Brevet FR2650383A1 — publié le 19910201

Ecnangeur de chaleur, notamment échangeur de chaleur de chauffage intercalé dans le circuit de refroidissement du moteur d'un véhicule automobile L'invention concerne un échangeur de chaleur, notamment un échangeur de chaleur de chauffage intercalé dans le circuit de refroidissement du moteur d'un véhicu- le automobile, comprenant un tube d'arrivée qui débouche en haut dans une boîte à eau et une conduite de dégazage de peti- te section, associée & ce tube d'arrivée, cette conduite menant à un vase de compensation et se terminant dans ce vase au-dessous de la surface libre du liquide. On connatt déjà, par le brevet GB-A-918 221, un dispositif de ce genre utilisé dans un échangeur de cha- leur disposé couché, et par conséquent parcouru horizon- talement, pour séparer et évacuer les constituants ga- zeux entraînés dans le circuit de refroidissement du mo- teur. Du vase de compensation qui est adjacent à la bol- te à eau d'arrivée, part une conduite de dégazage qui mè- ne dans la région du débouché du tube d'arrivée, de sor- te qu'à l'occasion de chaque écoulement, un courant par- tiel de liquide de refroidissement contenant des petites bulles de gaz pénètre dans le conduit de dégazage et est envoyé au vase de compensation, o les constituants ga- zeux peuvent se dégager. Le passage de la conduite de dé- gazage à l'intérieur de l'échangeur de chaleur est com- vliqué et l'efficacité n'est pas particulièrement grande parce qu'il ne se produit une séparation des gaz qu'aux grandes vitesses d'écoulement tandis que, aux faibles vi- tesses d'écoulement, les petites bulles de gaz sont transportées le long de la paroi supérieure du tube d'ar- rivée et ne peuvent donc pas pénétrer dans la conduite de dégazage, qui passe plus bas. Il en résulte que, lors- que l'échangeur de chaleur est utilisé en tant qu'échan- geur de chaleur de chauffage avec une faible puissance de chauffage, il se produit constamment un transport d'un liquide de refroidissement chargé de gaz, ce qui se manifeste dans l'habitacle du véhicule par un bruit désa- gréable de glouglou et de clapot. Les conditions sont en- core plus défavorables lorsaue l'échangeur de chaleur est disposé debout et qu'il est parcouru par le courant de haut en bas. Le but de l'invention est de créer un disposi- tif de dégazage qui possède une construction simple, qui se branche facilement et qui, en oarticulier, sépDare une quantité maximale de gaz, même en présence de petites vi- tesses d'écoulement, de manière à éviter les bruits de glouglou et de clapot. Ce problème est résolu dans un échangeur de cha- leur du type décrit au début du présent mémoire, en ce que la conduite de dégazage est mise en posi- tion de travail conjointement avec la fixation du tube d'arrivée et mène du point le plus haut de la boîte d'eau d'arrivée jusqu'au vase de compensation placé à distance. Ceci a pour effet de limiter à un minimum les éléments rapportés intérieurement ou extérieurement sur l'échangeur de chaleur. Le fait que le tube d'arrivée et la conduite de dégazage soient branches conjointement supprime le besoin de moyens de raccordement distincts pour la conduite de dégazage et le fait que le raccorde- ment de la conduite de dégazage soit placé en position haute assure une évacuation particulièrement bonne du liquide de refroidissement chargé de gaz. Dans un exemple de réalisation préféré de l'in- vention, qui n'exige aucune modification sur la botte à eau d'arrivée, la conduite de dégazage sur le côté échan- geur de chaleur pénètre de haut en bas dans le tube d'ar- rivée, en formant un coude et sort de ce tube au niveau du débouché de ce dernier. Dans un autre exemple de réalisation de l'inven- tion, il est prévu, au-dessus du débouché du tube d'arri- vée dans la botte d'eau d'arrivée, une chambre collectri- ce formée sur cette botte et d'o part la conduite de dé- gazage. Si l'échangeur de chaleur est muni d'au moins une botte'& eau de retour intégrée dans la botte à eau d'arrivée supérieure, et isolée par des cloisons, le de- gré de séparation des gaz obtenu en se servant du cir- cuit d'échangeur de chaleur peut être amélioré lorsau'on prévoit, dans la cloison qui isole chaque botte d'eau de retour de la botte d'eau d'entrée, au moins une ouvertu- re de déversement de faible largeur placée en position haute. Deux exemples de réalisation de l'invention sont maintenant décrits de façon plus détaillée en re- gard du dessin. Sur ce dessin, la figure 1 est une coupe de la région du débou- ché du tube d'entrée, avec une conduite de dégazage qui sort du tube d'arrivée; la figure 2 est une coupe selon la figure 1, avec une conduite de dégazage branchée au-dessus du tube d'arrivée; et la figure 3 est une vue de dessus d'un échan- geur de chaleur à deux zones, avec un perçage de déverse- ment entre la botte d'eau d'arrivée et chaque botte d'eau de retour. Selon la figure 1, à une botte d'eau d'arrivée 1, montée d'une façon non représentée sur un faisceau de tubes, est branché un tube d'arrivée 2 d'o sort, en saillie, une conduite de dégazage 3 qui se termine par un coude 4 dirigé vers le haut. La conduite de dégazage 3 s'étend à