Brevet FR2556290A1 — publié le 19850614

La présente invention concerne un chauffage pour véhicule, avec un boîtier comportant une prise d'air reliée à une soufflante et suivie d'un embranchement pour deux circuits aboutissant à des sorties d'air et dont un passe dans et le second devant un radiateur, et un volet mélangeur réglable, qui répartit le flux d'air incident dans l'embranchement entre les deux circuits et détermine avec des parois en regard les sections de passage vers les circuits. Les chauffages connus du type précité, appelés chauffages à régulation d'air utilisent des volets mélangeurs montés par leur extrémité opposée à l'orifice de prise d'air. Lors d'un réglage, l'extrémité en regard de l'orifice de prise d'air se déplace comme un tranchant à travers le flux dtair incident, que le volet mélangeur divise selon sa position. La course de réglage du volet mélangeur d'une position limite à l'autre est d'environ 600. Des angles de réglage relativement faibles produisent déjà des sections de passage relativement grandes, de sorte qu'une régulation fine des proportions d'air chaud et d'air froid est difficilement réalisable. L'air exerce en outre des forces relativement élevées sur ces volets mélangeurs, notamment au voisinage des positions sur lesquelles les sections de passage vers l'un ou l'autre circuit sont faibles. De tels volets tendent enfin à produire des bruits intenses. L'invention vise à réaliser un chauffage du type précité de fanon à permettre un réglage plus fin des positions intermédiaires de mélange d'air chaud et d'air froid, et à éviter le risque de production de bruits. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le volet mélangeur utilisé est constitué par un tiroir rotatif monté sur un axe et dont les bords parallèles à l'axe déterminent les sections de passage avec les parois en regard correspondantes du boîtier, les profils de ces parois ne s'écartant que progressivement suivant le sens d'écoulement de la trajectoire circulaire des bords du tiroir rotatif, à partir d'une position de fermeture située sur la trajectoire circulaire du tiroir rotatif et dans laquelle un bord dudit tiroir s'applique avec étanchéité sur la paroi en regard et le second bord s'applique sur une portée d'étanchéité intérieure, vue en éléva tion vers l'axe du tiroir rotatif. Un tel tiroir rotatif produit une course de réglage relativement importante et permet donc un réglage plus fin. Par suite de la réalisation particulière des parois, dont les profils déterminent avec les bords du tiroir rotatif les sections de passage, ces dernières n'atteignent lors d'un réglage des valeurs importantes qu'après des courses prédéterminées relativement grandes, ce qui améliore aussi la finesse du réglage. Le risque de décollements d'air et de tourbillons est en outre réduit, ce qui réduit la production de bruits. Les bords du tiroir rotatif s'éloignant toujours de l'orifice de prise d'air lors du dégagement d'un orifice, ils ne servent pas à séparer le flux d'air incident à la façon d'un tranchant. Les forces produites par l'air sont plus faibles et donc plus faciles à maîtriser. Selon une autre caractéristique de l'invention, le tiroir rotatif est monté excentriquement sur son arbre, qui est disposé sensiblement au milieu de l'embranchement. Aucune réduction de section n'est ainsi produite, même quand l'écoulement d'air doit être dirigé uniquement dans un circuit, tandis que le second est fermé. Selon une autre caractéristique de l'invention, le tiroir rotatif - vu suivant le sens de l'écoulement - est concave. I1 agit ainsi à la façon d'une palette qui dévie le flux'air incident. Selon une autre caractéristique de l'invention, la paroi limitant la section de passage vers le circuit qui contourne le radiateur présente, en amont de la position de fermeture du tiroir rotatif, un bec pénétrant dans le circuit. Ce bec assure que le flux d'air froid incident atteint pas la zone sur laquelle une étanchéité est recher- chée. Selon une autre caractéristique de l'invention, la paroi du bol- tier orientée sensiblement suivant le sens de l'écoulement, en regard de l'entrée du radiateur, forme un angle aigu en direction de l'arête du radiateur opposée à l'embranchement. Cette orientation oblique de la paroi permet d'influencer le débit d'air dans le radiateur, de façon à obtenir un gradient de température à la sortie de ce dernier. I1 est particulièrement avantageux de disposer sensiblement à la hauteur de la sortie du radiateur les sorties d'air du boîtier aboutis sant dans le bas de l'habitacle, et de décaler les sorties vers les aérateurs centraux et les dégivreurs en direction du circuit contournant le radiateur. On obtient ainsi un sens préférentiel d'écoulement de l'air le plus réchauffé, qui est dirigé directement vers les sorties d'air aboutissant dans le bas de l'habitacle où une température un peu plus élevée est recherchée. On obtient ainsi un gradient de température entre les diverses sorties d'air, jugé agréable lors du fonctionnement d'un tel chauffage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation, dont la figure unique représente une coupe, Le boîtier 1 représenté sur la figure unique et constitué par l'assemblage de plusieurs pièces en matière plastique comporte une prise d'air 3, en amont de laquelle se trouve une soufflante radiale 2. L'air insufflé par cette dernière dans le boîtier 1 peut atteindre les sorties d'air 5, 6 et 7 par deux circuits 8 et 9. La ou les sorties d'air 5 aboutissent aux aérateurs centraux, c'est-à-dire aux aérateurs disposés au voisinage du tableau de bord d'un véhicule et dirigé vers les occupants de ce dernier. La ou les sorties d'air 6 sont reliées à des dégivreurs à fentes, situés à proximité immédiate du pare-brise.Les sorties d'air 7 se trouvent dans le bas de l'habitacle du véhicule, sous le tableau de bord. Les sorties d'air 7 sont habituellement équipées d'un volet d'obturation articulé d'un côté. Les sorties d'air 5 et 6 sont par contre munies de volets rotatifs pivotant autour d'un axe central et qui, dans la forme de réalisation représentée, présentent une forme en S nouvelle, en particulier le volet 27 des sorties d'air 5. Le circuit 9 contient un radiateur 10, tel qu'un échangeur de chaleur air-liquide, dont le fluide de chauffage est constitué par le fluide de refroidissement du moteur à combustion interne du véhicule. Le second circuit 8 contourne par contre cet échangeur de chaleur 10, de sorte que l'air froid incident atteint directement les sorties 5, 6 et 7, sans traverser le radiateur 10. Le flux d'air pénétrant par la prise 3 et insufflé par la soufflante 2 est réparti entre les deux circuits 8 et 9 par un tiroir rotatif 11. Ce dernier peut évidemment occuper diverses positions intermédiaires entre les deux positions limites représentées; il obture totalement le circuit 9 dans la position limite représentée en trait plein et le circuit 8 dans la position limite représentée en tireté. Le tiroir rotatif est disposé dans un embranchement 4 entre les deux circuits 8 et 9, en aval de la prise d'air 3. Il comporte un arbre 12, sur lequel il ast fixé excentriquement par deux joues plates 20 et 21 au moins. L'arbre 12 est solidaire en rotation d'une roue dentée 22 extérieure au boîtier 1 et avec laquelle engrène un pignon d'entraînement 23 qui produit le réglage. Le pignon d'entraînement 23 peut évidemment être remplacé par une crémaillère engrénant avec la roue dentée 22. A partir des positions limites représentées, correspondant chacune à la fermeture d'un circuit 8 ou 9, une rotation du tiroir rotatif 11 ouvre la section de passage vers l'autre circuit 9 ou 8. En liaison avec les parois 15 et 16 en regard du boîtier 1, les bords 13 et 14 parallèles à l'axe 12 déterminent les sections de passage. Le profil de la paroi 16 est tel que le bord 13 qui lui est affecté, réalisé en forme de tranchant, se trouve à une faible distance de la paroi 16 dans la position de fermeture A partir de cette dernière, la paroi 16 s'écarte progressivement, suivant le sens d'écoulement, de la trajectoire circulaire décrite par le bord 13 autour de l'axe 12, de sorte que la section de passage n' aug- mente que progressivement. La forme de la paroi 16 permet de choisir la variation d'agrandissement de la section