Brevet FR2851477A1 — publié le 20040827

i Domaine de l'invention La présente invention concerne un boîtier de filtre notamment pour un moteur à combustion interne. Etat de la technique On connaît de tels dispositifs de filtre par exemple selon le document EP-0 648 929. Ce document décrit un boîtier de filtre muni d'un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie et à l'intérieur du boîtier de filtre, se trouve un tube de sortie s'étendant vers le bas. En plus du tube de sortie est prévu un tube plongeur dont le côté inférieur com10 porte un élément de renvoi; ce dernier assure la déviation totale du flux de carburant pénétrant dans le tube plongeur. Le but est de collecter les bulles d'air dans l'espace intermédiaire entre le tube plongeur et le tube de sortie pour former un coussin d'air que l'on mélange de manière contrôlée par un orifice d'étranglement au flux de carburant sortant de 15 l'orifice de sortie. L'inconvénient du dispositif de filtre connu selon le document EP-0 648 929 est que sa fabrication est compliquée et coteuse. Pendant son fonctionnement il arrive en outre de temps à autre un incident dans le moteur à combustion interne ainsi équipé. 20 But de l'invention La présente invention a pour but de développer un boîtier de filtre et un dispositif de filtre ainsi qu'un moteur à combustion interne et un véhicule équipé d'un tel moteur à combustion interne qui soit plus simple à fabriquer et néanmoins plus fiable. 25 Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention concerne un boîtier de filtre caractérisé en ce qu' il comprend un orifice d'entrée et un orifice de sortie; un tube de sortie s'étendant vers le bas sous l'orifice de sortie; à l'intérieur du tube de sortie, un tube de réception d'air du côté inférieur 30 et un tube de réception d'air fermé du côté supérieur avec un orifice en forme de buse; sous le tube de réception d'air et le tube de sortie, le boîtier de filtre déformé pour réaliser une zone de renvoi pour dévier le fluide venant de l'orifice d'entrée, de bas en haut; un dispositif collecteur prévu sous le tube de réception d'air qui guide le fluide dans le 35 tube de réception d'air sans dévier la direction d'écoulement. L'invention concerne également un dispositif de filtre équipé d'un tel boîtier et un moteur à combustion interne équipé d'un tel dispositif de filtre. La présente invention prévoit à l'intérieur du tube de sor5 tie, un tube de réception d'air ouvert du côté inférieur et fermé du côté supérieur avec un orifice en forme de buse. Sous le tube de réception d'air et le tube de sortie, le boîtier de filtre est formé avec une zone de déviation pour dévier de bas en haut le fluide sortant de l'orifice d'entrée. De plus, sous le tube de réception d'air, il y a une installation 10 collectrice qui regroupe le fluide après sa déviation dans la zone de déviation sans dévier la direction de l'écoulement et qui arrive dans le tube de réception d'air. Un tel boîtier de filtre est d'une fabrication particulièrement simple. Son fonctionnement est plus fiable en combinaison avec un moteur à combustion interne équipant notamment un 15 véhicule automobile. Le dispositif de filtre selon l'invention s'est confirmé tout particulièrement dans son application comme filtre à carburant si l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie sont prévus dans un couvercle de boîtier. Dans ce cas, il suffit d'une seule liaison étanche entre le couver20 de de boîtier et le tube de sortie ce qui peut se faire d'une manière relativement simple. Cela permet de réaliser des dispositifs de filtre de construction particulièrement réduite simplifiant l'installation de pièces supplémentaires comme par exemple celle de vis d'évacuation d'air. On suppose que l'amélioration de l'étanchéité entre le tube de sortie et le 25 couvercle du boîtier permet d'éviter les difficultés rencontrées fréquemment dans les dispositifs de filtre de l'état de la technique. En outre, on réalise un seul point d'étanchéité d'une manière particulièrement économique et fiable. Selon l'invention, l'expression " déviation " de la direction 30 d'écoulement du fluide correspond à une modification de sa direction d'écoulement supérieure à 90 . Le regroupement ou la dispersion du fluide en