Brevet FR2844609A1 — publié le 20040319

o Régulateur automatique de débit de fluide d'un circuit de fluide La présente invention concerne un régulateur automatique de débit de fluide d'un circuit de fluide, tel qu'un circuit 20 de refroidissement et/ou de chauffage, s'étendant notamment entre un moteur à combustion interne de véhicule et un dispositif de chauffage ou de refroidissement, ledit circuit comportant une conduite aller bifurquant pour délimiter d'une part, une première branche disposée 25 sensiblement dans l'alignement de la section de la conduite aller en amont de la bifurcation et reliant en particulier cette section de la conduite aller à une conduite retour, d'autre part une seconde branche s'étendant transversalement à la première branche en vue notamment 30 d'amener le fluide à l'entrée d'un dispositif de chauffage ou de refroidissement. Il existe de nombreux appareils tels que des aérothermes dont l'endommagement peut être provoqué par un débit 35 d'alimentation en fluide trop élevé, ce débit générant une perforation des tubes de l'aérotherme. Ce problème se pose notamment pour les radiateurs de chauffage de véhicule reliés par l'intermédiaire d'un circuit de refroidissement et/ou de chauffage au moteur à combustion interne du 5 véhicule, le débit de liquide passant dans le radiateur de chauffage étant directement fonction du débit de fluide provenant du moteur et transféré vers le radiateur de chauffage. Or, ce débit de fluide provenant du moteur peut varier dans une large plage en fonction du régime moteur. 10 Ces fortes variations de débit ont amené certains constructeurs à intégrer sur les circuits de refroidissement un bipasse. Ce bipasse se présente sous forme d'une conduite de dérivation reliant le conduit aller et le conduit retour dudit circuit. Ce conduit de 15 dérivation est dimensionné de telle façon que, à pleine charge, le débit passant dans l'aérotherme soit inférieur à une valeur de débit maximale. L'inconvénient majeur d'un tel conduit de dérivation est qu'il crée en permanence un débit de fuite quel que soit le régime moteur. A bas 20 régime, une partie du fluide est court-circuitée à travers le conduit de dérivation, le débit passant dans l'aérotherme est alors diminué et l'efficacité de chauffage pour l'habitacle, directement fonction de ce débit, est affectée. Il est par ailleurs connu d'intégrer une vanne pilotée pour contrôler le débit passant dans le radiateur de chauffage. La vanne doit être pilotée à partir d'une information, telle que pression ou débit de liquide de refroidissement. 30 Le système n'est donc pas autonome et fonctionne en fonction d'une information électrique, hydraulique ou pneumatique pour ouvrir et positionner la vanne afin de court-circuiter une partie du fluide se dirigeant vers l'aérotherme. L'inconvénient principal d'une vanne pilotée 35 est le cot élevé du système. Une autre solution consiste à créer un débit de fuite audelà d'une valeur seuil de pression prédéterminée de la section amont du conduit aller. Dans ce cas, il peut être 5 utilisé une soupape dont le déplacement axial à l'intérieur du conduit génère l'ouverture du circuit de dérivation audelà d'une pression prédéterminée. La réalisation d'une telle soupape, apte à assurer l'ouverture ou respectivement la fermeture du circuit de dérivation, nécessite 10 généralement l'utilisation de pièces coniques de forme complexe. Un tel régulateur ne peut être incorporé que dans un boîtier constitué de plusieurs éléments. En conséquence, la création d'un débit de fuite engendre, 15 dans tous les cas, la réalisation de pièces complexes. Un but de la présente invention est donc de proposer un régulateur automatique de débit de fluide dont la conception, entièrement mécanique, permet l'obtention d'un 20 régulateur autonome assurant une régulation du débit directement fonction du débit régnant dans la section amont du conduit aller, ce régulateur fonctionnant en l'absence de toute création d'un débit de fuite. Un autre but de la présente invention est de proposer un régulateur automatique de débit de fluide dont la conception permet le fonctionnement de ce dernier sans retour d'information provenant d'un capteur de pression ou de débit de fluide de manière telle qu'aucune jonction 30 électrique avec un autre composant n'est nécessaire. Un autre but de la présente invention est de proposer un régulateur automatique de débit de