Brevet FR2703632A1 — publié le 19941014

Appareil de chauffage-ventilation et/ou de climatisation pour un habitacle de véhicule automobile L'invention concerne un appareil de chauffage-ventilation et/ou de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, du type comprenant des éléments disposés des deux côtés d'une cloison transversale séparant l'habitacle du compartiment moteur antérieur. Dans un appareil de ce type, les éléments sont fixés à la cloison transversale qui peut faire partie intégrante de la carrosserie du véhicule ou qui peut être réalisée sous la forme d'une plaque rapportée ' dans la carrosserie, comme enseigné par le Brevet français No 87 02271 au nom de la Demanderesse. Les éléments d'appareil situés du côté du compartiment moteur comprennent essentiellement un séparateur dont la fonction est de séparer l'eau de pluie de l'air prélevé à l'extérieur au-dessous du pare-brise, un organe d'admission d'air destiné à envoyer au choix, soit de l'air prélevé à l'extérieur, soit de l'air recirculé provenant de l'habitacle, et un groupe moto-ventilateur destiné à envoyer l'air extérieur ou l'air recirculé en direction de l'habitacle. Les éléments d'appareil situés du côté de l'habitacle comprennent un radiateur destiné à chauffer l'air provenant du groupe moto-ventilateur et un distributeur d'air d'où partent des conduits d'air aboutissant à des bouches s'ouvrant vers l'habitacle. Ces bouches comprennent généralement au moins une bouche de dégivrage/désembuage du pare-brise, au moins une bouche de dégivrage/désembuage des vitres latérales, au moins une bouche d'aération située sur la planche de bord et au moins une bouche s'ouvrant vers la partie inférieure de l'habitacle. Ces éléments peuvent comprendre aussi un évaporateur dans le cas où le véhicule est équipé d'une option climatisation. Dans ce dernier cas, l'évaporateur est placé en amont du radiateur, ce qui permet, si on le désire, de refroidir l'air pour le déshumidifier, avant de le réchauffer. Les appareils du type précité présentent un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, ils nécessitent des conduits de grande longueur pour relier le distributeur aux différentes bouches, ce qui augmente le parcours de cheminement de l'air et entraîne de ce fait des pertes d'énergie, notamment thermique. En outre, ces appareils sont mal adaptés aux véhicules actuels, en particulier aux véhicules dits "monocorps", dans lesquels le pare-brise est fortement incliné dans le prolongement du capot. Dans de tels véhicules, le poste de conduite est très allongé dans le sens longitudinal et il faut alors prévoir des conduits d'air non seulement longs, mais aussi de formes complexes. Par ailleurs, les distributeurs des appareils du type précité sont de structure complexe et nécessitent habituellement plusieurs volets logés dans un boîtier et un mécanisme complexe de commande des volets pour répartir l'air entre les différentes bouches s'ouvrant vers l'habitacle. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. C'est en particulier un but de l'invention de procurer un appareil de chauffage-ventilation et/ou de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile qui convient tout particulièrement aux véhicules dont le poste de conduite est allongé. C'est encore un but de l'invention de procurer un tel appareil qui permet de diminuer le parcours de cheminement de l'air et d'entraîner de ce fait une économie d'énergie. C'est encore un but de l'invention de procurer un appareil de structure beaucoup plus simple que les appareils existants. C'est encore un but de l'invention de procurer un tel appareil qui peut convenir aussi bien à des véhicules à moteur thermique qu'à des véhicules à moteur électrique. L'invention propose à cet effet un appareil du type défini en introduction, dans lequel les éléments disposés du côté de l'habitacle comprennent un dispositif de chauffage propre à produire de l'air chaud et possédant un pulseur de chauffage pour envoyer cet air chaud dans l'habitacle, et un dispositif de