Brevet FR3007066A1 — publié le 20141219

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une installation de prélèvement pour un dispositif de réservoir de véhicule, notamment de véhicule automobile, installé dans un réservoir de liquide ayant au moins un orifice de prélèvement pour prélever du liquide dans le réser- voir et au moins une installation de chauffage. L'invention se rapporte également à un dispositif de réservoir équipé d'une telle installation de prélèvement. Etat de la technique Pour le post-traitement des gaz d'échappement, les véhi- cules automobiles actuels utilisent souvent un agent liquide de post-traitement des gaz d'échappement ; cet agent se présente sous la forme d'une solution aqueuse d'urée transportée dans un réservoir du véhicule. Le point de congélation de l'agent de post-traitement se situe en général à environ -11°C. Par temps froid le liquide gèle dans le réservoir et c'est pourquoi il faut dégeler le réservoir avant de pouvoir prélever le liquide par l'orifice de prélèvement du réservoir. Il est prévu pour cela en général une installation de chauffage constituée habituellement par un dispositif de chauffage à corps solide, par exemple une résistance PTC (résistance à coefficient positif de température) qui est en général intégrée dans un bloc d'aluminium injecté. La puissance de chauffage dépend directement de la résistance, en fonction de la température de cette résistance PTC. L'installation de chauffage est logée dans le réservoir au contact direct avec le liquide. Dès qu'un certain volume de li- guide est dégelé, la convection naturelle génère un flux de refroidissement dans le réservoir. Les déperditions calorifiques aux points de contacts entre la résistance PTC, le bloc d'aluminium et la partie surmoulée créent un mauvais transfert de chaleur entre l'installation de chauffage et le li- guide de sorte que la température de la résistance PTC est trop élevée. Or, comme la valeur de la résistance PTC augmente fortement déjà à des températures de l'ordre de 60°C, la puissance de chauffage chute de manière significative. Pour un faible niveau de remplissage du réservoir ou en cas de clapotis, les parties de l'installation de chauffage, c'est-à- dire de l'élément chauffant, sont dégagées et ne sont plus refroidies, ce qui entraîne en plus une forte chute de la puissance de chauffage. Lors du dégel, il faut transporter le flux calorifique de l'installation de chauffage par le liquide déjà dégelé jusqu'au front gelé. Les effets déterminants sont la conductivité thermique et la convection naturelle. Ces effets sont faibles et c'est pourquoi le front de fusion ne peut pas pro- gresser loin de l'installation de chauffage. Une telle installation de prélèvement est déjà décrite dans le document DE 10 2011 088 684 non publié antérieurement. Pendant le dégel, le niveau de liquide dans le réservoir diminue du fait de la cavité créée par le chauffage. Il se développe une bulle d'air entre le liquide et le liquide encore gelé. Cette bulle d'air isole la glace qui se trouve au-dessus et à côté et gêne la poursuite du dégel dans cette direction. Dans la phase de refroidissement, le liquide gèle de nouveau et emprisonne la bulle d'air. Cette opération se répète lors de la phase de chauffage suivante et à chaque opération, la taille de la bulle d'air augmente et le volume de glace que l'on atteint diminue par élévation de température et convection naturelle. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet de remédier à ces in- convénients de développer une installation de prélèvement du type défi- ni ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle comporte une conduite formant un circuit fermé, dont au moins un premier tronçon est une conduite montante ayant une extrémité supérieure et une extrémité inférieure associées à l'installation de chauffage. L'installation de prélèvement selon l'invention a l'avantage de dégeler le volume du réservoir de manière simple et garantie sur une grande surface même éloignée de l'orifice de prélèvement de sorte que même si le niveau de remplissage diminue, on dégèle avantageusement le volume gelé. Comme indiqué, l'installation de prélèvement selon l'invention se distingue en ce qu'elle a une conduite qui forme un circuit fermé dont au moins le premier tronçon est une conduite montante ayant une extrémité haute et une extrémité basse et cette dernière est associée à l'installation de chauffage. Ainsi, l'invention développe une installation de chauffage qui transfère un milieu liquide et/ou gazeux à travers la conduite. Le transfert de fluide est réalisé par le chauffage de l'extrémité inférieure de la conduite montante si bien que l'élévation de température modifie la densité du fluide dans la conduite montante et génère une circulation de fluide. Cela permet par exemple