fluide dont la conception permet de limiter la progression du débit dans 35 la branche menant à l'aérotherme, cette limitation s'opérant au moyen d'éléments mécaniques de conception particulièrement simple. A cet effet, l'invention a pour objet un régulateur 5 automatique de débit de fluide d'un circuit de fluide, tel qu'un circuit de refroidissement et/ou de chauffage, s'étendant notamment entre un moteur à combustion interne de véhicule et un dispositif de chauffage ou de refroidissement, ledit circuit comportant une conduite 10 aller bifurquant pour délimiter d'une part, une première branche disposée sensiblement dans l'alignement de la section de la conduite aller en amont de la bifurcation et reliant de préférence cette section de la conduite aller à une conduite retour, d'autre part une seconde branche 15 s'étendant transversalement à la première branche en vue d'amener le fluide notamment à l'entrée d'un dispositif de chauffage ou de refroidissement, caractérisé en ce que le régulateur, s'étendant depuis la section amont de la conduite aller jusque dans la première branche, affecte la 20 forme d'un corps creux tubulaire comportant une ouverture axiale d'entrée de fluide et un orifice radial de sortie de fluide délimitant un passage de circulation de fluide entre section amont de la conduite aller et seconde branche, ce corps creux, rappelé dans une position prédéterminée dans 25 laquelle il obture la première branche et communique ou non par son orifice radial avec la seconde branche, étant mobile axialement à l'intérieur de cette première branche en fonction de la pression régnant dans le circuit, ce déplacement provoquant, parallèlement au maintien en 30 position fermée de la première branche, une variation du niveau de concordance entre orifice radial et seconde branche, soit par escamotage de l'orifice radial à l'intérieur de la première branche, soit par amenée en regard de l'orifice radial et de la seconde branche, et par 35 suite une régulation du débit de fluide dans la seconde branche. La conception du corps du régulateur permet ainsi l'obtention d'une régulation automatique du débit de fluide 5 dans la seconde branche du circuit en limitant par exemple la progression de ce débit sans générer, à aucun moment, un débit de fuite dans la première branche du circuit. Il en résulte la possibilité de concevoir un régulateur sous une forme extrêmement simple, en particulier exempt de toute 10 forme complémentaire conique. Un tel régulateur peut ainsi, du fait de sa conception, être logé à l'intérieur d'un boîtier monobloc. L'invention sera bien comprise à la lecture de la 15 description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue en coupe du régulateur de débit dans une position dans laquelle la différence 20 de pression entre section amont du conduit aller et conduit de retour est inférieure à une valeur prédéterminée; la figure 2 représente une vue en coupe du régulateur 25 de débit de la figure 1 dans la même position avec un angle de vision différent et la figure 3 représente une vue en coupe transversale du régulateur de débit des figures 1 et 2 dans une 30 position dans laquelle la différence de pression entre section amont du conduit aller et conduit de retour est supérieure à une valeur seuil prédéterminée. Comme mentionné ci-dessus, le régulateur 1 automatique, 35 objet de l'invention, permet la régulation du débit de fluide de l'une des branches d'un circuit de fluide, tel qu'un circuit de refroidissement et/ou de chauffage, s'étendant notamment entre un moteur à combustion interne de véhicule et un dispositif de chauffage ou de 5 refroidissement. L'exemple décrit ci-après s'appliquera plus particulièrement à un boîtier de sortie d'eau. Le circuit devant être régulé au moyen d'un tel régulateur comporte une conduite 2 aller bifurquant pour délimiter 10 d'une part, une première branche 3 disposée sensiblement dans l'alignement de la section 2 de la conduite aller disposée en amont de la bifurcation. Cette première branche 3 permet par exemple de relier la section amont de la conduite aller à une conduite 5 dite conduite de retour. Ce 15 circuit comporte d'autre part une seconde branche 4 constituant la seconde division de la conduite aller, cette branche 4 s'étendant transversalement à la première branche 3. Cette branche 4 sert par exemple à l'approvisionnement en fluide d'un dispositif de chauffage ou de 20 refroidissement. Le régulateur 1 est quant à lui positionné à l'intérieur du circuit de manière à s'étendre, depuis la section 2 amont de la conduite aller jusque dans la première branche 3 du circuit disposée en alignement de la section 2 amont de la conduite aller. 