Brevet FR2905312A1 — publié le 20080307

La présente invention concerne une vanne thermostatique destinée à être interposée entre un réservoir de carburant et un moteur thermique, ainsi qu'un circuit de circulation de carburant comportant au moins une telle vanne thermostatique. On connaît une vanne du type précité, qui comporte un corps creux dans lequel est monté un élément thermostatique. Ce dernier se compose habituellement d'une coupelle, dans laquelle est stockée de la cire dilatable, alors qu'un piston et un tiroir sont susceptibles de se déplacer par rapport à cette coupelle, sous l'effet de la dilatation de cette cire. Cette vanne comprend en outre un premier couple d'organes de raccord, qui sont connectés en service à des durites. Un premier organe de raccord reçoit du carburant provenant d'un réservoir, qui est plus particulièrement mais non exclusivement du gasoil. Celui-ci s'écoule alors autour de la coupelle précitée, puis se trouve envoyé vers un moteur thermique, via un autre organe de raccord. Il est en outre prévu un second couple d'organes de raccord, également connectés à des durites, dont l'un reçoit du carburant revenant du moteur thermique, qui s'écoule au voisinage du tiroir de l'élément thermostatique avant de retourner vers le réservoir, via l'autre organe de raccord. Ainsi, ces deux couples d'organes de raccord définissent des premier et second chemins de carburant, qui relient dans les deux sens le réservoir et le moteur. La vanne thermostatique délimite également un court-circuit, mettant en communication sélective ces deux chemins de carburant. Ce court-circuit se trouve donc délimité par les parois en regard, d'une part, du corps de la vanne et, d'autre part, du tiroir et de la coupelle de l'élément thermostatique. 2905312 2 Le débit de carburant, propre à s'écouler dans ce court-circuit, est fonction de la température du carburant, qui influence elle-même la position du tiroir. Ainsi, dans le cas d'une basse température, en 5 particulier au démarrage du moteur, le tiroir offre un passage maximal au court-circuit, de sorte qu'une fraction substantielle, par exemple voisine de 90%, du carburant se trouve recyclée en direction du moteur. En d'autres termes, seule une fraction marginale de ce carburant est renvoyée 10 directement vers le réservoir. Au fur et à mesure que la température augmente, par exemple à partir de 15 C, le tiroir se déplace axialement, sous l'effet de la dilatation de la cire, de façon à obturer peu à peu le court-circuit. Par conséquent, la 15 fraction de carburant recyclé en direction du moteur diminue lors de cette montée en température. Enfin, lorsque la température dépasse une valeur prédéterminée, par exemple voisine de 30 C, le tiroir obture entièrement le court-circuit, de sorte que 20 sensiblement l'intégralité du carburant provenant du moteur se trouve retourné vers le réservoir. Par ailleurs, si la température baisse à nouveau, la cire de l'élément thermostatique se rétracte, alors que le piston et le tiroir sont repoussés par un ressort de rappel, de sorte 25 que le carburant est à nouveau propre à s'écouler dans le court-circuit. Dans certaines circonstances, il peut être intéressant, voire nécessaire, d'obturer le court-circuit, même à des températures peu élevées pour lesquelles la 30 dilatation de la cire ne permet pas au tiroir d'adopter naturellement sa position d'obturation de ce coupe-circuit. Ainsi, dans le cas d'un moteur diesel, cette manoeuvre permet de forcer le carburant à retourner vers le 2905312 3 réservoir, en vue de son dégazage, par exemple après le remplacement du filtre à gasoil. Ceci étant précisé, l'invention vise à proposer une vanne thermostatique qui peut être placée de façon simple, 5 rapide et fiable dans sa position d'obturation du court-circuit, même pour des valeurs peu élevées de la température. A cet effet, elle a pour objet une vanne thermostatique destinée à être interposée entre un 10 réservoir de carburant et un moteur thermique, cette vanne comprenant un corps creux, dans lequel est reçu un élément thermostatique qui comprend une coupelle recevant une cire dilatable, ainsi qu'un tiroir mobile par rapport à la coupelle sous l'effet de la dilatation de la cire, cette 15 vanne comprenant en outre un premier couple d'organes de raccord, définissant un premier chemin de carburant du