Brevet FR2621959A1 — publié le 19890421

SYSTEME MODULAIRE DE RECHAUFFAGE, FILTRAGE ET DECANTATION DE CARBURANT, NOTAMMENT GAZOLE La présente invention concerne un système modulaire de réchauffage, filtrage et décantation de carburant destiné, plus particulièrement, au gazole. En effet, le gazole contient de la paraffine qui se cristallise des que la température avoisine - 40 C. Les cristaux ainsi formés ont pour effet de colmater le filtre du décanteur situé en amont de la pompe d'injection qui alimente en gazole le moteur et, par conséquent, d'empêcher ou d'arrêter Le démarrage du moteur. Différentes méthodes ont été proposées pour remédier à cet inconvénient. Elles consistent, généralement, à prévoir un système de réchauffage utilisant une résistance électrique ou l'eau chaude du circuit de refroidissement du moteur. Ces différentes méthodes ne prévoient donc un réchauffage du gazole que juste à l'entrée de la pompe d'injection. Bien qu'apportant, en général, des résultats satisfaisants, elles ne permettent pas de régler tous les problèmes résultant de mauvaises conditions de circulation du carburant bien en amont de la pompe d'injection et, notamment, à la sortie du réservoir de carburant lui-même. En effet, les problèmes d'alimentation d'un moteur diesel par temps froid ont également pour causes, outre la cristallisation de la paraffine dans le filtre de la pompe d'injection, la cristallisation de la paraffine et la condensation de l'eau contenues dans le carburant à la sortie du réservoir, ainsi que le transfert dans le circuit d'alimentation en gazole d'impuretés provenant directement du réservoir. Par ailleurs, la prépondérance de l'une ou l'autre de ces causes sur la mauvaise alimentation du moteur est variable suivant l'usage (service "dur" ou normal du moteur) ou suivant les conditions climatiques (pays froid ou chaud). Le but de la présente invention est donc de remédier à ces inconvénients et de fournir un système permettant de résoudre les problèmes d'alimentation en carburant d'un moteur diesel, notamment par temps froid. Un autre but de l'invention est, également, de fournir un système modulaire pouvant être adapté aux differentes conditions d'utilisation et de fonctionnement du moteur. Ce ou ces buts sont atteints, à l'aide du systeme selon l'invention, par le fait que celui-ci est constitué d'un premier module muni de tubulures de raccordement au circuit d'alimentation en carburant du moteur et d'au moins un autre module apte à être assemblé avec le premier module pour délimiter avec celui-ci une cavité de filtration et de décantation du gazole. Le système selon l'invention a ainsi une structure modulaire, permettant de l'adapter aux différentes conditions d'utilisation en combinant, selon le cas, deux ou trois modules, de façon à assurer deux fonctions, filtration et décantation et, éventuellement, une troisième fonction de réchauffage. Avantageusement, selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le système sera placé directement à la sortie du réservoir de carburant, ce qui permet d'assurer un préfiltrage du carburant à son entrée dans le circuit d'alimentation ainsi, qu'éventuellement, un réchauffage de celui-ci. De toute façon, le système modulaire selon l'invention sera mieux compris et d'autres caractéristiques de celui-ci seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique illustrant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs montages possibles de celui-ci et dans lequel : - la fig. 1 est une vue en coupe longitudinale du systeme assurant les fonctions de filtration, décantation et réchauffage, - la fig. 2 est une vue, similaire à la fig. 1, du système assurant les fonctions de filtration et réchauffage, et une fonction de décantation plus poussée, - et la fig. 3 est une vue, similaire aux fig. I et 2, du système assurant les fonctions de filtration et décantation. Ainsi que le montre notamment la fig 1, le système selon l'invention est, selon un premier exemple de montage, constitué de deux modules, à savoir une tête de filtration 1 et un culot