dans la chambre de vanne 38 sont disposés, en étant solidaires du carter, un premier siège de vanne 46 et un second siège de vanne 45. L'extrémité libre de la tige 36 présente un alésage de guidage 50 (figure 3), dans lequel peut coulisser un appendice cylindrique 51 d'un premier organe de fermeture 52 ; cet appendice 51 est guidé librement dans l'alésage 50 sur une distance qui est supérieure à la distance dont peut se déplacer dans son mouvement l'induit 34 de l'aimant. A distance de l'extrémité libre de la tige 36, est fixé à celle-ci un second organe de fermeture 54, dont la surface d'étanchéité 58 est dirigée en regard de l'électro-aimant 18. Le second organe de fermeture 54 est associé au second siège de vanne 48. Les deux organes de fermeture 52 et 54 comportent des surfaces d'étanchéité 56 et 58 de forme conique, qui sont orientées dans des sens opposés l'une par rapport à l'autre. En conséquence. les surfaces d'étanchéité 6Q et 62 des sièges de vanne 46 et 48 qui sont associées aux surfaces d'étanchéité 56 et 58 respectivement ont leurs faces tournées l'une vers l'autre. Etant donné qu'elles sont toutes deux alignées sur l'axe longitudinal de la tige 36, ces surfaces 60 et 62 se trouvent directement en face l'une de l'autre, la tige 36 traversant le siège de vanne 48 du second organe de fermeture 54. Aussi bien les deux organes de fermeture 52 et 54 que les deux sièges de vanne 46 et 48 qui leur sont associés font partie d'un dispositif de blocage 64 qui est logé dans la chambre de vanne 38. Le troisième raccordement 44 de la vanne 16 se trouve - par rapport au dispositif de blocage 64 et au flux du liquide de refroidissement - du côté situé à l'opposé du premier raccordement 40 et du second raccordement 42. Comme la figure 2 le montre encore, dans la position de fonctionnement représentée, les deux passages 70 et 72 à l'endroit des sièges de vanne respectifs sont fermés. Le passage 72 est alors bloqué sous l'effet de la force d'un ressort de rappel 74 précontraint et qui presse l'induit 34 de l'aimant avec en même temps la tige 36 dans la position terminale dans laquelle l'organe de fermeture 54 vient s'appliquer par sa surface d'étanchéité 58 contre la surface d'étanchéité 62 du siège de vanne 48. La surface frontale 76, de forme annulaire, de la tige 36 se trouve alors à une distance 78 d'un épaulement 80, situé en regard de cette surface, de l'organe de fermeture 52, distance qui correspond au déplacement, tel que réglé, de l'induit de l'aimant et en même temps de la tige 36. Le premier organe de fermeture 52 s'applique ainsi seulement en raison de son propre poids contre la surface d'étanchéité 60 du siège de vanne 46. I1 est maintenant expliquéci-dessous le fonctionnement du dispositif de chauffage. La pompe de circulation 26 (figure 1) refoule le liquide de refroidissement en direction des flèches 28 à travers les canaux de refroidissement du moteur à combustion interne 10, la branche de chauffage 12 et l'échangeur de chaleur 14 jusqu'au premier raccordement 40 de la vanne 16. Etant donné que le second organe de fermeture 54 s'applique alors. sous l'effet de la force du ressort de rappel 74, contre le second siège de vanne 48, la branche de dérivation 30, qui est reliée au second raccordement 42 de la vanne 16, est bloquée. La pression de refoulement de la pompe 26 s'exerce sur le premier organe de fermeture 52 et soulève celui - ci de la distance 78, qui correspond à celle dont peut se déplacer l'induit 34 de l'aimant. L'organe de fermeture 52 se trouve ainsi dans sa position de fonctionnement représentee en figure 3, ce qui permet au liquide de refroidissement de s'écouler depuis le raccordement 40, par le raccordement 44 et par l'intermédiaire de la conduite 20, jusqu'au réfrigérant 22. Dans ces conditions, de l'air est chauffé dans l'échangeur de chaleur 14 et soufflé dans le compartiment des passagers, non représenté, du véhicule automobile. Si la fourniture de chaleur à celui-ci doit être stoppe, on excite l'électro-aimant 18 de telle sorte que son induit 34 se déplace vers l'intérieur. En même temps, le second organe de fermeture 54 ouvre le passage de vanne 72 et la surface frontale 76, de forme annulaire, de la tige 36 est pressée contre l'épaulement 80 du premier organe de fermeture 52. Dans ces conditions, le premier passage de vanne 70 - formé par le siège de vanne 46 et l'organe de fermeture 52 - est fermé, tandis que le