Brevet FR2618854A1 — publié le 19890203

La présente invention concerne un dispositif de chauffage de combustible et en particulier de gas-oil pour les moteurs diesel. On sait qu'â des basses températures de l'ordre de +2 à -20C, dans l'alimentation du gas-oil, les moteurs diesel présentent le problème du dépôt de paraffine dans le filtre qui est monté le long du circuit d'alimentation du combustible. Pour surmonter cet inconvénient, on cherche à augmenter la température du gas-oil surtout à proximité du filtre. Une première solution prévoit l'emploi de resistances électriques installées dans le corps du filtre et autour de celui-ci, tandis qu'une seconde solution prévoit l'utilisation de l'eau du circuit de refroidissement du moteur et est réalisée au moyen de tubulures qui amènent l'eau en échange thermique avec le corps du filtre et qui sont d'une longueur relativement importante.Ces deux solutions présentent des inconvénients, étant donné que la première comporte une certaine absorption de courant, justement dans la phase de démarrage à basse température, tandis que la seconde, en raison de la longueur des tubulures, fait en sorte que l'eau ne parvienne à proximité du filtre qu'à une température insuffisamment élevée, d'où un échange de chaleur avec le gas-oil très modéré en particulier dans les phases initiales. Selon la demande de brevet d'invention déposée en Italie le 30 décembre 1986 sous le n 67986-A/86 de la meme demanderesse, et dont le contenu est incorporé à la présente par simple référence pour les parties nécessaires, il a été proposé un dispositif de chauffage de combustible pour moteur diesel exempt des inconvénients mentionnés et qui prévoit par conséquent une solution intégrée et compacte pour réchauffer le combustible dans les zones du filtre, en utilisant l'eau du circuit de refroidissement du moteur. En particulier, selon cette invention, il est réalisé un dispositif de chauffage de combustible pour moteur diesel du type comprenant un corps à l'intérieur duquel est installé un filtre pour le combustible, caractérisé par le fait que ledit corps présente un couvercle à l'intérieur duquel est réalisée une première canalisation pour le combustible et une seconde canalisation pour l'eau d'un circuit de refroidissement du moteur ; entre lesdites canalisations, il se produit un échange de chaleur et ladite seconde canalisation présente une bouche d'entrée directement accouplée à une bouche de sortie réalisée dans une zone sous pression d'un groupe thermostatique de contrôle dudit circuit de refroidissement du moteur. Les moyens de contrôle de la circulation de l'eau dans cette seconde canalisation sont réalisés à l'aide d'une soupape à tiroir. Le but dé la présente invention est de réaliser un dispositif de chauffage encore plus efficace dudit dispositif, soit en ce qui concerne le contrôle de la circulation de l'eau dans la seconde canalisation, soit en ce qui concerne l'échange thermique entre les deux canalisations. La soupape à tiroir ne peut pas garantir en effet une étanchéité parfaite dans la position de fermeture, étant donné qu'elle doit avoir un certain jeu de coulissement, nécessaire également pour les impuretés calcaires se trouvant dans liteau. Sur la base de la présente invention, il est réalisé un dispositif de chauffage de combustible pour les moteurs diesel du type comprenant un corps à l'intérieur duquel est installé un filtre pour le combustible, ledit corps présentant un couvercle à l'intérieur duquel sont réalisées une première canalisation pour le combustible, et une seconde canalisation pour l'eau d'un circuit de refroidissement du moteur , entre lesdites canalisations, il existe un échange de chaleur et ladite seconde canalisation présente une bouche d'entrée directement accouplée à une bouche de sortie réalisée dans une zone sous pression d'un groupe thermostatique de contrôle dudit circuit de refroidissement du moteur ; à l'intérieur dudit couvercle, étant disposés des moyens de contrôle de la circulation de l'eau dans ladite seconde canalisation, caractérisé par le fait que lesdits moyens de contrôle comprennent des moyens à soupape à étanchéité frontale. Pour une meilleure compréhension de la présente invention, on va maintenant décrire un mode de réalisation préféré, purement à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue partiellement en coupe d'un dispositif de chauffage réalisé selon les principes de la presente