Brevet FR2844608A1 — publié le 20040319

- N I 15 Régulateur automatique de débit de fluide d'une conduite La présente invention concerne un régulateur automatique de débit de fluide d'une conduite, telle que la conduite aller, d'un circuit de refroidissement et/ou de chauffage 20 s'étendant notamment entre un moteur à combustion interne de véhicule et un dispositif de chauffage ou de refroidissement. Il existe de nombreux appareils tels que des aérothermes 25 dont l'endommagement peut être provoqué par un débit 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 30 et/ou de chauffage au moteur à combustion interne du 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 35 varier dans une large plage en fonction du régime moteur. Ces fortes variations de débit ont amené certains constructeurs à intégrer sur les circuits de refroidissement de chauffage un bipasse. Ce bipasse se présente sous forme d'une conduite de dérivation reliant le 5 conduit aller et le conduit retour dudit circuit. Ce conduit de dérivation est dimensionné de telle façon que, à pleine charge, le débit passant dans l'aérotherme soit inférieur à une valeur de débit max. L'inconvénient majeur d'un tel conduit de dérivation est qu'il crée en permanence 10 un débit de fluide quel que soit le régime moteur. A bas 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 ou de refroidissement pour l'habitacle, directement 15 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 20 que pression ou débit de liquide de refroidissement. 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. 25 Llinconvénient principal d'une vanne pilotée est le cot élevé du système. Par ailleurs, on constate, sur un grand nombre d'installations, la nécessité de rapporter un ajutage sur 30 le conduit aller reliant le moteur à combustion interne à l'aérotherme. L'objet de cet ajutage est de limiter à nouveau la pression dans la branche aérotherme en fonction des caractéristiques de construction de cet aérotherme et ce indépendamment de la création d'un débit de fuite ou 35 pas. Jusqu'à présent, cet ajutage est réalisé au moyen d'une pièce rapportée. Un but de la présente invention est donc de proposer un régulateur automatique de débit de fluide dont la 5 conception, entièrement mécanique, permet l'obtention d'un régulateur autonome assurant une régulation du débit tout en autorisant dans certaines conditions la suppression totale ou la création d'un débit de fuite, ce régulateur permettant en outre de limiter de manière permanente la 10 pression en aval de la conduite à l'intérieur de laquelle il s'étend. Un autre but de la présente invention est de proposer un régulateur automatique de débit de fluide dont la 15 conception permet un gain en termes de pièces constitutives dudit régulateur. A cet effet, l'invention a pour objet un régulateur automatique de débit de fluide d'une conduite, telle que la 20 conduite aller, d'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, caractérisé en ce que le régulateur est constitué d'un réducteur de section de 25 passage logé à l'intérieur de la conduite à réguler en débit dite première conduite du circuit, au voisinage de la zone de raccordement de cette première conduite avec une deuxième conduite du circuit, ce réducteur se présentant sous forme d'un corps creux tubulaire axial à la première 30 conduite et rappelé dans une position prédéterminée, ce corps creux, délimitant un passage de circulation de fluide constamment ouvert, présentant au moins un étranglement générant une réduction de la section du passage et délimitant une surface d'appui du fluide, cette surface 35 d'appui étant calibrée en fonction des caractéristiques de l'organe de rappel pour provoquer au-delà d'une pression prédéterminée du fluide sur ladite surface, un déplacement axial du réducteur dans la zone de raccordement de manière à créer ou à faire varier la section de passage de fluide dans la deuxième conduite du circuit L'étranglement ainsi ménagé dans le réducteur permet d'une part d'exercer la fonction d'ajutage en limitant la pression en aval de la section du conduit logeant ledit 10 réducteur pour assurer ainsi une régulation du débit, d'autre part de constituer une surface d'appui autorisant, au-delà d'une pression prédéterminée, le déplacement du réducteur en vue de court-circuiter une partie du débit dans une autre conduite du circuit. Un tel étranglement 15 présente ainsi deux fonctions de manière à réduire le nombre de pièces à incorporer à un tel régulateur. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en 20 référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue en coupe du régulateur de débit dans une position dans laquelle la pression, régnant à l'intérieur de la conduite logeant le 25 réducteur, est en deçà d'une valeur de pression prédéterminée; la figure 2 représente une vue en coupe du régulateur de la figure 1 vu sous un autre angle; 30 la figure 3 représente une vue en coupe transversale du régulateur de débit de la figure 1 dans une position dans laquelle la pression régnant à l'intérieur de la conduite logeant le régulateur est 35 supérieure à une pression seuil prédéterminée de manière à créer un débit de fuite; la figure 4 représente une vue en coupe transversale d'un autre mode de réalisation d'un régulateur de 5 débit conforme à l'invention dans une position dans laquelle la pression, régnant à l'intérieur de la conduite logeant le réducteur, est inférieure à une pression seuil prédéterminée; la figure 5 représente une vue en coupe transversale du régulateur de la figure 4 dans une position dans laquelle la pression régnant à l'intérieur de la conduite logeant ledit réducteur est supérieure à une pression prédéterminée et la figure 6 représente une vue en coupe transversale du régulateur de la figure 4 vu sous un autre angle. Comme mentionné ci-dessus, le régulateur 1 automatique, 20 objet de l'invention, permet la régulation du débit de fluide d'une conduite 2, telle que la conduite aller, d'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. Dans 25 tous les exemples représentés, le régulateur 1, constitué essentiellement d'un réducteur 5 de section de passage, est logé à l'intérieur de la conduite 2 à réguler en débit, dite première conduite 2 du circuit ou conduite aller du circuit. Ce réducteur 5 de section de passage se présente 30 sous forme d'un corps tubulaire s'étendant axialement à l'intérieur de la première conduite 2 et au voisinage de la zone 9 de raccordement de cette première conduite 2 avec une deuxième conduite 3 du circuit dite par exemple conduite de dérivation dudit circuit. Ce corps du réducteur 35 5 est un corps creux généralement cylindrique délimitant un passage 6 de circulation de fluide constamment ouvert. Ce corps présente au moins un étranglement 7, 7' générant une réduction de la section du passage 6 et délimitant une surface 7A, 7'A d'appui du fluide. Cette surface 7A, 7'A 5 d'appui est calibrée en fonction des caractéristiques de l'organe 8 de rappel du corps pour provoquer, au-delà d'une pression prédéterminée du fluide sur ladite surface 7A, 7'A, un déplacement axial du réducteur 5 dans la zone 9 de raccordement de manière à créer ou à faire varier la 10 section de passage de fluide dans la deuxième conduite 3 du circuit. Dans tous les exemples représentés, le réducteur 5 est logé mobile axialement dans une conduite 2 aller du circuit de 15 fluide, au voisinage de la zone 9 de raccordement de cette conduite aller à une conduite 3 de dérivation reliant la conduite 2 aller à une conduite 4 dite retour du circuit, ce réducteur 5 obturant au moins partiellement, de préférence totalement, l'orifice 9A de communication entre 20 conduite 2 aller et conduite 3 de dérivation en deçà d'une pression prédéterminée et assurant une ouverture ou une augmentation de la section de passage de cet orifice 9A audelà de ladite pression prédéterminée. A nouveau, dans tous les exemples représentés, le réducteur est monté à l'intérieur d'un corps comportant au moins une entrée El de conduite 2 aller, une sortie Sl de conduite 2 aller, une entrée E2 de conduite 4 retour, une sortie S2 de conduite 4 retour et une conduite 3 de 30 dérivation entre conduite 2 aller et conduite 4 retour. L'ensemble est 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 35 de véhicule et un dispositif de chauffage et/ou de refroidissement, de manière à constituer un régulateur prêt à monter. Ce corps peut ainsi constituer un boîtier de sortie d'eau comportant au moins deux conduites 2, 21 aller présentant une entrée El commune, l'une 2 des conduites 5 logeant le réducteur 5, l'autre 21 une vanne 10 pilotée en fonction de la température d'entrée du fluide. Ce boîtier de sortie d'eau peut ainsi intégrer également un thermostat, un embout de dégazage, une sonde de température et une résistance électrique de chauffage. Généralement, ce 10 boîtier de sortie d'eau est reliée par l'entrée El de la conduite aller 2 à la sortie culasse du moteur. La sortie Sl