Brevet FR2665727A1 — publié le 19920214

I L'invention concerne un dispositif de refroidissement d'un moteur thermique, notamment de véhicule automobile, compre- nant un échangeur de chaleur pour le refroidissement par air d'un fluide de refroidissement circulant en contact thermique avec le moteur, un groupe moto-ventilateur propre à forcer la circulation de l'air en contact avec l'échangeur de chaleur, et un capteur de température en contact thermi- que avec le fluide de refroidissement, à l'intérieur de l'échangeur de chaleur, pour commander le fonctionnement du groupe moto-ventilateur en fonction de la température du fluide. Dans un tel dispositif, le groupe moto-ventilateur sert à intensifier le refroidissement du fluide de refroidisse- ment, par exemple une solution aqueuse d'un liquide antigel, pour éviter que sa température devienne trop élevée A cet effet, le ventilateur est mis en marche au moyen d'organes de commutation lorsque le capteur de température détecte le franchissement d'un seuil par la température du fluide. Les dispositifs les plus simples comprennent un seul venti- lateur entraîné par un seul moteur alimenté sous une seule tension Le système peut alors prendre deux états, ventila- teur arrêté ou ventilateur en marche, selon que la tempéra- ture détectée est inférieure ou supérieure au seuil de com- mutation Des dispositifs plus élaborés comprennent un mo- teur pouvant être alimenté directement, ou à travers une résistance ballast, de façon à tourner à deux vitesses dif- férentes, ou un moteur à quatre balais conçu pour tourner à deux vitesses différentes, ou encore deux moteurs entrai- nant chacun un ventilateur et pouvant être alimentés en série ou en parallèle Ces dispositifs présentent trois modes de fonctionnement en fonction de la température du fluide de refroidissement Certains dispositifs comportent, par ailleurs, un variateur électronique pour faire varier de façon continue la vitesse du moteur du ventilateur. Dans les dispositifs connus, les organes de commutation, par exemple relais ou composants électroniques, qui assurent la mise en ou hors service du groupe moto-ventilateur, et le cas échéant la variation de sa vitesse, sous la commande du détecteur de température, sont éloignés de celui-ci et du moteur du ventilateur Il en est de même de la résistance ballast, lorsqu'elle est prévue, cette résistance ballast étant placée dans le courant d'air de refroidissement de l'échangeur de chaleur, pour son propre refroidissement. Cette dispersion complique le montage et le câblage du dis- positif. Le but de l'invention est de rémédier à cet inconvénient. A cet effet, dans le dispositif selon l'invention, le cap- teur de température est disposé en saillie sur un bottier de commande fermé monté sur une paroi extérieure de l'échan- geur de chaleur, ce bottier contenant les organes nécessai- res à la commutation du groupe moto-ventilateur et étant relié directement, par des conducteurs électriques, à une source d'alimentation électrique et aux bornes d'entrée de puissance du moteur de ce groupe. Dans un mode de réalisation de l'invention, ladite paroi extérieure appartient à une boite à fluide définissant au moins une chambre de fluide dans laquelle pénètre le capteur de température. Dans le cas o le dispositif comprend une résistance ballast qui peut être branchée en série avec le moteur du moto-ven- tilateur, au moyen des organes de commutation, pour assurer une vitesse de rotation réduite, cette résistance ballast peut être disposée dans le bottier de commande, en contact thermique avec le fluide de refroidissement Elle est de préférence enroulée autour du capteur de température, à distance de celui-ci, en faisant également saillie à l'inté- 5 rieur de l'échangeur de chaleur. Avantageusement, la paroi extérieure de l'échangeur de cha- leur comporte une ouverture qui est obturée de façon étanche au fluide de refroidissement par le bottier de commande,10 ce dernier étant limité, vers l'intérieur de l'échangeur de chaleur, par une paroi conductrice de la chaleur, laquel- le présente une partie tubulaire en saillie pour loger le capteur de température et une partie annulaire en saillie, entourant la partie tubulaire, pour loger la résistance ballast, la partie tubulaire et la partie annulaire étant séparées l'une de l'autre par un espace libre annulaire rempli par le fluide de refroidissement. Avantageusement, l'ouverture de la paroi extérieure et