Brevet FR2925438A1 — publié le 20090626

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE DE LIQUIDE POUR VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un dispositif de chauffage d'une quantité 5 de liquide pour un véhicule automobile. On s'intéresse dans la suite principalement mais non exclusivement au dispositif de chauffage d'un liquide de nettoyage, apte à être relié d'une part, à un réservoir contenant ledit liquide de nettoyage, et d'autre part, à au moins un gicleur ou un balai d'essuyage muni de rampes d'arrosage intégrées, placé à 10 proximité d'une surface à nettoyer d'un véhicule automobile, telle que le pare-brise et/ou la lunette arrière. Dans ce cas, le nettoyage des surfaces vitrées est réalisé par action conjointe du système permettant au liquide d'arriver jusqu'à ces surfaces, et du système d'essuyage à un ou deux balais équipant le véhicule. Cependant, la présente invention peut également être utilisée dans le 15 cadre du nettoyage d'autres surfaces, par exemple les parties extérieures des projecteurs ou phares, ou bien pour le chauffage de tout liquide. Il est déjà connu qu'un nettoyage amélioré des surfaces vitrées peut être obtenu en chauffant le liquide de nettoyage avant qu'il ne soit projeté sur la surface à nettoyer au moyen du ou des gicleurs. Par ailleurs, le liquide de 20 nettoyage chauffé peut également aider à des opérations de dégivrage du pare-brise. Différentes solutions ont déjà été proposées pour permettre une élévation de la température du liquide lave-glace : Une première solution connue consiste à utiliser directement l'énergie 25 du moteur du véhicule automobile pour chauffer le liquide de nettoyage. Les températures obtenues sont cependant trop importantes, typiquement supérieures à 70°C, ce qui crée le risque d'occasionner des brûlures graves sur des personnes se trouvant à proximité du véhicule. Une autre solution connue consiste à chauffer le liquide en utilisant 30 l'énergie du radiateur du véhicule automobile. Cette solution a cependant été peu utilisée car il est nécessaire d'attendre que le moteur chauffe un certain temps avant de pouvoir effectivement élever la température du liquide de 2 nettoyage. Dans une troisième solution proposée, une résistance placée directement dans le réservoir de liquide de nettoyage permet de chauffer ce liquide. Cette solution n'est cependant pas optimale du fait que l'ensemble du liquide contenu dans le réservoir doit à chaque fois être chauffé alors que seule une petite quantité de liquide est prélevée, augmentant de ce fait inutilement le temps de chauffage, et détruisant à terme les propriétés intrinsèques du liquide. Les dernières solutions connues consistent à utiliser un dispositif de chauffage placé dans le chemin de circulation du liquide entre le réservoir de liquide et le ou les gicleurs, permettant d'élever la température d'une quantité de liquide prélevée dans le réservoir au moment où l'on actionne la commande du lave-glace, généralement par le levier de commande placé à côté du volant et contrôlant entre autre l'actionnement des essuie-glace. Parmi ces solutions, le chauffage proprement dit s'effectue soit par contact direct d'une résistance chauffante avec le liquide à chauffer, soit par contact indirect. On connaît notamment du document US 2007/0084484 un dispositif de chauffage du liquide lave-glace avec contact indirect, dans lequel des éléments chauffants sont mis en contact avec une masse en matériau thermiquement conducteur de façon à chauffer cette masse. Un chemin pour l'écoulement du liquide entre une entrée et une sortie est pratiqué directement dans la masse. Le liquide, lors de son passage le long de ce chemin, absorbe ainsi la chaleur de la masse. Dans le mode de réalisation décrit, les éléments électriques de chauffage sont surmoulés par le matériau thermiquement conducteur formant la masse. Le principal inconvénient de ce type de structure est lié à l'inertie thermique de la masse. La durée nécessaire à l'obtention d'un liquide suffisamment chauffé est ainsi trop importante, ce qui est un désavantage, notamment dans des phases d'utilisations particulières du dispositif telles qu'une phase de dégivrage de pare-brise ou de lunette arrière. En outre, le dispositif précédent reste encombrant et ne peut pas toujours être facilement adapté aux conditions environnementales d'un véhicule 3 donné. La présente invention a pour but de proposer un nouveau dispositif de chauffage palliant les inconvénients précités en proposant un dispositif apte à chauffer très rapidement la quantité de liquide souhaitée, et dont la structure puisse être adaptée très facilement à différents environnements. Ce but est atteint