Brevet FR2788020A1 — publié le 20000707

L'invention concerne un dispositif de chauffage ventilation et/ou climatisation pour habitacle de véhicule automobile du type comportant un boîtier de mixage ayant une entrée d'air et une sortie d'air mixé, et un boîtier de distribution situé au-dessus du boîtier de mixage et communiquant avec l'intérieur de ce dernier par la sortie d'air mixé, ce boîtier de distribution présentant de l'arrière vers l'avant une sortie d'aération, une sortie de dégivrage et deux sorties latérales pour le chauffage des pieds, le boîtier de mixage comportant, interposées entre l'entrée d'air et io une zone de mixage située immédiatement en aval de la sortie d'air mixé, une chambre de transmission d'air froid et une chambre de réchauffage d'air dans laquelle est installé un échangeur de chaleur, et des moyens pour répartir le flux d'air reçu entre la chambre d'air froid et la chambre d'air chaud, et le boîtier de distribution comportant un premier volet de distribution pour alimenter sélectivement la sortie d'aération et une chambre en communication avec la sortie de dégivrage et les sorties latérales et un deuxième volet de distribution pour distribuer l'air reçu dans ladite chambre entre la sortie de dégivrage et les sorties latérales. Un tel dispositif est particulièrement compact dans le sens de la longueur du véhicule sur lequel il est installé, car les conduits de chauffage des pieds, qui sont habituellement disposés sur la face arrière du boîtier de mixage, sont ici disposés sur les faces latérales du boîtier de mixage. Les conduits de chauffage des pieds sont propres à fournir de l'air chaud vers les pieds des passagers avant du véhicule. Pour assurer le confort des occupants du véhicule, I'air mixé délivré vers les pieds doit être à une température supérieure à la température de l'air délivré par la sortie d'aération ou la sortie de dégivrage dans les modes combinés d'utilisation aération/chauffage des pieds, et dégivrage/chauffage des pieds. Le flux d'air froid fourni par la chambre d'air froid et le flux d'air réchauffé fourni par la chambre d'air chaud sont délivrés dans la zone de mixage dans des directions sensiblement perpendiculaires afin de favoriser le mélange des deux flux d'air. Toutefois, les vitesses des deux flux sont différentes, du fait des pertes de charges et des différences de débit et il se produit une stratification dans la zone de mixage. Comme la chambre de réchauffage d'air débouche dans la zone de mixage du côté de la face arrière du boîtier de mixage, c'est-à-dire du côté du boîtier qui est situé en face de l'habitacle, on rencontre des difficultés pour alimenter les conduits de chauffage des pieds en un flux d'air plus chaud que la température de l'air délivré par les sorties de dégivrage ou d'aération dans les modes combinés d'utilisation, lorsque les sorties de l'air de chauffage des pieds sont éloignées de la sortie de la branche de réchauffage, ce qui est le cas pour le dispositif de chauffage ventilation et/ou climatisation objet de l'invention. Le but de l'invention est de pallier ces difficultés et de proposer un dispositif du type mentionné ci-dessus dans lequel une partie de l'air chaud délivré par la chambre de réchauffage d'air est forcée à se diriger vers la chambre en communication avec la sortie de dégivrage et les sorties latérales, sans se mélanger à l'air froid fourni par la chambre d'air froid. L'invention atteint son but par le fait que: - les moyens pour répartir l'air entre la chambre d'air froid et la chambre d'air chaud comportent un volet de mixage de type tambour qui est monté à rotation autour d'un axe transversal situé dans la zone de mixage qui est susceptible d'obturer sélectivement la sortie de la chambre d'air froid et la sortie de la chambre d'air chaud en aval de la zone de mixage, - le boîtier de mixage comporte des cloisons latérales qui s'étendent transversalement au droit de la sortie de la chambre d'air froid afin que la largeur de ladite sortie soit inférieure à la largeur de la sortie de la chambre d'air chaud, et - ledit volet de mixage présente des flasques intermédiaires qui s'étendent perpendiculairement à l'axe de rotation dudit volet de mixage et sensiblement au droit des extrémités internes des cloisons latérales délimitant la sortie de la chambre d'air froid, ces flasques intermédiaires définissant avec les parois latérales des boîtiers des canaux latéraux alimentés uniquement en air réchauffé issu de la chambre d'air chaud. Avantageusement le premier volet de distribution présente également des flasques