Brevet FR3153885A1 — publié le 20250411

Dispositif de de purge ou de vidange (1) d’un échangeur de chaleur (100) comprenant un bouchon (2) propre à obturer un orifice (3) et comportant une tête (21) et une queue (22) faisant saillie de ladite tête (21), ledit orifice (3) étant entouré d’une paroi latérale faisant saillie de la boite collectrice (4) et formant un conduit (5) dans lequel la queue (22) du bouchon (2) est insérée, le bouchon (2) étant mobile entre une position d’obturation et une position d’ouverture le dispositif de purge ou de vidange (1) comportant en outre un organe de rappel élastique (6) configuré pour exercer une force sur le bouchon (2) de sorte à ramener ce dernier de sa position d’ouverture à sa position d’obturation, le dispositif de purge ou de vidange (1) comportant également un dispositif de buté enclenchable (7) configuré pour maintenir le bouchon (2) dans sa position d’ouverture, au moins l’extrémité de la queue (22) du bouchon (2) ayant des dimensions inférieures à la surface d’ouverture du conduit (5) de sorte à permettre l’écoulement d’un fluide en position d’ouverture. Figure d’abrégé : Fig.1 Dispositif de purge ou de vidange d’un échangeur de chaleur et échangeur de chaleur associé La présente invention concerne les échangeurs de chaleur et plus particulièrement un dispositif de purge ou de vidange pour une boite collectrice d'un échangeur de chaleur. Un échangeur de chaleur, par exemple un radiateur de véhicule automobile, comprend en général au moins une boîte collectrice montée à l'extrémité d'un faisceau de tubes dans lesquels circule un fluide, par exemple le liquide de refroidissement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Il est connu de former un orifice ou ouverture dans la paroi de la boite collectrice afin de permettre la purge de la boite collectrice et de l’échangeur de chaleur. Cet orifice est généralement fermé au moyen d'un dispositif de purge, par exemple un bouchon. Ce bouchon peut notamment comporter une tête de manœuvre, une partie intermédiaire sur laquelle est monté un joint d'étanchéité, et une queue formée avec des nervures radiales qui constituent des rampes coopérant avec des rampes complémentaires du bord de l'orifice de la boîte collectrice, pour le montage du bouchon dans l'orifice et son maintien en position de fermeture étanche de l'orifice. Pour la purge ou la vidange de l'échangeur de chaleur, le dispositif de purge est entraîné en rotation, par exemple sur un quart de tour à partir de cette position de fermeture. Il faut ensuite le tirer vers l'extérieur, par translation le long de son axe, pour réaliser la purge ou la vidange de l'échangeur. Cette dernière manœuvre n'est pas forcément évidente pour une personne non avertie. Un tel dispositif de purge est généralement trop volumineux pour être implanté sur les boites collectrices d’échangeurs de chaleurs pour les véhicules de nouvelle génération. En effet, constructeurs ont tendance à demander de gagner de la place dans le compartiment moteur, d'avoir des circuits de refroidissement de plus en plus compacts, ce qui veut dire des boites collectrices de taille réduites et disposées dans des endroits exiguës et difficile d’accès notamment pour visser ou dévisser le bouchon manuellement. De plus, il est commun d'ajouter sur les échangeurs de chaleur, notamment les radiateurs, une fonction de dégazage pour permettre à l'air de s'échapper pendant le remplissage par l'eau / glycol ou autre fluide caloporteur. Actuellement, pour assurer le dégazage du radiateur, il est utilisé soit un bouchon de dégazage soit un tube de dégazage. Ce bouchon de dégazage doit être clippé manuellement et comme montré plus haut, la place pour avoir un accès suffisant au compartiment du moteur et à la boite à haut peut être limité. De plus, il est obligatoire sur certaines applications, d'empêcher le bouchon de s'échapper ou de sauter lors de son ouverture pour la vidange ou le dégazage, à savoir le bouchon tout en restant ouvert doit rester solidaire de la boite collectrice et être maintenu dans l'ouverture ou l'orifice. Une des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l’art antérieur et de proposer un dispositif de vidange ou purge amélioré ainsi qu’un échangeur de chaleur dont la vidange ou la purge est améliorée. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de purge ou de vidange d’un échangeur de chaleur comprenant un bouchon propre à obturer un orifice disposé sur au moins une boite collectrice dudit échangeur de chaleur, ledit bouchon comportant une tête et une queue faisant saillie de ladite tête, ledit orifice étant entouré d’une paroi latérale faisant saillie de la boite collectrice et formant un conduit dans lequel la queue du bouchon est insérée, le bouchon étant mobile entre : - une position d’obturation dans laquelle la tête du bouchon recouvre et obstrue l’ouverture dut conduit, - une position d’ouverture dans laquelle le bouchon est tiré le long son axe longitudinal de sorte que sa tête est retirée de l’ouverture du conduit et dans laquelle la queue du bouchon reste insérée dans ledit conduit, le dispositif de purge ou de vidange comportant en outre un organe de rappel élastique configuré pour exercer une force sur le bouchon de sorte à ramener ce dernier de sa position d’ouverture à sa position d’obturation, le dispositif de purge ou de vidange comportant également un dispositif de buté enclenchable configuré pour maintenir le bouchon dans sa position d’ouverture, au moins l’extrémité de la queue du bouchon ayant des dimensions inférieures à la surface d’ouverture du conduit de sorte à permettre l’écoulement d’un fluide en position d’ouverture. Selon un aspect de l’invention, le dispositif de buté enclenchable comporte : - au moins deux margelles disposées sur la circonférence de la paroi latérale du conduit et séparées par un espacement, - au moins deux doigts de butée faisant saillie de la tête du bouchon en direction de l’extrémité de sa queue, en position d’obturation lesdits doigts de butée sont disposés dans les espacements entre les margelles et en position d’ouverture, le bouchon est tiré et tourné autour de son axe longitudinal de sorte que les doigts de butée reposent sur lesdites margelles. Selon un autre aspect de l’invention, la surface des margelles sur laquelle les doigts de butée sont destinées à venir reposer sont inclinées en direction d’un espacement contiguë, lesdites surfaces comportant un épaulement de blocage desdits doigts de butée. Selon un autre aspect de l’invention, la paroi latérale formant le conduit comporte dans son épaisseur au moins un logement avec une ouverture orientée vers la tête du bouchon et dans lequel est disposé un organe de rappel élastique. Selon un autre aspect de l’invention, l’orifice est disposé à une extrémité distale du conduit, opposée à une extrémité proximale sur laquelle la tête du bouchon est destinée à reposer en position d’obturation, la surface d’ouverture de l’orifice étant inférieure à la surface d’ouverture de l’extrémité distale du conduit, la queue du bouchon comportant une paroi de blocage s’étendant radialement par rapport à l’axe longitudinal du bouchon, ladite paroi de blocage définissant une surface de dimension supérieure à la surface d’ouverture de l’orifice de sorte qu’en position d’obturation, ladite paroi de blocage recouvrant de façon étanche l’orifice. Selon un autre aspect de l’invention, le conduit comporte une surface d’ouverture de son extrémité proximale inférieure à la surface d’ouverture de son extrémité distale et inférieure à la surface de la paroi de blocage de sorte qu’en à empêcher le retrait complet du bouchon du conduit. Selon un autre aspect de l’invention, la paroi de blocage est au moins une rondelle disposée à l’extrémité de la queue du bouchon. Selon un autre aspect de l’invention, la rondelle est réalisée par bi-injection d’un matériau d’une souplesse supérieure à celle de la queue du bouchon. Selon un autre aspect de l’invention, les dimensions de la base de la queue du bouchon et la surface d’ouverture de l’extrémité proximale du conduit sont similaires de sorte à permettre l’étanchéité en position d’obturation. La présente invention concerne également un échangeur de chaleur comportant un dispositif de purge ou de vidange tel que décrit précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés ci-après. FIG. 1 la FIG. 1 montre une représentation schématique d’un échangeur de chaleur, FIG. 2 la FIG. 2 montre une représentation schématique en perspective et en coupe partielle d’une boite collectrice avec un dispositif de purge ou de vidange, FIG. 3 la FIG. 3 montre une représentation schématique en perspective d’un dispositif de purge ou de vidange en position d’obturation, FIG. 4 la FIG. 4 montre une représentation schématique en perspective et en coupe du dispositif de purge ou de vidange de la FIG. 3 en position d’obturation, FIG. 5 la FIG. 5 montre une représentation schématique en perspective d’un dispositif de purge ou de vidange en position d’ouverture, FIG. 6 la FIG. 6 montre une représentation schématique en perspective et en coupe du dispositif de purge ou de vidange de la FIG. 5 en position d’ouverture. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d’autres réalisations. Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère, etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tel ou tel critère. La FIG. 1 montre un exemple d’un échangeur de chaleur 100, généralement de forme parallélépipédique, comprenant un faisceau formé d'une multitude de tubes 200 à l'intérieur desquels peut circuler un fluide caloporteur entre les deux extrémités des tubes 200. Les tubes 200 sont disposés parallèlement entre eux et en rang. Entre les tubes 200, sont généralement disposées des intercalaires 600 qui agissent comme perturbateur et augmentent la surface d'échange thermique avec un deuxième fluide caloporteur passant entre les tubes 200. Les tubes 200 et les intercalaires 600 peuvent être réalisés en métal, par exemple en aluminium ou alliage d'aluminium, et brasés les uns aux autres. Les intercalaires 600 sont par exemple des bandes ou plaques ondulées et placées entre les tubes 200 et fixées auxdits tubes 200 par brasage. L’échangeur de chaleur 100 peut par exemple être disposé en face avant d’un véhicule automobile, le premier fluide caloporteur peut par exemple être de l’eau glycolée pour un radiateur d’un circuit de refroidissement moteur ou alors un fluide réfrigérant pour un évapo-condenseur d’un circuit de climatisation. Le deuxième fluide caloporteur peut quant à lui être l’air extérieur. L'échangeur de chaleur 100 comporte également deux collecteurs 4 ou boîtes collectrices, une boite collectrice 4 étant disposée à chaque extrémité des tubes 2. Ces boite collectrices 4 comportent généralement chacun une plaque collectrice 400 et un couvercle 800 venant recouvrir la plaque collectrice 4 et refermer la boite collectrice 4. Ces boites collectrices 4 permettent la collecte et/ou la distribution du fluide caloporteur afin qu'il circule dans les tubes 200. La plaque collectrice 400 est traversée par les tubes 200 et fait la liaison de façon étanche entre la boite collectrice 4 et le faisceau de tubes 200. De plus, la plaque collectrice 400 peut être de forme générale rectangulaire. La plaque collectrice 400 comporte une multitude d'orifices (non représentés) ayant une forme correspondant à la forme de la section des tubes 200 et propres à recevoir les extrémités des tubes 200. Les tubes 200 sont fixés à la plaque collectrice 400 de façon étanche. La plaque collectrice 400 peut également être réalisée en métal, par exemple en aluminium ou alliage d’aluminium. La plaque collectrice 400 peut ainsi être brasée aux extrémités des tubes 200 afin d’être fixée et d’assurer l’étanchéité de l’échangeur de chaleur 1. Cette étape de brasage peut notamment être simultanée avec le brasage des tubes 200 avec les intercalaires 600. La FIG. 2 montre plus en détail et en coupe partielle un dispositif de purge ou de vidange 1 de l’échangeur de chaleur 100. Ce dispositif de purge ou de vidange 1 comprend un bouchon 2 propre à obturer un orifice 3 (visible sur les figures 4 et 6 en coupe) disposé sur au moins une boite collectrice 4 de l’échangeur de chaleur 100. Le bouchon 2 comporte une tête 21 et une queue 22 (visible sur les figures 4 et 6 en coupe) faisant saillie de ladite tête 21. L’orifice 3 est quant à lui entouré d’une paroi latérale faisant saillie de la boite collectrice 4 et formant un conduit 5 dans lequel la queue 22 du bouchon 2 est insérée. Le bouchon 2 est mobile entre position d’obturation (visible aux figures 3 et 4) et une position d’ouverture (visible aux figures 4 et 6). Comme illustré aux figures 3 et 4, en position d’obturation, la tête 21 du bouchon 2 recouvre et obstrue l’ouverture dut conduit 5. Comme illustré aux figures 5 et 6, une position d’ouverture, le bouchon est tiré le long son axe longitudinal X de sorte que sa tête 21 est retirée de l’ouverture du conduit 5. La queue 22 du bouchon 2 reste quant à elle insérée dans le conduit 5. Le dispositif de purge ou de vidange 1 comporte en outre un organe de rappel élastique 6 configuré pour exercer une force sur le bouchon 2 de sorte à ramener ce dernier de sa position d’ouverture à sa position d’obturation. Cet organe de rappel élastique 6 peut par exemple être au moins un ressort exerçant une force en traction. Le dispositif de purge ou de vidange 1 peut ainsi comporter une pluralité de ressorts disposés autour de l’orifice 3 et faisant la liaison entre la boite collectrice 4 et le bouchon 2, notamment sa tête 22. Un autre mode de réalisation est d’avoir un ressort cylindrique coaxial avec l’orifice 3 comme illustré aux figures 4 et 6. La paroi latérale formant le conduit 5 peut comporter comporte dans son épaisseur au moins un logement 55 avec une ouverture orientée vers la tête 21 du bouchon 2 et dans lequel est disposé un organe de rappel