invention la figure 2 est une vue partielle et partiellement en coupe et perpendiculaire à la précédente, du dispositif de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en plan partiellement en coupe du dispositif de la figure 1 la figure 4 est une vue en plan d'un élément composant du dispositif de la figure 1 ; et la figure 5 est une coupe selon la ligne V-V de la figure 3. Comme représenté sur la figure 1, on désigne dans son ensemble par le repère numérique 1 un dispositif de chauffage de combustible pour des moteurs diesel comprenant un corps de filtre 2 à échange à l'intérieur duquel est disposeeune cartouche filtrante 3 et fermée à la partie supérieure par un couvercle 4 dans lequel sont realisées une premiere c-analisation pour le combustible et une seconde canalisation pour l'eau d'un circuit de refroidissement du moteur. Cette seconde canalisation comprend une bouche d'entrée 5 en liaison directe avec une zone sous pression d'un groupe thermostatique 6 (représenté en trait interrompu) de contrôle du circuit de refroidissement du moteur. Le corps de filtre 2 est réalisé en tôle et présente une forme cylindrique.Comme déjà décrit, å l'intérieur du corps 2 est installée la cartouche filtrante 3 qui est d'un type connu et qui présente dans son ensemble une forme annulaire parce qu'elle est enveloppée autour d'un petit cylindre creux de support 7. La cartouche filtrante 3 est fermée à la partie inférieure par un plateau 8 présentant une pluralité de petits trous 11 réalisés vis-à-vis de la cartouche 3 et un trou central 12 vis-a-vis du petit cylindre 7. Dans la partie inférieure du corps 2 est monte un dispositif 13 de type connu pouvant être manoeuvré pour la vidange de l'eau éventuellement présente dans le combustible et qui se rassemble dans ladite 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 trou central passant et fileté 15 coaxial au petit cylindre 7 et une pluralité de petits trous 16 réalisés le long d'une couronne vis-à-vis de la cartouche 3. -Entre le bord du trou 15 de la plaque 14 et l'extrémité supérieure du petit cylindre 7 est placée une garniture annulaire d'étanchéité 17. Sur la plaque 14 est fixé un plateau 18 en tôle, présentant un trou central coaxial au trou 15 et une pluralité de petits trous (non représentés dans un but de simplification) réalisés le long d'une couronne correspondant å la couronne de la plaque 14 ou sont réalisés les trous 16. Entre le bord du trou central du plateau 18 et celui du trou 15 de la plaque 14 est placée une garniture annulaire d'étanchéité 22. Ce dispositif 1 pour la liaison du corps de filtre 2 avec le couvercle 4 comprend un petit cylindre 23 creux intérieurement et présentant une surface extérieure divisée en deux zones supérieure et inférieure séparées par une saillie annulaire et sur lesquelles est réalisé un filetage extérieur. En service, la zone inférieure du petit cylindre 23 est vissée à l'intérieur du trou 15 de la plaque 14 et la saillie intermédiaire coopère avec la garniture 22. Le dispositif 1 comprend donc le couvercle 4 à l'intérieur duquel est réalisé l'échange de chaleur entre l'eau et le combustible, qui présente axialement un petit cylindre creux 25 formant deux parties, l'une inférieure et l'autre supérieure, désignées respectivement par 26 et 27 et séparées par une paroi de séparation 28. La partie inférieure 26 est filetée à l'intérieur et est vissée sur la zone supérieure du petit cylindre 23, et s'appuie sur la garniture 22. Autour de la partie inférieure 26 du petit cylindre 25, il est prévu une chambre annulaire 31 délimitée à la partie supérieure par une cloison annulaire 32 dont la coupe présente une forme conique et qui s'étend vers le bas de la partie supérieure 27 du petit cylindre 25. Au dessous d'une portion horizontale 32' de la paroi 32, est réalisée, dans une paroi latérale cylindrique 35 du couvercle 4 (figure 2), une bouche filetée 33 d'entrée du combustible. A l'intérieur de la chambre 31 sont prévues diverses nervures radiales 34 qui prennent leur origine au côté inférieur de ladite cloison 32.Le bord inférieur de la paroi latérale 35 s'appuie par l'intermédiaire d'une garniture annulaire d'étanchéité 70 sur un bord annulaire 71 d'un corps 72, réalisé selon la présente invention et bien visible sur la figure 4, et ayant la forme d'un disque avec un trou central 73 et une cloison intermédiaire 74 dont la coupe est légèrement conique et ayant la même