Brevet FR2562845A1 — publié le 19851018

La présente invention concerne un nouveau dispositif climatiseur pour véhicules permettant d'obtenir des températures différentes pour l'air devant servir au chauffage de la partie basse de l'habitacle du véhicule, pour l'air devant servir à l'aération des passagers du véhicule, notamment au niveau de leur tête, et pour l'air devant servir au dégivrage des vitres, notamment du pare-brise. L'invention concerne un dispositif climatiseur dans lequel l'air de dégivrage peut être très sensiblement plus chaud que l'air d'aération qui, de son côté, peut toujours être sensiblement plus frais que l'air dirigé vers les pieds des passagers. Le dispositif de l'invention permet d'obtenir les résultats, ci-dessus, sans aucune rémanence ou inertie de chauffage à partir de l'une quelconque des buses de distribution et permet, de façon simple, d'asservir une vanne de manoeuvre unique à un dispositif appréciant la température à un endroit déterminé du véhicule. Subsidiairement le débit d'air des buses de chauffage, d'aération et de dégivrage peut être réglé sélectivement. Un avantage supplémentaire du dispositif de l'invention réside dans le fait que dans une version simple il peut comporter seulement un aérotherme de chauffage parcouru en permanence par un fluide chaud, tandis que dans une version plus élaborée il peut être prévu un aérotherme de chauffage et un évaporateur refroidisseur pouvant être mis sélectivement en circuit. Conformément à l'invention, le dispositif climatiseur pour véhicules comportant une buse d'amenée d'air frais, un conduit dit de chauffage dirigé vers les pieds des passagers, un conduit dit d'aération dirigé vers la tête des passagers et un conduit dit de dégivrage dirigé vers au moins une des vitres du véhicule, ladite buse et lesdits conduit étant délimités par un boîtier contenant au moins un échangeur de chaleur et une vanne montée sur un arbre pour occuper une position quelconque entre deux positions extrêmes pour lesquelles elle obture alternativement un passage d'entrée menant vers l'échangeur et une chambre de mélange communiquant avec les conduits de chauffage, d'aération et de dégivrage caractérisé par au moins une cheminée prévue latéralement par rapport à la vanne, ladite cheminée menant au conduit de dégivrage. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est une coupe élévation schématique d'un dispositif climatiseur faisant application de l'invention. La fig. 2 est une coupe schématique vue sensiblement suivant la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe analogue à la fig. 2 d'une variante. Le dessin montre la réalisation, d'une manière schématique, d'un dispositif climatiseur pour véhicules automobiles. Dans la réalisation représentée, le dispositif comporte un boîtier 1 qui dans la pratique est réalisé en deux pièces complémentaires, mais il est apparu pour simplifier les explications qui suivent de l'illustrer sous la forme d'une pièce unique étant donné que les moyens de réalisation du boîtier ne font pas directement partie de l'invention. Le boîtier délimite une buse. d'entrée 2 pour l'air devant être distribué à l'intérieur du véhicule après avoir été éventuellement chauffé ou, le cas échéant, refroidi. La buse 2 est normalement toujours ouverte. Cependant et de façon connue, il peut être prévu qu'elle soit raccordée à un distributeur permettant, soit d'admettre l'air atmosphérique provenant de l'extérieur du véhicule, soit l'air déjà contenu dans le véhicule et qui doit être recyclé ou éventuellement un mélange d'air extérieur et d'air recyclé. Le boîtier délimite, par ailleurs, au moins trois conduits de sortie principaux, à savoir un conduit 3 dit de chauffage, un conduit 4 dit d'aération et un conduit 5 dit de dégivrage. Dans la pratique, les conduits 3, 4 et 5 peuvent être raccordés à des buses de distributions multiples qui ne sont pas représentées pour ne pas compliquer le dessin. Le conduit 3 est dit de chauffage car il est dirigé vers les pieds des passagers et c'est le conduit par lequel l'air le plus chaud doit être distribué. Le conduit 4 est dit d'aération car il est dirigé vers la tête des passagers et c'est par ce conduit que l'air le plus frais doit être dirigé. Finalement le conduit 5 est dit de dégivrage ou de désembuage car il est dirigé vers les vitres du véhicules, notamment le pare-brise, et de l'air chaud doit y être conduit dès lors qu'il y a lieu de dégivrer ou de désembuer les