FR2636903A1 - Device for heating the fluid for washing the windows of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif de chauffage du liquide de lavage de vitres d'un véhicule automobile. The present invention relates to a device for heating the window washing liquid of a motor vehicle.
On connaît des systèmes lave-vitres de véhicules équipés d'un dispositif de chauffage avec régulation de la température du liquide de lavage, généralement constitué d'une résistance électrique chauffante située dans le réservoir du liquide ou dans un récipient annexe et alimentée par l'accumulateur électrique du véhicule par l'intermédiaire d'un thermo-contact s'ouvrant lorsque la température du liquide atteint une valeur donnée. De tels systèmes manquent de fiabilité, consomment de l'énergie électrique et sont d'un prix de revient élevé. Screenwashing systems are known for vehicles equipped with a heating device with regulation of the temperature of the washing liquid, generally consisting of an electric heating resistor situated in the liquid reservoir or in an annexed container and supplied by the vehicle electric accumulator via a thermo-contact opening when the temperature of the liquid reaches a given value. Such systems lack reliability, consume electrical energy and are of a high cost price.
On connaît également un dispositif lave-vitre de véhicule du type comprenant un réchauffeur sur le circuit du liquide de lavage entre une pompe d'alimentation en liquide de lavage et au moins un organe de pulvérisation, tel qu'un gicleur, lequel réchauffeur est associé à une conduite traversée par un fluide caloporteur tel que le liquide du circuit de refroidissement du moteur du véhicule, le liquide circulant dans la conduite constituant la source de chaleur du réchauffeur.Ce dernier est conçu de façon à permettre un échange important de chaleur afin que le liquide de lavage s'échauffe rapidement lors de la montée en température du moteur (démarrage à froid) et ce liquide risque de devenir trop chaud, voire même de bouillir, lorsque le moteur atteint sa température de fonctionnement normal (circuit de refroidissement sous pression, c'est-à-dire température pouvant dépasser 1000C). There is also known a vehicle window washing device of the type comprising a heater on the washing liquid circuit between a washing liquid supply pump and at least one spraying member, such as a nozzle, which heater is associated to a pipe through which a heat transfer fluid such as the liquid from the vehicle engine cooling circuit passes, the liquid circulating in the pipe constituting the heat source of the heater. The latter is designed so as to allow a significant exchange of heat so that the washing liquid heats up quickly when the engine warms up (cold start) and this liquid may become too hot, or even boil, when the engine reaches its normal operating temperature (pressurized cooling system) , i.e. temperature which can exceed 1000C).
La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus des dispositifs lave-vitres connus. The object of the present invention is to eliminate the above drawbacks of known window-cleaning devices.
Pour cela, le dispositif de chauffage du liquide de lavage d'au moins une vitre d'un véhicule automobile, du type comprenant un réchauffeur du liquide de lavage, disposé entre une pompe d'alimentation en liquide de lavage et au moins un organe de pulvérisation, tel qu'un gicleur, du liquide de lavage sur la vitre et formé par une enceinte traversée par une conduite de passage d'un fluide caloporteur, est caractérisé en ce qu'il comprend une vanne thermostatique située en aval du réchauffeur permettant de réguler la température du liquide de lavage traversant l'enceinte du réchauffeur. For this, the device for heating the washing liquid of at least one window of a motor vehicle, of the type comprising a washing liquid heater, disposed between a washing liquid supply pump and at least one spraying, such as a nozzle, washing liquid on the glass and formed by an enclosure through which a pipe for the passage of a heat-transfer fluid passes, is characterized in that it comprises a thermostatic valve situated downstream of the heater making it possible to regulate the temperature of the washing liquid passing through the enclosure of the heater.
Avantageusement, la conduite précitée est une conduite de dérivation du liquide de refroidissement du moteur du véhicule. Advantageously, the above-mentioned pipe is a pipe for bypassing the vehicle engine coolant.
Selon une caractéristique de l'invention, la vanne thermostatique est disposée dans la conduite de dérivation en sortie du réchauffeur et est constituée par une capsule thermostatique à cire dilatable agissant sur une soupape de fermeture du passage du liquide caloporteur lorsque celui-ci atteint une température supérieure prédéterminée. According to a characteristic of the invention, the thermostatic valve is arranged in the bypass line at the outlet of the heater and is constituted by a thermostatic capsule with expandable wax acting on a valve for closing the passage of the heat-transfer liquid when the latter reaches a temperature predetermined higher.
