WO2009098406A2 - Conduit d'écoulement de gaz avec obturateur pour véhicule automobile - Google Patents

Conduit d'écoulement de gaz avec obturateur pour véhicule automobile Download PDF

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WO2009098406A2
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wall
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inhibitors
edge
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Nicolas Renard
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Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
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    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
    • F16K1/18—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
    • F16K1/22—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves
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    • F16K1/2261—Shaping or arrangements of the sealing the sealing being arranged on the valve member
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    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/04—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves
    • F16K11/052—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves with pivoted closure members, e.g. butterfly valves
    • F16K11/0525—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves with pivoted closure members, e.g. butterfly valves the closure members being pivoted around an essentially central axis
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a gas flow conduit with a shutter.
  • the engine supply gases - which can be compressed or not - are made to follow different paths within the engine lines before being admitted into the combustion chamber for combustion. .
  • the engine comprises a channel with a heat exchanger, for example a cooler, and a direct path through which the gases are not cooled.
  • the choice of the channel can be done at a distribution chamber, or valve, located upstream of the exchanger and whose function is to distribute the gas in one or other of the tract.
  • a movable shutter, or flap extends in the distribution chamber to guide the gas, depending on the engine speed, either to the exchanger or to the direct route.
  • the chamber may be cylindrical in shape, the flap being of rectangular shape and being rotatably mounted about a median axis collinear with the axis of the cylinder.
  • a constant concern is the seal between the flap and the wall of the distribution chamber.
  • it is necessary to provide a clearance (or tolerance) between the two. The gases are likely to pass through this game and thus flow into the part of the chamber normally closed by the flap.
  • the invention aims to provide a gas flow conduit with an optimized seal between the shutter and the wall of the conduit.
  • the invention relates to a gas flow duct, comprising a wall, a shutter, mounted movably in the duct, and sealing means arranged to inhibit the movement of gas between the wall and the shutter, characterized in that the sealing means comprise a plurality of discrete inhibitors.
  • the gases instead of being inhibited in their movements by continuous means as in the prior art, are hampered in their progression by a plurality of discrete inhibitors.
  • the amount of movement of the gases decreases, that is to say that the gases lose energy; it is therefore with less energy that the gases approach the next inhibitor, which is more difficult for them to cross.
  • the seal is thus improved.
  • it can be optimized, since a plurality of discrete inhibitors can provide, with comparable bulk, a better seal than a continuous inhibitor.
  • the inhibitors are of different natures. This makes it possible to vary the nature of the inhibitions suffered by the gas and to arrange their succession for a better seal. By different natures, it is understood that, among all the inhibitors, there are at least two different types of inhibitors.
  • the means comprise a first inhibitor, a second inhibitor comprising a depression chamber and a third inhibitor.
  • the presence of a depression chamber causes the gas to lose energy and makes it swirl, impeding its progress towards the third inhibitor, which is all the more effective.
  • the vacuum chamber is formed by a groove formed along an edge of the shutter.
  • the manufacture of such a component is easy and therefore inexpensive.
  • the shutter having a plurality of edges, a groove is formed along each edge. The seal is therefore made on all sides of the shutter, at lower cost.
  • the first and third inhibitors each comprise a lip having a surface parallel to the wall of the conduit. Such lips can directly be formed by the presence of the throat between them.
  • the lips of the first and third inhibitors have different thicknesses, which allows to adjust their inhibitory power in the succession of inhibitors.
  • the duct is cylindrical in shape and the shutter is a rectangular flap.
  • the conduit is a so-called "three-way" valve intended for use in supplying gas to a motor vehicle engine.
  • the invention further relates to a shutter for the gas flow conduit presented above, having at least one edge along which is formed a groove.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a shutter according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 represents an enlarged perspective view of an edge of the shutter of FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a sectional view of a distribution chamber of a motor vehicle engine, with the flap of Figure 1 in a first position;
  • - Figure 4 shows the chamber of Figure 3, in enlarged sectional view, with the shutter of Figure 1 in a second position;
  • FIG. 5 represents a perspective view of a shutter shutter according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 6 shows a perspective view of a shutter according to a third embodiment of the invention.
  • the invention will be described in relation to a shutter of the chamber of a so-called "three-way" valve of a motor vehicle engine. It goes without saying that the invention also applies to any duct, with a wall, in which extends a shutter, the function of which is to direct the flow of the gas flow and, in particular, to seal it. in a flow direction.
  • the duct may be a chamber, for example cylindrical with a rectangular shutter, in particular a three-way valve, or a duct, for example tabular with a circular shutter.
  • the invention applies more generally to any conduit having a movable shutter, for which the seal must be provided between a wall of the duct and an edge of the shutter.
  • a three-way valve 1 comprises a chamber 2, cylindrical about an axis A, within which extends a flap 3 of rectangular shape.
  • the flap 3 is rotatably mounted about the axis A, which represents a median axis of the rectangle whose flap 3 has the shape; the axis A is parallel to the short sides of this rectangle.
  • the chamber 2 comprises a transverse bottom wall 4 and an upper transverse wall, not shown, these walls being of identical dimensions and in the form of a disc; it further comprises a side wall 5, of circular shape in cross-sectional view and which forms the side wall of the cylinder whose chamber has the shape.
