Brevet FR3021705A1 — publié le 20151204

Boitier de décantation par gravité pour circuit de circulation de liquide Domaine technique de l'invention La présente invention se rapporte au domaine des circuits de circulation de liquide. L'invention concerne plus particulièrement un boitier de décantation par gravité pour un circuit de circulation de liquide d'un élément contenu dans un liquide, l'élément étant susceptible de former un précipité en deçà d'une température seuil. Le circuit de carburant des moteurs Diesel est très sensible à la qualité des carburants dans les réseaux de distribution et au processus de formation de paraffine en conditions froides. En effet, on sait qu'en deçà d'une température critique dite point de trouble, la paraffine que contient le gazole forme des germes, qui au-delà d'une certaine taille provoque la formation de cristaux visibles. Lorsque que la taille des cristaux augmente, ils peuvent colmater les éléments du circuit de carburant. En conditions froides, pendant les phases d'arrêt moteur prolongées et suivant la quantité de paraffine formée dans les tuyaux compris entre le filtre à carburant et la pompe haute pression qui élève le carburant à sa pression d'injection, cette paraffine va générer une sorte de bouchon et va impacter le bon fonctionnement de moteur. En fonction de l'importance de la quantité de paraffine on peut avoir les défaillances suivantes qui dans tous les cas ont un effet négatif perçu par le client : Le moteur ne démarre pas, Le moteur démarre et cale au bout de quelques secondes au ralenti ou pendant que le véhicule roule, ce qui dans ce dernier cas pose aussi un problème de sécurité. Un moyen d'empêcher la formation de cristaux de paraffine est de chauffer en permanence le combustible. On connait par exemple des filtres à gazole équipé de moyens de chauffage qui permet de ralentir le colmatage par la paraffine du filtre à gazole du circuit de carburant. Cependant, pendant les phases d'arrêt moteur prolongées, si ces moyens de chauffage sont reliés au circuit de liquide de refroidissement celui-ci se refroidit aussi et les moyens de chauffage deviennent inactifs. Si ces moyens de chauffage sont électriques ceux-ci sont désactivés et sont inopérants. 3021705 2 On connait encore du document FR24481751 la possibilité d'utiliser l'énergie une source d'énergie extérieure au véhicule pour chauffer le combustible lors des phases d'arrêt du véhicule. Cependant, cette solution reste énergivore et n'est pas autonome car elle requiert la présence d'une connexion électrique. 5 Un objectif de la présente invention est de proposer un dispositif qui permet, de manière autonome, d'éviter les problèmes de démarrage et de calage moteur suite à une phase d'arrêt prolongée du moteur en conditions froides. 10 Pour atteindre cet objectif, il est prévu selon l'invention un boitier de décantation par gravité pour un circuit de circulation de liquide d'un élément contenu dans un liquide, l'élément étant susceptible de former des particules solides en deçà d'une température dite point de trouble, ce boîtier comprenant, par référence à la verticale, -une entrée de liquide en partie haute du boîtier, 15 -une sortie de liquide en partie haute du boîtier, - un fond en partie basse du boîtier, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de piégeage interposés entre l'entrée et la sortie de liquide d'une part et le fond du boîtier d'autre part, les dits moyens étant conçus de sorte à laisser se déposer au fond du boitier les particules solides formées lors d'un 20 arrêt de la circulation du liquide dans le circuit et retenir le dépôt de particules solides au fond du boitier lors d'une phase de reprise de circulation du liquide dans le circuit. Dans une variante, les moyens de piégeage comprennent une grille. 25 De préférence, la grille présente une maille dont la taille est comprise entre 100 lm et 3 MM. Dans une autre variante, les moyens de piégeage présentent une forme d'entonnoir. 30 Dans une autre variante, les moyens de piégeage comprennent deux volets en quinconce. Dans une autre variante, les deux volets sont mobiles. 