Brevet FR2880233A1 — publié le 20060630

Chauffeur pour canister La présente invention concerne un chauffeur pour un fluide destiné à traverser un canister pour réservoir à carburant. Les vapeurs de carburant qui s'échappent d'un système à carburant sont une source d'émission en hydrocarbures pour des véhicules automobiles. Les fuites de carburant par défaut d'étanchéité ainsi que les pertes par évaporation ont tout particulièrement fait l'objet de réglementations de plus en plus contraignantes, notamment pour les applications dans les véhicules automobiles. Or, les réservoirs à carburant, en particulier pour véhicules à moteur, comportent le plus souvent un orifice de mise à l'air permettant l'équilibrage de la pression interne et de la pression atmosphérique, par exemple lors de variations du niveau de carburant résultant du remplissage du réservoir ou de la consommation de carburant par le moteur, ou encore lors de variations de température. Donc, pour satisfaire aux normes précitées, cet orifice de mise à l'air est classiquement raccordé à l'atmosphère par l'intermédiaire d'un conduit et d'une chambre, appelée couramment canister, contenant une substance adsorbant les vapeurs de carburant, usuellement du charbon actif. Le rôle du canister est d'éviter la libération de vapeurs de carburant dans l'atmosphère. Régulièrement, le canister est purgé càd que les vapeurs sont désorbées généralement au moyen d'un courant d'air et envoyées dans le système d'admission d'air du moteur pour y être brûlées. Un problème majeur avec les systèmes de contrôle des pertes évaporatives utilisant du charbon actif comme matériau adsorbant dans le canister, est que dans des conditions de basse température ambiante, le carburant qui a été adsorbé est difficile à relâcher et à purger hors du canister. On a déterminé qu'avec les adsorbants utilisés actuellement, un relâchement satisfaisant du carburant stocké se produit à la température ambiante ou au-dessus de celle-ci. Lorsque les températures descendent bien en dessous de la température ambiante, l'efficacité du système est significativement altérée. Il est donc avantageux d'augmenter la température à l'intérieur du canister. L'amélioration de la désorption a pour conséquence que l'adsorbant est plus actif car mieux désorbé. Il est connu de l'art antérieur des dispositifs de chauffage de l'adsorbant à l'intérieur du canister. Le document US 6,230,693 B1 divulgue un dispositif comprenant deux canisters un canister principal et un canister auxiliaire , le canister auxiliaire comprenant un dispositif de chauffage qui fonctionne lorsqu'on procède à la régénération du charbon actif (càd à la désorption du charbon des vapeurs de carburant qu'il a adsorbées) grâce au passage d'un flux d'air en provenance de l'atmosphère, au travers du canister auxiliaire et du canister principal. Ce dispositif présente l'inconvénient que l'air qui traverse le canister auxiliaire subit des pertes de charge additionnelles à cause de la présence de charbon actif à l'intérieur du canister. Cela a deux conséquences: d'une part, l'air de purge circulant moins facilement, il faut adapter son débit pour obtenir les mêmes performances de régénération de l'adsorbant et, d'autre part, lors du remplissage du réservoir à carburant, les vapeurs émises s'échappent moins facilement au travers du circuit de mise à l'air. A haut débit notamment, ceci peut mener à une montée de pression dans le réservoir à carburant et induire le déclenchement prématuré d'un pistolet à carburant utilisé pour le remplissage du réservoir. Afin de pallier aux inconvénients évoqués ci-dessus, la présente invention a dès lors pour but de fournir un chauffeur qui permet de chauffer l'air de purge avant que celui-ci ne traverse le canister tout en n'introduisant pas ou peu de pertes de charge additionnelles. A cet effet, la présente invention concerne un chauffeur pour un fluide destiné à traverser un canister pour réservoir à carburant comprenant É un boîtier muni de deux embouts; É un corps creux, situé à l'intérieur du boîtier et étant creusé par au moins un canal dont les extrémités débouchent dans les embouts du boîtier; É au moins un élément chauffant placé à l'intérieur du canal. Le chauffeur selon l'invention est un composant généralement indépendant, destiné à chauffer l'air de purge qui circule vers un canister, et qui est associé audit canister. Il comprend un boîtier qui constitue une enveloppe extérieure réalisée en une ou plusieurs pièces assemblées, et qui est muni de deux embouts. Dans une forme de réalisation particulière, le boîtier comprend au moins une pièce de forme généralement tubulaire, ouverte à ses deux extrémités, et deux autres pièces, munies chacune d'un embout, assemblées ou intégrées, comme couvercles, aux extrémités de la première pièce de façon à constituer une enveloppe. Selon l'invention, un embout correspond