Suivant un autre mode de réalisation, la vanne thermostatique est disposée dans un boîtier mitigeur, dont les conduites d'amenée du liquide de lavage chaud et du liquide de lavage froid sont reliées respectivement à la sortie du réchauffeur et à la pompe d'alimentation et dont la conduite de sortie est reliée à l'organe de pulvérisation, l'organe de fermeture de la vanne thermostatique obture alternativement, selon que la température du liquide sortant du boîtier est inférieure ou supérieure à un seuil déterminé, le conduit d'amenée de liquide froid ou partiellement le conduit d'amenée de liquide chaud. According to another embodiment, the thermostatic valve is arranged in a mixer housing, the supply lines of the hot washing liquid and the cold washing liquid being connected respectively to the outlet of the heater and to the supply pump and the outlet pipe of which is connected to the spraying member, the closing member of the thermostatic valve alternately closes, depending on whether the temperature of the liquid leaving the casing is below or above a predetermined threshold, the supply duct of cold liquid or partially the hot liquid supply duct.
De préférence, l'enceinte du réchauffeur comprend, à l'intérieur de celle-ci et fixées coaxialement à la conduite de dérivation, un certain nombre de plaques métalliques ou parallèles ajourées favorisant l'échange thermique entre le liquide caloporteur et le liquide de lavage. Preferably, the enclosure of the heater comprises, inside the latter and fixed coaxially to the bypass pipe, a number of perforated metal or parallel plates promoting the heat exchange between the heat transfer liquid and the washing liquid. .
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels
- la figure 1 représente schématiquement le dispositif de lavage de l'invention suivant un premier mode de réalisation
- la figure 2 représente en coupe une vue agrandie du réchauffeur et de la vanne thermostatique de la figure 1
- les figures 3A et 3B représentent en perspective deux modes de réalisation de plaques métalliques de la figure 2 suivant la flèche III ; et
- la figure 4 représente schématiquement le dispositif de lavage de l'invention suivant un autre mode de réalisation.The invention will be better understood and other characteristic aims, details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which follows, made with reference to the appended schematic drawings given solely by way of example illustrating several modes of realization of the invention and in which
- Figure 1 shows schematically the washing device of the invention according to a first embodiment
- Figure 2 shows in section an enlarged view of the heater and the thermostatic valve of Figure 1
- Figures 3A and 3B show in perspective two embodiments of metal plates of Figure 2 according to arrow III; and
- Figure 4 shows schematically the washing device of the invention according to another embodiment.
En se reportant à la figure 1, la référence 1 désigne un réservoir contenant un liquide de lavage, tel que par exemple de l'eau, de vitres d'un véhicule automobile envoyé par une pompe 2 dans une conduite 3 débouchant dans un réchauffeur 4 à la partie inférieure de celui-ci. Le réchauffeur 4 est constitué dans le cas présent par une enceinte cylindrique fermée montée coaxialement sur une conduite 5 traversant l'enceinte. La conduite 5 est de préférence une conduite de dérivation du liquide de refroidissement du moteur du véhicule formant liquide caloporteur, seule la conduite principale 6 du circuit de refroidissement du moteur étant représentée.Le liquide de lavage, après avoir traversé le réchauffeur 4, circule dans une conduite de sortie 7 reliée à la partie supérieure du réchauffeur 4 et dont l'extrémité aval se scinde en deux conduites Sa et 8b d'amenée du fluide chaud de lavage respectivement à deux organes de pulvérisation 9a et 9b, tels que des gicleurs, de celui-ci sur la vitre correspondante du véhicule. Referring to FIG. 1, the reference 1 designates a reservoir containing a washing liquid, such as for example water, of the windows of a motor vehicle sent by a pump 2 in a pipe 3 opening into a heater 4 at the bottom of it. The heater 4 is constituted in the present case by a closed cylindrical enclosure mounted coaxially on a pipe 5 passing through the enclosure. Line 5 is preferably a line for bypassing the coolant from the engine of the vehicle forming the coolant, only the main line 6 of the engine coolant circuit being shown. The washing liquid, after passing through the heater 4, circulates in an outlet pipe 7 connected to the upper part of the heater 4 and the downstream end of which splits into two pipes Sa and 8b for supplying the hot washing fluid respectively to two spraying members 9a and 9b, such as nozzles, of it on the corresponding window of the vehicle.