intermédiaires qui s'étendent perpendiculairement à l'axe de rotation du volet de mixage et sensiblement au droit des extrémités internes des cloisons latérales. Ainsi l'adjonction des cloisons latérales dans la sortie de la chambre d'air froid permet à l'air froid d'être injecté dans la zone médiane de la zone de mixage o cet air froid est mélangé à la partie médiane du flux d'air réchauffé issu de la chambre d'air chaud. Les parties latérales du flux d'air réchauffé transitent par les canaux latéraux sans se mélanger à de l'air froid et aboutissent dans les zones latérales du boîtier de distribution. Les seules modifications apportées à l'art antérieur concernent donc l'adjonction de ces parois latérales et le rajout de flasques io intermédiaires au volet de mixage de type tambour et au premier volet de distribution. Ces modifications sont simples à réaliser notamment lorsque les pièces sont fabriquées par moulage. Les avantageuses dispositions suivantes sont en outre adoptées: - le premier volet de distribution est un volet de type tambour monté rotatif autour d'un axe transversal centré dans un chambre cylindrique du boîtier de distribution; - les flasques intermédiaires du premier volet de distribution sont circulaires et ont un diamètre sensiblement égal au diamètre de la chambre cylindrique; - les flasques intermédiaires du volet de mixage ont la forme d'un secteur dont l'amplitude angulaire est supérieure à l'amplitude angulaire de la paroi cylindrique dudit volet de mixage, les parties débordantes desdits flasques étant susceptibles de pénétrer dans la chambre cylindrique et d'être juxtaposées aux flasques intermédiaires du premier volet de distribution; - le premier volet de distribution comporte des casquettes latérales du côté arrière et une casquette médiane du côté avant. Ainsi, les canaux latéraux s'étendent au travers de la zone de mixage et d'une grande partie de la chambre de distribution. Les casquettes du premier volet de distribution permettent une température encore plus élevée de l'air délivré vers les sorties latérales pour le chauffage des pieds par rapport à l'air délivré par la sortie d'aération ou la sortie de dégivrage dans le mode combiné d'utilisation aération/chauffage des pieds. En outre, grâce aux dispositions des flasques intermédiaires, les canaux latéraux sont isolés de manière pratiquement étanche avec les parties médianes de la zone de mixage et de la chambre cylindrique dans lesquelles circulent un air mixé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe selon un plan longitudinal de symétrie d'un dispositif de climatisation selon l'invention installé dans le tablier d'un véhicule automobile, - la figure 2 est une vue en perspective de la partie droite du volet 1o de mixage et du premier volet de distribution du dispositif de climatisation de la figure 1, -la figure 3 montre le flux d'air dans la section médiane du dispositif de la figure 1 et la position des volets dans le mode combiné d'utilisation aération/chauffage des pieds, - la figure 4 montre les flux d'air dans une section latérale du dispositif de la figure 1 et la position des volets dans le mode combiné d'utilisation aération/chauffage des pieds, - les figures 5 et 6 montrent respectivement les flux d'air et la position des volets dans la section médiane et une section latérale du dispositif de la figure 1 dans le mode combiné d'utilisation dégivrage/chauffage des pieds, - la figure 7 est une coupe du dispositif de l'invention selon la ligne brisée VII VII de la figure 1. La figure 1 montre un dispositif de climatisation 1 qui comporte un boîtier de mixage 10 surmonté d'un boîtier de distribution 30, l'intérieur du boîtier de distribution 30 communiquant avec l'intérieur du boîtier de mixage 10 par une sortie d'air mixé 11 située dans la zone supérieure arrière du boîtier de mixage 10. Dans le présent mémoire l'avant et l'arrière du dispositif 1 sont définis par rapport au sens d'avancement normal du véhicule, I'avant du dispositif 1 se trouve ainsi du côté de compartiment avant 4 du véhicule et son arrière est situé du côté de l'habitacle 3. Le dispositif 1 est du type compact dans le sens de la longueur du véhicule. Le boîtier de mixage 10 comporte une entrée d'air latérale 12 dans sa région avant par laquelle de l'air est introduit par un pulseur non montré sur les dessins. Entre l'entrée d'air 12 et la sortie d'air mixé 11 est disposé un évaporateur 13 destiné à refroidir le flux d'air entré. En aval de l'évaporateur 13, l'intérieur du boîtier de mixage 10 est partagé entre une chambre 14 pour la transmission