Brevet FR2818203A1 — publié le 20020621

L'invention concerne un système de mise à l'air et/ou de compensation de pression pour un récipient à carburant, en particulier un récipient à carburant d'un véhicule automobile comportant au moins une conduite de ventilation et/ou de mise à l'air menée dans le récipient à carburant, au moyen de laquelle on peut faire évacuer des gaz ou des vapeurs hors du récipient à carburant ou les faire retourner dans le récipient à carburant. L'objectif sous-jacent à l'invention est de réaliser un système de mise à l'air et/ou de compensation de pression pour un récipient à carburant, dans lequel on réduit ou on évite une pénétration et un emprisonnement de carburant liquide. Cet objectif est atteint par un système de mise à l'air et/ou de compensation de pression comportant: - au moins une conduite de ventilation et/ou de mise à l'air menée dans le récipient à carburant, au moyen de laquelle on peut faire évacuer des gaz ou des vapeurs hors du récipient à carburant ou les faire retourner dans le récipient à carburant, et - un dispositif de collecte pour le carburant liquide, qui est intégré dans la conduite de ventilation et/ou de mise à l'air. Le système de mise à l'air et/ou de compensation de pression conforme à l'invention est caractérisé par un dispositif de collecte qui comprend deux chambres voisines de préférence séparées l'une de l'autre. L'une des chambres sert d'accumulateur intermédiaire pour le carburant liquide et elle est reliée à une conduite de retour dans le récipient à carburant. Les chambres sont réalisées de préférence de telle sorte que lors d'une orientation approximativement horizontale du récipient à carburant ou du système de mise à l'air et/ou de compensation de pression, aucun carburant liquide ne peut passer depuis une chambre vers l'autre. Dans la chambre qui sert d'accumulateur intermédiaire, on peut collecter le carburant qui a pénétré de manière non désirée dans le système de ventilation/compensation de pression. D'un autre côté, la 2 2818203 conduite de retour permet un vidage fiable de la chambre correspondante. En développement de l'invention, la conduite de retour sert simultanément de conduite de ventilation et/ou de mise à l'air ou elle est identique à une conduite de ventilation et/ou de mise à l'air. Un système de mise à l'air/compensation de pression réalisé de telle sorte est particulièrement simple et économique à fabriquer. Selon un autre développement de l'invention, tandis que le récipient à carburant est orienté horizontalement, la conduite de retour présente une pente; elle débouche au niveau de son point le plus bas dans le récipient à carburant. De préférence, lorsque le récipient à carburant est orienté horizontalement, le système de mise à l'air/compensation de pression est également au moins approximativement orienté horizontalement, de sorte que la chambre qui sert d'accumulateur intermédiaire peut se vider automatiquement de manière particulièrement simple via la conduite de retour. Le carburant revient ici dans le volume d'accumulation (principal) du récipient à carburant. Selon un autre développement de l'invention, le dispositif de collecte est réalisé sous la forme d'un élément de bifurcation. Dans ce cas, le dispositif de collecte peut servir d'obstacle à l'écoulement simple et/ou de labyrinthe. Selon un autre développement de l'invention, le dispositif de collecte relie au moins une conduite de retour et au moins deux conduites de mise à l'air les unes aux autres, les conduites de mise à l'air débouchant chacune dans des chambres différentes du dispositif de collecte. Dans ce cas, une première conduite de mise à l'air est agencée de préférence entre une tubulure côté récipient à carburant pour l'évacuation de gaz ou de vapeurs hors du volume d'accumulation (principal) du récipient à carburant d'une part et hors du dispositif de collecte d'autre part. Une deuxième conduite de mise à l'air est agencée en outre entre le dispositif de collecte d'une part et un élément de conduite situé à l'extérieur du récipient à carburant, en particulier un filtre à vapeurs de 3 2818203 carburant d'autre part. La première conduite de mise à l'air débouche dans une première chambre du dispositif de