Brevet FR2935785A1 — publié le 20100312

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE DE LIQUIDE POUR VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne un dispositif de chauffage d'une 5 quantité de liquide pour 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 placé à proximité 10 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 systèrne permettant au liquide d'arriver jusqu'à ces surfaces et du système d'essuyage à un ou deux balais équipant le véhicule. 15 Cependant, la présente invention peut également être utilisée dans le 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 20 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 nettoyage chauffé peut également aider à des opérations de dégivrage du pare-brise. Différentes solutions ont déjà été proposees pour permettre une 25 élévation de la température du liquide lave-glace. Une première solution connue consiste à utiliser directement l'énergie 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 30 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 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 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 un 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 s'intéresse dans la suite au mode de chauffage par contact indirect, l'autre mode de chauffage par contact direct ayant pour inconvénient principal que les résistances chauffantes utilisées pour chauffer directement le liquide sont à des températures extrêmement élevées, ce qui entraîne localement une vaporisation du liquide. On connaît notamment du document US 7,190,893, tel qu'illustré sur les figures la et lb, un dispositif de chauffage du liquide lave-glace avec contact indirect. La figure la est une vue de dessus en perspective du dispositif, tandis que la figure lb est une vue de dessous du dispositif. Dans le dispositif décrit dans ce document, des éléments électriques 2 de chauffage sont mis en contact avec une masse 1 en un matériau thermiquement conducteur de façon à chauffer la masse 1. Un chemin 3 pour l'écoulement du liquide entre une entrée 4 et une sortie 5 est pratiqué directement dans la masse 1, de chaque côté de celle-ci. Le liquide, lors de son passage le long de ce chemin 3, absorbe ainsi la chaleur de la masse 1. Le chemin d'écoulement de liquide 3 comprend une partie de chemin d'écoulement supérieure 3a et une partie de chemin d'écoulement inférieure 3b. Les parties supérieure 3a et inférieure 3b sont disposées à une hauteur différente de la masse 1 et sont reliées entre elles par une partie verticale et centrale 3c. En outre, la partie supérieure 3a est relié à l'entrée 4 et la partie inférieure 3b est reliée à la sortie 5. Chaque partie 3a,3b suit un tracé de labyrinthe, en forme de spirale. Un inconvénient lié à la structure de ce chemin d'écoulement est que la température entre les deux parties 3a,3b du chemin d'écoulement 3 n'est pas homogène. Par suite, des points chauds et des points froids peuvent apparaître et perturber les échanges thermiques entre la masse 1 et le liquide à chauffer. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Ce but est atteint selon l'invention qui propose un dispositif de chauffage de liquide pour véhicule automobile, comportant au moins une pièce en un matériau thermiquement conducteur, un chemin d'écoulement de liquide formé dans la pièce pour permettre un écoulement du liquide entre une entrée et une sortie, des moyens de chauffage en couplage thermique avec la pièce, aptes à chauffer la pièce pour permettre au liquide d'absorber la chaleur de la pièce le long du chemin d'écoulement de liquide entre l'entrée et la sortie. Dans le dispositif selon l'invention, le chemin d'écoulement de liquide comprend deux parties en contact thermique, chaque portion d'une partie étant ainsi en contact thermique avec une portion associée de l'autre partie, les deux parties étant disposées de telle sorte que la moyenne de la température du liquide dans une portion d'une partie et de la température du liquide dans sa portion associée est sensiblement invariable le long du chemin d'écoulement. Pour ce faire, une portion d'une partie étant distante de l'entrée, la portion associée de l'autre partie peut être la portion sensiblement 10 équidistante de la sortie. Les deux parties peuvent être disposées dans un même plan du chemin d'écoulement de liquide ou dans deux plans distincts du chemin d'écoulement de liquide. Les deux parties peuvent être des spirales coplanaires 15 raccordées et sensiblement parallèles, les sens de circulation du liquide dans les deux spirales étant opposés. Les deux parties peuvent être superposables et situées dans deux plans parallèles distincts. Dans ce cas, les deux parties peuvent par exemple être en forme 20 de boustrophédon ou en forme de spirale. Les avantages ainsi que d'autres particularités de l'invention seront détaillés dans la description qui suit d'un exemple de réalisation possible d'un dispositif de chauffage de liquide conforme à la présente invention, faite en référence aux figures annexées, dans lesquelles : 25 - la figure la, déjà décrite, est une vue de dessus en