Brevet FR2766131A1 — publié le 19990122

Dispositif de ventilation d'un habitacle, notamment de véhicule automobile, à débit d'air extérieur contrôlé par des moyens d'obturation mécaniques L'invention concerne les dispositifs de ventilation d'un habitacle, notamment de véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement les dispositifs qui comprennent un boîtier muni d'une entrée d'air extérieur et d'une entrée d'air recirculé alimentant un ventilateur, logé dans le boîtier, sous le contrôle d'au moins un volet d'entrée d'air, ainsi qu'un module de commande gérant, notamment, la position du volet d'entrée d'air et le débit d'air aspiré par le ventilateur, ce débit pouvant prendre plusieurs valeurs comprises entre un minimum et un maximum. Le boîtier comporte généralement, juste avant l'entrée d'air extérieur, ce que l'homme de l'art appelle un séparateur d'eau, lequel est destiné à recueillir l'eau qui est contenu dans l'air issu de l'extérieur, notamment lorsqu'il pleut. Or, lorsque le dispositif fonctionne en mode d'alimentation en air dit "extérieur" (ventilateur alimenté en air extérieur) sous un débit d'air aspiré supérieur à un seuil limite, l'aspiration induite par le ventilateur est si forte que l'eau peut être entraînée dans le ventilateur. Cela peut, d'une part, endommager certains composants électroniques contenus dans le ventilateur, et d'autre part, favoriser la croissance de bactéries et/ou champignons nauséabonds à l'intérieur du boîtier. L'homme de l'art a déjà proposé des dispositifs permettant de réduire le débit d'air extérieur en jouant de façon électronique, à l'aide d'un moteur spécifique, sur les positions des volets d'entrée d'air. De telles solutions génèrent un surcôut de fabrication et nécessitent une intervention compliquée en cas de panne. L'invention a donc pour but de procurer un dispositif de ventilation qui ne présente pas les inconvénients précités. Elle propose à cet effet un dispositif de ventilation du type décrit en introduction, dans lequel, on prévoit des moyens de contrôle mécanique comportant des moyens d'obturation, placés dans la partie du boîtier qui communique avec l'intérieur de l'habitacle et sensibles à une différence de pression choisie de façon à s'ouvrir spontanément en autorisant l'aspiration d'une partie de l'air recirculé, lorsque, d'une part, le volet d'entrée d'air obture complètement l'entrée d'air recirculé, et d'autre part, la pression d'air dans le boîtier, en amont du ventilateur, est inférieure à un premier seuil prédéterminé correspondant à un débit d'air aspiré supérieur ou égal à un second seuil prédéterminé, de sorte que le débit d'air extérieur aspiré par le ventilateur demeure toujours sensiblement inférieur au second seuil. Cette solution consiste donc à prévoir des moyens d'obturation dont la résistance à l'ouverture est choisie de sorte qu'ils ne puissent s'ouvrir spontanément que lorsque l'aspiration du ventilateur dépasse une valeur seuil, permettant ainsi de limiter le débit d'air extérieur aspiré en dessous d'un seuil fixé, lequel dépend notamment de la configuration du boîtier et/ou de la configuration du séparateur d'eau et/ou des caractéristiques du ventilateur. La vitesse d'entraînement de l'air extérieur étant ainsi limitée, l'eau qu'il contient peut être recueillie par le séparateur. De tels moyens d'obturation peuvent être installés soit sur le volet d'entrée d'air, soit sur une paroi du boîtier balayée par l'air recirculé, soit encore sur le volet et le boîtier. Il est clair que, dans une variante où l'on utilise deux volets d'entrée d'air séparés pour gérer l'accès à la chambre d'alimentation au niveau des entrées d'air extérieur et recirculé, les moyens d'obturation sont logés soit sur le volet d'entrée d'air qui gère l'accès à l'entrée d'air recirculé, soit sur la paroi du boîtier. Deux modes de réalisation, au moins, peuvent être envisagés pour le maintient des moyens d'obturation. Dans un premier mode, les moyens d'obturation sont fixés au niveau d'ouvertures formées dans le volet d'entrée d'air et/ou dans le boîtier. Dans un second mode, les moyens d'obturation sont montés sur une grille logée dans une ouverture formée dans le volet d'entrée d'air et/ou dans le boîtier. Préférentiellement, les moyens d'obturation sont des clapets réalisés dans un matériau souple. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est un schéma illustrant une partie d'un dispositif de ventilation selon l'invention, dans l'un de ses deux modes d'alimentation; - la figure 2 illustre, dans une vue en coupe, le second mode d'alimentation du dispositif de ventilation de la figure 1; - la figure 3 illustre, dans une vue en coupe, une grille munie de clapets, du type de celle illustrée sur les figures 1 et 2; et - les figures 4A et 4B illustrent, dans une vue en coupe, les deux modes d'alimentation d'une variante du dispositif de ventilation de la figure 1. On se réfère tout d'abord aux figures 1 à 3 pour décrire un dispositif de ventilation selon l'invention. Dans la suite on considérera, mais seulement à titre d'exemple, que le dispositif selon l'invention fait partie d'une installation de chauffage comprenant un boîtier d'alimentation en air 1, alimentant un boîtier de distribution et de traitement d'air (non représenté sur la figure) destiné à distribuer de l'air traité dans l'habitacle d'un véhicule automobile, au niveau de bouches de distribution. Le dispositif de ventilation illustré sur la figure 1 comprend des parois qui délimitent dans une partie supérieure 2 une chambre d'alimentation en air 3. Les parois qui délimitent la chambre 3 comportent deux ouvertures 4 et 5, ici inclinées par rapport à une direction verticale parallèle à un axe XX et une sortie 6 qui communique avec la partie inférieure 7 du boîtier 1. La première ouverture 4 est reliée à un conduit d'alimentation en air extérieur (non représenté). Elle est donc appelée "entrée d'air extérieur". La seconde ouverture 5 communique avec l'habitacle, par exemple par l'intermédiaire d'un conduit, mais cela n'est pas obligatoire. Elle est donc appelée "entrée d'air recirculé". Les parois qui délimitent la partie inférieure 7 du boîtier 1 logent dans une partie centrale un moteur électrique 8 destiné à entraîner en rotation autour de l'axe XX, selon des régimes variables, une turbine 9. Les parois externes 10 de cette partie inférieure 7 du boîtier 1 délimitent avec la partie périphérique 11 de la turbine 9 une volute 12 qui s'enroule en spirale autour de la turbine 9 et dont la sortie 13 communique avec le boîtier de distribution et de traitement de l'installation de chauffage. Lorsque la turbine 9 est mise en rotation par le moteur électrique 8, elle aspire axialement de l'air qui se trouve dans la chambre d'alimentation 3, et qui provient soit de l'entrée d'air extérieur 4, soit de l'entrée d'air recirculé 5, et éjecte, sensiblement tangentiellement à sa partie périphérique 11, l'air ainsi aspiré dans la volute 12, de façon à fournir au boîtier de distribution et de traitement de l'air pulsé. Pour éviter, par exemple lorsqu'il pleut, que de l'eau ne pénètre dans le boîtier d'alimentation 1, on prévoit, généralement au niveau de l'entrée d'air extérieur 4, et de préférence en amont de la chambre d'alimentation 3, une chambre de collection 14 appelée "séparateur d'eau". Ainsi, avant de pénétrer dans la chambre d'alimentation 3, l'eau peut se déposer dans le fond de la chambre de collection 14 tandis que l'air extérieur, déchargé de cette eau, peut pénétrer dans ladite chambre d'alimentation 3 par l'entrée d'air extérieur 4. Le dispositif de ventilation est connecté à un module de commande de l'installation (non représenté sur les figures) capable, notamment, de gérer à la fois la vitesse de rotation de la turbine 9 (et par conséquent l'intensité d'aspiration) et la position d'un volet d'entrée d'air 15. Habituellement, la turbine 9 peut fonctionner selon cinq régimes numérotés de 0 à 4, le chiffre 0 indiquant un régime nul (ou minimal), le chiffre 1 indiquant un régime faible, le chiffre 2 indiquant un régime moyen, le chiffre 3 indiquant un régime fort, et le chiffre 4 indiquant un régime maximal. Quant au volet d'entrée d'air 15, il est placé soit dans une première position dans laquelle il obture complètement l'entrée d'air recirculé 5 (comme illustré sur la figure 1) et par conséquent seul l'air extérieur peut alimenter la turbine 9, soit dans une seconde position dans laquelle il obture complètement l'entrée d'air extérieur 4 (comme illustré sur la figure 2) et par conséquent seul l'air recirculé peut alimenter la turbine 9. Le dispositif de ventilation selon l'invention peut donc fonctionner selon deux modes d'alimentation en air dits extérieur et recirculé. Lorsque le dispositif de ventilation est dans son mode d'alimentation en air extérieur, et que le régime de la turbine 9 est tel que la pression à l'intérieur de