mouvement est occasionnée par un changement de direction inférieur à 900. Selon un développement de l'invention, le tube de récep35 tion d'air est guidé de manière mobile dans le tube de sortie. Cela sim- plifie considérablement la fabrication du dispositif de filtre selon l'invention car il n'est pas nécessaire de réaliser une liaison étanche entre le tube de réception d'air et le tube de sortie comme cela est le cas dans l'état de la technique. Pour guider le tube de réception d'air dans le tube de sortie, le côté inférieur du tube de réception d'air peut comporter au moins un élément de fixation et à l'extrémité inférieure du tube de sortie, il est prévu un disque de fond venant en contact avec l'élément de fixation. Un boîtier de filtre ainsi réalisé peut se fabriquer d'une manière 10 particulièrement simple grâce à des éléments de fabrication et de montage modulaires pour le tube de réception d'air et le disque de fond. Pour guider en outre le tube de réception d'air, il est prévu au moins un élément d'écartement en saillie de la périphérie extérieure du tube de réception d'air. On obtient toujours ainsi de manière 15 fiable un écartement suffisant entre le tube de sortie d'air et le tube de réception d'air garantissant le passage du carburant. Dans cette réalisation, le carburant qui pénètre dans le boîtier de filtre est assuré de descendre tout d'abord dans le boîtier alors que du côté extérieur du tube de réception d'air, il y a l'air du tube de sortie. Puis la veine de 20 fluide arrive dans la zone de renvoi du boîtier de filtre qui en assure la déviation de 1800 pour arriver dans le tube de sortie. Après le passage du tube de sortie, la veine de carburant arrive dans l'orifice de sortie pour alimenter le moteur à combustion interne. Selon l'invention, le dispositif de filtre peut fonctionner de manière fiable avec ou sans tube 25 de réception d'air ce qui étend considérablement son domaine d'application. Dans le cas d'un tube de réception d'air installé dans le tube de sortie, le flux de carburant est concentré par le dispositif collecteur pour être dirigé à l'intérieur du tube de réception d'air. A l'intérieur du tube de réception d'air, l'air éventuellement entraîné par le 30 flux de carburant se sépare. Le carburant libéré de l'air de cette manière sort du côté inférieur du tube de réception d'air et cela de préférence dans une zone comprise entre le dispositif collecteur et le tube de réception d'air. Le carburant contourne l'arête inférieure du tube de réception d'air et passe dans l'intervalle entre le tube de réception d'air et le tube de sortie, en remontant en direction de l'orifice de sortie et de là il quitte le dispositif de filtre. Le boîtier de filtre se fabrique de manière économique car le tube de réception d'air, le dispositif collecteur et/ou le disque de fond 5 peuvent être réalisés sous la forme d'une pièce en matière plastique à injecter. Ces composants permettent de faire fonctionner même des filtres à carburant du commerce, d'une manière particulièrement simple en mode de mélange contrôlé d'air au flux de carburant. L'air recueilli du côté supérieur du tube de réception d'air 10 est en effet distribué de manière contrôlée par l'orifice en forme de buse pour être mélangé au carburant sortant de l'orifice de sortie. Suivant la dimension de l'orifice en forme de buse, on contrôle la dimension des bulles d'air que l'on mélange au flux de carburant sortant. Il est en effet connu que les bulles d'air dont le diamètre est inférieur à un diamètre 15 critique permettent un fonctionnement non perturbé du moteur à combustion interne. Ce n'est que si le flux de carburant contient des bulles d'air dont la taille est supérieure à ce diamètre critique que l'on rencontre des perturbations. L'invention est particulièrement avantageuse en ce qu'en 20 cas de trajectoire courbe rapide, il n'y aura pas d'espace sans carburant qui occasionne des perturbations et des ratées du moteur. Selon l'invention, on peut toujours prévoir une chambre réservoir d'eau installée de préférence dans la zone de renvoi. Dans la zone de renvoi, on peut également prévoir une vis d'évacuation pour l'eau collectée à 25 l'intérieur du boîtier de filtre. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure i est une section d'un dispositif de filtre selon l'invention; - la figure 2 est une section d'un tube de réception d'air selon l'invention; - la figure 3 montre un détail à échelle agrandie au niveau du côté supérieur du tube de réception d'air de la figure 2; - la figure 4 montre le tube de réception d'air des figures 2 et 3 en vue en perspective de dessus; - la figure 5 montre le tube de réception d'air des figures 2, 3, 4 en vue en perspective de dessous; s la figure 6 montre la collecte et le renvoi d'une veine de fluide tels qu'ils se produisent dans le dispositif de filtre selon l'invention représentée à la figure 1. Description d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 est une coupe d'un dispositif de filtre 1 selon 10 l'invention. Le dispositif de filtre 1 se décompose en un boîtier de filtre 2 fabriqué en une tôle d'acier mince ainsi que d'un couvercle de boîtier 3 également fabriqué en tôle d'acier mince ainsi que d'une arête de boîtier 4 reliée de manière étanche au boîtier de filtre 2 par une opération de roulage. Le côté inférieur du boîtier de filtre 2 comporte un orifice de 15 sortie 5 fermé de manière étanche par une vis d'évacuation 6, un joint d'étanchéité 7 et un écrou 8. Le couvercle 3 du boîtier comporte en position centrale un orifice de sortie 9 dans lequel est logé un ajutage de sortie 10, relié de manière étanche. Un orifice ou ajutage d'entrée 11 est prévu de ma20 nière décalée par rapport à l'ajutage de sortie 10. Cet ajutage d'entrée est placé dans un orifice d'entrée non représenté dans cette vue et faisant partie du couvercle 3 du boîtier. Le couvercle 3 du boîtier comporte également un orifice de retour 12 muni d'une installation de fixation 13. L'orifice de retour 25 13 permet au carburant de revenir dans le réservoir de carburant non représenté dans cette figure. Autour de l'orifice de sortie 9, il est prévu un tube de sortie 14 en matière plastique, s'étendant vers le bas, en position centrale du couvercle de boîtier 3. Ce tube de sortie arrive pratiquement 30 jusqu'au niveau du côté inférieur du boîtier de filtre 2. Le tube de sortie 14 est relié au côté supérieur par un joint tubulaire 15, de façon étanche au couvercle de boîtier 3. Le côté inférieur du tube de sortie 14 comporte un disque de fond 16 perforé dont le milieu est mis en forme de trémies collectri- ces 17. La trémie collectrice 17 vient en saillie à l'intérieur du tube de sortie 14. Dans la zone comprise entre la trémie collectrice 17 et le tube de sortie 14, il y a un tube de réception d'air 18 dont le côté supé5 rieur est fermé. Ce tube est fabriqué en matière plastique. Le tube de réception d'air 18 comporte sur son côté extérieur, en tout trois nervures d'écartement 19 comme cela apparaît le mieux à la figure 2, à la figure 4 et à la figure 5. Du côté inférieur, le tube de réception d'air 18 comporte trois pieds de blocage 20 qui rejoignent chacun une nervure 10 d'écartement. Un pied de blocage 20 respectif est pris ainsi entre le disque de fond 16 et une découpe dans le tube de sortie 14. Du côté supérieur, le tube de réception d'air 18 a une forme de dôme collecteur 21 muni d'un orifice en forme de buse 22. Cette buse apparaît mieux à la figure 3. Pour décrire le fonctionnement du dispositif de filtre 1 selon l'invention en référence à la figure 6, il est utile de définir l'expression " déviation " d'une veine de fluide par opposition à une simple " collecte " ou " dispersion ". La figure 6 montre à cet effet une veine de fluide 25 modifiée au niveau d'un point de renvoi 26 donnant une 20 veine de fluide de renvoi 27 avec modification du sens de l'écoulement. On aura une déviation de la veine de fluide 25 si la modification de l'angle dans la direction de l'écoulement de la veine de fluide 25 par rapport à la direction de l'écoulement de la veine de fluide non déviée 27 est un angle supérieur à 90 . En changeant la direction d'écoulement 25 d'un angle ax qui est En fonctionnement, le carburant arrive par l'ajutage d'entrée 11 et pénètre à l'intérieur du boîtier de filtre 2. On a ainsi une veine de fluide 25. La veine de fluide 25 traverse l'élément de filtre 23 et les trous du disque de fond 16. Après sa sortie du disque de fond 16, la veine de fluide 25 est déviée au