passage de vanne 72 - formé par le siège de vanne 48 et l'organe de fermeture 54 - est ouvert. Le liquide de refroidissement s'écoule alors par la branche de dérivation 30 en-dehors de l'échangeur de chaleur 14 et arrive, en passant par le second raccordement 42 de la vanne 16 et la chambre de vanne 38, au troisième raccordement 44 de la vanne ; de là, le liquide, par l'intermédiaire de la conduite 20, va affluer au réfrigérant 22 et, plus loin, à la pompe de circulation 26. En bloquant le passage à travers l'échangeur de chaleur 14, on ouvre donc en même temps le passage par la branche de dérivation 30, de telle sorte que la pompe de circulation 26 n'a pas à fonctionner contre une tanne fermée. I1 est ainsi évité des pointes de pression au moment de la fermeture de la vanne. Dans la position de fonctionnement représentée en figure 2, l'organe de fermeture 52 s'applique par son cône d'étanchéité 56 contre la surface d'étanchéité du siège de vanne 40 lorsque la pompe de circulation 26 est mise hors circuit, de telle sorte que l'organe de fermeture 52 agit alors comme clapet de non-retour. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour chauffer le compartiment des passagers d'un véhicule automobile, avec un circuit de liquide de refroidissement comportant un moteur à combustion interne à refroidir, une pompe de circulation, un échangeur de chaleur et une vanne pour bloquer le passage du liquide à travers l'échangeur de chaleur, dispositif caractérisé en ce que le circuit du liquide de refroidissement comporte une branche de dérivation (30) qui passe en-dehors de l'échangeur de chaleur (14) et qui ferme le circuit lorsqu'une branche de chauffage (12) - du circuit du liquide de refroidissement - qui passe à travers l'échangeur de chaleur (14) est bloquée par la vanne (16). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vanne (16) est pourvue de trois raccordements (40, 42, 44), dont un premier raccordement (40) est relié à la branche de chauffage (12), le second raccordement (42) à la branche de dérivation (30), en ce que ces deux raccordements (40, 42) sont alternativement ouverts et fermés au moyen d'un dispositif de blocage (64), et en ce que le troisième raccordement (44), par rapport au dispositif de blocage (64) et au flux (flèche 28) du liquide de refroidissement, est situé à l'opposé du premier et du second raccordement (40, 42). 3) Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la vanne est pourvue, pour son actionnement, d'un électro-aimant dont l'induit, lorsque l'aimant est excité. se déplace vers l'intérieur contre la force d'un ressort de rappel et, par l'intermédiaire d'un élément solidaire de l'induit de l'aimant, presse alors un organe de fermeture - guidé librement sur cet élément en direction du déplacement de l'induit de l'aimant et appartenant au dispositif de blocage - contre un siège de vanne relié au carter de vanne, cet organe de fermeture et le siège de vanne qui lui est associé étant, vus en direction du courant du liquide de refroidissement montés entre la branche de chauffage et le troisième raccordement, dispositif caractérisé en ce que, à l'induit (34) de l'aimant. est relié solidairement un second organe de fermeture (54) appartenant au dispositif de blocage (64) et auquel est associé un second siège de vanne (48) fixé au carter, en ce que chacun des deux organes de fermeture (52 ou 54) ouvre le passage en direction du siège de vanne (48 ou 46) de l'autre organe de fermeture (54 ou 52), et en ce que le second organe de fermeture (54) avec son siège de vanne (48), vu en direction du courant (flèche 28) du liquide de refroidissement, se trouve entre la branche de dérivation (30) et le troisième raccordement (44). 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément relié à l'induit (34) de l'aimant est constitué sous forme de tige (36) qui traverse le siège de vanne (48) du second organe de fermeture (54). 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second organe de fermeture (54) est fixé, par sa surface d'étanchéité (58), dirigée en regard de l'électro-aimant (18), à la tige (36). 6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier organe de fermeture (52) comporte un appendice cylindrique (51) qui est guidé dans un évidement de guidage (50) de la tige (36) de façon à pouvoir coulisser sur une distance qui est supérieure à la distance (78) dont peut se déplacer l'induit (34) de l'aimant.