Selon l'invention, une vanne thermostatique 10 est disposée en aval du réchauffeur 4 dans la conduite de dérivation 5 afin de limiter le passage du fluide caloporteur et ainsi de régler l'échange thermique avec le liquide de lavage circulant dans le réchauffeur 4. According to the invention, a thermostatic valve 10 is arranged downstream of the heater 4 in the bypass line 5 in order to limit the passage of the heat transfer fluid and thus to regulate the heat exchange with the washing liquid circulating in the heater 4.
Comme représenté en figure 2, la vanne thermostatique 10 comprend une soupape de fermeture 11 à extrémité tronconique, ouverte dans les conditions normales de fonctionnement, et susceptible de venir en appui contre un siège de soupape correspondant 12 pour obturer un orifice de sortie 13 du liquide caloporteur. L'organe de commande de déplacement de la soupape 11 de la vanne thermostatique 10 est, de façon connue, constitué par une capsule thermostatique 14 contenant de la cire disposée entre la soupape 11 et un ressort tronconique 15 maintenu axialement par une rondelle interne 16 fixée dans la conduite de dérivation 5 par un bourrelet annulaire Sa de celle-ci enserrant circonférentiellement la rondelle 16.As shown in FIG. 2, the thermostatic valve 10 comprises a shut-off valve 11 with a frustoconical end, open under normal operating conditions, and capable of coming to bear against a corresponding valve seat 12 to close an outlet orifice 13 for the liquid coolant. The movement control member of the valve 11 of the thermostatic valve 10 is, in known manner, constituted by a thermostatic capsule 14 containing wax disposed between the valve 11 and a frustoconical spring 15 held axially by an internal washer 16 fixed in the bypass pipe 5 by an annular bead Sa of the latter circumferentially enclosing the washer 16.
Le siège 12 de la soupape 11 ainsi que l'orifice 13 de sortie sont réalisés par usinage dans une bague annulaire de raccordement de deux portions alignées de la conduite 5. Avantageusement, l'orifice 13 est calibré afin d'optimiser les montées en températures du fluide de lavage. Lorsque le fluide caloporteur dépasse une valeur de température supérieure prédéterminée, la cire de la capsule 14 se dilate et, en prenant appui sur le ressort 15, amène la soupage 11 à venir en appui contre son siège 12, obturant l'orifice 13 et interrompant ainsi le passage du fluide caloporteur à travers la conduite de dérivation 5. The seat 12 of the valve 11 as well as the outlet orifice 13 are produced by machining in an annular ring connecting two aligned portions of the pipe 5. Advantageously, the orifice 13 is calibrated in order to optimize the temperature rises washing fluid. When the heat transfer fluid exceeds a predetermined upper temperature value, the wax of the capsule 14 expands and, taking support on the spring 15, causes the soup 11 to come to bear against its seat 12, closing the orifice 13 and interrupting thus the passage of the heat transfer fluid through the bypass pipe 5.
Le fonctionnement du dispositif conforme à l'invention résulte déjà de la description qui en a été faite ci-dessus et va être décrit brièvement. The operation of the device according to the invention already results from the description which has been given above and will be described briefly.
Le liquide de lavage contenu dans le réservoir 1 est propulsé par la pompe 2 dans la canalisation 3 et traverse le réchauffeur 4 pour y être chauffé en prélevant les calories du liquide caloporteur circulant dans la conduite de dérivation 5. La vanne thermostatique 10 régule la température du liquide de lavage traversant le réchauffeur 4 qui parvient aux gicleurs 9a et 9b par l'intermédiaire des conduites 7, 8a et 8b. Lorsque la température du fluide caloporteur atteint la valeur supérieure de seuil prédéterminée, la vanne thermostatique se ferme jusqu'à ce que la température du fluide caloporteur redescende à une valeur inférieure à la valeur de seuil. The washing liquid contained in the tank 1 is propelled by the pump 2 in the pipe 3 and passes through the heater 4 to be heated there by taking the calories from the heat transfer liquid circulating in the bypass line 5. The thermostatic valve 10 regulates the temperature washing liquid passing through the heater 4 which reaches the nozzles 9a and 9b via the pipes 7, 8a and 8b. When the temperature of the heat transfer fluid reaches the upper predetermined threshold value, the thermostatic valve closes until the temperature of the heat transfer fluid drops to a value below the threshold value.
