Brevet FR2703305A1 — publié le 19941007

Boîtier de chauffage pour -une installation de chauffage ventilation de l'habitacle d'un véhicule automobile L'invention concerne une installation de chauffage-ventilation de l'habitacle d'un véhicule automobile et plus particulièrement un boîtier de chauffage pour une telle installation. On connaît déjà, notamment d'après la Demande de brevet français No 90 03279 au nom de la Demanderesse, un boîtier de chauffage du type comprenant une entrée pour de l'air froid, une sortie pour de l'air froid et/ou de l'air réchauffé, une branche de transmission d'air froid interposée entre l'entrée et la sortie, une branche de réchauffage d'air interposée entre l'entrée et la sortie et contenant un échangeur de chaleur, ainsi qu'un volet de mixage monté pivotant autour d'un axe et propre à répartir le débit de l'air circulant dans les deux brarlciles, Un tel boîtier de chauffage permet de produire un flux d'air froid et un flux d'air réchauffé en proportions réglables, en fonction des conditions souhaitées par l'utilisateur.La sortie du boîtier de chauffage est raccordée à l'entrée d'un boîtier de distribution comprenant en outre plusieurs sorties d'air débouchant vers différentes zones de l'habitacle ainsi qu'un volet de distribution monté à pivotement autour d'un axe à l'intérieur du boîtier de distribution pour régler la répartition de l'air entre les sorties d'air du boîtier de distribution. Dans les boîtiers de chauffage connus jusqu'ici, le volet de mixage est placé dans une zone de jonction entre la branche de transmission d'air froid et la branche de réchauffage d'air, cette zone de jonction étant située du côté de la sortie du boîtier. En outre, dans ces boîtiers de chauffage connus, le volet de mixage s'étend, à partir de son axe de pivotement, vers l'entrée du boîtier, donc en sens opposé par rapport au sens de circulation de l'air dans les deux branches précitées. Il en résulte pour inconvénient que le volet de mixage est soumis à la pression de l'air froid qui pénètre dans le boîtier de chauffage et qui est ensuite réparti entre la branche de transmission d'air froid et la branche de réchauffage d'air. Lorsque le volet de mixage se trouve dans une position proche d'une position de fermeture, qu'il s'agisse de la position de fermeture de la branche de transmission d'air froid ou de la position de fermeture de la branche de réchauffage d'air, la pression de l'air tend à solliciter le volet de mixage vers la position de fermeture considérée. Dans ces conditions, il est difficile d'assurer une progressivité d'ouverture du volet de mixage et donc une progressivité de répartition entre l'air froid et l'air réchauffé circulant dans les deux branches du boîtier de chauffage. L'invention a notamment pour but de surmonter cet inconvénient. Elle propose à cet effet un boîtier de chauffage du type défini en introduction, dans lequel le volet de mixage s'étend, à partir de son axe de pivotement, vers la sortie du boîtier, donc dans le sens de circulation de l'air dans les deux branches. Il en résulte que le volet de mixage est pratiquement insensible à la pression de l'air circulant à l'intérieur du boîtier de chauffage. De ce fait, on peut réaliser une progressivité d'ouverture du volet de mixage et donc une progressivité de répartition entre l'air froid et l'air réchauffé. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le volet de mixage est placé dans une zone de jonction entre la branche de transmission d'air froid et la branche de réchauf fage d'air, qui est située du côté de la sortie du boîtier Toutefois, dans une variante, on pourrait prévoir de placer le volet de mixage dans une zone de jonction située du côté de l'entrée du boîtier. Selon une autre caractéristique de l'invention, le volet de mixage est monté pivotant entre deux positions extrêmes : une position de fermeture de la branche de transmission d'air froid et une position de fermeture de la branche de réchauffage d'air. Le volet de mixage peut prendre toute position intermédiaire entre les deux positions extrêmes précitées. Selon une autre caractéristique de l'invention, le boîtier de chauffage comprend en outre un volet d'admission d'air propre à contrôler la branche de réchauffage d'air. Ce volet d'admission d'air est situé avantageusement du côté de l'entrée du boîtier de chauffage. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, ce volet d'admission d'air est monté pivotant entre deux positions extrêmes : une position d'ouverture de la branche de réchauffage d'air et une position de fermeture de la branche de réchauffage d'air. Autrement dit, il s'agit d'un fonctionnement du type tout ou rien. Selon une autre caractéristique de l'invention, le volet d'admission d'air est synchronisé avec le volet de mixage, de telle sorte que le volet d'admission soit en position de fermeture de la branche de réchauffage d'air lorsque le volet de mixage est en position de fermeture de la branche de réchauffage d'air et que le volet d'admission soit en position d'ouverture de la branche de réchauffage d'air pour toutes les positions du volet de mixage, sauf la position de fermeture de la branche de réchauffage d'air. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple; an .P- réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'une installation de chauffage-ventilation comprenant un boîtier de chauffage selon l'invention ainsi qu'un boîtier de distribution; - la figure 2 est une vue selon la flèche II de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective du volet de distribution dans une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 4 est une vue en coupe transversale du volet de distribution de la figure 3; - la figure 5 est une vue en perspective du volet de distribution dans une autre variante de réalisation; et - la figure 6 est une vue en coupe transversale du volet de distribution de la figure 5. L'installation représentée à la figure 1 comprend, pour l'essentiel, un boîtier de chauffage 10 et un boîtier de distribution 12. Le boîtier de chauffage 10 est limité par une paroi périphérique 14 à génératrices parallèles et par des parois d'extrémité perpendiculaires auxdites génératrices. Le boîtier 10 comporte une entrée d'air 16 destinée à être raccordée à la sortie d'un groupe moto-ventilateur (non représenté) propre à envoyer de l'air froid, éventuellement climatisé, à l'intérieur du boîtier de chauffage 10. L'entrée 16 alimente deux branches distinctes : une branche 18 de transmission d'air froid et une branche 20 de réchauffage d'air. Les branches 18 et 20 aboutissent toutes les deux vers une sortie d'air commune 22, de forme générale rectangulaire, qui débouche dans le boîtier de distribution 12. Les branches 18 et 20 sont séparées l'une de l'autre par llnr cloison centrale 24 située dans une région centrale du boîtier 10 et par un volet de mixage 26 monté pivotant autour d'un axe 28 situé à proximité de la cloison 24 et s'étendant parallèlement aux génératrices de la paroi 14, c'est-à-dire perpendiculairement au plan du dessin. Le volet 26 comporte une extrémité 30 située proche de l'axe 28 et coopérant à étanchéité avec une partie cylindrique 32 de la paroi 24, ainsi qu'une extrémité 34 éloignée de l'axe 28. L'extrémité 34, qui constitue l'extrémité libre du volet, s'étend, à partir de l'axe 28, vers la direction de la sortie d'air 22. Autrement dit, le volet de mixage 26 s'étend, à partir de son axe de pivotement 23, dans la direction de la sortie 22 du boîtier de chauffage 10. Le volet de mixage peut venir dans deux positions extrêmes : une position extrême 26a (à laquelle correspond une position 34a de l'extrémité 34) en laquelle la branche 20 est fermée et une position extrême 26b (à laquelle correspond une position 34b de l'extrémité 34) en laquelle la branche 18 est fermée. L'extrémité 34 peut ainsi venir dans les deux positions extrêmes 34a et 34b situées respectivement à gauche et à droite de la figure 1, tout en pouvant prendre une multiplicité de