de passage.La paroi 15 affectée au bord 14 parallèle à l'axe 12 est réalisée de façon similaire; dans la position de fermeture (représentation du tiroir rotatif 11 en tireté), la paroi 15 se situe sur la trajectoire circulaire du bord 14 autour de l'axe 2, dont elle s'éloigne ensuite progressivement suivant le sens d'écoulement. Le bord 14 est réalisé sous forme d'une sorte de patin, qui glisse sur la paroi 15 dans la position de fermeture. Dans les positions de fermeture, le bord 14 opposé suivant le sens d'écoulement (13,sur la représentation en tireté) obture en outre le circuit 8 ou 9 à fermer, en s'appliquant sur une portée d'étanchéité 18 ou 17. Les portées d'étanchéité sont constituées par les bords du radiateur 10, qui sont situés dans la zone de la trajectoire circulaire de ces bords 13 et 14. Afin d'interdire en outre la pénétration d'air entre la paroi 15 et le tiroir rotatif 11, dans la position de fermeture du circuit 8 contournant le radiateur 10, la paroi est munie, en amont de la position de fermeture, d'un bec 19 pénétrant dans le circuit et déviant l'écoulement d'air vers l'intérieur, en amont du tiroir rotatif 11. Comme le montre la figure, le tiroir rotatif 11, fixé excentriquement sur l'axe 12, présente une forme bombée suivant le sens de l'écoulement, de sorte qu'il ne produit aucune réduction des sections de passage sur les positions de fermeture. Il produit une déviation progressive de l'écoulement par suite de son façonnage en surfaces cylindriques. Afin d'obtenir une action supplémentaire sur l'écoulement, les joues 20 et 21 fixant le tiroir rotatif 11 sur l'axe 12 peuvent être inclinées par rapport au sens d'écoulement, de façon à se comporter en déflecteurs. Des déflecteurs supplémentaires peuvent aussi être montés le cas échéant sur le tiroir rotatif 11. Le radiateur 10 est monté dans le boîtier 1 de façon que son côté 24 d'entrée d'air se trouve sensiblement dans le prolongement de l'embranchement 4 et sensiblement parallèle au sens d'écoulement du flux d'air sortant de la soufflante 2, le côté d'entrée d'air étant sensiblement centré par rapport à la prise d'air 3. Dans la zone opposée au radiateur 10, la paroi 16 du boîtier 1 forme un angle aigu en direction du bord 25 du côté 24 de sortie d'air, opposé au tiroir rotatif 11. Par suite de cette réalisation du profil de la paroi 16, le débit d'air traversant le radiateur 10 est commandé de façon à être minimal au voisinage de l'arête 25 et maximal au voisinage des arêtes 17, 18. Il en résulte une répartition de la température inverse du débit dans l'air traversant le radiateur. Afin de tirer davantage parti de cette répartition de la température, les sorties 7 dirigeant l'air vers le bas de l'habitacle sont disposées sensiblement à la hauteur du côté 26 de sortie d'air du radiateur 10, tandis que les sorties d'air 5 et 6 sont décalées vers le circuit 8 contournant le radiateur 10. L'air le plus réchauffé s'écou ainsi avantageusement vers les sorties d'air 7. On obtient ainsi un gradient de température jugé agréable par les occupants du véhicule. Par suite de cette réalisation, et notamment en liaison avec le profil bombé du tiroir rotatif, l'air froid s'écoule en outre avantageusement vers les sorties d'air 5 qui aboutissent aux aérateurs centraux. Le cas échéant et selon le type de véhicule dans lequel le chauffage est incorporé, il est possible d'influencer en outre la répartition de l'air chaud sortant du radiateur 10 en faisant varier la hauteur de la paroi 30 sensiblement parallèle au côté de sortie du radiateur 10. Le volet mélangeur réalisé sous forme de tiroir rotatif 11 décrit un angle de rotation relativement important,qui permet une manoeuvre plus fine que celle des volets mélangeurs connus à angle de rotation de 60" au maximum. Au grand angle de rotation correspondent des courses élevées des bords 13 et 14 le long des parois 15 et 16, ce qui améliore l'aptitude à la régulation. Il est par exemple possible de faire correspondre linéairement les courses aux sections de passage, de façon qu'une ouverture de 5 % corresponde à 5 z environ de la puissance de chauffage, une ouverture de 10 Z à environ 10 Z de la puissance de chauffage, etc. L'utilisation d'une roue dentée 22 et d'un pignon d'entraînement 23 permet en outre l'emploi de servomoteurs électriques simples, sans coûteux mécanismes de transmission. 