les parties tubulaire et annulaire de la paroi du bottier de commande ont des formes sensiblement de révolution autour d'un même axe. L'invention vise également un bottier de commande propre à faire partie d'un dispositif tel -que défini ci-dessus, ce bottier contenant des organes de commutation et présen- tant des bornes pour la liaison directe de ceux-ci à une source d'alimentation électrique et aux bornes d'entrée de puissance d'un moteur électrique, ainsi qu'un capteur de température disposé en saillie, propre à fournir des signaux de commande aux organes de commutation. L'invention a également pour objet un échangeur de chaleur équipé d'un tel bottier de commande, ainsi qu'une botte à fluide pour échangeur de chaleur, comportant une paroi extérieure sur laquelle est monté ce même boîtier de comman- de, le capteur de température faisant saillie à l'intérieur de l'échangeur ou de la boîte à fluide pour y venir en con- tact thermique avec un fluide de refroidissement.5 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront de la description détaillée ci-après, et de la Figure unique annexée, représentant une partie d'un échan- geur de chaleur selon l'invention, en élévation et partiel- lement en coupe. L'échangeur de chaleur 1, partiellement représenté, comprend une boite à fluide 2 définissant au moins une chambre 3 remplie d'un fluide de refroidissement, par exemple d'une solution aqueuse d'un produit antigel, et un faisceau de tubes muni d'ailettes 4, une partie au moins des tubes étant en communication avec la chambre 3 Une paroi extérieure de la boîte à fluide 2, limitant la chambre 3, présente une ouverture circulaire 6, qui est obturée par un boîtier de commande 7, avec interposition d'un joint d'étanchéité annulaire 8 Le boîtier 7 est formé d'une semelle 9 en métal bon conducteur de la chaleur, par exemple en aluminium, appliquée sur la paroi 5 et obturant l'ouverture 6, et d'un capot en matière plastique 10, situé à l'extérieur de la boîte à fluide 2 et coopérant avec la semelle 9 pour définir un espace fermé 11 La semelle 9 présente une partie tubu- laire 12, en saillie à l'intérieur de la chambre 3 et fermée à son extrémité libre, ainsi qu'une partie annulaire 13 entourant la partie 12 Cette partie annulaire est formée d'un élément de paroi cylindrique interne 14 et d'un élément de paroi cylindrique externe 15 reliés entre eux par un élément de paroi d'extrémité 16 de façon à délimiter un espace annulaire 17 séparé de la chambre 3 et communiquant avec l'espace 11 La partie tubulaire 12 et la partie annu- laire 13 ont des formes de révolution autour de l'axe de l'ouverture 6. La partie tubulaire 12 et la partie annulaire 13 contiennent respectivement un capteur de température 18, par exemple une thermistance, et une résistance ballast 19 qui sont en contact thermique, par l'intermédiaire de la paroi de la semelle 9, avec le fluide de refroidissement contenu dans la chambre 3, qui baigne cette paroi L'espace interne 11 du boîtier de commande 7 contient un circuit imprimé 20 relié au capteur 18 et à la résistance 19, et portant des organes de commutation tels que des relais 21 et des composants électroniques 22 Le circuit imprimé 20 est éga- lement relié par des conducteurs 23 situés dans l'espace 11 à des bornes de raccordement électrique 24 montées sur le capot 10 et faisant saillie à l'extérieur du boîtier. Ces bornes sont destinées à être raccordées directement, par des conducteurs électriques, d'une part à une source d'alimentation, par exemple la batterie d'accumulateurs et/ou l'alternateur du véhicule, d'autre part aux bornes d'entrée de puissance du moteur d'un groupe moto-ventila- teur, de façon que le moteur, en fonction de l'état des organes de commutation, eux-mêmes pilotés par le capteur de température 18, soit alimenté pratiquement sous la ten- sion de la source, ou sous une tension réduite, en étant branché en série avec la résistance ballast 19, ou soit hors circuit. La partie annulaire 13 de la semelle 9 est écartée radiale- ment de la partie tubulaire axiale 12, laissant entre elles un espace annulaire 25 rempli de fluide de refroidissement, qui permet à la chaleur dégagée par la résistance 19 de ne pas influencer de façon sensible la température détectée par le capteur 18, tout en permettant d'évacuer cette cha- leur par le fluide circulant dans l'espace annulaire. Des moyens non représentés peuvent être prévus pour assurer un montage rapide du