Brevet FR2880387A1 — publié le 20060707

La présente invention est relative à un dispositif permettant de recueillir et d'évacuer les particules d'huile présentes dans un flux d'air à haute pression et débit élevé à la sortie d'un turbocompresseur de véhicule automobile lors de la traversée d'un échangeur de chaleur destiné au refroidissement de ce flux d'air. Le bon fonctionnement d'un moteur à explosion équipé d'un turbocompresseur exige le refroidissement du flux d'air fourni à celui-ci et, dans ce but, la traversée d'un échangeur où l'air en circulation continue, sous pression et débit très élevés, transfère les calories acquises dans ce turbocompresseur à l'atmosphère extérieure ou à un milieu de refroidissement similaire. Ce flux d'air se charge de particules d'huile à sa traversée du turbocompresseur, qui ont tendance ensuite à s'accumuler dans l'échangeur en y restant piégées, ce qui réduit fortement l'efficacité du transfert thermique à réaliser, notamment par accroissement des pertes de charge dans l'échangeur, avec pour conséquence une baisse sensible des performances du moteur pouvant conduire à une perte de puissance notable, le cas échéant à sa destruction, dans tous les cas à une consommation accrue de carburant. La présente invention est relative à un perfectionnement apporté à un échangeur monté dans le circuit de l'air alimentant un turbocompresseur pour en assurer un refroidissement efficace, permettant en particulier d'éviter que l'huile entraînée dans ce flux d'air ne s'accumule dans l'échangeur, mais soit au contraire éliminée en permanence, en étant réinjectée dans le circuit. A cet effet, le dispositif considéré, pour un échangeur de chaleur monté dans un circuit comportant une cuve contenant des moyens pour refroidir un flux d'air en circulation par transfert de calories à l'atmosphère extérieure, cette cuve étant munie d'une tubulure d'entrée de l'air chaud provenant du turbocompresseur et d'une tubulure de sortie séparée, par laquelle l'air refroidi est renvoyé à celui-ci, se caractérise en ce que la cuve de l'échangeur, de préférence disposée verticalement avec ses tubulures d'entrée et de sortie raccordées à sa partie supérieure, comporte à sa partie inférieure, d'une part un réservoir de collecte en communication avec la cuve pour recueillir par gravité les particules d'huile véhiculées par le flux d'air en circulation, et d'autre part une canalisation de raccordement, extérieure à la cuve, montée entre le réservoir de collecte et la tubulure de sortie pour aspirer l'huile dans le réservoir et la renvoyer dans le circuit, au- delà de la cuve. Selon une caractéristique particulière du dispositif, la liaison de la canalisation de raccordement avec la tubulure de sortie de l'air est réalisée par un piquage ménagé sur cette tubulure selon une direction perpendiculaire à celle de sa longueur. Selon une autre caractéristique, la canalisation de raccordement est réunie au réservoir de collecte par emboîtement et fixation sur l'extrémité d'un embcut transversal prévu dans la paroi latérale du réservoir au voisinage de son fond inférieur. Dans un mode de réalisation préféré, le réservoir de collecte comporte une bride supérieure appliquée et immobilisée contre une portée plane en regard, disposée à la partie inférieure de la cuve de l'échangeur. Selon une autre caractéristique, les tubulures d'entrée et de sortie de l'air dans la cuve sont raccordées à un couvercle commun fermant la partie supérieure de la cuve. D'autres caractéristiques d'un dispositif de récupération et d'élimination de l'huile dans un échangeur de chaleur monté dans le circuit de l'air de refroidissement d'un turbocompresseur pour véhicule automobile, apparaîtront encore à travers la description qui suit réalisation, donné à titre limitatif, en référence au lequel. - La Figure 1 est une vue en élévation avec 15 arrachement partiel d'un échangeur de chaleur muni du dispositif selon l'invention. La Figure 2 est une vue en coupe, à plus grande échelle, du réservoir de collecte prévu à la partie inférieure de la cuve de l'échangeur de la Figure 1. Sur ces figures, la référence 1 désigne dans son ensemble un échangeur de chaleur destiné à être monté dans le circuit de l'air de refroidissement d'un turbocompresseur pour véhicule automobile (non représenté), cet échangeur étant aménagé pour permettre une bonne extraction des calories véhiculées par le flux d'air en circulation en limitant les pertes de charge créées à sa traversée, tout en assurant de façon efficace l'élimination des particules d'huile entraînées par le passage dans ce turbocompresseur. L'échangeur 1 comporte principalement une cuve extérieure 2, à profil cylindrique dans l'exemple de réalisation considéré, disposée avec son axe vertical, cette cuve comportant à sa partie supérieure une bride de fixation 3, sensiblement d'un exemple de indicatif et non dessin annexé sur 4G horizontale, pour un couvercle de fermeture 4. A sa partie inférieure, la cuve 2 comporte une autre bride 5, parallèle à la bride 3 et sous laquelle est monté un réservoir de collecte 6 dont le rôle est précisé ci-après. La cuve 2, équipée du réservoir de collecte 6, comporte avantageusement des pieds 7 pour son positionnement sur une plateforme d'appui appropriée et, au droit de son couvercle de fermeture 4 à sa partie supérieure, des pattes