Brevet FR2583000A1 — publié le 19861212

La présente invention concerne un équipement de chauffage ou de climatisation pour véhicules avec une soufflante radiale, qui comprend un diffuseur à grand angle d'ouverture, et un échangeur de chaleur en aval de la soufflante. Des équipements de chauffage ou de climatisation de ce type sont connus. Seul un espace limité est disponible pour l'équipe- ment de chauffage ou de climatisation, en particulier dans les voitures de tourisme, de sorte que le diffuseur de la soufflante radiale doit être aussi court que possible. La face frontale de l'échangeur de chaleur monté en aval de la soufflante étant toute- fois nettement plus grande que la section de sortie de la souf- flante, une extension extrême de l'écoulement est nécessaire sur une courte distance. Il en est ainsi non seulement pour l'exten- sion radiale de la volute, mais aussi pour l'extension axiale dans le diffuseur. Par suite du grand angle d'ouverture du diffuseur et de la très grande augmentation résultante de la section, la charge du côté air de l'échangeur de chaleur est irrégulière, les zones périphériqucs de l'échangeur étant moins balayées que la partie centrale. Des reflux se produisent en outre dans le diffuseur et entraînent, outre la charge irrégulière précitée de l'échangeur de chaleur, des baisses de rendement et un bruit plus intense. L'invention vise à développer un équipement de chauffage et de climatisation du type précité, de façon à obtenir une charge plus régulière de l'échangeur de chaleur en air et une diminution du bruit, sans augmentation du volume de l'équipement. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une cloi- son profilée en treillis est disposée dans le diffuseur et un de ses secteurs au moins s'étend en direction de la soufflante radiale ou dans le diffuseur. L'invention présente les avantages principaux suivants: une solution économique de charge régulière de l'échangeur de chaleur en air est obtenue avec des moyens simples; le bruit de la soufflante est diminué; la constitution des équipements antérieurs peut être maintenue sans modification; seuls de faibles coûts sont nécessaires. Un autre avantage réside dans le fait que l'invention convient pour les équipements neufs et pour la transformation des équipements déjà montés sur véhicule. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la cloison profilée en treillis présente sensiblement en coupe la forme d'un trapèze à base ouverte et les secteurs formant les côtés du trapèze sont orientés vers l'intérieur du diffuseur. Par suite de cette forme, l'écoulement d'air est partiellement dévié vers les zones périphériques supérieure et inférieure, o l'écoulement d'air est ainsi amélioré, et de plus la distance plus grande de la cloi- son en treillis à la zone centrale de l'échangeur de chaleur permet une homogénéisation de l'écoulement. Ces avantages peuvent toutefois aussi être obtenus avec une autre forme de réalisation dans laquelle, selon une autre caractéristique de l'invention, la cloison en treil- lis présente en coupe une forme concave pénétrant dans le diffuseur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la cloison profilée en treillis s'étend sur environ 60 à 80 % de la face front- tale de l'échangeur de chaleur. Les bords supérieur et inférieur de la cloison en treillis doivent dans la mesure du possible être balayés par l'écoulement d'air. Dans une variante de réalisation se prêtant particulièrement bien à la transformation d'équipements montés sur véhicule, et selon une autre caractéristique de l'invention, la cloison en treillis présente sensiblement en coupe une forme en L. Selon une autre caractéristique de l'invention, une telle cloison comporte au moins un secteur présentant une légère convexité et s'étendant à peu près parallèlement à la face frontale de l'échangeur de cha- leur, ainsi qu'un secteur plan pénétrant dans le diffuseur. Selon une autre caractéristique de l'invention, la soufflante radiale comprend deux roues présentant un