direction que la cloison annulaire 32 du corps 4. En particulier, ledit corps 72 qui est avantageusement réalisé en matière plastique par moulage, présente une pluralité de parois radiales 76 qui commencent vers le haut, du côté supérieur de ladite cloison 74 et qui sont intercalées entre les nervures radiales 34 du corps 4 de manière à créer un parcours en labyrinthe pour le combustible, le long desdites nervures radiales 34. Dans ladite cloison 74 est réalisé un trou 77.Comme on le voit bien sur les figures 1 et 2, dans le trou central 73 est enfilée la portion inférieure, de section plus réduite, de la partie inférieure 26 du petit cylindre 25, tandis qu'une portion annulaire centrale 79 et les côtés intérieurs des parois radiales 76 du corps 72 sont disposés autour du petit cylindre 25. La hauteur et la forme desdites parois radiales 76 sont différentes pour tenir compte de la hauteur correspondante et de la configuration de la chambre 31 dans laquelle elles sont disposées. Vers la zone extérieure de la cloison 74 est réalisée une saillie annulaire 80 qui se situe entre un échelon annulaire interne 81 du bord inférieur de la paroi latérale cylindrique 35, et qui assure également un logement pour la garniture annulaire d'étanchéité 70.Le fond du bord annulaire 71 du corps 72 s'appuie sur le plateau 18 avec interposition d'une garniture annulaire d'étanchéité 39 qui est logée dans un vide annulaire du plateau 18 lui-même. En se référant aux figures 1, 2 et 3, le combustible par la bouche 33 pénètre dans la chambre 31 dont il sort par le trou 77 du corps 72, cependant grâce à la position des diverses parois radiales 76, il lèche les différentes nervures 34 du corps 4 ; par conséquent, par les trous réalisés dans le plateau 18 et les trous réalisés dans la plaque 14, il parvient à traverser la cartouche filtrante 3, dont il sort par les trous 11 réalisés dans le plateau 8, et il pénètre alors à l'intérieur du petit cylindre 7. De ce dernier, à travers le petit cylindre 23, il débouche à l'intérieur de la partie inférieure 26 du petit cylindre 25. La partie 26, grace à une conduite oblique 36 (bien visible sur la figure 5), est en communication avec une chambre 37 dans laquelle est installé un bulbe 41 à dilatation thermique d'un type connu dont la fonction caractéristique sera décrite ci-après. La partie 27 est également en communication au moyen d'une conduite 42 avec la chambre 37, le combustible de la partie 26 parvenant donc dans la partie 27 en traversant la conduite 36, la chambre 37 et la conduite 42 ; lesdites conduites 36 et 42 sont réalisées au voisinage de la paroi de séparation 28. La partie 27 constitue la bouche de sortie du combustible et pour cette raison elle est filetée à l'intérieur par un accouplement d'un type connu qui, comme représenté sur la figure 2, présente un bouchon fileté 85, avec un canal interne 86 fermé à la-partie supérieure par une vis 87 servant de reniflard, et avec des trous radiaux 88 qui s'ouvrent vers l'extérieur dans une zone annulaire conçue pour accoupler un raccord de tubulure d'un type connu à oeillet et non représenté ; ledit raccord est bloqué par le vissage partiel dudit bouchon 85 à l'intérieur de la partie 27, avec interposition de garnitures d'étanchéité 90. La même configuration d'accouplement est réalisée pour la bouche d'entrée 33 du combustible (toujours illustrée sur la figure 2) où les éléments correspondants sont désignés par les memes numéros portant l'indice prime. Selon ce qui est illustré sur les figures 1, 2 et 3, au-dessus de la cloison 32 et par conséquent de la chambre 31 dans le couvercle 4 se trouve définie une chambre annulaire 43 délimitée en outre latéralement par la paroi 35 et à la partie supérieure par une plaque 44 fixée coaxialement sur la partie supérieure 27 du petit cylindre 25 au moyen d'un anneau 49 vissé sur la portion supérieure de la partie 27, tandis qu'à la partie inférieure se trouve bloquée une garniture 95 contre un épaulement de la partie 27, en outre le bord périphérique de la plaque 44 est pressé contre le bord supérieur de la paroi latérale cylindrique 35 par interposition d'un anneau d'étanchéité 92. A l'intérieur de la chambre 43 sont réalisées des saillies 45 qui s'étendent vers le haut à partir de la cloison 32. Comme représenté sur la figure 3, les saillies 45 décrivent des arcs de cercle sur des diamètres différents, et avec des hauteurs différentes. Le couvercle 4 comprend