  • the side wall 5 is pierced with four orifices: a first orifice 6a opens into a gas supply line 7a of the valve 1; a second orifice 6b opens into an inlet pipe 7b of a cooler (not shown); a third orifice 6c opens into an outlet pipe 7c of the cooler; a fourth orifice 6d opens into an outlet pipe 7d of the valve 1.
  • the shutter 3 is generally flat, of rectangular shape. It is rotatably mounted about the axis A, as indicated by the arrow 12. It is not necessary to describe the shape and arrangement of its axis of rotation, any means for driving in rotation or for receiving such means, etc. What is important to describe precisely in the context of the invention are the edges of the shutter 3; the other means may be any and are, in any case, well known to those skilled in the art.
  • the flap 3 has two transverse edges 8, 9 and two longitudinal edges 10, 11.
  • the notions of transversality and longitudinality are relative to the axis A of the cylinder whose chamber 2 has the shape; they are used to simplify the description of the flap 3.
  • the transverse edges 8, 9 form the long sides of the rectangle whose flap has the shape, while the longitudinal edges 10, 11 form the small sides.
  • the chamber 2 of the valve 1 has a rectangular shape; the flap 3 has substantially the same dimensions.
  • its transverse edges 8, 9 extend vis-à-vis and along the transverse bottom walls 4 and upper, while its longitudinal edges 10, 11 extend vis-à-vis and along the side wall 5 (and are diametrically opposed on the circle of which this wall 5 has the shape in cross section).
  • the shutter 3 is movable between two positions. In a first position, shown in FIG. 3, the shutter 3 prevents the gas supplied into the valve 1 by the first orifice 6a from flowing towards the cooler and the force to flow out of the valve 1 directly from the first port 6a to the fourth port 6d. In a second position, shown in FIG. 4, the flap 3 forces the gas supplied by the first orifice 6a to flow towards the second orifice 6b, to supply the cooler, and the gas leaving the cooler to flow from the third port 6c to the fourth port 6d.
  • the second position is a position in which the gas leaving the valve 1 is cooled
  • the first position is a position in which it is not.
  • the function of the shutter 3 is to direct the gas to one or the other of the channels (cooled or not), that is to say to close the flow of gases in the other direction.
  • sealing means are provided between the shutter 3 and the side wall 5 of the chamber 2; their function is to inhibit the movements of the gases between the edges of the shutter 3 and this wall 5.
  • a seal is provided only at the longitudinal edges 10, 11, to inhibit the movement of gas between these longitudinal edges 10, 11 and the side wall 5 of the chamber 2.
  • means can also be provided between the transverse edges 8, 9 and the transverse walls 4 of the chamber 2.
  • transverse edge 8 that can be described as superior (because it is in the upper position in Figure 1) is discontinuous: a skirt 8 'is actually provided, which provides a housing for the axis of rotation of the shutter 3. This characteristic is not important in the context of the invention and will not be developed further. Note simply that sealing means may also be provided on the edge of the skirt 8 ', which forms an edge of the flap 3.
  • a groove 10b, 1b which extends here along the entire length of the considered edge 10, 11 (that is to say, along its entire longitudinal dimension).
  • the groove 10b, 1 Ib includes a first sealing lip 10a, 11a and a second sealing lip 10c, ie, which extend on either side of the groove.
  • the sealing lips (10a, 10c), (l ia, I le) have an outer surface (10a 1 , 10c 1 ), (1 '', 1 Ic '), respectively, which extends parallel to and vis-à-vis the side wall 5 of the chamber 2; in this case, the external surfaces (10a 1 , 10c '), (Ha', l ie 1 ) are, in cross-sectional view, curvilinear in shape, since the side wall 5 is circular in shape and must be to be parallel to him to extend in front of her.
  • the sealing lips (10a, 10c), (l ia, I le) are arranged to inhibit the passage of gases; for this purpose, they extend at a small distance from the wall 5; this small distance fulfills a double function, thus sealing, but also clearance or mounting tolerance, which allows the rotation of the flap 3 relative to the wall 5 of the chamber 2.
  • the edges 10, 11 of the flap 3 are, in their cross-sectional thickness, of flared shape, to provide sealing lips (10a, 10c), (l ia, I le) of greater thickness than the thickness of the shutter outside its edges does allow it.
  • the flap 3 comprises a first inhibitor 10a, the movement 1a for the gases, in this case the first lip 10a, 11a, a second inhibitor 10b, 1 Ib, in this case the groove 10b, 1 Ib, and a third inhibitor 10c, 1 Ic, in this case the second lip 10c, I le. It therefore comprises, in the direction of flow of the gas leak, not a continuous inhibitor as in the prior art, but three discrete inhibitors (10a, 11a), (10b, Hb), (10c, Ile ).
  • a gas flow shown schematically by the large arrow 13 is moving near a longitudinal edge 11; the function of the discrete inhibitors l ia, 11b, 1 Ic is to inhibit the passage of these gases between the edge 11 and the wall 5.
  • the gas flow is on the side of the second lip I le. A small portion of the gases manages to pass between the second lip 1 Ic and the wall 5.
