FR2511489A1 - Radiator for water cooled IC-engine - has water and expansion chambers with interconnecting degassing pipe from expansion chamber - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif de boîte à eau et de vase d'expansion comprenant un conduit de dégazage, en particulier pour un radiateur de moteur à combustion interne
L'invention concerne un dispositif, notamment monobloc, de boîte à eau et de vase d'expansion pour un échangeur de chaleur tel qu'un radiateur faisant partie d'un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne.Water box and expansion tank device comprising a degassing pipe, in particular for an internal combustion engine radiator
The invention relates to a device, in particular a one-piece device, for a water box and expansion tank for a heat exchanger such as a radiator forming part of a cooling circuit of an internal combustion engine.
Un tel dispositif est en général en matière plastique et est obtenu par moulage. La partie du dispositif formant le vase d'expansion présente une extrémité ouverte par laquelle la broche ou le noyau de moulage peut être extrait et qui est fermée ensuite par un couvercle fixé par tout moyen approprié, par exemple par collage ou par soudure. Cette extrémité du vase d'expansion peut comprendre un orifice de remplissage, le couvercle rapporté présentant alors un embout cylindrique formant l'orifice de remplissage et fermable par un bouchon de type connu.Such a device is generally made of plastic and is obtained by molding. The part of the device forming the expansion vessel has an open end through which the spindle or the molding core can be extracted and which is then closed by a cover fixed by any suitable means, for example by gluing or welding. This end of the expansion tank may include a filling orifice, the attached cover then having a cylindrical end piece forming the filling orifice and closable by a plug of known type.
La partie du dispositif formant la boîte à eau présente une face ouverte, pour son montage sur le collecteur de l'échangeur de chaleur, et est en général reliée au vase d'expansion par un conduit ou passage d'aspiration formé à la partie inférieure du dispositif et venant de moulage, ainsi que par un conduit ou orifice de dégazage formé à la partie supérieure du dispositif et venant également de moulage. Ce conduit ou orifice de dégazage est le plus souvent un simple trou de communication entre une paroi séparant le vase d'expansion et la bote à eau, ou bien un conduit rectiligne reliant la partie supérieure de la boîte à eau à la partie supérieure du vase d'expansion et débouche dans ce dernier au-dessus du niveau liquide qui y est contenu.The part of the device forming the water box has an open face, for mounting on the collector of the heat exchanger, and is generally connected to the expansion tank by a duct or suction passage formed at the bottom. of the device and coming from molding, as well as through a degassing pipe or orifice formed at the top of the device and also coming from molding. This degassing pipe or orifice is most often a simple communication hole between a wall separating the expansion vessel and the water box, or else a straight line connecting the upper part of the water box to the upper part of the vase expansion and opens into the latter above the liquid level contained therein.
Cette disposition présente l'inconvénient de favoriser une entrée d'air dans la boîte à eau par l'orifice ou conduit de dégazage, notamment lorsqu'on arrête le moteur auquel est associé cet échangeur de chaleur et que le liquide ne circule plus dans l'échangeur et se refroidit.This arrangement has the drawback of favoring an entry of air into the water box through the degassing orifice or conduit, in particular when the engine with which this heat exchanger is associated is stopped and the liquid no longer circulates in the exchanger and cools.
On sait que l'on peut éviter une telle entrée d'air dans la boîte à eau si l'on fait déboucher le conduit ou orifice de dégazage dans le vase d'expansion au-dessous du niveau du liquide contenu dans celui-ci. Toutefois, une telle'disposi tion est très difficile à réaliser lorsque la boîte à eau et le vase d'expansion forment un ensemble monobloc, obtenu par exemple de moulage en une seule pièce.We know that we can avoid such air entering the water box if we unclog the vent or degassing orifice in the expansion tank below the level of the liquid contained therein. However, such a disposition is very difficult to achieve when the water box and the expansion tank form a one-piece assembly, obtained for example from molding in one piece.
L'invention a pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème.The invention aims to provide a simple, effective and economical solution to this problem.