perspective d'un dispositif de chauffage de liquide de l'état de la technique, - la figure lb, déjà décrite, est une vue de dessous du dispositif, - la figure 2 illustre un chemin d'écoulement de liquide selon un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, 30 - la figure 3 illustre un chemin d'écoulement de liquide selon un deuxième mode de réalisation, et - la figure 4 illustre un chemin d'écoulement de liquide selon un troisième mode de réalisation. En référence à la figure 2, qui illustre un premier mode de réalisation de l'invention, le liquide s'écoule dans un chemin d'écoulement de liquide 6, entre une entrée 7 et une sortie 8. Le liquide, qui est froid à l'entrée 7, est chauffé progressivement le long du chemin d'écoulement 6, et arrive chaud à la sortie 8. Le chemin d'écoulement de liquide 6 est constitué par des canaux en forme de double spirale. Il comprend une première spirale 6a dans laquelle le fluide s'écoule dans le sens des aiguilles d'une montre. La première spirale 6a est reliée au voisinage du centre du chemin d'écoulement 6 à une deuxième spirale 6b qui forme un enroulement sensiblement parallèle à celui de la première spirale 6a, et dans laquelle le fluide s'écoule dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Le sens des flèches indique le sens d'écoulement du liquide. Soit une portion A du chemin d'écoulement 6, située à proximité de l'entrée 7. La portion A est en contact thermique avec une portion A' du chemin d'écoulement 6, située à proximité de la sortie 8. Le liquide dans la portion A est donc froid, tandis que le liquide de la portion A', qui a été chauffé tout le long du chemin d'écoulement 6, est chaud. Si l'on considère une portion B de la spirale 6a située à proximité du milieu du chemin d'écoulement 6, cette portion B est en contact thermique avec une portion B' de la spirale 6b située également à proximité du milieu du chemin d'écoulement 6. Le liquide de la portion B est donc moyennement froid, tandis que le liquide de la portion B' est moyennement chaud. Ainsi, la moyenne de la température du liquide de la portion A (froid) et de la température du liquide de la portion A' (chaud) est sensiblement la même que la moyenne de la température du liquide de la portion B (moyennement froid) et du liquide de la portion B' (moyennement chaud). La moyenne de la température du liquide de la portion A et de la température du liquide de la portion A' associée sera sensiblement la même pour toute position de la portion A le long de la spirale 6a et de sa portion associée A' le long de la spirale 6b. Ainsi, grâce à cette configuration en double spirale, la moyenne des températures des liquides en deux points associés des deux spirales est sensiblement la même le long du chemin d'écoulement 6. Par suite, le température dans la zone située entre les parties 6a,6b en contact thermique est homogène. Cette homogénéité de la température entre les parties du chemin d'écoulement qui sont en contact thermique permet une meilleure distribution de l'énergie. La chaleur est ainsi transmise de façon optimale au liquide. On évite ainsi la formation de points froids et de points chauds, si bien que la température dans le dispositif de chauffage est homogénéisée, ce qui permet un chauffage de liquide plus rapide. Dans ce mode de réalisation, l'échange thermique a lieu dans un même plan de la pièce en matériau thermiquement conducteur. On pourrait toutefois également envisager de relier le chemin d'écoulement de la figure 2 à un chemin d'écoulement identique, superposable au chemin d'écoulement de la figure 2, et disposé dans un plan différent. Dans un deuxième mode de réalisation, tel qu'illustré à la figure 3, sur laquelle les éléments identiques à ceux de la figure 2 portent les mêmes références, le chemin d'écoulement 6 comprend deux parties 6a,6b situées dans deux plans parallèles distincts. Le chemin d'écoulement 6 comprend ainsi une partie supérieure 6a et une partie inférieure 6b, reliées par une partie verticale 6c. Les deux parties 6a,6b sont superposables et sont en forme de boustrophédon. On qualifie de boustrophédon (du grec bous � boeuf � et strophein � tourner �) un tracé qui change alternativement de sens ligne après ligne, à la manière d'un boeuf marquant les sillons dans les champs, de droite à gauche puis de gauche à droite. De la même façon que pour le chemin d'écoulement 6 de la figure 2, on considère une portion A de la partie 6a, contenant du liquide froid. La portion A est en contact thermique avec une portion A' de la partie 6b, contenant du liquide chaud. La portion A est située dans la partie supérieure 6a, à proximité de l'entrée 7, tandis que la portion A' est située dans la partie inférieure 6b, à proximité de la sortie 8. De même, une portion B du chemin d'écoulement contenant du liquide moyennement froid est en contact thermique avec une portion B' contenant du liquide moyennement chaud. La portion B est située dans la partie supérieure 6a, à proximité de la portion verticale 6c, tandis que la portion B' est située dans la partie inférieure 6b, également à proximité de la partie verticale 6c. Grâce