selon l'invention qui propose un dispositif de chauffage d'une quantité de liquide pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une structure souple comportant: - un élément électrique chauffant surmoulé dans une première nappe en 10 matériau souple de faible épaisseur ; - un élément tubulaire en matériau souple et thermiquement conducteur formant un canal de circulation pour recevoir te liquide à chauffer entre une entrée et une sortie du dispositif, disposé selon un plan parallèle à la première nappe et en contact avec la première nappe; 15 - une deuxième nappe souple en matériau thermiquement conducteur, s'étendant parallèlement à la première nappe et recouvrant l'ensemble formé par l'élément tubulaire et la première nappe. De préférence, le matériau pour la deuxième nappe est un gel thermiquement conducteur, et le matériau pour la première nappe est une 20 silicone. Avantageusement, l'élément tubulaire souple définit, dans un plan parallèle aux première et deuxième nappes, un canal de circulation de liquide en forme de serpentin. Dans ce cas, l'élément électrique chauffant est agencé de préférence, dans le plan de la première nappe, selon une forme de serpentin 25 en correspondance avec la forme du canal de circulation de liquide. Les avantages ainsi que d'autres particularités de l'invention seront détaillés dans la description qui suit d'un dispositif de chauffage de liquide conforme à la présente invention, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : 30 - la figure 1 illustre schématiquement les différents composants d'un dispositif de chauffage conforme à l'invention; 4 - la figure 2 représente schématiquement une partie du dispositif de la figure 1 ; - la figure 3 représente schématiquement un agencement particulier possible du dispositif de la figure 1. En référence à la figure 1, la présente invention propose un dispositif de chauffage d'une quantité de liquide pour véhicule automobile comprenant une structure souple 1 comportant essentiellement trois composantes: La première composante est constituée par un élément 10 électrique chauffant surmoulé dans une première nappe 11 en matériau souple de 'faible épaisseur, par exemple de l'ordre de 2 mm. La figure 2 représente schématiquement un tel élément chauffant 10 sous la forme d'une résistance plate dont les deux extrémités sont reliées à des connexions 12, 13 d'alimentation électrique. D'autres formes de résistances ou d'autres types d'éléments chauffants peuvent néanmoins être utilisées sans départir du cadre de la présente invention. Le matériau utilisé pour la première nappe 11 est par exemple une silicone, ce qui permet d'obtenir à la fois la souplesse requise pour la nappe, et une bonne conductivité thermique. La deuxième composante est constituée d'un élément tubulaire 14 formant un canal de circulation pour recevoir le liquide à chauffer entre une entrée II et une sortie 0 (visible sur la figure 3) du dispositif. Comme illustré sur la figure 1, l'élément tubulaire 14 est disposé selon un plan parallèle à la première nappe 11 et en contact avec la première nappe 11. Le matériau pour l'élément tubulaire 14 doit être d'une part, suffisamment souple de façon à contribuer à la souplesse globale de la structure complète, et d'autre part, thermiquement conducteur pour permettre le transfert de chaleur depuis la première nappe 11 vers le liquide à chauffer. La troisième composante est constituée d'une deuxième nappe 15 souple en matériau thermiquement conducteur, s'étendant parallèlement à la première nappe 11 et recouvrant l'ensemble formé par l'élément tubulaire 14 et la première nappe 11. Cette deuxième nappe 15, réalisée par exemple au moyen d'un gel aux propriétés de transfert thermiques élevées, permet ainsi le maintien de l'élément tubulaire au contact de la première nappe, avec un minimum de déperdition de chaleur. Il est également possible de surmouler l'élément tubulaire. Pour augmenter la capacité du dispositif en termes de quantité de 5 liquide chauffé sans augmenter la taille de ce dispositif, l'élément tubulaire 14 souple définit avantageusement, dans un plan parallèle aux première et deuxième nappes 11, 15, un canal de circulation de liquide en forme de serpentin. Dans ce cas, le transfert thermique est encore augmenté en prévoyant 10 d'agencer l'élément électrique chauffant 10, dans le plan de la première nappe 11, également selon une forme de serpentin en correspondance avec la forme du canal de circulation de liquide. La structure qui vient d'être décrite est tout d'abord très simple à réaliser. Les étapes de fabrication consistent en effet à : 15 - réaliser un surmoulage d'une résistance par un matériau du type silicone, pour obtenir la première nappe de faible épaisseur ; -poser sur la première nappe le canal de circulation en forme de serpentin ; - recouvrir l'ensemble du gel pour réaliser la deuxième nappe. 