  • This part of the gas then opens into the groove 11b, which forms a vacuum chamber; indeed, the distance between the wall 5 of the chamber 2 and the outer surface of the flap 3, at the level of the groove 11b, is greater than at the lips l ia, ie; the volume available for the gases is therefore greater at the level of the groove 11b than at the level of the first lip 1 or the second lip 1 Ic; it follows a depression in the groove 11b, hence its qualification depression chamber. This depression results in a pressure drop of the gases, which lose momentum and are caused to swirl in the groove 11b, as shown schematically by the arrows 14. When they approach the first lip 11a, the gases have lost energy and the crossing of this first lip l ita them all the more difficult.
  • the flow of gas at the outlet of the first lip 11a, schematized by the small arrow 15, is therefore, if it is not completely zero, much smaller than the gas flow at the inlet of the second lip I 1a.
  • the thickness of the first lip 10a, 1a is greater than the thickness of the second lip
  • inhibitors can of course be considered.
  • different types of discrete joints may be provided on the edge of the flap 3.
  • Lips of another type may also be provided: instead of sealing with a rigid surface parallel to the wall and close to it, sealing lips of the wipe type can be provided (that is to say, lips extending generally perpendicular to the wall of the chamber and licking the latter, for example by being formed of a flexible material who comes to lean against the wall).
  • the component 3 presented may be, for example, plastic (molded) or metal (from foundry).
  • the shutter 3 of the embodiment of FIG. 5 comprises not only sealing means along its longitudinal edges 10, 11 but also sealing means along its transverse edges 8, 9. In this case , it has a groove all around its periphery, providing discrete inhibitors on each of its edges 8, 9, 10, 11. More precisely, as previously, it comprises, on its longitudinal edges 10, 11, which are flared, a first lip 10a, 11a, of significant thickness, a groove 10b, 11b forming a vacuum chamber and a second lip 10c, ie, of smaller thickness than the first.
  • transverse edges 8, 9 are not flared and comprise a first lip 9a, a groove 9b forming a vacuum chamber and a second lip 9c (only the inhibitors of a transverse edge 9 are referenced in FIG. 5, those of the other transverse edge 8 not being visible); the transverse edges 8, 9 not being flared, their thickness is equal to that of the flap and the lips (8a, 8c), (9a, 9c) are therefore of a lower thickness than that of the lips (10a, 10c) , (l ia, I le) of the longitudinal edges 10, 11.
  • the shutter 3 of the embodiment of FIG. 6 comprises sealing means along its longitudinal edges 10, 11 and along its transversal edges 8, 9.
  • it comprises a groove on the its entire periphery, providing discrete inhibitors on each of its edges 8, 9, 10, 11; moreover, none of its edges 8, 9, 10, 11 are flared.
  • the flap 3 comprises, both on its longitudinal edges 10, 11 and on its transverse edges 8, 9, a first lip 8a, 10a, 11a, a groove 8b, 10b, 11b forming a vacuum chamber and a second lip 8c , 10c, ie, of the same thickness as the first lip 8a, 10a, 11a (only the inhibitors of a transverse edge 8 are referenced in FIG.
  • transverse edge 8 that can be described as superior (because it is in the upper position in Figure 6) is discontinuous: a recess 8 "is actually provided, which provides a housing for the axis of rotation of the shutter 3.
  • this feature is not important in the context of the invention and will not be developed. only that sealing means may also be provided on the edge of the recess 8 ", which forms an edge of the shutter 3.
  • the edge of flap 3 is not flared and the first and second lips (10a, 11a), (10b, Hb) are of the same dimensions, or the edge is flared and the first lip 10a, 1a is larger than the second lip 10c, I the.
  • the edge of flap 3 is not flared and the first and second lips (10a, 11a), (10b, Hb) are of the same dimensions, or the edge is flared and the first lip 10a, 1a is larger than the second lip 10c, I the.
  • other configurations are possible, in particular a non-flared edge with lips of different dimensions or a flared edge with lips of the same dimensions.
  • the discrete sealing inhibitors are provided on the shutter. It goes without saying that all or part of these discrete inhibitors could be formed in the wall of the duct.
  • the first and third inhibitors could be provided on the obturator and a groove, forming the second inhibitor, could be formed in the wall of the conduit.
  • each discrete inhibitor may either be formed on the wall of the conduit, or be formed on the shutter, or moreover result from a combination of means provided on the wall of the conduit and means provided on the shutter.

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Abstract

Conduit d'écoulement de gaz, comportant une paroi (5), un obturateur (3), monté mobile dans le conduit, et des moyens d'étanchéité agencés pour inhiber les mouvements des gaz entre la paroi (5) et l'obturateur (3). Les moyens d'étanchéité comportent une pluralité d'inhibiteurs discrets ((8a, 8b, 8c), (9a, 9b, 9c), (10a, 10b, 10c), (11a, 11lb, 11c)).

Description

Conduit d'écoulement de gaz avec obturateur pour véhicule automobile
L'invention concerne un conduit d'écoulement de gaz avec un obturateur.
