FR3047709A1 - Moyens de protection thermique d’une portion d’un conduit - Google Patents

Abstract

L'invention porte sur un ensemble comprenant des moyens de protection thermique d'une portion d'un conduit (3,4) et ladite portion de conduit, lesdits moyens de protection thermique comprenant un manchon isolant amovible entourant ladite portion de conduit.

Description

MOYENS DE PROTECTION THERMIQUE D’UNE PORTION

D’UN CONDUIT

[0001] L’invention concerne la protection thermique de conduits. Elle s’adresse notamment aux conduits destinés à la circulation de fluide, notamment de fluides consommables dans un véhicule automobile muni d’un groupe moto propulseur. Il peut s’agir, notamment, de carburant ou de réactif, par exemple un précurseur d’ammoniac du type urée en phase aqueuse pour traiter les gaz d’échappement.

[0002] Or certains, et même la plupart, des conduits canalisant ces fluides sont à base de polymères, ce type de matériau offrant une grande légèreté et permettant d’obtenir plus aisément qu’avec des conduits métalliques des formes complexes de tubulure. Cependant, selon la composition du polymère, ils peuvent présenter une plus ou moins grande vulnérabilité quand ils sont exposés à une forte chaleur. Deux cas de figure, notamment, peuvent se présenter : soit les conduits sont exposés, en fonctionnement normal, à une source de chaleur, notamment quand ils sont dans l’environnement du moteur thermique sous capot, soit ils ne sont pas exposés normalement à une source de chaleur, mais ils doivent y résister le cas échéant en cas d’incendie. C’est ce dernier cas que prévoit le Règlement d’Homologation des Nations Unies n° 34 intitulé « Prescriptions uniformes relatives à l’homologation des véhicules en ce qui concerne la prévention des risques d’incendie >>, qui s’applique notamment aux conduits raccordés à un réservoir de carburant.

[0003] Il est donc utile de protéger thermiquement au moins certaines portions de ces conduites en matériau polymère.

[0004] Il est ainsi connu du brevet FR 2 918 015 un dispositif de protection thermique d’un connecteur de pompe à vide pour moteur à combustion interne de véhicule, ce dispositif comprenant un écran thermique fixé de façon amovible à la bride du corps de la pompe à vide.

[0005] Cependant, ce mode de fixation ne donne pas entièrement satisfaction, dans la mesure où, notamment, il ne garantit pas complètement le blocage en position de l’écran vis-à-vis du connecteur, l’écran n’étant en outre pas transposable aisément à la protection d’une portion de conduite pouvant être significativement plus étendue que le connecteur décrit dans ce document.

[0006] Le but de l’invention est de proposer une conception améliorée de protection thermique adaptée aux conduites destinées à canaliser des fluides. Il s’agit notamment de mettre au point des moyens de protection thermique avec une fixation plus simple, plus robuste et adaptée à une large gamme de dimensions et/ou de formes de conduit.

[0007] L’invention a alors pour objet un ensemble comprenant des moyens de protection thermique d’une portion d’un conduit et ladite portion de conduit, lesdits moyens de protection thermique comprenant un manchon isolant amovible entourant ladite portion de conduit.

[0008] On comprend le terme manchon dans son acception habituelle, à savoir un composant présentant une forme sensiblement tubulaire.

[0009] On comprend par « isolant >>, le fait que le manchon présente une capacité d’isolation thermique.

[0010] Un manchon enveloppe donc entièrement la zone du conduit qu’on veut isoler thermiquement, ce qui est très avantageux et très efficace. Toute la circonférence de la portion de conduite est donc protégée. Le fait qu’il soit amovible est également très avantageux : il peut être disposé autour du conduit (et retiré) aisément, ce qui simplifie le montage en unité de fabrication industrielle.

[0011] Selon un mode de réalisation préféré, le manchon est en un matériau flexible, qui présente deux bords opposés qui sont maintenus autour de la portion de conduite, bord à bord ou avec un bord chevauchant l’autre, par repliement. Selon l’invention, on part donc d’un matériau non tubulaire, qu’on vient replier sur lui-même autour de la portion de conduite pour son montage. Cette façon de procédé facilite le stockage des manchons avant montage (les manchons peuvent être stockés à plat, en les empilant), et facilite également le montage ou le retrait du manchon, puisqu’on n’a pas besoin d’insérer un composant dans un autre, ou à positionner extrêmement précisément un composant par rapport à un autre, mais simplement à envelopper la portion de conduite avec le manchon.