collecte, laquelle sert de dispositif d'accumulation intermédiaire et à laquelle est reliée également la conduite de retour. Via les conduites de mise à l'air, les vapeurs de carburant et/ou d'autres gaz peuvent être évacué(e)s hors du récipient à carburant ou être amené(e)s dans le récipient à carburant, le carburant liquide pouvant être séparé hors du courant de gaz/vapeurs via le dispositif de collecte. En particulier, on peut collecter le carburant liquide qui s'écoule de façon non désirée à travers la conduite de mise à l'air. De préférence, une conduite de ventilation/mise à l'air peut être identique à une conduite de retour. Selon un autre développement de l'invention, les chambres du dispositif de collecte sont séparées l'une de l'autre par une paroi orientée de préférence verticalement, la paroi présentant une ouverture de passage pour les gaz ou les vapeurs. La paroi est de préférence plus haute qu'un niveau de liquide prévisible au maximum ou possible au maximum à l'intérieur du dispositif de collecte, pour un récipient à carburant orienté horizontalement. L'ouverture de passage se trouve en correspondance au-dessus de ce niveau maximal. De préférence, la paroi est réalisée à la manière d'une digue-déversoir. Selon un autre développement de l'invention, on prévoit dans une conduite de ventilation et/ou de mise à l'air, de préférence au point le plus bas, une valve, par exemple un clapet anti-retour ou une valve à flotteur de protection anti-renversement, qui empêche une entrée de carburant liquide dans la conduite. Simultanément, une conduite réalisée de cette manière peut servir de conduite de retour à travers laquelle le carburant séparé retourne dans le volume d'accumulation (principal) du récipient à carburant. D'autres caractéristiques et combinaisons de caractéristiques ressortent de la description et des dessins. Des exemples de réalisation concrets de l'invention sont illustrés de façon simplifiée dans les dessins et seront expliqués plus en détail dans la description qui suit. Les figures montrent: 4 2818203 figure 1, une illustration schématique d'un système de mise à l'air/compensation de pression conforme à l'invention dans un récipient à carburant d'un véhicule automobile; figure 2, une vue de dessus sur un dispositif de collecte pour l'utilisation dans le système de mise à l'air/compensation de pression conforme à l'invention selon la figure 1; figure 3, une vue en perspective du dispositif de collecte de la figure 2; figure 4, une coupe à travers le dispositif de collecte de la figure 2 suivant la ligne IV-IV; figure 5, une illustration détaillée d'un tronçon du système de mise à l'air/compensation de pression selon la figure 1; figure 6, une illustration en perspective d'une valve de protection anti- renversement pour l'utilisation dans le système de mise à l'air/compensation de pression conforme à l'invention selon la figure 1; figure 7, une coupe transversale à travers la valve de protection anti- renversement de la figure 6 suivant la ligne VII-VII; figure 8, une vue latérale partiellement en coupe d'un dispositif de collecte modifié pour l'utilisation dans le système de mise à l'air/compensation de pression conforme à l'invention selon la figure 1; et figure 9, une vue de dessus sur le dispositif de collecte modifié de la figure 8. La figure 1 montre schématiquement une illustration de principe d'un récipient de carburant (2) d'un véhicule automobile comportant un système de mise à l'air/compensation de pression conforme à l'invention (1). Le récipient à carburant (2) sert au stockage largement sans pression de carburant liquide, en particulier d'un mélange d'hydrocarbures liquides. De manière non illustrée, on prévoit des dispositifs de prélèvement et de remplissage via lesquels le carburant liquide peut être prélevé hors du récipient à carburant (2) ou être amené dans celui-ci. Le dispositif de remplissage comprend des éléments d'étanchement de préférence mécaniques, hydrauliques et/ou pneumatiques qui étanchent le récipient à carburant sur les côtés du dispositif de remplissage lors du remplissage, c'est-à- dire lors de 2818203 l'amenée de carburant au moyen d'un pistolet distributeur enfiché dans le dispositif de remplissage. Dans une