Dans un moteur thermique de véhicule automobile, les gaz d'alimentation du moteur — qui peuvent être comprimés ou pas — sont amenés à suivre différents trajets au sein des canalisations du moteur avant d'être admis dans la chambre de combustion pour y subir une combustion. En particulier, en fonction du régime moteur, il peut être souhaitable ou non de refroidir (ou réchauffer) les gaz avant leur admission. Dans ce cas, le moteur comporte une voie avec un échangeur de chaleur, par exemple un refroidisseur, ainsi qu'une voie directe par laquelle les gaz ne sont pas refroidis.
Le choix de la voie (refroidie ou pas) peut se faire au niveau d'une chambre de distribution, ou vanne, située en amont de l'échangeur et dont la fonction est de distribuer les gaz dans l'une ou l'autre des voies. A cet effet, un obturateur mobile, ou volet, s'étend dans la chambre de distribution pour guider les gaz, en fonction du régime moteur, soit vers l'échangeur, soit vers la voie directe. Par exemple, la chambre peut être de forme cylindrique, le volet étant de forme rectangulaire et étant monté rotatif autour d'un axe médian colinéaire à l'axe du cylindre.
Un souci constant est l'étanchéité entre le volet et la paroi de la chambre de distribution. En particulier, afin d'autoriser la rotation du volet par rapport à la chambre, il est nécessaire de ménager un jeu (ou tolérance) entre les deux. Les gaz sont susceptibles de passer par ce jeu et d'ainsi s'écouler dans la partie de la chambre normalement obturée par le volet.
Afin de résoudre ce problème, on a proposé des volets avec des bords plus épais, formant moyens d'étanchéité, l'épaisseur du volet sur laquelle il y a un jeu avec la paroi de la chambre étant plus importante et donc plus difficile à franchir pour les gaz. Toutefois, cette solution n'est pas optimale et présente des limites, car on ne peut indéfiniment augmenter l'épaisseur des bords du volet, pour des raisons dynamiques. Par ailleurs, plus l'épaisseur du volet augmente, plus sa masse et son coût augmentent. L'invention vise à proposer un conduit d'écoulement de gaz avec une étanchéité optimisée entre l'obturateur et la paroi du conduit.
A cet effet, l'invention concerne un conduit d'écoulement de gaz, comportant une paroi, un obturateur, monté mobile dans le conduit, et des moyens d'étanchéité agencés pour inhiber les mouvements des gaz entre la paroi et l'obturateur, caractérisé par le fait que les moyens d'étanchéité comportent une pluralité d'inhibiteurs discrets.
Grâce à l'invention, les gaz, au lieu d'être inhibés dans leurs mouvements par des moyens continus comme dans l'art antérieur, sont gênés dans leur progression par une pluralité d'inhibiteurs discrets. A chaque inhibiteur, la quantité de mouvement des gaz diminue, c'est-à-dire que les gaz perdent de l'énergie; c'est donc avec moins d'énergie que les gaz abordent l'inhibiteur suivant, qui leur est plus difficile à franchir. L'étanchéité est donc améliorée. Par ailleurs, elle peut être optimisée, puisqu'une pluralité d'inhibiteurs discrets peut procurer, à encombrement comparable, une meilleure étanchéité qu'un inhibiteur continu.
Selon une forme de réalisation, les inhibiteurs sont de natures différentes. Ceci permet de varier la nature des inhibitions subies par le gaz et d'agencer leur succession pour une meilleure étanchéité. Par natures différentes, on comprend que, parmi l'ensemble des inhibiteurs, on distingue au moins deux types différents d'inhibiteurs.
Selon une forme de réalisation, les moyens comportent un premier inhibiteur, un deuxième inhibiteur comportant une chambre de dépression et un troisième inhibiteur. La présence d'une chambre de dépression fait perdre de l'énergie au gaz et le fait tourbillonner, gênant sa progression vers le troisième inhibiteur, qui est d'autant plus efficace.
Selon une forme de réalisation, la chambre de dépression est formée par une gorge ménagée le long d'un bord de l'obturateur. La fabrication d'un tel volet est aisée et donc peu onéreuse. Selon une forme de réalisation, l'obturateur comportant une pluralité de bords, une gorge est ménagée le long de chaque bord. L'étanchéité est donc faite sur tous les bords du volet, à moindre coût.
Selon une forme de réalisation, le premier et le troisième inhibiteurs comportent chacun une lèvre présentant une surface parallèle à la paroi du conduit. De telles lèvres peuvent directement être formées par la présence de la gorge entre elles.
Selon une forme de réalisation, les lèvres des premier et troisième inhibiteurs présentent des épaisseurs différentes, ce qui permet de régler leur pouvoir d'inhibition dans la succession d'inhibiteurs.
Selon une forme de réalisation, le conduit est de forme cylindrique et l'obturateur est un volet rectangulaire.
Selon une forme de réalisation, le conduit est une vanne dite "trois voies" destinée à une utilisation dans l'alimentation en gaz d'un moteur thermique de véhicule automobile.