écartement radial. Dans ce cas, la cloison en treillis comporte deux secteurs dont la largeur est égale à la largeur axiale des roues et dont l'écartement est égal à celui des roues. L'écoulement d'air est ainsi partiellement dévié dans la zone comprise entre les roues de la soufflante et dans les zones périphériques, de sorte que l'écoulement est régu- larisé sur toute la section du diffuseur. Selon une autre carac- téristique de l'invention, d'autres secteurs de la cloison profilée en treillis sont prévus entre la roue de la soufflante, comme moyens supplémentaires d'influence sur l'écoulement. Lorsque la cloison en treillis doit présenter une résistance à l'écoulement plus élevée dans la zone des secteurs situés à proximité des roues de la soufflante, lesdits secteurs peuvent selon une autre caracté- ristique de l'invention, être munis d'éléments de treillis supplé- mentaires. La cloison en treillis est avantageusement réalisée en alliage léger ou matière plastique. Le poids de l'équipement de chauffage ou climatisation est ainsi augmenté de 50 à 80 g seulement, c'est-à-dire très légèrement. La structure du treillis, c'est-à-dire sa section de passage, permet d'influencer l'étranglement et par suite la déviation de l'écoulement. L'expérience montre que des structures de treillis dont le rapport de la surface totale à la surface de toutes les ouvertures est compris entre environ 1/0,6 et 1/0,8, et de préférence égal à 1/0,7, conviennent particulièrement bien. 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 est une coupe d'une soufflante radiale et d'un échan- geur de chaleur en aval de cette dernière; la figure 2 est l'élévation frontale d'une cloison profilée'en treillis; la figure 3 est une coupe suivant l'axe III-III de la figure 1; la figure 4 est une coupe d'une soufflante radiale avec une seconde forme de réalisation du treillis profilé selon l'invention; la figure 5 est une élévation du treillis selon figure 4 vu suivant le sens d'écoulement de l'air; la figure 6 est une élévation identique à celle de la figure 3, avec une cloison en treillis profilé selon figures 4 et 5; et la figure 7 représente une variante de réalisation de la cloison en treillis de la figure 1. La figure 1 représente une soufflante radiale 1 comporrant une volute 1*, une roue 2, une languettes3 et un diffuseur formé 258 3000 par les parois 4 et 5. Ces dernières se prolognent par un corps 6 dans lequel est logé un équipement de chauffage ou climatisation. L'extrémité élargie du diffuseur s'étend sur toute la surface fron- tale d'un échangeur de chaleur 7 logé dans la zone du corps 6 voi- sine de la soufflante radiale 1. Une cloison profilée en treillis 8, comportant quatre secteurs 8a à 8d, est introduite entre l'échangeur de chaleur 7 et la roue 2 de soufflante radiale. Les secteurs 8a à 8d formant des angles entre eux, on obtient un corps de section trapézoïdale, qui s'étend de la partie élargie dans la partie rétrécie du diffuseur, sur pratiquement toute la face frontale de l'échangeur de chaleur 7.- L'air réparti peut traverser toute la cloison en treillis 8 réa- lisée avec une-large maille, une action de refoulement étant en outre produite vers les bords supérieur et inférieur, comme l'in- diquent les flèches 9 et 10. La cloison en treillis 8 présentant une distance par rapport aux parois supérieure et inférieure du corps, l'écoulement d'air peut la contourner dans cette zone. La cloison en treillis 8 évite ainsi la formation de reflus dans le diffuseur et une charge régulière en air de toute la face frontale de l'échangeur de chaleur 7. La figure 2 représente une élévation frontale du treillis 8, qui comprend de nouveau les secteurs 8a, 8b, 8c et 8d. Cette repré- sentation montre que la cloison en treillis 8 comporte de nombreuses ouvertures 8* disposées régulièrement et illustre le rapport de la surface totale de la cloison en treillis 8 à la surface de toutes les ouvertures 8*, qui est d'environ 1/0,7 dans le cas considéré. Il va de soi que d'autres formes de