ventilation propre à produire de l'air froid ou climatisé et possédant un pulseur de ventilation pour envoyer cet air froid ou climatisé dans l'habitacle. Ainsi, contrairement aux appareils connus, l'appareil de l'invention prévoit alors un pulseur spécifique pour le dispositif de chauffage et un pulseur spécifique pour le dispositif de ventilation, ce qui permet là encore de raccourcir le cheminement de l'air. Cette structure particulière utilisant deux pulseurs spécifiques permet de constituer un module central logé dans la planche de bord. Toutefois, elle peut aussi être utilisée avec une autre implantation, notamment dans le cas de véhicules de structure classique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de chauffage comprend au moins un boîtier de chauffage disposé vers l'avant du véhicule, possédant une entrée d'air et au moins une sortie d'air et logeant le pulseur de chauffage, tandis que le dispositif de ventilation comprend un boîtier de ventilation disposé vers l'arrière du véhicule, possédant une entrée d'air et au moins une sortie d'air et logeant le pulseur de ventilation. Dans une première forme de réalisation de l'invention, l'appareil comprend un seul boîtier de chauffage et l'entrée du boîtier de ventilation est raccordée à une sortie du boîtier de chauffage, le pulseur de chauffage et le pulseur de ventilation étant disposés coaxialement. Cette forme de réalisation convient tout particulièrement à des véhicules dont la planche de bord est particulièrement allongée dans le sens longitudinal du véhicule. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, l'appareil comprend un seul boîtier de chauffage, l'entrée du boîtier de chauffage et l'entrée du boîtier de ventilation étant reliées à une entrée commune par l'intermédiaire respectivement de deux conduites de raccordement adjacentes, une conduite de raccordement principale menant au boîtier de chauffage et une conduite de raccordement latérale menant au boîtier de ventilation en longeant le boîtier de chauffage. L'appareil de cette seconde forme de réalisation est plus compact que celui de la première forme de réalisation. Pour augmenter encore la compacité, l'invention prévoit que le pulseur de chauffage et le pulseur de ventilation comprennent chacun une turbine et un moteur et sont disposés tête bêche côte à côte, et non pas coaxialement comme dans la première forme de réalisation précitée. Dans une troisième forme de réalisation de l'invention, l'appareil comprend deux boîtiers de chauffage situés respectivement du côté droit et du côté gauche de l'habitacle, les entrées respectives des deux boîtiers de chauffage et l'entrée du boîtier de ventilation étant reliées à une entrée commune par l'intermédiaire respectivement de deux conduites de raccordement latérales menant aux deux boîtiers de chauffage et d'une conduite de raccordement principale menant au boîtier de ventilation. Cette troisième forme de réalisation s'apparente à la seconde forme de réalisation, sauf qu'elle permet d'obtenir un chauffage séparé pour le côté droit et le côté gauche de l'habitacle. Pour améliorer la compacité, l'invention prévoit que le pulseur de ventilation est disposé centralement entre les deux pulseurs de chauffage. Quelle que soit la forme de réalisation, le ou chaque boîtier de chauffage comprend avantageusement au moins une bouche menant derrière le pare-brise, au moins une bouche menant vers le bas de l'habitacle et au moins une bouche menant vers une glace latérale. L'invention prévoit également que la sortie du boîtier de ventilation est reliée à un boîtier diffuseur possédant au moins une bouche débouchant en partie supérieure de la planche de bord et au moins une bouche d'aération débouchant en partie frontale de la planche de bord. Dans le cas où le véhicule est équipé d'une option climatisation, le boîtier diffuseur loge un évaporateur pour produire de l'air froid. Le cas échéant, le boîtier diffuseur peut loger en outre un radiateur de chauffage disposé à la suite de l'évaporateur, ce qui permet de réchauffer de l'air préalablement refroidi et déshumidifié. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue partielle en coupe longitudinale d'un véhicule automobile, du type monocorps, équipé d'un appareil selon une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une représentation schématique de l'appareil de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective d'un appareil selon une seconde forme de réalisation de l'invention; - la figure 4 est une autre vue en perspective de l'appareil de la figure 3; - la figure 5 est une vue en perspective de la planche de bord d'un véhicule équipé de l'appareil des figures 3 et 4; - la figure 6 est une vue partielle en élévation correspondant à la figure 5; - la figure 7 est une vue en coupe transversale du dispositif de chauffage de l'appareil des figures 3 et 4; et - la figure 8 est une vue en perspective d'un appareil selon une troisième forme de réalisation de l'invention. On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente un appareil de chauffage-ventilation et/ou de climatisation 10 qui comprend des éléments disposés des deux côtés d'une cloison transversale 12 séparant l'habitacle H du compartiment moteur antérieur M d'un véhicule automobile. Dans l'exemple, il s'agit d'un véhicule du type "monocorps" dont le pare-brise P est fortement incliné et se situe sensiblement dans le prolongement du capot moteur C. Les éléments d'appareil situés dans le compartiment moteur M comprennent un organe d'admission d'air 14 muni d'une entrée 16 pour de l'air (flèche F1) prélevé à l'extérieur du véhicule et d'une entrée 18 pour de l'air recirculé (f lè- che F2) provenant de l'habitacle H. L'entrée 16 est reliée à un séparateur 20 dont la fonction est de séparer l'eau de pluie de l'air prélevé à l'extérieur au-dessous du parebrise P. L'organe d'admission 14 comprend un volet pivotant 22 déplaçable entre deux positions : une position de fermeture de l'entrée 18 (représentée en trait plein sur la figure 1) et une position de fermeture de l'entrée 16 (représentée en trait interrompu sur la figure 1). L'organe d'admission d'air 14 est muni d'un filtre à poussières 24, ce qui permet de produire un flux d'air extérieur ou recirculé et filtré, qui est ensuite envoyé, au travers d'un passage de la cloison 12, vers les éléments de l'appareil 10 qui sont situés du côté de l'habitacle H. Ces éléments sont placés les uns à la suite des autres dans une direction sensiblement horizontale suivant l'axe longitudinal XX du véhicule et sont logés centralement dans la planche de bord B. Ces éléments sont regroupés dans un module central de la planche de bord B, laquelle loge un dispositif de chauffage 26 pour la production d'air chaud et un dispositif de ventilation 28 pour la production d'air froid ou climatise. Le dispositif de chauffage 26 est situé vers l'avant de la planche de bord B, c'est-à-dire vers l'avant du véhicule, et le dispositif de ventilation 28 est situé vers l'arrière de la planche de bord B, c'est-à-dire vers l'arrière du véhicule. L'air filtré provenant du dispositif d'admission 14 passe d'abord au travers du dispositif de chauffage 26 pour parvenir au dispositif de ventilation 28. Le dispositif de chauffage 26 est relié à au moins une bouche 30 de dégivrage/désembuage du pare-brise P pour diriger un flux d'air (flèche F3) vers le pare-brise, à au moins une bouche latérale 32 propre à envoyer un flux d'air (flèche F4) vers une vitre latérale du véhicule, et à au moins une bouche 34 propre à diriger un flux d'air (flèche F5) vers la partie inférieure de l'habitacle. L'appareil de ventilation 28 est relié à au moins une bouche 36 placée en partie supérieure de la planche de bord B et à au moins une bouche d'aération 38 placée en partie frontale de la planche de bord. Le dispositif de chauffage 26 comprend un radiateur électriques de chauffage 40 (figures 1 et 2) qui comprend trois radiateurs électriques successifs 40-1, 40-2 et 40-3 ayant par exemple des résistances respectives de 600 watts, 1000 watts et 1000 