L'invention concerne encore un volet d'obturation pour le conduit d'écoulement de gaz présenté ci-dessus, comportant au moins un bord le long duquel est ménagée une gorge.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée du conduit et de l'obturateur de l'invention, en référence aux planches de dessins annexées, sur lesquelles :
- la figure 1 représente une vue en perspective d'un volet d'obturation conforme à une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 représente une vue en perspective élargie d'un bord du volet de la figure 1 ;
- la figure 3 représente une vue en coupe d'une chambre de distribution d'un moteur thermique de véhicule automobile, avec le volet de la figure 1 dans une première position ; - la figure 4 représente la chambre de la figure 3, en vue en coupe élargie, avec le volet de la figure 1 dans une deuxième position ; - la figure 5 représente une vue en perspective d'un volet d'obturation conforme à une deuxième forme de réalisation de l'invention et
- la figure 6 représente une vue en perspective d'un volet d'obturation conforme à une troisième forme de réalisation de l'invention.
L'invention va être décrite en relation avec un volet de la chambre d'une vanne dite "trois voies" d'un moteur thermique de véhicule automobile. Il va de soi que l'invention s'applique également à tout conduit, avec une paroi, dans lequel s'étend un obturateur, dont la fonction est de diriger l'écoulement du flux de gaz et, en particulier, de l'obturer dans une direction d'écoulement. A titre d'illustration, le conduit peut être une chambre, par exemple cylindrique avec un obturateur rectangulaire, en particulier d'une vanne trois voies, ou une canalisation, par exemple tabulaire avec un obturateur circulaire. L'invention s'applique plus généralement à tout conduit comportant un obturateur mobile, pour lequel l'étanchéité doit être assurée entre une paroi du conduit et un bord de l'obturateur.
En référence aux figures 3 et 4, une vanne trois voies 1 comporte une chambre 2, de forme cylindrique autour d'un axe A, au sein de laquelle s'étend un volet 3, de forme rectangulaire. Le volet 3 est monté mobile en rotation autour de l'axe A, qui représente un axe médian du rectangle dont le volet 3 a la forme; l'axe A est parallèle aux petits côtés de ce rectangle.
La chambre 2 comporte une paroi transversale de fond 4 et une paroi transversale supérieure, non représentée, ces parois étant de dimensions identiques et se présentant sous la forme d'un disque; elle comporte par ailleurs une paroi latérale 5, de forme circulaire en vue en coupe transversale et qui forme la paroi latérale du cylindre dont la chambre a la forme. La paroi latérale 5 est percée de quatre orifices: un premier orifice 6a débouche dans une canalisation 7a d'alimentation, en gaz, de la vanne 1; un deuxième orifice 6b débouche dans une canalisation 7b d'entrée d'un refroidisseur (non représenté); un troisième orifice 6c débouche dans une canalisation 7c de sortie du refroidisseur; un quatrième orifice 6d débouche dans une canalisation 7d de sortie de la vanne 1.
En référence aux figures 1 et 2, le volet 3 est globalement plat, de forme rectangulaire. Il est monté mobile en rotation autour de l'axe A, comme indiqué par la flèche 12. Il n'est pas nécessaire de décrire la forme et l'agencement de son axe de rotation, d'éventuels moyens d'entraînement en rotation ou de réception de tels moyens, etc. Ce qu'il est important de décrire précisément dans le cadre de l'invention, ce sont les bords du volet 3 ; les autres moyens peuvent être quelconques et sont, en tout état de cause, bien connus de l'homme du métier.
Le volet 3 comporte deux bords transversaux 8, 9 et deux bords longitudinaux 10, 11. Les notions de transversalité et longitudinalité sont relatives à l'axe A du cylindre dont la chambre 2 a la forme ; elles sont utilisées pour simplifier la description du volet 3. Les bords transversaux 8, 9 forment les grands côtés du rectangle dont le volet a la forme, tandis que les bords longitudinaux 10, 11 en forment les petits côtés.
En vue en coupe axiale, la chambre 2 de la vanne 1 a une forme rectangulaire; le volet 3 présente sensiblement les mêmes dimensions. Ainsi, ses bords transversaux 8, 9 s'étendent en vis-à-vis et le long des parois transversales de fond 4 et supérieure, tandis que ses bords longitudinaux 10, 11 s'étendent en vis-à-vis et le long de la paroi latérale 5 (et sont diamétralement opposés sur le cercle dont cette paroi 5 a la forme en coupe transversale).
Le volet 3 est mobile entre deux positions. Dans une première position, représentée sur la figure 3, le volet 3 interdit au gaz alimenté dans la vanne 1 par le premier orifice 6a de s'écouler vers le refroidisseur et le force à s'écouler hors de la vanne 1 directement depuis le premier orifice 6a vers le quatrième orifice 6d. Dans une deuxième position, représentée sur la figure 4, le volet 3 impose au gaz alimenté par le premier orifice 6a de s'écouler vers le deuxième orifice 6b, pour alimenter le refroidisseur, et au gaz sortant du refroidisseur de s'écouler depuis le troisième orifice 6c vers le quatrième orifice 6d. Ainsi, la deuxième position est une position dans laquelle le gaz sortant de la vanne 1 est refroidi, la première position est une position dans laquelle il ne l'est pas.
