Brevet FR2786437A1 — publié le 20000602

Dispositif de chauffage et/ou climatisation de véhicule automobile, avec groupe moto-ventilateur compact L'invention concerne les dispositifs de chauffage et/ou climatisation des véhicules automobiles. Plus particulièrement, elle concerne un dispositif comprenant un boîtier d'admission d'air pourvu d'une entrée d'air extérieur, d'une entrée d'air recirculé et d'au moins un volet propre à contrôler sélectivement lesdites entrées, ainsi qu'un groupe moto-ventilateur disposé en aval du boîtier d'admission d'air et comprenant un boîtier logeant une turbine centrifuge entraînée par un moteur, munie de pales et apte à aspirer axialement un flux d'air pour le refouler tangentiellement vers un bloc de chauffage et/ou climatisation. Dans un dispositif de ce type, le boîtier d'admission d'air est alimenté par un flux d'air extérieur et/ou d'air recircu- lé, lequel est ensuite refoulé sous pression par le groupe motoventilateur, encore appelé pulseur, vers le bloc de chauffage et/ou climatisation, lequel comporte au moins un échangeur de chaleur (radiateur de chauffage et, éventuelle- ment, évaporateur) permettant de réchauffer ou refroidir le flux d'air qui sera ensuite délivré dans l'habitacle du véhicule par diverses conduites et bouches de distribution. De façon habituelle, le boîtier du groupe moto-ventilateur comporte une volute périphérique enveloppant avec une section croissante la turbine et apte à dévier en direction tangen- tielle le flux d'air ainsi refoulé. Dans les dispositifs connus, le moteur du groupe moto- ventilateur est généralement disposé à l'opposé des entrées d'air du boîtier d'admission d'air, en sorte que le flux d'air puisse pénétrer dans le boîtier du groupe moto-ventila- teur par une ouverture circulaire qui constitue en même temps la sortie du boîtier d'admission d'air. Cette solution favorise l'alimentation en air du boîtier du groupe motoventilateur, mais a pour inconvénient d'augmenter l'encombrement axial du boîtier, du fait de la disposition du moteur. En outre, cette disposition du moteur, qui se trouve alors généralement placé du côté de l'habitacle, engendre du bruit qui peut aisément se propager jusqu'à l'habitacle par les diverses conduites de distribution. Un autre inconvénient de cette solution connue est qu'il est difficile de prévoir des moyens pour permettre un démontage aisé du groupe moto-ventilateur. Par ailleurs, il a été proposé de diriger le moteur du groupe motoventilateur du côté de l'entrée d'air extérieur et de l'entrée d'air recirculé. Mais cette autre solution présente sensiblement les mêmes inconvénients que la solution évoquée précédemment du fait des emplacements respectifs des entrées d'air. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvé- nients précités. Elle propose à cet effet un dispositif de chauffage et/ou climatisation du type défini en introduction, dans lequel l'ensemble formé par l'entrée d'air extérieur et l'entrée d'air recirculé s'étend de part et d'autre de tout plan pas- sant par l'axe de rotation du moteur du groupe moto-ventila- teur, ledit moteur étant dirigé du côté de l'entrée d'air extérieur et de l'entrée d'air recirculé, donc du côté de l'aspiration du flux d'air dans le boîtier d'admission d'air. Cet agencement particulier des deux entrées d'air en combi- naison avec la disposition du moteur du côté de l'admission d'air permet de réduire l'encombrement axial du groupe moto- ventilateur. De surcroît, cette solution permet de diminuer le bruit engendré par le groupe moto-ventilateur, et aussi de permet- tre un meilleur refroidissement du moteur. Il est à noter également que cette solution contribue à une meilleure démontabilité du groupe moto-ventilateur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le boîtier du groupe moto-ventilateur est muni d'une ouverture circulaire qui communique avec le boîtier d'admission d'air, et le moteur s'étend axialement dans ladite ouverture circulaire, en sorte que le flux d'air est apte à pénétrer dans le boîtier du groupe moto-ventilateur par un passage annulaire. Du fait que le flux d'air pénètre dans le boîtier du groupe motoventilateur par une ouverture annulaire, au lieu d'une ouverture circulaire comme dans l'art antérieur, il peut être