niveau du côté inférieur du boîtier de filtre 2. Cette zone du boîtier de filtre 2 constitue une zone de déviation 28 dans laquelle l'eau contenue dans la veine de fluide 25 se sépare de 35 la composante carburant. Le carburant a un poids spécifique plus léger que l'eau qui y est contenue et cette eau arrive ainsi après collecte dans une trémie collectrice 17 à l'intérieur du tube de réception d'air. La veine de carburant 25 passe dans le tube de réception d'air 14 en remontant pour être déviée au niveau du dôme collecteur 21, vers le bas, 5 pour passer à travers la zone entre la trémie collectrice 17 et le tube de réception d'air 18, en descendant pour sortir du tube de réception d'air 18. Du fait de l'espace intermédiaire entre les pieds de blocage 20, la veine de fluide 25 prend son chemin autour de l'arête inférieure du tube de réception d'air 18 et entre le côté extérieur de ce tube de réception 10 d'air 18 et le côté intérieur du tube de sortie 14, en remontant. Au niveau du côté supérieur du tube de sortie 14, le carburant sort par l'ajutage de sortie 10. Grâce à l'entrée dans le tube de réception d'air 18 et la sortie qui en résulte, on élimine la composante d'air contenue dans la 15 veine de fluide. L'air de densité plus légère que la veine de fluide 25 se recueille sous le dôme collecteur 21 à l'intérieur du tube de réception d'air 18 et y séjourne alors que le carburant sort par le côté de sortie du tube de réception d'air 18. L'air accumulé sous le dôme de réception d'air 21 20 s'échappe sous la forme de petites bulles de l'orifice en forme de buse 22 pour y être entraîné par la veine de fluide qui passe; cette veine est le carburant dont on a éliminé l'eau la saleté et l'air. L'orifice de buse 22 est de petite dimension pour que les petites bulles d'air qui en sortent ne perturbent pas le fonctionnement du moteur à combustion interne 25 brlant la veine de fluide de carburant sortant de l'ajutage de sortie 10. L'orifice de buse 22 a de préférence une dimension de 0,3 mm. Mais on peut également envisager d'autres orifices de buse dans une plage de 0,1 mm à 1,5 mm, suivant la viscosité du fluide utilisé. Pour des fluides très visqueux on envisage des diamètres beaucoup plus grands. 30 REVEND ICATI ONS 10) Boîtier de filtre (1) notamment pour un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu' il comprend un orifice d'entrée (11) et un orifice de sortie (9, 10) un tube de sortie (14) s'étendant vers le bas sous l'orifice de sortie (9, 10); à l'intérieur du tube de sortie (14), un tube de réception d'air (18) du 10 côté inférieur et fermé du côté supérieur avec un orifice en forme de buse (22); sous le tube de réception d'air (18) et le tube de sortie (14), le boîtier de filtre (2) déformé pour réaliser une zone de renvoi (28) pour dévier le fluide (25) venant de l'orifice d'entrée (11), de bas en haut; un dispositif collecteur (17) prévu sous le tube de réception d'air (18) qui guide le fluide (25) dans le tube de réception d'air (18) sans dévier la direction d'écoulement. 2 ) Boîtier de filtre selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que le tube de réception d'air (18) est guidé de manière mobile dans le tube de sortie (14). 30) Boîtier de filtre selon la revendication 2, 25 caractérisé en ce que le tube de réception d'air (18) comporte du côté inférieur au moins un élément de fixation (20) et à l'extrémité inférieure du tube de sortie (14), un disque de fond (16) vient en contact avec l'élément de fixation (20). 40) Boîtier de filtre selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé par au moins un élément d'écartement (19) venant en saillie sur toute la périphérie du tube de réception d'air (18). 50) Boîtier de filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube de réception d'air (18), le dispositif collecteur (17) et/ou le disque de fond (16) sont réalisés sous la forme de pièces de matière plastique à injecter. 60) Dispositif de filtre comportant un boîtier de filtre (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu' un élément de filtre (23) est prévu au niveau du tube de sortie. 10 70) Moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu' il comporte un dispositif de filtre selon la revendication 6 constituant un filtre à carburant.