WO2023274785A1 - Absorbeur de volume chauffant - Google Patents
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Definitions
- the obstruction plug comprises a male part receiving a distal end of the internal part, the male part being crossed by the orifice for the circulation of the heat transfer fluid.
- the outer body 6 comprises at a distal end 11 a deformable wall 12 consisting in this embodiment of a deformable membrane.
- This deformable membrane 12 comprises a first surface 13 in contact with the heat transfer fluid 10.
- distal means the end farthest from the inside of the liquid container 2.
- the outer body 6 comprises a spring element 25.
- electrical son 30 are illustrated. They are connected to a control device 31 making it possible to electrically supply the electric heating device 24 when the outside temperature is negative.
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Abstract
Un aspect de l'invention concerne un absorbeur (1) de volume chauffant pour un contenant (2) de liquide (3) d'un véhicule, notamment automobile, l'absorbeur (1) comportant : un élément déformable (4) comportant : une partie interne (5) déformable formant une chambre interne(7), la partie interne (5) déformable étant construite et agencée pour être positionnée dans le contenant (2) de liquide, un corps externe (6) formant une chambre externe (9) communiquant avec la chambre interne (7), le corps externe (6) comportant au moins une paroi déformable (12) et étant construit et agencé pour obstruer un orifice (14) du contenant (2) de liquide (3), un fluide caloporteur (10) disposé dans l'élément déformable (4), et un dispositif de chauffage électrique (24) du fluide caloporteur (10).
Description
DESCRIPTION
ABSORBEUR DE VOLUME CHAUFFANT
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
[0001 ] La présente invention est relative à un absorbeur de volume chauffant pour un contenant de liquide d’un véhicule, notamment automobile. Le domaine technique de l’invention se rapporte ainsi aux contenants de liquide de véhicule.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
[0002] Les contenants de liquide d’un véhicule sont soumis aux conditions climatiques, avec des températures qui peuvent descendre très en dessous de 0° C lorsque le véhicule stationne de façon prolongée dans une zone très froide, en particulier dans certains pays. Il en résulte que le volume de liquide peut rapidement prendre en glace, même si ce volume contient une certaine quantité d'un additif qui abaisse son point de congélation. Dans cette hypothèse, le liquide gelé à l'intérieur du contenant, pouvant être formé par un réservoir ou un conduit, augmente de volume et exerce sur les parois de celui-ci des contraintes de plus en plus élevées au fur et à mesure que la température extérieure diminue. Il peut donc en résulter que cette paroi dépasse ses limites de résistance et se fracture, rendant le réservoir ou le conduit inutilisable et exigeant son remplacement.
[0003] Pour pallier cet inconvénient, il est par exemple connu du document FR-B1 - 2967630 un réservoir de stockage de liquide de lave glace de véhicule pour lequel une de ses parois comprend une partie déformable élastiquement de manière à augmenter le volume du réservoir. Ainsi, lorsque le réservoir de stockage est pris en glace suite à des températures négatives prolongées, le volume de liquide augmente de sorte qu’il exerce une pression sur les parois du réservoir de stockage et déforme mécaniquement la partie la plus faible, c'est-à-dire la partie déformable élastiquement. Puis, lorsque la température redevient positive, la glace se liquéfie et le liquide de lavage redevient à son volume d'origine tandis que la partie déformable élastiquement reprend son volume initial.
[0004] Si une telle mise en oeuvre est acceptable pour le liquide lave glace, elle n’est en revanche pas applicable à d’autres utilisations pour lesquelles le liquide ne peut être pris en glace lors de l’utilisation du véhicule. C’est le cas par exemple des
modules de dosage d’urée. L’urée doit en effet être à son état liquide quelques secondes au maximum après le démarrage du véhicule.
RESUME DE L’INVENTION
[0005] L’absorbeur de volume chauffant selon un aspect de l’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment en permettant, d’une part, de limiter la pression exercée par une prise en glace du liquide et, d’autre part, de limiter la durée de prise en glace suite à démarrage du véhicule.
