FR3099994A3 - Filtre à carburant amélioré. - Google Patents

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Abstract

Filtre à carburant amélioré. Filtre (1), comprenant un boitier (2) comprenant une base (5) et un couvercle (6), un élément filtrant (3) dans lequel la base (5) comprend un orifice de drain (52) muni d’un obturateur (54) adapté pour sélectivement obturer l’orifice de drain (52), et dans lequel l’élément filtrant (3) comprend éventuellement une membrane hydrophobe (34) entourant le média filtrant (4) sur sa périphérie externe, l’élément filtrant (3) définissant avec la base (5) une zone de drain, positionnée entre la base (5) et l’élément filtrant (3), et communicant avec l’orifice de drain (52), la zone de drain étant reliée à une zone amont via un passage de fluide entre le boitier (2) et le flasque proximal (31). Figure pour l’abrégé : Fig. 1.

Description

Filtre à carburant amélioré.
Le présent exposé concerne le domaine des filtres à carburant pour véhicule.
Les filtres à carburant sont employés dans les véhicules, notamment automobiles, afin de purger le carburant d’impuretés qui sont susceptibles de s’y accumuler préalablement à leur passage dans la chambre de combustion.
Parmi les impuretés, les filtres à carburant doivent notamment séparer l’eau qui a pu se mêler au carburant. Une problématique récurrente pour de tels filtres concerne ainsi la séparation de l’eau du carburant, et son accumulation ou son évacuation afin qu’elle ne perturbe pas le fonctionnement du moteur.
Les structures connues de filtre visent ainsi typiquement à former une zone d’accumulation de l’eau qui est séparée du carburant par un élément filtrant. Toutefois, les solutions proposées posent des problématiques de montage du filtre et nécessitent des liaisons étanches, en particulier de l’élément filtrant dans le boitier, afin d’assurer une séparation entre la zone d’accumulation de l’eau et la zone de circulation du carburant filtré ou non filtré.
Afin de répondre au moins partiellement à ces problématiques, le présent exposé concerne un filtre à carburant pour véhicule, comprenant un boitier de filtre, une base et un couvercle, un élément filtrant disposé au sein d’un volume interne du boitier, entre la base et le couvercle, l’élément filtrant comprenant un flasque proximal, un flasque distal et un média filtrant disposé entre le flasque proximal et le flasque distal, l’élément filtrant présentant un conduit central traversant selon un axe longitudinal entre le flasque proximal et le flasque distal, dans lequel la base comprend un orifice de drain muni d’un obturateur adapté pour sélectivement obturer l’orifice de drain, le couvercle comprend un orifice d’admission et un orifice de refoulement de fluide, l’élément filtrant coopère avec le boitier pour définir une zone amont et une zone aval de fluide, la zone amont comprenant les zones du filtre entre l’orifice d’admission et le média filtrant, la zone aval comprenant les zones du filtre entre le média filtrant et l’orifice de refoulement selon un sens de circulation du fluide de l’orifice d’admission vers l’orifice de refoulement, et dans lequel l’élément filtrant comprend éventuellement une membrane hydrophobe entourant le média filtrant sur sa périphérie externe, l’élément filtrant définissant avec la base une zone de drain, positionnée entre la base et l’élément filtrant, et communicant avec l’orifice de drain, la zone de drain étant reliée à la zone amont via un passage de fluide entre le boitier et le flasque proximal.
Selon un exemple, le couvercle comprend un plongeur inséré au travers de l’élément filtrant via son flasque distal et de manière à faire saillie de son flasque proximal, le flasque proximal et le flasque distal étant chacun munis d’éléments d’étanchéité de manière à réaliser une liaison étanche avec le plongeur, le plongeur présentant une ouverture formée entre le flasque proximal et le flasque distal, afin de relier le volume interne de l’élément filtrant à l’orifice de refoulement.
Selon un exemple, la base présente des saillies adaptées pour réaliser une liaison par encliquetage avec l’élément filtrant, de manière à maintenir un espacement entre l’élément filtrant et un fond de la base.
L’élément filtrant comprend alors typiquement au moins une nervure s’étendant depuis le flasque proximal et coopérant avec lesdites saillies de la base, de sorte que lesdites saillies de la base engagent la au moins une nervure par encliquetage.
Selon un exemple, le flasque proximal est entouré par une portion cylindrique de révolution du boitier, le flasque proximal présentant une périphérie externe circulaire ayant un diamètre externe strictement inférieur à un diamètre interne de ladite portion cylindrique de révolution du boitier.
La figure 1 est une vue en coupe d’un filtre selon un aspect de l’invention.
La figure 2 est une vue d’ensemble d’un filtre selon un aspect de l’invention.
