Brevet FR2688449A1 — publié le 19930917

La présente invention concerne un circuit de liquide pour un échangeur de chaleur associé à un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Dans l'art antérieur, on a déjà raccordé, à l'aide d'un circuit o un liquide tel que de l'eau circule, d'une part des parties à refroidir d'un moteur de véhicule automobile et d'autre part un échangeur de chaleur dit aérotherme Ainsi, le liquide permettant le refroidissement du moteur sert également de source de chaleur pour la climatisation du véhicule Généralement, de tels circuits de liquide comportent une première portion qui relie un orifice de sortie d'une boîte de remplissage du circuit (ou "boîte à eau") à l'entrée de l'aérotherme, par l'intermédiaire des parties à refroidir du moteur du véhicule et d'une pompe Une seconde portion du circuit relie pour sa part la sortie de l'aérotherme à un second orifice formé comme l'orifice d'entrée, près du fond de la boîte à eau. Cependant, il n'est pas possible avec les circuits connus de remplir l'aérotherme de façon simple, correcte et rapide, sans avoir à purger l'air que celui-ci contient En outre, un dégazage permanent du liquide durant le fonctionnement du moteur, ainsi qu'un maintien du niveau de liquide dans l'aérotherme après arrêt de ce moteur, ne peuvent pas être obtenus avec de tels circuits. Aussi, la présente invention a pour but de proposer un circuit de liquide simple et économique, qui pallie les inconvénients énoncés ci-dessus. A cet effet, l'invention a pour objet un circuit de liquide pour un échangeur de chaleur associé à un moteur à combustion interne de véhicule automobile, du type comportant une première portion de circuit qui relie un orifice inférieur d'une boîte de remplissage du circuit à l'entrée de l'échangeur par l'intermédiaire d'une pompe ainsi que de parties à refroidir du moteur, et une seconde portion du circuit reliant la sortie de l'échangeur à un second orifice formé dans la boîte de remplissage, caractérisé en ce que le second orifice est situé à proximité du haut de la boîte de remplissage et est raccordé au premier orifice par un canal dit "interne" qui s'étend à l'intérieur de ladite botte, un passage restreint étant prévu dans la partie basse du canal, entre une ouverture inférieure qui débouche du canal dans le bas de la botte et un trou de dégazage du liquide provenant du second orifice. Le circuit est également caractérisé en ce que, suivant un mode de réalisation, le passage restreint précité est constitué par un calibreur inséré dans le canal interne. Suivant un autre mode de réalisation, ledit passage restreint est constitué par un étranglement venu de matière avec ledit canal interne. On précisera encore ici que le canal précité est venu du moulage avec la botte de remplissage. L'invention se caractérise aussi en ce que la botte de remplissage est constituée par deux pièces moulées et assemblées suivant un plan de joint sensiblement horizontal et traversé par le canal interne précité. Le circuit se caractérise également en ce qu'une chicane en forme de casquette s'étend en saillie du canal interne au droit de l'ouverture inférieure et du passage restreint précités, en présentant un bord inférieur proche du fond de la boîte. Selon encore une autre caractéristique, le premier orifice de la boîte, l'ouverture inférieure et la chicane précitées sont situés de façon à être sensiblement à la hauteur d'un niveau minimum de liquide à l'intérieur de la boîte de remplissage. Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée de modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemple, qui suit et se réfère aux dessins dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un circuit de liquide conforme à l'invention; la figure 2 est une vue schématique en coupe verticale d'une boîte à eau conforme à un mode de réalisation de l'invention; et la figure 3 est une vue partielle en coupe verticale d'un autre mode de réalisation de boîte à eau conforme à l'invention. En se reportant à la figure 1, on voit un circuit 1 qui contient un liquide L tel que par exemple de l'eau Le circuit de liquide 1 traverse d'une part certaines parties d'un moteur à combustion interne 2 de véhicule automobile pour les refroidir, et d'autre part un échangeur de chaleur ou aérotherme 4, pour la climatisation de l'habitacle de ce véhicule. Le circuit de liquide 1 comporte une première portion "chaude", en amont de l'échangeur 4 suivant le sens F de