Brevet FR2787747A1 — publié le 20000630

L'invention concerne un dispositif de chauffage pour véhicules à moteur à combustion interne refroidi par eau, qui comprend un échangeur de chaleur eau-air qui est en communication, d'une part, avec le circuit d'eau de refroidissement du moteur à combustion interne et, d'autre part, avec un chauffage d'appoint (chauffage à l'arrêt) indépendant du moteur à combustion interne, et un organe de commande actionné par voie thermostatique, qui est constitué de manière que, lorsque le chauffage d'appoint est mis en marche, I'eau de chauffage chauffée par ce dernier circule à travers l'échangeur de chaleur au-dessous d'une température prédéterminée par le thermostat, tandis qu'au-dessus de la température prédéterminée, elle circule en supplément à travers le moteur à combustion interne et que, lorsque l'appareil de chauffage d'appoint est mis à l'arrêt, I'eau de refroidis- sement du moteur chauffée par le moteur à combustion interne circule à travers l'échangeur de chaleur. Un dispositif de chauffage du genre en question est connu par le document DE 44 36 943 C2 qui présente, d'une part, un appareil de chauffage d'appoint communiquant avec le circuit d'eau de refroidissement du moteur à combustion interne et, d'autre part, un appareil de chauffage d'appoint indépendant du moteur à combustion interne. L'appareil de chauffage d'appoint chauffe l'eau de chauffage, dont la température est inférieure à une température qui est prédéterminée par le thermostat. Lorsque l'appareil de chauffage d'appoint est à l'arrêt, I'eau de refroidisse- ment du moteur chauffée circule dans l'échangeur de chaleur, ce pourquoi l'élément de commande présente une chambre d'arrivée reliée au circuit de refroidissement du moteur à combustion interne et une chambre de départ reliée à la fois à l'échangeur de chaleur et à l'appareil de chauffage d'appoint, ainsi qu'un clapet anti-retour intercalé entre la chambre d'arrivée et la chambre de départ et dont le sens d'arrêt est orienté vers le moteur. Le clapet anti-retour présente un élément d'actionnement qui, au-dessous d'une température prédéterminée régnant dans la chambre d'arrivée, soulève de son siège l'élément mobile du clapet anti-retour. Dans ce mode de fonctionnement d'un dispositif de chauffage, un inconvénient consiste en ce que, lorsque le moteur est en marche, en particulier dans sa gamme haute des nombres de tours, la pression dans le circuit d'eau de refroidissement est tellement grande que l'eau de chauffage chauffée par l'appareil de chauffage d'appoint ne peut pas déboucher dans le circuit de refroidissement. Pour que l'eau de chauffage puisse déboucher dans le circuit de refroidissement, il faut que la pression de l'eau de chauf- fage soit augmentée à l'aide d'une pompe plus puissante. Les pompes plus puissantes ont l'inconvénient d'être coûteuses et de grandes dimensions. Il faut donc prévoir une place pour le montage d'une plus grosse pompe, ce qui n'est pas facile en particulier dans la construction automobile. Le but de l'invention consiste donc à améliorer le mode de fonctionne- ment du chauffage pour le moteur et du chauffage à l'arrêt, en particulier lorsque le moteur est en marche. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait qu'il est prévu un dispositif qui produit une dépression dans le circuit d'eau de refroidissement à l'endroit o le circuit de chauffage d'appoint débouche dans le circuit d'eau de refroidissement. Selon un mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, ce dispositif est constitué par une buse qui rétrécit la section de passage au-dessus de l'organe de commande. Un avantage essentiel de l'invention réside dans le fait qu'il suffit d'un dispositif simple et économique, pour utiliser le chauffage d'appoint, en particulier lorsque le moteur est en marche, lorsque la pression devient forte dans le circuit d'eau de refroidissement. En particulier au moment du démarrage du véhicule, la chaleur perdue du moteur ne suffit pas pour chauffer le circuit d'eau de refroidissement et donc pour chauffer le véhicule. Par ailleurs, le chauffage d'appoint est habituellement utilisé pour chauffer le circuit d'eau de refroidissement afin de chauffer le moteur