Brevet FR2924208A1 — publié le 20090529

La présente invention concerne un procédé de guidage de fluide dans un échangeur thermique et un échangeur thermique pour la mise en oeuvre de ce procédé. Un tel échangeur thermique est par exemple utilisable dans le domaine automobile pour refroidir les gaz d'échappement dans un circuit de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur thermique de véhicule automobile (ou circuit EGR de l'anglais � Exhaust Gas Recirculation �). L'invention concerne également une bride de liaison et un module échangeur/bride de liaison correspondant. Dans ce domaine, il est connu des échangeurs thermiques comportant un corps qui délimite des canaux de circulation du fluide et qui est associé à une vanne ayant un volet mobile entre une position de refroidissement ou une position de by-pass pour diriger les gaz d'échappement soit dans les canaux du corps de l'échangeur thermique soit dans une voie non refroidie s'étendant en parallèle de l'échangeur. Ce type d'échangeur est sujet à un encrassement important qui limite sa durée de vie. L'invention a pour objet de fournir un moyen permettant de limiter l'encrassement de l'échangeur. Des expérimentations ont montré que cet encrassement est plus important à la sortie de l'échangeur, c'est-à-dire à l'endroit où les gaz d'échappement circulant dans l'échangeur sont les plus froids. Selon l'invention, on prévoit, un procédé de guidage d'un fluide dans un échangeur thermique comportant un corps délimitant au moins un canal de circulation du fluide, le procédé comprenant l'étape de faire circuler le fluide dans le canal alternativement dans des sens différents. Ainsi, l'inversion des sens de circulation du fluide dans le canal de l'échangeur permet de limiter l'encrassement des canaux en soumettant périodiquement les deux extrémités de ceux-ci à l'arrivée du fluide à plus 2 haute température ou à plus basse température. On réduit de la sorte le dépôt de saleté résultant de la variation de température du fluide. Lorsque l'échangeur thermique de l'invention est utilisé dans un circuit de recirculation de gaz d'échappement, les deux extrémités du canal vont être soumises à l'arrivée des gaz chauds qui vont provoquer un décollement des suies et autres impuretés qui ont pu précédemment se déposer sur les parois du canal lors du passage des gaz refroidis. L'invention a également pour objet une bride de liaison à un corps d'échangeur thermique définissant au moins un canal de circulation d'un fluide, la bride comprenant au moins un organe de déviation mobile entre des première et deuxième positions définissant deux sens de circulation du fluide dans le canal. Cette bride permet la mise en œuvre du procédé décrit ci-dessus en autorisant la circulation du fluide dans le canal selon deux sens différents. Selon un mode de réalisation particulier, dans lequel un corps de bride pourvu d'un conduit d'entrée et d'un débouché d'un conduit de sortie ayant des débouchés au voisinage desquels débouchent des première et deuxième extrémités du canal, l'organe de déviation étant monté dans le corps de bride au voisinage des débouchés des conduits d'entrée et de sortie pour mettre en relation, dans la première position, le conduit d'entrée avec la première extrémité du canal et le conduit de sortie avec la deuxième extrémité du canal et, dans la deuxième position, le conduit d'entrée avec la deuxième extrémité du canal et le conduit de sortie avec la première extrémité du canal. Un organe de déviation unique permet ainsi l'inversion du sens de circulation du fluide dans le canal. La bride est alors également relativement compacte. Avantageusement, l'organe de déviation comporte entre la première position et la deuxième position, une 3 position intermédiaire dans laquelle l'organe de déviation raccorde directement le conduit d'entrée au conduit de sortie. L'organe de déviation permet ainsi la réalisation d'un by-pass de l'échangeur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'un échangeur équipé d'une bride conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe selon le plan 2 de la figure 1 dudit échangeur, l'organe de déviation étant en position de by-pass ; - les figures 3 et 4 étant des vues analogues à la figure 1 montrant l'organe de déviation en position de manière à obtenir deux sens de circulation du fluide dans l'échangeur. L'invention est ici décrite en application a un circuit de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur thermique, le circuit comprenant un tronçon de liaison à la ligne d'échappement du moteur thermique et un tronçon de liaison à la ligne d'admission du moteur thermique. Entre les tronçons de liaison est monté l'échangeur thermique conforme à l'invention. L'échangeur thermique conforme à l'invention, généralement désigné en 1, comprend un corps 2, tubulaire, ayant deux extrémités opposées 2.1, 2.2. Une