Afin d'améliorer l'échange thermique entre le fluide caloporteur et le liquide de lavage circulant à travers le réchauffeur 4, des plaques métalliques ajourées 17 sont fixées à l'intérieur de l'enceinte du réchauffeur sur la conduite de dérivation 5 coaxialement à celle-ci qui est de préférence en un matériau bon conducteur thermique. Les figures 3A et 3B représentent précisément deux types de plaques métalliques ajourées susceptibles d'être utilisées dans le réchauffeur 4. In order to improve the heat exchange between the heat transfer fluid and the washing liquid circulating through the heater 4, perforated metal plates 17 are fixed inside the enclosure of the heater on the bypass pipe 5 coaxially with that which is preferably made of a material which is a good thermal conductor. FIGS. 3A and 3B represent precisely two types of perforated metal plates capable of being used in the heater 4.
Chaque plaque métallique représentée à ces figures est de forme circulaire et comprend une partie centrale tubulaire 17a permettant à la plaque 17 d'etre en contact avec la conduite de dérivation 5, ce qui optimise l'échange thermique. La plaque de la figure 3A a ses ajours formés par une pluralité de trous 17b diposés circonférentiellement et concentriquement. La plaque 17 de la figure 3B a ses ajours formés par un certain nombre de fentes radiales 17c réalisées sur tout le pourtour de la plaque. Les trous 17b et les fentes radiales 17c sont de dimensions et de formes suffisantes pour ne pas créer de perte de charge trop importante sur le circuit de circulation du liquide de lavage tout en conservant aux plaques 17 une surface d'échange thermique suffisamment importante.La figure 2 représente l'enceinte 4a du réchauffeur 4 qui peut être métallique ou en plastique et qui comprend, solidaires par exemple par soudage de celle-ci, deux embouts 4b et 4c de raccordement respectivement des conduites 3 et 7. Afin que le dispositif ne soit pas influencé par la température environnante telle que celle de la chaleur sous le capot du véhicule, ou de l'air froid en hiver, un isolant extérieur 4d, de faible conductivité thermique, enveloppe l'enceinte 4a du réchaufféur 4. Suivant une variante, l'enceinte 4a peut être réalisée en une seule pièce en une matière plastique avec les embouts 4b et 4c et surmoulée sur la conduite 5 équipée des plaques métalliques 17. De plus, la capacité de l'enceinte 4a du réchauffeur 4 est déteminée de façon à assurer un lavage correct de vitre tout en se limitant à un volume correspondant au minimum nécessaire à cette fonction.De cette façon, seul un volume réduit de nouveau liquide provenant du réservoir 1 sera à réchauffer et le temps d'échange thermique avec le liquide caloporteur sera lui aussi réduit au minimum, ce qui accroît l'efficacité du dispositif de chauffage de l'invention.Each metal plate shown in these figures is circular in shape and comprises a central tubular part 17a allowing the plate 17 to be in contact with the bypass pipe 5, which optimizes the heat exchange. The plate of FIG. 3A has its openings formed by a plurality of holes 17b disposed circumferentially and concentrically. The plate 17 of FIG. 3B has its openings formed by a certain number of radial slots 17c produced around the entire periphery of the plate. The holes 17b and the radial slots 17c are of sufficient size and shape so as not to create too great a pressure drop on the circuit for circulation of the washing liquid while retaining the plates 17 a sufficiently large heat exchange surface. 2 shows the enclosure 4a of the heater 4 which may be metallic or plastic and which comprises, joined for example by welding thereof, two ends 4b and 4c for connecting lines 3 and 7 respectively. So that the device does not is not influenced by the surrounding temperature such as that of the heat under the hood of the vehicle, or cold air in winter, an external insulator 4d, of low thermal conductivity, envelops the enclosure 4a of the heater 4. According to a variant , the enclosure 4a can be made in a single piece of a plastic material with the end pieces 4b and 4c and overmolded on the pipe 5 fitted with metal plates 17. In addition, the capacity of the enclosure 4a of the heater 4 is determined so as to ensure correct washing of the glass while limiting itself to a volume corresponding to the minimum necessary for this function. In this way, only a reduced volume of new liquid coming from the reservoir 1 will be heated and the heat exchange time with the heat transfer liquid will also be reduced to a minimum, which increases the efficiency of the heating device of the invention.