boîtier de commande sur la boîte à fluide 2, par exemple du type à baïonnette. Des bornes de raccordement supplémentaires peuvent être prévues sur le boîtier lorsque des informations autres que la température du fluide de refroidissement, provenant par exemple d'un ordinateur de bord, doivent être prises en compte pour la commande du groupe moto- ventilateur.10 Bien entendu, la partie annulaire de la semelle du bottier de commande peut être supprimée lorsque le dispositif ne comporte pas de résistance ballast. REVENDICATIONS 1 Dispositif de refroidissement d'un moteur thermique, notamment de véhicule automobile, comprenant un échangeur de chaleur ( 1) pour le refroidissement par air d'un fluide de refroidissement circulant en contact thermique avec le moteur, un groupe moto-ventilateur propre à forcer la circu- lation de l'air en contact avec l'échangeur de chaleur, et un capteur de température ( 18) en contact thermique avec le fluide de refroidissement, à l'intérieur de l'échangeur de chaleur, pour commander le fonctionnement du groupe moto-ventilateur en fonction de la température du fluide, caractérisé en ce que le capteur de température est disposé en saillie sur un boîtier de commande fermé ( 7) monté sur une paroi extérieure ( 5) de l'échangeur de chaleur, ce boîtier contenant les organes ( 21, 22) nécessaires à la commutation du groupe moto-ventilateur et étant relié directement, par des conducteurs électriques, à une source d'alimentation électrique et aux bornes d'entrée de puissance du moteur de ce groupe. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi extérieure appartient à une boîte à fluide ( 2) définissant au moins une chambre de fluide ( 3) dans laquelle pénètre le capteur de température. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, carac- térisé en ce que le boîtier de commande contient une résis- tance ballast ( 19) qui peut être branchée en série avec le moteur du groupe moto-ventilateur, au moyen desdits orga- nes de commutation, pour assurer une vitesse de rotation réduite, la résistance ballast étant en contact thermique avec le fluide de refroidissement. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la résistance ballast est enroulée autour du capteur de température, à distance de celui-ci, et fait également saillie à l'intérieur de l'échangeur de chaleur. 5 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite paroi extérieure comporte une ouverture ( 6) qui est obturée de façon étanche au fluide de refroidisse- ment par le boîtier de commande, de dernier étant limité, vers l'intérieur de l'échangeur de chaleur, par une paroi ( 9) conductrice de la chaleur, laquelle présente une partie tubulaire ( 12) en saillie pour loger le capteur de tempéra- ture et une partie annulaire en saillie, entourant la partie tubulaire, pour loger la résistance ballast, la partie tubu- laire et la partie annulaire étant séparées l'une de l'autre par un espace libre annulaire ( 25) rempli par le fluide de refroidissement. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'ouverture de la paroi extérieure ( 5) de l'échangeur de chaleur et les parties tubulaire et annulaire de la paroi du boîtier de commande ont des formes sensiblement de révo- lution autour d'un même axe. 7 Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes de commutation sont montés sur un circuit imprimé ( 20) disposé dans le boîtier de com- mande. 8 Boitier de commande ( 7) propre à faire partie d'un dispositif selon l'une des revendications précédentes, ce boîtier contenant des organes de commutation ( 21, 22) et présentant des bornes ( 24) pour la liaison électrique direc- te de ceux-ci à une source d'alimentation électrique et aux bornes d'entrée de puissance d'un moteur électrique, ainsi qu'un capteur de température ( 18) disposé en saillie, propre à fournir des signaux de commande aux organes de commutation. 9 Echangeur de chaleur ( 1) équipé d'un bottier de commande ( 7) selon la revendication 8, le capteur de température ( 18) faisant saillie à l'intérieur ( 3) de l'échangeur pour y venir en contact thermique avec un fluide de refroidisse- ment. 10 Boite à fluide ( 2), pour échangeur de chaleur, compor- tant une paroi extérieure ( 5) sur laquelle est monté un bo tier de commande ( 7) selon la revendication 8, le capteur de température ( 18) faisant saillie à l'intérieur ( 3) de la boîte à fluide pour y venir en contact thermique avec un fluide de refroidissement.