une portion 46 sensiblement cylindrique et présentant un axe longitudinal sensiblement tangent à la paroi latérale 35. A l'intérieur de la portion 46 sont réalisées deux chambres, l'une est la chambre 37 siège du bulbe 41, tandis que l'autre, désignée par 47, présente la bouche d'entrée 5, qui est reliée directement (figure 1) à une bouche de sortie 51 du groupe thermostatique 6. Plus précisément, à travers la bouche 51, est prélevée l'eau du circuit de refroidissement dans une zone sous pression. Dans la chambre 47, est réalisée en outre une ouverture 52 de passage de l'eau de la chambre 47 à la chambre 43. Les chambres 37 et 47 sont séparées par une paroi 53 dans laquelle est réalisé un trou passant fileté 59 dans lequel est vissée une portion extérieurement filetée du bulbe 41. Ce dernier comprend une tige dont la portion extérieure 55 se trouve à l'intérieur de la chambre 47. Ladite tige, comme on le sait, présente une longueur variable en fonction de la température du bulbe 41, elle est donc sensible h la température du gas-oil qui l'entoure. La portion 55 à l'extrémité extérieure est enfilée à l'intérieur d'une partie de base d'un petit piston 57 qui constitue l'élément de commande d'une soupape 58 à étanchéité frontale qui vient s'appliquer contre une portion annulaire du fond 95 d'un bouchon fileté 62 vissé pour fermer la chambre 47 par l'interposition d'une garniture annulaire 96.En particulier, ledit bouchon 62 présente une cavité axiale intérieure 97 ouverte vers la soupape 58 et des trous radiaux 98 qui s'ouvrent vers la zone de l'ouverture 52, tandis qu'une garniture annulaire 99 est logée dans la portion terminale du bouchon 62'de manièreà assurer l'étanchéité sur la paroi intérieure de la chambre 47 et à séparer ainsi de façon étanche la bouche 5 de l'ouverture 52. Un ressort conique 61 est disposé à l'intérieur de la cavité 97, entre le fond aveugle de cette cavité et une rondelle d'arrêt 100 qui est fixée contre un épaulement 101 du petit piston 57.La soupape 58 est en particulier constituée par un élément annulaire 105 en matière élastique qui est dispose coaxialement sur le petit piston 57 et qui vient s'appliquer contre la rondelle 100 du côté opposé où agit le ressort 61 ; audit élément annulaire 105 est solidaire, de façon avantageuse par moulage d'une seule pièce, la base d'un élément cylindrique métallique 107 ayant une fonction de guidage, du meme diamètre que la chambre 47 qui se termine à l'extrémité opposée à la hauteur de la base du petit piston 57. Un ressort conique 110 est disposé autour du petit piston 57 et à l'intérieur de l'élément cylindrique 107, et agit entre la base dudit élément 107 qui est solidaire de l'élément annulaire 105 et l'épaulement de base 112 du petit piston 57. De même, la chambre 37 de logement du bulbe 41 est fermée par un bouchon fileté 62' avec interposition d'une garniture d'étanchéité 96'. En service, pour des températures du combustible supérieures par exemple à 123il, l'extrémité 55 de la tige présente un déplacement longitudinal progressif qui permet de déplacer vers le bouchon 62 la soupape 58, laquelle avec la paroi frontale de l'élément 105 réduit progressivement le passage vers l'ouverture 52 jusqu'd .le fermer complètement par son application sur la portion annulaire 95. Des déplacements successifs du petit piston 57 (qui ne proviennent plus d'un déplacement de l'élément 105) sont absorbés par la compression du ressort 110.Dans le cas de températures inférieures par exemple à +23il, c'est-à-dire pendant les phases de démarrage et de réchauffement du moteur, la tige du bulbe 41 est rentrée (sous l'action du ressort 61) en laissant libre le passage vers l'ouverture 52, ce qui fait que l'eau du groupe 6 parvient à l'intérieur de la chambre 47 et de celle-ci a l'intérieur de la chambre 43- où elle suit un trajet circulaire léchant les saillies 45. De la chambre 43, l'eau sort du couvercle 4 à travers une bouche de sortie 64 réalisée le long de la paroi 35 et retourne au moyen d'un raccord à oeillet (non représenté) dans une zone sous dépression du groupe 6. En service, le combustible effectue le trajet décrit ci-dessus, tandis que l'eau du circuit de refroidissement effectue son trajet seulement si le passage de la soupape 58 vers l'ouverture 52 est ouverte, c'est-à-dire seulement si la température du combustible est inférieure à une certaine valeur, par exemple 23il. Dans ce cas, l'échange de chaleur