d'un flux d'air froid Ff, que nous appellerons dans la suite de la description "chambre d'air froid" et une chambre 15 de réchauffage d'un flux d'air Fc, que nous appellerons "chambre d'air chaud", grâce à une paroi interne 16 qui relie les parois latérales 17 et 18 du boîtier de mixage 10. Ces parois latérales 17 et 18 sont raccordées à la paroi supérieure 19 et à la paroi inférieure 20 du boîtier de mixage 10. Un échangeur de chaleur 21 est installé dans la chambre d'air chaud 15 entre la paroi interne 16, la paroi inférieure 20 et les parois latérales 17,18. La chambre d'air froid 14 et la chambre d'air chaud 15 débouchent audessus de la paroi interne 16 dans une zone de mixage 22 située immédiatement en amont de la sortie d'air mixé 11. Le flux d'air chaud Fc et le flux d'air froid Ff pénètrent dans la zone de mixage 22 dans des directions sensiblement perpendiculaires. Ces flux d'air Fc et Ff se mélangent dans la zone de mixage vers la sortie 11. Pour permettre de régler la température de l'air délivré par la sortie d'air mixé 11, le boîtier de mixage 10 est équipé de moyens pour répartir l'air froid délivré par l'évaporateur 13 entre la chambre d'air froid 14 et la chambre d'air chaud 15. Ces moyens comportent un volet papillon 23 disposé à l'entrée de la chambre d'air chaud 15 et qui est susceptible d'obturer cette entrée lorsque le dispositif 1 est en mode de refroidissement, et un volet de mixage 24, de type tambour, monté rotatif autour d'un axe transversal 25 situé dans la région arrière de la sortie d'air mixé 11. Ce volet de mixage 24 comporte une paroi cylindrique 26 de révolution autour de l'axe 25 et qui est susceptible d'obturer sélectivement la sortie 27 de la chambre d'air froid 14 et la sortie 28 de la chambre d'air chaud 15. L'air chaud Fc est délivré par la sortie 28 dans la zone de mixage 22 et l'air froid Ff est délivré par la sortie 27 dans la zone de mixage 22. Au cours de l'utilisation du dispositif 1 en mode de refroidissement seul, l'entrée de la chambre d'air chaud 15 est obturée par le volet papillon 23 et la sortie 28 est obturée par la paroi cylindrique 26 du volet de mixage 24. La chambre d'air chaud 15 est alors totalement isolée du flux d'air froid Ff. Dans les autres modes d'utilisation, I'entrée de la chambre d'air chaud 15 est ouverte et sa sortie 28 est partiellement ou totalement ouverte. Ainsi que cela est visible sur les figures 2 et 7, la sortie 27 de la chambre d'air froid 14 est limitée dans le sens transversal grâce à deux cloisons 29a, 29b cylindriques centrées sensiblement sur l'axe 25 du volet de mixage 24 qui s'étendent à partir des parois latérales 17 et 18 du boîtier de mixage 10. Ainsi l'air froid Ff fourni par la chambre d'air froid 14 est délivré dans la partie médiane de la zone de mixage. Le boîtier de distribution 30 présente, dans sa région arrière, une io chambre intermédiaire 31 cylindrique et, dans sa région avant, une deuxième chambre 32 communiquant avec la chambre intermédiaire 31 par un orifice transversal 33. La chambre intermédiaire 31 est en communication avec l'intérieur du boîtier de mixage 10 par la sortie d'air mixé 11 et présente dans sa paroi supérieure une sortie d'aération 34. Un premier volet de distribution 35 est monté dans la chambre intermédiaire 31 à rotation autour de l'axe de révolution 36 de cette chambre intermédiaire 31. Ce premier volet de distribution 35 de type tambour, présente une paroi cylindrique 37 susceptible d'obturer sélectivement la sortie d'aération 34 et l'orifice transversal 33, afin de distribuer l'air délivré par la zone entre la sortie d'aération 34 et la deuxième chambre 32. La deuxième chambre 32 communique, d'une part, avec une sortie de dégivrage 38 située dans le plan de la sortie d'aération 34 et à l'avant de ce dernier, et, d'autre part, avec un volume avant 39 dans lequel les conduits de chauffage des pieds, non montrés sur les dessins, débouchent latéralement. Un deuxième volet de distribution 40 également du type tambour est monté à rotation autour d'un axe transversal 41 dans la deuxième chambre 32. Ce deuxième volet de distribution 40 comporte une paroi cylindrique 42 susceptible d'obturer sélectivement la sortie de dégivrage 38 et l'entrée du volume avant 39. En mode aération le premier volet de distribution 35 obture l'orifice transversal 33. Tout l'air qui pénètre dans la chambre intermédiaire 31 est alors dirigé vers la sortie d'aération 34. En mode dégivrage ou en mode chauffage des pieds, et en lI'absence d'aération, le premier volet de distribution 35 obture la sortie d'aération 34. Tout