telle configuration, pour une décharge de pression, les gaz doivent être évacués hors du récipient à carburant via le système de mise à l'air/compensation de pression (1). Dans ce cas, le système de mise à l'air/compensation de pression (1) sert à ventiler et à mettre à l'air le récipient à carburant (2) pendant le fonctionnement normal. On prévoit au total trois conduites de mise à l'air (3a, 3b, 3c) faisant partie du système de mise à l'air/compensation de pression (1), via lesquelles on peut évacuer les gaz hors du récipient à carburant. De plus, on prévoit des valves (7) au niveau des conduites (3a, 3b) débouchant dans le volume d'accumulation principal du récipient à carburant (2), via lesquelles on peut refermer les conduites (3a, 3b). Dans un exemple de réalisation modifié, on prévoit des conduites de ventilation et de mise à l'air. Pour purifier les gaz évacués hors du récipient à carburant, on prévoit un filtre à vapeurs de carburant sous forme d'un filtre à charbon actif (6) qui est en liaison avec le récipient à carburant (2) via le système de mise à l'air/compensation de pression (1). Les conduites de mise à l'air (3a, 3b) prévues à l'intérieur du récipient à carburant (2) débouchent toutes les deux dans une première chambre (4a) d'un dispositif de collecte (4) qui est agencé dans une zone médiane (2a) du récipient à carburant au-dessus du niveau de carburant maximal, tandis que le récipient à carburant est horizontal. La chambre (4a) forme un volume d'accumulation pour le carburant liquide, qui va en s'élargissant vers le haut à partir des conduites (3a, 3b). Le dispositif de collecte (4) comprend, outre la première chambre (4a), une deuxième chambre (4b) qui est agencée à côté ou au-dessus de la première chambre (4a). Les chambres (4a, 4b) sont séparées l'une de l'autre par une paroi (4c), et une ouverture de passage (4d) pour des gaz ou des vapeurs qui ne peut pas être bloquée par le liquide pendant le fonctionnement normal en raison de sa position surélevée, assure une mise à l'air fiable du récipient à carburant. Selon la figure 1, la 6 2818203 deuxième chambre (4b) du côté sortie se transforme directement dans la conduite de mise à l'air (3c). La géométrie des chambres (4a, 4b) et de la paroi intermédiaire (4c) est réalisée de préférence en forme de labyrinthe, de sorte que le carburant liquide est séparé dans la première chambre (4a) du dispositif de collecte. Dans un exemple de réalisation modifié, le dispositif de collecte est réalisé de façon simplifiée à la manière d'un siphon inversé. Les conduites de mise à l'air (3a, 3b) prévues à l'intérieur du récipient à carburant (2) présentent, pour un récipient à carburant agencé approximativement horizontalement, une pente depuis la zone médiane (2a) dans laquelle se trouve le point le plus haut jusqu'à une zone extérieure (2b) dans laquelle se situe le point le plus bas et dans laquelle sont positionnées en outre les valves (7). Ainsi, au moyen des conduites (3a, 3b), on peut évacuer non seulement les gaz hors du récipient à carburant, mais elles servent également de conduites de retour (5) pour le carburant liquide parvenu dans le système de mise à l'air/compensation de pression (1), le récipient à carburant (2) étant agencé approximativement horizontalement. Les figures 2 à 4 montrent un exemple de réalisation concret d'un dispositif de collecte (4) conforme à l'invention; la figure 5 montre ce dispositif de collecte (4) dans une situation montée (en vue de dessus) en correspondance de la figure 1. Le dispositif de collecte (4) comprend des premiers raccords (4e, 4f) pour des conduites de mise à l'air (3a, 3b) agencées à l'intérieur du récipient à carburant (2). Les premiers raccords (4e, 4f) débouchent directement dans la première chambre (4a) qui sert, à côté des conduites (3a, 3b), de volume de collecte pour le carburant liquide. La première chambre (4a) est séparée de la deuxième chambre (4b) par une paroi de séparation (4c) largement plane, une ouverture de passage (4d) permettant une évacuation fiable des gaz et des vapeurs. L'ouverture de passage (4d) se situe si haut par rapport au niveau de carburant, qu'une projection de carburant qui s'écoule à travers les conduites (3a, 3b) ne peut pas