20 La structure ainsi obtenue est de préférence protégée, voire maintenue, à l'intérieur d'un ou plusieurs éléments formant enveloppe de protection. On choisira de préférence de réaliser cette enveloppe en un matériau isolant thermique. Si l'on souhaite que l'ensemble ainsi constitué soit apte à subir des déformations, le matériau devra également présenter une certaine souplesse. 25 On obtient ainsi une structure de faible encombrement qui pourrait être utilisée directement dans la forme représentée sur la figure 1. En outre, la structure obtenue est souple, de sorte qu'elle peut subir des déformations et s'adapter en conséquence aux contraintes d'espace. On peut notamment plus facilement glisser cette structure entre deux éléments 30 faiblement espacés du véhicule automobile, en suivant le profil de ces éléments. En variante, la structure obtenue peut subir une étape supplémentaire 6 de conformation pour réduire encore les pertes possibles en échange thermique. La figure 3 illustre une telle conformation supplémentaire consistant à enrouler ta structure de la figure 1 sur elle-même de façon à emprisonner l'élément tubulaire 14 formant canal de circulation du liquide entre ta première nappe 11 et la deuxième nappe 15. L'ensemble est ensuite disposé à l'intérieur d'une enveloppe thermiquement isolante 16. Comme on le voit au centre de la figue 3, le dispositif comporte en outre une sonde de température 17 destinée à délivrer une mesure de température à un dispositif de contrôle électronique (non représenté) pour la gestion de 10 l'alimentation électrique de l'élément chauffant. D'autres types de conformations sont possibles. Notamment, la structure souple de la figure 1 pourrait être seulement repliée sur elle-même. Le dispositif de chauffage de liquide tel qu'il vient d'être décrit dans ses différentes réalisations possibles, peut servir pour le chauffage du liquide de 15 nettoyage d'un pare-brise ou d'une lunette arrière du véhicule automobile. Dans ce cas, l'entrée I est apte à recevoir une quantité de liquide provenant d'un réservoir de liquide de nettoyage, et la sortie 0 est apte à délivrer la quantité de liquide chauffé à au moins un gicleur d'un système de lave-glace équipant le véhicule. D'autres utilisations du dispositif peuvent néanmoins être envisagées 20 sans sortir du cadre de la présente invention. L'élément tubulaire peut également servir de résistance pour une alimentation électrique et être surmoulé dans le silicone ou du gel. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage d'une quantité de liquide pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une structure souple (1) 5 comportant: - un élément (10) électrique chauffant surmoulé dans une première nappe (11) en matériau souple de faible épaisseur ; - un élément (14) tubulaire en matériau souple et thermiquement conducteur formant un canal de circulation pour recevoir le liquide à 10 chauffer entre une entrée (I) et une sortie du dispositif (0), disposé selon un plan parallèle à la première nappe (11) et en contact avec la première nappe (11) ; - une deuxième nappe (15) souple en matériau thermiquement conducteur, s'étendant parallèlement à la première nappe (11) et 15 recouvrant l'ensemble formé par l'élément tubulaire (14) et la première nappe (11). 2. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément tubulaire (14) souple définit, dans un plan parallèle aux première et deuxième nappes (11, 15), un canal de circulation de liquide 20 en forme de serpentin. 3. Dispositif de chauffage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément (10) électrique chauffant est agencé, dans le plan de la première nappe (11), selon une forme de serpentin en correspondance avec la forme du canal de circulation de liquide. 25 4. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau pour la deuxième nappe (15) est un gel thermiquement conducteur. 8 5. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau pour la première nappe (11) est une silicone. 6. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite structure souple (1) est repliée ou enroulée sur elle-même. 7. Dispositif de chauffage de liquide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que Ladite entrée (I) est apte à recevoir une quantité de liquide provenant: d'un réservoir de liquide de nettoyage, et ladite sortie (0) est apte à délivrer la quantité de liquide chauffé à au moins un gicleur ou un balai d'essuyage muni de rampe d'arrosage intégrée d'un système de lave-glace.