circulation du liquide L dans le circuit 1, et une seconde portion "froide" en aval de l'échangeur. La première portion du circuit 1 comprend une pompe 5 apte à mettre en circulation le liquide L suivant le sens des flèches F, ainsi que les parties à refroidir du moteur 2 Par l'intermédiaire de la pompe 5 et du moteur 2, cette première portion raccorde la sortie d'un réservoir ou boîte de remplissage 30, avec l'entrée 41 de l'échangeur 40 Dans la botte "à eau" 30, un orifice de sortie 31 dit "inférieur" est formé prés du fond 32 On comprend que la boîte 30 sert à remplir le circuit 1 avec le liquide L, et comporte à cet effet un goulot 33 a qui débouche en haut de cette boîte, c'est-à-dire dans une paroi de sommet 33 Le goulot 33 a peut être obturé hermétiquement à l'aide d'un bouchon 34 (figure 2), de préférence équipé d'une soupape tarée 35 apte à limiter la pression à l'intérieur du circuit 1. Comme illustré, la seconde portion du circuit 1 relie la sortie 43 de l'échangeur 4 à un orifice 34 d'entrée dans la boîte de remplissage 30 et dit second orifice. Par ailleurs, le circuit 1 visible sur la figure 1 comporte également, une boucle avec un radiateur de refroidissement 6 Cette boucle de refroidissement comprend d'une part une conduite d'admission 62 par laquelle une partie du liquide L provenant des parties à refroidir du moteur 2 est amenée suivant F au radiateur 6 et d'autre part une conduite de retour 65 reliant la sortie du radiateur 6 à l'une des entrées de la pompe à liquide 5. Conformément à l'invention, le second orifice 34 est situé à proximité du sommet ou haut 33 de la boîte de remplissage 30, et est raccordé au premier orifice 31 par un canal interne 70, qui s'étend à l'intérieur de la boîte 30 De plus, un passage restreint 72 est prévu dans la partie basse du canal interne 70, entre une ouverture inférieure 71 qui débouche du canal dans le bas de la boîte 30, et un trou 73 pour le dégazage du liquide L provenant du second orifice 34. Suivant les modes de réalisation illustrés sur les figures 2 et 3, la boîte à eau 30 est obtenue par assemblage de deux pièces suivant un plan de joint P sensiblement horizontal et traversé par le canal interne 70 L'une de ces deux pièces qui comprend la paroi de sommet 33 ainsi que le second orifice 34, constitue le haut de la boîte de remplissage 30 L'autre forme le fond ou bas de cette boîte Comme on le voit sur la figure 2, un joint d'étanchéité 36 peut être prévu entre le haut et le bas de la boîte 30. En se reportant maintenant aux figures 1 et 2, on remarque que la boîte de remplissage 30 comporte un orifice d'admission 37 qui est directement raccordé au moteur 2 par une conduite 37 b (figure 1) afin de permettre un dégazage permanent des parties à refroidir telles que culasse du moteur 2 Comme illustré, l'orifice 37 débouche dans le haut de la boîte 30, entre la paroi 33 et un niveau maximum M de liquide dans cette boîte Le niveau M est à une hauteur intermédiaire entre d'une part le plan P et d'autre part les entrées 34,37 (orifice ou lumière) de la boîte 30. On voit sur les figures que le canal interne à généralement la forme d'un U couché, avec les extrémités libres de ses branches parallèles qui s'étendent en saillie à l'extérieur de la boîte 30 Le trou de dégazage 73 est formé le plus bas possible en dessous du plan P, c'est-à- dire entre le passage restreint 72 et le niveau M de liquide dans la boîte 30. Sur la figure 2, le passage restreint 72 est constitué par un étranglement venu de matière avec le canal interne 70, tandis que sur la figure 3, ce passage est défini par un calibreur 72 Le calibreur 72 a une forme tubulaire et est inséré dans la partie basse du canal 70, avant assemblage des deux pièces qui constituent la boîte à eau 30. Par ailleurs, on comprend au vu des figures 2 et 3 que "m" désigne le niveau minimal admissible de liquide L à l'intérieur de la boîte 30 (et donc du circuit 1) L'orifice inférieur 31 ainsi que l'ouverture 71 sont sensiblement au niveau de "m", de sorte que le liquide L peut pénétrer dans la partie basse du canal interne 70, comme illustré par la flèche F sur la figure 2. La référence numérique 74 désigne sur les figures 2 et 3 une chicane par l'intermédiaire de laquelle l'ouverture inférieure 71 du canal interne débouche à l'intérieur de la boîte à eau 30 Cette chicane 74 à la forme d'une casquette qui s'étend en saillie de l'extérieur du canal 70, à peu près à l'horizontale Suivant les exemples illustrés, la