Brevet FR2731183A1 — publié le 19960906

La présente invention concerne un dispositif de chauffage pour véhicule automobile. Un tel dispositif pourra être utilisé non seulement pour chauffer le compartiment passagers du véhicule, mais également pour le dégivrage du pare-brise et/ou de la lunette arrière du véhicule. Usuellement, un tel dispositif de chauffage comprend un échangeur thermique, disposé au niveau du circuit de refroidissement du moteur et destiné à récupérer de la chaleur de celui-ci. Bien que satisfaisant, il serait souhaitable d'augmenter l'efficacité du chauffage d'un véhicule, notamment lorsqu'un tel dispositif est utilisé pour le dégivrage des vitres avant et/ou arrière du véhicule. C'est le but de la présente invention. A cet effet, le dispositif de chauffage pour véhicule automobile, comprenant un échangeur thermique comportant un circuit primaire et un circuit secondaire, ledit échangeur étant relié par un système de conduits au compartiment passagers du véhicule et/ou au niveau des vitres avant et/ou arrière du véhicule, ledit dispositif étant destiné à chauffer ledit compartiment passagers et/ou à dégivrer lesdites vitres avant et/ou arrière, est remarquable, selon l'invention, en ce que ledit échangeur thermique est disposé au niveau de l'échappement du moteur dudit véhicule, le circuit primaire dudit échangeur étant, d'une part, relié à la sortie des cylindres du moteur, de façon à être traversé par les gaz d'échappement de celui-ci et, d'autre part, raccordé à la tubulure menant au pot d'échappement. L'air du circuit secondaire au contact du circuit primaire est ainsi très efficacement réchauffé par échange thermique avec les gaz d'échappement, avant d'être utilisé pour chauffer le compartiment passagers du véhicule et/ou dégivrer les vitres avant et/ou arrière. Avantageusement, le circuit primaire dudit échangeur thermique présente une forme générale de carter cylindrique, traversé sur au moins une majeure partie de sa longueur par au moins un tube, créant ainsi, autour du tube, une chambre annulaire, laquelle présente, d'une part, des orifices latéraux, dont chacun est destiné à être relié, par l'intermédiaire d'un conduit, à chaque évent d'échappement de chaque cylindre du moteur et, d'autre part, une liaison à la tubulure d'échappement, le circuit secondaire dudit échangeur thermique étant constitué d'une enveloppe cylindrique entourant le circuit primaire et comportant un orifice d'entrée d'air frais et une sortie d'air réchauffé par les gaz d'échappement traversant la chambre annulaire du circuit primaire. Ainsi, l'air frais entrant de l'extérieur dans l'enveloppe du circuit secondaire est réchauffé en traversant à la fois le tube du circuit primaire et l'espace annulaire défini entre la paroi externe du carter du circuit primaire et la paroi interne de l'enveloppe du circuit secondaire. De préférence, ledit tube du circuit primaire est disposé de façon centrale dans ledit carter, l'espace annulaire entre ledit carter et l'enveloppe du circuit secondaire entourant concentriquement ledit tube et ladite chambre annulaire du circuit primaire. En particulier, dans ledit espace annulaire, il peut être prévu des ailettes radiales jouant le rôle d'entretoises entre le carter du circuit primaire et l'enveloppe du circuit secondaire. Avantageusement, lesdites ailettes présentent une forme hélicoïdale permettant de guider l'air dans ledit espace annulaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, un ventilateur est prévu en amont de l'entrée de l'enveloppe du circuit secondaire de l'échangeur thermique, pour souffler l'air réchauffé vers le compartiment passagers du véhicule et les vitres avant et arrière. Ledit ventilateur peut être commandé manuellement ou électroniquement, notamment par l'intermédiaire d'un thermostat. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, une dérivation est prévue en aval du conduit de sortie du circuit secondaire, permettant le réglage du débit d'air réchauffé et sa distribution pour le chauffage du compartiment passagers et/ou le dégivrage des vitres avant et/ou arrière. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, il est de plus prévu des première et seconde rampes de dégivrage, destinées à dégivrer, respectivement, le pare-brise et la lunette arrière du véhicule, agencées à la partie inférieure du pare-brise et à la partie supérieure de la lunette arrière, respectivement, et reliées chacune, par un tuyau, audit échangeur thermique. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue schématique en perspective d'un véhicule équipé du dispositif de chauffage selon l'invention. La figure 2 est une vue latérale de l'échangeur thermique du dispositif de chauffage selon l'invention. La figure 3 est une vue en coupe semblable à la figure 2, mais tournee de 900. Sur la figure 1, on a représenté schematiquement en perspective un vehicule automobile 1 équipé du dispositif de chauffage 2 selon l'invention. Comme on le voit sur cette figure, le dispositif de chauffage 2 comprend un échangeur thermique 3, relié par un système de conduits 4 au compartiment passagers 5 du véhicule 1, lesquels conduits 4 débouchent, comme cela est usuel, à l'avant du compartiment 5 par des sorties d'air réchauffé 6. De plus, pour assurer la fonction de dégivrage du dispositif de chauffage 2, l'échan- geur thermique 3 est également relié, par un tuyau 7, à une première rampe de dégivrage 8 destinée à dégivrer le parebrise 9 du véhicule 1 et agencée à la partie inférieure dudit pare-brise. Ladite rampe permet d'insuffler de l'air chaud, comme montré par les flèches, sur le pare-brise.Une rampe analogue 10 peut être également prévue à la partie supérieure de la lunette arrière 11, laquelle rampe est également reliée, par un tuyau 27, à l'échangeur thermique 3. Par ailleurs, selon l'invention, l'échangeur thermique 3 est disposé au niveau de l'échappement E du moteur M du véhicule, le circuit primaire 12 de l'échangeur 3 étant, d'une part, relié à la sortie des cylindres C du moteur M, de façon à être traversé par les gaz d'échappement de celui-ci et, d'autre part, raccordé à la tubulure 13 menant au pot d'échappement (non représenté). Plus précisément, comme on le voit mieux sur les figures 2 et 3, le circuit primaire 12 de l'échangeur thermique 3 présente une forme générale de carter cylindrique, traverse sur sa longueur par un tube central 14, créant ainsi, autour du tube 14, une chambre annulaire 15, entre la paroi extérieure du tube 14 et la paroi intérieure du carter, chambre qui présente, d'une part, des orifices latéraux 16, dont chacun est destiné à être relié, par l'intermédiaire d'un conduit court 17, à chaque évent d'échappement de chaque cylindre du moteur M. Chaque conduit 17 est muni d'une bride 18 pour sa fixation audit évent. D'autre part, la chambre annulaire 17 présente une liaison 19 à la tubulure d'échappement 13.De plus, le circuit secondaire 20 de l'échangeur thermique 3 est constitué d'une enveloppe cylindrique 21 entourant complètement le carter du circuit primaire 12 et comportant un orifice d'entrée 22 d'air frais et une sortie 23 d'air réchauffé par les gaz d'échappement traversant la chambre annulaire 15 du circuit primaire 12. En effet, comme montré par les flèches sur les figures, l'air frais entrant de l'extérieur dans l'enveloppe 21 du circuit secondaire est réchauffé en traversant à la fois le tube central 14 et l'espace annulaire 24 défini entre la paroi externe du carter 12 et la paroi interne de l'enveloppe 21, lequel espace est concentrique au tube 14 et à la chambre annulaire 15. En outre, dans ledit espace annulaire 24, il est avantageusement prévu des ailettes radiales 25 jouant, d'une part, le rôle d'entretoises entre le carter 12 et l'enveloppe 21, et présentant de préférence une forme hélicoïdale comme montré, permettant, d'autre part, de guider l'air s'écoulant dans ledit espace annulaire 24. De préférence, un ventilateur V (figure 1) sera prévu en amont de l'entrée de l'enveloppe 21 du circuit secondaire 20 de l'échangeur thermique 3, pour souffler l'air réchauffé vers le compartiment passagers du véhicule et les vitres avant et arrière. Ce ventilateur pourra être commandé manuellement ou électroniquement, notamment par l'intermédiaire d'un thermostat. De plus, une dérivation 26, symboliquement représentée, peut être prévue en aval du conduit de sortie 23 du circuit secondaire 20, permettant le réglage du débit d'air réchauffé et sa distribution pour le chauffage du compartiment passagers et/ou le dégivrage des vitres avant et/ou arrière. On notera par ailleurs que la face inférieure du compartiment moteur devra être fermée. En outre, l'air entrant à l'avant du véhicule par le radiateur devra être evacué entre le capot et le pare-brise, ainsi que l'air réchauffé provenant du dispositif de chauffage. La plaque obstruant le dessous du moteur (parquet) devra laisser un passage pour l'accès au bouchon de vidange, tandis qu'un manchon isolera thermiquement la portion de tuyau d'échappement entre le dispositif de chauffage et le parquet. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage pour véhicule automobile, comprenant un échangeur thermique comportant un circuit primaire et un circuit secondaire, ledit échangeur étant relié par un système de conduits au compartiment passagers du véhicule et/ou au niveau des vitres avant et/ou arrière du véhicule, ledit dispositif étant destiné à chauffer ledit compartiment passagers et/ou à dégivrer lesdites vitres avant et/ou arrière, caractérisé en ce que ledit échangeur thermique (3) est disposé au niveau de l'échappement du moteur (M) dudit véhicule (1), le circuit primaire (12) dudit échangeur (3) étant, d'une part, relié à la sortie des cylindres (C) du moteur (M), de façon à être traversé par les gaz d'échappement de celui-ci et, d'autre part, raccordé à la tubulure (13) menant au pot d'échappement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit primaire (12) dudit échangeur thermique (3) présente une forme générale de carter cylindrique, traversé sur au moins une majeure partie de sa longueur par au moins un tube (14), créant ainsi, autour du tube (14), une chambre annulaire (15), laquelle présente, d'une part, des orifices latéraux (16), dont chacun est destiné à être relié, par l'intermédiaire d'un conduit (17), à chaque évent d'échappement de chaque cylindre (C) du moteur (M) et, d'autre part, une liaison (19) à la tubulure d'échappement (13), le circuit secondaire (20) dudit échangeur thermique (3) étant constitue d'une enveloppe cylindrique (21) entourant le circuit primaire (12) et comportant un orifice d'entrée d'air frais (22) et une sortie (23) d'air réchauffé par les gaz d'échappement traversant la chambre annulaire (15) du circuit primaire (12). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit tube (14) du circuit primaire (12) est disposé de façon centrale dans ledit carter, l'espace annulaire (24) entre ledit carter (12) et l'enve- loppe (21) du circuit secondaire (20) entourant concentriquement ledit tube (14) et ladite chambre annulaire (15) du circuit primaire (12). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans ledit espace annulaire (24), il est prévu des ailettes radiales (25) jouant le rôle d'entretoises entre le carter (12) du circuit primaire et l'enveloppe (21) du circuit secondaire (20). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites ailettes (25) présentent une forme hélicoïdale permettant de guider l'air dans ledit espace annulaire (24). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'un ventilateur (v) est prévu en amont de l'entrée (22) de l'enveloppe (21) du circuit secondaire (20) de l'échangeur thermique (3), pour souffler l'air réchauffé vers le compartiment passagers du véhicule et les vitres avant et arrière. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit ventilateur (V) est commande manuellement ou électroniquement, notamment par l'intermédiaire d'un thermostat. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'une dérivation (26) est prévue en aval ç nduit de sortie (23) du circuit secondaire (20), permettant le réglage du débit d'air réchauffé et sa distribution pour le chauffage du compartiment passagers et/ou le dégivrage des vitres avant et/ou arrière. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte une première rampe de dégivrage (8), destinée à dégivrer le pare-brise (9) du véhicule (1), agencée à la partie inférieure dudit parebrise et reliée par un tuyau (7), audit échangeur thermique (3). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte une seconde rampe de dégivrage (10), destinée à dégivrer la lunette arrière (11) du véhicule (1), agencée à la partie supérieure de ladite lunette arrière (11) et reliée, par un tuyau (27), audit échanaeur thermiaue (3).