Brevet FR2609111A1 — publié le 19880701

La présente invention concerne un dispositif de chauffage de carburant et se rapporte, en particulier, à un dispositif pour le chauffage de dieseloil pour les moteurs diesel. Il est connu, qu'aux basses températures de l'ordre de +2 à -20 C, un problème se pose dans l'alimenta- tion en carburant diesel au moteur diesel étant donné le dé- pôt des paraffines dans le filtre qui est monté dans le circuit d'alimentation en carburant. Pour résoudre ce pro- lO blème on a pensé à augmenter la température du carburant diesel surtout au voisinage du filtre. Une première solution consiste à utiliser des dispositifs de chauffage à résistan- ce électrique montés dans ou autour du corps du filtre, alors qu'une solution consiste à utiliser l'eau du circuit de refroidissement du moteur et est réalisée au moyen de tu- bes qui transportent l'eau dans l'échangeur de chaleur avec le corps du filtre et sont d'une longueur relativement gran- de. Ces deux solutions présentent des inconvénients dans la mesure o la première entralne une certaine consommation de courant, de façon typique au cours du démarrage à basse tem- pérature, alors que dans la seconde, étant donné la longueur des tubes, l'eau arrive au voisinage du filtre à une tempé- rature qui n'est pas très élevée de sorte que l'échange de chaleur avec le carburant diesel est faible, en particulier dans les étapes initiales. L'objet de la présente invention consiste à four- nir un dispositif de chauffage de carburant pour moteur diesel qui ne présentera pas les inconvénients précités et qui fournira une installation compacte et intégrée pour le chauffage du carburant dans la région du filtre, en utili- sant l'eau provenant du circuit de refroidissement du mo- teur. Conformément à la présente invention on fournit un dispositif de chauffage de carburant pour moteurs diesel du type comportant un corps dans lequel est monté un filtre pour le carburant, caractérisé en ce que ledit corps compor- te un chapeau dans lequel est ménagé un premier jeu de pas- sages pour le carburant et un second jeu de passages pour l'eau d'un circuit de refroidissement du moteur; de ce fait, il se produit un échange de chaleur entre lesdits jeux de passages et ledit second jeu de passages comportant une ou- verture d'admission directement raccordée à une ouverture de sortie ménagée dans une zone de pression d'un ther- mostat pour contrôler ledit circuit de refroidissement du moteur. Pour une meilleure compréhension de la présente invention, une forme de réalisation préférée est maintenant décrite, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: Fig. 1 est une vue partiellement en coupe d'un dispositif de chauffage réalisé conformément aux principes de la présente invention; Fig. 2 est une vue en plan partiellement en coupe du dispositif de la figure 1; et Fig. 3 est une coupe prise suivant la ligne IlIl-IlIl de la figure 2. Comme cela est représenté sur la figure 1, la ré- férence I désigne généralement un dispositif de chauffage de carburant pour moteurs diesel, comportant un corps de filtre 2 à l'intérieur duquel est montée une cartouche de filtre 3 et qui est fermé à la partie supérieure par un chapeau 4 dans lequel est ménagé un premier jeu de passages pour le carburant et un second jeu de passages pour l'eau du circuit de refroidissement du moteur. Ce second jeu de passages com- porte une ouverture d'entrée 5 directement raccordée à une zone de pression d'un thermostat 6 (représenté en traits interrompus) pour régler le circuit de refroidissement du moteur. Le corps 2 du filtre est réalisé en tôle métallique et présente une forme cylindrique. Cormne cela a été précé- demment décrit, dans le corps 2 est montée une cartouche 3 de filtre de type connu et qui présente une forme générale annulaire puisqu'elle est entourée autour d'un cylindre de support creux 7. La cartouche 3 du filtre est fernée au cOrid par une petite plaque 8 présentant une pluralité de petits orifices 11 ménagés en correspondance avec la *cartouche 3 et un orifice central 12 correspondant au cylindre de support 7. Dans la partie inférieure du corps 2 est monté un dispo- sitif indicateur 13 à élecrode de type connu qui peut être actionné pour enlever l'eau éventuellement présente dans