Elle propose donc un dispositif en particulier monobloc de boite à eau et vase d'expansion pour un échangeur de chaleur tel qu'un radiateur d'un circuit de refroidissement de moteur à combustion interne, dans lequel la partie supérieure de la boîte à eau est reliée à la partie inférieure du vase d'expansion par un tube de dégazage rapporté à l'intérieur du vase d'expansion, caractérisé en ce que la partie supérieure du tube est coudée à 1800 et est introduite de façon sensiblement étanche dans un trou d'une paroi transversale supérieure de la boîte à eau, le vase d'expansion se terminant au-dessus de cette paroi par une partie ou rebord annulaire sur laquelle est rapporté un couvercle.It therefore proposes a device in particular one-piece water box and expansion tank for a heat exchanger such as a radiator of a cooling circuit of an internal combustion engine, in which the upper part of the water box is connected to the lower part of the expansion vessel by a degassing tube attached to the interior of the expansion vessel, characterized in that the upper part of the tube is bent at 1800 and is introduced in a substantially sealed manner into a hole d 'An upper transverse wall of the water box, the expansion tank ending above this wall by an annular portion or rim on which is attached a cover.
Ce tube de dégazage peut donc être disposé dans le vase d'expansion par l'extrémité ouverte de celui-ci, avant qu'elle ne soit fermée par un couvercle approprié.This degassing tube can therefore be placed in the expansion vessel by the open end thereof, before it is closed by a suitable cover.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la partie supérieure coudée du tube est maintenue en place par des nervures dépendant dudit couvercle.According to another characteristic of the invention, the bent upper part of the tube is held in place by ribs depending on said cover.
L'assemblage du dispositif selon l'invention est ainsi particulièrement simple et économique.The assembly of the device according to the invention is thus particularly simple and economical.
Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels
La figure 1 représente schématiquement un dispositif selon l'invention, en coupe longitudinale selon la ligne I-I de la figure 2.In the description which follows, given by way of example, reference is made to the appended drawings, in which
FIG. 1 schematically represents a device according to the invention, in longitudinal section along line II of FIG. 2.
La figure 2 est une vue en coupe selon la ligne il-Il de, la figure 1.Figure 2 is a sectional view along line II-II of, Figure 1.
On a représenté aux dessins une forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention, destiné particulièrement à un échangeur de chaleur formant radiateur d'un circuit de refroidissement de moteur de véhicule automobile.The drawings show an embodiment of a device according to the invention, intended in particular for a heat exchanger forming a radiator of a motor vehicle engine cooling circuit.
Le dispositif 10 selon l'invention comprend une boîte à eau 11 et un vase d'expansion 12 formant un ensemble monobloc, réalisé par exemple en matière plastique par moulage. La boîte à eau 11 est de forme sensiblement parallélépipédique rectangle et présente une face ouverte 13 permettant l'extraction du noyau de moulage. Le vase d'expansion 12 est par exemple de forme sensiblement cylindrique ou tubulaire et présente une extrémité supérieure ouverte 14 qui est fermée par un couvercle rapporté 15, fixé par exemple par soudure ou par collage sur la tranche de l'extrémité ouverte 14 du vase d'expansion 12. Le couvercle 15 présente lui-même un embout supérieur cylindrique 16 fermé par un bouchon vissé 17 à clapets tarés de surpression et de dépression. L'extrémité inférieure opposée 18 du vase d'expansion est fermée de moulage.The device 10 according to the invention comprises a water box 11 and an expansion tank 12 forming a one-piece assembly, made for example of plastic by molding. The water box 11 is of substantially rectangular parallelepiped shape and has an open face 13 allowing the extraction of the molding core. The expansion vessel 12 is for example of substantially cylindrical or tubular shape and has an open upper end 14 which is closed by an attached cover 15, fixed for example by welding or by gluing on the edge of the open end 14 of the vessel expansion 12. The cover 15 itself has a cylindrical upper endpiece 16 closed by a screw cap 17 with calibrated overpressure and vacuum valves. The opposite lower end 18 of the expansion vessel is closed by molding.