25 Le régulateur affecte, comme l'illustrent les figures, la forme d'un corps creux tubulaire comportant une ouverture 6 axiale d'entrée de fluide et un orifice 7 radial de sortie de fluide. Ouverture 6 et orifice 7 délimitent ainsi en 30 coopération avec ledit corps un passage 8 de circulation de fluide entre la section 2 amont de la conduite aller et la seconde branche 4 du circuit. Ce corps creux de régulateur est rappelé dans une position prédéterminée par l'intermédiaire d'un ressort 12 qui sera décrit en détail 35 ci-après. Dans cette position prédéterminée, le corps creux obture la première branche 3 de liaison entre section amont du circuit aller et circuit 5 de retour. L'orifice 7 radial de ce corps creux est, dans cette position, positionné ou non en concordance avec la seconde branche 4 du circuit. En 5 effet, en fonction du mode de fonctionnement du circuit, une première solution peut consister à aligner, dans la position prédéterminée de rappel du corps, l'orifice 7 radial et la seconde branche 4 de telle sorte que, dans cette position, c'est-à-dire en deçà d'une différence de 10 pression prédéterminée entre conduite aller et conduite de retour, le débit pénétrant à l'intérieur de la seconde branche 4 est maximal puisque la section de passage de l'orifice 7 est à sa valeur maximale. Une autre solution peut consister, dans cette position de rappel, à faire en sorte que l'orifice 7 radial soit au moins partiellement obturé de manière à ne permettre le passage que d'une quantité prédéterminée de liquide dans la seconde branche 4 du circuit. Lorsque la différence de pression entre conduite aller et conduite retour devient supérieure à une valeur prédéterminée, le corps du régulateur se déplace axialement à l'intérieur du circuit qui le contient. Ce déplacement provoque, parallèlement au maintien en position fermée de la première branche 3, une 25 variation du niveau de concordance entre orifice 7 radial et seconde branche 4. A nouveau, en fonction du mode de fonctionnement retenu, cette variation du niveau de concordance peut s'effectuer dans le sens d'une réduction de la section de passage de l'orifice 7 radial ou dans le 30 sens d'une augmentation de la section de passage de l'orifice 7 radial. Dans le cas d'une réduction de cette section de passage, le corps s'escamote par exemple à l'intérieur de la première branche 3 du circuit de telle sorte qu'au moins une partie de l'orifice 7 radial s'efface 35 à l'intérieur de ladite première branche 3 du circuit. A l'inverse, dans le cas contraire, l'orifice 7 radial est amené en alignement ou en regard de l'entrée de la seconde branche 4 de manière à permettre un écoulement maximum du fluide circulant à l'intérieur du corps en direction de la seconde branche 4. Dans l'exemple représenté, la section de passage de l'orifice 7 radial dans la seconde branche 4 décroît au fur et à mesure du déplacement axial du corps commandé par 10 l'augmentation de la différence de pression entre section 2 amont de la conduite aller et conduite 5 retour. Ainsi, cette section de passage de l'orifice 7 radial décroît par effacement du corps dans la première branche 3 du circuit et recouvrement au moins partiel de l'orifice 7 radial. Ce 15 fonctionnement du régulateur est plus particulièrement intéressant lorsque ce dernier est monté à l'intérieur d'un boîtier 9 comportant au moins une entrée E de conduite aller, une sortie S de conduite aller ménagée sur une branche dite seconde branche 4 de la conduite aller, une 20 entrée El de conduite 5 retour, une sortie Si de conduite 5 retour et une conduite, dite première branche 3, reliant la section 2 amont de la conduite aller et la conduite 5 retour. L'ensemble est destiné à être inséré sur les conduites aller et retour d'un circuit de circulation de 25 fluide, tel qu'un circuit de refroidissement et/ou de chauffage s'étendant notamment entre un moteur à combustion interne de véhicule et un dispositif de chauffage et/ou de refroidissement de manière à constituer un régulateur prêt à monter. Ainsi, dans les exemples représentés aux figures 30 1 à 3, l'entrée E de la section amont du circuit de