de la conduite 2 amène ledit fluide directement ou par l'intermédiaire de durits vers l'entrée d'un radiateur de chauffage. L'entrée E2 de la conduite 4 de retour, 15 raccordée à la sortie du radiateur de chauffage, constitue le retour de fluide du radiateur de chauffage. Ce fluide s'écoule à travers la sortie S2 en direction d'une pompe à eau. Dans le cas o ce boîtier de sortie d'eau est équipé également d'une deuxième conduite 21 aller, cette conduite 20 21 présente une sortie S'l menant en direction de l'entrée d'un radiateur de refroidissement. Le régulateur 1 de débit conforme aux figures 4 à 6 peut également être disposé entre le boîtier de sortie d'eau et l'aérotherme. Le raccordement du corps de régulateur de débit aux autres 25 éléments du circuit s'effectue par l'intermédiaire de durits. Comme mentionné ci-dessus, ce régulateur 1 est essentiellement constitué d'un réducteur 5 de section de 30 passage. Ce réducteur 5 de section de passage est logé à l'intérieur de la conduite 2 à réguler en débit constituée généralement par la conduite 2 aller dudit circuit. Ce réducteur 5 se présente sous forme d'un corps creux tubulaire s'étendant axialement à l'intérieur de la 35 première conduite au voisinage de la zone 9 de raccordement de cette première conduite 2 avec une deuxième conduite 3 du circuit dite conduite de dérivation. Comme l'illustrent les figures, le corps du réducteur 5 délimite un passage 6 de circulation de fluide constamment ouvert. Le corps du 5 réducteur 5 est généralement ajusté en dimension pour venir se loger à contact glissant à l'intérieur de la conduite 2. Ce corps peut ainsi librement coulisser à l'intérieur de la conduite 2 audelà d'une pression prédéterminée et est rappelé au moyen d'un organe 8 de rappel approprié, tel 10 qu'un ressort hélicodal, dans une position prédéterminée. Ce corps présente au moins un étranglement 7, 7' générant une réduction de la section du passage 6 tout en maintenant constamment ouvert ce passage 6. Cet étranglement 7 délimite en outre une surface 7A, 7'A d'appui du fluide, 15 cette surface d'appui étant calibrée en fonction des caractéristiques, en particulier de la pression de tarage de l'organe 8 de rappel pour provoquer, au-delà d'une pression prédéterminée du fluide sur ladite surface, un déplacement axial du réducteur dans la zone 9 de 20 raccordement de manière à généralement ouvrir cette zone 9 de raccordement et permettre la création d'un débit de fuite. Dans les exemples représentés aux figures 1 à 3, 25 l'étranglement 7 est formé au moyen d'une paroi périphérique radiale interne annulaire ménagée en un emplacement prédéterminé de la surface périphérique interne du corps de réducteur 5. Dans les exemples représentés aux figures 4 à 6, le réducteur 5 est constitué d'au moins deux tronçons 5A, 5B de conduit alignés à section transversale différenciée, l'étranglement 7' et la surface 7'A d'appui associée étant constitués par la zone épaulée séparant les tronçons 5A, 5B 35 de conduit. Le tronçon 5B de plus petite section, correspondant au tronçon aval pris dans le sens d'écoulement du fluide à l'intérieur de la conduite aller, est fendu longitudinalement sur au moins une partie de sa longueur de manière à former une pluralité de doigts il 5 élastiquement déformables aptes à coopérer, notamment par l'intermédiaire d'ergots liA, avec des butées 12 ménagées le long de la paroi périphérique intérieure de la conduite 2 logeant le réducteur 5. L'organe 8 de rappel est quant à lui constitué d'un ressort hélicodal enroulé autour dudit 10 tronçon 5B de conduit. Cette configuration facilite le montage du réducteur à l'intérieur de la conduite 2. En effet, dans ce cas, l'organe 8 de rappel est maintenu entre zone épaulée et butée 12. Il est préalablement positionné sur le réducteur 5 puis ce réducteur 5 peut être enfilé et 15 positionné simplement par encliquetage dans une position prédéfinie à l'intérieur de la conduite 2. Il en résulte une facilité de montage de l'ensemble. Comme on peut le noter dans les figures, le tronçon 5A de plus grande section peut délimiter une paroi périphérique continue ou 20 discontinue. Dans l'exemple représenté, ce tronçon de plus grande section est largement ouvert, la paroi délimitant ce tronçon servant uniquement à fermer l'orifice de communication entre la conduite aller 2 et la conduite 3 de dérivation dans une position dans laquelle le réducteur 5 25 est soumis à une pression de fluide en deçà d'une pression seuil prédéterminée. Le fonctionnement d'un tel régulateur est particulièrement simple. Lorsque la pression du fluide entrant par l'entrée 30 El à l'intérieur de la conduite 2 est supérieure à une pression seuil prédéterminée, ce fluide exerce sur la surface d'appui 7'A une pression telle qu'il entraîne en déplacement le réducteur 5 dans le sens de l'entrée El vers la sortie Si et provoque ainsi l'ouverture de l'orifice de 35 communication entre la conduite 2 aller et la conduite 3 de dérivation. Il en résulte ainsi la création d'un débit de fuite à l'intérieur de la conduite 3 de dérivation, ce débit de fuite débouchant dans la conduite 4 de retour du circuit. Lorsque la pression de fluide revient en deçà 5 d'une valeur de pression seuil prédéterminée, le réducteur est rappelé par l'intermédiaire du ressort 8 dans sa position prédéterminée correspondant, dans l'exemple représenté, à une position de fermeture totale de l'orifice de communication entre conduite aller 2 et conduite 3 de 10 dérivation. Ainsi, le déplacement du réducteur 5 crée, dans les exemples représentés aux figures 4 à 6, une section de passage du fluide dans la conduite 3 de dérivation. Dans un autre mode de réalisation non représenté, le 15 déplacement pourrait simplement augmenter la section de passage d'un orifice de communication préexistant entre conduite 2 et conduite 3 de manière à créer un débit de fuite permanent mais de valeur variable. Dans les exemples représentés aux figures 1 à 3, dans lesquels l'étranglement est constitué d'une paroi périphérique radiale interne annulaire, le réducteur 5 affecte la forme d'un corps creux tubulaire, de préférence cylindrique, fermé au moins partiellement à une extrémité 25 5C. Ce corps est muni d'au moins deux ouvertures 13, 14 radiales servant l'une, représentée en 13 aux figures, à la mise en communication de la conduite 2 logeant le réducteur 5 avec une autre conduite 3 du circuit en fonction de la position occupée par le réducteur 5 dans ladite conduite 2, 30 l'autre, représenté en 14 aux figures, à l'introduction de l'organe 8 de rappel, tel qu'un ressort, à l'intérieur du corps de réducteur 5. Cet organe 8 de rappel est agencé pour s'étendre entre l'extrémité 5C fermée du corps et une butée 15 radiale interne de la conduite 2 logeant le 35 réducteur 5. Ainsi, dans ce mode de réalisation, le réducteur 5 est introduit à l'intérieur du corps de régulateur par la sortie Si de la conduite 2 puis le ressort est introduit par l'entrée El de la conduite 2 avant d'être positionné à l'intérieur du réducteur 5. Le 5 fonctionnement d'un tel réducteur est analogue à celui décrit ci-dessus bien que la forme de ce dernier soit différente. Le réducteur 5 sert à nouveau à obturer totalement l'orifice de communication entre la conduite 2 aller et la conduite 3 de dérivation, le passage du fluide 10 circulant dans la conduite 2 en direction de la conduite 3 de dérivation étant obtenu par l'intermédiaire d'une ouverture 13 ménagée dans le réducteur 5 lorsque ce dernier occupe une position conforme notamment à celle représentée à la figure 3, cette position étant obtenue par déplacement 15 du réducteur 5 lorsque la pression de fluide entrant par El dans la conduite 2 est supérieure à une pression seuil prédéterminée. Le déplacement du réducteur 5, sous l'effet de cette augmentation de la pression, génère à chaque fois un déplacement du réducteur 5 dans le sens d'une 20 compression d'un organe de rappel 8 de manière telle que cet organe de rappel 8 rappelle, en deçà de ladite pression seuil, le réducteur 5 dans une position fermée de la zone de raccordement entre conduite 2 et conduite 3 de dérivation. Le régulateur 1 automatique décrit ci-dessus se 25 caractérise notamment par la simplification de sa conception qui permet, au moyen d'un même réducteur et en particulier d'un étranglement de ce dernier, d'obtenir deux fonctions, à savoir à la fois une fonction d'ajutage d'une part et une fonction de création d'un début de fuite par 30 déplacement du réducteur d'autre part. REVENDICATIONS 1. Régulateur (1) automatique de débit de fluide d'une conduite (2), telle que la conduite aller, d'un circuit de 5 refroidissement et/ou de chauffage s'étendant notamment entre un moteur à combustion interne de véhicule et un dispositif de chauffage ou de refroidissement, caractérisé en ce que le régulateur (1) est constitué d'un réducteur (5) de section de passage logé à l'intérieur de 10 la conduite (2) à réguler en débit dite première conduite (2) du circuit, au