cloison 3, centrale, s'étend entre les extrémités 2.1, 2.2 et des cloisons 4, additionnelles, s'étendent parallèlement à la cloison 3 de part et d'autre de celles-ci. Le corps 2 et les cloisons 3, 4 délimitent des tronçons de canaux 5 4 débouchant dans une chambre commune délimitée par un capot 6, creux, obturant l'extrémité 2.1 du corps 2. Il est ainsi formé des canaux constitués d'un tronçon de canal 5.a s'étendant d'un côté de la cloison 3 et d'un tronçon de canal 5.b s'étendant de l'autre côté de la cloison 3. Chaque canal a, du côté de l'extrémité 2.2 du corps 2, des extrémités 7.a, 7.b débouchant dans une chambre 8 délimitée par un corps de bride 20 d'une bride de liaison 21 fixée à l'extrémité 2.2 du corps 2. Le corps de bride 20 a une forme en tronc de pyramide ayant une grande base 20.1 et une petite base 20.2 formées sur deux côtés opposés du corps de bride 20 par des faces parallèles l'une à l'autre. Dans la chambre 8 du corps de bride 20 de la bride de liaison 21 débouchent un conduit d'entrée 9 et un conduit de sortie 10. Le conduit d'entrée 9 est destiné à être relié au tronçon de liaison du circuit de recirculation à la ligne d'échappement et le conduit de sortie 10 est destiné à être relié au tronçon de liaison du circuit de recirculation à la ligne d'admission du moteur thermique. Le conduit d'entrée 9 débouche sur la petite base 20.2 par un orifice 9.1 et le conduit de sortie 10 débouche sur une face latérale 20.3 du corps de bride 20 par un orifice 10.1, les extrémités 7.1, 7.b des canaux 5.a, 5.b débouchant sur la grande base 20.1. Le conduit d'entrée 9 débouche ainsi dans la chambre 8 en regard des tronçons de canaux 5.a, 5.b parallèlement à ceux-ci. Le conduit de sortie 10 débouche latéralement dans la chambre 8 selon une direction perpendiculaire au conduit d'entrée 9 et aux tronçons de canaux 5.a, 5.b. A partir de la cloison 3 s'étendent dans la chambre 8 du corps de bride 20, de part et d'autre du débouché du conduit de sortie 10, deux parois ll.a, 11.b divergentes (la paroi 11.a s'étend du côté des extrémités 7.a et la paroi ll.b s'étend du côté des extrémités 7.b). Les parois 11.a, ll.b ont, au voisinage de la cloison 3, des bords 12.a, 12.b rapprochés et, à l'opposé, des bords 13.a, 13.b écartés. Un organe de déviation ici formé par un volet 14, est 5 monté dans la chambre 8 du corps de bride 20. Le volet 14 comprend deux parties de volet 14.1, 14.2 s'étendant de part et d'autre d'un axe de pivotement 15 s'étendant perpendiculairement aux tronçons de canaux 5.a, 5.b entre le débouché du conduit d'entrée 9 et le débouché du conduit de sortie 10. La partie de volet 14.1 s'étend au-dessus du débouché du conduit de sortie 10 entre les bords 13.A, 13.b. L'axe de pivotement 15 est relié à un moteur 16 s'étendant à l'extérieur du corps de bride 20 pour permettre d'amener le volet 14 dans trois positions à savoir : - une première position (représentée à la figure 4) dans laquelle la partie de volet 14.1 est en appui contre le bord 13.a de la paroi 11.a pour relier le conduit d'entrée 9 aux extrémités 7.b des canaux et le conduit de sortie 10 aux extrémités 7.a des canaux ; - une deuxième position (représentée à la figure 3) dans laquelle la partie de volet 14.1 est en appui contre le bord 13.b de la paroi 11.b pour relier le conduit d'entrée 9 aux extrémité 7.a des canaux et le conduit de sortie 10 aux extrémités 7.b des canaux ; et - une position intermédiaire entre les deux positions précédentes (représentée à la figure 2), dans laquelle la partie de volet 14.1 s'étend à mi-chemin entre les bords 13.a, 13.b des parois ll.a, ll.b pour permettre une liaison directe entre le conduit d'entrée 9 et le conduit de sortie 10. Dans la première position et la deuxième position, les bords 13.a, 13.b servent de butées pour la partie de volet 14.1 et, de part et d'autre du débouché du conduit 6 d'entrée 9, sont prévues des surfaces formant siège pour la partie de volet 14.2. On remarquera sur les figures que le volet 14 dans la première position engendre un sens de circulation des gaz d'échappement, dans les canaux du corps 2 de l'échangeur 1, qui est opposé au sens de circulation des gaz d'échappement engendré par le volet 14 dans la deuxième position. La disposition d'au moins un des conduits dans le prolongement des extrémités des canaux permet de limiter les pertes de charge dans la bride de liaison, pertes de charge qui risquent en outre de nuire à l'efficacité du nettoyage. Les canaux 5.a, 5.b ont des extrémités parallèles ce qui limite également les pertes de charge quel que soit le sens de circulation du fluide dans l'échangeur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante rentrant dans le cadre de l'invention tel que définit par les revendications. Ainsi, bien que l'échangeur soit associé à des moyens de guidage du fluide qui comprennent dans l'exemple décrit un organe de