passer par-dessus la paroi de séparation 7 2818203 (4c), ou seulement à peine. Une conduite de mise à l'air (3c) menant vers l'extérieur est reliée à la deuxième chambre (4b). Dans les exemples de réalisation modifiés, on peut prévoir d'autres configurations des conduites de ventilation/mise à l'air, et le dispositif de collecte peut servir d'élément de bifurcation respectif à l'intérieur du système de mise à l'air/compensation de pression. Dans le présent exemple de réalisation, les conduites de mise à l'air (3a, 3b) servent simultanément de volume de collecte et de conduites de retour (5) pour le carburant liquide qui a pénétré de façon non désirée dans le système de mise à l'air/compensation de pression (1) et que l'on doit ramener dans le volume (principal) du récipient à carburant. À leurs extrémités, elles sont pourvues de valves à flotteur anti-renversement (7) qui referment les conduites (3a, 3b) en cas de besoin, c'est-à-dire lors d'un risque d'entrée de liquide depuis le volume (principal) du récipient à carburant dans le système de mise à l'air/compensation de pression. À cet effet, une telle valve à flotteur anti-renversement (7) illustrée plus en détail dans les figures 6 et 7 comprend d'une part un élément sphérique formant masse d'inertie (7a) qui est guidé sur une surface en forme d'entonnoir et qui est forcé vers l'extérieur lors d'accélérations transversales accrues en raison de l'action de forces centrifuges, et qui provoque ainsi une obturation de la valve (7). D'autre part, on prévoit un élément flotteur (7b) qui, lors de l'immersion de la valve dans le carburant liquide, est poussé vers le haut en raisons de forces portantes et on atteint ainsi également une obturation de la valve. L'élément flotteur (7b) provoque une fermeture de la valve (7) sous l'effet des forces de gravité également lorsque le récipient à carburant est "mis à l'envers". Les valves ne bloquent que dans un seul sens, de sorte que lors d'une orientation approximativement horizontale du système de mise à l'air/compensation de pression, le carburant liquide peut s'écouler à travers les ouvertures correspondantes dans les valves. Les figures 8 et 9 montrent un exemple de réalisation modifié d'un dispositif de collecte conforme à l'invention en vue latérale (figure 8) et 8 2818203 en vue de dessus (figure 9). Le dispositif de collecte montré (4') comprend à son tour deux chambres (4a', 4b') séparées l'une de l'autre par une paroi (4c') en forme de digue-déversoir, et la paroi (4c') délimite une ouverture de passage (4d') pour les gaz et les vapeurs, qui est plus haute que le niveau de carburant prévisible au maximum dans la chambre (4a'). Le niveau de la chambre (4b') peut donc se trouver également au-dessous de celui de la chambre (4a'), au cas o ceci serait nécessaire sur le plan structurel. Le dispositif de collecte (4') comprend également des raccords de conduite (4e', 4f et 4g') pour les conduites de ventilation/mise à l'air et/ou pour les conduites de retour et il sert donc d'élément de bifurcation. Grâce au dispositif de collecte (4) conforme à l'invention, on assure qu'aucun carburant liquide ne peut parvenir dans la conduite (3c) menant vers l'extérieur du fait qu'une première chambre est agencée à l'intérieur du dispositif de collecte de façon séparée vis-à-vis de la deuxième chambre, de telle sorte qu'aucun liquide ne peut parvenir depuis la première chambre jusque dans la deuxième chambre. Simultanément, on assure cependant un échange de gaz via l'ouverture de passage. Le dispositif de collecte (4') est réalisé de préférence en matière thermoplastique résistante au carburant, tout comme les conduites (3a', 3b', 3c'), et il présente ainsi un faible poids et une longue durée de vie. Le système de mise à l'air/compensation de pression conforme à l'invention convient en particulier pour l'utilisation dans des récipients à carburant de véhicules automobiles. Lorsque le carburant se met donc à osciller dans le récipient à carburant largement rempli, par exemple lors d'un roulement en virage du véhicule automobile, en raison de l'influence des forces d'inertie et des forces centrifuges, le système de mise à l'air/compensation de pression est immergé et les valves à flotteur