watts. Le radiateur 40 pourrait, en variante, être constitué par un radiateur traversé par le liquide de refroidissement du moteur, dans le cas où le véhicule considéré est propulsé par un moteur thermique, ou bien il pourrait être envisagé d'associer à la fois un radiateur électrique et un radiateur traversé par le liquide de refroidissement. Le dispositif de chauffage 26 comprend un boîtier de chauffage 42 possédant une entrée axiale 44 pour l'air provenant de l'organe d'admission 14 et éventuellement réchauffé par le radiateur 40. Le boîtier 42 comporte en outre des sorties 46, 48. Les sorties 46 sont reliées aux bouches 30 et 32, tandis que la sortie 48 est reliée à la bouche 34. Le boîtier 42 loge un pulseur 52 formé d'une turbine 54 entraînée par un moteur 56, l'axe commun de rotation du moteur et de la turbine étant suivant l'axe XX. Le dispositif de ventilation 28 comprend un boîtier 58 possédant une entrée axiale 60 reliée à des entrées 50, 50' du boîtier 42 et une sortie axiale 62. Le boîtier 58 loge un pulseur de ventilation 64 formé d'une hélice 66 entraînée par un moteur 68 dont l'axe de rotation s'étend coaxialement avec celui du moteur 56, dans la direction de l'axe XX. Sur la sortie 62 du boîtier 58 est monté un boîtier de diffusion 70 logeant un évaporateur 72. Les boîtiers 42, 58 et 70 sont montés coaxialement et constituent ainsi un module compact disposé centralement dans la planche de bord B. L'appareil des figures 1 et 2, dont le pulseur de chauffage 52 et le pulseur de ventilation 64 sont coaxiaux, convient tout particulièrement à un véhicule dont la planche de bord B est très allongée dans le sens de la longueur du véhicule. Si l'on souhaite une disposition plus compacte, on peut utiliser un appareil selon les formes de réalisation qui vont être décrites maintenant. L'appareil représenté aux figures 3 et 4 comprend un dispositif de chauffage 126 ayant un seul boîtier de chauffage 142 et un dispositif de ventilation 128 ayant un seul boîtier de ventilation 158. Comme dans la forme de réalisation précédente, le boîtier de chauffage 142 est disposé vers l'avant et le boîtier de ventilation 158 vers l'arrière. L' air amené par l'organe d'admission 14 et ayant traversé le filtre 24 alimente une entrée commune des boîtiers 142 et 158. Cette entrée commune est formée par la réunion de deux conduites de raccordement adjacentes : une conduite de raccordement principale 74 de section générale rectangulaire menant au boîtier de chauffage 142 et une conduite de raccordement latérale 76 de section rectangulaire menant au boîtier de ventilation 158 en longeant latéralement le boîtier de chauffage 142. Le flux d'air émanant du filtre 24 est donc divisé en deux flux d'air : un premier flux alimentant le boîtier de chauffage 126 au travers de la conduite 74 et un second flux alimentant le boîtier 158 au travers de la conduite 76. Entre la conduite 74 et le boîtier 142 est placé un radiateur de chauffage 140 qui peut être de type électrique ou de type traversé par un fluide chaud. Comme on peut le voir sur la figure 7, le boîtier de chauffage 142 est décalé latéralement vers le côté droit du véhicule, par rapport à son plan vertical moyen PV, pour permettre le passage de la conduite de raccordement 76 (représentée en trait interrompu sur la figure 7). Le boîtier 142 loge la turbine 154 du pulseur 152, dont l'axe de rotation est également décalé par rapport au plan PV. Le boîtier 142 est avantageusement réalisé à partir de deux parties moulées juxtaposées pour constituer une tubulure supérieure 78 se raccordant à la bouche 30, deux tubulures latérales 80 se raccordant respectivement aux bouches latérales 32 par l'intermédiaire de conduites souples 82 et deux tubulures inférieures 84 se raccordant respectivement aux deux bouches inférieures 34. Comme on le voit sur la figure 4, le moteur 156 du pulseur de chauffage 152 s'étend vers l'arrière par rapport au boîtier 142. Le pulseur de ventilation 164 est disposé à côté du pulseur 152, et non pas coaxialement comme dans la