Brevet FR2526724A1 — publié le 19831118

La présente invention concerne un équipement de climatisation pour une voiture refroidie par air, comprenant au moins un échangeur de chaleur pour le chauffage de l'air, un conduit d'air frais, au moins une soufflante, divers aérateurs obturables de dégivrage, centraux et inférieurs, qui permettent de diriger au choix de l'air chaud et/ou frais dans l'habitacle, et un évaporateur pour le refroidissement de l'air envoyé dans l'habitacle. Sur les voitures à moteur refroidi par air, l'air chaud destiné au chauffage de l'habitacle est habituellement produit dans des échangeurs de chaleur de gaz d'échappement, puis dirigé par des canaux dans la zone du tableau de bord. Ce dernier comprend des aérateurs pour le dégivrage du pare-brise, le chauffage de l'habitacle et des pieds. De l'air frais peut aussi être envoyé dans les canaux de distribution de chauffage, dans la zone du tableau de bord. Lorsqu'une voiture comportant un tel chauffage doit être équipée d'un climatiseur, le système existant de l'équipement de chauffage est complété, sans aucune modification, par un équipement totalement séparé, avec canaux de distribution et aérateurs, pour la production d'air froid.Plusieurs aérateurs et le même nombre de canaux aboutissant à ces derniers sont ainsi évidemment nécessaires, ce qui augmente notablement le volume requis et les coûts. Le mélange de l'air réchauffé et de l'air refroidi, avant l'entrée dans l'habitacle, et un échelonnement approprié des températures sont impossibles dans un tel montage. Le montage d'un canal de dégivrage continu est en outre impossible pour le dégivrage du pare-brise. L'invention a pour objet un équipement de climatisation pour voiture refroidie par air du type précité, qui réduit notablement le volume et les coûts de production, et permet une meilleure commande de la distribution d'air et de l'échelonnement de température de l'air pénétrant dans l'habitacle. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, un boîtier comprend une chambre de mélange sur un côté de laquelle débouchent au moins un canal d'entrée d'air chaud, au moins un canal d'entrée d'air frais et un canal d'air refroidi, et sur l'autre côté de laquelle partent des canaux de sortie aboutissant aux aérateurs de dégivrage, centraux et inférieurs; et la chambre de mélange contient au moins une cloison située au vosinage des canaux d'entrée ou de sortie et déterminant la distribution des flux d'air incidents entre les canaux de sortie. Un avantage essentiel du montage selon l'invention réside dans la réduction notable du nombre d'aérateurs et des canaux d'air correspondants, par suite de l'intégration de parties de l'installation de climatisation à l'installation de chauffage.Le mélange de l'air chaud à l'air frais et à l'air refroidi, ainsi que la production de l'échelonnement souhaité de température dans la chambre de mélange augmentent le confort procuré par l'équipement de climatisation, car l'air sortant des aérateurs se trouve déjà à la valeur de consigne ajustée, sans qu'un mélange de divers flux d'air soit nécessaire dans l'habitacle. I1 est en outre possible de réaliser l'aérateur de dégivrage sous forme d'un canal continu. Selon une autre caractéristique préférentielle de l'invention, la chambre de mélange et la cloison sont sensiblement horizontales et trois canaux d'entrée d'air chaud, d'air frais et d'air refroidi débouchent sur un côté de ladite chambre, dont le côté opposé présente les canaux de sortie vers les aérateurs de dégivrage, centraux et inférieurs. Le canal d'entrée d'air chaud et le canal de sortie vers l'aérateur inférieur se trouvent au-dessous du plan de la cloison, les canaux d'entrée d'air frais et d'air refroidi ainsi que les canaux de sortie vers les aérateurs de dégivrage et centraux se trouvent audessus de ce plan. Cette disposition permet de mélanger et de stratifier de la façon voulue les flux d'air entrants sur un côté du boîtier, sans déviation notable, puis de les diriger