entre l'eau et le combustible, par suite du réchauffement progressif de ce dernier, se fait à l'intérieur du couvercle 4 à travers la cloison 32 qui sépare les chambres 31 et 43. La réalisation des nervures 34 et des saillies 45 augmente la surface d'échange de chaleur et par conséquent permet une plus grande efficacité de cet échange. En outre, les saillies 45 déterminent une circulation de l'eau dans la chambre 43 dans un sens prédéterminé qui permet à l'eau de lécher toute la cloison 32. Selon la présente invention, le corps 72 détermine un parcours en labyrinthe du combustible dans la chambre 81 par sa sortie du trou 77, de telle sorte que toutes les nervures 34 sont léchées et que l'on obtient un échange de chaleur maximal. De la description ci-dessus, les avantages obtenus par la réalisation de la présente invention sont évidents; en particulier, avec la soupape 58, il est possible de réaliser une fermeture complète du passage de l'eau vers l'ouverture 52 et avec le corps 72 il est possible de réaliser le passage maximal du carburant sur la surface des nervures 34. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage de combustible pour moteurs diesel du type comprenant un corps (2) à l'intérieur duquel est installé un filtre (3) pour le combustible, ledit corps (2) présentant un couvercle (4) à l'intérieur duquel sont réalisées une première canalisation pour le combustible et une seconde canalisation pour l'eau d'un circuit de refroidissement du moteur entre lesdites canalisations il existe un échange de chaleur et ladite seconde canalisation présente une bouche d'entrée (5) directement accouplée à une, bouche de sortie (51) réalisée dans une zone sous pression d'un groupé thermostatique (6) de contrôle dudit circuit de refroidissement du moteur ; à l'intérieur dudit couvercle (4) sont disposés des moyens (41, 58) de contrôle de la circulation de l'eau dans ladite seconde canalisation, caractérisé par le fait que lesdits moyens de contrôle comprennent des soupapes (58) à étanchéité frontale. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel un bulbe thermosensible (41) desdits moyens de contrôle de la circulation d'eau est disposé dans une zone (37) de ladite première canalisation, caractérisé par le fait que lesdits moyens de soupape (58) sont logés dans une chambre (47) dudit couvercle (4) et capables de coulisser sous l'action d'une tige (55) commandée par ledit bulbe (41) catie l'action des moyens à ressort (61), afin d'intercepter par une zone frontale (105) la circulation de l'eau. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de soupapes (58) comprennent un élément d'étanchéité (105) fixé coaxialement à ladite tige (55, 57). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comprend dans ladite chambre (47) un élément d'arrêt (95) de coulissement dudit élément d'étanchéité (105) afin de réaliser ladite interception frontale et un élément de guidage (107) dudit élément d'étanchéité (105). 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 å 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens à ressort comprennent un premier ressort (61) agissant entre ladite tige (55, 57) et ladite chambre (47), tandis qu'un second ressort (110) agit entre ladite tige (55, 57) et ledit élément d'étanchéité (105). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens en labyrinthe (72) disposés dans la zone de ladite première canalisation pour le combustible. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel ladite zone de ladite première canalisation comprend une chambre annulaire (31) ouverte vers le bas, c'est-à-dire vers ledit filtre (3) ; et dans lequel à l'intérieur de ladite première chambre (31) est réalisée une pluralité de premières nervures radiales (34) dudit couvercle (4) de manière à augmenter la surface d'échange de chaleur, caractérisé par le fait que lesdits moyens en labyrinthe comprennent une pluralité correspondante de secondes nervures radiales (76) placées entre lesdites premières nervures radiales (34). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que lesdites secondes nervures radiales (76) appartiennent à un corps (72) logé dans ledit couvercle (4). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit corps (72) est réalisé en matière plastique. 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé par le fait que ledit corps (72) est bloqué entre ledit corps (2) logeant ledit filtre (3) et ledit couvercle (4).