l'intérieur du tube d'arrivée 2 sur une cer- tainè longueur puis sort de ce tube. Une conduite 5 fai- te d'un tuyau souple, qui est portée par le tube d'arrivée 2, est en communication avec l'arrivée d'eau chaude d'un circuit de refroidissement à eau non représenté apparte- nant à un moteur à combustion interne tandis qu'à la con- duite de dégazage 3, se raccorde une conduite 6 formée d'un tuyau souple, qui débouche, avec interposition d'une vanne 7, dans une conduite 8 qui mène d'un thermostat d'eau de refroidissement non représenté à un vase de compensation 9, o elle se termine au-dessous de la surface libre du liquide 10 indiquée sur le dessin. Le vase de compensa- tion 9 est en communication, par une tubulure 11 et une conduite non représentée, raccordée à cette tubulure, avec le côté aspiration d'une pompe à eau de refroidisse- ment, également non représentée. Pendant le fonctionnement du moteur à combus- tion interne, il peut se produire, par suite de défauts d'étanchéité du joint de culasse, que des gaz pénètrent dans le liquide de refroidissement. Les bulles de gaz sont entraînées par le courant d'eau de refroidissement et elles se rassemblent dans la boite à eau d'entrée 1 placée en position haute. En particulier dans le cas d'un échangeur de chaleur de chauffage 12 placé debout, ainsi que ceci ressort de la figure 3, les bulles de gaz incluses ne sont pas transportées en sens inverse de la poussée hydrostatique par les courants d'eau chaude, par- ce que ces derniers sont trop faibles, de sorte qu'au bout d'un certain temps, il pourrait se manifester des bruits de glouglou et de clapot qui seraient nettement perceptibles en raison de la proximité immédiate de l'échangeur de chaleur de chauffage 13 par rapport à l'habitacle. Afin qu'il ne se produise pas d'accumula- tion de gaz, un courant relativement faible de liquide éventuellement chargé de gaz est prélevé par l'intermé- diaire de la conduite de dégazage-3 et envoyé au vase de compensation 9, o il sort au-dessous de la surface li- bre 10 du liquide. En raison de la faible vitesse d'écoulement qui règne dans le vase de compensation 9, le gaz peut se dégager du liquide de refroidissement et s'accumuler dans l'espace qui surmonte la surface libre du liquide. Dans l'exemple de réalisation selon la figure 2, la fixation du tube d'arrivée 2 sur la botte à eau d'arrivée 1, placée en position haute, se produit ici aussi conjointement avec celle de la conduite de dégaza- ge 3. Toutefois, ici, la conduite de dégazage 3 se trou- ve au-dessus du tube d'arrivée 2 et débouche dans une chambre collectrice 13 qui est formée sur la botte à eau d'arrivée 1. Pour le reste, la disposition des conduites correspond à celle de la figure 1. Selon la représentation de la figure 3, des cloisons verticales 14 isolent de la botte à eau d'arri- vée 1 deux bottes à eau de retour 15 de chacune desquel- les part un tube de retour 16. Le renvoi de l'eau de re- froidissement se produit, d'une façon non représentée, dans une botte à eau placée en position basse. Cette dis- position connue sert à permettre de réaliser un échan- geur de chaleur qui possède une puissance de chauffage réglable individuellement pour chacune des deux moitiés de l'habitacle. Dans chacune des cloisons 14, est ména- gée une ouverture de déversement 17 de faible largeur, qui se trouve de préférence au point le plus élevé de chaque botte à eau de retour 15, de sorte qu'il se pro- duit un dégazage du retour de l'échangeur de chaleur vers la botte à eau d'arrivée 1. R E V E N D IC T I ON S 1. Echangeur de chaleur notamment un échangeur de chaleur de chauffage intercalé dans le circuit de re- froidissement du moteur d'un véhicule automobile, compre- nant un tube d'arrivée qui débouche en haut dans une botte à eau et une conduite de dégazage de petite section, associée à ce tube d'arrivée, cette conduite menant à un vase de compensation et se terminant dans ce vase au-dessous de la surface libre du liquide, caractérisé en ce que la conduite de dégazage (3) est mise en posi- tion de travail conjointement avec la fixation du tube d'arrivée (2) et mène du point le plus haut de la boîte à eau d'arrivée (1) jusqu'au vase de compensation (9) placé à distance. 2. Ecnangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que, sur le côté échangeur de chaleur, la conduite de dégazage (3) pénètre dans le tube d'arrivée (2) de haut en bas en formant un coude et sort de ce tube au ni- veau du débouché de celui-ci. 3. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé - en ce qu'au-dessus du débouché du tube d'arrivée (2) dans la botte à eau d'arrivée (1) est prévue une chambre collectrice (13) formée sur cette botte, et d'o part la conduite de dégazage (3). - 4. Echangeur de chaleur selon *une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'échangeur de chaleur est muni d'au moins une botte à eau de retour intégrée dans la botte à eau d'arrivée supérieure, et isolée par des cloisons, caractérisé en ce que, dans la cloison (14) qui isole chaque boîte à eau de retour (15) de la botte à eau d'arrivée (1), est ménagée au moins une ouverture de déversement (17) de faible largeur, placée en position haute.