positions intermédiaires. Sur le dessin, le volet de mixage 26 est représenté dans une position intermédiaire. La branche de réchauffage d'air 20 loge intérieurement un échangeur de chaleur 36 avantageusement constitué par un radiateur parcouru par le fluide de refroidissement du moteur du véhicule automobile. L'échangeur 36 comporte, à cet effet, deux tubulures 38 et 40 servant respectivement à l'admission et à l'évacuation de ce fluide de refroidissement. L'échangeur de chaleur 36 permet de réchauffer l'air qui, pénétrant dans la branche 20, à partir de l'entrée 16, est dirigé vers la sortie 22. Comme on le voit en outre sur la figure 1, un volet d'admission 42 monté à pivotement autour d'un axe 44 s'étendant parallèlement à l'axe 28, permet de contrôler l'air froid pénétrant dans la branche de réchauffage d'air 20. Le volet d'admission 42 se situe à l'entrée 46 de la branche 20, qui est délimitée entre la cloison centrale 24 et la partie inférieure de la paroi 14 du boîtier 10. Le volet d'admission 42 peut prendre deux positions différentes : une position de fermeture dans laquelle le flux d'air froid ne peut pénétrer dans la branche 20 par son entrée 46 et une position d'ouverture en laquelle ce flux d'air peut pénétrer par l'entrée 46, être réchauffé ensuite par échange thermique dans l'échangeur 36 et être dirigé enfin vers la sortie 22. Lorsque le volet d'admission 42 est en position de fermeture, le volet de mixage 26 est également en position de fermeture (position 26a), son extrémité étant dans la position 34a (à gauche sur la figure 1). Lorsque le volet d'admission 42 est en position d'ouverture, le volet de mixage 26 peut être réglé en une position intermédiaire choisie entre la position 26a et la position 26b pour répartir la proportion entre le flux d'air froid (flèche FF) circulant dans la branche 18 et le flux d'air réchauffé circulant (flèche FR) dans la branche 20. Comme on le voit sur la figure 1, le volet de mixage 26 est, contrairement à ce qui était fait dans la technique antérieure, disposé en aval des branches 18 et 20 par rapport au sens de circulation des deux flux d'air. Autrement dit, le volet de mixage 26 est situé dans une zone de jonction 47 entre les branches 18 et 20, du côté de la sortie 22. Il est à noter en outre que le volet de mixage 26 s'étend, à partir de l'axe de pivotement 28, dans le sens de circulation des flux d'air FF et FR dans les branches 18 et 20. Il en résulte que l'on peut ajuster parfaitement la proportion entre le flux d'air froid FF et le flux d'air réchauffé FR sans que, sous l'effet de l'un ou l'autre des deux flux, le volet de mixage puisse pivoter sous l'effet de la pression d'air. Le boîtier 10 permet ainsi de créer, dans des nronortinns réglables, un flux d'air froid FF et un flux d'air réchauffé FR situés adjacents pour obtenir ce que l'on appelle un phénomène de "stratification de température". Les deux flux FF et FR pénètrent ensuite dans le boîtier 12, lequel comprend une entrée 48 communiquant avec la sortie 22 du boîtier 10. Le boîtier 12 est limité par une paroi latérale 50 à génératrices parallèles et par des parois d'extrémité. Dans une région opposée à celle de l'entrée 48 est prévue une bouche de sortie 52 de forme générale rectangulaire que l'on a représentée également sur la figure 2. Cette bouche 52 est limitée par deux grands côtés 54, deux petits côtés 56 et deux cloisons 58 parallèles aux deux petits côtés 56. La bouche 52 permet ainsi de délimiter une sortie centrale 60 dite "sortie d'air de dégivrage" et deux sorties latérales 62 dites "sorties d'air d'aération". La sortie 60 est destinée à envoyer de l'air vers le pare-brise (non représenté) du véhicule tandis que les deux sorties d'air 62 sont destinées à envoyer de l'air vers des bouches d'aération situées sur la planche de bord (non représentée) du véhicule. A proximité de l'entrée 48 est prévue en outre une sortie d'air 64 dite "sortie d'air inférieure" destinée à envoyer de l'air vers la partie inférieure de