la conduite aller peut être raccordée à la sortie culasse du moteur. La sortie S de la conduite aller est raccordée directement ou par l'intermédiaire de durites à l'entrée du radiateur de chauffage. L'entrée El de la conduite 5 de 35 retour est quant à elle raccordée également à la sortie du radiateur de chauffage tandis que la sortie Si de la conduite 5 de retour amène le fluide en direction d'une rampe correspondant à l'entrée d'une pompe à eau. La conception du régulateur tel que décrite ci-dessus permet d'obtenir un boîtier 9 de conception monobloc ne nécessitant pas la réalisation d'ouvertures, en particulier pour le positionnement du régulateur à l'intérieur du boîtier. Ce boîtier monobloc est ici un boîtier dit boîtier 10 de sortie d'eau qui comporte une entrée E de conduite aller commune à une autre conduite aller 10, cette autre conduite aller 10 logeant une vanne 11 pilotée en fonction de la température d'entrée du fluide. Cette autre conduite aller 10 présente une sortie S2 susceptible d'être raccordée à 15 l'entrée d'un radiateur de refroidissement. Dans les exemples représentés, le régulateur se présente sous forme d'un corps tubulaire constitué d'au moins deux tronçons lA, 1B de conduite alignés, à section transversale 20 différenciée, délimitant deux compartiments séparés. Le tronçon lA, de plus grande section, se présente sous forme d'un corps creux tubulaire généralement cylindrique comportant un orifice 6 axial alimenté en fluide par le fluide circulant dans la section amont du conduit aller et 25 un orifice 7 radial susceptible de déboucher dans la seconde branche 4 du circuit de manière à délimiter un passage 8 de circulation de fluide entre section 2 amont de la conduite aller et seconde branche 4 du circuit. Le tronçon 1B de plus petite section, séparé du tronçon lA de 30 plus grande section par une paroi radiale, se présente quant à lui sous forme d'un corps tubulaire cylindrique fendu longitudinalement sur une partie de sa longueur de manière à former une pluralité de doigts 13 élastiquement déformables aptes à coopérer, notamment par l'intermédiaire 35 d'ergots 14, ménagés aux extrémités des doigts 13, avec des butées 15, généralement radiales, ménagées le long de la paroi périphérique interne de la première branche 3 du circuit. Un organe 12 de rappel du corps, constitué d'un ressort hélicodal, est enroulé autour de ce tronçon 1B de 5 plus petite section. Ce ressort est ainsi maintenu en position en s'étendant entre les butées 15 de la première branche 3 et un épaulement 16 constitué par la différence de section entre les tronçons lA et 1B. Le fonctionnement d'un tel régulateur est le suivant. Lorsque la différence de pression entre section amont de la conduite aller et conduite 5 de retour est supérieure à une valeur prédéterminée, le corps 1 du régulateur tend à se déplacer à l'intérieur de la première branche 3 du circuit 15 de telle sorte que l'orifice 7 radial est obturé progressivement par effacement du corps et en particulier du tronçon lA de plus grande dimension à l'intérieur de la première branche 3 du circuit. Il en résulte une réduction de la section de passage de cet orifice 7 radial et par 20 suite, une réduction du débit dans la seconde branche 4 du circuit. Dès que la différence de pression repasse en deçà d'une valeur seuil prédéterminée, le ressort tend à rappeler le corps dans sa position de repos conforme à celle représentée à la figure 1 o l'orifice 7 radial est 25 disposé en alignement avec la seconde branche 4 de telle sorte que la section de passage de cet orifice 7 radial est alors de dimension maximale. On note que, indépendamment de la position prise par le corps de régulateur, ce dernier obture en permanence la première branche 3 du circuit de 30 sorte qu'à aucun moment, un circuit de fuite n'est créé. La régulation du débit dans la branche 4 se fait donc uniquement par obturation ou libération de l'orifice 7 radial du corps de régulateur. Les ergots 14 ménagés à l'extrémité des doigts 13 élastiquement déformables 35 permettent, lors de la détente du ressort et le retour du il corps à sa position prédéterminée, d'empêcher toute sortie du corps hors de la branche 3 du circuit. Comme l'illustre le fonctionnement ci-dessus, le régulateur 1, objet de l'invention, est de conception particulièrement simple. REVENDICATIONS 1. Régulateur (1) automatique de débit de fluide d'un circuit de