élastique 6. Le dispositif de purge ou de vidange 1 comporte également un dispositif de buté enclenchable 7 configuré pour maintenir le bouchon 2 dans sa position d’ouverture. De plus, au moins l’extrémité de la queue 22 du bouchon 2 a des dimensions inférieures à la surface d’ouverture du conduit 5 de sorte à permettre l’écoulement d’un fluide lorsque le bouchon est en position d’ouverture. Ainsi, du fait de l’organe de rappel élastique 6 configuré pour maintenir le bouchon 2 en position d’obturation, la position par défaut du bouchon 2 est une position fermée. Afin de permettre la vidange ou la purge, il suffit alors d’une manipulation simple et d’un enclenchement du dispositif de buté enclenchable 7 afin de passer en position d’ouverture. L’organe de rappel élastique 6 exerce une force de rappel suffisante pour que le bouchon 2 reste en position d’obturation et malgré la pression du fluide dans la boite collectrice 4. Il est également tout à fait envisageable que l’organe de rappel élastique 6 de dispositif de purge et de vidange 1 soit configuré pour se détendre sous une pression déterminée du fluide afin de servir de soupape de sécurité. Comme visible notamment aux figures 3 et 5, le dispositif de buté enclenchable 7 peut notamment comporter : - au moins deux margelles 51 disposées sur la circonférence de la paroi latérale du conduit 5 et séparées par un espacement E, - au moins deux doigts de butée 23 faisant saillie de la tête 21 du bouchon 2 en direction de l’extrémité de sa queue 22. En position d’obturation les doigts de butée 23 sont disposés dans les espacements E entre les margelles 51, comme illustré à la FIG. 3 . En position d’ouverture, le bouchon 2 est tiré et tourné autour de son axe longitudinal X de sorte que les doigts de butée 23 reposent sur lesdites margelles 51, comme illustré à la FIG. 5 . La surface 52 des margelles 51 sur laquelle les doigts de butée 23 sont destinées à venir reposer peuvent notamment être inclinées en direction d’un espacement E contiguë. Ces surfaces 52 peuvent comporter en outre un épaulement 53 de blocage desdits doigts de butée 23. Ainsi, sous l’action en traction de l’organe de rappel, élastique 6, les margelles 51 peuvent guider et entrainer en rotation le bouchon jusqu’à l’épaulement 53 en position d’ouverture. L’orifice 3 est disposé à une extrémité distale du conduit 5, opposée à une extrémité proximale sur laquelle la tête 21 du bouchon 2 est destinée à reposer en position d’obturation. La surface d’ouverture de l’orifice 3 peut notamment être inférieure à la surface d’ouverture de l’extrémité distale du conduit 5, comme visible sur les figures 4 et 6. L’orifice 3 et la paroi latérale peuvent donc ne pas être disposé bord à bord mais séparés d’une certaine distance. La queue 22 du bouchon 2 peut comporter une paroi de blocage 24 s’étendant radialement par rapport à l’axe longitudinal X du bouchon 2. Cette paroi de blocage 24 peut ainsi définir une surface de dimension supérieure à la surface d’ouverture de l’orifice 3 de sorte qu’en position d’obturation, la paroi de blocage 24 recouvre de façon étanche l’orifice 3, comme illustré en FIG. 4 . Le conduit 5 peut également comporter une surface d’ouverture de son extrémité proximale, sur laquelle la tête 21 du bouchon 2 est destinée à reposer en position d’obturation, inférieure à la surface d’ouverture de son extrémité distale et inférieure à la surface de la paroi de blocage 24. Ainsi, la paroi de blocage 24 permet également d’empêcher le retrait complet du bouchon 2 du conduit 5 en position d’ouverture. La paroi de blocage 24 peut être au moins une rondelle disposée à l’extrémité de la queue 22 du bouchon 2. Cette rondelle peut être réalisée par bi-injection d’un matériau d’une souplesse supérieure à celle de la queue 22 du bouchon 2. La bi-injection permet notamment de réaliser la boite collectrice 4 ainsi que le bouchon 2 lors d’une même étape de fabrication ce qui permet de limiter les coûts. Selon un mode de réalisation non représenté, les dimensions de la base de la queue 22 du bouchon 2 et la surface d’ouverture de l’extrémité proximale du conduit 5 peuvent être similaires de sorte à permettre l’étanchéité en position d’obturation. Un joint d’étanchéité peut par exemple être disposée autour de la base de la queue 22 du bouchon 2. Dispositif de purge ou de vidange (1) d’un échangeur de chaleur (100) comprenant un bouchon (2) propre à obturer un orifice (3) disposé sur au moins une boite collectrice (4) dudit échangeur de chaleur (100), ledit bouchon (2) comportant une tête (21) et une queue (22) faisant saillie de ladite tête (21), ledit orifice (3) étant entouré d’une paroi