d'assurer le chauffage du fluide avec l'installation de chauffage connue existante. La conduite montante as- sure en outre que la chaleur arrive même plus loin au-dessus, notamment à distance de l'orifice de prélèvement vers le volume gelé. En particulier, au cours de la première phase de dégel, on aura une cavité aussi grande que possible et cette cavité dans le volume gelé s'ouvre vers le haut pour que la bulle de gaz dans la région de l'orifice de prélè- vement reste aussi petite que possible ce qui évite en toute sécurité, de manière simple, les inconvénients évoqués ci-dessus. Selon un développement avantageux de l'invention, la conduite est déformable au moins par segments ou tronçons, notam- ment elle est déformable élastiquement. La déformabilité de la conduite permet de l'introduire simplement dans le réservoir, par exemple par l'ouverture du fond du réservoir. Cela permet notamment d'installer la conduite dans une région plus grande que la surface de l'ouverture du réservoir en repliant la conduite ou en la déformant avant de l'introduire dans le réservoir pour passer à travers l'ouverture. Ensuite, la conduite se redéploie dans la direction ou l'orientation voulue à l'intérieure du réservoir, grâce à son élasticité propre et/ou la pression du fluide générée dans la conduite. De façon préférentielle, la conduite montante est rigide, c'est-à-dire non déformable pour garantir sa position et son orientation dans le réservoir même lorsque la conduite montante est soumise à la pression de la glace. De façon préférentielle, la conduite montante est orientée pour remonter dans la direction verticale et dans ce cas le réservoir du dispositif de réservoir à une ouverture pour recevoir l'installation de prélèvement de préférence dans le fond du réservoir. Selon un développement avantageux de l'invention, le se- cond tronçon de la conduite à la suite de l'extrémité supérieure de la conduite montante est au moins réalisée par segment comme conduite descendante. La conduite descendante se caractérise en ce qu'elle fait redescendre le fluide qui remonte dans la conduite montante ; la conduite descendante fait de préférence un angle à partir de la conduite montante pour que le fluide ne redescende pas de nouveau dans la direction verticale mais dans une direction déviée vers l'extérieur, c'est-à- dire vers la paroi latérale du réservoir en s'éloignant ainsi de l'installation de chauffage pour que la chaleur transportée par le fluide arrive également dans les zones périphériques du réservoir pour y dégeler le liquide. En particulier, pour des phases de dégel répétées ou prolongées, cela garantit le chauffage du réservoir sur une grande surface, c'est-à-dire son dégel sur une grande surface. En même temps, cela as- sure que le fluide, ne risque pas d'être réchauffé de nouveau dans la conduite montante, par l'installation de chauffage et de créer ainsi un contre-courant dans la conduite descendante. De façon préférentielle, la conduite descendante se ter- mine au niveau de l'extrémité inférieure de la conduite montante de sorte que le fluide revient à son niveau de départ pour y dégeler le fluide en particulier près du fond du réservoir et très largement, le cas échéant, gelé. De façon préférentielle, la conduite descendante s'étend à partir d'un troisième tronçon de conduite dans un plan, notamment pa- rallèlement au fond du réservoir, sur une surface, en particulier, une grande surface pour revenir à l'extrémité inférieure de la conduite montante. Le troisième tronçon de la conduite se déploie dans un plan, par exemple suivant un tracé annulaire, en anneau de cercle, en serpentin, suivant une forme ondulée ou suivant une forme de pétales dans un plan. Cela permet d'atteindre de nombreuses zones du réservoir et de dégeler un volume important. Selon un développement avantageux de l'invention, l'installation de chauffage est à l'extérieur de la conduite. Dans ce cas, l'extrémité inférieure de la conduite montante (comme déjà indiqué) est associée à l'installation de chauffage existante et la chaleur qu'elle dégage chauffe l'extrémité inférieure de la conduite montante dans laquelle le fluide monte pour produire l'effet décrit ci-dessus. En variante ou en plus, l'installation de chauffage est dans la conduite pour chauffer directement le fluide dans la conduite. Pour cela, de préférence, l'installation de chauffage est une bougie de préchauffage installée dans la conduite. De façon particulièrement préférentielle la bougie de préchauffage est à un point à l'extrémité inférieure de la conduite montante là où le troisième tronçon de la conduite débouche dans la conduite montante pour avoir un rendement énergé- tique particulièrement efficace. De façon préférentielle, à son point haut, c'est-à-dire près de son extrémité supérieure, la conduite montante