forme de réalisation décrite précédemment. Le moteur 168 du pulseur 164 est situé parallèlement et à côté du moteur 156, l'hélice 166 étant située vers l'arrière du véhicule pour constituer un montage du type "tête bêche" (figure 4). Le boîtier de ventilation 158 loge un évaporateur 172 susceptible d'être traversé par l'air envoyé par le pulseur 164. L'air peut être ensuite envoyé soit vers la bouche 36, soit vers les bouches 38 qui constituent des aérateurs orientables. Les aérateurs 38 sont portés par un boîtier de diffusion 170 qui s'étend dans le prolongement du boîtier de chauffage 158 et qui forme un tableau de commande 85 possédant des boutons de commande 86, 88, 90 et 92 sur sa partie frontale. L'appareil représenté aux figures 3 et 4 est particulièrement compact et peut s'intégrer facilement dans la partie centrale de la planche de bord, comme on peut le voir sur les figures 5 et 6. Toutes les bouches sont regroupées sur le module central, sauf les bouches latérales 32 qui sont prévues aux deux extrémités de la planche de bord et qui sont reliées par des conduits 82 comme montré à la figure 7. On se réfère maintenant à la forme de réalisation représentée à la figure 8, qui s'apparente à celle des figures 3 et 4. L'appareil de chauffage comprend ici deux boîtiers de chauffage 242A et 242B situés respectivement du côté droit et du côté gauche de l'habitacle et un seul boîtier de ventilation 258, ce dernier étant situé vers l'arrière par rapport aux deux boîtiers de chauffage. Le boîtier de ventilation 258 est situé dans l'axe longitudinal moyen du véhicule, tandis que les deux boîtiers 242A et 242B sont situés respectivement de part et d'autre de cet axe. L'air provenant de l'organe d'admission 14 et ayant traversé le filtre 24 est divisé en trois flux : un flux central alimentant le boîtier de ventilation 258 et deux flux latéraux alimentant respectivement les deux boîtiers de chauffage 242A et 242B. Les boîtiers 242A et 242B logent respectivement deux pulseurs de chauffage 252A et 252B formés chacun d'une turbine 254A, 254B entraînée par un moteur électrique 256A, 256B. Les deux moteurs sont disposés de manière que leurs axes respectifs soient parallèles et situés dans un même plan horizontal, les moteurs étant situés vers l'arrière du véhicule par rapport aux turbines correspondantes. Le boîtier 242A comporte une tubulure supérieure 278A alimentant une bouche de dégivrage-désembuage du pare-brise 30A, une tubulure latérale 280A alimentant une bouche latérale 32 et une tubulure inférieure 284 alimentant une bouche inférieure 34A. De façon correspondante, le boîtier 242B comporte une tubulure 278B alimentant une bouche de dégivrage/désembuage du pare-brise 30B, une tubulure latérale 280B alimentant une bouche latérale 32 et une tubulure 284B alimentant une autre bouche inférieure 34B (non visible sur la figure 8). Le boîtier 258 loge un pulseur 264 disposé entre les deux pulseurs 252A et 252B. Le pulseur 264 possède une turbine 266 située entre les deux turbines 254A et 254B et un moteur 268 situé entre les moteurs 256A et 256B. La turbine 266 est également située vers l'avant du véhicule par rapport au moteur 268. Le boîtier de ventilation 258 se prolonge vers l'arrière par un boîtier de diffusion 270 analogue au boîtier 170 décrit précédemment. Le boîtier de ventilation 258 loge un évaporateur 272 propre à produire de l'air climatisé. Dans l'exemple, le boîtier 258 loge en outre un radiateur de chauffage supplémentaire 94, avantageusement de type électrique, placé en aval de l'évaporateur 272 par rapport au sens de circulation du flux d'air. Ce radiateur permet de réchauffer le cas échéant le flux d'air préalablement refroidi et déshumidifié avant de l'envoyer vers l'habitacle. L'appareil représenté à la figure 8 permet d'offrir un réglage séparé du chauffage pour le côté droit et le côté gauche de l'habitacle. L'appareil de chauffage-ventilation et/ou de climatisation de l'invention convient tout particulièrement aux véhicules automobiles possédant un pare-brise très incliné, en particulier aux véhicules dits "monocorps", que ces véhicules soient propulsés par un moteur thermique ou par un moteur électrique. Revendications 1.