latérale faisant saillie de la boite collectrice (4) et formant un conduit (5) dans lequel la queue (22) du bouchon (2) est insérée, caractérisé en ce que le bouchon (2) est mobile entre : - une position d’obturation dans laquelle la tête (21) du bouchon (2) recouvre et obstrue l’ouverture dut conduit (5), - une position d’ouverture dans laquelle le bouchon (2) est tiré le long son axe longitudinal (X) de sorte que sa tête (21) est retirée de l’ouverture du conduit (5) et dans laquelle la queue (22) du bouchon (2) reste insérée dans ledit conduit (5) , le dispositif de purge ou de vidange (1) comportant en outre un organe de rappel élastique (6) configuré pour exercer une force sur le bouchon (2) de sorte à ramener ce dernier de sa position d’ouverture à sa position d’obturation, le dispositif de purge ou de vidange (1) comportant également un dispositif de buté enclenchable (7) configuré pour maintenir le bouchon (2) dans sa position d’ouverture, au moins l’extrémité de la queue (22) du bouchon (2) ayant des dimensions inférieures à la surface d’ouverture du conduit (5) de sorte à permettre l’écoulement d’un fluide en position d’ouverture. Dispositif de purge ou de vidange (1) d’un échangeur de chaleur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de buté enclenchable (7) comporte : - au moins deux margelles (51) disposées sur la circonférence de la paroi latérale du conduit (5) et séparées par un espacement (E), - au moins deux doigts de butée (23) faisant saillie de la tête (21) du bouchon (2) en direction de l’extrémité de sa queue (22), en position d’obturation lesdits doigts de butée (23) sont disposés dans les espacements (E) entre les margelles (51) et en position d’ouverture, le bouchon (2) est tiré et tourné autour de son axe longitudinal (X) de sorte que les doigts de butée (23) reposent sur lesdites margelles (51). Dispositif de purge ou de vidange (1) d’un échangeur de chaleur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface (52) des margelles (51) sur laquelle les doigts de butée (23) sont destinées à venir reposer sont inclinées en direction d’un espacement (E) contiguë, lesdites surfaces (52) comportant un épaulement (53) de blocage desdits doigts de butée (23). Dispositif de purge ou de vidange (1) d’un échangeur de chaleur (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi latérale formant le conduit (5) comporte dans son épaisseur au moins un logement (55) avec une ouverture orientée vers la tête (21) du bouchon (2) et dans lequel est disposé un organe de rappel élastique (6). Dispositif de purge ou de vidange (1) d’un échangeur de chaleur (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’orifice (3) est disposé à une extrémité distale du conduit (5), opposée à une extrémité proximale sur laquelle la tête (21) du bouchon (2) est destinée à reposer en position d’obturation, la surface d’ouverture de l’orifice (3) étant inférieure à la surface d’ouverture de l’extrémité distale du conduit (5), la queue (22) du bouchon (2) comportant une paroi de blocage (24) s’étendant radialement par rapport à l’axe longitudinal (X) du bouchon (2), ladite paroi de blocage (24) définissant une surface de dimension supérieure à la surface d’ouverture de l’orifice (3) de sorte qu’en position d’obturation, ladite paroi de blocage (24) recouvrant de façon étanche l’orifice (3). Dispositif de purge ou de vidange (1) d’un échangeur de chaleur (100) selon la revendication précédentes, caractérisé en ce que le conduit (5) comporte une surface d’ouverture de son extrémité proximale inférieure à la surface d’ouverture de son extrémité distale et inférieure à la surface de la paroi de blocage (24) de sorte qu’en à empêcher le retrait complet du bouchon (2) du conduit (5). Dispositif de purge ou de vidange (1) d’un échangeur de chaleur (100) selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la paroi de blocage (24) est au moins une rondelle disposée à l’extrémité de la queue (22) du bouchon (2). Dispositif de purge ou de vidange (1) d’un échangeur de chaleur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la rondelle est réalisée par bi-injection d’un matériau d’une souplesse supérieure à celle de la queue (22) du bouchon (2). Dispositif de purge ou de vidange (1) d’un échangeur de chaleur (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dimensions de la base de la queue (22) du bouchon (2) et la surface d’ouverture de l’extrémité proximale du conduit (5) sont similaires de sorte à permettre l’étanchéité en position d’obturation. Échangeur de chaleur (100) comportant un dispositif de purge ou de vidange (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.