l'habitacle H du véhicule, c'est-à-dire vers les pieds des occupants de ce véhicule. A l'intérieur du boîtier 12 est monté à pivotement, autour d'un axe 66, un volet de distribution 68. Ce volet est destiné à répartir les flux d'air FF et FR entre les sorties 60, 62 et 64 en fonction des conditions souhaitées par l'utilisateur. Le volet 68 comprend deux parties 70 et 72 (figures 3 et 4) situées respectivement de part et d'autre de l'arbre 66, la partie 70 étant destinée à contrôler l'entrée d'air 48 et la sortie d'air 64, et la partie 72 étant destin a r.Ofltrnlpr les sorties d'air 60 et 62. Comme on le voit sur la figure 3, la partie 70 du volet 68 présente une forme générale rectangulaire et s'étend sur toute la longueur du volet suivant la direction de l'axe 66. La partie 72 s'étend également sur la même longueur du volet dans la direction de l'axe 66, mais cette partie est divisée en trois aubes : une aube centrale 74 de forme générale rectangulaire s'étendant dans le même plan que la partie 70 et deux aubes latérales 76 également de forme générale rectangulaire et formant un angle A (figure 4) avec le plan de la partie 70. L'aube 74 est destinée à contrôler la sortie d'air de dégivrage 60 et les aubes 76 sont destinées à contrôler respectivement les deux sorties d'air d'aération 62. La structure générale d'un tel volet est décrite dans la Demande de brevet français No 90 03279 déjà citée. Le volet 68 peut, de façon en soi connue, prendre cinq positions de distribution différentes - une position "dégivrage" dans laquelle le flux d'air admis dans le boîtier 12 peut quitter celui-ci uniquement par la sortie 60, - une position "dégivrage-pieds" dans laquelle le flux d'air peut quitter le boîtier à la fois par la sortie d'air de dégivrage 60 et par la sortie d'air inférieure 64, - une position "pieds" dans laquelle le flux d'air peut s'échapper uniquement par la sortie d'air inférieure 64, - une position "aération-pieds" dans laquelle le flux d'air peut quitter le boîtier à la fois par les sorties d'air 62 et par la sortie 64, et - une position "aération" dans laquelle le flux d'air peut quitter le boîtier uniquement par les sorties d'air 62. Comme montré aux figures 1, 3 et 4, le volet de distribution 68 comprend un canal de guidage 78 prévu dans une région centrale du volet, c'est-à-dire dans la région centrale de la partie 70 et dans la région centrale (aube 74) de la partie 72 du volet. Le canal 78 s'étend dans une direction générale transversale par rapport à l'axe de pivotement 66. Comme montré aux figures 3 et 4, le canal 78 s'étend sur une même face 79 du volet et il est délimité par cette face 79, par deux parois latérales 80 s'étendant dans des plans sensiblement parallèles entre eux et perpendiculaires à la face du volet et par une paroi antérieure 82 reliant les deux parois latérales 80 et rattachée à la face 79 du volet dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan du volet. Les parois latérales 80 ont sensiblement la forme d'un triangle présentant un premier côté 84 rattaché au volet, un second côté 86 formant un angle aigu avec le côté 84 et un troisième côté 88 situé du côté de l'entrée du canal. Le canal 78 possède une entrée 90 limitée par la paroi antérieure 82 et située vers l'extrémité libre de la partie 70 du volet et une sortie 92 débouchant du côté de la deuxième partie 72 du volet. Le canal 78 permet de canaliser le flux d'air réchauffé FR comme montré sur la figure 1. Lorsque le volet de distribution 68 est dans la position "dégivrage" ou dans la position "dégivrage-pieds" (comme représenté sur la figure 1), le flux d'air réchauffé FR pénétrant dans le boîtier 12 par l'entrée 48 (du côté gauche sur la figure 1) se trouve canalisé par le canal 78, dont l'entrée 90 se trouve située en regard du côté de l'entrée 48, par lequel Pénètre le flux d'air réchauffé FR. r,- flx d'air réchauffé ainsi canalisé est envoyé vers la sortie d'air de dégivrage 60 sans être mélangé au flux d'air froid FF, ce qui permet d'améliorer