En se reportant à la figure 4 où les mêmes composants que ceux représentés aux figures précédentes portent les mêmes références, la vanne thermostatique 18 est reliée entre la conduite de sortie 7 du réchauffeur 4 et les conduites Sa et 8b des gicleurs 9a et 9b. Plus précisément, la vanne thermostatique 18 est incorporée dans un boitier-mitigeur 19 dont la conduite d'amenée en liquide chaud est formée par la conduite 7 et la conduite d'amenée en liquide froid est constituée par une conduite de bifurcation 3b de la conduite 3 dont l'autre conduite de bifurcation 3a est reliée au réchauffeur 4. La conduite de sortie 19a du bottier-mitigeur 19 est reliée aux deux conduites 8a et 8b.L'organe de fermeture 18a de la vanne thermostatique 18 est en forme de piston dont le bord supérieur, dans les conditions normales de fonctionnement, dégage l'ouverture d'arrivée de liquide chaud de la conduite 7 et dont le bord inférieur obture l'ouverture d'arrivée du liquide froid de la conduite 3b. Referring to Figure 4 where the same components as those shown in the previous figures have the same references, the thermostatic valve 18 is connected between the outlet pipe 7 of the heater 4 and the pipes Sa and 8b of the nozzles 9a and 9b. More specifically, the thermostatic valve 18 is incorporated in a mixer-tap 19 whose supply line for hot liquid is formed by line 7 and the supply line for cold liquid consists of a bifurcation line 3b of the line 3, the other bifurcation pipe 3a of which is connected to the heater 4. The outlet pipe 19a of the mixer-tap 19 is connected to the two pipes 8a and 8b. The closing member 18a of the thermostatic valve 18 is in the form of a piston whose upper edge, under normal operating conditions, clears the hot liquid inlet opening from line 7 and whose lower edge closes the cold liquid inlet opening from line 3b.
La face supérieure de l'organe 18a en forme de piston comprend un certain nombre d'ouvertures 18b de passage du liquide de lavage froid présent dans le piston 18a afin de le mélanger au liquide chaud dans la chambre située au-dessus du piston 18a. Une capsule thermostatique 20, contenant de la cire, est associée à l'organe 18a formant piston et est susceptible de le déplacer axialement vers le haut par rapport à la figure 4 pour qu'il obture partiellement l'ouverture d'arrivée du fluide de lavage chaud et dégage l'ouverture d'arrivée de liquide froid lorsque la température du liquide au-dessus du piston atteint une valeur supérieure prédéterminée.Ainsi, l'ensemble vanne thermostatique 18 - boTtier-mitigeur 19 agit sur les proportions liquide chaud et liquide froid afin de distribuer aux gicleurs 9a et 9b un liquide d'une température sensiblement constante pour une bonne efficacité de lavage de la vitre, notamment entre 600C et 800C. Le mélange liquide chaud liquide froid est donc effectué automatiquement en fonction de la valeur de température souhaitée du liquide de lavage aux gicleurs 9a et 9b, qui correspond à la valeur de fonctionnement de la vanne thermostatique 18. The upper face of the piston-shaped member 18a includes a number of openings 18b for passage of the cold washing liquid present in the piston 18a in order to mix it with the hot liquid in the chamber situated above the piston 18a. A thermostatic capsule 20, containing wax, is associated with the member 18a forming a piston and is capable of displacing it axially upwards relative to FIG. 4 so that it partially closes the opening of the inlet fluid. hot wash and clears the cold liquid inlet opening when the temperature of the liquid above the piston reaches a predetermined higher value. Thus, the thermostatic valve 18 - valve-mixer 19 assembly acts on the proportions of hot liquid and liquid cold in order to distribute to the nozzles 9a and 9b a liquid of a substantially constant temperature for good washing efficiency of the window, in particular between 600C and 800C. The hot liquid cold liquid mixture is therefore carried out automatically as a function of the desired temperature value of the washing liquid at the nozzles 9a and 9b, which corresponds to the operating value of the thermostatic valve 18.
L'ensemble vanne thermostatique 18 - boîtier mitigeur 19 peut être miniaturisé de façon à le placer le plus près possible des gicleurs 9a et 9b, ce qui élimine pratiquement toute perte d'efficacité du dispositif due l'éloignement du réchauffeur 4 par rapport aux gicleurs 9a et 9b. Bien entendu, le réchauffeur 4 de la figure 4 peut comporter les plaques 17 de la figure 2 favorisant -l'échange thermique entre le liquide caloporteur et le liquide de lavage. The thermostatic valve 18 - mixer 19 assembly can be miniaturized so as to place it as close as possible to the nozzles 9a and 9b, which virtually eliminates any loss of efficiency of the device due to the distance of the heater 4 from the nozzles. 9a and 9b. Of course, the heater 4 of Figure 4 may include the plates 17 of Figure 2 promoting -the heat exchange between the heat transfer liquid and the washing liquid.
Claims (8)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |