Brevet FR2798163A1 — publié le 20010309

La présente invention concerne le domaine des pompes à7jet. Plus précisément, la présente invention concerne le domaine des dispositifs de puisage de carburant pour réservoir de véhicule automobile, et plus précisément encore le domaine des dispositifs de puisage de carburant comprenant une pompe à jet utilisée pour le remplissage d'une réserve dans laquelle aspire une pompe électrique pour assurer l'alimentation du moteur en carburant. L'invention s'applique en particulier à un dispositif de puisage défini dans une demande de brevet déposée au nom de la Demanderesse et comprenant une pompe turbine munie d'un filtre fin sur son entrée définissant une perte de charges élevée, et une pompe à jet conçue pour alimenter sous pression l'étage d'entrée du filtre fin. On a illustré sur la figure 1 annexée, la structure classique d'une pompe à jet. Une telle pompe à jet classique, encore dénommée parfois éjecteur à liquide, est constituée schématiquement des éléments coaxiaux suivants - une première tuyère convergente 10 dite tuyère motrice alimentée en fluide sous pression, - une seconde tuyère convergente 20 dite tuyère de reprise enveloppant la première et raccordée à une aspiration 22 du dispositif, - une section cylindrique 30 appelée mélangeur, et - un divergent terminal 40 faisant office de diffuseur. Généralement le col de la tuyère motrice 10 est placé légèrement en amont du col de la tuyère de reprise 20, ou encore au niveau du col de cette tuyère de reprise 20, voir au niveau du raccord entre le col de la tuyère de reprise 20 et le mélangeur 30. Le débit alimentant la tuyère motrice 10 constitue le débit moteur de l'éjecteur. Dans cette tuyère, l'énergie de pression est transformée en énergie cinétique. A la sortie le fluide moteur se présente donc sous la forme d'un jet de vitesse élevée. Par échange de quantité de mouvements turbulents, ce jet entraîne une certaine quantité de liquide au travers de la tuyère de reprise 20, cette quantité constituant le débit aspiré de l'éjecteur. Dans le mélangeur 30, l'échange de quantité de mouvements entre fluide moteur aspiré se poursuit et s'achève, les vitesses des deux jets s'égalisant progressivement. Au perte près, cette opération de mélange s'effectue à pression constante. Dans le divergent terminal 40, une partie de l'énergie cinétique du mélange est reconvertie en énergie de pression par diffusion. Les dispositifs à pompe à jet connus ont déjà rendu de grands services. Cependant, ils ne donnent pas toujours pleinement satisfaction. En particulier, la Demanderesse a constaté que les pompes à jet connues ne fonctionnent pas dans des conditions satisfaisantes lorsqu'il existe une contre-pression élevée sur la sortie du diffuseur 40. La présente invention a maintenant pour but de proposer une nouvelle pompe à jet permettant d'éliminer les inconvénients de la technique antérieure. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à une pompe à jet dans laquelle la tuyère de reprise 20 est reliée directement au diffuseur, sans mélangeur intermédiaire. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, la pompe à jet comporte un grand diffuseur. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - la figure 1 précédemment décrite représente une vue schématique en coupe axiale longitudinale d'une pompe à jet classique conforme à l'état de la technique, - la figure 2 représente une vue schématique en section axiale longitudinale d'une pompe à jet conforme à la présente invention, et - la figure 3 représente une vue schématique en coupe axiale longitudinale d'une pompe à jet conforme à une variante de réalisation préférentielle de la présente invention. On retrouve sur la figure 2 annexée, un corps définissant un canal centré sur un axe 0-0 et comprenant une première tuyère convergente 10 formant tuyère motrice alimentée en fluide sous pression, une seconde tuyère convergente 20 formant tuyère de reprise enveloppant la première et raccordée à une aspiration 22 du dispositif et un divergent 44 terminal faisant office de diffuseur. Comme on l'a indiqué précédemment, la pompe à jet conforme à la présente invention se caractérise ainsi par l'absence de mélangeur entre la seconde tuyère convergente formant tuyère de reprise 20 et le divergent terminal 40 formant diffuseur. Dans le cadre de la présente invention, la tuyère motrice 10 est de préférence de géométrie conique et présente une longueur comprise entre 4 et 8 mm très avantageusement de l'ordre du diamètre de l'aspiration 22. L'extrémité formant buse de sortie du col de la tuyère motrice 10 est de préférence située à une distance comprise entre 1 et 3 mm de la tuyère de reprise. De préférence, l'angle de convergence B de la tuyère motrice 10 est compris entre 0 et 30 et très avantageusement de l'ordre de 5 . La tuyère de reprise 20 est de préférence délimitée par une calotte torique. Le rayon de courbure R1 de cette calotte torique 20 est de préférence compris entre 1 à 2 mm et très avantageusement de l'ordre de 1,6 mm. Par ailleurs, le rayon de courbure R1 de cette calotte torique est de préférence tangent au diffuseur 40. Par ailleurs, le rayon interne R2 de la tuyère de reprise 