a un purgeur d'air. Le purgeur d'air constitue une cavité dans laquelle peut s'échapper l'air transporté dans la conduite. Le purgeur d'air est par exemple une déri- vation en forme de gobelet à l'extrémité supérieure de la conduite montante. De façon particulièrement préférentielle, le purgeur d'air est installé dans une partie de la conduite entre l'extrémité supérieure de la conduite montante et la conduite descendante, dans la partie qui est pratiquement horizontale. Suivant une autre caractéristique préférentielle, l'installation de chauffage est associée à l'orifice de prélèvement et/ou au moins une autre installation de chauffage est associée à l'orifice de prélèvement. Suivant que l'installation de chauffage est à l'extérieur ou à l'intérieur de la conduite, on associe de préférence une autre installa- tion de chauffage à l'orifice de prélèvement pour pouvoir dégeler rapidement et directement la région autour de l'orifice de prélèvement pour que le plus rapidement possible on dispose d'agent liquide de post-traitement des gaz d'échappement, c'est-à-dire de liquide dégelé. Le dispositif de réservoir selon l'invention avec les carac- téristiques développées ci-dessus comporte une installation de prélèvement selon l'invention qui est logée, de préférence directement dans le réservoir du dispositif par une ouverture du fond du réservoir recevant de manière étanche l'installation de prélèvement. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation d'une installation de prélèvement de liquide représentée dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif de réservoir équipé d'une installation de prélèvement selon l'invention, la figure 2 est une vue de dessus de l'installation de prélèvement et la figure 3 est une vue en perspective de l'installation de prélève- ment. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 est une vue en coupe simplifiée d'un dispositif de réservoir 1 comprenant un réservoir 2 contenant un agent liquide de post-traitement de gaz d'échappement et dont le fond a une ouverture 3 dans laquelle est logée une installation de prélèvement 4. L'installation de prélèvement 4 ferme de manière étanche l'ouverture 3 du fond du réservoir 2. L'installation de prélèvement 4 comporte une installation de transfert 5 associée à un orifice de prélèvement 6 pour prélever le liquide du réservoir 2 par l'installation de transfert 5. L'installation de prélèvement 4 comporte en outre une installation de chauffage 7 qui constitue l'installation de chauffage de fluide. Pour cela l'installation de prélèvement 4 comporte une conduite 8 formant un circuit fermé qui sera décrit ci-après de manière plus détaillée en référence aux figures 1 à 3. La figure 2 est une vue de dessus de l'installation de pré- lèvement 4 alors que la figure 3 montre cette installation de prélèvement 4 en perspective. La conduite 8 comporte un premier tronçon 9 en forme de conduite montante. Le tronçon 9 est pratiquement rigide et droit, orienté verticalement. L'extrémité inférieure de la conduite montante, c'est-à-dire l'extrémité inférieure du tronçon 9 comporte une installation de chauffage 7 pour chauffer ou réchauffer le fluide qui se trouve dans cette région de la conduite 8. L'extrémité supérieure du tronçon 9 se poursuit par un second tronçon 10. Dans le tronçon 10 la conduite, partant de l'extrémité supérieure de la conduite montante, a tout d'abord un tracé horizontal partant de la conduite montante pour ensuite descendre en direction du fond du réservoir 2 en s'écartant du tronçon 9. La partie descendante du tronçon 10 constitue une conduite descendante. Dans le présent exemple de réalisation, la conduite des- cendante fait un angle d'environ 45° par rapport à la conduite mon- tante. L'extrémité de la conduite descendante rejoint un troisième tronçon de la conduite qui apparaît le mieux à la figure 2. Dans le troisième tronçon 11, la conduite 8 suit un tracé étalé sur une grande surface juste au-dessus du fond du réservoir 2. La conduite 8 du tronçon 11 se développe sensiblement comme des pétales ou a le contour de pétales traversant le volume intérieur du réservoir 2. Le troisième tronçon 11 se termine à l'extrémité inférieure du premier tronçon 9 c'est-à-dire de la conduite montante et débouche dans celle-ci. Le fluide est de préférence un liquide à faible viscosité et dont la densité dépend fortement de la température ; ce liquide a une température de fusion, basse, notamment inférieure à 40°C. Il s'agit par exemple d'un mélange eau-glycol selon un rapport de mélange de 40/60. La conduite 8 elle-même est conçue pour des températures comprises entre au moins -50°C et 120°C. L'installation de chauffage 7 permet de chauffer le fluide de la conduite 8 à son point le plus bas c'est-à-dire à l'extrémité inférieure du tronçon 9. Le chauffage