Sur l’ensemble des figures, les éléments en commun sont repérés par des références numériques identiques.
On décrit ci-après un filtre selon un aspect de l’invention en références aux figures 1 et 2.
On représente sur ces figures un filtre à carburant 1 comprenant un boitier 2 formé d’une base 5 et d’un couvercle 6 au sein duquel est disposé un élément filtrant 3.
L’élément filtrant 3 tel que présenté a une forme générale cylindrique de révolution. Il comprend un média filtrant 4 s’étendant selon un axe longitudinal Z-Z, et présentant une extrémité proximale 41 et une extrémité distale 42. Le média filtrant 4 définit un conduit interne 44 s’étendant selon l’axe longitudinal Z-Z.
Les dénominations « proximale » et « distale » sont arbitraires, et visent uniquement à permettre une distinction entre les différents éléments. Dans le cadre de la description, les éléments désignés par l’appellation « proximale » seront les éléments les plus proches de la base 5 du boitier 2 lorsque le filtre est assemblé.
Le média filtrant 4 est adapté pour réaliser une séparation des impuretés présentes dans un fluide le traversant tel que du gasoil.
Le média filtrant 3 est interposé entre deux flasques ; un flasque proximal 31 et un flasque distal 32. Les flasques ont chacun une forme générale de disque avec un perçage central, définissant ainsi pour chaque flasque 31 et 32 un diamètre interne et un diamètre externe. Les perçages centraux sont centrés sur l’axe longitudinal Z-Z, et définissent ainsi un passage traversant l’élément filtrant 3.
Dans l’exemple représenté, l’élément filtrant 3 comprend une armature interne 33 s’étendant entre le flasque proximal 31 et le flasque distal 32 et permettant notamment d’améliorer les propriétés mécaniques de l’élément filtrant 3 et ainsi de protéger le média filtrant 4 par exemple contre un risque d’écrasement. L’armature interne 33 est ajourée, et présente typiquement une structure de grille permettant ainsi un passage de fluide.
L’élément filtrant 3 comprend éventuellement une membrane hydrophobe 34 entourant le média filtrant 4. La membrane hydrophobe 34 est typiquement un film s’étendant depuis le flasque proximal 31 jusqu’au flasque distal 32, afin d’envelopper toute la périphérie externe du média filtrant 4. La membrane hydrophobe 34 autorise un passage de fluide à l’exception de l’eau. Ainsi, un fluide qui passe au travers de la membrane hydrophobe 34 sera purgé des éventuelles particules d’eau présentes dans ledit fluide.
Le boitier 2 du filtre 1, ici plus précisément le couvercle 6 du boitier 2 est muni d’un orifice d’admission 61 et d’un orifice de refoulement 62 par lesquels un liquide entre et sort respectivement du filtre 1. Le filtre 1 est configuré de manière à ce que le liquide pénétrant au sein du boitier 2 via l’orifice d’admission 61 doive nécessairement passer au travers du média filtrant 4 de l’élément filtrant 3 avant de pouvoir ressortir par l’orifice de refoulement 62. Le média filtrant 4 définit ainsi une zone aval (ou zone propre) et une zone amont (ou zone sale) au sein du filtre 1, la zone aval étant la zone du volume interne du boitier contenant le liquide après son passage au travers du média filtrant 4, c’est-à-dire en amont de l’élément filtrant 3 en considérant le sens de circulation du fluide dans le filtre 1, tandis que la zone amont est la zone du volume interne du boitier contenant le liquide avant son passage au travers du média filtrant 4, c’est-à-dire en aval de l’élément filtrant 3 en considérant le sens de circulation du fluide dans le filtre 1.
Le boitier 2, ou plus précisément la base 5 du boitier 2 comprend un conduit de purge 52 configuré de manière à permettre une purge du liquide présent au sein du volume interne, et un obturateur 54 adapté pour sélectivement obturer ledit conduit de purge 52. Le conduit de purge 52 tel que représenté débouche dans la partie inférieure de la base 5 du boitier 2
Le couvercle 6 du boitier 2 présente un plongeur 64 centré sur l’axe longitudinal Z-Z, et venant s’insérer dans l’élément filtrant 3, au travers des perçages centraux du flasque proximal 31 et du flasque distal 32, de manière à faire saillie du flasque proximal 31. Le flasque proximal 31 et le flasque distal 32 sont chacun munis d’éléments d’étanchéités, respectivement 36 et 37 assurant un contact étanche avec le plongeur 64 lorsque ce dernier est inséré au travers de l’élément filtrant 3.