en général à une entrée et l'autre embout à une sortie lors de la circulation de l'air de purge. Le boîtier est alors de préférence associé au canister de façon à ce que l'embout de sortie soit connecté avec une sortie de mise à l'air du canister. La forme et les dimensions des embouts sont généralement définies de sorte que l'association du chauffeur au canister ne nécessite pas d'aménagement particulier au niveau du canister. Toutefois un élément intermédiaire peut être disposé entre l'embout de sortie du chauffeur et la sortie de mise à l'air du canister. Le chauffeur décrit ci-dessus présente l'avantage d'être un élément standard qui peut être associé à n'importe quel type de canister. Selon l'invention, le chauffeur comprend, à l'intérieur du boîtier, un corps creux càd un corps creusé par au moins un canal, destiné à la circulation d'un fluide. De préférence le corps creux est creusé par plusieurs canaux de section substantiellement circulaire dont les extrémités débouchent dans les embouts du boîtier. De préférence le corps creux comprend aussi une chambre qui comprend un dispositif de contrôle de la température à l'intérieur du chauffeur. Ce dispositif peut par exemple consister en un bilame qui commande le relais électrique mentionné ci-dessus. Lorsque le dispositif de contrôle détecte que la température à l'intérieur du composant dépasse une température de seuil, il envoie un signal électrique au relais électrique qui coupe l'alimentation des éléments chauffants. En particulier, s'il s'agit d'un bilame, celui-ci s'ouvre lorsque la valeur de seuil de température est dépassée. Selon l'invention, des éléments chauffants sont logés à l'intérieur du canal, joignant les deux extrémités du canal et fixés à ces extrémités. Les éléments chauffants peuvent être des résistances chauffantes dont le matériau et la section transversale sont déterminés en fonction de l'application, càd en général selon la quantité de chaleur qu'on souhaite dégager dans le chauffeur. Ils sont alimentés en tension (par exemple sous une tension de 12 Volt), au travers d'un relais électrique. De façon particulière, les éléments chauffants sont fixés à des plaques disposées à proximité des embouts, perpendiculairement aux canaux. De manière préférée les extrémités des éléments chauffants situées d'un même côté du composant sont solidarisées entre elles, par exemple par l'intermédiaire d'une plaque. De manière plus préférée encore, dans le cas de résistances chauffantes, cette plaque est au moins en partie conductrice, de façon à être mise en parallèle du point de vue électrique. De façon particulière, on soude les extrémités des éléments chauffants sur une plaque qui est disposée de manière transversale par rapport à l'écoulement de l'air de purge. Le corps creux peut être en toute matière de préférence thermiquement isolante de façon à ce que la chaleur dégagée par les éléments chauffants dans les canaux reste confinée dans ceux-ci et ne soit pas dégagée vers le boîtier et à l'extérieur du chauffeur. De préférence le corps creux est réalisé dans un isolant du type béton cellulaire comme, par exemple, le béton cellulaire YTONG . Le boîtier est de préférence en une matière présentant une résistance thermique adaptée aux températures du fluide qui est susceptible de traverser le chauffeur. Cette matière peut être une matière plastique ou un métal. Les matières thermoplastiques donnent de bons résultats dans le cadre de l'invention, à condition que le corps creux soit réalisé dans un matériau isolant, notamment en raison des avantages de poids, de résistance mécanique, thermique et chimique et de mise en oeuvre facilitée. Par matière thermoplastique, on désigne tout polymère thermoplastique, y compris les élastomères thermoplastiques, ainsi que leurs mélanges. On désigne par le terme "polymère" aussi bien les homopolymères que les copolymères (binaires ou ternaires notamment). Des exemples de tels copolymères sont, de manière non limitative: les copolymères à distribution aléatoire, les copolymères séquencés, les copolymères à blocs et les copolymères greffés. Tout type de polymère ou de copolymère thermoplastique dont la température de fusion est inférieure à la température de décomposition conviennent. Les matières thermoplastiques de synthèse qui présentent une plage de fusion étalée sur au moins 10 degrés Celsius conviennent particulièrement bien. Comme exemple de telles matières, on trouve celles qui présentent une polydispersion de leur masse moléculaire. On peut utiliser des polyamides et leurs copolymères, préférés pour leur résistance thermique. Un mélange de polymères ou de copolymères peut aussi être utilisé, de même qu'un mélange de matières polymériques avec des charges inorganiques, organiques et/ou naturelles comme, par exemple, mais non limitativement: le carbone, les sels et autres dérivés inorganiques, les fibres