réservoir vers le moteur, s'étendant au voisinage de la coupelle, ainsi qu'un second couple d'organes de raccord définissant un second chemin de carburant du moteur vers le 20 réservoir, s'étendant au voisinage du tiroir, le corps creux définissant en outre un court-circuit entre les premier et second chemins de carburant, le tiroir étant mobile entre une position de libre passage du fluide dans le court-circuit et une position d'obturation de ce court- 25 circuit, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un organe d'actionnement, susceptible d'être manoeuvré depuis l'extérieur du corps, cet organe d'actionnement étant propre à amener le tiroir de sa position de libre passage vers sa position d'obturation du court-circuit, puis à 30 maintenir ce tiroir dans cette position d'obturation. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : -l'organe d'actionnement est mobile entre une position de repos, dans laquelle il n'influence pas la position du tiroir, et une position d'actionnement, dans 2905312 4 laquelle il maintient le tiroir dans sa position d'obturation ; - l'organe d'actionnement comprend des moyens de verrouillage rapide par rapport au corps ; 5 - l'organe d'actionnement comprend une tige propre à venir en appui contre l'élément thermostatique, de manière à le repousser, ainsi qu'au moins une languette radiale de verrouillage rapide, propre à être verrouillée par rapport à une paroi du corps, dans la position 10 d'actionnement de l'organe d'actionnement ; -dans son déplacement depuis sa position de repos vers sa position d'actionnement, l'organe d'actionnement est propre à se déplacer tout d'abord selon un mouvement axial, puis selon un mouvement en rotation autour de son 15 axe principal ; - lors dudit mouvement axial de l'organe d'actionnement, la ou chaque languette coulisse dans au moins une échancrure ménagée dans un fût du corps, la ou chaque languette étant verrouillée par rapport à au moins 20 un décrochement, prévu au voisinage de la ou chaque échancrure, au terme du mouvement de pivotement de l'organe d'actionnement ; - dans la position de repos de l'organe d'actionnement, la ou chaque languette prend appui contre 25 une portée bordant une échancrure correspondante ; - la tige de l'organe d'actionnement est propre à coulisser dans un canal ménagé dans le fût du corps, cette tige possédant une extrémité de manoeuvre, accessible depuis l'extérieur de ce corps creux ; 30 - ladite extrémité de manoeuvre est creusée d'une encoche, notamment diamétrale, propre à coopérer avec un outil de manoeuvre, tel qu'un tournevis. L'invention a également pour objet un circuit de circulation de carburant, reliant un réservoir de ce 2905312 5 carburant ainsi qu'un moteur thermique fonctionnant au moyen de ce carburant, ce circuit comportant au moins une vanne thermostatique telle que définie ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la 5 description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une représentation schématique d'un circuit de circulation de carburant, équipé d'une 10 vanne thermostatique conforme à l'invention ; - les figures 2A, 2B et 2C sont des vues de face, illustrant trois positions différentes de la vanne thermostatique conforme à l'invention ; et - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe, 15 illustrant plus précisément deux positions d'un organe d'actionnement de la vanne des figures précédentes. La figure 1 illustre, de façon schématique, un réservoir de carburant 2 et un moteur thermique 4, appartenant tous deux à un véhicule automobile non 20 représenté. Dans l'exemple illustré, il s'agit d'un moteur diesel, alimenté en gasoil. Cependant, l'invention trouve son application à d'autres types de carburant, en particulier du type essence. Il est également prévu un circuit de circulation de 25 carburant, reliant ce réservoir 2 et ce moteur 4. Ce circuit comprend tout d'abord une vanne thermostatique conforme à l'invention, désignée dans son ensemble par la référence 10, ainsi que quatre durites 6, 7, 8 et 9. Ces dernières relient les différentes entrées et sorties de la 30 vanne 10, respectivement au réservoir et au moteur comme cela va être expliqué plus en détail dans ce qui suit. Les figures 2A à 2C illustrent plus précisément cette vanne thermostatique 10, qui comprend un corps creux 12, définissant un volume intérieur