dans les canaux de sortie correspondants.Un avantage particulier réside dans le fait que tous les canaux d'entrée débouchent sensiblement dans la chambre de mélange suivant la même direction et que la cloison est disposée entre le canal de sortie vers l'aérateur inférieur et les canaux de sortie vers les aérateurs de dégivrage et centraux. Dans les voitures où le moteur refroidi par air se trouve à l'arrière et l'air de chauffage est dirigé vers le boîtier de L'équin pement de climatisation par des espaces latéraux, et selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la chambre de mélange comprend deux canaux d'entrée d'air chaud; et une cloison est prévue entre chacun de ces canaux d'entrée et le ou les canaux d'entrée d'air frais. En vue d'une intégration plus poussée des pièces, et selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, un canal d'entrée commun est prévu pour l'air frais et l'air refroidi; et l'évapora- teur est monté dans ce canal d'entrée. Afin que l'échelonnement de température ne soit pas déterminé par le seul volume des flux d'air incidents, mais aussi par le mélange des flux d'air dans la chambre de mélange, et selon une autre caractéristique de l'invention, la cloison pivote autour de son extrémité opposée au centre de la chambre de mélange. Pour influencer l'air chaud, l'air frais et l'air refroidi pénétrant dans la chambre de mélange, et selon une autre caractéristique de l'invention, un volet est monté dans chaque canal d'entrée pour commander la section de passage. Pour pouvoir renvoyer l'air déjà refroidi de l'habitacle dans l'évaporateur, et selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'évaporateur est inséré dans un canal de circulation d'air et une soufflante séparée est prévue pour l'entrée d'air refroidi et d'air frais. La commande des volets dans les canaux d'entrée s'effectue de préférence en fonction de la pression régnant dans la chambre de mélange, les volets étant commandés automatiquement. Cette solution permet d'éliminer totalement les fluctuations habituelles de température et de volume d'air dans les voitures équipées d'un moteur à combustion et refroidissement par air, ainsi que leur influence négative sur le confort intérieur. La commande pneumatique peut par exemple aussi être assurée directement par des capsules pneumatiques, chargées par la pression régnant dans la chambre de mélange. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'équipement de climatisation est muni d'un montage de commande automatique, comprenant une sonde de température et une sonde de pression disposées dans la chambre de mélange, un indexeur de consigne disposé dans l'habitacle de la voiture, une sonde de température intérieure, un appareil de commande et des organes de réglage actionnant les volets et la cloison. Selon une autre caractéristique de l'invention, un tel montage de commande automatique comprend des sondes électriques déterminant la pression qui règne dans la chambre de mélange, et des organes de réglage électromécaniques actionnant les volets. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exemples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente le schéma d'un équipement de climatisation d'une voiture à refroidissement par air; la figure 2 est la coupe longitudinale d'une seconde forme de réalisation du boîtier avec chambre de mélange et canaux d'entrée et de sortie; et la figure 3 représente le schéma du boîtier selon figure 2 avec un montage de commande pour régulation automatique. La figure 1 représente un moteur à combustion 1 à refroidissement par air, monté à l'arrière d'une voiture avec une soufflante de refroidissement 2 et des tubulures d'échappement 3. Le flux d'air de refroidissement du moteur à combustion 1 est repéré par des flèches 4. Une partie du flux d'air produit par la soufflante de refroidissement 2 est dirigée dans une tubulure 5 qui contient une soufflante 6 supplémentaire. La tubulure 5 se divise en aval de la soufflante 6 en deux tubulures 