la chambre 3 devient inférieure à un premier seuil, ou en d'autres termes, que le débit d'air aspiré par le ventilateur devient supérieur ou égal à un second seuil (ce qui peut correspondre, par exemple, aux positions 3 et 4), l'aspiration de l'air extérieur est si forte que l'eau qui se trouve dans le séparateur (ou chambre de collection) 14 est entraînée dans la chambre d'alimentation 3. Cela peut endommager sérieusement le circuit électronique 16 du module de commande, lequel gère plus particulièrement le régime de la turbine 9. De plus, l'eau peut se déposer sur les parois internes de l'installation, permettant ainsi à des bactéries et/ou des champignons nauséabonds de se développer. Le premier seuil, et le second seuil qui lui correspond, sont prédéterminés en fonction, notamment, de la configuration (géométrique et architecturale) du boîtier et/ou de la configuration (géométrique et architecturale) du séparateur d'eau. Plus précisément, ce seuil dépend du volume de la chambre 3, des positions et dimensions respectives des entrées d'air et de la sortie 6, et/ou de l'emplacement du séparateur d'eau 14 par rapport à l'entrée d'air extérieur 4, ainsi que de son volume et de ses formes. Mais il peut également dépendre des caractéristiques du ventilateur. Pour remédier à cet inconvénient, le dispositif de ventilation selon l'invention comprend des moyens mécaniques permettant de limiter le débit d'air extérieur aspiré par la turbine 9 en dessous du second seuil, lorsqu'il fonctionne dans son mode d'alimentation en air extérieur et sous un débit supérieur ou égal à ce second seuil, tout en autorisant le ventilateur à aspirer un débit d'air supérieur à ce second seuil limite prédéterminé. Pour ce faire, on prévoit dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 4 (les figures 4A et 4B illustrant une variante du mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2), des moyens d'obturation, ici des clapets 17. Ces clapets 17, ici au nombre de cinq, peuvent être placés, soit sur l'une des parois du boîtier 1, au niveau de sa partie supérieure 2 balayée par l'air recirculé (comme illustré sur les figures 1 et 2), soit directement sur le volet d'entrée d'air 105 (comme illustré sur les figures 4A et 4B). De préférence, et comme cela est illustré sur la figure 3, les clapets 17 sont fixés sur une grille 18, laquelle grille est fixée devant une ouverture 19 formée soit dans le boîtier 1 (comme illustré sur les figures 1 et 2) soit dans une ouverture 20 formée dans le volet d'entrée d'air 105 (comme illustré sur les figures 4). Bien entendu, en variante, les clapets pourraient être fixés directement autour d'ouvertures réalisées dans la paroi supérieure du boîtier, ou dans le volet d'entrée d'air. Par ailleurs, on pourrait également prévoir des clapets à la fois sur la paroi supérieure du boîtier, balayée par l'air recirculé, et sur le volet d'entrée d'air. Comme cela est mieux illustré sur la figure 3, les dimensions, le nombre et l'amplitude de rotation 8 des clapets, sont choisis en fonction, d'une part, de la configuration du séparateur 14, et plus généralement de la région comportant l'entrée d'air extérieur 4, et d'autre part, du débit d'aspiration maximal de la turbine 9. En effet, ces clapets 17 doivent s'ouvrir spontanément dès lors que la pression à l'intérieur de la chambre d'alimentation 3, en amont de la turbine 9, devient inférieure au premier seuil prédéterminé et en-deçà duquel l'aspiration de l'air extérieur devient telle que l'eau est entraînée dans la chambre d'alimentation 3. Il est bien évident, que les clapets 17 ne pourront s'ouvrir, notamment du fait de leur sens de rotation, ici anti-horaires en référence à l'intérieur de la chambre d'alimentation, que lorsque le dispositif selon l'invention est dans son mode d'alimentation en air extérieur et que le régime de la turbine 9 est supérieur à une valeur correspondant à un débit d'air supérieur au second seuil (par exemple positions n" 3 et 4). Lorsque le dispositif de ventilation selon l'invention est dans son mode d'alimentation en air recirculé (figure 2), les dimensions de l'entrée d'air recirculé 5 sont suffisam ment grandes par rapport à celles des clapets 17 pour que l'air ne pénètre que par le biais de cette entrée d'air recirculé. Grâce à de tels moyens mécaniques, le débit d'air extérieur aspiré peut être réduit, permettant ainsi, puisque les dimensions de l'entrée d'air extérieur 4 demeurent constantes, de