V débouchant dans quatre 2905312 6 conduites, elles-mêmes mises en communication avec les durites 6 à 9 précitées. Il est tout d'abord prévu un premier couple de conduites 141r 142, qui sont reliées aux durites 6 et 7. Ces 5 conduites 141 et 142 sont ainsi mises en communication, d'une part, avec une sortie 21 de carburant du réservoir 2 et, d'autre part, avec une entrée 41 de carburant du moteur 4. De plus, un second couple de conduites 161 et 162 10 s'étend à partir du corps creux 12, en partie basse de ce dernier sur les figures. La conduite 161 est en communication, via la durite 8, avec une entrée 22 de carburant du réservoir 2, alors que la conduite 162 est mise en communication, via la durite 9, avec une sortie 42 de 15 carburant du moteur 4. La partie supérieure, sur les figures, du corps creux 4 est creusée d'un canal débouchant 18 (voir notamment figure 3), de forme sensiblement cylindrique, à l'extrémité inférieure duquel s'étend un fût 20, dont les parois 20 définissent une chambre intermédiaire 22. Ces parois sont tout d'abord creusées de deux échancrures diamétrales, ainsi que de deux décrochements 26, diamétralement opposés. Les parois supérieures de chaque échancrure définissent une portée correspondante 28. 25 Au-dessous du fût 20, le corps creux 12 délimite une chambre principale 30, dans laquelle débouchent les conduites 141 et 142. A son extrémité basse, cette chambre 30 est bordée par un épaulement rentrant 32, qui forme un étranglement 34 dans lequel débouchent les conduites 161 et 30 162. Au-dessous de la zone de jonction entre cet étranglement et ces deux conduites, il est enfin prévu un logement 36, fermé par un fond 38. Comme illustré notamment en figure 3, la vanne thermostatique 10 est par ailleurs munie d'un organe 2905312 7 d'actionnement 40, qui possède une tige 401 s'étendant dans le canal 18. A son extrémité intérieure, à savoir en partie basse de la figure 3, la tige 401 est prolongée par deux languettes diamétrales 402, dont chacune est propre à venir 5 en appui contre une portée 28 correspondante. A son extrémité extérieure, à savoir placée en haut de la figure 3, la tige 401 est creusée d'une encoche 403, propre à coopérer avec un outil non représenté, notamment un tournevis. 10 L'organe d'actionnement 40 se trouve en appui contre la coupelle 501 d'un élément thermostatique 50, de type connu en soi. Ce dernier comprend également un piston 502, visible notamment sur la figure 2B, qui est mobile par rapport à la coupelle 501 selon un axe A, en l'occurrence 15 vertical, sous l'effet de la dilatation de la cire contenue dans cette coupelle. Ce piston 502 est solidaire d'un tiroir cylindrique 503, qui possède une tige médiane 5031r ainsi que deux plots d'extrémité 5032 et 5033. Ces derniers présentent un diamètre 20 supérieur à celui de la tige 5031r à savoir voisin du diamètre de l'étranglement 34. Enfin un ressort de rappel 42 est intercalé entre le fond 38 du corps 12 et la face en regard du plot 5033 du tiroir 503. Le fonctionnement de la vanne thermostatique 10, 25 décrite ci-dessus, va maintenant être explicité dans ce qui suit. La figure 2A illustre un fonctionnement de cette vanne 10, lorsque du carburant à relativement basse température, notamment inférieure à 15 C, s'écoule dans le volume 30 intérieur V, via les conduites 141r 142 et 161 et 162. Dans ce cas, la cire contenue dans la coupelle 501 n'est pas dilatée, de sorte que le tiroir 503 se trouve placé au voisinage de la coupelle 501. Les languettes 402 de l'organe d'actionnement 40 prennent alors appui contre les portées 2905312 8 28. L'écoulement du carburant dans ces conduites, ainsi qu'au voisinage de la coupelle 501 et du tiroir 503, est matérialisé par les flèches f. Les parois de la tige mince 5031 se trouvent en regard 5 de l'étranglement 34, de manière à définir un espace annulaire créant ainsi un court-circuit 60. Ce dernier met en communication fluidique la première paire de conduites 141 et 142 avec la seconde paire de conduites 161 et 162. Par conséquent, une fraction substantielle du carburant 10 provenant du moteur 4, via la conduite 162, est susceptible d'être retournée vers ce moteur, via le court-circuit 60 et la conduite 142, selon les flèches f'. Puis, au fur et à mesure qu'augmente la température du carburant circulant dans la vanne, la cire contenue dans 15 