[0006] Dans ce contexte, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un absorbeur de volume chauffant pour un contenant de liquide d’un véhicule. L’absorbeur de volume chauffant comporte notamment: un élément déformable comportant : une partie interne déformable formant une chambre interne, la partie interne déformable étant construite et agencée pour être positionnée dans le contenant de liquide, un corps externe formant une chambre externe communiquant avec la chambre interne, le corps externe comportant au moins une paroi déformable et étant construit et agencé pour obstruer un orifice du contenant de liquide, un fluide caloporteur disposé dans l’élément déformable, et un dispositif de chauffage électrique du fluide caloporteur.
[0007] Grâce à l’invention, lorsque le liquide contenu dans le contenant de liquide est pris en glace, son volume augmente et exerce une pression sur la partie interne déformable qui se déforme alors. En se déformant, le fluide caloporteur contenu dans la chambre interne de la partie interne se déplace au sein de la chambre externe du corps externe. La paroi déformable du corps externe se déforme alors à son tour vers l’extérieur pour compenser la déformation de la partie interne. Ainsi, lorsque le liquide du contenant de liquide est pris en glace, son augmentation de volume est compensée par la déformation de l’absorbeur selon l’invention de façon à éviter une surpression dans le contenant de liquide. En outre, lorsqu’il est nécessaire que ce liquide ne soit pas pris en glace, par exemple lors du démarrage du véhicule, il est possible de dégeler rapidement le liquide pris en glace en activant le dispositif de chauffage
électrique. Une fois activé, le dispositif de chauffage augmente la température du fluide caloporteur, lequel chauffe à son tour le liquide du contenant de liquide.
[0008] Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, l’absorbeur de volume chauffant selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
[0009] Selon un aspect non limitatif de l’invention, le corps externe comporte un bouchon d’obstruction de l’orifice du contenant de liquide, le bouchon d’obstruction comportant un orifice de circulation du fluide caloporteur entre la chambre interne et la chambre externe, et la paroi déformable est formée par une membrane déformable disposée à une extrémité distale du corps externe, la membrane déformable comportant une première surface au contact du fluide caloporteur.
[0010] Selon un aspect non limitatif de l’invention, la membrane déformable est renforcée de sorte à se déformer à partir d’une pression déterminée.
[0011] Selon un aspect non limitatif de l’invention, le corps externe comporte un élément ressort, la membrane déformable comportant une deuxième surface disposée en regard de la première surface, la deuxième surface venant en appui sur l’élément ressort.
[0012] Selon un aspect non limitatif de l’invention, le bouchon d’obstruction comporte une partie mâle recevant une extrémité distale de la partie interne, la partie mâle étant traversée par l’orifice de circulation du fluide caloporteur.
[0013] Selon un aspect non limitatif de l’invention, l’extrémité distale de la partie interne est emmanchée en force sur la partie mâle du bouchon d’obstruction.
[0014] Selon un aspect non limitatif de l’invention, l’extrémité distale de la partie interne est surmoulée sur la partie mâle du bouchon d’obstruction.
[0015] Selon un aspect non limitatif de l’invention, le dispositif de chauffage électrique est disposé au contact du fluide caloporteur contenu dans la chambre externe.
[0016] Selon un aspect non limitatif de l’invention, une partie du dispositif de chauffage électrique est surmoulée dans le corps externe.
[0017] Selon un aspect non limitatif de l’invention, l’extrémité distale de la partie interne présente un joint périphérique externe construit et agencé pour venir au contact d’une paroi interne du contenant de liquide.
[0018] L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0019] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
[0020] [Fig. 1] illustre un exemple de réalisation d’un absorbeur de volume chauffant pour un contenant de liquide d’un véhicule selon un aspect non limitatif de l’invention.
[0021] [Fig. 2] montre un autre exemple de réalisation d’un absorbeur de volume chauffant pour un contenant de liquide d’un véhicule selon un autre aspect non limitatif de l’invention.