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. Chauffage pour véhicule, avec un boîtier comportant une prise d'air reliée à une soufflante et suivie d'un embranchement pour deux circuits aboutissant à des sorties d'air et dont un passe dans et le second devant un radiateur, et un volet mélangeur réglable, qui répartit le flux d'air incident dans l'embranchement entre les deux circuits et détermine avec des parois en regard les sections de passage vers ces circuits, ledit chauffage étant caractérisé en ce que le volet mélangeur utilisé est constitué par un tiroir rotatif (11) monté sur un axe (12) et dont les bords (13, 14) parallèles à l'axe (12) déterminent les sections de passage avec les parois (15, 16) en regard correspondantes du boîtier (1), les profils de ces parois (15, 16) ne s'écartant progressivement, suivant le sens d'écoulement, de la trajectoire circulaire des bords (13, 14) du tiroir rotatif (11), à partir d'une position de fermeture située sur la trajectoire circulaire du tiroir rotatif (11) et dans laquelle un bord (13, 14) dudit tiroir s'applique avec étanchéité sur la paroi (15, 16) en regard et le second bord (14, 13) s'applique sur une portée d'étanchéité (17, 18) intérieure, vue en élévation vers l'axe (12) du tiroir rotatif (11). 2. Chauffage selon revendication 1, caractérisé. en ce que le tiroir rotatif (11) est fixé excentriquement sur son axe (12) qui est disposé sensiblement au centre de l'embranchement (4). 3. Chauffage selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le tiroir rotatif (11) - vu suivant le sens de l'écoulement est concave. 4. Chauffage selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la course du tiroir rotatif (11) est limitée par des butées (17, 18). 5. Chauffage selon revendication 4, caractérisé en ce que les butées limitant la course du tiroir rotatif (11) sont constituées par une arête (17, 18) du radiateur (10), qui s'étend jusque sur la trajectoire des bords (13, 14) du tiroir rotatif (11).6. Chauffage selon une quelconque des revendications 1 à 5, carac térisé-en ce que la paroi (15) limitant la section de passage vers le circuit (8) qui contourne le radiateur (10) présente, en amont de la position de fermeture du tiroir rotatif (11), un bec (19) pénétrant dans la section de passage. 7. Chauffage selon une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tiroir rotatif (11) est fixé sur l'axe (12) par des joues plates (20, 21). 8. Chauffage selon revendication 7, caractérisé en ce que les joues (20, 21) sont inclinées par rapport au sens d'écoulement et réalisées sous forme de déflecteurs. 9. Chauffage selon une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'axe (12) du tiroir rotatif (11) est muni d'une roue dentée (22), engrenant avec un pignon (23) ou une crémaillère d'entraînement. 10. Chauffage selon une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'embranchement (4) contenant le tiroir rotatif (11) est disposé sensiblement à la même hauteur que le côte d'entrée (24) du radiateur (10). 11. Chauffage selon une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le côté d'entrée (24) du radiateur (10) se situe dans un plan orienté suivant le sens d'écoulement et passant sensiblement au milieu de la prise d'air (3). 12. Chauffage selon une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la paroi (16) du boîtier orientfiesuivant le sens d'écoulement et opposée au côté d'entrée (24) du radiateur (10) se rapproche suivant un angle aigu de l'arête (25) du radiateur (10) opposée à l'embranchement (4). 13. Chauffage selon une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les sorties d'air (7) du boîtier (1) aboutissant dans le bas de l'habitacle se situent sensiblement à la hauteur du côté de sortie (26) du radiateur (10); et les sorties (5, 6) aboutissant aux aérateurs centraux et aux dégivreurs sont décalées vers le circuit (8) contournant le radiateur (10).