de réchauffage 2. La tête de filtration 1 présente une partie horizontale 4 sensiblement en forme de disque et une partie verticale 5 destinée à permettre sa fixation, au moyen de trous 5a, sur le châssis du véhicule. Dans la partie 4 de la tête de filtration, sont ménagés deux conduits, respectivement 6 et 7, s'étendant chacun depuis une face latérale de la tête 1 jusque dans la face inférieure 4a de celle-ci. Le premier conduit 6 est destiné à être raccordé, au moyen d'une tubulure 8, au circuit d'alimentation en carburant, en l'occurence du gazole et, plus particulièrement, au réservoir de carburant, pour l'amenée de celui-ci à l'intérieur de la tête de filtration 1. Ce conduit 6 présente, à cet effet, au niveau de son débouché dans la face latérale de la tête, un taraudage 6a pour le vissage de la tubulure 8. Il communique, en outre, avec la face supérieure 4b de la tête 4 par un trou 10. A la sortie de ce trou 10 peut être fixée une pompe manuelle 11 destinée à amorcer l'arrivée du carburant à l'intérieur de la tête de filtration 1. A cette pompe Il sont associés deux clapets anti-retour, respectivement 13, 14, montés dans le conduit 6, de part et d'autre du trou de communication 10, et entretoisés par une bague 15. Cette bague 15 est munie de trous radiaux 16, de façon à permettre le passage du carburant depuis le conduit 6 jusqu'à l'intérieur de la pompe 11. Chacun des clapets 13 et 14 est constitué d'un obturateur, non représenté sur le dessin, sollicité par un ressort et n'autorisant le passage de carburant que dans le sens indiqué par la flèche 20. Lorsque la pompe 11 est actionnée, le clapet 13 s'ouvre, sous L'effet de la dépression créée dans l'espace situé entre celui-ci et le clapet 14, et autorise le passage de carburant depuis l'entrée du conduit 6 jusqu'à l'intérieur de la pompe il. Au refoulement de cette dernière, le clapet 14 s'ouvre, de façon à laisser s'écouler le carburant dans le reste du conduit 6. Le second conduit 7 est constitué de deux sections 7a et 7b. La section 7a s'étend coaxialement à la partie 4 de la tête de filtration et traverse celle-ci de part en part. L'autre section 7b s'étend perpendiculairement à la section 7a depuis celle-ci jusque dans la paroi laterale de la tête de filtration 1. Cette section 7b est destinée à être raccordée au moyen d'une tubulure de raccordement 18 au circuit d'alimentation en carburant. Au débouché de la section de conduit 7a dans la paroi inférieure de la tête de filtration 4a est fixé un filtre 20, de type connu en soi. Ce filtre 20 est constitué de deux flasques 21 maintenant entre eux une structure de filtration à base de papier accordéon ou similaire 22. Ce type de filtre 20 fonctionne par pénétration radiale, c'est-à-dire que le carburant devant être filtré pénètre dans celui-ci par sa périphérie et le traverse radialement, de l'extérieur vers l'intérieur, pour ressortir axialement par le trou central 20a de celui-ci, comme indiqué par les flèches 23. Ainsi qu'on le verra plus loin, ce filtre 20 est fixé à la tête de filtration 1 au moyen d'une vis 25 le traversant axialement et s'étendant dans la section 7a du conduit 7. La tête de filtration 1 présente, également, sur la face inférieure 4a de sa partie 4, une rainure circulaire 26 destinée à permettre l'emboltement de cette tête sur les autres modules du système. Le second module du système ou culot de réchauffage 2 a, sensiblement, la forme d'une cuvette, délimitant une cavité 29. Il est muni, à sa partie supérieure, d'une nervure circulaire périphérique 27, de section transversale complémentaire de celle de la rainure 26, et destinée à s'emboîter dans celle-ci. Dans la paroi de ce culot 2, au niveau de sa partie inférieure, est ménagé un conduit 28 périphérique de forme semi-circulaire. Ce conduit 28 débouche à l'extérieur, par l'intermédiaire de deux tubulures, non représentées sur le dessin, destinées à être raccordées au circuit de refroidissement du moteur du véhicule. De cette façon, le conduit 28 est parcouru par de l'eau chaude, provenant du circuit de refroidissement