Brevet FR2142914A1 — publié le 19730202

La présente invention se rapporte aux dispositifs de climatisation de l'espace intérieur ou habitacle de véhicules automobiles, du type comprenant une prise d'air extérieure, un échangeur de chaleur alimenté en eau chaude par le radiateur du moteur, un ventilateur destiné à activer la circulation de l'air entre l'extérieur et l'intérieur do l'habitacle et des passages commandés par des volets mobiles qui permettent de réduire le débit d'air injecté dans le dispositif, ainsi que d'exclure l'échangeur de chaleur du circuit d- air pour injecter de l'air non chauffé et de mélanger l'air frais avec l'air chauffé pour régler la température de l'habitacle. Dans les dispositifs de climatisation connus, oepeut supprimer le chauffage en interrompant la circulation d'eau chaude dans l'échangeur de chaleur au moyen de robinets appropriés; dans ce cas, le flux d'air à injecter dans l'habitacle traverse aussi, normalement, l'échangeur de chaleur, en subissant des pertes de charge sensibles; en outre, en cas d'avaries éventuelles dans les robinets qui commandent la circulation d'eau chaude, on ne peut exclure 1'échangeur de chaleur et le climatiseur débite toujours de l'air chaud, ce qui n1 est guère agréable pendant les saisons chaudes. Dans d'autres types de dispositifs de climatisation, on supprime le chauffage de l'air en interceptant l'air qui passe à travers l'échangeur de chaleur et en détournant l'air d'entrée directement vers le ventilateur et les bouches d'insufflation dans ltha- bitacle. Dans ce dernier cas, il faudrait que les volets mobiles destinés à intercepter le passage de l'air à travers l'échangeur de chaleur assurent une fermeture parfaite pour éviter les fuites d'air chaud.En réalité, ces volets n1 assurent pas une fermeture parfaitement hermétique, de sorte qu'il est pratiquement impossible d'éviter ces fuites d'airs En outre, dans les dispositifs de climatisation connus, la présence du ventilateur sur le trajet de l'air constitue un obstacle à la libre circulation de l'air vers l'habitacle, lorsqu'on utilise l'effet dynamique, en laissant le ventilateur débranché. La présente invention a pour objet de supprimer les inconvénients précités, en réalisant un dispositif de climatisation de 1' habitacle dans lequel on supprime le chauffage par interception du passage de l'air à travers l'échangeur de chaleur, de façon à empêcher toute fuite d'air chaud vers l'habitacle lorsqu'on nta pas besoin de cet air chaud. L'invention a également pour objet de réaliser un dispositf de climatisation du type précité, dans lequel la présence du ventilateur sur le trajet de l'air à injecter dans l'habitacle ne constitue pas d'obstacle au libre passage de l'air, lorsque le ventilateur est arrêtés Le dispositif de climatisation pour véhicules automobiles, selon l'invention, est principalement caractérisé en ce qu'il est constitué par une enveloppe conformée en corps allongé profilé,dirigée suivant un axe horizontal et présentant au centre une prise d'air extérieur située entre deux parties distinctes de ladite enveloppe, dont la partie antérieure contient un échangeur de chaleur et la partie postérieure un ventilateur qui envoie sous pression l'air plus ou moins chauffé vers les bouches d'insufflation qui l'envoient dans l'habitacle, la chambre antérieure dans laquelle est installé l'échangeur de chaleur pouvant être interceptée par deux volets oscillants qui sont disposés, en position de fermeture, de façon que la pression de l'air qui agit sur eux en favorise la fermeture. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, en regard des dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sur lesquels: - La figure I est une vue en perspective schématique d'un dispositif de climatisation de l'habitacle de véhicules automobiles, selon l'invention. - La figure 2 est une autre vue en perspective, en coupe partielle, du dispositif représenté sur la figure le - La figure 3 est une coupe longitudinale, suivant la ligne III-III de la figure 2e - La figure 4 est une coupe axiale partielle, suivant la ligne IV-IV de la figure lo - La figure 5 est une autre coupe longitudinale, suivant la ligne V-V de la figure 4. - La figure 6 est une coupe longitudinale schématique d'un dispositif de climatisation pour véhicules automobiles, réalisé selon une seconde variante. - La figure 7 est une coupe transversale du dispositif représenté sur la figure 6, suivant'la ligne VII-VII de ladite figure 6. Le dispositif de climatisation pour véhicules selon l'invention comprend une enveloppe 1 conformée en corps allongé dirigé horizontalement; cette enveloppe ést constituée, de préférence,par deux coques moulées dans de la matière plastique, que l'on réunit par enclenchement ou par d'autres moyens connus0 Cette enveloppe présente, dans sa partie centrale, une ouverture supérieure 2 d'entrée de l'air extérieur;, située entre une partie antérieure 3 dans laquelle est logé un échangeur de chaleur 4 alimenté en air chaud circulant dans le radiateur du véhicule automobile et une partie postérieure 5 qui loge un ventilateur et comporte les sorties d'injection d'air dans l'habitacle. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 5, le dispositif comporte un ventilateur centrifuge à double rotor. Au niveau de la partie postérieure 5, l'enveloppe présente latéralement deux protubérances symétriques 6 qui forment deux ca naux propres à assurer le transport de l'air de la zone centrale située sous l'ouverture d'entrée 2 aux ouvertures d'aspiration du ventilateur.La partie postérieure 5 est obturéé, dans sa partie frontale, par une paroi transversale 7 au-dessus de laquelle se trouve une ouverture inclinée 8 par laquelle l'air de climatisation atteint le)pare-brise; une seconde ouverture se trouve dans la partie inférieure de la paroi 7 et elle est commandée par un volet oscillant 9 pour injecter directement de l'air dans l'habitacle0 Les deux rotors 11 pourvus de palettes du ventilateur centrifuge, sont enfermés dans deux enveloppes en spirale 10 et ils aspirent de l'air de climatisation à partir de deux canaux latéraux profilés 6 pour l'envoyer sous pression vers les ouvertures 8 et 9. Les deux rotors 11 sont actionnés par un moteur électrique 12 supporté au centre par une zone annulaire 13 de diamètre réduit, solidaire des coquilles 10 en spirale ou en colimaçon. Non seulement cette zone annulaire 13 supporte le moteur, mais elle constitue aussi un passage central par lequel l'air de climatisation peut atteindre directement les ouvertures de distribution 8, 9, lorsque le ventilateur est arrêté, sans subir des pertes de charge sensibles, comme le montre la figure 3. La chambre antérieure 3 dans laquelle se trouve l'échangeur de chaleur 4 peut être exclue du trajet de circulation de l'air au moyen de deux volets oscillants 15, 18, pivotant autour d'axes horizontaux transversaux. Le volet supérieur 15 est capable d'obturer une ouverture 14 d'entrée de 1'air dans la chambre 5, lorsqu'il est en position sensiblement verticale, comme le montre la figure 3. le volet 15 peut entre rabattu vers le bas pour obturer une ouverture inclinée 16 par laquelle 1' air d'entrée se dirige vers le ventilateur et les bouches de dis tribution, comme représenté en tirets sur la figure 3; il peut prendre, bien entendu, toute autre position intermédiaire pour régler la température de l'air de climatisation par le mélange d'air chaud et d'air froid0 Le volet oscillant inférieur 18 est capable d'obturer, lorsqu'il est disposé verticalement (figure 3) une ouverture 17 de sortie de l'air chauffé de la chambre 3, ou bien de prendre toute autre position inclinée pour limiter la circulation d'air dans ladite chambre.A la limite, il peut être complètement rabattu pour offrir le passage maximum à l'air chaud; dans ce cas, ledit volet se trouve dans un renfoncement 