vitres. Pour que le débit du conduit de chauffage 3, du conduit d'aération 4 et du conduit de dégivrage 5 soit réglable, des vannes 6, 7 et 8 sont prévues dans ces conduits, lesdites vannes étant supportées par des arbres 6a, 7a, 8a manoeuvrables au gré des passagers du véhicule. Pour privilégier l'aération, c'est-à-dire pour limiter le chauffage de l'air devant sortir par le conduit d'aération 4, celui-ci est formé sensiblement dans l'alignement de la buse d'entrée 2 tandis que les buses de chauffage 3 et de dégivrage 5 sont décalées angulairement par rapport à l'axe de la buse d'entrée. La buse de chauffage 3 est délimitée à l'intérieur du boîtier 1 par une cloison 9 et un déflecteur 10 qui fait saillie à l'intérieur du boîtier vers l'axe géométrique 11 du conduit d'aération 4. L'intérieur du boîtier 1 contient une cloison 12 qui délimite une chambre 13 dite à air chaud. L'entrée 13a de la chambre 13 s'étend entre une extrémité de la cloison 12 et l'un des côtés de la buse d'entrée 2. La chambre 13 contient un échangeur de chaleur 14 destiné à chauffer l'air qui le traverse. Comme l'illustre le dessin, la cloison 12 délimite avec le déflecteur 10 un passage 15, soit à parois parallèles, soit comme représenté à parois légèrement divergentes dont l'axe longitudinal fait un angle compris entre 90 et 1300 avec l'axe longitudinal d'entrée de la buse 2, c'est-à-dire que l'axe longitudinal du passage 15 est presque parallèle à l'axe longitudinal du conduit de dégivrage 5 mais est décalé dans l'espace par rapport à celui-ci pour se trouver avantageusement en regard d'une partie pleine la du boitier 1. Une vanne papillon 16 est montée sur un arbre 17 pouvant être commandé par les passagers. La vanne papillon 16 peut occuper n'importe quelle position entre celle représentée en 17a et celle représentée en 17b. Dans la position représentée en 17a, la vanne papillon prend appui sur un siège formé à l'intérieur du boîtier par l'enveloppe de celui-ci et par l'extrémité de la cloison 9 ainsi que par l'extrémité de la cloison 12. Il en résulte que l'entrée 13a et la sortie de la chambre à air chaud 13 sont complètement obturées de sorte que seul l'air frais peut circuler depuis la buse d'entrée 2 jusqu'à la sortie des conduits de chauffage 3, d'aération 4 et de dégivrage 5. Dans la position représentée en 17b, la vanne papillon 16 prend appui contre un siège formé à l'intérieur du boîtier 1 et contre un siège formé par la cloison 12. Dans cette position tout l'air passant par la buse d'entrée 2 est amené à traverser l'échangeur 14, à passer par la chambre à air chaud 13 pour être amené par le passage 15 dans la partie du boîtier 1 qui constitue une chambre dite de mélange désignée par 18. Pour toutes les positions intermédiaires de la vanne papillon 16, une plus ou moins grande quantité d'air frais entrant par la buse d'entrée 2 est amenée directement à la chambre de mélange 18 et indirectement à cette même chambre après passage à travers l'échangeur 14. Dans le mode de réalisation des fig. 1 et 2, le boîtier 1 présente intérieurement, de part et d'autre des côtés latéraux de la vanne papillon 16, des nervures 19 et 20 qui s'étendent jusqu'au voisinage immédiat de l'arbre 17. La partie 16a de la vanne papillon qui s'étend devant le passage 15 est de plus petite largeur que celle du boîtier et s'étend sensiblement jusqu'au voisinage des extrémités des nervures 19, 20. Cela a pour effet de délimiter des cheminées latérales 21, 22 qui mènent vers le conduit de dégivrage 5. Comme l'illustre le dessin, lorsque la vanne papillon est disposée, par exemple à mi-course entre les deux positions extrêmes 17a, 17b qu'elle peut occuper une veine d'air frais 23 peut théoriquement passer de façon directe depuis la buse d'entrée 2 jusqu'au conduit d'aération 4. La vanne papillon a cependant pour effet d'obliger une deuxième veine d'air 24 à passer à travers l'échangeur 14 pui à être conduite par le passage 15 vers la chambre de mélange 18. Cette seconde veine 24 est chauffée et arrive dans la chambre de mélange 18 dans laquelle elle heurte la vanne d'air frais 23, ce qui a pour effet de la dévier en grande partie, comme illustré en 24a vers le conduit de chauffage 3. La veine d'air 23 qui heurte le déflecteur 10 est cependant déviée partiellement, comme illustre en 23a, ce qui fait qu'une partie de cette vanne d'air est également amenée au conduit de chauffage 3 de sorte que la température de l'air de sortie du conduit de chauffage 