[0022] [Fig. 3] illustre un exemple différent de réalisation d’un absorbeur de volume chauffant pour un contenant de liquide d’un véhicule selon un aspect non limitatif de l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE
[0023] Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.
[0024] La figure 1 illustre un exemple de réalisation non limitatif d’un absorbeur 1 de volume chauffant pour un contenant 2 de liquide 3 d’un véhicule, notamment automobile.
[0025] De façon non limitative, le contenant de liquide 2 peut par exemple être formé par un réservoir ou un conduit et le liquide 3 peut, quant à lui, être formé par de l’urée.
[0026] L’absorbeur 1 de volume chauffant comporte un élément déformable 4 muni d’une partie interne 5 et d’un corps externe 6.
[0027] La partie interne 5 est déformable et forme une chambre interne 7. La partie interne 5 déformable est positionnée dans le contenant de liquide 2.
[0028] Cette partie interne 5 comporte notamment une surface déformable 8. Cette surface déformable 8 peut par exemple être en élastomère et présenter une épaisseur de 1 mm.
[0029] Le corps externe 6 forme une chambre externe 9.
[0030] La chambre interne 7 et la chambre externe 9 communiquent ensemble et contiennent un fluide caloporteur 10.
[0031 ] Le fluide caloporteur 10 est sélectionné de sorte à présenter un point de gel inférieur au point de gel du liquide 3 que comporte le contenant 2 de liquide.
[0032] Le corps externe 6 comporte à une extrémité distale 11 une paroi déformable 12 constituée dans cet exemple de réalisation d’une membrane déformable. Cette membrane déformable 12 comporte une première surface 13 au contact du fluide caloporteur 10. [0033] On entend par distale, l’extrémité la plus éloignée de l’intérieur du contenant de liquide 2.
[0034] Le corps externe 6 obstrue un orifice 14 du contenant de liquide 2.
[0035] Dans cet exemple de réalisation non limitatif, le corps externe 6 comporte un bouchon d’obstruction 15 de l’orifice 14 du contenant de liquide 2. De manière à assurer une étanchéité parfaite entre le contenant 2 de liquide et l’extérieur, le bouchon d’obstruction 15 peut par exemple être soudé par un procédé de soudure laser sur le contenant 2 de liquide.
[0036] Le bouchon d’obstruction 15 comporte un orifice 16 de circulation du fluide caloporteur entre la chambre interne 7 et la chambre externe 9. [0037] Le bouchon d’obstruction 15 comporte également une partie mâle 17 recevant une extrémité distale 18 de la partie interne 5. Il convient de noter que la partie mâle 17 est traversée par l’orifice 16 de circulation du fluide caloporteur 10.
[0038] Dans un exemple de réalisation non limitatif, l’extrémité distale 18 de la partie interne 5 est emmanchée en force sur la partie mâle 17 du bouchon d’obstruction
[0039] Dans une mise en œuvre différente non limitative, l’extrémité distale 18 de la partie interne 5 est surmoulée sur la partie mâle 17 du bouchon d’obstruction 15.
[0040] La surface périphérique 19 de la membrane déformable 12 est positionnée dans une première rainure 20 formée dans la surface interne 21 du corps externe 6. Plus particulièrement, cette première rainure 20 est formée par la jonction du bouchon d’obstruction 15 et d’un capuchon 22 coaxial que comporte le corps externe 6. Le bouchon d’obstruction 15 et le capuchon 22 sont soudés entre eux par exemple, au moyen d’un procédé de soudure laser.
[0041] Ainsi, en fonctionnement, lorsque le liquide 3 est pris en glace, son volume augmente et exerce une pression sur la surface déformable 8 de la partie interne 5 déformable. La partie interne 5 déformable se déforme et le fluide caloporteur 10 contenu dans la chambre interne 7 circule au travers de l’orifice de circulation 16 pour rejoindre la chambre externe 9 du corps externe 6.