la structure du treillis sont possibles, ainsi que d'autres rapports de la surface totale à la surface des ouvertures, les conditions de montage et notamment le tracé du diffuseur devant être pris en considération dans chaque cas. La figure 3 représente une élévation suivant l'axe III-III de la figure 1. La volute 1* contient un moteur électrique non repre- senté, qui entraîne deux roues 2 de soufflante radiale. Le moteur électrique est disposé entre les deux roues 2. Chaque roue 2 pénètre dans le diffuseur par une ouverture 11 appropriée, les ouvertures 11 étant limitées chacune à l'extrémité supérieure par la lan- guette 3. La cloison en treillis 8 est introduite dans le diffuseur, les extrémités extérieures du tronçon 8a s'appliquant sur des portées 12 latérales de la volute 1*. La cloison 8 est fixée par des vis 13 et le cas échéant des rondelles 14 sur la volute 1*, au voisi- nage des portées 12. Cette fixation est largement suffisante dans la mesure o la cloison en treillis 8 présente une rigidité suffi- sante; un guidage supplémentaire des bords latéraux peut toutefois être prévu dans la zone du secteur 8c, dans le cas de matériaux plus minces et par suite d'une stabilité moindre. Par suite de sa forme, la cloison en treillis 8 décrite aux figures 1 à 3 doit être montée avant l'assemblage de la volute 1* et du corps 6 de l'équipement de chauffage ou de climatisation. L'em- ploi d'une cloison profilée en treillis 8 s'est révélé particulière- ment favorable pour les conditions d'écoulement et le bruit. Les figures 4 à 6 proposent par suite une variante de réalisation, qui se prête au montage ultérieur dans des équipements déjà montés sur véhicule, sans exiger d'importantes opérations de montage. La figure 4 est une coupe d'une soufflante radiale 1, identique à celle de la figure 1, les mêmes pièces portant les mêmes référen- ces. Une cloison profilée en treillis 15 est introduite dans le diffuseur; elle comprend essentiellement deux secteurs 15a et 15b formant un angle entre eux, le secteur 15a étant plan et le secteur b légèrement convexe. Le secteur 15a pénètre profondément dans le diffuseur; le secteur 15b est sensiblement parallèle à la face frontale de l'échangeur de chaleur et se trouve ainsi pratiquement perpendiculaire au sens d'écoulement de l'air. Un autre secteur 15c est replié sur le secteur 15a, dans le sens opposé au secteur 15b. D'autres secteurs sont en outre repliés sur le secteur 15a, les secteurs 15d étant perpendiculaires au plan du secteur 15a, mais inclinés sur le grand axe, et les secteurs 15e étant parallèles au secteur 15a. La fonction de ces secteurs 15a à 15e et leur disposi- tion dans l'équipement seront décrites ci-après à l'aide des figures et 6. Le matériau du treillis peut dans ce cas être le mme que dans l'exemple de réalisation selon figures 1 à 3. Au voisinage du secteur 15b se trouve un élément de treillis suppltumntaire 15f, qui présente une concavité en regard du secteur 15b convexe. La figure 5 est l'élévation de la cloison profilée en treillis , vue suivant le sens d'incidence de l'air; elle illustre la surface des divers secteurs 15a à 15f. Les deux secteurs 15b sont dimensionnés de façon à présenter sensiblement la largeur axiale des roues de la soufflante et un écartement égal à celui de ces roues. Afin d'augmenter la résistance à l'air et par suite d'accroître la déviation du flux d'air, la partie centrale de chaque secteur b est munie de l'élément de treillis 15f qui la recouvre partiel- lement. Les secteurs 15d et 15e, disposés entre le secteur 15b, produisent une déviation supplémentaire vers une paroi limitant le diffuseur. La figure 6 représente une variante de réalisation de la figure 3 avec la cloison en treillis 15 selon figures 4 et 5; la volute 1* est représentée avec les parois 4 et 5 format le dif- fuseur. La disposition des ouvertures 11, des Ianguettes 3 et des roues 2 de la soufflante radiale est identique à celle sur la figure 3. Cette représentation montre que les secteurs 15b de la cloison