Le plongeur 64 est un élément creux, typiquement relié à l’orifice de refoulement 62 du filtre 1. Le plongeur 64 est muni d’une ouverture 66 adaptée pour être positionnée entre le flasque proximal 31 et le flasque distal 32 lorsque le filtre 1 est assemblé. L’ouverture 66 permet ainsi un passage de fluide entre un volume interne de l’élément filtrant 3 et un volume interne du plongeur 64, et donc le cas échéant entre un volume interne de l’élément filtrant 3 et l’orifice de refoulement 62. D’autres composants peuvent être positionnés dans le volume interne du plongeur 64, par exemple des sondes ou un élément chauffant.
L’élément filtrant 3 est positionné dans le boitier 2, typiquement par encliquetage sur la base 5 du boitier 2. Dans l’exemple illustré, la base 5 comprend une pluralité de pattes ou languettes 56 s’étendant sensiblement selon l’axe longitudinal Z-Z depuis un fond de la base 5, et comprenant des encoches adaptées pour coopérer avec des nervures formées sur une collerette 35 s’étendant depuis le flasque proximal 31 de l’élément filtrant 3, typiquement selon une section cylindrique de révolution autour de l’axe longitudinal Z-Z. L’élément filtrant 3 est ainsi maintenu en position par rapport à la base 5 du boitier 2 lorsque les pattes ou languettes 56 de la base 5 engagent la collerette 35 de l’élément filtrant 3.
L’élément filtrant 3 et le boitier 2 sont dimensionnés de manière à permettre un passage de fluide autour de l’élément filtrant 3, c’est-à-dire entre l’élément filtrant 3 et le boitier 2. Plus précisément, si on se réfère notamment à la figure 1, on voit que l’élément filtrant 3 est positionné dans une région centrale du boitier 2 délimitée par une portion interne du couvercle 6 et de la base 5 ayant chacune une périphérie interne sensiblement cylindrique de révolution autour de l’axe longitudinal Z-Z. L’élément filtrant 3 et le boitier 2 sont dimensionnés de manière à ce que l’élément filtrant 3 ne forme pas une liaison étanche avec la région du boitier 2 l’entourant. En référence au mode de réalisation illustré sur la figure 1, cela se traduit par le fait que sur toute la hauteur de l’élément filtrant 3 (la hauteur étant selon l’axe longitudinal Z-Z), l’élément filtrant 3 présente une dimension radiale externe strictement inférieure au diamètre interne du boitier 2.
En fonctionnement, un fluide est amené via l’orifice d’admission, 61 du boitier 2. L’orifice d’admission 61 débouche dans le volume interne du boitier 2, typiquement dans une partie supérieure du boitier 2, c’est-à-dire une partie du boitier se trouvant entre le flasque distal 32 et le couvercle 6 du boitier 2. Le fluide va ensuite traverser, éventuellement, la membrane hydrophobe 34 puis le média filtrant 4 de l’élément filtrant 3, depuis sa périphérie externe vers sa périphérie interne, réalisant l’opération de filtration du fluide, passant donc de la zone amont (ou zone sale) à la zone aval (ou zone propre) du filtre 1. Le fluide ainsi filtré va ensuite passer par l’ouverture 66 aménagée dans le plongeur 64 pour sortir du filtre 1 via l’orifice de refoulement 62.
On note que la position de l’éventuelle membrane hydrophobe 34 autour de la périphérie externe du média filtrant 4 assure que le fluide doit nécessairement passer au travers de la membrane hydrophobe 34 avant de traverser le média filtrant 4. Ainsi, le fluide est purgé des éventuelles particules d’eau avant de traverser le média filtrant 4. On comprend ainsi que des particules d’eau sont accumulées hors de l’élément filtrant 3. Les particules d’eau vont naturellement décanter et s’accumuler au fond du boitier 2 par gravité, c’est-à-dire au fond de la base 5 du boitier 2. Du fait de la configuration de l’élément filtrant 3 et du boitier 2, ces particules d’eau vont couler le long de l’élément filtrant 3, puis passer entre le flasque proximal 31 et la paroi interne du boitier 2 afin d’atteindre la région du filtre 1 située entre la base 5 du boitier 2 et le flasque proximal 31, cette région formant une zone de drain du filtre 1 communiquant avec l’orifice de drain 52, dans laquelle l’eau ainsi filtrée peut s’accumuler, l’eau accumulée étant ainsi dans une région ne venant pas perturber le passage de fluide, par exemple de carburant, au travers de l’élément filtrant 3, et ne dégradant donc pas les capacités de filtration du filtre 1.