[0042] La membrane déformable 12 du corps externe 6 se déforme alors à son tour de sorte à augmenter le volume de la chambre externe 9. Ainsi, l’absorbeur 1 permet de limiter la pression exercée sur les parois internes 23 du contenant 2 de liquide lors des phases de gel prolongées.
[0043] L’absorbeur 1 de volume chauffant comporte également un dispositif de chauffage électrique 24 du fluide caloporteur 10.
[0044] Dans cet exemple de réalisation, le dispositif de chauffage électrique 24 est disposé au contact du fluide caloporteur 10 qui est contenu dans la chambre externe 9.
[0045] Dans une mise en œuvre non limitative, ce dispositif de chauffage électrique 24 peut par exemple être formé par une rondelle formant résistance. Cette rondelle peut être surmoulée dans le bouchon d’obstruction 15.
[0046] Selon un autre mode de réalisation non limitatif, le dispositif de chauffage électrique 24 peut être formé par deux barres métalliques résistives surmoulées dans le bouchon d’obstruction 15.
[0047] Ainsi, lors du démarrage du véhicule, si la température extérieure est négative, un calculateur de gestion du moteur peut activer le dispositif de chauffage
électrique 24. Le liquide 3 du contenant 2 pris en glace est alors réchauffé localement par le liquide caloporteur 10 de l’absorbeur 1 de volume chauffant.
[0048] Dans une mise en œuvre non limitative, l’absorbeur 1 de volume chauffant est disposé au dernier point de gel d’un conduit de manière à pouvoir empêcher, en activant le chauffage électrique 24, le gel de ce dernier point de gel.
[0049] Dans une mise en œuvre non limitative, la membrane déformable 12 est renforcée de sorte à se déformer seulement à partir d’une pression déterminée. Une telle membrane déformable 12 renforcée permet de tarer l’effort nécessaire à la déformation de l’absorbeur 1 de volume chauffant.
[0050] En effet, en fonctionnement normal, la pression hydraulique dans le contenant 2 de liquide est susceptible d’évoluer, par exemple entre 7 bars et 10 bars. Afin d’éviter que l’absorbeur 1 de volume chauffant ne se déforme dans cette plage de valeur, la membrane déformable 12 peut être renforcée au moyen d’une fibre. La déformation de cette membrane déformable 12 renforcée peut par exemple être autorisée seulement à compter de 15 bars. Ainsi, la partie interne 5 et le corps externe 6 de l’absorbeur 1 de volume chauffant se déforment seulement lorsque la pression exercée par le liquide 3 est supérieure à 15 bars.
[0051] La figure 2 illustre un autre exemple de réalisation non limitatif d’un absorbeur 1 de volume chauffant pour un contenant 2 de liquide 3 d’un véhicule.
[0052] Dans cet exemple de réalisation, le corps externe 6 comporte un élément ressort 25.
[0053] La membrane déformable 12 comporte une deuxième surface 26 disposée en regard de la première surface 13. La deuxième surface 26 est en appui sur l’élément ressort 25.
[0054] L’élément ressort 25 peut, de façon non limitative, être formé par une lame ressort ou une rondelle élastique, également connue sous la dénomination rondelle Belleville.
[0055] Comme illustré sur la figure 2, dans le cas d’une rondelle élastique 25, la surface périphérique 27 de la rondelle élastique 25 est positionnée dans une deuxième rainure 28 formée dans la surface interne 21 du corps externe 6. Plus particulièrement, cette deuxième rainure 28 est formée dans le capuchon 22.
[0056] La figure 3 illustre un autre exemple de réalisation non limitatif d’un absorbeur 1 de volume chauffant pour un contenant 2 de liquide 3 d’un véhicule.
[0057] Dans ce mode de mise en oeuvre, l’extrémité distale 18 de la partie interne 5 présente un joint périphérique externe 29 construit et agencé pour venir au contact de la paroi interne 23 du contenant 2 de liquide 3. Cette réalisation particulière peut être mise en oeuvre lorsque l’on recherche une étanchéité sécurisée entre l’orifice 14 du contenant 2 de liquide et l’extérieur.