déviation unique réalisé sous la forme d'un volet papillon, les moyens de guidage peuvent avoir une structure différente et comprendre par exemple deux organes de déviation ou un organe de déviation réalisé sous la forme d'un volet battant. L'échangeur peut avoir une structure différente de celle décrite. Ainsi, bien que le corps de l'échangeur représenté ait une structure monobloc, le corps peut être réalisé par assemblage de plusieurs pièces. Le nombre et l'agencement des canaux peuvent également être modifiés. La bride de liaison de l'invention peut également avoir une structure différente de celle décrite, notamment en ce qui concerne l'agencement des conduits d'entrée et de 5 7 sortie, et la structure de l'organe de déviation et son positionnement par rapport aux conduits. La configuration des conduits d'entrée et de sortie peut ainsi être échangée. Le corps de bride 20 peut avoir une forme différente de celle représentée, et par exemple une forme tronconique. REVENDICATIONS 1. Bride de liaison à un corps d'échangeur thermique définissant au moins un canal (5.a, 5.b) de circulation d'un fluide, caractérisée en ce que la bride comprend au moins un organe de déviation (14) mobile entre des première et deuxième positions définissant deux sens de circulation du fluide dans le canal. 2. Bride selon la revendication 1, comprenant un corps de bride (20) pourvu d'un conduit d'entrée (9) et d'un conduit de sortie (10) ayant des débouchés (9.1, 10.1) au voisinage desquels débouchent des première et deuxième extrémités (7.a, 7.b) du canal (5.a, 5.b), l'organe de déviation (14) étant monté dans le corps de bride au voisinage des débouchés des conduits d'entrée et de sortie pour mettre en relation, dans la première position, le conduit d'entrée avec la première extrémité du canal et le conduit de sortie avec la deuxième extrémité du canal et, dans la deuxième position, le conduit d'entrée avec la deuxième extrémité du canal et le conduit de sortie avec la première extrémité du canal. 3. Bride selon la revendication 2, dans laquelle l'organe de déviation (14) possède entre la première position et la deuxième position, une position intermédiaire dans laquelle l'organe de déviation raccorde directement le conduit d'entrée (9) au conduit de sortie (10). 4. Bride selon la revendication 2 ou la revendication 3, dans laquelle le conduit d'entrée (9) et le conduit de sortie (10) débouchent perpendiculairement l'un à l'autre et l'organe de déviation comprend un volet (14) pivotant autour d'un axe (15), l'un (10) des conduits débouchant parallèlement à l'axe de pivotement du volet. 5. Bride selon la revendication 4, dans laquelle le volet (14) comprend des parties de volet (14.1, 14.2)s'étendant de part et d'autre de l'axe de pivotement (15), l'axe de pivotement s'étendant entre les débouchés du conduit d'entrée (9) et du conduit de sortie (10). 6. Bride selon la revendication 5, dans laquelle, les extrémités (7.a, 7.b) du canal sont séparées par une cloison (3) à partir de laquelle s'étendent deux parois (11.a, ll.b) divergentes disposées de part et d'autre du débouché du conduit (10) débouchant parallèlement à l'axe de pivotement (15) du volet (14), les parois ayant des bords (13.a, 13.b) les plus écartés servant de butée pour le volet dans les premières et deuxième positions. 7. Bride selon la revendication 4, dans laquelle le conduit débouchant parallèlement à l'axe de pivotement (15) du volet (14) est le conduit de sortie (10). 8. Bride selon la revendication 2, dans laquelle le conduit d'entrée (9) et les extrémités (7.a, 7.b) du canal (5.a, 5.b) débouchent sur deux côtés opposés du corps de bride (20). 9. Bride selon la revendication 8, dans laquelle le corps de bride (20) a une forme en tronc de pyramide ayant une petite base (20.2) sur laquelle débouche le conduit d'entrée (9) et une grande base (20.1) sur laquelle débouchent les extrémités (7.a, 7.b) du canal (5.a, 5.b). 10. Bride selon la revendication 9, dans laquelle la petite base (20.2) et la grande base (20.1) sont formées par des faces du corps de bride (20) qui sont parallèles l'une à l'autre. 11. Bride selon la revendication 8, dans laquelle le conduit de sortie (10) débouche sur une face latérale (20.3) du corps de bride (20). 12. Module comportant un échangeur thermique (1) ayant un corps (2) définissant au moins un canal (5.a, 5.b) ayant au moins une extrémité (7.a, 7.b) débouchant dans une bride conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 11 et rapportée sur le corps. 13. Module selon la revendication 12, dans lequel le canal (5.a, 5.b) a des première et deuxième extrémités (7.a, 7.b) débouchant dans la bride de liaison. 14. Module selon la revendication 13, dans lequel la première et deuxième extrémités (7.a, 7.b) du canal (5.a, 5.b) débouchent parallèlement l'une à l'autre dans la bride en regard d'au moins un conduit (9) de la bride.