Brevet FR2681032A1 — publié le 19930312

L'invention concerne un dispositif de chauffage d'un liquide de lave-glace, destiné en particulier à un véhicule automobile. On a déjà proposé de chauffer un liquide de lave-glace afin d'améliorer l'efficacité de nettoyage de ce liquide lorsqu'il est projeté sur une surface vitrée, par exemple sur un pare-brise de véhicule automobile. On connaît, d'après les documents FR-A-2 129 629 et EP-A-0 271 821, des dispositifs de chauffage de ce type qui sont propres à être interposés entre un réservoir de liquide de lave-glace et au moins un gicleur placé en avant d'une surface vitrée à nettoyer. Ces dispositifs connus comprennent une enceinte limitée par une paroi généralement cylindrique et propre à être traversée par un fluide chaud, ainsi qu'un serpentin logé à l'intérieur de l'enceinte et propre à être traversé par le liquide de lave-glace, ce serpentin comportant deux extrémités se prolongeant respectivement par une tubulure d'entrée de liquide et une tubulure de sortie de liquide traversant à étanchéité la paroi de l'enceinte. Le serpentin est alors balayé par le fluide chaud qui cède de l'énergie thermique au liquide de lave-glace. Le fluide chaud est habituellement constitué par le liquide de refroidissement du moteur du véhicule, ou encore par les gaz d'échappement de celui-ci. Dans les dispositifs connus précités, le serpentin est formé à partir d'un tube enroulé en une hélice disposée coaxialement à l'intérieur de l'enceinte. Cette configuration est favorable à un bon échange thermique entre le fluide chaud circulant dans l'enceinte et le liquide de lave-glace circulant dans le serpentin, mais elle a pour inconvénient de faire obstacle à la circulation du fluide chaud à l'intérieur de l'enceinte tubulaire et, par conséquent, d'entraîner une perte de charge. L'invention a notamment pour but de surmonter cet inconvénient. Elle propose à cet effet un dispositif de chauffage du type précité, dans lequel le serpentin est formé d'une multiplicité de tronçons tubulaires rectilignes, reliés deux à deux, s'étendant parallèlement entre eux suivant une configuration cylindrique coaxiale à celle de la paroi de l'enceinte, de sorte que chaque tronçon tubulaire se trouve proche de la paroi, et que deux des tronçons tubulaires du serpentin communiquent respectivement avec la tubulure d'entrée de liquide et la tubulure de sortie de liquide. Du fait que les tubes sont disposés dans une configuration cylindrique coaxiale à celle de la paroi de l'enceinte, tout en étant proches de celle-ci, ils s'étendent ainsi dans des directions parallèles à celles du flux du fluide chaud et n'entravent pas la circulation de ce dernier. Le dispositif de l'invention permet néanmoins d'obtenir une transmission thermique aussi bonne que celle des dispositifs à serpentins en hélice, tout en possédant un encombrement comparable. Si l'on souhaite augmenter les performances thermiques du dispositif, il suffit de multiplier le nombre des tronçons tubulaires et/ou d'augmenter leur longueur. Dans une première forme de réalisation de l'invention, le serpentin est réalisé d'une seule pièce à partir d'un tube déformé pour définir les tronçons tubulaires rectilignes précités ainsi que des coudes en U reliant les tronçons deux à deux. Dans cette première forme de réalisation de l'invention, le dispositif comprend avantageusement deux bagues opposées reliéesà la paroi de l'enceinte et comportant deux gorges annulaires situées en vis-à-vis l'une de l'autre pour recevoir les coudes en U du serpentin et assurer ainsi son maintien et son centrage à l'intérieur de l'enceinte. De préférence, l'une des bagues est réalisée d'une seule pièce avec la paroi de l'enceinte, tandis que l'autre bague comporte une collerette périphérique pour son emboîtement sur la paroi de l'enceinte. Dans ces conditions, l'assemblage du dispositif de l'invention est particulièrement simple à effectuer. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'une des deux bagues est réalisée d'une seule pièce avec les tubulures d'entrée et de sortie de liquide. Selon une autre caractéristique de l'invention, chacune des deux bagues se prolonge, du côté opposé à la paroi de l'enceinte, par un embout permettant de raccorder le dispositif à un tuyau d'entrée ou de sortie du fluide chaud. Dans une seconde forme de réalisation de l'invention, les tronçons tubulaires du serpentin sont indépendants les uns des autres et chacun d'eux est emmanché, à ses deux extrémités, dans deux bagues annulaires situées aux deux extrémités de la paroi de l'enceinte, ces deux bagues délimitant intérieurement des chambres indépendantes faisant communiquer les tronçons tubulaires deux à deux. Dans cette forme de réalisation de l'invention, chacune des bagues comprend avantageusement deux parois annulaires opposées dont l'une est munie de trous pour l'emmanchement des tronçons tubulaires, une paroi cylindrique interne reliant les deux parois annulaires et des cloisons radiales dépendant des parois annulaires et de la paroi cylindrique, chaque bague étant logée dans un carter cylindrique relié à la paroi de l'enceinte. Avantageusement, chacun des carters cylindriques comporte, d'un côté, une collerette propre à s'emboîter sur la paroi de l'enceinte et, de l'autre côté, un embout pour le raccordement du dispositif à un tuyau d'entrée ou de sortie du fluide chaud. De préférence, l'un des deux carters comporte les deux tubulures d'entrée et de sortie de liquide, ces dernières communiquant avec deux chambres séparées dans la bague. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de lave-glace selon la première forme de réalisation précitée; - la figure 2 est une représentation à plat du serpentin du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 1; - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1; - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de lave-glace selon la seconde forme de réalisation précitée; - la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5; et - la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 5. On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente un dispositif de lave-glace selon l'invention comprenant une enceinte 10 délimitée par une paroi généralement cylindrique 12, dans l'exemple à section circulaire, cette enceinte étant propre à être traversée par un fluide chaud dans la direction desflèches F. Ce fluide chaud est constitué par exemple par le liquide de refroidissement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. La paroi cylindrique 12 prolonge une bague annulaire 14 de même diamètre externe qui délimite une gorge annulaire 16 (figures 1 et 3) dirigée vers l'intérieur de l'enceinte. Du côté opposé à la paroi 12, la bague 14 se prolonge par un embout tubulaire 18, de plus petit diamètre que la paroi 12, muni d'un bourrelet de retenue 20. Un tuyau souple 22 est emmanché autour de l'embout 18 et fixé à ce dernier par un collier 24. Le tuyau 22 sert à l'évacuation du fluide quittant l'enceinte 12. Le dispositif comprend en outre une autre bague 26 qui délimite intérieurement une gorge annulaire 28 située en vis-à-vis de la gorge annulaire 16 de la bague 14. La bague 26 comporte, d'un côté, une collerette périphérique 29 propre à s'emboîter autour de la paroi 12 et, de l'autre côté, un embout 30 de plus petit diamètre que la paroi 12, qui comporte un bourrelet périphérique 32. Un tuyau souple 34 est emmanché autour de l'embout 30 et maintenu sur celui-ci par un collier de serrage 36. Le tuyau 34 sert à l'arrivée du fluide circulant dans l'enceinte 12, comme indiqué par la flèche F. La bague 26 est formée d'une seule pièce avec deux tubulures 38 et 40 (figure 4) faisant saillie radialement vers l'extérieur et servant respectivement à l'entrée et la sortie d'un liquide de lave-glace, comme représenté par les flèches G. Les deux tubulures débouchent vers l'intérieur de l'enceinte par l'intermédiaire de deux orifices 42 et 44 d'axes parallèles. La gorge annulaire 28 s'étend sur un peu moins d'une circonférence complète et s'arrête à proximité immédiate des deux orifices 42 et 44. Lorsque la bague 26 est emmanchée autour de la paroi 12, les gorges annulaires 16 et 28 sont en vis-à-vis et servent delogement à un serpentin 46 qui est représenté dans sa configuration à plat sur la figure 2. Ce serpentin est réalisé d'une seule pièce à partir d'un tube creux réalisé en un matériau à bonne conductibilité thermique, de préférence en cuivre. Le tube est déformé pour définir plusieurs tronçons tubulaires 48 qui sont au nombre de douze dans l'exemple considéré. Les tronçons tubulaires 48 sont rectilignes et parallèles entre eux et reliés deux à deux par des coudes 50 en forme de U, et plus précisément de forme semi-circulaire. Le serpentin 46 possède deux extrémités 52 et 54 prolongeant respectivement deux des tronçons tubulaires 48 et propres à être emmanchés respectivement dans les orifices 42 et 44 de la bague 26. Pour cela, le serpentin 46 est déformé, à partir de sa configuration à plat de la figure 2, pour lui donner une configuration cylindrique dans laquelle les deux tronçons tubulaires 48 d'extrémités sont rapprochés l'un de l'autre. Dans cette configuration cylindrique, les tronçons 48 sont à égale distance de l'axe de l'enceinte et équidistants deux à deux. Lorsque le serpentin est dans sa configuration cylindrique, les coudes 50 situés d'un côté du serpentin sont emmanchés dans la gorge 16 de la bague 14 tandis que les coudes 50 du côté opposé sont introduits dans la gorge 28 de la bague 26, comme montré à la figure 1. Lorsque le dispositif est monté, les tronçons 48 sont situés proches de la paroi 12 de l'enceinte et n'entravent pas la circulation du fluide chaud dans la direction des flèches F. Etant donné que les tronçons 48 sont distants les uns des autres et distants de la paroi 12, ils sont néanmoins balayés par le fluide chaud, ce qui permet d'assurer un bon échange thermique entre le fluide chaud et le liquide de lave-glace. Cet échange peut être accru en augmentant le nombre des tronçons de tube et/ou en accroissant leur longueur.Il est à noter que l'encombrement en largeur du dispositif est très légèrement supérieur à celui des tuyaux 22 et 34. On se réfère maintenant aux figures 5 à 7 qui montrent une autre forme de réalisation de l'invention. Le dispositif des figures 5 à 7 comprend une enceinte 60 délimitée par une paroi cylindrique 62 à section circulaire et propre à être traversée axialement par un fluide chaud dans la direction des flèches F. La paroi cylindrique 62 possède deux extrémités ouvertes opposées 64 et 66 sur lesquelles sont emmanchés respectivement deux carters cylindriques 68 et 70 de forme étagée. Le carter 68 comprend une paroi cylindrique 72 prolongée par une collerette 74 propre à s'emmancher sur l'extrémité 64 de l'enceinte 62. Il comprend en outre un embout tubulaire 76 de plus faible diamètre que la paroi 72 et raccordé à cette dernière par une paroi annulaire 78. L'embout 76 est muni d'un bourrelet périphérique 80. Un tuyau souple 82 est emmanché autour de l'embout 76 et fixé à celui-ci par un collier de serrage 84. Le carter 70 comprend une paroi cylindrique 86 de même diamètre que la paroi 62 et munie d'une collerette 88 d'emboîtement sur l'extrémité 66 de la paroi 62. A son autre extrémité, le carter 70 comprend un embout 90 de plus faible diamètre raccordé à la paroi 86 par une paroi annulaire 92 et muni d'un bourrelet de retenue 94. Un tuyau souple 96 est emmanché autour de l'embout 90 et fixé à ce dernier par un collier de serrage 98. Les tuyaux 96 et 82 servent respectivement à l'entrée et à la sortie du fluide chaud. Le dispositif de l'invention comprend en outre deux bagues 100 et 102 logées respectivement dans les carters 68 et 70. La bague 100 comprend une paroi annulaire 103 propre à venir en appui contre la paroi annulaire 78 du carter 68, une paroi annulaire opposée 104 comportant une multiplicité de trous 106 régulièrement espacés qui, dans l'exemple, sont au nombre de douze, et une paroi cylindrique interne 108 reliant les parois 102 et 104. En outre, la bague 100 comporte six cloisons radiales 110 (figure 6) délimitant six chambres 112 dans chacune desquelles débouchent deux trous 106. La bague 102 est analogue à la bague 100. Elle comprend une paroi annulaire 113 propre à prendre appui contre la paroi annulaire 92 du carter 70, une paroi annulaire opposée 116 comportant douze trous 118 et une paroi cylindrique interne 114 raccordant les parois annulaires 113 et 116. La bague 102 comprend six cloisons radiales 120 permettant de délimiter cinq chambres 122 dans chacune desquelles débouchent deux trous 118. Elle comprend en outre une autre cloison radiale 124 disposée entre deux cloisons 120 adjacentes pour ménager deux chambres 126 et 128 dans chacune desquelles débouche un seul trou 118. Les chambres 126 et 128 communiquent respectivement avec deux tubulures 130 et 132 faisant saillie radialement à l'extérieur du carter 70. Les tubulures 130 et 132 sont destinées respectivement à l'entrée et à la sortie d'un liquide de lave-glace, comme représenté par les flèches G. Comme montré à la figure 5, chacun des trous 106 de la bague 100 est situé dans l'alignement axial d'un trou 118 de la bague 102. Le dispositif comprend en outre un serpentin 134 qui est formé de douze tronçons tubulaires indépendants 136 dont chacun est emmanché, à une extrémité, dans un trou 106 et, à son autre extrémité, dans un trou 118. I1 est à noter que les cloisons 110 de la bague 100 sont décalées par rapport aux cloisons 120 de la bague 102. De cette façon, le liquide de lave-glace introduit par la tubulure 130 dans la chambre 126 gagne l'une des chambres 112 de la bague 100, ensuite l'une des chambres 122 de la bague 102 et ainsi de suite pour gagner finalement la chambre 128 de la bague 102 et quitter cette bague par la tubulure 132. Les tronçons 136 sont avantageusement emmanchés et soudés aux bagues 100 et 102, ces dernières étant de préférence formées d'une matière métallique. Le dispositif des figures 5 à 7 fonctionne d'une manière analogue à celui des figures 1 à 4. Le dispositif de l'invention est destiné tout particulièrement au chauffage d'un liquide de lave-glace pour le pare-brise d'un véhicule automobile. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de chauffage d'un liquide de lave-glace, comprenant une enceinte (10;60) délimitée par une paroi généralement cylindrique (12;62) et propre à être traversée par un fluide chaud, ainsi qu'un serpentin (46;134) logé dans l'enceinte et propre à être traversé par le liquide de lave-glace, ce serpentin ayant deux extrémités se prolongeant respectivement par une tubulure d'entrée (38;130) et une tubulure de sortie (40;132) traversant la paroi de l'enceinte, caractérisé en ce que le serpentin (46;134) est formé d'une multiplicité de tronçons tubulaires (48;136) rectilignes, reliés deux à deux, qui s'étendent parallèlement entre eux suivant une configuration cylindrique coaxiale à celle de la paroi (12;62) de l'enceinte, de sorte que chaque tronçon tubulaire se trouve situé proche de la paroi et en ce que deux tronçons tubulaires (48;136) du serpentin communiquent respectivement avec la tubulure d'entrée (38;130) et la tubulure de sortie (40;132) du liquide de lave-glace. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le serpentin (46) est réalisé d'une seule pièce à partir d'un tube déformé pour définir les tronçons tubulaires rectilignes (48) ainsi que des coudes en U (50) reliant les tronçons deux à deux. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend deux bagues opposées (14,26) reliées à la paroi (12) de l'enceinte (10) et comportant deux gorges annulaires (16,28) situées en vis-à-vis l'une de l'autre pour recevoir les coudes en U (50) du serpentin (46) afin d'assurer son maintien et son centrage dans l'enceinte. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'une (14) des bagues est réalisée d'une seule pièce avec la paroi (12) de l'enceinte (10), tandis que l'autre bague (26) comporte une collerette périphérique (29) pour son emboîtement sur la paroi de 1 'enceinte. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'une (26) des deux bagues est réalisée d'une seule pièce avec la tubulure d'entrée (38) et la tubulure de sortie (40). 6.- Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que chacune des bagues (14,26) se prolonge, du côté opposé à la paroi (12) de l'enceinte (10), par un embout (30,18) pour le raccordement à un tuyau d'entrée (34) et un tuyau de sortie (22) du fluide chaud. 7.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tronçons tubulaires (136) du serpentin (134) sont indépendants les uns des autres et en ce que chaque tronçon est emmanché à ses deux extrémités dans deux bagues annulaires (100;102) situées aux deux extrémités de la paroi (62) de l'enceinte (60), et qui délimitent intérieurement des chambres indépendantes (112;122,126,128) faisant communiquer les tronçons tubulaires deux à deux. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chacune des bagues (100;102) comprend deux parois annulaires opposées (103,104;113,116) dont l'une (104;116) est munie de trous (106;118) pour l'emmanchement des tronçons tubulaires (136), une paroi cylindrique intérieure (108;114) reliant les deux parois annulaires et des cloisons radiales (110;120,124) dépendant des parois annulaires et de la paroi cylindrique, et en ce que chacune des bagues (100;102) est logée dans un carter cylindrique (68;70) relié à la paroi (62) de l'enceinte (60). 9.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le carter (68;70) comporte d'un côté une collerette (74;88) pour l'emboîtement sur la paroi (62) de l'enceinte (60) et, de l'autre côté, un embout (76;90) pour le raccordement du dispositif à un tuyau d'entrée (96) ou de sortie (82) du fluide chaud. 10.- Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que l'un (70) des deux carters comporte les tubulures d'entrée et de sortie (130,132) du liquide qui communiquent avec deux chambres distinctes (126,128) à l'intérieur de la bague (102).