35 Dans une autre variante, le boitier présente des moyens de chauffage dans sa partie basse. 3021705 3 L'invention a aussi pour objet un circuit de circulation d'un carburant comprenant un filtre à carburant et une pompe haute pression, et comprenant un boitier de décantation selon l'une quelconque des variantes précédemment décrites disposé entre la sortie du filtre à carburant et l'entrée de la pompe haute pression. 5 Dans une variante, la partie du circuit compris entre le filtre à carburant et la pompe haute pression présente une forme de U, avec le filtre à carburant et la pompe haute pression à chaque extrémité du U et avec le boitier de décantation au point bas du U. 10 L'invention porte aussi sur un véhicule automobile comprenant un circuit d'alimentation en carburant selon l'une quelconque des variantes précédemment décrites. Brève description des dessins 15 D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un mode particulier de réalisation, non limitatif de l'invention, faite en référence aux figures dans lesquelles : - La figure 1 est une représentation schématique d'un circuit de circulation de carburant 20 pour véhicule automobile équipé d'un premier mode de réalisation du boitier de décantation de l'invention. - Les figures 2 à 4 présentent schématiquement en coupe d'autres exemples de réalisation du boitier de décantation de l'invention. 25 Description détaillée La figure 1 présente un circuit de carburant d'un moteur à combustion interne, par exemple un moteur Diesel, équipant par exemple un véhicule automobile. 30 Le circuit de carburant comprend un réservoir 1 de stockage de carburant. Lorsque le moteur est en fonctionnement, le carburant est pompé du réservoir 1 par une pompe 2 de gavage et envoyé au moyen d'un tuyau vers un filtre 3 à carburant destiné à éliminer les impuretés présentes dans le gazole. Le gazole circule ensuite du filtre 3 à gazole vers une pompe dite haute pression destinée à élever le carburant à sa pression d'injection. Le 35 gazole est ensuite acheminé vers un injecteur 7. Sur la figure 1 sont représentés quatre injecteurs 7, cependant le nombre d'injecteur peut être différent. Le gazole peut transiter de la pompe 5 vers l'injecteur 7 par l'intermédiaire d'un rail 6 de distribution commun. 3021705 4 Le gazole qui n'est pas injecté dans le moteur par les injecteurs 7 est retourné au réservoir 1 par une conduite 8 de retour injecteur. Le circuit de carburant comprend encore une conduite 9 de retour de pompe 5 haute pression qui retourne le carburant qui 5 n'a pas été mis sous pression vers le réservoir 1. Un clapet 10 anti-retour de carburant peut être prévu sur la conduite 8 de retour injecteur. Conformément à l'invention, il est prévu de disposer dans le circuit de carburant, entre le filtre 3 à gazole et la pompe 5 haute pression, un boitier 4 de décantation des cristaux de 10 paraffine susceptibles de se former en deçà d'une température dite point de trouble. La figure 1 illustre un premier exemple de boitier 4 de décantation de l'invention. Le boîtier 4 de décantation comprend : - une entrée 11 de carburant en partie haute du boîtier 4, - une sortie 12 de carburant en partie haute du boîtier 4, 15 - un fond 13 en partie basse du boîtier 4, Le haut et le bas sont ici définis par référence à une disposition du boitier 4 par rapport à la verticale, autrement dit parallèle à la direction de la pesanteur P. 20 Le boitier 4 de décantation comprend encore des moyens de piégeage sous forme d'une une grille 14 interposée de sorte à séparer l'entrée 11 de carburant, la sortie 12 de carburant d'une part et le fond 13 du boîtier d'autre part. Autrement dit l'entrée et sortie 12 de carburant sont toutes les deux d'un même côté de la grille 14 tandis que fond 13 du boîtier est de l'autre côté de la grille 14. Les moyens de piégeage séparent la partie haute 25 de la partie basse du boitier 4. La grille 14 présente une maille 15 dont la taille est choisie de sorte à laisser se déposer au fond 13 du boitier 4 les cristaux 16 de paraffine pour former