au démarrage, en qualité de chauffage pour le moteur. Pour cette raison, pour assurer un chauffage rapide du véhicule lors du démarrage du véhicule, l'eau de chauffage chauffée par le chauffage d'appoint est envoyée dans le circuit d'eau de refroidissement pour assurer un chauffage additionnel. Sous l'effet du dispositif selon l'invention, en dépit du fait que le moteur est en marche, le courant d'eau de chauffage qui est envoyé du chauffage à l'arrêt au chauffage du véhicule peut déboucher d'une façon simple dans le circuit de refroidissement. L'invention est décrite de façon plus détaillée à propos d'un exemple de réalisation, en combinaison avec une description des Figures. La Figure 1 montre une représentation schématique d'un dispositif de chauffage pour véhicules à moteur à combustion interne refroidi par eau, la Figure 2 montre une coupe longitudinale du débouché du circuit de chauffage d'appoint dans le circuit d'eau de refroidissement dans le dispositif de chauffage selon la Figure 1. Dans le dispositif de chauffage représenté schématiquement sur la Figure 1 pour un véhicule comportant un moteur à combustion interne refroidi par eau, le moteur à combustion interne est symbolisé par le bloc et on a désigné par 11 I'échangeur de chaleur eau-air du dispositif de chauffage qui est raccordé, côté eau, au circuit d'eau de refroidissement 12 du moteur à combustion interne 10, dans lequel est encore incorporée une pompe à eau électrique 13 pour la circulation de l'eau de refroidissement chauffée par le moteur à combustion interne 10. Lorsque le moteur à combustion interne 10 est chaud à la température de fonctionnement et qu'il y a une demande de chauffage, de l'air passe dans l'échangeur de chaleur 11 et est envoyé dans l'habitacle du véhicule automobile. L'air qui traverse l'échangeur de chaleur 11 prend ici de la chaleur sur l'eau de refroidissement et, à son tour, il chauffe l'habitacle. Pour chauffer l'habitacle alors que le moteur à combustion interne 10 est à l'arrêt, c'est-à-dire pour ce qu'on appelle les chauffages à l'arrêt, il est prévu un appareil de chauffage d'appoint 14 qui est raccordé à l'échangeur de chaleur 11 par l'intermédiaire de conduites de raccordement 15 et 16, en parallèle avec le circuit d'eau de refroidissement 12. Dans cette forme de réalisation, I'appa- reil de chauffage d'appoint 14 comprend, comme appareil de chauffage, un brûleur de carburant qui chauffe l'eau qui traverse l'appareil de chauffage d'appoint 14, ainsi qu'une pompe de circulation 5 servant à engendrer un courant d'eau à travers l'appareil de chauffage d'appoint 14. Pour faire travailler sélectivement l'échangeur de chaleur 11 avec le circuit d'eau de refroidissement 12 du moteur à combustion interne 10 et avec l'appareil de chauffage d'appoint 14, un organe de commande 17 possédant trois raccor- dements 171, 172 et 173 est intercalé dans le circuit d'eau de refroidisse- ment 12 entre la sortie d'eau de refroidissement du moteur à combustion interne 10 et l'entrée de l'échangeur de chaleur 11. Le raccordement 171 est relié au moteur à combustion interne 10, le raccordement 172 à l'échangeur de chaleur 11 et le raccordement 173 à la conduite de raccordement 15 de l'appareil de chauffage d'appoint 14 qui joue le rôle de conduite d'arrivée à l'organe de commande 17, conduite qui, pour cela, renferme un clapet anti-retour 18 dont le sens d'écoulement est orienté de l'appareil de chauffage d'appoint 14 vers l'organe de commande 17. La conduite de raccordement 16 de l'appareil de chauffage d'appoint 14, qui sert de conduite de retour, est raccordée au circuit d'eau de refroidissement 12 entre la sortie de l'échangeur de chaleur 11 et l'entrée de la pompe à eau 13. La conduite de raccordement 15 qui joue le rôle de conduite d'arrivée débouche dans le circuit d'eau de refroidissement 12 à l'endroit 34. À l'endroit 34, I'eau de chauffage du circuit d'eau de refroidissement 12 chauffée par l'appareil de chauffage d'appoint 14 s'ajoute au circuit d'eau de refroidissement 12. La Figure 2 montre une coupe longitudinale du débouché du circuit de chauffage d'appoint dans le circuit d'eau de refroidissement dans le disposi- tif de chauffage selon la Figure 1. Cette coupe