anti-reversement plongent dans le carburant liquide. Dans ce cas, du carburant peut pénétrer dans certaines circonstances de manière non désirée dans le système de mise à l'air/compensation de pression et 9 2818203 s'écouler à travers les conduites de mise à l'air. Au moyen du dispositif de collecte (4, 4'), la conduite de mise à l'air (3c, 3c') menant vers l'extérieur (par exemple vers un filtre à charbon actif) est cependant découplée des conduites (3a, 3a', 3b, 3b') situées complètement dans le récipient à carburant, de sorte qu'aucun carburant liquide ne peut pénétrer dans la conduite menant vers l'extérieur. Les conduites (3a, 3a', 3b, 3b') agencées en pente, tandis que le récipient à carburant est orienté approximativement horizontalement, permettent un retour sans obstacle du carburant liquide jusque dans le récipient à carburant, de sorte qu'aucun carburant n'est emprisonné dans le système de mise à l'air/compensation de pression. L'ouverture de passage à l'intérieur du dispositif de collecte ne peut pas être obturée par le liquide. Ainsi, on assure en outre que le système de mise à l'air/compensation de pression n'est bloqué dans aucune situation par le liquide. 2818203 Revendications 1. Système de mise à l'air et/ou de compensation de pression (1) pour un récipient à carburant, en particulier un réservoir de carburant d'un véhicule automobile, comportant: - au moins une conduite de ventilation et/ou de mise à l'air (3a, 3b, 3c) menée dans le récipient à carburant (2) , au moyen de laquelle on peut faire évacuer des gaz ou des vapeurs hors du récipient à carburant ou les faire retourner dans le récipient à carburant, et - un dispositif de collecte (4) pour le carburant liquide, qui est intégré dans la conduite de ventilation et/ou de mise à l'air, dans lequel - le dispositif de collecte (4) comprend au moins deux chambres (4a, 4b), - dont l'une sert de dispositif d'accumulation intermédiaire pour le carburant liquide et est reliée à une conduite de retour (5) jusque dans le récipient à carburant. 2. Système de mise à l'air et/ou de compensation de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite de retour (5) sert simultanément de conduite de ventilation et/ou de mise à l'air ou est identique à une conduite de ventilation et/ou de mise à l'air (3a, 3b). 3. Système de mise à l'air et/ou de compensation de pression selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, tandis que le récipient à carburant (2) est orienté horizontalement, la conduite de retour (5) présente une pente et elle débouche au niveau de son point le plus bas dans le récipient à carburant (2). 4. Système de mise à l'air et/ou de compensation de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de collecte (4) est réalisé sous la forme d'un élément de bifurcation. 5. Système de mise à l'air et/ou de compensation de pression selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de collecte (4) relie il 2818203 au moins une conduite de retour (5) et au moins deux conduites de mise à l'air (3a, 3a', 3c, 3c') les unes aux autres, les conduites de mise à l'air (3a, 3a', 3c, 3c') de'bouchant chacune dans des chambres différentes (4a, 4b) du dispositif de collecte (4). 6. Système de mise à l'air et/ou de compensation de pression selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une conduite de mise à l'air (3c) est agencée entre le dispositif de collecte (4) et un filtre à vapeur de carburant (6). 7. Système de mise à l'air et/ou de compensation de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les chambres du dispositif de collecte (4) sont séparées l'une de l'autre par une paroi (4c, 4c') orientée de préférence verticalement, la paroi (4c, 4c') présentant une ouverture de passage (4d, 4d') pour les gaz ou les vapeurs. 8. Système de mise à l'air et/ou de compensation de pression selon la revendication 7, caractérisé en ce que la paroi (4c') est réalisée à la manière d'une digue-déversoir. 9. Système de mise à l'air et/ou de compensation de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est prévu dans une conduite de ventilation et/ou de mise à l'air (3), de préférence au point le plus bas, une valve (7) qui empêche une entrée de carburant liquide dans la conduite (3a, 3b).