et permet donc le réchauffage du fluide contenu dans la cavité 29 délimitée par le culot. Il va de soi que le culot 2 sera en un matériau bon conducteur thermique, tel que de l'aluminium. La cavité 29 du culot 2 constitue, avec la face inférieure 4a de la tête, une cavité de filtration et de décantation recevant le filtre 20 et le carburant amené par le conduit 6. Le fond du culot 2 est traversé axialement par un trou 2b destiné au passage de la vis de fixation 25 du filtre 20. Ce fond 2a peut être également muni, autour du trou 2b, de passages 2c constitués par des trous traversants, de faible section et disposés régulièrement autour de la périphérie de ce trou 2b. Ces trous 2c servent, ainsi qu'on le verra plus loin, au passage du carburant du culot 2 dans un troisième module ou cuve de décantation 3 du système. Dans le cas représenté à la fig. 1, ces trous 2c sont obturés à l'aide d'une rondelle 42 et d'un joint d'étanchéité 43, serrés par la vis d'assemblage 25 contre la paroi externe du fond du culot 2. L'assemblage de la tête de filtration 1 avec le culot de réchauffage 2 est effectué après l'embo;tement de ces deux éléments au moyen de la vis 25. Cette vis 25 présente une tête 30, définissant un épaulement 30a. Cette tête 30 est munie d'une collerette périphérique 31 et d'un trou axial 32 borgne taraudé. Ce trou taraudé 32 est destiné à recevoir un bouchon de fermeture 34 avec interposition d'une garniture d'étanchéité 36. La vis 25 est traversée, à proximité de son extrémité inférieure, par un trou radial 37 communiquant avec un trou axial 38 qui débouche à l'intérieur du trou taraudé 32 de l'extrémité inférieure de cette vis. Ces trous 37 et 38 servent à faire communiquer avec l'extérieur l'intérieur de la cavité 29 du culot 2, ainsi qu'on le verra plus loin, afin de permettre la purge de celle-ci. Pour la fixation du culot 2 à la tête de filtration 1, la vis 25 est passée à travers le trou 2b de celui-ci, le trou central 20a du filtre 20 et la portion de conduit 7a, puis débouche à l'extérieur de la tête de filtration 1. L'assemblage est alors effectué au moyen d'un écrou borgne 47 vissé sur l'extrémité de la vis 25, un joint d'étanchéité 48 étant interposé pour assurer l'étanchéité. Bien entendu, il reste, entre la vis 25 et la paroi de la portion de conduit 7a, un passage annulaire 50 pour le carburant. Un joint de forme pyramidale 40 est disposé entre le flasque inférieur 21 du filtre 20 et l'épaulement 30a de la vis 25. Un ressort 41, disposé entre l'épaulement 30a et la face inférieure de ce joint 40, comprime celui-ci contre le flasque inférieur du filtre 20. Le fonctionnement du système représenté à la fig. 1 est le suivant. Le carburant amené par la tubulure 8, éventuellement par l'actionnement de la pompe manuelle 11, est introduit à l'intérieur de la cavité 29 délimitée par le culot 2 et la tête 1 au moyen du conduit d'arrivée du carburant 6. Dans cette cavité 29, le carburant subit une certaine décantation. En effet, l'eau et les impuretés qu'il contient, plus lourdes, se déposent au fond de la cavité 29. Elles peuvent être ensuite éliminées par dévissage du bouchon de purge 34, leur écoulement vers l'extérieur étant permis par les trous 37 et 38 de la vis 25. Le carburant est, également, réchauffé par l'eau chaude du circuit de refroidissement du moteur circulant dans le conduit 28 du culot. Le carburant traverse, ensuite, le filtre 20 radialement, depuis sa périphérie extérieure jusque vers son trou central 20a (cf. flèches 23) et pénètre dans le conduit 7 débouchant à l'intérieur de ce filtre. Le carburant ainsi filtré et réchauffé est ensuite évacué vers l'extérieur par le conduit 7 (cf. flèches 70). Le système, constitué des deux modules 1 et 2, asssure donc, avec un encombrement minimal, à la fois les fonctions de filtration, décantation et réchauffage du gazole et est donc particulièrement avantageux. La fonction de décantation de ce système peut être améliorée par l'adjonction d'un troisième module, en l'occurence une cuve de décantation 3, comme montré dans l'exemple