du fluide se traduit par une diminution de sa densité de sorte que le fluide monte dans le tronçon 9, c'est-à-dire la conduite montante et chauffe ainsi le liquide entourant la con- duite montante et le cas échéant dégèle la partie gelée. Le fluide peut ainsi être chauffé pour que sa différence de pression dans la conduite 8 du fait de la différence de densité est supérieure à la perte de charge dans la conduite 8, générée par le frottement et les coudes de la conduite 8. Le diamètre de la conduite montante est de préférence choisi aussi faible que possible ou relativement faible pour avoir des vitesses de circulation élevée et éviter les retours. De façon préférentielle les autres tronçons 10 et 11 de la conduite 8 ont un diamètre plus grand pour réduire les pertes de charge (pertes par frottement). Le fluide qui monte dans la conduite montante passe en- suite dans le tronçon 10 pour être dirigé vers le fond du réservoir 2 comme cela est indiqué par des flèches. Comme la conduite descendante est écartée de la conduite montante, on évite de chauffer également le fluide dans la conduite descendante ce qui évite le développement d'un contre-courant. Pour cela il est prévu de préférence que la conduite montante et aussi la partie horizontale de la conduite 8 soient relativement rigides. Le troisième tronçon 11 est de préférence souple pour permettre d'introduire la conduite 8 en la déformant, à travers l'ouverture 3 du réservoir 2. Le fluide qui se refroidit descend dans la conduite des- cendante pour revenir au niveau de départ et sous l'effet de la différence de pression il est poussé dans le tronçon 11 jusqu'à revenir à l'installation de chauffage 7. On a ainsi un circuit fermé. Grâce au tracé avantageux de la conduite 8, on chauffe le liquide du réservoir 2 sur une grande surface, c'est-à-dire qu'on le chauffe et on le dégèle. L'installation de chauffage 7 peut être à l'extérieur de la conduite 8 ou dans celle-ci. Dans le présent exemple, l'installation de chauffage 7 de la conduite 8 est une bougie de préchauffage placée à l'embouchure du tronçon 11 arrivant dans le tronçon 9 pour chauffer directement le fluide de la conduite 8. Comme le montre la figure 1, la conduite montante est par exemple prolongée vers le bas pour pouvoir déboucher à l'extérieur, et introduire par exemple la bougie de préchauffage jusqu'à l'emplacement souhaité et fermer ensuite la conduite 8 de manière étanche. L'installation de chauffage ainsi réalisée permet seule de chauffer le réservoir 2 et de manière avantageuse un tronçon de la con- duite 8 est dirigé dans le sens de l'écoulement, en aval de l'installation de chauffage près de l'orifice de prélèvement 6 et le long du filtre associé à l'orifice de prélèvement 6 ou pour constituer un moyen de chauffage supplémentaire, plus durable, ce moyen peut être prévu en plus de l'installation de chauffage 12 existante qui comporte comme élément chauffant par exemple une résistance PTC comme cela est représenté dans les figures. Cette autre installation de chauffage 12 est associée avantageusement à l'orifice de prélèvement 6 et le cas échéant à son filtre. La puissance de chauffage disponible est de préférence répartie pour que les composants critiques, c'est-à-dire l'orifice de prélèvement 6 et le filtre prévu le cas échéant, puissent être dégelés dans un temps prédéfini et qu'ensuite on chauffe de manière durable le reste du réservoir 2. C'est ainsi qu'il est par exemple prévu de faire fonctionner tout d'abord l'autre installation de chauffage 12 au cours des premières vingt minutes après la mise en route du dispositif de réservoir 1 avec une puissance de 80 Watts pendant que l'installation de chauffage 7 du chauffage par fluide fonctionne seulement avec une puissance de 40 Watts. Dès que les composants critiques sont dégelés, on commande l'installation de prélèvement 4 pour que l'installation de chauffage 12 ne fonctionne plus qu'avec une puissance de 20 ou 30 Watts et que l'installation de chauffage par fluide 7 chauffe avec une puissance comprise entre 100 et 90 Watts. Cela garantit que l'orifice de prélèvement 6 et le cas échéant le filtre qui l'équipe, reste dégelé et qu'en même temps le liquide du réservoir 2 est chauffé. De façon avantageuse en plus de la partie horizontale du tronçon 10 on a un purgeur d'air 13. Celui-ci est constitué par une partie en saillie en forme de gobelet qui, partant de la conduite 8 est tourné vers le haut et qui, dans le présent exemple de réalisation, est légèrement incliné. L'inclinaison est choisie pour que le purgeur d'air 13 soit tourné dans le sens de circulation du fluide dans la conduite 8. Le fluide qui passe devant le purgeur d'air 13 permet ainsi à l'air du système de s'échapper dans le purgeur d'air 13, c'est-à-dire l'air remonte automatiquement dans le purgeur d'air 