les performances de dégivrage ou de désembuage du pare-brise. Dans la position "dégivrage-pieds" (figure 1), le flux d'air réchauffé FR et le flux d'air frais FF peuvent se mélanger pour parvenir à l'entrée d'air 64 et envoyer ainsi vers la partie inférieure de l'habitacle un flux d'air de température intermédiaire, plus faible que celle du flux d'air envoyé pour le dégivrage du pare-brise. Dans la forme de réalisation des figures 3 et 4, les parois latérales 80 s'étendent chacune des deux côtés du volet par rapport à l'axe 66, c'est-à-dire à la fois sur les parties 70 et 72 du volet. Par contre, dans la forme de réalisation des figures 5 et 6, les parois latérales 80 qui ont aussi une forme triangulaire s'étendent seulement d'un côté du volet par rapport à l'axe 66, à savoir sur la partie 70 du volet. Le canal de guidage du volet permet ainsi de canaliser le flux d'air réchauffé et d'obtenir de meilleures performances de dégivrage ou de désembuage du pare-brise, lorsque le volet est dans une position de dégivrage ou de dégivrage-pieds. Le boîtier de chauffage de l'invention permet de contrôler précisément la répartition entre le flux d'air froid et le flux d'air réchauffé avant de les envoyer ensuite dans le boîtier de distribution. Revendications 1.- Boîtier de chauffage pour une installation de chauffageventilation de l'habitacle d'un véhicule automobile comprP- nant une entrée (16) pour de l'air froid, une sortie (22) pour de l'air froid et/ou de l'air réchauffé, une branche (18) de transmission d'air froid interposée entre l'entrée et la sortie, une branche (20) de réchauffage d'air interposée entre l'entrée et la sortie et contenant un échangeur de chaleur (36), ainsi qu'un volet de mixage (26) monté pivotant autour d'un axe (28) et propre à répartir le débit de l'air circulant dans les deux branches (18,20), caractérisé en ce que le volet de mixage (26) s'étend, à partir de son axe de pivotement (28), vers la sortie (22) du boîtier, donc dans le sens de circulation de l'air (FF,FR) dans les deux branches (18,20). 2.- Boîtier de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volet de mixage (26) est placé dans une zone de jonction (47) entre la branche (18) de transmission d'air froid et la branche (20) de réchauffage d'air, qui est située du côté de la sortie (22) du boîtier. 3.- Boîtier de chauffage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le volet de mixage (26) est monté pivotant entre deux positions extrêmes : une position de fermeture de la branche (18) de transmission d'air froid et une position de fermeture de la branche (20) de réchauffage d'air. 4.- Boîtier de chauffage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le volet de mixage (26) peut prendre toute position intermédiaire entre les deux positions extrêmes. 5.- Boîtier de chauffage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un volet d'admission d'air (42) propre à contrôler la branche (18) de réchauffage d'air. 6.- Boîtier de chauffage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le volet d'admission d'air (42) est situé du côté de l'entrée (16) du boîtier. 7.- Boîtier de chauffage selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le volet d'admission d'air (42) est monté pivotant entre deux positions extrêmes : une position d'ouverture de la branche (20) de réchauffage d'air et une position de fermeture de la branche (20) de réchauffage d'air. 8.- Boîtier de chauffage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le volet d'admission (42) est synchronisé avec le volet de mixage (26), de telle sorte que le volet d'admission (42) soit en position de fermeture de la branche (20) de réchauffage d'air lorsque le volet de mixage (26) est en position de fermeture de la branche (20) de réchauffage d'air et que le volet d'admission (42) soit en position d'ouverture de la branche (20) de réchauffage d'air pour toutes les positions du volet de mixage (26), sauf la position de fermeture de la branche (20) de réchauffage d'air.