La fonction du volet 3 est de diriger les gaz vers l'une ou l'autre des voies (refroidie ou pas), c'està-dire d'obturer l'écoulement des gaz dans l'autre direction. Pour que cette fonction d'obturation soit correctement remplie, des moyens d'étanchéité sont prévus entre le volet 3 et la paroi latérale 5 de la chambre 2; leur fonction est d'inhiber les mouvements des gaz entre les bords du volet 3 et cette paroi 5. Dans la forme de réalisation des figures 1 et 2, une étanchéité est prévue uniquement au niveau des bords longitudinaux 10, 11, pour inhiber le mouvement des gaz entre ces bords longitudinaux 10, 11 et la paroi latérale 5 de la chambre 2. Comme on le verra plus loin, des moyens peuvent également être prévus entre les bords transversaux 8, 9 et les parois transversales 4 de la chambre 2.
On note que le bord transversal 8 que l'on peut qualifier de supérieur (car il est en position supérieure sur la figure 1) est discontinu: une jupe 8' est effectivement prévue, qui ménage un logement pour l'axe de rotation du volet 3. Cette caractéristique n'est pas importante dans le cadre de l'invention et ne sera donc développée plus avant. Notons simplement que des moyens d'étanchéité peuvent également être ménagés sur le bord de la jupe 8', qui forme en fait un bord du volet 3.
Le long de chaque bord longitudinal 10, 11 est ménagée une gorge 10b, l lb, qui s'étend ici selon toute la longueur du bord considéré 10, 11 (c'est-à-dire, selon toute sa dimension longitudinale). La gorge 10b, 1 Ib ménage une première lèvre d'étanchéité 10a, l ia et une deuxième lèvre d'étanchéité 10c, l ie, qui s'étendent de part et d'autre de la gorge. Dans la forme de réalisation présentée, les lèvres d'étanchéité (10a, 10c), (l ia, I le) présentent une surface externe (10a1, 10c1), (1 la', 1 Ic'), respectivement, qui s'étend parallèlement à et en vis-à-vis de la paroi latérale 5 de la chambre 2; en l'espèce, les surfaces externes (10a1, 10c'), (Ha', l ie1) sont, en vue en coupe transversale, de forme curviligne, puisque la paroi latérale 5 est de forme circulaire et qu'elle doivent lui être parallèles pour s'étendre en vis-à-vis d'elle. Les lèvres d'étanchéité (10a, 10c), (l ia, I le) sont agencées pour inhiber le passage des gaz; à cet effet, elles s'étendent à une distance faible de la paroi 5; cette faible distance remplit une double fonction, d'étanchéité donc, mais aussi de jeu ou tolérance de montage, qui autorise la rotation du volet 3 par rapport à la paroi 5 de la chambre 2.
Plus les surfaces externes (1Oa', 10c'), (Ha', l ie') des lèvres (10a, 10c), (l ia, I le) sont de grandes dimensions, plus l'étanchéité qu'elles procurent est importante, puisque le chemin à parcourir par les gaz pour passer de l'autre côté est important (on parle bien sûr ici de la dimension parallèle à la paroi 5 de la chambre 2, qui correspond à la direction d'écoulement du flux de gaz qui doit être inhibé, en l'occurrence la dimension (ici curviligne) perpendiculaire à l'axe de rotation A du volet 3 et perpendiculaire à la direction principale du bord 10, 11 considéré; on parlera de l'épaisseur des lèvres). Les bords 10, 11 du volet 3 sont, dans leur épaisseur en coupe transversale, de forme évasée, pour ménager des lèvres d'étanchéité (10a, 10c), (l ia, I le) de plus grande épaisseur que l'épaisseur du volet en dehors de ses bords ne le permet.
Ainsi, le volet 3 comporte un premier inhibiteur 10a, 1 la de mouvement pour les gaz, en l'espèce la première lèvre 10a, l ia, un deuxième inhibiteur 10b, 1 Ib, en l'espèce la gorge 10b, 1 Ib, et un troisième inhibiteur 10c, 1 Ic, en l'espèce la deuxième lèvre 10c, I le. Il comporte donc, dans la direction de l'écoulement de la fuite de gaz, non pas un inhibiteur continu comme dans l'art antérieur, mais trois inhibiteurs discrets (10a, l ia), (10b, Hb), (10c, Ile).
Comme illustré sur la figure 2 pour le volet 3 dans sa position de la figure 3, un flux de gaz, schématisé par la grosse flèche 13, est en mouvement à proximité d'un bord longitudinal 11; la fonction des inhibiteurs discrets l ia, 11b, 1 Ic est d'inhiber le passage de ces gaz entre le bord 11 et la paroi 5. Sur la figure 2, le flux de gaz est du côté de la deuxième lèvre I le. Une faible partie des gaz parvient à passer entre cette deuxième lèvre 1 Ic et la paroi 5. Cette partie des gaz débouche alors dans la gorge 11b, qui forme une chambre de dépression; en effet, la distance entre la paroi 5 de la chambre 2 et la surface externe du volet 3, au niveau de la gorge 11b, est plus importante qu'au niveau des lèvres l ia, l ie; le volume disponible pour les gaz est donc plus grand au niveau de la gorge 11b qu'au niveau de la première lèvre 1 la ou de la deuxième lèvre 1 Ic; il s'ensuit une dépression dans la gorge 11b, d'où sa qualification de chambre de dépression. Cette dépression a pour conséquence une perte de charge des gaz, qui perdent de la quantité de mouvement et sont amenés à tourbillonner dans la gorge 11b, comme schématisé par les flèches 14. Lorsqu'ils abordent la première lèvre l ia, les gaz ont donc perdu de l'énergie et le franchissement de cette première lèvre l ia leur est d'autant plus difficile. Le flux de gaz en sortie de la première lèvre l ia, schématisé par la petite flèche 15, est donc, s'il n'est pas complètement nul, beaucoup moins important que le flux de gaz en entrée de la deuxième lèvre I le.