13, améliorant globalement le rendement de l'installation de chauffage. Lors de la première mise en route de l'installation de chauffage 7, lorsqu'il ne s'est pas encore établie de circulation dans la conduite 8, il peut arriver que le fluide se vaporise à proximité de l'installation de chauffage 7, notamment dans la conduite 8. Les bulles de vapeur ainsi dégagées remontent dans la conduite montante, c'est-à- dire dans le tronçon 9 et induisent la circulation souhaitée dans la con- duite 8. Le purgeur d'air 13 évite que les bulles de vapeur ne s'accumulent et constituent un bouchon bloquant la circulation du fluide dans la conduite 8. Selon un autre développement non représenté, il est pré- vu au moins un autre moyen de chauffage de fluide comme décrit ci- dessus dont le troisième tronçon se trouve par exemple dans un plan compris entre l'extrémité supérieure et l'extrémité inférieure de la conduite montante, c'est-à-dire du tronçon 9. Le dispositif de réservoir 1 selon l'invention évite que des cavités ne se développent dans la glace qui gênerait la poursuite du dé- gel du liquide gelé. De plus, cela garantit que le liquide continue de fondre et arrive à l'orifice de prélèvement 6 lorsque le liquide déjà dégelé a été prélevé de cette région de l'orifice de prélèvement 6.5 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Dispositif de réservoir 2 Réservoir 3 Ouverture dans le fond du réservoir 4 Installation de prélèvement 5 Installation de transfert 6 Orifice de prélèvement 7 Installation de chauffage 8 Conduite 9 Tronçon de conduite montante 10 Second tronçon 11 Troisième tronçon 12 Autre installation de chauffage 13 Purgeur d'air20 REVENDICATIONS1°) Installation de prélèvement (4) pour un dispositif de réservoir (1) d'un véhicule, notamment de véhicule automobile, dispositif installé dans un réservoir de liquide (2) du dispositif de réservoir (1) ayant au moins un orifice de prélèvement (6) pour prélever du liquide dans le ré- servoir (2) et au moins une installation de chauffage (7, 12), installation de prélèvement caractérisée en ce qu' elle comporte une conduite (8) formant un circuit fermé, * conduite (8) dont au moins un premier tronçon (9) est une con- duite montante ayant une extrémité supérieure et une extrémité inférieure et associée à l'installation de chauffage (7). 2°) Installation de prélèvement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la conduite (8) est déformable au moins par segment et en particulier elle est déformable élastiquement. 3°) Installation de prélèvement selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second tronçon (10) qui fait suite à l'extrémité supérieure de la con- duite montante est réalisé au moins par zone comme conduite descendante. 4°) Installation de prélèvement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la conduite descendante se termine à la hauteur de l'extrémité inférieure de la conduite montante. 5°) Installation de prélèvement selon la revendication 1, caractérisée en ce que un troisième tronçon (11) de la conduite (8) partant de la conduite descendante, s'étend dans un plan notamment parallèle au fond du réservoir (2), suivant une surface, notamment suivant une grande surface et revient à l'extrémité inférieure de la conduite montante.356°) Installation de prélèvement selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation de chauffage (7) est à l'extérieur de la conduite (8). 7°) Installation de prélèvement selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation de chauffage (7) est dans la conduite (8) notamment sous la forme d'une bougie de préchauffage. 8°) Installation de prélèvement selon la revendication 1, caractérisée en ce que la conduite (8) comporte un purgeur d'air (13) au point haut. 9°) Installation de prélèvement selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'installation de chauffage est associée à l'orifice de prélèvement (6) et/ou au moins une autre installation de chauffage (12) est associée à l'orifice de prélèvement (6). 10°) Dispositif de réservoir (1) de véhicule notamment pour un système de post-traitement des gaz d'échappement d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu' il comprend une installation de prélèvement (4) selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 9 pour un dispositif de réservoir (1) de véhicule, notamment de véhicule automobile, installé dans un réservoir (2) de li- quide du dispositif de réservoir (1) ayant au moins un orifice de prélèvement (6) pour prélever du liquide dans le réservoir (2) et au moins une installation de chauffage (7, 12), et une conduite (8) formant un circuit fermé, * dont au moins un premier tronçon (9) de la conduite (8) est une conduite montante ayant une extrémité supérieure et une extrémité inférieure et associée à l'installation de chauffage (7).35