[0012] De préférence, les deux bords opposés sont munis chacun de moyens de fixation qui coopèrent entre eux pour assurer le maintien des deux bords, l’un contre l’autre ou l’un chevauchant l’autre, autour de la portion de conduit.

[0013] Ces moyens de fixation peuvent être par exemple choisis parmi des systèmes de fixation mécanique suivants : un système de boutons et de boutonnières, de boutons pression, des bandes de boucles et crochets de type Velcro, un système de fermeture par glissière. Ces moyens présentent le grand avantage de ne nécessiter aucun outillage pour les mettre en oeuvre.

[0014] Il est préférable, par ailleurs, de prévoir des moyens pour que le manchon ne glisse pas en rotation (radialement) et/ou en translation (longitudinalement) une fois monté autour de la portion de conduite. On parle alors de verrouillage en position, à la fois longitudinal (selon la longueur de la portion de conduite) et anti rotation (autour de la circonférence de la portion de conduite).

[0015] On peut ainsi prévoir de munir la portion de conduite d’au moins une patte ou nervure saillante définissant une encoche dans laquelle est insérée une extrémité du manchon. Une fois le manchon refermé autour de la portion de conduite, on peut ainsi insérer une (ou chacune de) ses extrémités longitudinales dans cette encoche, en force, pour le maintenir en position. Cette opération est facilitée quand le manchon est prévu en un matériau présentant une certaine compressibilité, il se trouve alors « pincé >> localement dans cette encoche. Cette encoche peut ainsi être localisée ou faire tout le tour de la circonférence de la portion de conduite. On peut en prévoir une, correspondant à une extrémité du manchon, ou deux, pour chacune des extrémités du manchon (notamment dans le cas où le manchon dépasse une certaine longueur).

[0016] Avantageusement, les pattes et/ou nervure sont monobloc avec la portion de conduit. Le conduit étant de préférence choisi en matériau polymère, on peut effectivement obtenir toute forme et taille de nervures et de pattes lors du formage même du conduit.

[0017] Alternativement, on peut également prévoir que le manchon présente une certaine capacité d’étirement/d’élasticité et/ou le dimensionner de façon à ce que, une fois monté autour de la conduite, il soit sous tension autour de la conduite et reste en position sans avoir besoin de moyens de verrouillage en position supplémentaires.

[0018] Alternativement ou cumulativement, on peut aussi munir le manchon d’au moins une fente, d’une encoche (ou d’un oeillet) à l’une de ses extrémités, fente dans laquelle vient se loger une patte ou nervure saillante sur la portion de conduite, qui peut prendre la forme d’un crochet par exemple.

[0019] Tous ces moyens de verrouillage du manchon en position autour de la portion de conduite à isoler présentent le grand avantage de ne pas nécessiter de fixation à la structure autour de la conduite.

[0020] Selon un exemple, le manchon a une forme trapézoïdale avant repliement autour de la portion de conduite. Cette forme permet de faciliter le montage du manchon autour de la portion de conduite, et de s’adapter à des portions de conduite dont la section n’est pas constante, notamment au voisinage de raccords avec des réservoirs.

[0021] De préférence, le manchon comporte une ou plusieurs couches de matériau d’isolation thermique minéral, notamment à base de fibres de verre ou de roche ou de céramique.

[0022] Avantageusement, le manchon peut avoir des faces extérieures en matériau tissé ou en matériau non tissé, notamment métallique : on peut ainsi avoir une couche isolante qui est disposée entre deux feuilles de parement.

[0023] L’invention concerne plus particulièrement des portions de conduit en matériau polymère. Le conduit, étant protégé efficacement dans la zone où il a besoin d’être protégé grâce au manchon selon l’invention, peut ainsi rester à base de matériau polymère habituel, connu et économique, plutôt que d’avoir recours à des matériaux polymères haute performance coûteux et/ou plus délicats à mettre en forme.

[0024] Selon une application préférée de l’invention, le conduit en question est un conduit de fluide pour un groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique, notamment un fluide consommable du type carburant ou liquide d’agent réactif du type urée. Il s’agit notamment d’un groupe motopropulseur pour véhicule automobile de tourisme ou utilitaire.

[0025] L’invention a également pour objet tout véhicule automobile qui est équipé de l’ensemble décrit précédemment.