nécessaire dans certains cas d'augmenter la section de la virole du boîtier pour avoir une section de passage équiva- lente. Cette solution améliore le refroidissement du moteur, donc sa durée de vie. En outre, l'augmentation consécutive du diamètre de la turbine permet de diminuer la hauteur de la volute, d'o un gain en encombrement axial, et une diminution de la vitesse de rotation du moteur, d'o un gain acoustique. Avantageusement, le dispositif présente un rapport A/S2 compris entre 0, 5 et 0,8, et de préférence égal à 0,7, o A représente l'aire de la surface annulaire délimitée extérieu- rement par le bord intérieur des pales de la turbine et intérieurement par le bord extérieur de la carcasse du moteur de la turbine, tandis que S2 représente l'aire de la surface du disque délimité par le bord intérieur des pales de la turbine. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'axe de rotation du moteur est prévu pour s'étendre sensi- blement suivant l'axe longitudinal, ou axe des X, du véhicu- le. Ceci contribue également à diminuer l'encombrement de l'ensemble. En ce cas, le moteur est avantageusement prévu pour être placé vers l'avant du véhicule, du côté du tablier séparant le compartiment moteur de l'habitacle. Cette implantation contribue à diminuer le bruit engendré par le groupe moto- ventilateur. Il est avantageux d'utiliser au moins un volet qui soit disposé le plus proche possible du moteur pour contribuer à diminuer l'encombrement. Le terme "volet" tel qu'utilisé ici entend désigner tout moyen d'obturation propre à contrôler sélectivement l'entrée d'air extérieur et l'entrée d'air recirculé. Dans une première forme de réalisation de l'invention, le dispositif comprend un volet pivotant, du type tambour ou coque, propre à contrôler l'entrée d'air extérieur et l'entrée d'air recirculé et comportant deux pivots espacés et définissant l'axe de pivotement du volet. Les deux pivots sont avantageusement situés de part et d'autre du moteur en sorte que l'axe de pivotement du volet passe virtuellement par le moteur. Cette solution permet encore de réduire l'encombrement axial. Dans une seconde forme de réalisation de l'invention, le dispositif comprend deux ensembles de volets, du type papillon ou persienne, propres à contrôler respectivement l'entrée d'air extérieur et l'entrée d'air recirculé. Dans une troisième forme de réalisation de l'invention, le dispositif comprend deux volets, du type coque, à mouvements coordonnés et propres à contrôler respectivement l'entrée d'air extérieur et l'entrée d'air recirculé. Dans une quatrième forme de réalisation de l'invention, le dispositif comprend deux volets, du type film, à mouvements coordonnés et propres à contrôler respectivement l'entrée d'air extérieur et l'entrée d'air recirculé. Dans une cinquième forme de réalisation de l'invention, le dispositif comprend un volet, du type film, propre à contrô- ler l'entrée d'air extérieur et l'entrée d'air recirculé. Il est possible aussi de combiner des volets de natures différentes. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le boîtier du groupe moto-ventilateur comprend un couvercle amovible situé à l'opposé du moteur. Lorsque le boîtier du groupe moto-ventilateur comprend une volute périphérique, il est avantageux que ce couvercle comprenne un fond sensiblement plat relié à un rebord périphérique propre à coopérer à emboîtement avec un rebord périphérique du boîtier, en sorte que ces rebords périphéri- ques forment conjointement la volute périphérique. 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 partielle en coupe longitudinale d'un dispositif de chauffage et/ou climatisation selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective du volet d'entrée d'air du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe partielle du boîtier du groupe moto-ventilateur, dans une autre forme de réalisation; et - les figures 4 à 7 sont des vues en coupe analogues à la figure 3 pour d'autres formes de réalisation du ou des volets d'obturation. On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente un dispositif de chauffage et/ou climatisation 10 de l'habitacle H d'un véhicule automobile. Ce dispositif 10 est implanté en arrière d'un tablier T qui sépare le compartiment moteur CM de l'habitacle H. On a représenté également sur la figure 1 l'axe longitudinal, ou axe des X, du véhicule par une flèche dont la pointe est dirigée vers l'avant du véhicule. La dispositif 10 comprend un boîtier d'admission d'air 12 pourvu de deux entrées d'air 14 et 16. L'entrée 14 est propre à être alimentée par de l'air extérieur AE prélevé hors de l'habitacle H, alors que l'entrée 16 est propre à être alimentée par un flux d'air recirculé AR prélevé dans l'habitacle H. Les entrées 14 et 16 sont contrôlées par un volet d'entrée d'air 18 de type tambour représenté également sur la figure 2. Ce volet 18 comporte une paroi cylindrique reliée à deux secteurs angulaires 22 munis chacun de deux pivots coaxiaux 24 qui définissent conjointement l'axe de rotation 26 du volet. Dans la réalisation représentée (figure 1) cet axe 26 s'étend sensiblement à l'horizontale. Le boîtier d'admission d'air 12 est raccordé à un groupe moto- ventilateur 28, encore appelé pulseur, lequel comprend un boîtier 30 de forme approximativement cylindrique compor- tant une volute périphérique 32 qui enveloppe, avec une section croissante, une turbine 34. La volute 32 est raccor- dée à un premier flasque 36 pourvu d'une ouverture circulaire 38 qui fait communiquer le boîtier d'admission d'air 12 avec le boîtier 30 du groupe moto-ventilateur. La volute 32 est raccordée en outre à un flasque 40, situé à l'opposé du flasque 36. La turbine 34 a la forme générale d'un cylindre dont la hauteur H1 est nettement inférieure à son diamètre D1. Cette turbine comporte une multiplicité de pales 42 limitées chacune par un bord intérieur 43 de rayon R2. Les pales sont raccordés à un moyeu central 44 qui est emmanché à force sur un arbre 46 d'un moteur électrique 48. Ce moteur possède une carcasse cylindrique circulaire limitée par un bord extérieur 49 de rayon R3. Comme on peut le voir sur la figure 1, le moteur électrique 48 est disposé du côté des entrées d'air 14 et 16, donc du côté de l'aspiration d'air, de manière à faire saillie en partie à l'intérieur du boîtier d'admission d'air 12. Le moteur 48 est disposé de telle sorte que son axe de rotation s'étende sensiblement suivant l'axe des X du véhicule. En outre, ce moteur est situé du côté du tablier T, donc vers l'avant du véhicule par rapport à la turbine 34. L'axe 50 du moteur est concentrique à l'ouverture 38. L'ensemble formé par l'entrée d'air extérieur 14 et l'entrée d'air recirculé 16 s'étend de part et d'autre de tout plan P passant par l'axe de rotation 50 du moteur 48 du groupe moto- ventilateur 28, ce qui contribue à diminuer l'encombrement du dispositif du fait des positions respectives des entrées 14 et 16 et du moteur 48. Le boîtier d'admission d'air 12 est ainsi alimenté, en fonction de la position du volet 18, par un flux d'air extérieur AE, par un flux d'air recirculé AR ou par un mélange des deux. Ce flux d'air est aspiré axialement par la turbine et est ensuite dévié en direction tangentielle par les pales 42 de la turbine. L'air ainsi refoulé quitte le boîtier 30 pour pénétrer dans un boîtier 52 (représenté partiellement) d'un bloc de chauffage et/ou climatisation. Ce bloc de chauffage, qui ne fait pas partie directement de l'invention, comporte au moins un échangeur thermique, dans l'exemple un évaporateur 54 et un radiateur de chauffage 56. Le flux d'air peut être ainsi réchauffé et/ou climatisé et est ensuite distribué dans l'habitacle H par diverses conduites et bouches de distribution (non représentées). Du fait de la disposition particulière du moteur 48, on obtient une diminution de l'encombrement axial du boîtier d'admission d'air et du groupe moto-ventilateur, ce qui les rend plus compacts. On remarquera également que les deux pivots 26 du volet sont situés de part et d'autre du moteur 48, si bien que l'axe de pivotement 26 du volet passe virtuellement dans le moteur, ce qui permet de diminuer l'encombrement axial. A la place d'un volet de type tambour, il pourrait être envisagé d'utiliser aussi un volet du type coque comportant également deux pivots situés de part et d'autre du moteur. Du fait que le moteur est orienté vers le tablier et vers l'avant du véhicule, il en résulte une diminution du bruit. Comme on peut le constater, un flux d'air pénètre dans le boîtier 28 du groupe moto-ventilateur par un passage annu- laire 58 délimité par l'ouverture 38 de diamètre D2 et par la carcasse du moteur 48 de rayon R3. Dans la suite, on appelle: S2 l'aire de la surface du disque délimité par le bord intérieur 43, de rayon R2, des pales 42 de la turbine; S3 l'aire de la surface du disque délimité par le bord extérieur 49, de rayon R3, de la carcasse du moteur 48 de la turbine; et A l'aire de la surface annulaire délimitée extérieurement par le bord intérieur 43 des pales 42 de la turbine et inté- rieurement par le bord extérieur 49 de la carcasse du moteur 48 de la turbine. Autrement dit, on a A = S2 - S3. Il est avantageux que le rapport A/S2, qui peut se lire aussi (S2 S3)/S2, soit compris entre 0,5 et 0,8, et soit de préférence égal à 0,7. Pour avoir une section d'entrée d'air équivalente à celle obtenue dans l'art antérieur, c'est-à-dire correspondant à l'ouverture circulaire seule, il peut être nécessaire d'augmenter la section transversale de la virole ainsi que le diamètre D1 de la turbine. Cependant, ceci ne constitue pas un inconvénient car cela permet de diminuer la hauteur H2 de la volute (telle que définie entre les flasques 36 et 40), d'o un gain en encombrement dans la direction de l'axe des X. Cela permet aussi de diminuer la vitesse de rotation du moteur, et d'obtenir un gain acoustique. Dans la forme de réalisation de la figure 3, le boîtier 28 du groupe moto-ventilateur est démontable. Il comprend à cet effet un couvercle amovible 60 situé à l'opposé du moteur et remplaçant le flasque 40 de la forme de réalisation de la figure 1. Ce couvercle amovible 60 comprend un fond sensible- ment plat 62 relié à un rebord périphérique 64 propre à coopérer à emboîtement avec un rebord périphérique 66 du boîtier, lequel est rattaché au flasque 36. Ainsi, les rebords périphériques 64 et 66 forment conjointement la volute périphérique du boîtier. Il est à noter, que le couvercle 60 se trouve disposé du côté de l'habitacle, ce qui facilite son démontage et donc l'accès au groupe moto-ventilateur, en cas d'intervention. Le dispositif de la figure 4 est analogue à celui de la figure 3, à ceci près qu'il comprend deux ensembles de volets 68 et 70, du type papillon ou persienne, propres à contrôler respectivement l'entrée d'air extérieur 14 et l'entrée d'air recirculé 16. Les volets 68 forment des registres montés pivotants autour d'axes parallèles 72 et, de même, les volets 70 forment des registres montés pivotants autour d'axes parallèles 74. Dans la forme de réalisation de la figure 5, le dispositif comprend deux volets 76 et 78, du type coque, à mouvements coordonnés et propres à contrôler respectivement l'entrée d'air extérieur 14 et l'entrée d'air recirculé 16. Les volets 76 et 78 ont des flasques respectifs 80 et 82 munies de fentes respectives 84 et 86 propres à coopérer avec des pivots respectifs 88 et 90. Il en résulte que les volets peuvent se déplacer chacun suivant un mouvement combiné de rotation et de translation en étant situé au plus près du moteur, ce qui contribue à diminuer l'encombrement. Le déplacement des volets s'effectue de manière coordonnée sous l'action de deux leviers rotatifs 92 et 94. La figure 6 montre une autre forme de réalisation dans laquelle le dispositif comprend deux volets 96 et 98 du type film, à mouvements coordonnés, propres à contrôler respecti- vement l'entrée d'air extérieur 14 et l'entrée d'air recir- culé 16. Le volet 96 est réalisé sous la forme d'un film pourvu d'une ouverture et s'enroulant autour de deux bobines et 102 d'axes parallèles. Il en est de même pour le volet 98 qui s'enroule autour de deux bobines 104 et 106 d'axes parallèles. Le dispositif selon la figure 7 comprend un volet 108, du type film, propre à contrôler l'entrée d'air extérieur 14 et l'entrée d'air recirculé 16. Le film comporte au moins une ouverture et il s'enroule autour de deux bobines 110 et 112 d'axes parallèles. De plus, ce film est maintenu dans un guide 114 de forme incurvée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisations décrites précédemment à titre d'exemple et s'étend à d'autres variantes. 1l Revendications 1. Dispositif de chauffage et/ou climatisation de véhicule automobile, comprenant un boîtier d'admission d'air (12) pourvu d'une entrée (14) d'air extérieur (AE), d'une entrée (16) d'air recirculé (AR) et d'au moins un volet (18; 68, ; 76,78; 96,98; 108) propre à contrôler sélectivement lesdites entrées (14,16) ainsi qu'un groupe moto- ventilateur (28) disposé en aval du boîtier d'admission d'air et compre- nant un boîtier (30) logeant une turbine centrifuge (34) entraînée par un moteur (48), munie de pales (42) et apte à aspirer axialement un flux d'air pour le refouler tangen- tiellement vers un bloc de chauffage et/ou climatisation (52), caractérisé en ce que l'ensemble formé par l'entrée d'air extérieur (14) et l'entrée d'air recirculé (16) s'étend de part et d'autre de tout plan (P) passant par l'axe de rotation (50) du moteur (48) du groupe moto- ventilateur (28), ledit moteur étant dirigé du côté de l'entrée d'air extérieur (14) et de l'entrée d'air recirculé (16), donc du côté de l'aspiration du flux d'air dans le boîtier d'admission d'air (12). 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le boîtier (30) du groupe moto-ventilateur (28) est muni d'une ouverture circulaire (38) qui communique avec le boitier d'admission d'air (12), caractérisé en ce que le moteur (48) s'étend axialement dans ladite ouverture circulaire (38), en sorte que le flux d'air est apte à pénétrer dans le boîtier (30) du groupe moto-ventilateur par un passage annulaire (58). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que qu'il présente un rapport A/S2 compris entre 0,5 et 0,8, et de préférence égal à 0,7, o A représente l'aire de la surface annulaire délimitée extérieurement par le bord intérieur (43) des pales (42) de la turbine et intérieurement par le bord extérieur (49) de la carcasse du moteur (48) de la turbine, tandis que S2 représente l'aire de la surface du disque délimité par le bord intérieur (43) des pales (42) de la turbine. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caracté- risé en ce que l'axe de rotation (50) du moteur (48) est prévu pour s'étendre sensiblement suivant l'axe longitudinal, ou axe des X, du véhicule. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moteur (48) est prévu pour être placé vers l'avant du véhicule, du côté du tablier (T) séparant le compartiment moteur (CM) de l'habitacle (H). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caracté- risé en ce qu'il comprend un volet pivotant (18), du type tambour ou coque, propre à contrôler l'entrée d'air extérieur (14) et l'entrée d'air recirculé (16) et comportant deux pivots (24) espacés définissant l'axe de pivotement (26) du volet. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux pivots (24) sont situés de part et d'autre du moteur (48), en sorte que l'axe de pivotement (26) du volet passe virtuellement par le moteur (48). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caracté- risé en ce qu'il comprend deux ensembles de volets (68; 70), du type papillon ou persienne, propres à contrôler respecti- vement l'entrée d'air extérieur (14) et l'entrée d'air recirculé (16). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caracté- risé en ce qu'il comprend deux volets (76; 78), du type coque, à mouvements coordonnés et propres à contrôler respectivement l'entrée d'air extérieur (14) et l'entrée d'air recirculé (16). 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caracté- risé en ce qu'il comprend deux volets (96; 98), du type film, à mouvements coordonnés et propres à contrôler respec- tivement l'entrée d'air extérieur (14) et l'entrée d'air recirculé (16). 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caracté- risé en ce qu'il comprend un volet (108), du type film, propre à contrôler l'entrée d'air extérieur (14) et l'entrée d'air recirculé (16). 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le boîtier (30) du groupe moto-ventila- teur (28) comprend un couvercle amovible (60) situé à l'opposé du moteur (48). 13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel le boîtier (30) du groupe moto-ventilateur (28) comprend une volute périphérique, caractérisé en ce que le couvercle (60) comprend un fond sensiblement plat (62) relié à un rebord périphérique (64) propre à s'adapter à un rebord périphérique (66) du boîtier, en sorte que ces rebords périphériques (64, 66) forment conjointement la volute périphérique.