longitudinale est décrite à propos du mode de fonctionnement du dispositif de chauffage décrit. Lorsque le moteur à combustion interne 10 est à l'arrêt et que le dispositif de chauffage d'appoint 14 est mis en marche, de l'eau de chauffage parvient du dispositif de chauffage d'appoint 14, par la conduite de raccordement 15, à la tubulure de raccordement 32 et là, elle applique l'élément mobile 30 sur le siège de clapet 27 et continue son trajet vers I'échangeur de chaleur l; là, elle cède sa chaleur à l'air qui traverse l'échangeur de chaleur l et elle revient, par la conduite de raccordement 16, à l'appareil de chauffage d'appoint 14 o elle est de nouveau chauffée. L'air chauffé dans l'échangeur de chaleur 11 est envoyé à l'habitacle et ce dernier est chauffé. Dans cette opération, de petites quantités d'eau de chauffage parviennent dans la chambre d'arrivée 25 par les perçages de fuite 29 et, ici, elles chauffent le thermostat 35. Sous l'effet de l'échauf- fement, la cire contenue dans la cartouche de cire 37 se dilate et le doigt d'actionnement 38 se déplace progressivement en direction de l'élément mobile 30. Lorsque la température de consigne prédéterminée est atteinte, le doigt d'actionnement 38 soulève l'élément mobile 30 du siège de clapet 27. Maintenant, de l'eau de chauffage s'écoule aussi de la chambre d'arrivée dans la chambre d'écoulement 34, en passant par le clapet anti-retour 31 qui est ouvert, et elle parvient de là au moteur à combustion interne 10 en passant par la tubulure de raccordement 24. Dans cette position de l'organe de commande 17, le moteur à combustion interne 10 est aussi parcouru par l'eau de chauffage chauffée par l'appareil de chauffage d'ap- point 14, en passant par le circuit d'eau de refroidissement 12, et il s'échauffe progressivement. Si les valves, vannes ou clapets de chauffage sont fermés, l'eau de chauffage de l'appareil de chauffage d'appoint 14 circule exclusivement à travers le moteur à combustion interne 10, de sorte que ce dernier est porté très rapidement à la température de fonction- nement. Il est prévu un dispositif 34 qui produit une dépression dans le circuit d'eau de refroidissement 12, à l'endroit 33 o la conduite de raccordement 15 débouche dans le circuit d'eau de refroidissement 12. Une buse 34 qui rétrécit la section d'écoulement au-dessus de l'organe de commande 17 est agencée de manière qu'à l'endroit 33, il s'établisse une dépression dans le circuit d'eau de refroidissement 12 lorsque le moteur à combustion interne 10 est en marche. Cette dépression a pour effet que l'eau de chauffage chauffée par l'appareil de chauffage d'appoint 14 est refoulée dans le circuit d'eau de refroidissement 12 et qu'elle se mélange à l'eau de refroidissement et chauffe cette dernière. R E V E N D I C A T I ON S 1. Dispositif de chauffage pour véhicules à moteur à combustion interne (10) refroidi par eau, qui comprend un échangeur de chaleur eau-air (11) qui est en communication, d'une part, avec le circuit d'eau de refroidissement (12) du moteur à combustion interne (10) et, d'autre part, avec un chauffage d'appoint (14) (chauffage à l'arrêt) indépendant du moteur à combustion interne (10), et un organe de commande (17) actionné par voie thermostatique, qui est constitué de manière que, lorsque le chauffage d'appoint (14) est mis en marche, I'eau de chauffage chauffée par ce dernier circule à travers l'échangeur de chaleur (11) au-dessous d'une température prédéterminée par le thermostat, tandis qu'au-dessus de la température prédéterminée, elle circule en supplément à travers le moteur à combustion interne (10) et que, lorsque l'appareil de chauffage d'appoint (14) est mis à l'arrêt, I'eau de refroidissement du moteur chauffée par le moteur à combustion interne (10) circule à travers l'échangeur de chaleur (11), caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif (34) qui produit une dépression dans le circuit d'eau de refroidissement (12) à l'endroit (33) o le circuit de chauffage d'appoint (7) débouche dans le circuit d'eau de refroidissement (12). 2. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (34) est constitué par une buse qui rétrécit la section de passage au-dessus de l'organe de commande (17).