le tD carourant et qui est recueillie dans cette partie inférieure du corps 2. Le bord supérieur du corps 2 est replié vers l'intérieur et est fixé à une plaque 14 présentant un file- tage central à l'intérieur de l'orifice traversant central fileté 15 coaxial au cylindre 7 et une pluralité de petits orifices 16 ménagés dans une bague correspondant à la car- touche 3. Un joint d'étanchéité annulaire 17 est monté entre le bord de l'orifice 15 dans la plaque 14 et l'extrémité su- périeure du cylindre 7. Sur la plaque 14 est fixée une peti- te plaque en tOle métallique 18 présentant un orifice central 21 coaxial avec l'orifice 15 et une pluralité de pe- tits orifices (non représentés aux fins de simplification) formés dans une bague correspondant à la bague des orifices 16 ménagés dans la plaque 14. Entre le bord de l'orifice 21 de la petite plaque 18 et celui de l'orifice 15 ménagé dans la plaque 14 est monté un joint d'étanchéité annulaire 22. Le dispositif I pour le raccordement du corps 2 du filtre au chapeau 4 comporte un cylindre creux 23 ayant une surface extérieure divisée en zones supérieure et inférieu- re, séparées par un rebord annulaire en saillie qui présente un filetage externe. En cours d'utilisation, la zone infé- rieure du cylindre 23 est vissée dans l'orifice 15 de la plaque 14 et le rebord en saillie intermédiaire coopère avec le joint d'étanchéité 22. Le dispositif 1 comporte le cha- peau 4, dans lequel l'échangeur de chaleur vient se monter entre l'eau et le carburant, et qui présente un cylindre creux 25 comportant des parties supérieure et inférieure désignées respectivement par 26 et 27 et séparées par une paroi de séparation 28. La partie inférieure 26 est filetée à l'intérieur et vissée sur la partie supérieure du cylindre 23 et serrée sur le joint d'étanchéité 22. Autour de la par- tie inférieure 26 du cylindre 25 est définie une chambre an- nulaire 31 délimitée au-dessus par une paroi annulaire 32 de section transversale conique et qui s'étend vers le bas à partir de la partie supérieure 27 du cylindre 25. Dans une partie de la paroi 32 est formée une ouverture 33 pour l'entrée du carburant. A l'intérieur de la chambre 31 sont ménagées plusieurs nervures radiales 35 qui s'étendent à partir du dessous de cette paroi 32. Le chapeau 4 comporte en outre une paroi latérale cylindrique 35 à travers laquel- le passe l'ouverture 33 et dont le bord inférieur repose sur la petite plaque 18 avec l'interposition d'un joint d'étanchéité annulaire 39 qui est mis en place dans un espa- ce annulaire ménagé dans la plaque 18 proprement dite. En se référant aux figures 1, 2 et 3, le carburant pénètre dans la chambre 31 par l'ouverture 33 et de là tra- verse les orifices ménagés dans la petite plaque 18 et les orifices 16 ménagés dans la plaque 14 pour s'écouler dans la cartouche 3 du filtre à partir de laquelle il s'écoule à travers les orifices Il ménagés dans la plaque 8 et pénètre à l'intérieur du petit cylindre 7. A partir de là, il tra- verse le cylindre 23 pour s'écouler à l'intérieur de la par- tie inférieure 26 du cylindre 25. La partie 26 communique, par l'intermédiaire d'un conduit incliné 36, avec une cham- bre 37 o est montée une soupape de dilatation thermique 41, de type connu, dont les caractéristiques de fonctionnement seront décrites ci-dessous. La partie 27 communique égale- ment, par un conduit 42, avec la chambre 37, de telle sorte que le carburant, à partir de la partie 26, peut pénétrer dans la partie 27 en traversant le conduit 36, la chambre 37 et le conduit 42. La partie 27 constitue l'ouverture de sor- tie du carburant et à cet effet est filetée intérieurement en vue d'un accouplement de type connu, non représenté. Les conduits 36 et 42 sont disposés près de la paroi de sépara- tion 28. Cormme cela est représenté aux figures 1, 2 et 3, au-dessus de la chambre 31, dans le chapeau 4, est définie une chambre annulaire 43, délimitée en dessous par la paroi 32 et au-dessus par une plaque 44 fixée sur la partie supé- rieure 27 du cylindre 25. En particulier, le bord périphéri- que de la plaque 44 est serré contre le bord supérieur de la paroi latérale cylindrique 35 et est fixé par une bague 49 de type Seeger portée par la partie 27. Dans la chambre 43 sont ménagées des saillies 45 