19 pratiqué dans la paroi inférieure de la partie postérieure 3 de l'enveloppe. I1 y a lieu de noter que, lorsque les deux volets oscillants 15, 18 sont dans une position telle qu'ils interceptent le passage de l'air à travers l'é- changeur de chaleur 4 (figure 3), ils s'appuient contre des éléments de butée fixe par rapport auxquels ils sont disposés de fa çon que la pression de l'air qui agit sur leurs faces les pousse vers ces éléments de butée et cela assure que la fermeture est parfaitement hermétique, en empêchant toute fuite d'air chaud vers l'habitacle0 Dans la position de fermeture des deux volets 15, 18, l'air qui entre par l'ouverture 2 est transporté vers le ventilateur et vers l'habitacle. Cela permet de supprimer les robinets et les soupapes sur le circuit de l'eau chaude, de sorte que l'on peut empêcher le chauffage de l'air uniquement en manoeuvrant les volets oscillants; ces derniers permettent également d'obtenir le mélange d'air chaud et d'air froid pour effectuer un réglage continu de la température de l'habitacleO les deux volets oscillants sont solidaires de manettes extérieures 15a, 18a, reliées à des tirants qui aboutissent à des organes de commande disposés près du tableau de bord. Le réglage est beaucoup plus précis, puisqu'on met à profit la totalité de la course des manettes. I1 y a lieu de noter que l'ouverture 14 par laquelle l'air peut entrer dans la chambre 3 du dispositif de chauffage ou échangeur de chaleur 4, présente une surface inférieure à celle de 1'ouverture 16 par laquelle l'air peut parvenir directement dans 1'habitacle; la raison en est qu'il faut réduire le débit d'air pendant l'hiver, du fait qu'à une vitesse élevée, le débit d'air à réchauffer serait excessif et que la température de l'habitacle n'attendrait donc pas les valeurs requises. Les deux canaux latéraux 6 par lesquels l'air est aspiré par les deux rotors ll du ventilateur eomportent des ouvertures obturées par des volets amovibles 6a pour permettre un recyclage éventuel de l'air intérieur, si le véhicule automobile est muni d'un conditionneur d'air. Ces ouvertures supplémentaires pourraient aussi se trouver dans d'autres zones de l'enveloppe en amont des rotors et en aval de la masse radiante. Le volet inférieur 18 logé de façon à être caché dans le renfoncement 19 de l'enveloppe, évite la formation de tourbillons et de mouvements turbulents dans 11 écoulement d'air qui traverse le dispositif de chauffage et se dirige vers le ventilateur. Les figures 6 et 7 représentent un dispositif de climatisation de construction simplifiée. Au voisinage de l'ouverture 2 de l'enveloppe se trouve un diaphragme transversal 20 qui s' étend sur toute la surface de la partie postérieure 5 et sépare cette partie postérieure de la chambre centrale dans laquelle se trouve l'ouverture de prise d'airs Ce diaphragme est fixé dans des saillies 21 que comportent les parois supérieure et inférieure de la partie postérieure 5 de l'enveloppe. Au centre du diaphragme 20 est formé un court élément tubulaire 22 à l'intérieur duquel fonctionne un rotor hélicoldal à palettes 23 actionné par un moteur électrique 24e Ce moteur est soutenu en son centre par une bande cylindrique 25 comportant des pattes ou étriers profilés 26 reliés par vis axiales 28 à des pattes conformées 27 solidaires de ltélément tubulaire 22. De ce fait,le diaphragme 20 constitue un élément séparant les deux chambres adjacentes de l'enveloppe, forme siège tubulaire pour le rotor héli cotidal, et contribue au support du moteur électrique 24 du ventilateur. Selon la position des volets 15, 18, ledit rotor peut acheminer directement dans l'nabitacle l'air froid qui entre par l'ou- verture de prise d'air 2, ou bien l'air chauffé qui a d'abord traversé l'échangeur de chaleur 4. L'utilisation d'un ventilateur axial simplifie nettement la construction du dispositif de climatisation, du fait que les canaux latéraux sont éliminés et que l'on peut disposer à l'intérieur de l'enveloppe le diaphragme transversal 20 sur lequel on a monté préalablement le ventilateur. BEVENDICA1IIONS 1.