7 et 7', débouchant dans des échangeurs de chaleur de gaz d'échappement 8 et 8', dans lesquels passent les tubulures d'échappement 3. Les canaux 9 et 9' d'entrée de l'air réchauffé pour le chauffage de la voiture sont prévus après les échangeurs de chaleur 8 et 8'; ils contiennent chacun un déflecteur d'air 10 et 10' et débouchent dans le boîtier 11 d'un équipement de climatisation. Le boîtier 11 comprend une chambre de mélange 12, dans laquelle est montée une soufflante 13. A côté de chaque canal d'entrée 9, 9' d'air chaud se trouve un canal d'entrée 14, 14' d'air frais, contenant un volet 15, 15'. Un canal d'entrée d'air chaud 9 et un canal d'entrée d'air frais 14 sont disposés d'un côté du boîtier 11 et les canaux d'entrée 9' et 14' du côté opposé. Un canal d'entrée 16, contenant un volet d'arrêt 17, débouche dans la chambre de mélange 12, sur le côté gauche du boîtier 11 sur la figure 1. Un évaporateur 18, relié à l'habitacle 20 par un conduit de circulation d'air 19, est monté en amont du canal d'entrée 16. Le côté droit du boîtier 11 sur la figure 1 présente des canaux de sortie 21, 21', 22, 22' et 23, qui débouchent dans diverses zones de l'habitacle 20. Les canaux de sortie 21 et 21' aboutissent à la partie inférieure de l'habitacle, les canaux de sortie 22 et 22' aux aérateurs centraux et le canal de sortie 23 à l'aérateur de dégivrage, dans la zone du pare-brise. Deux cloisons pivotantes 24 et 24' sont prévues dans la chambre de mélange 12 du boîtier 11. Les axes de pivotement 25, 25' des cloisons 24, 24' sont disposés chacun entre un canal d'entrée d'air chaud 9, 9' et un canal d'entrée d'air frais 14, 14'. Lorsque le moteur à combustion est en marche, la soufflante de refroidissement 2 produit un flux 4 d'air de refroidissement du moteur 1 et un flux partiel est dirigé dans la tubulure 5, puis transmis par une autre soufflante 6 dans les tubulures 7 et 7' vers les échangeurs de chaleur d'échappement 8, 8'. Des tubulures 3 dirigent les gaz d'échappement du moteur à combustion 1 vers les échangeurs de chaleur 8, 8', dans lesquels les gaz d'échappement chauds réchauffent l'air nécessaire pour le chauffage de la voiture. Lorsque le chauffage est inutile, une inversion des déflecteurs 10 et 10' permet de diriger l'air de chauffage vers l'extérieur. Lorsque de l'air chaud doit être dirigé vers le boîtier 11, les déflecteurs 10 et 10' obturent les ouvertures vers l'extérieur, de sorte que l'air chaud atteint la chambre de mélange 12. Selon la position des volets 15, 15', les canaux 14, 14' dirigent de l'air frais dans la chambre de mélange t2 et la soufflante 13 produit un flux d'air vers les canaux de sortie 21-23. L'air circulant dans le canal 19 est refroidi dans l'évaporateur 18, puis introduit dans la chambre de mélange 12 selon la température souhaitée par les occupants de la voiture. Dans ladite chambre, l'air refroidi se mélange à l'air frais et, selon la position des cloisons 24, 24', plus ou moins à l'air chaud introduit dans la chambre par les canaux d'entrée 9, 9'. La disposition des cloisons produit un échelonnement de température, que le pivotement des cloisons 24, 24' permet d'influencer. Par suite de la disposition des canaux de sortie 21, 21' dans la zone voisine des canaux d'entrée 9, 9', et de la disposition des canaux de sortie 22, 22' vers les aérateurs centraux et du canal de sortie 23 vers l'aérateur de dégivrage, dans la partie centrale du côté sortie du boîtier 11, le flux d'air dirigé à la partie inférieure de l'habitacle est relativement plus chaud que celui dirigé vers les aérateurs centraux et de dégivrage. La figure 2 représente un boîtier 11 avec une chambre de mélange 12, dont le côté droit présente un canal de sortie 21 vers l'aérateur inférieur, un canal de sortie 22 vers l'aérateur central et un canal de sortie 23 vers l'aérateur de dégivrage . Chaque canal de sortie est obturable par un volet 26. Une cloison 27, pénétrant dans la chambre de mélange 12, est montée en pivotement sur le boîtier 11, entre