Le lecteur aura compris que, dans la description de la figure 2, qui correspond à la configuration de la figure 3, la fuite de gaz potentielle se fait depuis la deuxième lèvre l ie vers la première lèvre l ia; autrement dit, la lèvre d'entrée de la fuite est la deuxième lèvre 1 Ic et la lèvre de sortie de la fuite est la première lèvre l ia. Dans la configuration de la figure 4, cette fuite se fait dans le sens contraire, c'est-à-dire que la lèvre d'entrée de la fuite est la première lèvre l ia et la lèvre de sortie de la fuite est la deuxième lèvre I le. Il en va de même pour l'autre bord 10.
L'étanchéité entre les bords 10, 11 du volet 3 et la paroi 5 de la chambre 2 est ainsi bien assurée. Lors du franchissement de chaque inhibiteur, le flux de gaz perd en puissance et a d'autant plus de mal à franchir l'inhibiteur suivant. La présence, entre les premier et troisième inhibiteurs (10a, l ia), (10c, I le), d'un deuxième inhibiteur (10b, Hb) remplissant une fonction de chambre de dépression, présente l'avantage supplémentaire d'une perte de charge importante du flux de gaz dans le volume de cette chambre de dépression.
On note que, dans la forme de réalisation des figures 1 et 2, l'épaisseur de la première lèvre 10a, 1 la est plus grande que l'épaisseur de la deuxième lèvre
10c, I le. Un avantage est que, dans la configuration de la figure 2 où les gaz se situent du côté de la deuxième lèvre 10c, l ie, le flux de gaz, bloqué dans la gorge 10b, 11b où il perd de l'énergie, a d'autant plus de mal à franchir la première lèvre 10a, 10b que celle-ci est de forte épaisseur; les gaz ont donc tendance à rester dans la gorge 10b, 1 Ib.
D'autres types d'inhibiteurs peuvent bien entendu être envisagés. Par exemple, différents types de joints discrets peuvent être prévus sur le bord du volet 3. Des lèvres d'un autre type peuvent également être prévues: au lieu d'assurer l'étanchéité avec une surface rigide parallèle à la paroi et proche d'elle, des lèvres d'étanchéité du type léchettes peuvent être prévues (c'est-à-dire, des lèvres s'étendant globalement perpendiculairement à la paroi de la chambre et venant lécher cette dernière, par exemple en étant formé en un matériau souple qui vient s'appuyer contre la paroi).
Le volet 3 présenté peut être, par exemple, en plastique (moulé) ou en métal (issu de fonderie).
D'autre formes de réalisation vont maintenant être décrites, en référence aux figures 5 et 6. Les éléments de structure similaire, comparable ou remplissant la même fonction sont désignés par les mêmes références. Le volet 3 de la forme de réalisation de la figure 5 comporte non seulement des moyens d'étanchéité le long de ses bords longitudinaux 10, 11 mais également des moyens d'étanchéité le long de ses bords transversaux 8, 9. En l'occurrence, il comporte une gorge sur tout son pourtour, ménageant des inhibiteurs discrets sur chacun de ses bords 8, 9, 10, 11. Plus précisément, de même que précédemment, il comporte, sur ses bords longitudinaux 10, 11, qui sont évasés, une première lèvre 10a, l ia, d'épaisseur importante, une gorge 10b, 11b formant chambre de dépression et une deuxième lèvre 10c, l ie, de plus petite épaisseur que la première. Ses bords transversaux 8, 9 ne sont pas évasés et comportent une première lèvre 9a, une gorge 9b formant chambre de dépression et une deuxième lèvre 9c (seuls les inhibiteurs d'un bord transversal 9 sont référencés sur la figure 5, ceux de l'autre bord transversal 8 n'étant pas visibles); les bords transversaux 8, 9 n'étant pas évasés, leur épaisseur est égale à celle du volet et les lèvres (8a, 8c), (9a, 9c) sont donc d'épaisseur plus faible que celle des lèvres (10a, 10c), (l ia, I le) des bords longitudinaux 10, 11. Cela est néanmoins sans conséquence néfaste en fonction des caractéristiques de la vanne (les tolérances de fabrication peuvent être plus précises sur les bords transversaux, qui sont droits, que sur les bords longitudinaux, qui sont curvilignes; par ailleurs, les fuites sont potentiellement plus importantes le long des bords longitudinaux du fait de la direction d'écoulement du flux de gaz).