l'air qui pénètre dans la chambre intermédiaire 31 est alors dirigé vers la deuxième chambre 32. Si le deuxième volet de distribution 40 obture la sortie de dégivrage 38, tout l'air mixé sera expédié vers les sorties latérales du volume avant 39. A l'inverse, si le deuxième volet de distribution 40 obture l'entrée du volume avant 39, tout I'air mixé est expédié vers la sortie de dégivrage 38. Ainsi que cela est montré en détail sur les figures 1 et 7 le volet de mixage 24 comporte latéralement des tourillons 50a, 50b pour son montage à rotation autour de l'axe 25 sur les parois latérales 17 et 18 du boîtier de mixage, et des flasques latérales 51a, 51b qui relient les 1o tourillons 50a, 50b aux bords latéraux de la paroi cylindrique 26. Le volet de mixage 24 comporte en outre deux flasques intermédiaires 52a et 52b qui s'étendent perpendiculairement à l'axe de rotation 25 sensiblement dans les plans latéraux qui délimitent la largeur L de la sortie 27 de la chambre d'air froid 14 qui délivre un flux froid Ff. Ainsi que cela se voit sur les figures 1 à 3 et 5, les flasques intermédiaires 52a et 52b ont la forme d'un secteur dont l'amplitude angulaire est sensiblement le double de l'amplitude angulaire de la paroi cylindrique 26 du volet de mixage 24. Les parties débordantes des flasques 52a, 52b, qui sont situées du côté avant par rapport à l'axe de rotation 25, sont susceptibles de pénétrer dans la chambre intermédiaire 31 lorsque le volet de mixage 24 est dans une position de chauffage. Les flasques intermédiaires 52a, 52b partagent la chambre de mixage 22 en trois zones, c'est-à-dire deux zones latérales 22D et 22G qui reçoivent uniquement un flux d'air chaud délivré par la chambre 15 de chauffage d'air et une zone médiane 22M dans laquelle le flux froid Ff se mélange à de l'air réchauffé, quelle que soit la position du volet de mixage 24. Le premier volet de distribution 35 comporte également des tourillons 60a, 60b pour son montage à rotation autour de l'axe 36 sur les parois latérales du boîtier de distribution 30, et des flasques latérales 61 a, 61b reliant les tourillons 60a, 60b aux bords latéraux de la paroi cylindrique 37. Il comporte également des flasques intermédiaires 62a, 62b, de forme circulaire et dont le rayon est sensiblement égal au rayon de la chambre intermédiaire cylindrique 31. Ces flasques intermédiaires sont situés pratiquement dans les plans des flasques intermédiaires 51a, 51b du volet de mixage 24, et se juxtaposent aux parties débordantes de ces derniers. Ainsi, les zones latérales 22D et 22G de la zone de mixage 22M se prolongent latéralement dans la chambre intermédiaire cylindrique, afin de délivrer des parties de flux d'air chaud vers le volume avant 39 du boîtier de distribution. Dans un autre mode de réalisation, les flasques intermédiaires 52a, 52b du volet de mixage 24 ne sont pas sensiblement dans le prolongement des flasques intermédiaires 62a, 62b du premier volet de distribution 35 de manière à ce que les conduits latéraux ne 0o soient pas complètement isolés. Afin de favoriser l'augmentation de la température de l'air de chauffage des pieds dans les modes d'utilisation mixte aération/chauffage et dégivrage/chauffage, ainsi que cela se voit sur les figures 2 à 6, la paroi cylindrique 37 du premier volet de distribution 35 comporte, sur son bord arrière, des casquettes latérales 70 qui s'étendent respectivement entre les flasques latéraux 61a, 61b et les flasques intermédiaires circulaires 62a, 62b les plus proches, et sur son bord avant, une casquette médiane 71 qui s'étend entre les deux flasques intermédiaires circulaires 62a, 62b. Ces casquettes 70 et 71 sont constituées par des extensions de la paroi cylindrique 37. Lorsque la largeur de l'ouverture de sortie aération est inférieure à la largeur du premier volet de distribution , les casquettes 70 ne sont pas nécessaires pour l'application. Dans le mode mixte aération chauffage montré sur les figures 3 et 4, l'air chaud transitant par les canaux latéraux définis par les parois latérales 17, 18 des boîtiers et les flasques intermédiaires 52a, 52b et 62a, 62b des volets 24 et 35 est expédié vers le volume avant 39, car les casquettes latérales 70 obturent les zones latérales de la sortie d'aération 34 (voir la figure 4). En revanche, la plus grande partie de l'air mixé est délivrée à la sortie d'aération 34 du fait de la présence de la casquette médiane 71 dans la partie centrale de l'orifice transversal 33 (voir la figure 3). Dans le mode mixte dégivrage chauffage montré sur les figures 5 et 6, le flux d'air mixé et les flux chauds latéraux sont délivrés dans la deuxième chambre 32. La présence de la casquette médiane 71 n'a pas d'incidence majeure sur la circulation de l'air mixé. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage ventilation et/ou climatisation pour habitacle de véhicule automobile du type comportant un boîtier de mixage (10) ayant une entrée d'air (12) et une sortie (11) d'air mixé, et un boîtier de distribution (30) situé au dessus du boîtier de mixage (10) et communiquant avec l'intérieur de ce dernier par la sortie d'air mixé, ce boîtier de distribution présentant de l'arrière vers l'avant une sortie d'aération (34), une sortie de dégivrage (38) et deux sorties latérales pour io le chauffage des pieds, le boîtier de mixage (10) comportant, interposées entre l'entrée d'air (12) et une zone de mixage (22) située immédiatement en aval de la sortie d'air mixé (11), une chambre (14) de transmission d'air froid et une chambre (15) de réchauffage d'air dans laquelle est installé un échangeur de chaleur (21), et des moyens pour répartir le flux d'air reçu entre la chambre d'air froid (14) et la chambre d'air chaud (15), et le boîtier de distribution (30) comportant un premier volet de distribution (35) pour alimenter sélectivement la sortie d'aération (34) et une chambre (32) en communication avec la sortie de dégivrage (38) et les sorties latérales et un deuxième volet de distribution (40) pour distribuer l'air reçu dans ladite chambre entre la sortie de dégivrage (38) et les sorties latérales, caractérisé par le fait que: - les moyens pour répartir l'air entre la chambre d'air froid (14) et la chambre d'air chaud (15) comportent un volet de mixage (24) de type tambour qui est monté à rotation autour d'un axe (25) transversal situé dans la zone de mixage (22) qui est susceptible d'obturer sélectivement la sortie (27) de la chambre d'air froid (14) et la sortie (28) de la chambre d'air chaud (15) en aval de la zone de mixage, - le boîtier de mixage (10) comporte des cloisons (29a, 29b) latérales qui s'étendent transversalement au droit de la sortie (27) de la chambre d'air froid (14) afin que la largeur de ladite sortie soit inférieure à la largeur de la sortie de la chambre d'air chaud (15), et - ledit volet de mixage (24) présente des flasques intermédiaires (52a, 52b) qui s'étendent perpendiculairement à l'axe de rotation (25) dudit volet de mixage (24) sensiblement au droit des extrémités internes des cloisons latérales (29a, 29b) délimitant la sortie de la chambre d'air O10 froid (14) et qui définissent avec les parois latérales des boîtiers des canaux latéraux alimentés uniquement en air réchauffé issu de la chambre d'air chaud (15). 2. Dispositif selon la revendications 1 caractérisé par le fait que le premier volet de distribution (35) présente également des flasques intermédiaires (62a, 62b) qui s'étendent perpendiculairement à l'axe de rotation (25) du volet de mixage (24) sensiblement au droit des extrémités internes des cloisons latérales (29a, 29b). 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que le io premier volet de distribution (35) est un volet de type tambour monté rotatif autour d'un axe transversal (36) centré dans une chambre cylindrique (31) du boîtier de distribution (30). 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait que les flasques intermédiaires (62a, 62b) du premier volet de distribution (35) i5 sont circulaires et ont un diamètre sensiblement égal au diamètre de la chambre cylindrique (31). 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que les flasques intermédiaires (51a, 51b) du volet de mixage (24) ont la forme d'un secteur dont l'amplitude angulaire est supérieure à l'amplitude angulaire de la paroi cylindrique (26) dudit volet de mixage (24), les parties débordantes desdits flasques étant susceptibles de pénétrer dans la chambre cylindrique (31) et d'être juxtaposées aux flasques intermédiaires (62a, 62b) du premier volet de distribution (35). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisé par le fait que le premier volet de distribution (35) présente des casquettes latérales (70) du côté arrière et une casquette médiane (71) du côté avant. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que les moyens pour répartir l'air entre la chambre d'air froid (14) et la chambre d'air chaud (15) comportent en outre un volet du type papillon (23) monté à l'entrée de la chambre d'air chaud (15). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé par le fait que l'entrée d'air (12) dans le boîtier de mixage (10) est disposé latéralement.