réduire la vitesse de l'air extérieur qui pénètre dans la chambre d'alimentation 3, et par conséquent d'interdire à l'eau de pénétrer dans cette chambre. Comme indiqué précédemment, les caractéristiques des clapets (nombre, dimensions et angles de rotation) sont choisies de sorte que la somme du volume d'air extérieur aspiré et du volume d'air recirculé qui pénètrent dans la chambre d'alimentation soit sensiblement égale au volume d'air que devrait aspirer la turbine 9 sans les moyens mécaniques (par exemple les clapets). Comme cela est illustré sur la figure 3, afin de gérer l'angle de rotation des clapets 17, on peut prévoir des butées rigides 21 sur la grille 18, ou autour des ouvertures au niveau desquelles peuvent être placés les clapets. De préférence, les clapets 17 sont formés dans un matériau souple permettant d'assurer une parfaite étanchéité lorsqu'ils sont en position fermée. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle embrasse toute les variantes que pourra développer l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après. Ainsi, on a décrit un mode de réalisation dans lequel on fait appel à des clapets, mais il est clair que l'on pourrait utiliser d'autres moyens d'obturation, comme par exemple des volets, notamment de type papillon. De même, l'invention n'est ni limitée au nombre de clapets décrit en référence aux figures 1 à 4, ni à la position précise de ceux-ci soit sur la paroi supérieure du boîtier balayée par l'air recirculé, soit sur le volet d'entrée d'air. Par ailleurs, l'invention peut s'appliquer lorsque l'on utilise deux volets d'entrée d'air séparés pour gérer l'accès à la chambre d'alimentation au niveau des entrées d'air extérieur et recirculé. Ainsi, lorsqu'il est fait appel à deux volets d'entrée d'air propres à gérer respectivement l'accès aux entrées d'air recirculé et d'air extérieur, on pourrait tout à fait envisager de combiner l'ouverture spontanée des moyens d'obturation au rapprochement du volet d'entrée d'air gérant l'accès à l'entrée d'air extérieur, de façon à, d'une part, permettre l'entrée d'air recirculé à l'intérieur de la chambre d'alimentation via les moyens d'obturation, et d'autre part, réduire le volume d'air extérieur alimentant cette même chambre. Revendications 1. Dispositif de ventilation d'un habitacle, notamment de véhicule automobile, du type comprenant un boîtier (1) muni d'une entrée d'air extérieur (4) et d'une entrée d'air recirculé (5) propres à alimenter un ventilateur (8,9) logé dans ledit boîtier sous le contrôle d'au moins un volet d'entrée d'air (15,105), d'au moins une sortie d'air (13), et d'un module de commande propre à gérer la position du volet d'entrée d'air et le débit d'air aspiré par le ventilateur entre des valeurs minimale et maximale, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de contrôle mécanique (17,18) comportant des moyens d'obturation (17), placés dans la partie (2) du boîtier (1) qui communique avec l'intérieur de l'habitacle et sensibles à une différence de pression choisie de façon à s'ouvrir spontanément en autorisant l'aspiration d'une partie de l'air recirculé, lorsque, d'une part, le volet d'entrée d'air (15,105) obture complètement l'entrée d'air recirculé (5), et d'autre part, la pression d'air dans le boîtier (1), en amont (3) du ventilateur (8,9), est inférieure à un premier seuil prédéterminé correspondant à un débit d'air aspiré supérieur ou égal à un second seuil prédéterminé, de sorte que le débit d'air extérieur aspiré par ledit ventilateur demeure toujours sensiblement inférieur audit second seuil. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'obturation (17) sont installés sur le volet d'entrée d'air (105) et/ou sur une paroi du boîtier (1) balayée par l'air recirculé. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'obturation sont fixés autour d'ouvertures formées dans le volet d'entrée d'air et/ou dans ladite paroi du boîtier. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'obturation (17) sont montés sur une grille (18). 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'obturation sont des clapets (17). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les clapets (17) sont réalisés dans un matériau souple. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les seuils sont prédéterminés en fonction d'au moins les configurations du boîtier (1) et/ou d'un séparateur d'eau (14) placé en amont de ladite entrée d'air extérieur.