[0026] L’invention est décrite plus en détail ci-après à l’aide de deux exemples de réalisation non limitatif, illustrés à l’aide des figures suivantes. Les exemples se rapportent à un conduit raccordé à un réservoir de carburant d’un véhicule automobile équipé d’un moteur thermique : - La figure 1 représente, en vue de dessus en perspective, l’implantation du réservoir de carburant sous la caisse du véhicule, et du conduit d’alimentation en carburant qui y est rapporté et auquel l’invention s’intéresse ; - Les figures 2a, 2b et 2c représentent le manchon de protection thermique selon l’exemple 1 de l’invention aux trois étapes de son montage autour du conduit d’alimentation en carburant de la figure 1 ; - La figure 3 représente le manchon de protection thermique selon l’exemple 2 de l’invention, une fois monté autour du conduit d’alimentation en carburant de la figure 1.

[0027] Toutes ces figures sont à considérer comme schématiques et pas nécessairement à l’échelle.

[0028] Dans l’ensemble du présent texte, on comprend les références spatiales de type « haut >>, « bas >>, « supérieur >>, « inférieur >>, « au-dessus >>... comme se référant aux composants dans leurs positions de montage et d’utilisation, dans un véhicule automobile à l’arrêt sur un plan horizontal.

[0029] La figure 1 représente l’implantation d’un réservoir de carburant 2 sous la structure (la caisse) 1 d’un véhicule automobile, à l’arrière du véhicule. Le réservoir 1 est substantiellement en matériau polymère, éventuellement renforcé. A ce réservoir 2 est raccordé un conduit 3 par un goulot de raccordement 4, qui est le conduit de remplissage du réservoir (appelé également tubulure à carburant). Le conduit et le goulot sont également en matériau polymère, rapportés sur le réservoir ou moulés en monobloc avec celui-ci. Le réservoir 2 et le conduit 3 sont maintenus en position sous caisse par des moyens de fixation mécanique appropriés et connus en soi. Ces composants doivent respecter le Règlement d’Homologation des Nations Unies n° 34 cité précédemment, ce règlement imposant des tests de résistance au feu. Or il s’est avéré que deux zones sont particulièrement sensibles à une forte chaleur : - au niveau du goulot 4 au plus près du réservoir, - et dans la zone au-delà du goulot 4 jusqu’au premier coude 3a avant la remontée du conduit 3 vers la tête de conduit (non représentée. Ces zones risquent, quand elles sont exposées à la forte chaleur des tests de résistance au feu de la réglementation, de s’affaisser, ce qui engendre des contraintes mécaniques trop importantes. Le risque d’affaissement dépend aussi de l’architecture globale sous caisse du véhicule dans la zone d’implantation du réservoir : en effet, plus il y a d’espace entre la structure de caisse et le conduit, et plus il peut y avoir apport d’oxygène favorisant le tourbillonnage de flammes autour de la conduite, et donc accélération de son affaissement et de sa détérioration au test au feu.

[0030] L’invention a donc consisté à proposer d’équiper la ou les portions de conduite sensibles d’un manchon de protection thermique, afin de mieux les faire résister à de brusques et fortes chaleurs, comme celles provoquées par un incendie (test de résistance au feu pour homologation).

[0031] Les figures 2a,2b,2c représentent le manchon 5 selon l’exemple 1 de l’invention, qui va équiper la portion de conduite comprenant le goulot 4 et la partie du conduit 3 qui s’y raccorde, à proximité immédiate du réservoir 2 donc (non représenté à ces figures), à trois étapes successives du montage du manchon.

[0032] Ce manchon 5 est fait en un matériau flexible et compressible, d’une épaisseur d’environ 5 mm, comportant au moins une couche à base de fibres de verre isolantes thermiquement munie chacune de ses faces d’un film en tissé métallique du type aluminium ou à base d’aluminium. Il est disponible commercialement auprès de la société Lydall sous la référence VP3-8186. Il présente une conductivité thermique exprimée en W/(m.k) de 0,050 à 200°C et de 0,280 à 1000°C.

[0033] A la figure 2a, il est présenté à plat, sous la portion de conduite 3,4 qu’il doit isoler thermiquement. Il présente une forme trapézoïdale aux bords 5a, 5b, 5c et 5d, dont deux des bords opposés 5a,5b sont munis de moyens de fixation complémentaires 6a,6b. il s’agit ici de boutons pression, prévus au nombre de 3 paires et espacés les uns des autres sur chacun des bords 5a,5b de 1 à 10 cm, par exemple de 3 à 6 cm. A noter que la forme trapézoïdale a été ici choisie pour le manchon 5 car la zone à isoler thermiquement comprend le goulot 4 et le conduit 3, qui sont de diamètres relativement différents. Il va de soi que, quand la zone à isoler est située sur une portion de conduite à section constante, on peut alors adopter une forme de type carré ou rectangulaire.

