Brevet FR3153884A1 — publié le 20250411

Dispositif de purge ou vidange (1) d’un échangeur de chaleur (100) comprenant un bouchon (2) obturant un orifice (3) sur une boite collectrice (4), comportant une tête (21) et une queue (22), la queue (22) comportant une paroi externe formant un soufflet (221) comprenant un pli comportant un orifice d’écoulement (222), ledit soufflet (221) entourant l’orifice (3), la queue (22) comportant un organe interne (223), distant de la première paroi externe du soufflet (221) et comportant des extrémités proximale, solidaire de la tête (21), et distale opposée, le bouchon (2) étant mobile entre : - une position d’obturation dans laquelle le soufflet est comprimé et l’orifice (3) obturé, l’extrémité distale est insérée dans l’orifice (3) - une position d’ouverture dans laquelle le bouchon (2) est tiré de sorte que le soufflet (221) est déplié et que l’orifice (3) est libéré, l’organe interne (223) est alors en dehors de l’orifice (3). 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 selon un axe longitudinal, la queue du bouchon comportant une paroi externe formant un soufflet comprenant au moins un pli, ledit soufflet entourant l’orifice de la boite collectrice, l’au moins un pli de soufflet comportant au moins un orifice d’écoulement, ladite paroi externe comportant une extrémité proximale solidaire de la tête du bouchon et une extrémité distale solidaire de la boite collectrice, la queue du bouchon comportant en outre un organe interne, distant de la première paroi externe du soufflet, ledit organe interne comportant une extrémité proximale solidaire de la tête du bouchon et une extrémité distale, opposée à l’extrémité proximale, le bouchon étant mobile entre : - une position d’obturation dans laquelle le soufflet est comprimé et l’orifice obturé, l’extrémité distale de l’organe interne est alors insérée dans l’orifice de sorte à assurer l’étanchéité et maintenir le bouchon en position d’obturation, et - une position d’ouverture dans laquelle le bouchon est tiré de sorte que le soufflet est déplié et que l’orifice est libéré, l’organe interne est alors en dehors de l’orifice de sorte qu’un fluide puisse circuler depuis l’orifice entre le soufflet et l’organe interne. Selon un aspect de l’invention, l’organe interne est une paroi interne au bouchon, ledit organe interne étant creux et ouvert à son extrémité distale. Selon un autre aspect de l’invention, l’extrémité distale de l’organe interne comporte au moins un crochet latéral faisant saillie radialement vers l’extérieur. Selon un autre aspect de l’invention, le bouchon est réalisé par bi-injection dans un matériau élastomère plus souple que la boite collectrice. Selon un autre aspect de l’invention, le bouchon est réalisé dans un matériau choisit parmi le polystyrène-b-poly(éthylène-butylène)-b-polystyrène (SEBS) ou l’éthylène-propylène-diène monomère (EPDM). Selon un autre aspect de l’invention, la boite collectrice comporte un conduit faisant saillie et prolongeant l’orifice, le bouchon étant disposé à l’extrémité dudit conduit. Selon un autre aspect de l’invention, la tête du bouchon comporte une collerette formant un pli de soufflet en prolongation du soufflet de la queue du bouchon. Selon un autre aspect de l’invention, la tête du bouchon comporte un doigt de préhension faisait saillie de ladite tête parallèlement à l’axe longitudinal du bouchon. 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 selon un axe longitudinal X. La queue 22 du bouchon 2 comporte une paroi externe formant un soufflet 221 comprenant au moins un pli. Ce soufflet 221 entoure l’orifice 3 de la boite collectrice 4. L’au moins un pli de soufflet 221 comporte au moins un orifice d’écoulement 222. La paroi externe formant le soufflet 221 comporte ainsi une extrémité proximale, solidaire de la tête 21 du bouchon 2, et une extrémité distale, solidaire de la boite collectrice 4. C’est cette extrémité distale qui entoure l’orifice 3. La queue 22 du bouchon 2 comporte en outre un organe interne 223, distant de la première paroi externe du soufflet 221. Cet organe interne 223 comporte une extrémité proximale solidaire de la tête 21 du bouchon 2 et une extrémité distale opposée à l’extrémité proximale. Le bouchon 2 est mobile entre position d’obturation (visible aux figures 3 et 4) dans laquelle le soufflet 221 est comprimé et l’orifice 3 obturé et une position d’ouverture (visible aux figures 4 et 6) dans laquelle le bouchon 2 est tiré de sorte que le soufflet 221 est déplié et que l’orifice 3 est libéré. En position d’obturation, l’extrémité distale de l’organe interne 223 est insérée dans l’orifice 3 de sorte à assurer l’étanchéité et maintenir le bouchon 2 en position d’obturation. En position d’ouverture, l’organe interne 223 est en dehors de l’orifice 3 de sorte qu’un fluide puisse circuler depuis l’orifice 3 entre le soufflet 221 et l’organe interne 223. L’accès aux orifices découlement 222 est alors libéré et le fluide peut être évacué en passant par l’orifice 3 et en circulant entre le soufflet 221 et l’organe interne 223 jusqu’aux orifices découlement 222. Ainsi, du fait du soufflet 221 et de l’organe interne 223 configuré pour maintenir le bouchon 2 en position d’obturation et pour obturer l’orifice 3 en position d’obturation, il suffit alors d’une manipulation simple en tirant sur la tête 21 afin de permettre la vidange ou la purge. De plus, le fait que le soufflet 221 soit également fixé à la boite collectrice 4, le bouchon 2 reste accroché à ladite boite collectrice 4 quel que soit sa position. Comme illustré aux figures 4 et 6, l’organe interne 223 peut être une paroi interne au bouchon 2. L’organe interne 223 peut être creux et ouvert à son extrémité distale. Cela permet un notamment un gain de poids ainsi qu’une fabrication plus aisée par exemple par moulage. L’extrémité distale de l’organe interne 223 peut également comporte au moins un crochet latéral (non représenté) faisant saillie radialement vers l’extérieur. Ce crochet latéral permet notamment de renforcer l’accrochage de l’organe interne 223 dans l’orifice 3 en position d’obturation, notamment afin de résister à la pression du fluide en fonctionnement et ainsi éviter une ouverture non désirée du bouchon 2. Le bouchon 2 peut notamment être réalisé par bi-injection dans un matériau élastomère plus souple que la boite collectrice 4. Ce matériau peut notamment être choisit parmi le polystyrène-b-poly(éthylène-butylène)-b-polystyrène (SEBS) ou l’éthylène-propylène-diène monomère (EPDM). 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. Comme illustré aux figures 2 à 6, la boite collectrice 4 peut comporter un conduit 5 faisant saillie de ladite boite collectrice 4 et prolongeant l’orifice 3. Le bouchon 2 est alors disposé à l’extrémité du conduit 5. La tête 21 du bouchon 2 peut également comporter une collerette 212 formant un pli de soufflet en prolongation du soufflet 221 de la queue 22 du bouchon 2. Ce pli supplémentaire peut notamment permettre une meilleure préhension de la tête 21 notamment pour la tirer et amener le bouchon 2 en position d’ouverture. Ce pli permet également un gain de place en position d’obturation notamment en permettant à la tête 21 du bouchon d’être comprimée. La tête 21 du bouchon 2 peut également comporter un doigt de préhension 212 faisait saillie de ladite tête 21 parallèlement à l’axe longitudinal X 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) selon un axe longitudinal (X) , caractérisé en ce que la queue (22) du bouchon (2) comporte une paroi externe formant un soufflet (221) comprenant au moins un pli, ledit soufflet (221) entourant l’orifice (3) de la boite collectrice (4), l’au moins un pli de soufflet (221) comportant au moins un orifice d’écoulement (222), ladite paroi externe comportant une extrémité proximale solidaire de la tête (21) du bouchon (2) et une extrémité distale solidaire de la boite collectrice (4), la queue (22) du bouchon (2) comportant en outre un organe interne (223), distant de la première paroi externe du soufflet (221), ledit organe interne (223) comportant une extrémité proximale solidaire de la tête (21) du bouchon (2) et une extrémité distale, opposée à l’extrémité proximale, le bouchon (2) étant mobile entre : - une position d’obturation dans laquelle le soufflet est comprimé et l’orifice (3) obturé, l’extrémité distale de l’organe interne (223) est alors insérée dans l’orifice (3) de sorte à assurer l’étanchéité et maintenir le bouchon (2) en position d’obturation, et - une position d’ouverture dans laquelle le bouchon (2) est tiré de sorte que le soufflet (221) est déplié et que l’orifice (3) est libéré, l’organe interne (223) est alors en dehors de l’orifice (3) de sorte qu’un fluide puisse circuler depuis l’orifice (3) entre le soufflet (221) et l’organe interne (223). Dispositif de purge ou de vidange (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l’organe interne (223) est une paroi interne au bouchon (2), ledit organe interne (223) étant creux et ouvert à son extrémité distale. Dispositif de purge ou de vidange (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’extrémité distale de l’organe interne (223) comporte au moins un crochet latéral faisant saillie radialement vers l’extérieur. Dispositif de purge ou de vidange (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bouchon (2) est réalisé par bi-injection dans un matériau élastomère plus souple que la boite collectrice (4). Dispositif de purge ou de vidange (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le bouchon (2) est réalisé dans un matériau choisit parmi le polystyrène-b-poly(éthylène-butylène)-b-polystyrène (SEBS) ou l’éthylène-propylène-diène monomère (EPDM). Dispositif de purge ou de vidange (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boite collectrice (4) comporte un conduit (5) faisant saillie et prolongeant l’orifice (3), le bouchon (2) étant disposé à l’extrémité dudit conduit (5). Dispositif de purge ou de vidange (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête (21) du bouchon (2) comporte une collerette (212) formant un pli de soufflet en prolongation du soufflet (221) de la queue (22) du bouchon (2). Dispositif de purge ou de vidange (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête (21) du bouchon (2) comporte un doigt de préhension (212) faisait saillie de ladite tête (21) parallèlement à l’axe longitudinal (X) du bouchon (2). Echangeur de chaleur (100) comportant un dispositif de purge ou de vidange (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.