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Title:
DEVICE AND METHOD FOR DEGASSING ON MOTOR VEHICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/001204
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a degassing device for the cooling fluid of a thermal engine, particularly for a motor vehicle, comprising at least one lower compartment (7) into which a part of the cooling fluid is introduced by means of a supply line (8) and at least one upper compartment (6) into which another part of said fluid is introduced by means of another supply line (5). The above is characterised in that the two compartments (6) and (7) have a cylindrical form, each of the compartments (6) and (7) having a different diameter with (6) having a smaller diameter, called the inner diameter and extending into the inside of compartment (7) of larger diameter, called the external diameter.

Inventors:
YOUINOU PIERRE (FR)
Application Number:
PCT/FR2003/001379
Publication Date:
December 31, 2003
Filing Date:
May 02, 2003
Export Citation:
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Assignee:
CF GOMMA S P A (IT)
YOUINOU PIERRE (FR)
International Classes:
F01P11/02; (IPC1-7): F01P11/02
Foreign References:
DE713500C1941-11-08
US4075984A1978-02-28
FR2579668A11986-10-03
US4371382A1983-02-01
EP0726386A11996-08-14
GB2360838A2001-10-03
Attorney, Agent or Firm:
Breese, Pierre (3 avenue de l'Opéra, Paris, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Dispositif de dégazage pour le liquide de refroidissement d'un moteur thermique, notamment pour les moteurs de véhicule automobile, comportant au moins un compartiment inférieur (7) dans lequel est amenée, par l'intermédiaire d'un conduit d'amenée (8), une partie du liquide de refroidissement et au moins un compartiment supérieur (6) dans lequel est amenée, par l'intermédiaire d'un autre conduit d'amenée (5), une autre partie dudit liquide, caractérisé en ce que les deux compartiments (6) et (7) se présentent sous forme cylindrique, les compartiments (6) et (7) présentant chacun un diamètre différent, et en ce que le compartiment (6) présentant le plus petit diamètre, dénommé diamètre intérieur, est protubérant à l'intérieur du compartiment (7) de plus grand diamètre, dénommé diamètre extérieur.
2. Dispositif de dégazage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une enveloppe extérieure (10) dans laquelle les deux susdits compartiments (6) et (7) sont logés.
3. Dispositif de dégazage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure (10) se présente sous forme sphérique.
4. Dispositif de dégazage selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure (10) est composée d'au moins deux parties (21) et (22), par exemple identique.
5. Dispositif de dégazage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux parties (21) et (22) formant l'enveloppe extérieure sont thermosoudées, par exemple au niveau d'un trottoir (16), (20) ou d'une partie de la bordure équipant les parties (21) et (22).
6. Dispositif de dégazage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure (10) ou (21), (22) présente un diamètre correspondant à un volume souhaité, par exemple au moins égal au volume total de liquide à dégazer.
7. Dispositifde dégazage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le susdit diamètre intérieur est choisi en fonction du débit du liquide à dégazer.
8. Dispositif de dégazage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure (10) ou (21), (22) ainsi que les deux susdits compartiments (6), (7) sont des thermoplastiques moulés, obtenus par exemple par injection.
9. Dispositif de dégazage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe (10) ou (21), (22) et les deux compartiments (6), (7) sont en propylène.
10. Dispositif de dégazage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits d'amenée (5) et (8) des deux susdits compartiments (6) et (7) sont respectivement orientés perpendiculairement aux deux compartiments, inférieur (7) et supérieur (6).
11. Dispositif de dégazage selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le compartiment inférieur (7) est supporté sur l'enveloppe extérieure (10) ou (21), (22) par l'intermédiaire d'un piétement (9), constitué par exemple par une pluralité de pieds (19).
12. Dispositif de dégazage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit de sortie (11) pour le liquide de refroidissement de sorte que ce dernier, une fois dégazé, puisse tre évacué par l'effet de son propre poids, c'estàdire par gravitation.
13. Dispositif de dégazage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux compartiments (6), (7) s'étendent verticalement, sensiblement selon un axe central de l'enveloppe extérieure (10).
14. Dispositif de dégazage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux compartiments (6), (7) s'étendent verticalement, sensiblement à proximité d'un des bords de l'enveloppe extérieure (21), (22).
15. Procédé de dégazage pour le liquide de refroidissement d'un moteur thermique, notamment pour les moteurs de véhicule automobile, grâce à au moins un compartiment cylindrique inférieur (7) dans lequel est amenée, par l'intermédiaire d'un conduit d'amenée (8), une partie du liquide de refroidissement et au moins un compartiment cylindrique supérieur (6) dans lequel est amenée, par l'intermédiaire d'un autre conduit d'amenée (5), une autre partie dudit liquide, les compartiments (6) et (7) présentant chacun un diamètre différent, les deux compartiments (6) et (7) étant logés dans une enveloppe extérieure (10) ou (21), (22), le compartiment (6) présentant le plus petit diamètre, dénommé diamètre intérieur, étant protubérant à l'intérieur du compartiment (7) de plus grand diamètre, dénommé diamètre extérieur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes : de déplacement du liquide de refroidissement tangentiellement à la paroi desdits compartiments (6) et (7) afin d'éviter l'émulsion du liquide, une étape de tranquillisation du liquide de refroidissement, de dégazage du liquide de refroidissement tranquillisé par gravité.
16. Procédé de dégazage selon la revendication 15, caractérisé en ce que le déplacement tangentiel du liquide de refroidissement dans chacun des compartiments (6) et (7) s'effectue en sens contraire.
Description:
DISPOSITIF ET PROCEDE DE DÉGAZAGE POUR VÉHICULES AUTOMOBILES La présente invention concerne un dispositif et un procédé de dégazage pour véhicules automobiles. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, à un dispositif de dégazage pour le liquide de refroidissement d'un moteur thermique, particulièrement pour les moteurs de véhicules automobiles.

Le liquide de refroidissement, circulant classiquement dans un circuit de refroidissement du bloc moteur, se charge en gaz. Ces gaz peuvent tre d'origines diverses et consister en : - un gaz de combustion, due en général à un défaut du joint de culasse, - de la vapeur d'eau, - de la vapeur d'antigel, - de l'air atmosphérique.

Or les susdits gaz présentent des inconvénients importants. En quantité importante, ces gaz peuvent provoquer des incidents graves, tels que le désamorçage de la pompe et/ou la fissuration du bloc moteur due à une poche de gaz empchant l'échange thermique.

Par ailleurs, la boîte de dégazage est un organe essentiel au bon fonctionnement du moteur et assure également d'autres fonctions techniques telles que : - le remplissage du circuit, - une réserve pour permettre d'absorber les consommations du liquide et/ou les variations de volumes dues aux températures et pressions,

- la pressurisation du circuit par un bouchon taré, - la visualisation du niveau de liquide.

Ainsi, la boîte de dégazage est un élément essentiel du bloc moteur tout d'abord concernant la gestion des gaz circulant dans le liquide mais également au niveau des susdites fonctions techniques qu'elle doit assurer en premier lieu.

On connaît déjà le brevet français N°FR 2317489 portant sur des perfectionnements apportés aux circuits de refroidissement pour moteurs à combustion.

Dans ce système, le liquide, dans un premier temps, est freiné en amont, puis il pénètre dans le vase d'expansion à une faible vitesse permettant d'éviter des turbulences génératrices d'émulsion et ainsi créer une zone calme pour dégazer le liquide. Ce système présente l'inconvénient d'tre particulièrement coûteux et encombrant au sein du bloc moteur puisque la fonction de la boîte de dégazage est assurée par deux organes.

On connaît également le brevet français N°FR 2579668 portant sur une boîte de dégazage composée de deux compartiments communicants, une partie supérieure et une partie inférieure. La partie supérieure permet le dégazage du liquide par déphasage du jet supérieur en le brisant sur une cloison, dite de tranquillisation. Ce procédé n'est pas efficace car il génère des turbulences.

La partie inférieure permet le dégazage par centrifugation du jet inférieur en créant un tourbillon, cependant ce vortex est directement en liaison avec la sortie du liquide, donc le dégazage ne peut pas se faire correctement.

Le brevet N°FR 2730272 décrit également une boite de dégazage composée de deux compartiments communicants. Le premier compartiment permet le dégazage par centrifugation du jet supérieur dans un cylindre.

Cependant, les ouvertures en partie basse du cylindre ne permettent pas de contenir toutes les turbulences perturbant ainsi l'efficacité du dégazage. Le deuxième compartiment permet de créer une zone calme pour compléter le dégazage du liquide. Cette conception ne prévoit pas d'arrivée inférieure.

L'invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients. Elle propose à cet effet un dispositif de dégazage pour le liquide de refroidissement d'un moteur thermique, notamment pour les moteurs de véhicule automobile, comportant au moins un compartiment inférieur dans lequel est amenée, par l'intermédiaire d'un conduit d'amenée, une partie du liquide de refroidissement, et au moins un compartiment supérieur dans lequel est amenée, par l'intermédiaire d'un autre conduit d'amenée, une autre partie dudit liquide, les compartiments présentant chacun un diamètre différent, caractérisé en ce que les deux compartiments se présentent sous forme cylindrique et en ce que le compartiment présentant le plus petit diamètre, dénommé diamètre intérieur, est protubérant à l'intérieur du compartiment de plus grand diamètre, dénommé diamètre extérieur.

Avantageusement, le susdit diamètre intérieur sera choisi en fonction du débit du liquide à dégazer.

De préférence, les conduits d'amenée des deux susdits compartiments seront respectivement orientés perpendiculairement aux deux compartiments, inférieur et supérieur.

Avantageusement, le compartiment inférieur est supporté sur l'enveloppe extérieure par l'intermédiaire d'un piétement, constitué par exemple par une pluralité de pieds.

Le dispositif de dégazage comprendra une enveloppe extérieure dans laquelle les deux susdits compartiments sont logés.

De préférence, l'enveloppe du dispositif de dégazage se présentera sous forme sphérique ; cette enveloppe pouvant tre composée d'au moins deux parties, par exemple identique. Dans ce cas, les deux parties formant l'enveloppe extérieure pourront tre thermosoudées, par exemple au niveau du trottoir ou d'une partie de leurs bordures.

Avantageusement, l'enveloppe présentera un diamètre correspondant à un volume souhaité, par exemple au moins égal au volume total de liquide à dégazer.

Selon une possibilité offerte par l'invention, l'enveloppe extérieure ainsi que les deux susdits compartiments sont des thermoplastiques moulés, obtenus par exemple par injection. L'enveloppe et les deux compartiments pourront tre en propylène.

Le dispositif de dégazage comprendra un conduit de sortie pour le liquide de refroidissement de sorte que ce dernier, une fois dégazé, puisse tre évacué par l'effet de son propre poids, c'est-à-dire par gravitation.

Selon une variante du dispositif de dégazage selon l'invention, les deux compartiments s'étendront verticalement, sensiblement selon un axe central de l'enveloppe extérieure.

Selon une autre variante de l'invention, les deux compartiments s'étendront verticalement, sensiblement à proximité d'un des bords de l'enveloppe extérieure.

L'invention porte également sur un procédé de dégazage pour le liquide de refroidissement d'un moteur thermique, notamment pour les moteurs de véhicule automobile, grâce à au moins un compartiment cylindrique inférieur dans lequel est amenée, par l'intermédiaire d'un conduit d'amenée, une partie du liquide de refroidissement et au moins un compartiment cylindrique supérieur dans lequel est amenée, par l'intermédiaire d'un autre conduit d'amenée, une autre partie dudit liquide, les compartiments présentant chacun un diamètre différent, les deux compartiments étant logés dans une enveloppe extérieure, le compartiment présentant le plus petit diamètre, dénommé diamètre intérieur, étant protubérant à l'intérieur du compartiment de plus grand diamètre, dénommé diamètre extérieur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes : - de déplacement du liquide de refroidissement tangentiellement à la paroi desdits compartiments afin d'éviter l'émulsion du liquide, - une étape de tranquillisation du liquide de refroidissement, - de dégazage du liquide de refroidissement tranquillisé par gravité.

Avantageusement, le déplacement tangentiel du liquide de refroidissement dans chacun des compartiments s'effectue en sens contraire.

Grâce à ces particularités, l'invention permet donc d'améliorer le dégazage dans le liquide, ou le fluide, de refroidissement dans toutes les phases de fonctionnement d'un moteur de véhicule automobile.

Par ailleurs, le dispositif selon l'invention, de par sa compacité, s'intègre facilement dans les contraintes d'encombrement du comportement moteur et permet d'atteindre, de par sa conception particulièrement simple, des coûts de fabrication très compétitifs. Selon les variantes, le dispositif de l'invention permet d'intégrer plusieurs entrées de liquide « en aérien » et/ou « en sous-marin ».

Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux figures annexées dans lesquelles : la figure 1 est une vue d'ensemble d'un bloc moteur classique permettant d'appréhender les différents éléments le composant ainsi que les différents tuyaux reliant ces différents éléments entre eux ; les figures 2 et 3 sont respectivement une vue en coupe verticale et une vue en coupe horizontale d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de dégazage selon l'invention ; les figures 4 et 5 sont respectivement une vue en coupe verticale et une vue en coupe horizontale d'un dispositif de dégazage selon l'invention ;

-les figures 6 et 7 sont deux vues en coupe verticale d'un second mode de réalisation d'un dispositif de dégazage selon l'invention ; -les figures 8 et 9 sont deux vues en coupe verticale d'un troisième mode de réalisation d'un dispositif de dégazage selon l'invention.

La figure 1 décrit un circuit de refroidissement classique. Ainsi, le circuit de refroidissement dans les véhicules automobiles est composé principalement d'un moteur thermique 1 à refroidir, d'une pompe 2 permettant la circulation du liquide, de radiateurs 3,3'assurant l'échange thermique et d'une boîte, ou dispositif, de dégazage 4.

Selon les figures 2 et 3, le liquide à dégazer, provenant du radiateur 3', pénètre dans le dispositif de dégazage 4 par un conduit d'amenée 5.

Ce conduit d'amenée 5 du liquide de refroidissement est orienté de façon tangentielle à un premier compartiment supérieur cylindrique 6, permettant ainsi au liquide de s'écouler le long de la paroi du compartiment 6. Ce compartiment cylindrique 6 est protubérant dans un second compartiment inférieur 7, également cylindrique mais de diamètre supérieur à celui du premier compartiment 6.

Ainsi, le premier compartiment 6 débouche en partie basse dans un second compartiment 7 de sorte que, grâce à l'imbrication des deux compartiments 6 et 7 l'un dans l'autre, les turbulences du liquide de refroidissement restent prisonnières.

Bien entendu, les diamètres respectifs des deux compartiments cylindriques 6 et 7 dépendent du débit du liquide à dégazer.

Le liquide à dégazer, provenant de la culasse, pénètre dans le dispositif de dégazage par un autre conduit d'amenée 8 qui est également orienté tangentiellement, ou perpendiculairement, à la paroi du second compartiment cylindrique 7.

Ce liquide remonte dans le second compartiment 7 et son mouvement est alors gné par le mouvement inverse du liquide descendant par l'intermédiaire du premier compartiment cylindrique 6.

Le second compartiment 7 est équipé en partie basse d'un piétement 9, idéalement constitué par une pluralité de pieds le positionnement en hauteur de telle façon qu'il soit toujours immergé par rapport au niveau du liquide.

Le compartiment inférieur 7, ayant un diamètre supérieur au compartiment supérieur 6, permet au liquide de se déverser dans une enveloppe extérieure 10 logeant les deux susdits compartiments inférieur 7 et supérieur 6.

Le liquide étant tranquillisé, le dégazage peut s'opérer. par gravité et quitter le dispositif de dégazage par un orifice de sortie 11 situé en partie basse du dispositif de dégazage.

Le dispositif de dégazage, selon les figures 4 et 5, est composé d'une demi-enveloppe supérieure 12, d'un

compartiment cylindrique inférieur 13 et d'une demi- enveloppe inférieure 14.

La demi-enveloppe supérieure 12 est de forme sphérique et est équipée d'un conduit d'amenée 5 autorisant l'entrée du liquide à dégazer, débouchant tangentiellement à la paroi du compartiment supérieur 6 et sur la partie haute d'un orifice 15 permettant le remplissage du circuit et vissage d'un bouchon taré.

La demi-enveloppe supérieure 12 comprend également sur son bord inférieur, un trottoir 16 pour permettre la thermosoudure avec la demi-enveloppe inférieure 14.

Le compartiment inférieur cylindrique 13 est pourvu d'un conduit d'amenée 8 autorisant l'entrée du liquide à dégazer, orienté tangentiellement à la paroi.

Pour le positionner, ce compartiment inférieur est équipé de pieds 17 pouvant se clipper à l'intérieur de la demi- enveloppe inférieure 14.