[0034] Selon une variante non représentée, le manchon 5 est pourvu d’une encoche ou fente de forme rectangulaire à proximité de son bord 5d, encoche que l’on vient positionner dans la nervure 7 en saillie du pourtour du conduit 3, le manchon étant alors un peu plus long que représenté à la figure, pour permettre cette insertion, de façon à assurer le maintien axial et radial du manchon vis-à-vis de la portion de conduit 3. Le dimensionnement de l’encoche est adapté à celui de la nervure pour permettre d’insérer facilement la nervure dans l’encoche, ainsi que la longueur du manchon.

[0035] Selon une autre variante encore, la patte 7 peut être munie d’une encoche dans laquelle on vient insérer le bord 5d du manchon, toujours pour le verrouiller en position autour du conduit. On peut aussi prévoir le dimensionnement de la largeur du manchon pour que, une fois monté au tour du conduit, il l’enserre suffisamment fortement pour rester en place sans autres moyens spécifiques de verrouillage.

[0036] A la figure 2b, on vient replier le bord 5a sur le bord 5b du manchon 5 de façon à envelopper la portion de conduite à isoler, et on commence à les maintenir en position, un des bords 5a,5b venant chevaucher l’autre, en fermant les boutons pression 6a,6b en commençant par la paire de boutons pression la plus proche de la base la plus large 5c du trapèze formé par le manchon 5 à plat.

[0037] A la figure 2c, on termine de fermer les boutons pression 6a,6b pour achever le montage du manchon.

[0038] La figure 3 présente un manchon 5’ selon un deuxième exemple qui est une variante du précédent : toutes choses égales par ailleurs, on vient ici fermer le manchon non plus par recouvrement d’un bord par l’autre, mais bord à bord, en modifiant de façon appropriée la disposition des boutons pression 6a,6b.

[0039] Avec ce type de manchon, les conduits de carburant passent avec succès les tests d’homologation de résistance au feu. Leur montage est extrêmement simple et ne nécessite aucun outillage. En adaptant la forme et le dimensionnement du manchon, on peut y avoir recours pour toutes les portions de conduite qu’il est nécessaire d’isoler thermiquement. Le fait qu’il soit en un matériau souple et compressible permet d’absorber les éventuelles tolérances de dimensionnement sur les conduites. Il est stockable à plat, et se maintient en position correctement sans fixation supplémentaire à une structure.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Ensemble comprenant des moyens de protection thermique (5,5’) d’une portion d’un conduit (3,4) et ladite portion de conduit, caractérisé en ce que lesdits moyens de protection thermique comprennent un manchon isolant amovible entourant ladite portion de conduit.
2. 2. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le manchon (5,5’) est en un matériau flexible, qui présente deux bords opposés (5a,5b) qui sont maintenus autour de la portion de conduite (3,4) bord à bord ou avec un bord chevauchant l’autre par repliement.
3. 3. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deux bords opposés (5a,5b) sont munis chacun de moyens de fixation (6a,6b) qui coopèrent entre eux pour assurer le maintien des deux bords, l’un contre l’autre ou l’un chevauchant l’autre, autour de la portion de conduit (3,4).
4. 4. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de fixation sont un système de boutons et de boutonnières, de boutons pression (6a,6b), des bandes de boucles et crochets de type Velcro, un système de fermeture par glissière.
5. 5. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la portion de conduite (3,4) est munie d’au moins une patte (7) ou nervure saillante définissant une encoche dans laquelle est insérée une extrémité du manchon (5).
6. 6. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (5,5’) est muni d’au moins une fente à l’une de ses extrémités dans laquelle vient se loger une patte ou nervure saillante sur la portion de conduite (3,4).
7. 7. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (5,5’) a une forme trapézoïdale avant repliement autour de la portion de conduite (3,4).
8. 8. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (5,5’) comporte une ou plusieurs couches de matériau d’isolation thermique minéral, notamment à base de fibres de verre ou de roche ou de céramique.
9. 9. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le manchon (5,5’) a des faces extérieures en matériau tissé ou en matériau non tissé, notamment métallique.
10. 10. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conduit (3,4) est un conduit de fluide pour un groupe motopropulseur comprenant un moteur thermique, notamment un fluide consommable du type carburant ou liquide d’agent réactif du type urée.