qui s'étendent vers le haut à partir de la paroi 32. Commrne cela est représenté à la figure 2, les saillies 45 décrivent un arc de cercle et en parti- culier deux saillies 45 s'étendent sur la même circonférence centrée sur l'axe du cylindre 25 et une troisième saillie 45 s'étend sur une circonférence concentrique à celle que l'on vient de décrire mais de plus grand diamètre. De plus, cette dernière saillie 45 est moins haute que les deux premières. Le chapeau 4 comporte une partie 46 pratiquement cylindrique venue de forme, ayant un axe longitudinal pratiquement tan- gent à la paroi latérale 35. Les deux chambres sont formées dans la partie 46, l'une d'elle étant la chambre 37 qui ren- ferme le bulbe 41, alors que l'autre, référencée par 47, présente l'orifice d'admission 5 qui est directement rac- cordé (figure 1) à l'orifice de sortie 51 du thermostat 6. Plus précisément l'eau pénètre par l'ouverture 51 en prove- nant du circuit de refroidissement dans une zone sous pres- sion. Dans la chambre 47 est en outre ménagée une ouverture 52 pour le passage de l'eau de la chambre 47 à la chambre 43. Les chambres 43 et 47 sont divisées par une paroi 53 dans laquelle est ménagé un orifice traversant fileté 59 dans lequel est vissé la partie filetée extérieurement du bulbe 41. Ce dernier comporte une tige dont la partie exté- rieure 55 est logée dans le chambre 47. Cette tige, comme cela est connu, présente une longueur qui peut varier en fonction de la température du bulbe 41 de telle sorte qu'elle est sensible à la température du carburant diesel qui l'entoure. La partie en saillie 55 agit sur une un fond 57 d'une soupape en forme de coupelle 58 qui peut se dépla- cer en translation à l'encontre de l'action d'un ressort précontraint 61 qui vient buter contre le fond 57 et contre un bouchon 62 pour la fermeture de la chambre 47. En cours d'utilisation, avec des termpératures de carburant supérieu- res, par exemple, à +23 C, l'extrémité 55 de la tige présen- te un déplacement longitudinal progressif qui permet à la soupape 58 de se déplacer vers le bouchon 62 de telle sorte que sa paroi latérale 63 ferme progressivement l'ouverture 52. Dans le cas de températures de carburant inférieures, par exemple, à +23 C, c'est-à-dire au cours du démarrage et du chauffage du moteur, la tige du bulge 41 est retirée en dégageant l'ouverture 52 de telle sorte que l'eau puisse passer du thermostat 6 et s'écouler à l'intérieur de la chambre 47 et de là à l'intérieur de la chambre 47 et de cette chambre à l'intérieur de la chambre 43 o elle suit un trajet circulaire en s'écoulant par les saillies 45. L'eau sort de la chambre 43 par une ouverture de sortie 64 ménagée dans la paroi 35 du chapeau 4 et revient par un accouplement central (non représenté) vers une zone de dépression du thermostat 6. Sur les dessins annexés, le trajet suivi par le carburant est indiqué par des flèches pleines, alors que la trajet suivi par l'eau est indiqué par des flèches en traits interrompus. En cours d'utilisation, le carburant suit le tra- jet décrit ci-dessus, alors que l'eau dans le circuit de re- froidissement suit son trajet seulement si l'ouverture 52 est ouverte, c'est-à-dire, seulement si la température du carburant est inférieure à une certaine valeur, par exemple 23 C. Dans ce cas, l'échangeur de chaleur entre l'eau et le carburant pour le chauffage progressif de cette dernière est monté dans le chapeau 4 à travers la paroi 32 qui sépare les les chambres 31 et 43. La présence des nervures 34 et des saillies 45 augmente la surface d'échange de chaleur et per- met ainsi une plus grande efficacité de cet échange. De plus, les saillies 45 assurent une circulation de l'eau dans la chambre 43 dans un sens directionnel prédéterminé qui permet à l'eau de s'écouler sur la totalité de la paroi 32. D'après de qui a été décrit ci-dessus, les nom- breux avantages obtenus avec la structure de la présente in- vention seront évidents. En particulier, il est prévu dans le dispositif 1, un échangeur de chaleur pour échanger la chaleur entre l'eau et le carburant dans un montage intégré compact. De plus, il faut noter que l'ouverture 5 d'entrée d'eau ménagée dans le chapeau 4 est directement raccordée, et ce, sans l'aide de tubes, à l'ouverture de sortie 51 du thermostat 6. Ceci per- met d'éviter les pertes de température au sein de l'eau qui présente, donc dans la chambre 43, pratiquement la même tem- pérature que lorsqu'elle est retirée de telle sorte que l'efficacité du dispositif est plus significative, spéciale- ment dans les stades de fonctionnement initiaux du moteur dans lesquels la température de l'eau est encore relative- ment basse. La présence des nervures 34 et des saillies 45 permet en outre aux surfaces échangeuses de chaleur d'être considérablement augmentées. De plus, dans le même chapeau 4 est prévu le mécanisme de commande pour fermer et ouvrir la circulation d'eau qui est directement sensible à la tempéra- ture du carburant diesel évitant ainsi un chauffage excessif de celui-ci. Enfin, il est clair que le dispositif I décrit et illustré ici, peut présenter des modifications et des va- riantes sans pour autant sortir du cadre de la présente in- vention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage de carburant pour mo- teurs diesel, du type comportant un corps (2) dans lequel est monté un filtre (3) de carburant, caractérisé en ce que ledit corps (2) comporte un chapeau (4) dans lequel est mé- nagé un premier jeu de passages pour le carburant et un se- cond jeu de passages pour l'eau du circuit de refroidisse- ment du moteur, un un échange de chaleur apparaissant entre lesdits jeux de passages et ledit second jeu de passages comportant une ouverture d'admission (5) directement raccor- dée à une ouverture de sortie (51) ménagée dans une zone de pression d'un thermostat (6) pour le réglage du circuit de refroidissement du moteur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que, à l'intérieur dudit chapeau (4), sont prévus des moyens (41, 58) pour régler la circulation d'eau dans ledit second jeu de passages. 3. Dispositif selon la revendication I ou 2, ca- ractérisé en ce que ledit premier jeu de passages comporte une première chambre 31 annulaire ouverte vers le bas et vers ledit filtre 3 et en ce que ledit second jeu de passa- ges comporte une seconde chambre annulaire (43) séparée de ladite première chambre (31) par une paroi de séparation (32). 4. Dispositif selon la revendication 3, caracté- risé en ce qu'à l'intérieur de ladite seconde chambre (43) sont prévues une pluralité de saillies (45) s'étendant vers le haut à partir de ladite paroi de séparation (32) de ma- nière à augmenter la surface d'échange de chaleur. 5. Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que lesdites saillies (45) décrivent au moins des sections en arc de cercle dont le centre coincide avec l'axe de ladite seconde chambre (43) de manière à définir un tra- jet circulaire pour l'eau. 6. Dispositif selon l'une au moins des revendica- tions 3 à 5, caractérisé en ce que à l'intérieur de ladite première chambre 31 sont ménagées une pluralité de nervures radiales 34, de manière à augmenter la surface d'échange de chaleur. 7. Dispositif selon la revendication 2 ou l'une quelconque des revendications 3 à 6 lorsqu'elles dépendent de la revendication 2, caractérisé en ce qu'une partie (41) sensible à la chaleur desdits moyens de réglage de la cir- culation d'eau est disposée dans une zone (37) dudit premier jeu de passages. 8. Dispositif selon la revendication 7, carac- térisé en ce que lesdits moyens de réglage de la circulation d'eau comportent un bulbe de dilatation thermique (41) monté dans une quatrième chambre (37) dudit couvercle (4) et un élément (58) renfermé dans une troisième chambre (47) et pouvant être actionné en translation sous l'action d'une ti- ge (55) commandée par ledit bulbe (41) contre l'action d'un ressort (61) pour intercepter la circulation de l'eau avec une partie (63) de celle-ci, ladite troisième chambre (47) communiquant avec ladite seconde chambre annulaire (43) et ladite ouverture (5) d'admission d'eau, et ladite quatrième chambre (37) étant montée en série avec les parties asso- ciées (26, 27) dudit premier jeu de passages. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de liaison coaxiaux temporaires (23) entre ledit corps (2) renfermant ledit filtre (3) et ledit chapeau (4) et des moyens d'étanchéité extérieure associés (39, 22) pour le passage du carburant dans les différents embranchements dudit premier jeu de passages.