[0058] Sur cette figure 3, des fils électriques 30 sont illustrés. Ils sont reliés à un dispositif de pilotage 31 permettant d’alimenter électriquement le dispositif de chauffage électrique 24 lorsque la température extérieure est négative.
[0059] Les différents aspects de l’invention susmentionnés présentent de nombreux avantages. Parmi ceux-ci, on peut citer : la limitation de pression exercée sur les parois internes d’un contenant de liquide d’un véhicule automobile par la déformation de la partie interne et du corps externe, le dégel local du liquide disposé dans une zone critique du contenant de liquide.
Claims
[Revendication 1] Absorbeur (1) de volume chauffant pour un contenant (2) de liquide (3) d’un véhicule, notamment automobile, ledit absorbeur (1) étant caractérisé en ce qu’il comporte:
- un élément déformable (4) comportant : o une partie interne (5) déformable formant une chambre interne (7), ladite partie interne (5) déformable étant construite et agencée pour être positionnée dans ledit contenant (2) de liquide (3), o un corps externe (6) formant une chambre externe (9) communiquant avec ladite chambre interne (7), ledit corps externe (6) comportant au moins une paroi déformable (12) et étant construit et agencé pour obstruer un orifice (14) dudit contenant (2) de liquide (3),
- un fluide caloporteur (10) disposé dans ledit élément déformable (4), et
- un dispositif de chauffage électrique (24) dudit fluide caloporteur (10).
[Revendication 2] Absorbeur (1 ) selon la revendication précédente caractérisé en ce que:
- le corps externe (6) comporte un bouchon d’obstruction (15) de l’orifice (14) du contenant (2) de liquide (3), ledit bouchon d’obstruction (15) comportant un orifice de circulation (16) du fluide caloporteur (10) entre la chambre interne (7) et la chambre externe (9), et en ce que
- la paroi déformable (12) est formée par une membrane déformable disposée à une extrémité distale (11) dudit corps externe (6), ladite membrane déformable comportant une première surface (13) au contact dudit fluide caloporteur (10).
[Revendication 3] Absorbeur (1 ) selon la revendication précédente caractérisé en ce que la membrane déformable (12) est renforcée de sorte à se déformer à partir d’une pression déterminée.
[Revendication 4] Absorbeur (1) selon la revendication 2 caractérisé en ce que le corps externe (6) comporte un élément ressort (25), la membrane déformable (12)
comportant une deuxième surface (26) disposée en regard de la première surface (13), ladite deuxième surface (26) venant en appui sur ledit élément ressort (25).
[Revendication 5] Absorbeur (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisé en ce que le bouchon d’obstruction (15) comporte une partie mâle (17) recevant une extrémité distale (18) de la partie interne (5), ladite partie mâle (17) étant traversée par l’orifice de circulation (16) du fluide caloporteur (10).
[Revendication 6] Absorbeur (1 ) selon la revendication précédente caractérisé en ce que l’extrémité distale (18) de la partie interne (5) est emmanchée en force sur la partie mâle (17) du bouchon d’obstruction (15).
[Revendication 7] Absorbeur (1) selon la revendication 5 caractérisé en ce que l’extrémité distale (18) de la partie interne (5) est surmoulée sur la partie mâle (17) du bouchon d’obstruction (15).
[Revendication 8] Absorbeur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif de chauffage électrique (24) est disposé au contact du fluide caloporteur (10) contenu dans la chambre externe (9).
[Revendication 9] Absorbeur (1 ) selon la revendication précédente caractérisé en ce qu’une partie du dispositif de chauffage électrique (24) est surmoulée dans le corps externe (6).
[Revendication 10] Absorbeur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l’extrémité distale (18) de la partie interne (5) présente un joint périphérique externe (29) construit et agencé pour venir au contact d’une paroi interne (23) du contenant (2) de liquide (3).
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