- Dispositif de climatisation de l'habitacle de véhicules automobiles, caractérisé en ce qu'il est constitué par une enveloppe conformée en corps allongé profilé, dirigé suivant un axe horizontal et présentant en son centre une prise d'air extérieur, située entre deux parties distinctes de ladite enveloppe dont 1'une, disposée à l'avant, loge un échangeur de chaleur et dont 1'autre, disposée à l'arrière, loge un ventilateur qui envoie sous pression l'air chauffé plus ou moins vers les bouches de distribution l'injectant dans l'habitacle, la chambre antérieure dans laquelle est installé l'échangeur de chaleur pouvant être interceptée par deux volets oscillants qui sont, en position de fermeture, disposés de façon que la pression de l'air qui agit sur eus en favorise cette fermeture0 2.- Dispositif de climatisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ventilateur comporte deux rotors centrifuges distincts propres à aspirer centralement l'air grâce à deux canaux latéraux formés dans la partie centrale de l'enveloppe, ces rotors étant logés dans des enveloppes en spirale solidaires d'un élément annulaire intermédiaire qui supporte un moteur électrique actionnant les deux rotors et constitue, en même temps, un passage annulaire intermédiaire par lequel l'air de climatisation peut parvenir dans l'habitacle lorsque les rotors sont arrêtés, sans subir de pertes de charge notables 3.- Dispositif de climatisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'un des volets oscillants ferme alternativement, aux deux extrémités de sa course d'oscillation, une ouverture d'entrée de l'air dans la cahmbre antérieure de l'échangeur de chaleur, ou une ouverture d'entrée directe de l'air vers la partie postérieure de l'enveloppe, la surface de l'ouverture par laquelle l'air parvient à l'échangeur de chaleur, étant inférieure à celle de l'autre ouverture, pour réduire le débit d'air à chauffer lorsque le véhicule se déplace à vitesse élevée. 4.- Dispositif de climatisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie postérieure de l'enveloppe comporte des ouvertures obturées par des volets amovibles à détente pour permettre un recyclage de l'air intérieu,dans un véhicule à conditionneur d'air. 5.- Dispositif de climatisation selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'un des volets oscil lants, situé au-dessous de l'échangeur de chaleur, est logé en position d'ouverture maximale, dans un renfoncement de l'enveloppe, de façon à disparaitre totalement et à éviter la formation de mouvements turbulents dans l'écoulement d'air qui va de l'échangeur de chaleur ou dispositif de chauffage, à l'habitacle. 6.- Dispositif de climatisation selon la revendication l,caractérisé en ce qu'à la partie postérieure de l'enveloppe, est disposé un ventilateur axial comportant un rotor à palettes héli cotidales qui fonctionne à l'intérieur d'un élément protecteur tubulaire solidaire d'un diaphragme transversal qui s'étend sur toute la section de l'enveloppe et est filé aux parois supérieure et inférieure de celle-ci, ledit diaphragme constituant aussi élément de support du moteur qui actionne ledit rotor 7.- Dispositif de climatisation selon la revendication 6,caractérisé en ce que le diaphragme transversal est reçu dans des saillies parallèles situées sur les parois supérieure et inférieure de la partie postérieure de l'enveloppe. 8.- Dispositif de climatisation selon la revendication 6,caractérisé en ce que le moteur électrique du ventilateur est soutenu par une bande centrale cylindrique comportant des pattes ou étriers radiaux pouvant être reliés, par des vis axiales, à des pattes ou étriers profilés faisant saillie,du diaphragme central et solidaires de l'élément tubulaire qui constitue le siège du rotor à palettes.