de réalisation de la fig. 2. Cette cuve de décantation 3 délimite, intérieurement, une cavité 39 d'un volume nettement supérieur à celui de la cavité 29 du culot 2. Le bord supérieur 3a de cette cuve a une section transversale complémentaire de celle de la rainure 26 de la tête de filtration et d'une rainure circulaire 56, également ménagée dans la face inférieure du culot 2. La cuve de décantation 3 est donc montée directement sur la face inférieure du culot de réchauffage 2 par emboîtement de son bord 3a dans la rainure 56 de celui-ci. Dans le fond de cette cuve 3 est ménagé un trou 45 destiné au passage d'une vis de fixation 35. Cette vis de fixation 35 est, en l'occurence, exactement semblable à la vis 25 et présente, de même que celle-ci, une tête 30 munie d'un trou taraudé 32 obturé par un bouton de purge et de deux trous 37, 38. La vis 35 peut se visser dans le trou 32 de la vis 25, de façon à assurer l'assemblage de la cuve de décantation 3 avec le culot de réchauffage 2. Selon le cas, une rondelle d'écartement 42 peut être interposée entre le fond de la cuve 3 et la tête 30 de la vis 35, comme montré à La fig. 2, en fonction de la hauteur de la cuve 3. Un ou plusieurs joints d'étanchéité 43 assurent alors l'étanchéité. Dans ce cas, les trous 2c de passage du culot 2 ne sont pas obturés et la tête 30 de la vis 25 s'applique directement, par sa collerette 31, contre le bord du trou 2b du culot. Le fonctionnement de ce dispositif est à peu près le même que celui expliqué en corrélation avec le dispositif de la fig. 1. En effet, le carburant subit une "pré" décantation dans la cavité 29 du culot 2 avant de passer dans la cuve 3 par les passages 2c ménagés dans le fond du culot 2 (cf. flèches 60). Dans la cuve 3, le carburant subit une décantation plus poussée et l'eau, ainsi que les impuretés résultant de celle-ci, sont éliminés au moyen du bouton de purge 34. Par ailleurs, le carburant est réchauffé et filtré dans le culot 2 de la même manière qu'indiqué précédemment. Dans l'exemple de montage montré dans cette fig. 2, le système modulaire selon L'invention assure donc une épuration maximale du gazole. La fig. 3 montre un autre exemple de montage du système selon l'invention adapté, plus particulièrement, à une utilisation en pays chaud. Dans ce cas, le culot de réchauffage 2 est supprimé et la cuve de décantation est directement emboitée par son bord 3a dans la rainure 26 de la tête 1. L'assemblage de ces deux éléments 1, 3 est réalisé au moyen de la vis 35 vissée dans le trou taraudé de la vis 25 de fixation du filtre 20. Dans ce cas, la vis 35 peut, éventuellement, être raccourcie, comme montré sur la figure, pour tenir compte de la diminution de hauteur de l'ensemble due à l'absence du culot de réchauffage. Le fonctionnement est le même qu'indiqué en référence à la fig. 2, la seule différence résidant dans le fait que le carburant n'est pas réchauffé. Il subit donc simplement une décantation et une filtration dans la cavité 39. Le système selon l'invention est donc particulièrement souple et peut être adapté à différentes conditions d'utilisation et de fonctionnement du moteur. Le cas montré à la fig. 2 pourra être réservé à un usage intensif, ou service dur avec nécessité de réchauffage et de purification importante, tandis que le montage représenté à la fig. 1 conviendra parfaitement à un usage moins sévère et sera plus adapté à un espace disponible réduit. Le troisième montage représenté à la fig. 3 sera, quant lui, plus adapté aux pays chauds. On notera, également, que le montage du système selon l'invention, directement à la sortie du réservoir du carburant, permet d'assurer, des l'entrée du carburant dans le circuit d'alimentation, un pré-filtrage et un réchauffage de celui-ci. Cette disposition permet donc de garantir au maximum une bonne alimentation en carburant du moteur. Bien entendu, un tel système peut également être combiné avec des systèmes de filtrage et de réchauffage de type connu montés à l'entrée de la pompe d'injection. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, et diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS : 1 - Système modulaire de filtrage, décantation et réchauffage de carburant, notamment gazole, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un premier module (1) muni de tubulure (8, 18) de raccordement au circuit d'alimentation en carburant du moteur et d'au moins un autre module (2, 3) apte à être assemblé avec le premier module (1) pour délimiter avec celui-ci une cavité (29, 39) de filtration et de décantation du gazole. 2 - Système modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier module (1) est intercalé dans le circuit d'alimentation en carburant du moteur, directement à la sortie du réservoir. 3 - Système modulaire selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier module (1) est constitué par une tête de filtration, à l'intérieur de laquelle sont ménagés deux conduits (6, 7) destinés, l'un, à l'amenée du carburant à l'intérieur de la cavité (29, 39) de filtration et de décantation et, l'autre, à l'évacuation du carburant hors du système et en ce que ces deux conduits (6, 7) définissent pour le carburant un chemin d'écoulement dans lequel est disposé un filtre (20) fixé sur la tête de filtration (tic). 4 - Système modulaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que le filtre (20) est un filtre à pénétration radiale de l'extérieur vers l'intérieur et en ce qu'il est fixé sur la tête (1) au moyen d'une vis (25) le traversant axialement et s'étendant dans le conduit (7) de la tête (1). 5 - Système modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tête (1) est munie, au niveau de son conduit (6) d'amenée de carburant, d'un dispositif de pompage (11) manuel apte à amorcer l'arrivée du carburant à l'intérieur du système. 6 - Système modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un autre module du système est constitué par un culot (2) sensiblement en forme de cuvette et apte à délimiter, avec la face inférieure de la tête (1), la cavité (29) de filtration et de décantation du gazole. 7 - Système modulaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que le culot (2) comporte, dans sa paroi, un conduit (28) apte à être raccordé à ses deux extrémités au circuit de circulation d'eau de refroidissement du moteur. 8 - Système modulaire selon les revendications 4 et 6 ou 4 et 7, caractérisé en ce que le culot (2) est fixé à la tête (1) au moyen de la vis (25) de fixation du filtre (20) sur la tête. 9 - Système modulaire selon la revendication 8, caractérisé en ce que la vis de fixation (25) présente une tête (30) munie d'un trou axial (32) taraudé borgne apte à être fermé par une vis (34, 35) et communiquant avec l'extérieur de la vis (25) au moyen d'un trou débouchant radial (37) de cette vis intersectant le trou axial (32) ou un prolongement axial (38) de celui-ci. 10 - Système modulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un autre module du système est constitué par une cuve de décantation (3) apte à délimiter, avec la face inférieure de la tête (1), la cavité (34) de filtration et de décantation du gazole. 11 - Système modulaire selon les revendications 1 et 6, caractérisé en ce qu'un autre module du système est constitué par une cuve de décantation (3) apte à etre fixée sur la face inférieure du culot (2). 12 - Système modulaire selon les revendications 4 et 10 ou 4 et 11, caractérisé en ce que la cuve de décantation (3) est apte à être fixée à la tête (1) ou au culot (2) au moyen d'une vis (35) apte à se visser dans le trou axial taraudé (32) de la vis (25). 13 - Système modulaire selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que le culot de réchauffage (2) est muni dans son fond de trous débouchants (2c) aptes à mettre en communication l'intérieur de ce culot (2) avec l'intérieur de la cuve de décantation (3). 14 - Système modulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les différents modules (1, 2, 3) sont aptes à être emboités les uns dans les autres au moyen d'un support de rainures (26)/nervures (27, 3a) circulaires de sections complémentaires.