Brevet FR2757454A1 — publié le 19980626

-1 Dispositif de chauffage-climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile L'invention concerne un dispositif de chauffage-climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, comprenant un radiateur de chauffage et un évaporateur logés dans un boîtier et propres à être traversés par un flux d'air froid et à procurer un flux d'air traité distribuer dans l'habi- tacle. Dans les dispositifs de ce type, le boîtier est alimenté sous l'action d'un pulseur par un flux d'air froid qui est soit de l'air extérieur prélevé hors de l'habitacle, soit de l'air recirculé prélevé à l'intérieur de l'habitacle, soit encore un mélange des deux. Ce flux d'air froid traverse ensuite l'évaporateur (qui fait partie d'un circuit de climatisation classique), pour y être refroidi. Ensuite, le flux d'air refroidi traverse le radiateur de chauffage pour y être réchauffé de façon réglable, en fonction du niveau de température souhaité par le ou les occupants du véhicule. Pour effectuer le réglage de température, on peut soit mélanger, en proportion réglable, le flux d'air refroidi issu directement de l'évaporateur et un flux d'air chaud ayant traversé le radiateur, soit encore faire traverser complète- ment le flux d'air refroidi au travers d'un radiateur à température réglable. Dans tous les cas, le flux d'air doit traverser l'évaporateur avant d'être ensuite éventuellement réchauffé par le radia- teur de chauffage. Ces solutions connues ont pour inconvénient de générer une perte de charge due au fait que le flux d'air doit toujours traverser l'évaporateur. Il en résulte également la nécessité d'utiliser un pulseur de puissance élevée pour mettre en mouvement le flux d'air froid et le faire traverser successivement l'évaporateur et le radiateur de chauffage. En outre, dans ces solutions connues, l'évaporateur et le radiateur de chauffage sont habituellement placés dans une position verticale ou éventuellement dans une position faiblement inclinée par rapport à la verticale, ce qui contribue à augmenter l'encombrement global du dispositif. On a par ailleurs proposé, comme décrit dans FR-A-2 533 865, de disposer le radiateur de chauffage dans une position sensiblement horizontale. Toutefois, cette solution connue nécessite de prévoir des volets pour obturer les deux faces du radiateur de chauffage et de disposer l'évaporateur dans une position générale verticale, ce aui là encore augmente l'encombrement. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvé- nients précités. C'est en particulier un but de l'invention de procurer un dispositif qui est particulièrement compact et permet de diminuer les pertes de charge subies par le flux d'air et, en conséquence, d'utiliser un pulseur de plus faible puissance. L'invention propose à cet effet un dispositif de chauffage- climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, du type défini en introduction, lequel comprend une chambre d'admission propre à être alimentée en air froid et à alimenter en parallèle le radiateur de chauffage et l'évapo- rateur, une chambre d'évacuation reliée en sortie du radia- teur de chauffage et de l'évaporateur, et un volet de mixage propre à répartir le flux d'air froid entre le radiateur de chauffage et l'évaporateur. Ainsi, dans l'invention, le radiateur de chauffage et l'évaporateur sont disposés dans un montage en parallèle et non pas dans un montage en série, comme dans la technique antérieure. Il en résulte que le flux d'air froid n'a pas à traverser l'évaporateur avant de traverser le radiateur, ce qui permet de minimiser les pertes de charge subies par le flux d'air et, en conséquence, d'utiliser un pulseur de plus faible puissance. En outre, l'air sortant du radiateur est moins sec car cet air n'a pas traversé l'évaporateur. De plus, le volet de mixage permet de répartir judicieusement le flux d'air froid entre le radiateur de chauffage et l'évaporateur, et par conséquent de régler la température du flux d'air traité. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le radiateur de chauffage et l'évaporateur sont disposés dans des plans sensiblement parallèles entre eux, la chambre d'admission s'étendant entre le radiateur de chauffage et l'évaporateur. De façon préférentielle, le radiateur de chauffage et l'évaporateur ont des faces d'entrée d'air respectives, disposées en vis-à-vis, qui contribuent à délimiter la chambre d'admission d'air. De façon préférentielle, le radiateur de chauffage et l'évaporateur s'étendent dans des plans sensiblement horizon- taux et sont superposés verticalement. Cette disposition contribue à une meilleure compacité du dispositif de l'invention. Dans cette forme de réalisation préférentielle, l'évaporateur est avantageusement placé au-dessus du radiateur de chauffa- ge. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend une cloison de répartition placée dans la chambre d'admission d'air pour diriger le flux d'air froid vers le radiateur de chauffage et vers l'évaporateur. Cette cloison permet ainsi de diviser le flux d'air froid en deux parties qui alimentent respectivement le radiateur de chauffage et l'évaporateur. De façon préférentielle, la cloison de répartition comporte un profil effilé présentant une arête dirigée vers une entrée d'air de la chambre d'admission et allant progressivement en s'évasant du côté opposé à l'entrée d'air. Ce profil effilé contribue non seulement à la répartition du flux d'air froid, mais aussi à une diminution des pertes de charge. Dans une forme de réalisation de l'invention, le volet de mixage est placé dans la chambre d'évacuation, c'est-à-dire en aval de l'évaporateur et du radiateur de chauffage. En pareil cas, le volet de mixage est avantageusement réalisé sous la forme d'un volet pivotant déplaçable entre une position extrême dans laquelle il est propre à obturer une branche de sortie issue du radiateur de chauffage et une autre position extrême dans laquelle il est propre à obturer une autre branche de sortie issue de l'évaporateur. Ces deux branches de sortie sont formées dans le boîtier et font partie de la chambre d'évacuation. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le volet de mixage est placé dans la chambre d'admission, c'est-à-dire en amont par rapport à l'évaporateur et au radiateur de chauffage. Avantageusement, le volet de mixage est un volet pivotant qui prolonge la cloison de répartition du côté d'une entrée d'air de la chambre d'admission. Selon une autre caractéristique de l'invention, la chambre d'admission est alimentée en air froid par un pulseur, avec interposition d'un filtre à air. Selon une autre caractéristique de l'invention, la chambre d'évacuation d'air communique avec un boîtier de distribution qui est muni d'au moins un volet de réglage propre à répartir le flux d'air traité entre des buses de sortie débouchant dans l'habitacle. 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 en coupe longitudinale et verticale d'un dispositif selon une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe axiale du pulseur du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe du boîtier de distribution que comporte le dispositif de la figure 1; et - la figure 4 représente un dispositif analogue à celui de la figure 1, dans une variante de réalisation. On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente un dispositif de chauffage-climatisation d'un véhicule automo- bile selon l'invention. Ce dispositif comprend un boîtier 10 logeant un évaporateur 12 et un radiateur de chauffage 14, le boîtier 10 étant relié, d'un côté, à un pulseur 16 et, de l'autre, à un boîtier de distribution 18. Le pulseur 16 (figures 1 et 2) comprend un boîtier 20 en forme de volute dans laquelle tourne une turbine 22, autour d'un axe X-X, sous l'action d'un moteur électrique 24. Le boîtier 20 comprend une entrée 26 qui peut être alimentée par de l'air extérieur AE prélevé à l'extérieur de l'habitacle H du véhicule ou par de l'air recirculé AR provenant de l'habitacle H, ou encore par un mélange des deux. Un volet de réglage 28 permet de répartir le mélange des flux d'air AE et AR. Le boîtier 20 du pulseur 16 comporte une sortie tangentielle 30 (figure 1) qui débouche dans un boîtier 32 logeant un filtre à air 34, qui peut être un filtre à particules et/ou à odeurs. Le boîtier 32 comporte une sortie tronconique 36 qui est reliée à une entrée d'air 38 du boîtier 10. Cette entrée d'air alimente une chambre d'admission 40 qui s'étend entre l'évaporateur 12 et le radiateur 14. Comme on peut le voir sur la figure 1, l'évaporateur 12 et le radiateur 14 sont disposés dans des plans sensiblement horizontaux et superposés, de telle sorte que l'évaporateur se situe au- dessus du radiateur. La chambre d'admission 40 a une forme générale parallélépipédique et elle est délimitée en partie supérieure et en partie inférieure respectivement par une face d'entrée 42 de l'évaporateur et une face d'entrée 44 du radiateur. A l'intérieur de la chambre d'admission 40 est placée une cloison de répartition 46 qui comporte un profil effilé présentant une arête 48 dirigée vers l'entrée d'air 38 de la chambre d'admission 40. Cette arête 48 s'étend à l'horizon- tale et fait saillie dans le boîtier 32 du filtre 34. Le profil de la cloison 46 va ensuite en s'évasant à mesure que l'on s'éloigne de l'arête 48. La cloison 46 comporte deux faces incurvées 50 et 52 tournées respectivement vers les faces d'entrée 42 et 44 précitées. Le boîtier 10 est délimité notamment par une paroi supérieure 54 et une paroi inférieure 56 de configuration incurvée qui forment, du côté opposé à l'entrée d'air 38, une sortie d'air 58, laquelle alimente le boîtier de distribution 18 par l'intermédiaire d'un passage convergent 60. Le radiateur 14 est relié à deux tubulures 62, 64 servant respectivement à l'entrée et à la sortie d'un fluide calopor- teur tel que le liquide de refroidissement du moteur du véhicule. De son côté, l'évaporateur 42 est relié par des tubulures 66 et 68 à un circuit de climatisation classique 70 représenté schématiquement. Les parois 54 et 56 du boîtier 10 délimitent deux branches de sortie 72 et 74 situées respectivement du côté de l'évapora- teur et du radiateur. Ces deux branches de sortie font partie d'une chambre d'évacuation 76 qui aboutit à la sortie d'air 58. Dans la chambre d'évacuation 76 est placé un volet de mixage 78 monté pivotant autour d'un axe 80, lequel s'étend à l'horizontale et est placé dans un évidement 82 de la cloison 46. Le volet 78 est monté pivotant entre une première position extrême (représentée en trait plein) dans laquelle il ferme la branche de sortie 72 issue de l'évaporateur et une autre position extrême (représentée en trait interrompu) dans laquelle il ferme la branche de sortie 74 issue du radiateur. Dans la position représentée en trait plein, la chambre d'évacuation 76 est alimentée uniquement par un flux d'air ayant traversé le radiateur. Dans la position représentée en trait interrompu, la chambre d'évacuation 76 est alimentée uniquement par un flux d'air refroidi (air climatisé) ayant traversé l'évaporateur 12. Le volet 78, qui se trouve placé en aval de l'évaporateur et du radiateur, peut prendre différentes positions intermédiai- res entre les positions extrêmes précitées, la chambre d'évacuation étant alimentée en proportion réglable par un flux d'air refroidi ou climatisé provenant de l'évaporateur et un flux d'air chaud provenant du radiateur de chauffage. La disposition horizontale et superposée de l'évaporateur et du radiateur de chauffage permet de diminuer l'encombrement global du dispositif. En outre, comme l'évaporateur et le radiateur sont disposés dans un montage en parallèle, le flux d'air qui traverse le radiateur est un flux d'air froid qui provient directement de l'entrée d'air du boîtier, et qui n'a donc pas traversé au préalable l'évaporateur, ce aui permet de diminuer les pertes de charge. I1 en résulte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir un pulseur 16 avec un moteur électrique 24 de forte puissance. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 3, le boîtier de distribution comprend un volet de réglage 84 monté pivotant autour d'un axe 86 et permettant de répartir le flux d'air traité entre différentes buses qui comprennent notamment une buse de dégivrage 88 et des buses inférieures 90 et 92, encore appelées "buses-pieds", destinées à envoyer de l'air traité vers la partie inférieure de l'habitacle, c'est-à-dire dans la région des pieds des passagers. On se réfère maintenant à la figure 4 qui constitue une variante de réalisation. La différence principale par rapport à la forme de réalisa- tion précédente réside dans le fait que le volet de mixage 94 est placé à l'intérieur de la chambre d'admission 40, c'est- à-dire en amont de l'évaporateur et du radiateur de chauffa- ge. Le volet pivotant 94 est monté pivotant autour d'un axe 96 qui se situe dans le prolongement de la cloison de répartition 46. Cette dernière est tronquée et présente une face frontale 98 de forme incurvée qui permet le débattement du volet 94. Sinon, le fonctionnement général du dispositif de la figure 4 est analogue à celui de la figure 1. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites précédemment à titre d'exemple et s'étend à d'autres variantes. Ainsi, il serait possible de placer le radiateur de chauffage et l'évaporateur dans des plans sensiblement verticaux, du moment que ces deux échan- geurs sont alimentés en parallèle par un flux d'air froid. !0 Revendications 1. Dispositif de chauffage-climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, comprenant un radiateur de chauf- fage (14) et un évaporateur (12) logés dans un boîtier (10) et propres à être traversés par un flux d'air froid et à procurer un flux d'air traité à distribuer dans l'habitacle (H), caractérisé en ce qu'il comprend une chambre d'admission (40) propre à être alimentée en air froid et à alimenter en parallèle le radiateur de chauffage (14) et l'évaporateur (12), une chambre d'évacuation (76) reliée en sortie du radiateur de chauffage et de l'évaporateur, et un volet de mixage (78; 94) propre à répartir le flux d'air froid entre le radiateur de chauffage (14) et l'évaporateur (12). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le radiateur de chauffage (14) et l'évaporateur (12) sont disposés dans des plans sensiblement parallèles entre eux, et en ce que la chambre d'admission (40) s'étend entre le radiateur de chauffage (14) et l'évaporateur (12). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le radiateur de chauffage (14) et l'évaporateur (12) ont des faces d'entrée d'air respectives (44, 42) disposées en vis-à-vis, qui contribuent à délimiter la chambre d'admission d'air (40). 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le radiateur de chauffage (14) et l'évaporateur (12) s'étendent dans des plans sensiblement horizontaux et sont superposés verticalement. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'évaporateur (12) est placé au-dessus du radiateur de chauffage (14). !! 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend une cloison de répartition (46) placée dans la chambre d'admission (40) pour diriger le flux d'air froid vers le radiateur de chauffage (14) et vers l'évaporateur (12). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la cloison de répartition (46) comporte un profil effilé présentant une arête (48) dirigée vers une entrée d'air (38) de la chambre d'admission (40) et allant progressivement en s'évasant du côté opposé à l'entrée d'air. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le volet de mixage (78) est placé dans la chambre d'évacuation (76). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le volet de mixage (78) est un volet pivotant déplaçable entre une position extrême dans laquelle il est propre à obturer une branche de sortie (74) issue du radiateur de chauffage (14) et une position extrême dans laquelle il est propre à obturer une branche de sortie (72) issue de l'évapo- rateur (12). 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le volet de mixage (94) est placé dans la chambre d'admission (40). 11. Dispositif selon la revendication 10, prise en combinai- son avec la revendication 6, caractérisé en ce que le volet de mixage (94) est un volet pivotant qui prolonge la cloison de répartition (46) du côté d'une entrée d'air (38) de la chambre d'admission (40). 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la chambre d'admission (40) est alimen- tée en air froid par un pulseur (16) avec interposition d'un filtre à air (34). 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la chambre d'évacuation (76) communique avec un boîtier de distribution (18) muni d'au moins un volet de réglage (84) propre à répartir le flux d'air traité entre5 des buses de sortie (88, 90, 92) débouchant dans l'habitacle (H).