la coupelle 501 a tendance à se dilater, ce qui repousse de façon classique le piston 502 et le tiroir 503 vers le bas. Ce déplacement induit une diminution progressive du débit de carburant retourné vers le moteur 4, depuis la conduite 162 vers la conduite 142, via le court-circuit 60. Cette 20 phase intermédiaire du fonctionnement de la vanne 10 n'est pas représentée sur les figures, dans la mesure où elle est de type connue en soi. Enfin, lorsque la température dépasse une valeur prédéterminée, par exemple voisine de 30 C, le plot 5032 du 25 tiroir 503 vient au contact des parois de l'étranglement 34, sous l'effet de la dilatation de la cire. Par conséquent, étant donné que les diamètres respectifs de ce plot et de cet étranglement sont voisins, le court-circuit 60 se trouve sensiblement obturé, comme illustré à la figure 2B. 30 Dans ces conditions, tout retour significatif de carburant vers le moteur se trouve empêché. Ainsi, l'ensemble du carburant s'écoule, d'une part, du réservoir 2 vers le moteur 4 via les conduites 141 et 142 et, d'autre 2905312 9 part, du moteur 4 vers le réservoir 2 via les conduites 162 et 161 (flèches f). En supposant que le tiroir 503 se trouve dans sa position d'obturation du court-circuit 60, illustré à la 5 figure 2B, une diminution de la température du carburant induit une rétraction de la cire contenue dans la coupelle 501. Le ressort 42 rappelle alors le piston 502 et le tiroir 503 vers le haut, de manière à permettre à nouveau la circulation de carburant dans le court-circuit 60. Ce 10 phénomène, également de type connu en soi, n'est pas non plus illustré sur les figures. Dans les phases du fonctionnement de la vanne 10, illustrées en référence aux figures précédentes, l'organe d'actionnement 40 est dans sa position de repos, à savoir 15 qu'il n'influence pas la position de l'élément thermostatique 50. Dans certaines circonstances, il peut être avantageux de placer la vanne dans sa position d'obturation du court-circuit 60, illustrée à la figure 2B, même si la dilatation de la cire n'assure pas le 20 déplacement du tiroir 503. Comme mentionné précédemment, cette manoeuvre permet de forcer le carburant à retourner vers le réservoir, par exemple en vue de son dégazage après le remplacement du filtre à gasoil d'un moteur diesel. On va maintenant décrire la mise en oeuvre de l'organe 25 d'actionnement 40, à partir de la position de libre passage du court-circuit 60, représentée à la figure 2A. Il s'agit dans un premier temps de manoeuvrer l'organe d'actionnement 40, par exemple au moyen d'un outil non représenté, venant en prise dans l'encoche 403. Cette action de type axial 30 induit tout d'abord un déplacement en translation vers le bas de l'organe d'actionnement 40, matérialisé par la flèche F sur les figures 2C et 4. Dans ces conditions, les languettes 402 de l'organe d'actionnement 40 s'éloignent des portées 28, alors que 2905312 10 tout mouvement en rotation de l'organe d'actionnement est empêché par la présence des parois latérales des échancrures 24. Lorsque les languettes 402 arrivent en regard des décrochements 26, le mouvement axial précité de 5 l'organe d'actionnement 40 a induit un déplacement correspondant du tiroir, de sorte que son plot 5032 obture le court-circuit 60, de façon analogue à ce qui a été décrit en référence à la figure 2B. Afin de maintenir ce tiroir dans cette position, il s'agit enfin de faire 10 pivoter l'organe d'actionnement 40 autour de son axe principal, selon la flèche F', de façon à verrouiller les languettes 402 contre les décrochements 26. La figure 2C illustre la vanne thermostatique 10 à l'issue de cette mise en oeuvre de l'organe d'actionnement. 15 Ce dernier se trouve dans sa position d'actionnement, puisqu'il est placé au voisinage des décrochements 26, alors que le tiroir 503 est dans sa position d'obturation du court-circuit 60. On notera que cette position est atteinte même en l'absence de dilatation de la cire contenue dans la 20 coupelle 501r puisque le piston 502 n'est pas déployé. Si l'on désire déverrouiller l'organe d'actionnement 40, il s'agit d'utiliser à nouveau un outil de manoeuvre, de manière à tout d'abord faire pivoter cet organe d'actionnement 40, afin que les languettes 402 ne coopèrent 25 plus avec les décrochements 26. Puis, la présence du ressort 42 permet de rappeler cet organe