les canaux de sortie 22 et 21, l'angle de pivotement étant limité de façon à interdire l'obturation totale du canal de sortie 21 vers l'aérateur inférieur et des canaux de sortie 22 et 23. Du côté opposé du boîtier 11, c'est-à-dire à gauche sur la figure 2, un canal d'entrée 9 d'air chaud est prévu à la partie inférieure et contient un volet de commande 28. Au-dessus du canal d'entrée 9 se trouve un canal d'entrée 29, en amont duquel sont disposés un évaporateur 18 et une soufflante d'air frais 30, et qui comporte un volet de commande 31 juste avant l'entrée dans la chambre de mélange 12. Le canal d'entrée 29 permet de diriger au choix de l'air frais ou de l'air refroidi dans la chambre de mélange 12. Comme précédemment indiqué, la disposition des canaux d'entrée et de sortie est choisie de façon que les canaux d'entrée 9 et 29 se trouvent d'un côté du boîtier et les canaux de sortie 21, 22 et 23 du côté opposé.La disposition est réalisée de façon que le canal d'entrée 29 d'air frais ou d'air refroidi, le canal de sortie 22 vers l'aérateur central et le canal de sortie vers l'aérateur de dégivrage se trouvent au-dessus du plan de la cloison 27, tandis que le canal d'entrée 9 d'air chaud et le canal de sortie 21 vers l'aérateur inférieur se trouvent audessous du plan de la cloison. il n'est pas indispensable de monter la cloison 27 en pivotement; elle peut aussi être rigide. Lorsque la cloison 27 n'est pas mobile, seule la commande du volume d'air entrant permet d'influencer l'échelonnement de température. L'évaporateur 18 peut aussi être monté dans un canal d'entrée séparé, un fonctionnement avec circulation d'air identique à celui de la figure 1 semblant alors particulièrement approprié. La figure 3 représente le schéma d'un boîtier 11, sensiblement identique à celui de la figure 2, avec un montage de commande pour la-régulation des flux d'air entrant dans la chambre de mélange et de l'échelonnement de température. La description de la figure 2 s'applique de nouveau, les références des pièces identiques étant les mêmes que celles de la figure 2. Le montage de commande comprend un appareil de commande électronique 32, à l'entrée duquel sont reliés un indexeur de consigne 35 monté sur le tableau de bord et une sonde 36 de température intérieure. La chambre de mélange 12 contient une sonde 33 de la pression des flux d'air introduits par les canaux d'entrée 9 et 29 dans la chambre. Les valeurs mesurées par la sonde de pression 33 sont con 7nrtics en grndeurs électriques correspondantes, puis transmises à l'appareil de commande. La chambre de mélange 12 contient en outre une sonde de température 34, également reliée à des bornes d'entrée de l'appareil de commande 32.Des servomoteurs électriques 37, 38 et 39 sont reliés aux sorties de l'appareil de commande 32; le servomoteur 37 actionnele volet 31 dans le canal d'entrée 29, le servomoteur 38 actionne le volet 28 dans le canal d'entrée 9 et le servomoteur 39 actionne la cloison. Dans l'appareil de commande 32, les valeurs transmises par l'indexeur de consigne 35 et la sonde 36 de température intérieure sont comparées à celles fournies par la sonde de pression 33 et la sonde de température 34. Les organes de réglage 37, 38 et 39 sont attaqués indépendamment par des signaux de sortie de l'appareil de commande 32, en fonction du résultat de la comparaison des valeurs de consigne et mesurées, et amènent ainsi automatiquement les divers volets 28, 31 et la cloison 27 dans la position requise. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Equipement de climatisation pour voiture à refroidissement par air, comprenant au moins un échangeur de chaleur pour le chauffage de l'air, un conduit d'air frais, au moins une soufflante, divers aérateurs obturables de dégivrage, centraux et inférieurs, qui permettent de diriger au choix de l'air chaud et/ou frais dans l'habitacle, et un évaporateur pour le refroidissement de l'air envoyé dans l'habitacle, ledit équipement étant caractérisé en ce qu'un boîtier (11) comprend une chambre de mélange (12), sur un côté de laquelle débouchent au moins un canal d'entrée d'air chaud (9, 9'), au moins un canal d'entrée d'air frais (14, 14', 29) et un canal d'entrée d'air refroidi (16, 29), et sur l'autre côté de laquelle partent des canaux de sortie (21, 21', 22, 22', 23) vers les aérateurs de dégivrage, centraux et inférieurs; et la chambre de mélange (12) contient au moins une cloison (24, 24', 27) située au voisinage des canaux d'entrée (9, 9', 14, 14', 16) ou de sortie (21, 22, 23) et déterminant la distribution des flux d'air incidents entre les canaux de sortie (20, 21', 22, 22', 23). 2. Equipement de climatisation selon revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de mélange (12) et la cloison (27) sont sensiblement horizontales et trois canaux d'entrée d'air chaud, d'air frais et d'air refroidi débouchent sur un côté de ladite chambre (12), dont le côté opposé présente les canaux de sortie (21, 22, 23) vers les aérateurs de dégivrage, centraux et inférieurs, le canal d'entrée (9) d'air chaud et le canal de sortie (21) vers l'aérateur inférieur se trouvant au-dessous du plan de la cloison, et les canaux de sortie (29) d'air frais et d'air refroidi, ainsi que les canaux de sortie (22, 23) vers les aérateurs de dégivrage et centraux se trouvant au-dessus du plan de la cloison. 3. Equipement de climatisation selon revendication 2, caractérisé en ce que tous les canaux d'entrée (9, 29) débouchent dans la chambre de mélange (12) sensiblement suivant la même direction, et la cloison (27) est disposée entre le canal de sortie (21) vers l'aérateur inférieur et les canaux de sortie (22, 23) vers les aérateurs de dégivrage et central. 4. Equipement de climatisation selon revendication 1, caractérisé en ce que deux canaux d'entre (9, 9') d'air chaud sont prévus; et une cloison (24, 24') est prévue entre chacun de ces canaux 4'entrée (9, 9') et les canaux d'entrée (14, 145 d'air frais. 5. Equipement de climatisation selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un canal d'entrée (29) commun est prévu pour l'air frais et l'air refroidi; et l'évaporateur (18) est monté dans l'admission d'air frais. 6. Equipement de climatisation selon revendication 3, caractérisé en ce que la cloison (28) est fixée rigidement dans le boîtier (11). 7. Equipement de climatisation selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la cloison (24, 24', 27) pivote autour de son extrémité opposée au centre de la chambre de mélange (12). 8. Equipement de climatisation selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par un volet (15, 15', 17, 28, 31) monté dans chacun des canaux d'entrée (9, 14, 14', 16, 29) pour commander la section de passage. 9. Equipement de climatisation selon une quelconque des revendications I à 4, caractérisé en ce que l'évaporateur (18) est monté dans un canal de circulation d'air; et une soufflante séparée est prévue pour le flux entrant d'air refroidi et d'air frais. 10. Equipement de climatisation selon revendication 8, caractérisé en ce que les volets (28, 31) sont commandés automatiquement en fonction de la pression régnant dans la chambre de mélange (12). 11. Equipement de climatisation selon revendication 10, caractérisé par des capsules pneumatiques, chargées directement par la pression régnant dans la chambre de mélange (12), pour la commande des volets (28, 3t). 12. Equipement de climatisation selon revendication 10, caractérisé par un montage de commande automatique, comprenant une sonde de température et une sonde de pression (34, 33) montées dans la chambre de mélange (12), ainsi qu'un indexeur de consigne (35) monté dans l'habitacle (20) de la voiture, une sonde de température intérieure (36), des volets (28, 31) et la cloison (27). 13. Equipement de climatisation selon revendication 12, caractérisé par des sondes électriques déterminant la pression et la température dans la chambre de mélange (12), et des organes de réglage (37i 38) actionnant les volets (28, 31).