voisinage de la zone (9) de raccordement de cette première conduite (2) avec une deuxième conduite (3) du circuit, ce réducteur (5) se présentant sous forme d'un corps tubulaire axial à la première conduite (2) et 15 rappelé dans une position prédéterminée, ce corps, délimitant un passage (6) de circulation de fluide constamment ouvert, présentant au moins un étranglement (7, 7') générant une réduction de la section du passage (6) et délimitant une surface (7A, 7'A) d'appui du fluide, cette 20 surface (7A, 7'A) d'appui étant calibrée en fonction des caractéristiques de l'organe (8) de rappel pour provoquer au-delà d'une pression prédéterminée du fluide sur ladite surface (7A, 7'A), un déplacement axial du réducteur (5) dans la zone (9) de raccordement de manière à créer ou à 25 faire varier la section de passage de fluide dans la deuxième conduite (3) du circuit. 2. Régulateur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réducteur (5) est logé mobile 30 axialement dans une conduite (2) aller du circuit de fluide, au voisinage de la zone (9) de raccordement de cette conduite aller à une conduite (3) de dérivation reliant la conduite (2) aller à une conduite (4) dite retour du circuit, ce réducteur (5) obturant au moins 35 partiellement, de préférence totalement, l'orifice (9A) de communication entre conduite (2) aller et conduite (3) de dérivation. en deçà d'une pression prédéterminée et assurant une ouverture ou une augmentation de la section de passage de ce dernier au- delà de ladite pression prédéterminée. 3. Régulateur (1) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le réducteur (5) est monté à l'intérieur d'un corps comportant au moins une entrée (El) 10 de conduite (2) aller, une sortie (Sl) de conduite (2) aller, une entrée (E2) de conduite (4) retour, une sortie (S2) de conduite (4) retour et une conduite (3) de dérivation entre conduite (2) aller et conduite (4) retour, l'ensemble étant destiné à être inséré sur les 15 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 dispositif de chauffage et/ou de refroidissement, de manière à constituer un régulateur prêt 20 à monter. 4. Régulateur (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps constitue un boîtier de sortie d'eau comportant au moins deux conduites (2, 21) 25 aller présentant une entrée (El) commune, l'une (2) des conduites logeant le réducteur (5), l'autre (21) une vanne (10) pilotée en fonction de la température d'entrée du fluide. 5. Régulateur (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'étranglement (7) est formé au moyen d'une paroi périphérique radiale interne annulaire ménagée en un emplacement prédéterminé de la surface périphérique interne du corps de réducteur (5). 35 6. Régulateur (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le réducteur (5) est constitué d'au moins deux tronçons (5A, 5B) de conduit alignés à section transversale différenciée, l'étranglement (7') et la 5 surface (7'A) d'appui associée étant constitués par la zone épaulée séparant les tronçons (SA, 5B) de conduit. 7. Régulateur (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le tronçon (5B) de plus petite 10 section est fendu longitudinalement sur au moins une partie de sa longueur de manière à former une pluralité de doigts (11) élastiquement déformables aptes à coopérer, notamment par l'intermédiaire d'ergots (llA), avec des butées (12) ménagées le long de la paroi périphérique intérieure de la 15 conduite (2) logeant le réducteur (5), l'organe (8) de rappel étant constitué d'un ressort hélicodal enroulé autour dudit tronçon (5B) de conduit. 8. Régulateur (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe (8) de rappel est maintenu entre zone épaulée et butée (12). 9. Régulateur (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le réducteur (5) affecte la forme 25 d'un corps creux tubulaire, de préférence cylindrique, fermé au moins partiellement à une extrémité (5C), ce corps étant muni d'au moins deux ouvertures (13, 14) radiales servant l'une (13) à la mise en communication de la conduite (2) logeant le réducteur avec une autre conduite 30 (3) du circuit en fonction de la position occupée par le réducteur dans ladite conduite (2), l'autre (14) à l'introduction de l'organe (8) de rappel, tel qu'un ressort, à l'intérieur du corps de réducteur (5), cet organe (8) de rappel étant agencé pour s'étendre entre 35 l'extrémité (5C) fermée du corps et une butée (15) radiale interne de la conduite (2) logeant le réducteur (5).