3 est comprise entre la température de la veine d'air 23 et la température de la veine d'air 24 après son passage dans l'échangeur. Une faible quantité d'air chaud de la veine 24 qui a été mélangée à la veine d'air 23 passe par le conduit d'aération 4 de sorte que la température à la sortie du conduit d'aération est normalement supérieure à la température d'entrée de la veine d'air froid 23. Une troisième veine d'air 25 suit tout d'abord le trajet de la veine d'air 24, c'est-à-dire qu'elle est chauffée à travers l'échangeur 14 et conduite par la chambre à air chaud 13 vers le passage 15. Cette troisième veine se divise en deux parties pour passer par les cheminées 21, 22, comme illustré en 25a à la fig. 1. L'air passant par les cheminées 21, 22 n'est pratiquement pas perturbé par la veine d'air 23 du fait de l'existence des nervures 19, 20. Par contre, une partie de la veine d'air 25 passe par la chambre de mélange 18, ce qui entraine une veine d'air secondaire 23b dans le conduit de dégivrage dans lequel cette veine rejoint les veines 25a en se mélangeant à celles-ci, ce qui fait que de L'air chaud est amené pour assurer le désembuage, cet air chaud se trouvant généralement à une température qui est comprise entre la température de l'air sortant du conduit de chauffage 3 et la température de l'air sortant du conduit d'aération 4. Pour privilégier la circulation de-la veine d'air 23 entre la buse d'entrée 2 et le conduit d'aération 4, il est avantageux de faire comporter à la vanne papillon 16 une saillie 26 et de prévoir en regard de celleci, à l'intérieur du boîtier 1, une saillie correspondante 27. On crée ainsi un effet de venturi accélérant la veine d'air 23, principalement lorsque la vanne papillon 16 est pivotée vers sa position 17b, c'est-àdire dans le sens qui privilègie le débit des veines d'air 24 et 25 augmentant le chauffage. Selon la variante de la fig. 3, le boîtier 1 ne comporte plus les nervures internes 11, 20 mais il forme en saillie des cheminées 21a, 22a. Dans ce cas, la partie 16a' de la vanne papillon s'étend sur toute la largeur du boîtier 1 sans toutefois pénétrer dans les cheminées 21a, 22a dont la fonction demeure ainsi analogue à ce qui est décrit dans ce qui précède. Dans ce qui précède il a été considéré que les cheminées 21a, 22a s'étendent depuis la vanne papillon 26 lorsqu'elle occupe la position 16a jusqu'au conduit 5, mais il est possible de même que les cheminées 21a, 22a soient prolongées dans le conduit 15, c'està-dire qu'il existe alors toujours un trajet de fuite de l'air chaud vers le conduit de désembuage 5 même lorsque la vanne papillon 16 est fermée. Outre les réglages fondamentaux qui peuvent être obtenus par la simple manoeuvre de la vanne papillon 16, des réglages secondaires peuvent évidemment être obtenus en manoeuvrant séparément ou simultanément chacune des vannes 6, 7 et 8. Lorsque l'échangeur 14 est constitué par un aérotherme de chauffage alimenté en continu en liquide chaud, le réglage de la température de l'air sortant par les conduits 3, 4, 5 est effectué essentiellement par la vanne papillon 16 sans qu'il n'y ait aucune rémanence ou inertie de chauffage puisque la température dans les conduits de chauffage, d'aération et de dégivrage est fonction de l'importance du débit des veines dtair 23, d'une part, et 24, 25 d'autre part. Il est donc particulièrement facile d'asservir la position de la vanne papillon 16 à un dispositif sensible à la température se trouvant dans le véhicule. Dans ce qui précède, seul le chauffage de l'habitacle du véhicule a été pris en considération. On doit constater qu'il est possible d'assurer une climatisation complète en prévoyant, par exemple, deux échangeurs de chaleur 14 disposés côte à côte en série, l'un étant parcouru par un fluide chaud dont la circulation peut être interrompue et l'autre par un fluide frais dont la circulation peut aussi être interrompue au gré des passagers au moyen de vannes. Dans le cas de l'utilisation de l'échangeur parcouru par un fluide froid, c'est-à-dire d'un échangeur ayant une fonction d'évaporateur, l'air refroidi peut être dirigé seulement vers le conduit 4 dit d'aération et le conduit 3 dit de chauffage en fermant le conduit 5 dit de dégivrage au moyen de la vanne 8. LJinvention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortie de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Dispositif climatiseur pour véhicules comportant une buse (2) d'amenée d'air frais, un conduit (3) dit de chauffage dirigé vers les pieds des passagers, un conduit (4) dit d'aération dirigé vers la tête des passagers et un conduit (5) dit de dégivrage dirigé vers au moins une des vitres du véhicule, ladite buse et lesdits conduits étant délimités par un boîtier contenant au moins un échangeur de chaleur (14), et une vanne (16) montée sur un arbre (17) pour occuper une position quelconque entre deux positions extrêmes (17a, 17b) pour lesquelles elle obture alternativement un passage d'entrée menant vers l'échangeur (14) et une chambre de mélange (18) communiquant avec les conduits de chauffage (3), d'aération (4) et de dégivrage (5) caractérisé par au moins une cheminée (21, 22) prévue latéralement par rapport à la vanne (16), ladite cheminée menant au conduit de dégivrage (5). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cheminée (21, 22) s'étend latéralement dans la chambre de mélange (18) depuis la vanne (16) en position de fermeture (16a) jusqu'au conduit de dégivrage (5). 3 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cheminée (21, 22) s'étend latéralement dans la chambre de mélange (18) jusqu'à l'intérieur d'un passage d'air chaud (15) de sorte qu'un écoulement d'air chaud est produit même lorsque la vanne (16) occupe la position de fermeture (16a). 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu deux cheminées latérales (21, 22). 5 - Dispositif climatiseur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les cheminées (21, 22) sont délimitées à l'intérieur du boîtier (1) par des nervures (19, 20) formées dans les parois latérales pour s'étendre au voisinage d'un arbre de commande d'une vanne papillon dont la partie s'étendant au-delà des nervures (19, 20), en considérant le sens de circulation des veines d'air, est de plus faible largeur que celle s'étendant à l'intérieur du boîtier (1). 6 - Dispositif climatiseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les. chemi- nées latérales (21a, 22a) sont formées dans des saillies latérales du boîtier (1). 7 - Dispositif climatiseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la buse d'entrée (2) est disposée par rapport au conduit d'aération (4) pour créer un trajet préférentiel à une veine d'air (23) circulant de ladite buse d'entrée audit conduit d'aération tout en passant par la chambre de mélange (18) délimitée à l'intérieur du boîtier (1) par la vanne (16). 8 - Dispositif climatiseur selon la revendication 1 à 7, caractérisé par des saillies (26, 27) formées sur la vanne (16) et à l'intérieur du boîtier (1) pour délimiter un venturi dans le trajet de la veine d'air (23) s'écoulant de la buse d'entrée (2) au conduit d'aération (4). 9 - Dispositif climatiseur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par un déflecteur (10) formé à partir du conduit de chauffage (3) pour intercepter une partie du conduit d'aération (4) vers lequel s'écoule préférentiellement la veine d'air frais (23) et par un passage (15) provenant d'une chambre à air chaud (13) du boîtier et dirigé pour former avec l'axe de la buse d'entrée (2) un angle compris sensiblement entre 90 et j300 de sorte que l'air chaud d'une veine (24) est dévié par la veine d'air frais (23) dans la chambre de mélange (18) à la sortie du passage (15) et est conduite par le déflecteur (10) vers le conduit de chauffage (3) en même temps que ledit déflecteur amène une veine secondaire (23a) d'air frais dans ledit conduit de chauffage (3). 10 - Dispositif climatiseur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par des vannes (6, 7, 8) pour la commande sélective des conduits de chauffage (3), d'aération (4) et de dégivrage (5). 11 - Dispositif climatiseur selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'échangeur (14) est un échangeur parcouru en permanence par du liquide chaud. 12 - Dispositif climatiseur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte deux échangeurs (14) dont l'un est parcouru par un fluide chaud et l'autre par un fluide froid des vannes contrôlant la circulation des deux dits fluides. 13 - Dispositif climatiseur selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les conduits (3) de chauffage, (4) d'aération et (5) de dégivrage communiquent respectivement avec des buses de répartition. 14 - Dispositif climatiseur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la buse d'entrée est reliée à un dispositif pour le mélange sélectif d'air frais et d'air recyclé depuis l'habitacle du véhicule.