20, au niveau de sa plus petite section est de préférence compris entre 1,8 à 3,0 mm et très avantageusement de l'ordre de 2,0 à 2,6 mm. Par ailleurs, l'enveloppe torique de la tuyère de reprise 20 couvre de préférence un angle A compris entre 30 à 60 et très avantageusement de l'ordre de 45 . Le divergent terminal formant diffuseur 40 est délimité de préférence par une enveloppe conique. La longueur du tube diffuseur 40 est de préférence comprise entre 10 à 40 mm et très avantageusement de l'ordre de 18 mm. Par ailleurs, l'angle de divergence C du tube diffuseur 40 est de préférence compris entre 2 à 1 0 et très avantageusement de l'ordre de 4 . On a illustré sur la figure 3 une variante de réalisation selon laquelle le corps de la pompe à jet est équipé d'une valve 50 conçue pour s'ouvrir en cas de surpression dans la tuyère motrice 10. Le clapet 50 est formé dans une tubulure 52 d'orientation radiale par rapport à l'axe 0-0 et raccordée sur le corps de la pompe à jet en amont de la tuyère convergente 10 formant tuyère motrice. La tubulure 52 définit ainsi une chambre qui débouche dans la tuyère motrice 10. Plus précisément, la chambre précitée délimite un siège de clapet 54 dirigé radialement vers l'extérieur et contre lequel est sollicité une soupape ou corps de clapet 56, grâce à un ressort 58. Selon la variante illustrée sur la figure 3, le corps de clapet 56 a la forme générale d'un champignon dont la tête évasée repose sur le siège de clapet 54 tandis que la queue effilée de clapet de plus faible section sert de guidage à coulissement du corps de clapet 56 dans une direction radiale par rapport à l'axe 0-0 et sert de retenue au ressort 58. Bien entendu, le clapet 50 peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation. II est conçu pour s'ouvrir par écartement du clapet 56 par rapport au siège de clapet 54 en cas de surpression à l'intérieur de la tuyère motrice 10, et pour se fermer au contraire quand la pression à l'intérieur de la tuyère motrice 10 tombe sous un seuil déterminé. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit, mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. REVENDICATIONS 1. Pompe à jet, notamment pour l'alimentation d'une réserve située dans un réservoir de carburant de véhicule automobile, du type comprenant une, première tuyère convergente formant tuyère motrice (10) alimentée en fluide sous pression, une seconde tuyère convergente formant tuyère de reprise (20) enveloppant la première et raccordée à une aspiration et un divergent terminal (40) faisant office de diffuseur, caractérisée par le fait que la seconde tuyère convergente (20) formant tuyère de reprise est raccordée directement au divergent terminal (40) formant office de diffuseur, sans mélangeur intermédiaire. 2. Pompe à jet selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'extrémité formant buse de sortie du col de la tuyère motrice (10) est située à 1 à 3 mm de la tuyère de reprise (20). 3. Pompe à jet selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que la tuyère de reprise (20) est délimitée par une calotte torique. 4. Pompe à jet selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le rayon de courbure R1 de la calotte torique (20) est compris entre 1 à 2 mm et très avantageusement de l'ordre de 1,6 mm. 5. Pompe à jet selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que le rayon de courbure R1 de la calotte torique (20) est tangent à la tuyère de diffuseur (40). 6. Pompe à jet selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le divergent terminal formant diffuseur (40) est délimité par une enveloppe conique. 7. Pompe à jet selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que l'angle de divergence C du tube diffuseur (40) est compris entre 2 à 10 et très avantageusement de l'ordre de 4 . 8. Pompe à jet selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait que le rayon interne (R2) de la tuyère de reprise (20), au niveau de sa plus petite section est compris entre 1,8 mm et 3,0 mm et très avantageusement de l'ordre de 2 à 2,6 mm. 9. Pompe à jet selon l'une des revendications 1 à 8, catactérisée par le fait que la longueur du tube diffuseur (40) est comprise entre 10 à 40 mm et très avantageusement de l'ordre de 18 mm. 10. Pompe à jet selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que la tuyère motrice (10) est de géométrie conique et présente une longueur comprise entre 4 à 8 mm, très avantageusement de l'ordre du diamètre de l'aspiration (22). 11. Pompe à jet selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait que l'angle de convergence (B) de la tuyère motrice (10) est compris entre 0 et 30 et très avantageusement de l'ordre de 5 . 12. Pompe à jet selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée par le fait que l'enveloppe torique de la tuyère de reprise (20) couvre un angle (A) compris entre 30 à 60 et très avantageusement de l'ordre de 45 . 13. Pompe à jet selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait qu'elle est équipée d'une valve de surpression (50). 14. Utilisation de la pompe à jet conforme à l'une des revendications 1 à 13, pour le remplissage d'une réserve dans un réservoir de carburant de véhicule automobile.