de fixation sur un support, telles que 8. La cuve 2 contient des moyens classiques, du genre ailettes, tubes ou analogues, permettant d'assurer un échange thermique entre le flux d'air, ici sous pression et débit élevés qui la traverse, et l'atmosphère extérieure de manière à permettre son refroidissement, ces moyens montés à l'intérieur de cette cuve n'étant pas représentés sur le dessin ni décrits plus en détail, leur réalisation particulière n'important pas à l'invention. Le flux d'air qui traverse l'échangeur est introduit dans celui-ci par une tubulure d'entrée 9 raccordée au couvercle de fermeture supérieure 4 de la cuve 2, ce flux d'air étant extrait de cette dernière par une tubulure de sortie 10 également raccordée au couvercle 4, mais dans une position distincte de celle de la.tubulure d'entrée 9, l'air introduit par cette dernière traversant l'échangeur 1 avant d'en être extrait par la tubulure 10. Ce flux d'air, à pression et débit élevés dans l'application plus spécialement prévue à l'alimentation d'un turbocompresseur, véhicule des particules d'huile, provenant de celui-ci qui sont donc acheminées jusqu'à l'intérieur de la cuve 2 de l'échangeur 1, ces particules d'huile s'accumulant dans celle-ci en accroissant les pertes de charge à la traversée de l'échangeur, ce qui provoque une baisse des performances du moteur. Conformément à l'invention, la cuve 2 est munie de moyens permettant de pallier cet inconvénient en évitant une perte de puissance du moteur accompagnée d'une consommation inutile et trop élevée du carburant. L'huile 11, véhiculée dans le flux d'air à la traversée de la cuve 2, se recueille en effet dans le réservoir de collecte 6 qu'elle remplit jusqu'à un niveau maximal 12, ce réservoir comportant, au voisinage de son fond inférieur 13, un embout transversal 14 sur lequel s'emboîte l'extrémité 15 d'une canalisation de raccordement 16 dont l'extrémité opposée 17 est réunie à un piquage transversal 18 prévu sur la tubulure 10 de sortie du flux d'air hors de l'échangeur 1 et immobilisé sur celle- ci par un manchon de blocage 19, la liaison s'effectuant selon une direction sensiblement perpendiculaire à la longueur de la tubulure. En fonctionnement, les particules d'huile véhiculées dans le flux d'air qui traverse la cuve 2 de l'échangeur tombent par gravité dans celle-ci et se recueillent dans le réservoir de collecte 6, le volume d'huile 11 dans ce réservoir étant éliminé et recyclé dans le circuit du flux d'air à travers la canalisation de raccordement 16, grâce notamment à l'effet d'aspiration créé par le débit élevé du flux d'air dans le tubulure de sortie 10. La pression qui règne dans la cuve 2 facilite simultanément l'évacuation de l'huile au travers de cette canalisation 16 dont le diamètre est par ailleurs calibré par construction dans un rapport donné avec celui de la tubulure de sortie 10 pour ajuster les conditions dans lesquelles s'effectue cette aspiration et éviter tout effet de contre- pression qui s'opposerait au retour de l'huile dans le flux principal. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation plus spécialement décrit ci-dessus en référence au dessin annexé ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. 7 REVENDICATIONS 1 Dispositif de récupération et d'élimination à la traversée d'un échangeur de chaleur (1) de l'huile entraînée par le flux d'air en circulation dans un turbocompresseur pour moteur de véhicule automobile, comportant une cuve (2) contenant des moyens pour refroidir ce flux d'air par transfert de calories à l'atmosphère extérieure, cette cuve étant munie d'une tubulure d'entrée (9) de l'air chaud provenant du turbocompresseur et une tubulure de sortie séparée (10), par laquelle l'air refroidi est renvoyé à celui-ci, caractérisé en ce que la cuve (2) de l'échangeur (1), de préférence disposée verticalement avec ses tubulures d'entrée et de sortie raccordées à sa partie supérieure, comporte à sa partie inférieure, d'une part un réservoir de collecte (6) en communication avec la cuve pour recueillir par gravité les particules d'huile véhiculées par le flux d'air en circulation, et d'autre part une canalisation de raccordement (16), extérieure à la cuve, montée entre le réservoir de collecte et la tubulure de sortie pour aspirer l'huile dans le réservoir et la renvoyer dans le circuit, au-delà de la cuve. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison de la canalisation de raccordement (16) avec la tubulure de sortie (10) est réalisée par un piquage (18) ménagé sur cette tubulure selon une direction sensiblement perpendiculaire à sa direction longitudinale. 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la canalisation de raccordement (16) est réunie au réservoir de collecte (6) par emboîtement et fixation sur l'extrémité d'un embout (14) transversal prévu dans la paroi latérale du réservoir au voisinage de son fond inférieur (13)- 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réservoir de collecte (6) comporte une bride supérieure (5) appliquée et immobilisée contre une portée plane en regard, disposée à la partie inférieure de la cuve (2) de l'échangeur (1). 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les tubulures d'entrée (9) et de sortie (10) de l'air dans la cuve (2) sont raccordées à un couvercle commun (4) fermant la partie supérieure de la cuve.