- Appareil de chauffage-ventilation et/ou de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, du type comprenant des éléments disposés des deux côtés d'une cloison transversale séparant l'habitacle du compartiment moteur antérieur, caractérisé en ce que les éléments disposés du côté de l'habitacle (H) comprennent un dispositif de chauffage (26) propre à produire de l'air chaud et possédant un pulseur de chauffage (52,152,252A,252B) pour envoyer cet air chaud dans l'habitacle (H) et un dispositif de ventilation (28) propre à produire de l'air froid ou climatisé et possédant un pulseur de ventilation (64,164,264) pour envoyer cet air froid ou climatisé dans l'habitacle (H). 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de chauffage comprend au moins un boîtier de chauffage (42) disposé vers l'avant du véhicule, possédant une entrée d'air (44) et au moins une sortie d'air (46,48) et logeant le pulseur de chauffage (52), et en ce que le dispositif de ventilation (28) comprend un boîtier de ventilation (58) disposé vers l'arrière du véhicule, possédant une entrée d'air (60) et au moins une sortie d'air (62) et logeant le pulseur de ventilation (64). 3.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un seul boîtier de chauffage (42) et en ce que l'entrée (60) du boîtier de ventilation (58) est raccordée à des entrées d'air (50,50') du boîtier de chauffage (42), le pulseur de chauffage (52) et le pulseur de ventilation (64) étant disposés coaxialement. 4.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un seul boîtier de chauffage (142), l'entrée du boîtier de chauffage (142) et l'entrée du boîtier de ventilation (158) étant reliées à une entrée commune par l'intermédiaire respectivement de deux conduites de raccordement adjacentes, une conduite de raccordement principale (74) menant au boîtier de chauffage (142) et une conduite de raccordement latérale (76) menant au boîtier de ventilation (158) en longeant le boîtier de chauffage. 5.- Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le pulseur de chauffage (152) et le pulseur de ventilation (164) comprennent respectivement une turbine (154), une hélice (166) et un moteur (156,164) et sont disposés tête bêche à côté l'un de l'autre. 6.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend deux boîtiers de chauffage (142A,142B) situés respectivement du côté droit et du côté gauche de l'habitacle, les entrées respectives des deux boîtiers de chauffage et l'entrée du boîtier de ventilation (258) étant reliées à une entrée commune par l'intermédiaire respectivement de deux conduites de raccordement latérales menant aux deux boîtiers de chauffage et d'une conduite de raccordement principale menant au boîtier de ventilation. 7.- Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le pulseur de ventilation (264) est situé centralement entre les deux pulseurs de chauffage (252A,252B). 8.- Appareil selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le ou chaque boîtier de chauffage (52,152,252A,252B) comprend au moins une tubulure menant à une bouche de dégivrage-désembuage (30) située derrière le pare-brise (P), au moins une tubulure menant à une bouche (34) débouchant vers le bas de l'habitacle (H) et au moins une tubulure menant à une bouche (32) débouchant vers une glace latérale. 9.- Appareil selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que la sortie du boîtier de ventilation (58,158,258) est reliée à un boîtier de diffusion (70,170,270) possédant au moins une bouche (36) débouchant en partie supérieure de la planche de bord (B) et au moins une bouche d'aération (38) débouchant en partie frontale de la planche de bord (B). 10.- Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le boîtier de diffusion (70,170,270) loge un évaporateur (72,172,272) et, le cas échéant, un radiateur de chauffage (94) disposé à la suite de l'évaporateur.