La partie inférieure de la boite à eau il présente un embout cylindrique 19 formant la tubulure de sortie de l'échangeur de chaleur. Cet embout cylindrique 19 s'étend au-voisinage de la paroi inférieure 20 de la-boSte à eau, perpendiculairement au plan du dessin de la figure 1. La partie inférieure de la boîte à eau 11 est reliée par un-conduit 21 à la partie inférieure du vase d'expansion 12, ce conduit 21 venant de moulage avec la boite à eau il et le vase d'expansion 12.The lower part of the water box has a cylindrical nozzle 19 forming the outlet pipe of the heat exchanger. This cylindrical nozzle 19 extends in the vicinity of the lower wall 20 of the water box, perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1. The lower part of the water box 11 is connected by a conduit 21 to the lower part of the expansion tank 12, this duct 21 coming from molding with the water box 11 and the expansion tank 12.
Selon les cas, la boite à eau 11 et le vase d'expansion 12 peuvent être séparés par une paroi commune ou bien, comme représenté au dessin, être délimités par des parois différentes 22 et 23 éventuellement reliées entre elles par un voile 24 mince de matière venant de moulage avec les parois 22 et 23.Depending on the case, the water box 11 and the expansion tank 12 can be separated by a common wall or else, as shown in the drawing, be delimited by different walls 22 and 23 possibly connected together by a thin web 24 of material coming from molding with the walls 22 and 23.
La paroi transversale supérieure 25 de la boîte à eau 11 présente un trou ou orifice 26, par exemple circulaire, dans lequel est reçue l'extrémité 27 d'un tube 28 logé dans le vase d'expansion 12. Une garniture d'étanchéité 29, par exemple en caoutchouc, assure l'étanchéité du montage de l'extrémité 27 du tube 28 dans l'orifice 26.The upper transverse wall 25 of the water box 11 has a hole or orifice 26, for example circular, in which is received the end 27 of a tube 28 housed in the expansion vessel 12. A seal 29 , for example rubber, seals the mounting of the end 27 of the tube 28 in the orifice 26.
La partie supérieure 30 du tube 28 est coudée en U, sensiblement à 1800, et se raccorde à une partie rectiligne 31 s'étendant sensiblement verticalement à l'intérieur du vase d'expansion 12 et se terminant par une extrémité inférieure biseautée 32 introduite dans une rainure 34 limitée par la paroi 23 (tron çonique à ce niveau) du vase d'expansion et un rebord annulaire 33 cylindrique à section circulaire qui én dépend. Ce rebord 33 est formé à l'intérieur du vase dlexpansion à une certaine-hauteur au-dessus du conduit d'aspiration 21. I1 sert à renvoyer vers le haut du vase d'expansion les bulles d'air ou de gaz sortant de l'extrémité inférieure 32 du tube 28.The upper part 30 of the tube 28 is bent in a U, substantially at 1800, and is connected to a rectilinear part 31 extending substantially vertically inside the expansion vessel 12 and ending in a bevelled lower end 32 introduced into a groove 34 limited by the wall 23 (truncated section at this level) of the expansion vessel and an annular rim 33 cylindrical with circular section which depends thereon. This rim 33 is formed inside the expansion tank at a certain height above the suction duct 21. I1 serves to return the bubbles of air or gas leaving the air to the top of the expansion tank. 'lower end 32 of the tube 28.
Le tube 28 est introduit dans le vase d'expansion 12 par l'extrémité supérieure ouverte 14 de celui-ci, avant pose du couvercle 15. I1 est monté en place par son extrémité supérieure 27 introduite dans la garniture d'étanchéité 29 de l'orifice et par son extrémité inférieure 32 introduite dans la rainure limitée par le bord cylindrique 33. Des nervures transversales 35 dépendent de la face interne du couvercle 15 et sont en appui, quand le couvercle est en place, sur la partie coudée 30 du tube 28 pour maintenir celui-ci en place. Le montage du tube 28 est donc extrêmement simple. The tube 28 is introduced into the expansion vessel 12 through the open upper end 14 thereof, before fitting the cover 15. I1 is mounted in place by its upper end 27 introduced into the seal 29 of the orifice and by its lower end 32 introduced into the groove bounded by the cylindrical edge 33. Transverse ribs 35 depend on the internal face of the cover 15 and are in abutment, when the cover is in place, on the bent part 30 of the tube 28 to hold it in place. The mounting of the tube 28 is therefore extremely simple.
Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant
Lorsque le moteur à combustion interne dont le circuit de refroidissement comporte un radiateur pourvu du dispositif 10 selon l'invention, est en marche, les bulles d'air ou de gaz transportées par le liquide de refroidissement se rassemblent dans le coin supérieur de la boite à eau 11, sensiblement à l'endroit où débouche l'extrémité supérieure 27 du conduit 28.The operation of the device according to the invention is as follows
When the internal combustion engine whose cooling circuit includes a radiator provided with the device 10 according to the invention, is running, the air or gas bubbles transported by the coolant collect in the upper corner of the box 11, substantially at the point where the upper end 27 of the duct 28 opens.
L'écoulement de liquide dans la tubulure de sortie 19 du radiateur provoque une aspiration, par le conduit inférieur 21, dans le vase d'expansion 12, de sorte que les bulles d'air et de gaz rassemblées dans le coin supérieur de la boîte à eau 11 sont aspirées par le tube 28 et sortent de ce tube dans le vase d'expansion 12, sous le niveau 36 du liquide qui y est contenu. Les bulles d'air et de gaz sont renvoyées vers la surface libre 36 du liquide par le rebord cylindrique 33, ce qui permet une bonne séparation du gaz et du liquide et évite que les bulles de gaz soient ramenées dans le circuit de refroidissement du moteur par aspiration par le conduit inférieur 21.The flow of liquid in the outlet pipe 19 of the radiator causes a suction, through the lower conduit 21, in the expansion vessel 12, so that the air and gas bubbles gathered in the upper corner of the box 11 are sucked by the tube 28 and exit from this tube in the expansion tank 12, below the level 36 of the liquid contained therein. The air and gas bubbles are returned to the free surface 36 of the liquid by the cylindrical rim 33, which allows good separation of the gas and the liquid and prevents the gas bubbles from being brought back into the engine cooling circuit. by suction through the lower duct 21.
Quand le moteur à combustion interne est arrêté, le liquide cesse de circuler dans le radiateur et se refroidit. Tout retirai de liquide dans la boîte à eau 11 se traduit par une aspiration de liquide par le tube 28 dont l'extrémité inférieure 32 est plongée dans le liquide contenu dans le vase d'expansion 12.When the internal combustion engine is stopped, the liquid stops circulating in the radiator and cools down. Any withdrawal of liquid in the water box 11 results in a suction of liquid through the tube 28, the lower end 32 of which is immersed in the liquid contained in the expansion tank 12.
On évite ainsi une possible entrée d'air dans la boîte à eau 11.This avoids a possible entry of air into the water box 11.
Dans la forme de réalisation représentée au dessin, le vase d'expansion 12 s'étend verticalement à un niveau supérieur à celui de la boîte à eau 11, c'est-à-d-ire que l'extrémité supérieure 14 du vase d'expansion recevant le couvercle 15 est située à un niveau supérieur à celui de la paroi transversale 25 de la boîte à eau. De cette façon, la partie supérieure 30 du tube 28 peut être coudée en U, sensiblement à 180 pour pénétrer dans la boîte à eau 11 -par un trou de la paroi transversale supérieure de cette boîte à eau. In the embodiment shown in the drawing, the expansion tank 12 extends vertically to a level higher than that of the water box 11, that is to say that the upper end 14 of the tank d expansion receiving the cover 15 is located at a level higher than that of the transverse wall 25 of the water box. In this way, the upper part 30 of the tube 28 can be bent in a U, substantially 180 to enter the water box 11 - through a hole in the upper transverse wall of this water box.
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