d'actionnement 40 dans sa position de repos des figures 2A et 2B, dans laquelle les languettes 402 viennent en butée contre les portées 28. REVENDICATIONS 1. Vanne thermostatique (10) destinée à être interposée entre un réservoir de carburant (2) et un moteur thermique (4), cette vanne (10) comprenant un corps creux (12), dans lequel est reçu un élément thermostatique (50) qui comprend une coupelle (501) recevant une cire dilatable, ainsi qu'un tiroir (503) mobile par rapport à la coupelle sous l'effet de la dilatation de la cire, cette vanne comprenant en outre un premier couple d'organes de raccord (141r 142), définissant un premier chemin de carburant du réservoir (2) vers le moteur (4), s'étendant au voisinage de la coupelle (501), ainsi qu'un second couple d'organes de raccord (161r 162) définissant un second chemin de carburant du moteur (4) vers le réservoir (2), s'étendant au voisinage du tiroir (503), le corps creux (12) définissant en outre un court-circuit (60) entre les premier et second chemins de carburant, le tiroir (503) étant mobile entre une position de libre passage du fluide dans le court-circuit (60) et une position d'obturation de ce court-circuit (60), caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un organe d'actionnement (40), susceptible d'être manoeuvré depuis l'extérieur du corps (12), cet organe d'actionnement (40) étant propre à amener le tiroir (503) de sa position de libre passage vers sa position d'obturation du court-circuit, puis à maintenir ce tiroir dans cette position d'obturation. 2. Vanne thermostatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe d'actionnement (40) est mobile entre une position de repos, dans laquelle il n'influence pas la position du tiroir (503), et une position d'actionnement, dans laquelle il maintient le tiroir (503) dans sa position d'obturation. 2905312 12 3. Vanne thermostatique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'organe d'actionnement (40) comprend des moyens (402) de verrouillage rapide par rapport au corps (12). 5 4. Vanne thermostatique selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'organe d'actionnement (40) comprend une tige (401) propre à venir en appui contre l'élément thermostatique (50), de manière à le repousser, ainsi qu'au moins une languette radiale (402) de 10 verrouillage rapide, propre à être verrouillée par rapport à une paroi du corps (12), dans la position d'actionnement de l'organe d'actionnement (40). 5. Vanne thermostatique selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que, dans son déplacement depuis sa 15 position de repos vers sa position d'actionnement, l'organe d'actionnement (40) est propre à se déplacer tout d'abord selon un mouvement axial, puis selon un mouvement en rotation autour de son axe principal. 6. Vanne thermostatique selon les revendications 4 et 20 5, caractérisée en ce que, lors dudit mouvement axial de l'organe d'actionnement (40), la ou chaque languette (402) coulisse dans au moins une échancrure (24) ménagée dans un fût (20) du corps (12), la ou chaque languette (402) étant verrouillée par rapport à au moins un décrochement (26), 25 prévu au voisinage de la ou chaque échancrure, au terme du mouvement de pivotement de l'organe d'actionnement (40). 7. Vanne thermostatique selon la revendication 6, caractérisée en ce que, dans la position de repos de l'organe d'actionnement (40), la ou chaque languette (402) 30 prend appui contre une portée (28) bordant une échancrure correspondante (24). 8. Vanne thermostatique selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisée en ce que la tige (401) de l'organe d'actionnement (40) est propre à coulisser dans un canal 2905312 13 (18) ménagé dans le fût (20) du corps (12), cette tige possédant une extrémité de manoeuvre, accessible depuis l'extérieur de ce corps creux (12). 9. Vanne thermostatique selon la revendication 8, 5 caractérisée en ce que ladite extrémité de manoeuvre est creusée d'une encoche (403), notamment diamétrale, propre à coopérer avec un outil de manoeuvre, tel qu'un tournevis. 10. Circuit de circulation de carburant, reliant un réservoir (2) de ce carburant ainsi qu'un moteur thermique 10 (4) fonctionnant au moyen de ce carburant, ce circuit (6, 7, 8, 9, 10) comportant au moins une vanne thermostatique (10) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.