naturelles, les fibres de verre et les fibres polymériques. Il est également possible d'utiliser des structures multicouches constituées de couches empilées et solidaires comprenant au moins un des polymères ou copolymères décrits supra. Le canister auquel est associé le chauffeur selon l'invention est particulièrement destiné à des moteurs thermiques alimentés avec des carburants liquides volatils et en particulier, à des moteurs pour véhicules automobiles (voitures, camions, motocyclettes...). On entend désigner par carburant un hydrocarbure volatil liquide ou gazeux convenant pour l'alimentation des moteurs à combustion interne. Le canister selon l'invention convient particulièrement pour les hydrocarbures liquides volatils. L'expression hydrocarbure liquide volatil désigne un hydrocarbure liquide (qui, dans les conditions normales d'utilisation du moteur, se trouve à l'état liquide dans le réservoir à carburant du système à carburant) qui présente une tension de vapeur saturante supérieure à 1 bar à 293 K (20 C). Des hydrocarbures liquides volatils communément utilisés pour l'alimentation des moteurs thermiques des véhicules automobiles sont ceux vendus dans le commerce sous la dénomination essence et destinés aux moteurs thermiques à allumage initié, dits à explosion . L'invention porte également sur un canister associé à un chauffeur comme décrit ci-dessus. L'invention porte aussi sur un système à carburant comprenant un réservoir à carburant et un canister comme décrit ci-dessus. De préférence le système à carburant comprend un canister qui est associé au chauffeur de façon à ce qu'un embout du boîtier coopère avec une sortie de mise à l'air du canister. De manière plus préférée encore le système à carburant comprend un dispositif de détection des fuites de carburant (par exemple du type OBD) qui est connecté à l'embout d'entrée du chauffeur. La présente invention est illustrée de manière non limitative par la figure 1 qui représente une variante avantageuse du dispositif selon l'invention. Le chauffeur (1) comprend un boîtier (2) aux extrémités duquel sont solidarisés des embouts (3) et (4) au moyen d'éléments de fixation (14). A l'intérieur du boîtier (2) se trouve un bloc constitué d'un corps creux (5') et d'un dispositif de régulation thermique (9) et orienté longitudinalement par rapport au boîtier (2). Le corps creux (5') est creusé de plusieurs canaux (12) et d'une chambre (5") comprenant le dispositif de régulation thermique (9). Le bloc est maintenu en place à l'intérieur du boîtier (2) au moyen d'un intercalaire (10) qui peut, par exemple, consister en une plaque réalisée en un matériau élastique qui compense les écarts dimensionnels entre le bloc et le boîtier (2). Dans les canaux (12) sont logés des fils chauffants (6) dont les extrémités sont soudées respectivement à des plaques (7) et (8). Les fils chauffants (6) sont alimentés, au travers d'un câblage électrique (15), par une alimentation (13), extérieure au chauffeur (1) et elle-même alimentée en courant électrique par des bornes (11). REVENDICATIONS 1 - Chauffeur (1) pour un fluide destiné à traverser un canister pour réservoir à carburant comprenant É un boîtier (2) muni de deux embouts (3, 4) ; É un corps creux (5'), situé à l'intérieur du boîtier (2) et étant creusé par au moins un canal (12) dont les extrémités débouchent dans les embouts (3, 4) du boîtier (2); É au moins un élément chauffant (6) placé à l'intérieur du canal (12). 2 - Chauffeur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le 10 corps creux (5') comprend une chambre (5") qui comprend un dispositif (9) de contrôle de la température à l'intérieur du chauffeur (1). 3 - Chauffeur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif (9) de contrôle de la température est un dispositif bilame. 4 - Chauffeur (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les 15 éléments chauffants (6) sont des résistances chauffantes. - Chauffeur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments chauffants (6) sont fixés à des plaques (7, 8) disposées à proximité des embouts (3, 4), perpendiculairement aux canaux (12). 6 - Chauffeur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps creux (5') est réalisé dans un matériau isolant et le boîtier (2) est réalisé en un thermoplastique choisi parmi les polyamides ou leurs copolymères. 7 - Chauffeur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le matériau isolant est un béton cellulaire. 8 - Canister pour réservoir à carburant associé à un chauffeur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9 - Système à carburant comprenant un réservoir à carburant et un canister selon la revendication 6, - Système à carburant selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le canister est associé au chauffeur (1) de façon à ce qu'un embout (4) du boîtier (2) coopère avec une sortie de mise à l'air du canister.