un dépôt 17. La taille de la maille est aussi choisie de sorte à retenir le dépôt 17 de particules solides au fond du boitier 4 de décantation lors d'une phase de démarrage du moteur et donc d'une reprise de la circulation du carburant dans le circuit de carburant qui 30 pourrait sans la grille 14 entraîner le dépôt 17 vers la pompe 5 haute pression. Ainsi, pendant la phase d'arrêt du moteur, le carburant présent dans le circuit de carburant stagne. En conditions suffisamment froide, la paraffine formée dans la partie du circuit comprise entre le filtre 3 à carburant et la pompe 5 haute pression se dépose au 35 fond du boitier 4 de décantation par effet de gravité. 3021705 5 Au démarrage du moteur, la grille 14 va empêcher le dépôt 17 de paraffine accumulée au fond du boîtier 4 de décantation de remonter dans la pompe 5 haute pression pendant la mise en route du moteur. La pompe 5 haute pression sera donc alimentée en carburant sans paraffine ou très faiblement chargé en germes ce qui permet au moteur de démarrer 5 et d'avoir un fonctionnement sans effet négatif pour le client. De préférence, la taille de la maille choisie est comprise entre 100 lm et 3 mm. Une taille de maille inférieure à 100 lm peut être insuffisante pour que la grille 14 puisse être traversée par les cristaux de paraffine. Une taille de maille supérieure à 3 mm pourrait 10 laisser la possibilité qu'une partie du dépôt 17 remonte dans la pompe 5 haute pression. Afin d'améliorer l'efficacité du dispositif, il est prévu que la partie du circuit carburant compris entre le filtre 3 à gazole et la pompe 5 haute pression présente une forme de U, avec le filtre 3 à gazole et la pompe 5 haute pression à chaque extrémité du U et avec le 15 boitier 4 de décantation au point bas du U. La figure 2 présente un second exemple boitier 4 de décantation comprenant d'autres moyens de piégeage permettant de laisser se déposer au fond du boitier les particules solides de paraffine formées lors d'un arrêt de la circulation du liquide dans le circuit et de 20 retenir le dépôt de particules solides de paraffine au fond 13 du boitier 14 de décantation lors d'une phase de démarrage du moteur et donc de reprise de circulation du carburant dans le circuit. Dans cet exemple, les moyens de piégeage présentent la forme d'un entonnoir 14a. L'entonnoir 14a se termine par un orifice 18 inférieur destiné à laisser le passage des cristaux de paraffine vers le fond 13 du boitier. La forme en entonnoir permet 25 de faire passer les cristaux par glissement et quel que soit leur forme tridimensionnelle. Le diamètre de l'orifice 18 est de préférence compris entre 1 et 3 mm. La figure 3 présente un troisième exemple de boitier 4 de décantation comprenant d'autres moyens de piégeage. Dans cet exemple, les moyens de piégeage comprennent 30 deux volets 14b fixes en quinconce orienté en direction du fond 13 du boîtier 4 de décantation. Les volets 14b peuvent être pleins ou en forme de grille. Les volets 14b en quinconce sont disposés de sorte à offrir un passage 19 dont la hauteur est de préférence comprise entre 2 et 3 mm. 35 La figure 4 présente une variante du troisième exemple dans laquelle les deux volets mobile sont mobiles de sorte à pouvoir se relever au cours du redémarrage du moteur (position en traits pointillés sur la figure 4). L'action peut être effectuée par des moyens 3021705 6 actifs tels qu'un actionneur électromagnétique. De préférence, les volets sont juste pivotant de sorte à se relever sous l'action du dépôt en fond 13 de boitier 4 tentant de remonter au cours de la reprise de la circulation de carburant et repoussant les volets 14b. 5 Pour chacun des exemples présentés aux figures 1 à 4, on peut également prévoir un réchauffeur, par exemple une résistance électrique, disposé au fond du boitier 4 de décantation pour faciliter la dissolution de la paraffine accumulée et ainsi purger le boitier 4 de décantation après le démarrage du moteur. 10 Le volume interne du boitier de décantation peut être déterminé en fonction du volume de carburant présent dans la partie du circuit de carburant compris entre la sortie du filtre 3 à gazole et l'entrée de la pompe 5 haute pression et d'un seuil de température déterminé en dessous de la température de trouble. 15 A titre d'exemple, pour un gazole et une température de -3°C en-dessous de la température de trouble donnant 20% de paraffine formée, si le volume de carburant présent dans la partie du circuit de carburant compris entre la sortie du filtre 3 à gazole et l'entrée de la pompe 5 haute pression est de 42 cm3, le volume interne du boitier 4 de 20 décantation est Vmini= 0,2 x 42 = 8,4 cm3. On peut déterminer ensuite le volume interne du boitier 4 de décantation Vbd = a Vmini, avec a un coefficient de sécurité supérieur à 1. Le coefficient a permet aussi d'avoir un boitier dont le volume interne permet de constituer une réserve « d'urgence » de carburant pour amorcer le démarrage. 25 L'invention permet de rendre plus fiable les démarrages de moteur en conditions froides pour tous types de carburant, d'éviter les effets client tels qu'un calage pendant une phase d'accélération et donc d'éviter le retour du véhicule en réseau de maintenance et de réparation et par conséquent de réduire les coûts de garantie. 30 L'invention est décrite dans le cadre d'un circuit de circulation d'un carburant tel que le gazole, cependant le boitier de l'invention peut être disposé plus généralement dans un circuit de circulation d'un liquide, le liquide comprenant un élément susceptible de former des particules solides en deçà d'une température dite point de trouble. 35 REVENDICATIONS1. Boitier (4) de décantation par gravité pour un circuit de circulation de liquide d'un élément contenu dans un liquide, l'élément étant susceptible de former des particules solides en deçà d'une température dite point de trouble, ce boîtier (4) comprenant, par référence à la verticale, -une entrée (11) de liquide en partie haute du boîtier (4), -une sortie (12) de liquide en partie haute du boîtier (4), - un fond (13) en partie basse du boîtier, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de piégeage (14, 14a, 14b) interposés entre l'entrée (11) et la sortie (12) de liquide d'une part et le fond (13) du boîtier (4) d'autre part, les dits moyens (14, 14a, 14b) étant conçus de sorte à laisser se déposer au fond du boitier (4) les particules solides formées lors d'un arrêt de la circulation du liquide dans le circuit et retenir le dépôt de particules solides au fond (13) du boitier (4) lors d'une phase de reprise de circulation du liquide dans le circuit. 2. Boitier (4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de piégeage comprennent une grille (14). 3. Boitier (4) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la grille (14) présente une maille (15) dont la taille est comprise entre 100 lm et 3 mm. 4. Boitier (4) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de piégeage présentent une forme d'entonnoir (14a). 5. Boitier (4) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de piégeage comprennent deux volets (14b) en quinconce. 6. Boitier selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux volets (14b) sont mobiles. 7. Boitier (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente des moyens de chauffage dans sa partie basse. 8. Circuit de circulation d'un carburant comprenant un filtre à carburant (3) et une pompe (5) haute pression, caractérisé en ce qu'il comprend un boitier (4) de décantation selon l'une quelconque des revendications précédentes disposé entre la sortie du filtre à carburant (3) et l'entrée de la pompe (5) haute pression. 3021705 8 9. Circuit de circulation d'un carburant selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie du circuit compris entre le filtre (3) à carburant et la pompe (5) haute pression présente une forme de U, avec le filtre (3) à carburant et la pompe (5) haute pression à chaque extrémité du U et avec le boitier (4) de décantation au point bas du U. 5 10. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comprend un circuit d'alimentation en carburant selon la revendication 8 ou la revendication 9.