Le volet 3 de la forme de réalisation de la figure 6 comporte des moyens d'étanchéité le long de ses bords longitudinaux 10, 11 et le long de ses bords transversaux 8, 9. En l'occurrence, il comporte une gorge sur l'intégralité de son pourtour, ménageant des inhibiteurs discrets sur chacun de ses bords 8, 9, 10, 11; par ailleurs, aucun de ses bords 8, 9, 10, 11 n'est évasé. Ainsi, le volet 3 comporte, tant sur ses bords longitudinaux 10, 11 que sur ses bords transversaux 8, 9, une première lèvre 8a, 10a, l ia, une gorge 8b, 10b, 11b formant chambre de dépression et une deuxième lèvre 8c, 10c, l ie, de même épaisseur que la première lèvre 8a, 10a, l ia (seuls les inhibiteurs d'un bord transversal 8 sont référencés sur la figure 5, ceux de l'autre bord transversal 9 n'étant pas visibles). On note que le bord transversal 8 que l'on peut qualifier de supérieur (car il est en position supérieure sur la figure 6) est discontinu: une évidement 8" est effectivement prévu, qui ménage un logement pour l'axe de rotation du volet 3. De même que pour la jupe 8' de la figure 1 (mais aussi celle, non référencée, de la figure 5), cette caractéristique n'est pas importante dans le cadre de l'invention et ne sera donc pas développée. Notons seulement que des moyens d'étanchéité peuvent également être ménagés sur le bord de l'évidement 8", qui forme en fait un bord du volet 3.
Dans les formes de réalisation qui ont été présentées, soit le bord du volet 3 n'est pas évasé et les première et deuxième lèvres (10a, l ia), (10b, Hb) sont de mêmes dimensions, soit le bord est évasé et la première lèvre 10a, 1 la est de plus grandes dimensions que la deuxième lèvre 10c, I le. Bien entendu, d'autres configurations sont possibles, en particulier un bord non évasé avec des lèvres de dimensions différentes ou un bord évasé avec des lèvres de mêmes dimensions.
Par ailleurs, dans les formes de réalisation représentées, les inhibiteurs discrets d'étanchéité sont ménagés sur l'obturateur. Il va de soi que tout ou partie de ces inhibiteurs discrets pourraient être ménagés dans la paroi du conduit. Par exemple, les premier et le troisième inhibiteurs pourraient être ménagés sur l'obturateur et une gorge, formant le deuxième inhibiteur, pourrait être ménagée dans la paroi du conduit. Ainsi, chaque inhibiteur discret peut, soit être ménagé sur la paroi du conduit, soit être ménagé sur l'obturateur, soit d'ailleurs résulter d'une combinaison de moyens ménagés sur la paroi du conduit et de moyens ménagés sur l'obturateur.

Claims

Revendications
1- Conduit d'écoulement de gaz, comportant une paroi (5), un obturateur (3), monté mobile dans le conduit, et des moyens d'étanchéité agencés pour inhiber les mouvements des gaz entre la paroi (5) et l'obturateur (3), caractérisé par le fait que les moyens d'étanchéité comportent une pluralité d'inhibiteurs discrets ((8a, 8b, 8c), (9a, 9b, 9c), (10a, 10b, 10c), (l ia, l lb, Hc)).
2- Conduit selon la revendication 1, dans lequel les inhibiteurs ((8a, 8b, 8c), (9a, 9b, 9c), (10a, 10b, 10c), (1 la, 1 Ib, 1 Ic)) sont de natures différentes.
3- Conduit selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel les moyens comportent un premier inhibiteur (8a, 9a, 10a, l ia), un deuxième inhibiteur comportant une chambre de dépression (8b, 9b, 10b, l lb) et un troisième inhibiteur (8c, 9c, 10c, 11 c).
4- Conduit selon la revendication 3, dans lequel la chambre de dépression est formée par une gorge (8b, 9b, 10b, 1 Ib) ménagée le long d'un bord de l'obturateur (3).
5- Conduit selon la revendication 4 dans lequel, l'obturateur (3) comportant une pluralité de bords (8, 9, 10, 11), une gorge (8b, 9b, 10b, l lb) est ménagée le long de chaque bord (8, 9, 10, 11).
6- Conduit selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel le premier et le troisième inhibiteurs comportent chacun une lèvre ((8a, 8c), (9a, 9c), (10a, 10c), (1 la, 1 Ic)) présentant une surface parallèle à la paroi (5) du conduit.
7- Conduit selon la revendication 6, dans lequel les lèvres ((8a, 8c), (9a, 9c), (10a, 10c), (l ia, Hc)) des premier et troisième inhibiteurs présentent des épaisseurs différentes.
8- Conduit selon l'une des revendications 1 à 7, qui est de forme cylindrique et dont l'obturateur est un volet rectangulaire (3). 9- Conduit selon la revendication 8, qui est une vanne dite "trois voies" destinée à une utilisation dans l'alimentation en gaz d'un moteur thermique de véhicule automobile.
10- Volet d'obturation pour le conduit d'écoulement de gaz de l'une des revendications 1 à 9, comportant au moins un bord (8, 9, 10, 11) le long duquel est ménagée une gorge (8b, 9b, 10b, 1 Ib).
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