La demi-enveloppe inférieure 14 est équipée d'un conduit d'amenée 18 autorisant également l'entrée du liquide à dégazer, venant se raccorder au conduit d'amenée 8 du susdit compartiment inférieur 13 ; le conduit d'amenée 18 de la demi-enveloppe inférieure 14 présentant un diamètre supérieur à celui du conduit d'amenée 8 du compartiment inférieur 13.

Dans sa partie basse, la demi-enveloppe 14 est pourvue d'un orifice de sortie 11 du liquide à dégazer ainsi que de pions 19 pour le maintien en position du compartiment cylindrique inférieur 13. La demi-enveloppe 14 possède également sur son bord supérieur, un trottoir

20 pour permettre la thermosoudure avec la demi-enveloppe supérieure 12.

La conception représentée sur les figures 4 et 5 offre la possibilité de positionner les conduits d'amenée 5,8 et 18 du liquide en n'importe quel point autour de l'axe des compartiments cylindriques 6 et 13, et ceci de façon indépendante.

Les figures 7 et 8 représentent un dispositif de dégazage selon une variante de réalisation. Dans ce cas, ledit dispositif comprend une demi-enveloppe supérieure 21 et une demi-enveloppe inférieure 22.

La demi-enveloppe supérieure 21 se présente sous forme sphérique et est équipée d'un conduit d'amenée 5 du liquide à dégazer, débouchant tangentiellement, ou perpendiculairement, à la paroi du compartiment cylindrique supérieur 6. Cette demi-enveloppe supérieure 21 est également équipée d'un orifice 15, situé sur sa partie haute, permettant le remplissage du circuit et le vissage d'un bouchon taré. Cette demi-enveloppe 21 possède aussi sur son bord inférieur, un trottoir 16 pour permettre la thermosoudure avec la demi-enveloppe inférieure 22.

La demi-enveloppe inférieure 22 se présente sous forme sphérique et est équipée d'un conduit d'amenée 8 du liquide à dégazer débouchant tangentiellement à la paroi du compartiment inférieur cylindrique 7. Dans sa partie basse, cette demi-enveloppe inférieure 22 est pourvue d'un orifice de sortie 11 du liquide dégazé. La demi-enveloppe inférieure 22 possède également sur son bord supérieur, un trottoir 20 pour permettre la thermosoudure avec la demi-enveloppe supérieure 21.

Le fonctionnement de ce dispositif de dégazage est identique à celui du premier dispositif de dégazage décrit, cependant les compartiments inférieur 22 et supérieur 21 sont positionnés différemment de manière à permettre une réalisation en seulement deux éléments.

Sur les figures 8 et 9, le dispositif pour le dégazage est composé de deux éléments : une demi-enveloppe supérieure 21 et une demi-enveloppe inférieure 22.

La demi-enveloppe supérieure 21, de forme sphérique, est équipée d'un conduit d'amenée 5 du liquide à dégazer, débouchant tangentiellement à la paroi du compartiment supérieur cylindrique 6. La demi-enveloppe supérieure 21 est également équipée d'un deuxième compartiment supérieur cylindrique 6', par exemple identique au-premier 6. Sur sa partie haute, cette demi- enveloppe 21 comprend également sur son bord inférieur, un trottoir 16 pour permettre la thermosoudure avec la demi- enveloppe inférieure 22.

La demi-enveloppe inférieure 22, de forme sphérique, est équipée d'un conduit d'amenée 8 du liquide à dégazer, débouchant tangentiellement à la paroi d'un compartiment cylindrique inférieure 7. De la mme manière que précédemment, la demi-enveloppe inférieure 22 comprend un deuxième cylindre inférieur 7'. Dans sa partie basse, la demi-enveloppe inférieure 22 possède sur son bord supérieur, un trottoir 20 pour permettre la thermosoudure avec la demi-enveloppe supérieure 21.

Le fonctionnement de cette variante du dispositif de dégazage selon l'invention est similaire à celui de la première variante décrit, cependant les

compartiments cylindriques inférieur 7 et supérieur 8 sont respectivement doublés 7'et 8'et les conduits d'amenée 5 et 8 du liquide sont séparés, offrant ainsi la possibilité de dégazer des débits plus importants.

L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à mme de réaliser différentes variantes du dispositif d'étanchéité selon l'invention, en particulier concernant la forme des différents éléments composant le dispositif de dégazage selon l'invention, sans pour autant sortir du cadre du brevet.