en treillis 15 présentent sensiblement la largeur des roues 2. Se trouvant dans l'écoulement principal des roues 2 de la souf- flante, les éléments de treillis 15f produisent une déviation laté- rale renforcée de l'écoulement, d'o une bonne distribution mime dans les zones périphériques. Le secteur 15c est orienté dans le sens inverse. Les deux secteurs 15a s'étendent pratiquement sur toute la largeur du diffuseur, les secteurs 15d et 15e repliés formant une échancrure en V. Les secteurs 15d orientés vers la soufflante renforcent l'influence sur l'écoulement dans la zone comprise entre les roues de la soufflante. Le montage de la cloison en treillis 15 dans des équipements déjà installés sur véhicule est relativement facile, car il suffit de sortir le moteur avec les deux roues 2 de la soufflante radiale. La cloison en treillis 15 peut alors être introduite dans le dif- fuseur par une des ouvertures 11, et la fixation s'effectue à l'aide de vis 16 facilement accessibles par les ouvertures 11. La figure 7 représente une cloison en treillis 17 qui s'étend sur la même surface que la cloison en treillis 8 mais présente, contrairement à cette dernière, une section concave. 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 chauffage ou climatisation pour véhicules avec une soufflante radiale, qui comprend un diffuseur à grand angle d'ouverture, et un échangeur de chaleur en aval de la soufflante, ledit équipement étant caractérisé en ce qu'une cloison profilée en treillis (8, 15, 17) est disposée dans le diffuseur et un de ses secteurs au moins (8b, 8c, 8d; 15a, 15d, 15e) s'étend en direction de la soufflante radiale (1) ou dans le diffuseur. 2. Equipement de chauffage ou climatisation selon revendication 1, caractérisé en ce que la cloison profilée en treillis (8) présente sensiblement en coupe la forme d'un trapèze à base ouverte et les secteurs (8b, 8d) formant les cBtés du trapèze sont orientés vers l'intérieur du diffuseur. 3. Equipement de chauffage ou climatisation selon revendication 1, caractérisé en ce que la cloison en treillis (17) présente en coupe une forme concave pénétrant dans le diffuseur. 4. Equipement de chauffage ou climatisation selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la cloison profilée en treillis (8, 17) s'étend sur environ 60 à 80 % de la face fron- tale de l'échangeur de chaleur (7). 5. Equipement de chauffage ou climatisation selon revendication 1, caractérisé en ce que la cloison en treillis (15) présente sensi- blement en coupe une forme en L. 6. Equipement de chauffage ou climatisation selon revendication 5, caractérisé en ce qu'un secteur au moins (15b) présente une légère convexité et s'étend parallèlement à la face frontale de l'échan- geur de chaleur (7); et un secteur (15a) plan pénètre dans le dif- fuseur. 7. Equipement de chauffage ou climatisation selon revendication 6, caractérisé en ce que la soufflante radiale (1) comprend deux roues (2) présentant un écartement radial; et la cloison en treil- lis (15) comporte deux secteurs (15b) dont la largeur est égale à la largeur axiale des roues (2) et dont l'écartement est égal à celui des roues (2). 8. Equipement de chauffage ou climatisation selon revendication 7, caractérisé en ce que d'autres secteurs (15d, 15e) de la cloison profilée en treillis (15) sont prévus entre les roues (2) de la soufflante radiale. 9. Equipement de chauffage ou climatisation selon une des reven- dications 6 ou 7, caractérisé en ce que les secteur (15b) sont munis d'éléments supplémentaires de treillis (15f). 10. Equipement de chauffage ou climatisation selon une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la cloison en treil- lis (8, 15, 17) est réalisée en alliage léger ou en matière plas- tique. 11. Equipement de chauffage selon une quelconque des revendications i à 10, caractérisé en ce que le rapport de la surface totale de la cloison en treillis (8, 15, 17) à la surface de toutes les ouvertures (8*) est compris entre 1/0,6 et 1/0,8, et de préférence égal à 1/0,7.