Lorsque le filtre doit être remplacé, l’obturateur 54 peut être actionné afin de réaliser une fonction de purge du fluide présent dans le boitier 2 du filtre 1 via l’orifice de drain 52, et donc notamment de l’eau qui s’y est accumulée. L’opérateur peut alors sélectivement remplacer le couvercle 5 avec l’élément filtrant 3, ou une partie uniquement, par exemple l’élément filtrant 3. Le couvercle 6 du boitier 2 est alors séparé de la base 5, l’élément filtrant 3 est dé-encliqueté de la base 5, un nouvel élément filtrant 3 est encliqueté sur la base 5. Le couvercle 6 du boitier 2 est alors positionné ; le plongeur 64 est inséré dans l’élément filtrant 3, et permet notamment de guider le positionnement du couvercle 6 et de faciliter son positionnement.
Le filtre 1 proposé est avantageux en ce qu’il ne nécessite pas de liaison étanche au niveau de la périphérie externe de l’élément filtrant. En effet, on comprend que la structure proposée nécessite uniquement une liaison étanche entre l’élément filtrant et le plongeur 64 du couvercle 6 du boitier 2, une telle étanchéité étant plus simple à assurer qu’une liaison étanche entre la périphérie externe de l’élément filtrant 3 et le boitier 2. La structure proposée permet donc de simplifier considérablement la fabrication du filtre 1 dans son ensemble ainsi que les opérations de positionnement de l’élément filtrant 3 dans le boitier 2, que ce soit lors d’un assemblage initial du filtre 1 ou lors d’une opération de maintenance visant à remplacer l’élément filtrant 3, par rapport à un filtre dont la structure nécessiterait une liaison étanche entre le flasque proximal 31 et la base 5 du boitier 2.

Claims (5)

  1. Filtre (1) à carburant pour véhicule, comprenant
    un boitier (2) de filtre, comprenant une base (5) et un couvercle (6),
    un élément filtrant (3) disposé au sein d’un volume interne du boitier (2), entre la base (5) et le couvercle (6), l’élément filtrant (3) comprenant un flasque proximal (31), un flasque distal (32) et un média filtrant (4) disposé entre le flasque proximal (31) et le flasque distal (32), l’élément filtrant (4) présentant un conduit central traversant selon un axe longitudinal (Z-Z) entre le flasque proximal (31) et le flasque distal (32),
    dans lequel
    la base (5) comprend un orifice de drain (52) muni d’un obturateur (54) adapté pour sélectivement obturer l’orifice de drain (52),
    le couvercle (6) comprend un orifice d’admission (61) et un orifice de refoulement (62) de fluide,
    l’élément filtrant (3) coopère avec le boitier (2) pour définir une zone amont et une zone aval de fluide, la zone amont comprenant les zones du filtre (1) entre l’orifice d’admission (61) et le média filtrant (3), la zone aval comprenant les zones du filtre (1) entre le média filtrant (3) et l’orifice de refoulement (62) selon un sens de circulation du fluide de l’orifice d’admission (61) vers l’orifice de refoulement (62),
    et dans lequel
    l’élément filtrant (3) comprend éventuellement une membrane hydrophobe (34) entourant le média filtrant (4) sur sa périphérie externe,
    l’élément filtrant (3) définissant avec la base (5) une zone de drain, positionnée entre la base (5) et l’élément filtrant (3), et communicant avec l’orifice de drain (52), la zone de drain étant reliée à la zone amont via un passage de fluide entre le boitier (2) et le flasque proximal (31).
  2. Filtre (1) à carburant selon la revendication 1, dans lequel le couvercle (6) comprend un plongeur (64) inséré au travers de l’élément filtrant (3) via son flasque distal (32) et de manière à faire saillie de son flasque proximal (31), le flasque proximal (31) et le flasque distal (32) étant chacun munis d’éléments d’étanchéité (36, 37) de manière à réaliser une liaison étanche avec le plongeur (64), le plongeur (64) présentant une ouverture (66) formée entre le flasque proximal (31) et le flasque distal (32), afin de relier le volume interne de l’élément filtrant (3) à l’orifice de refoulement (62).
  3. Filtre (1) à carburant selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel la base (5) présente des saillies (56) adaptées pour réaliser une liaison par encliquetage avec l’élément filtrant (3), de manière à maintenir un espacement entre l’élément filtrant (3) et un fond de la base (5).
  4. Filtre (1) à carburant selon la revendication 3, dans lequel l’élément filtrant (3) comprend au moins une nervure (35) s’étendant depuis le flasque proximal (31) et coopérant avec lesdites saillies (56) de la base (5), de sorte que lesdites saillies (56) de la base (5) engagent la au moins une nervure (35) par encliquetage.
  5. Filtre (1) à carburant selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le flasque proximal (31) est entouré par une portion cylindrique de révolution du boitier (2), le flasque proximal (31) présentant une périphérie externe circulaire ayant un diamètre externe strictement inférieur à un diamètre interne de ladite portion cylindrique de révolution du boitier (2).
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