casquette 74 est venue de matière avec le canal 70 et comporte un rebord 74 a tourné vers le bas, dont l'extrémité inférieure détermine le niveau minimal "m" de liquide Afin d'obtenir un remplissage correct du moteur 2, la casquette 74 et l'ouverture inférieure 71 du canal interne sont réalisées avec une section plus importante en largeur qu'en hauteur Ainsi, un débit d'eau important peut être maintenu, lors du remplissage du circuit. Sur la figure 3, les pièces formant la boite 30 sont des pièces de moulage Le canal interne 70 est constitué par deux tronçons jointifs et respectivement intégrés par moulage à l'une de ces pièces Les tronçons haut et bas du canal 70 viennent en regard l'un de l'autre pour traverser le plan P et ont chacun une forme coudée à angle droit, symétriquement par rapport à ce plan L'orifice d'entrée 34 est formé à fleur de la paroi de sommet 33 et comporte un filetage interne 34 a, éventuellement formé dans un insert tubulaire, et une collerette 34 b pour la fixation d'une conduite externe reliée à l'échangeur 4 De même, l'orifice inférieur 31 débouche à fleur du fond 32 de la botte 30, et comporte un filetage 31 a et une collerette 31 b pour la fixation d'une conduite externe raccordée à la pompe 5 Le trou de dégazage 73 est formé dans le tronçon de canal venu de moulage avec la pièce inférieure de la boîte au-dessus du calibreur 72. On a obtenu conformément à l'invention un circuit de liquide 1 qui pallie les inconvénients cités précédemment Entre autres, il est possible de supprimer la vis de purge manuelle prévue à la sortie de l'aérotherme dans les circuits usuels En outre, grâce à la hauteur "h" entre les orifices d'entrée 34 et de sortie 31 de la boîte 30, le retour du liquide provenant de l'échangeur 4 "plonge" dans le liquide L contenu dans la boîte 30 Ceci évite à l'arrêt du moteur, tout retour d'air vers l'échangeur 4 par l'intermédiaire de la seconde portion du circuit, et garantit l'écoulement de liquide dans le sens F, en assurant notamment un remplissage rapide de l'échangeur 4 seulement par la première portion du circuit De fait, grâce à la turbulence créée par l'étranglement 72, les gaz contenus dans le liquide L sont évacués du circuit par le trou 73, comme illustré sur la figure 2. Evidemment, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits. Ainsi, une soupape thermostatique peut être prévue en 63 (figure 1) pour interrompre le flux de liquide F vers le radiateur 6 lors de la montée en température du moteur 2. REVENDICATIONS 1 Circuit de liquide pour un échangeur de chaleur ( 4) associé à un moteur à combustion interne ( 2) de véhicule automobile, du type comportant une première portion de circuit qui relie un orifice inférieur ( 31) d'une boîte de remplissage ( 30) du circuit à l'entrée de l'échangeur par l'intermédiaire d'une pompe ( 5) ainsi que de parties à refroidir du moteur ( 2), une seconde portion du circuit ( 1) reliant la sortie de l'échangeur à un second orifice ( 34) formé dans la boîte de remplissage ( 30), caractérisé en ce que le second orifice ( 34) est situé à proximité du haut ( 33) de la botte de remplissage et est raccordé au premier orifice ( 31) par un canal ( 70) dit interne qui s'étend à l'intérieur de ladite boîte, un passage restreint ( 72) étant prévu dans la partie basse du canal, entre une ouverture inférieure ( 71) qui débouche du canal dans le bas de la boite et un trou ( 73) de dégazage du liquide (L) provenant du second orifice ( 34). 2 Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le passage restreint ( 72) est constitué par un calibreur inséré dans le canal interne ( 70). 3 Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le passage restreint est constitué par un étranglement ( 72) venu de matière avec ledit canal interne ( 70). 4 Circuit selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le canal interne ( 70) est venu de moulage avec la boîte de remplissage ( 30). Circuit selon l'une des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que la boîte de remplissage ( 30) est constituée par deux pièces moulées et assemblées suivant un plan de joint (P) sensiblement horizontal et traversé par le canal interne ( 70) précité. 6 Circuit selon l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce qu'une chicane ( 74) en forme de casquette s'étend en saillie du canal interne ( 70), au droit de l'ouverture inférieure ( 71) en présentant un bord inférieur ( 74 a) proche du fond ( 32) de la boîte.