fluide, tel qu'un circuit de refroidissement 5 et/ou de chauffage, s'étendant notamment entre un moteur à combustion interne de véhicule et un dispositif de chauffage ou de refroidissement, ledit circuit comportant une conduite (2) aller bifurquant pour délimiter d'une part, une première branche (3) disposée sensiblement dans 10 l'alignement de la section (2) de la conduite aller en amont de la bifurcation et reliant en particulier cette section de la conduite aller à une conduite (5) retour, d'autre part une seconde branche (4) s'étendant transversalement à la première branche (3) en vue notamment 15 d'amener le fluide à l'entrée d'un dispositif de chauffage ou de refroidissement, caractérisé en ce que le régulateur, s'étendant depuis la section (2) amont de la conduite aller jusque dans la première branche (3), affecte la forme d'un corps creux 20 tubulaire comportant une ouverture (6) axiale d'entrée de fluide et un orifice (7) radial de sortie de fluide délimitant un passage (8) de circulation de fluide entre section (2) amont de la conduite aller et seconde branche (4), ce corps creux, rappelé dans une position 25 prédéterminée dans laquelle il obture la première branche (3) et communique ou non par son orifice (7) radial avec la seconde branche (4), étant mobile axialement à l'intérieur de cette première branche (3) en fonction de la pression régnant dans le circuit, ce déplacement provoquant, 30 parallèlement au maintien en position fermée de la première branche (3), une variation du niveau de concordance entre orifice (7) radial et seconde branche (4), soit par escamotage de l'orifice (7) radial à l'intérieur de la première branche (3), soit par amenée en regard de 35 l'orifice (7) radial et de la seconde branche (4), et par suite une régulation du débit de fluide dans la seconde branche (4). 2. Régulateur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de passage de l'orifice (7) radial dans la seconde branche (4) décroît au fur et à mesure du déplacement axial du corps commandé par l'augmentation de la différence de pression entre section (2) amont de la conduite aller et conduite (5) retour. 3. Régulateur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la section de passage de l'orifice (7) radial décroît par effacement du corps dans la première branche (3) du circuit et recouvrement au moins partiel de 15 l'orifice (7) radial. 4. Régulateur (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps creux tubulaire est monté à l'intérieur d'un boîtier (9) comportant au moins une entrée 20 (E) de conduite aller, une sortie (S) de conduite aller ménagée sur une branche dite seconde branche (4) de la conduite aller, une entrée (El) de conduite (5) retour, une sortie (Si) de conduite (5) retour et une conduite, dite première branche (3), reliant la section (2) amont de la 25 conduite aller et la conduite (5) retour, l'ensemble étant destiné à être inséré sur les conduites aller et retour d'un circuit de circulation de fluide, tel qu'un circuit de refroidissement et/ou de chauffage s'étendant notamment entre un moteur à combustion interne de véhicule et un 30 dispositif de chauffage et/ou de refroidissement de manière à constituer un régulateur (1) prêt à monter. 5. Régulateur (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le boîtier (9) est un boîtier 35 monobloc de sortie d'eau comportant une entrée (E) de conduite aller commune à une autre conduite aller (10), cette autre conduite aller (10) logeant une vanne (11) pilotée en fonction de la température d'entrée du fluide. 6. Régulateur (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps tubulaire est constitué d'au moins deux tronçons (lA, 1B) de conduite alignés, à section transversale différenciée, délimitant deux compartiments séparés, le tronçon (lA) de plus grande section ménageant 10 le passage (8) de circulation de fluide entre section (2) amont de la conduite aller et seconde branche (4) tandis que le tronçon (1B) de plus petite section est fendu longitudinalement sur une partie de sa longueur de manière à former une pluralité de doigts (13) élastiquement 15 déformables aptes à coopérer, notamment par l'intermédiaire d'ergots (14), avec des butées (15) ménagées le long de la paroi périphérique interne de la première branche (3), l'organe (12) de rappel du corps étant constitué d'un ressort hélicodal enroulé autour du tronçon (1B) de plus 20 petite section.