au caractère superposable des parties supérieure 6a et inférieure 6b, chaque portion A,B du chemin d'écoulement 6 distante de l'entrée 7 est en contact thermique avec une portion A',B' sensiblement équidistante de la sortie de liquide 8. La moyenne des températures du liquide dans les deux portions est donc sensiblement la même le long du chemin d'écoulement 6. De même, la température dans la zone située entre la partie supérieure 6a et la partie inférieure 6b est sensiblement la même en tout point de la zone. Dans un troisième mode de réalisation, tel qu'illustré à la figure 4, sur laquelle les éléments identiques à ceux des figures 2 et 3 portent les mêmes références, le chemin d'écoulement 6 comprend deux parties 6a,6b superposables et situées dans deux plans parallèles distincts. Le chemin d'écoulement 6 comprend ainsi une partie supérieure 6a et une partie inférieure 6b reliées par une portion verticale 6c. Les parties 6a et 6b sont en forme de spirale. Une portion A de la partie 6a, contenant du liquide froid, est en contact thermique avec une portion A' de la partie 6b, contenant du liquide chaud. La partie A est située dans la portion supérieure 6a, à proximité de l'entrée 7, tandis que la partie A' est située dans la portion inférieure 6b, à proximité de la sortie 8. De même, une portion B du chemin d'écoulement contenant du liquide moyennement froid est en contact thermique avec une portion B' contenant du liquide moyennement chaud. La portion B est située dans la partie supérieure 6a, à proximité de la portion verticale 6c, tandis que la portion B' est située dans la partie inférieure 6b, également à proximité de la partie verticale 6c. Grâce au caractère superposable des parties supérieure 6a et inférieure 6b, chaque portion A,B du chemin d'écoulement 6 distante de l'entrée 7 est en contact thermique avec une portion A',B' sensiblement équidistante de la sortie de liquide 8. La moyenne des températures du liquide dans les deux portions est donc sensiblement la même le long du chemin d'écoulement 6. De même, la température dans la zone située entre la partie supérieure 6a et la partie inférieure 6b est sensiblement la même en tout point de la zone. Par comparaison, si l'on se réfère aux figures la et lb, le chemin d'écoulement de liquide 3 du dispositif de chauffage de liquide de l'art antérieur comprend une partie supérieure 3a et une partie inférieure 3b. Les parties 3a,3b ne sont pas superposables, ce qui fait que d'une partie à l'autre, des portions de liquide moyennement froides sont en contact thermique avec des portions de liquide chaudes et que des portions de liquide froides sont en contact thermique avec des portions de liquide moyennement chaudes. La température moyenne des portions de liquide en contact thermique n'est donc pas la même sur l'ensemble du chemin d'écoulement, ce qui engendre les problèmes mentionnés ci-dessus. REVENDICATIONS1. Dispositif de chauffage de liquide pour véhicule automobile, comportant au moins une pièce en un matériau thermiquement conducteur, un chemin d'écoulement de liquide (6) formé dans la pièce pour permettre un écoulement du liquide entre une entrée (7) et une sortie (8), des moyens de chauffage en couplage thermique avec la pièce, aptes à chauffer la pièce pour permettre au liquide d'absorber la chaleur de la pièce le long du chemin d'écoulement de liquide (6) entre l'entrée (7) et la sortie (8), caractérisé en ce que le chemin d'écoulement de liquide (6) comprend deux parties (6a,6b) en contact thermique, chaque portion (A) d'une partie (6a) étant ainsi en contact thermique avec une portion associée (A') de l'autre partie (6b), les deux parties (6a,6b) étant disposées de telle sorte que la moyenne de la température du liquide dans une portion (A) d'une partie (6a) et de la température du liquide dans sa portion associée (A') est sensiblement invariable le long du chemin d'écoulement (6). 2. Dispositif de chauffage de liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une portion (A) d'une partie (6a) étant distante de l'entrée (7), la portion associée (A') de l'autre partie (6b) est la portion sensiblement équidistante de la sortie (8). 3. Dispositif de chauffage de liquide selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux parties (6a,6b) sont disposées dans un même plan du chemin d'écoulement de liquide (6) ou dans deux plans distincts du chemin d'écoulement de liquide (6). 4. Dispositif de chauffage de liquide selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux parties (6a,6b) sont des spirales coplanaires raccordées et sensiblement parallèles, les sens de circulation du liquide dans les deux spirales étant opposés. 5. Dispositif de chauffage de liquide selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux parties (6a,6b) sont superposables et situées dans deux plans parallèles distincts. 6. Dispositif de chauffage de liquide selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux parties (6a,6b) sont en forme de boustrophédon. 7. Dispositif de chauffage de liquide selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux parties (6a,6b) sont en forme de spirale.