Brevet FR2854104A1 — publié le 20041029

i i 2854104 Dispositif de chauffage-ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile avec distribution d'air à l'intérieur de l'habitacle L'invention concerne un dispositif de chauffage-ventilation et/ou climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile. On connaît déjà des dispositifs de ce genre qui comprennent un boîtier ayant une paroi frontale dans laquelle est aménagée une entrée d'air pour de l'air pulsé provenant d'un conduit d'arrivée d'air qui s'étend dans une direction sensiblement parallèle à la paroi frontale et se termine par 15 une paroi divergente espacée de la paroi frontale, et dans lequel le boîtier loge au moins un échangeur de chaleur pour produire un flux d'air à température ajustée qui est envoyé dans une chambre de sortie disposée en partie supérieure du boîtier, la chambre de sortie alimentant des sorties d'air 20 débouchant en des endroits choisis de l'habitacle. Dans un tel dispositif, le conduit d'arrivée d'air est alimenté par un pulseur d'air, encore appelé "soufflante", qui est lui-même alimenté par de l'air extérieur prélevé hors 25 de l'habitacle et/ou par de l'air recirculé prélevé à l'intérieur de l'habitacle. Le pulseur d'air comprend une turbine qui accélère le flux d'air pour produire un flux d'air pulsé qui est envoyé dans le boîtier par l'intermédiaire du conduit d'arrivée d'air. 30 Dans un dispositif de ce genre, le pulseur est généralement implanté latéralement, c'est à dire dans la direction transversale du véhicule, par rapport au boîtier. Il en résulte que le flux d'air provenant du conduit d'arrivée 35 d'air doit subir un changement de direction, sensiblement à angle droit, pour pénétrer dans le boîtier par une ouverture de la paroi frontale de celui-ci. Cette paroi frontale est généralement implantée dans la direction transversale du véhicule, en étant tournée vers l'avant du véhicule, c'est à 40 dire du côté du compartiment moteur. Le flux d'air qui pénètre dans le boîtier traverse ensuite un ou plusieurs échangeurs de chaleur pour produire un flux d'air à température ajustée. Ce flux d'air est reçu dans une chambre de sortie qui alimente différentes sorties d'air débouchant en des endroits choisis de l'habitacle. Habituellement, ces sorties d'air comprennent au moins une sortie de dégivrage/désembuage du pare-brise, au moins une sortie d'aération menant à des aérateurs placés sur la 10 planche de bord du véhicule, et au moins une sortie inférieure propre à alimenter des buses débouchant vers la partie avant de l'habitacle, et dans la région des pieds des passagers. Pour améliorer le confort des passagers, il est connu aussi de prévoir au moins une sortie d'air pour alimenter une ou plusieurs buses supplémentaires placées à l'intérieur de l'habitacle, dans la région des pieds des passagers, par exemple à l'arrière de l'habitacle. Une telle sortie d'air, 20 que l'on peut appeler "sortie pieds supplémentaire", en particulier "sortie pieds arrière", est le plus souvent implantée latéralement dans le boîtier. Cela nécessite par conséquent de prévoir au moins une prise d'air latérale, ce qui a pour inconvénient d'augmenter le volume et donc 25 l'encombrement dans la direction transversale. De plus, cela nécessite des pièces supplémentaires, à savoir au minimum deux conduits et au maximum quatre conduits réalisés le plus souvent par une technique d'extrusion/souf30 flage. Ces solutions connues ont aussi pour inconvénient d'augmenter les pertes de charge car il faut forcer l'air à prendre un virage pour aller dans les conduits menant à ces sorties 35 pieds supplémentaires. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. Elle vise notamment à procurer un dispositif du type défini plus haut, qui permet de réaliser, de manière particulièrement simple, une alimentation en air pour des sorties d'air placées en partie inférieure de l'habitacle, et notamment à l'arrière de l'habitacle. L'invention vise encore à proposer un dispositif de ce type, particulièrement compact, aussi bien dans la direction transversale que dans la direction longitudinale du véhicule. 10 Elle vise aussi à réaliser un tel dispositif qui ne nécessite pas de pièces supplémentaires et dans lequel les pertes de charge du flux d'air sont optimisées. 15 L'invention propose à cet effet un dispositif du type défini en introduction, lequel comporte au moins un conduit extérieur qui contourne la paroi divergente et comporte une entrée débouchant dans la chambre de sortie et une sortie 20 débouchant vers le bas et agencée pour alimenter au moins une buse inférieure à l'intérieur de l'habitacle. Cette buse inférieure est de préférence placée à l'arrière de l'habitacle. Dans un dispositif de ce type, la paroi divergente est habituellement faiblement inclinée par rapport à la paroi frontale et elle est reliée, en amont, à une partie élargie du conduit d'arrivée d'air. L'invention tire ainsi partie de l'existence d'un volume laissé par cette paroi divergente pour y placer un conduit extérieur qui permet d'alimenter au moins une buse inférieure à l'intérieur de l'habitacle. Le conduit extérieur est donc tourné vers l'avant du véhicule, c'est à dire vers le compartiment moteur. Son entrée débouche dans la chambre de sortie, en partie supérieure du boîtier, tandis que sa sortie débouche vers le bas pour alimenter une ou plusieurs buses inférieures à l'intérieur de l'habitacle. De plus, le conduit extérieur peut être facilement rapporté 5 sur le boîtier pour prélever de l'air dans la chambre de sortie et l'envoyer vers l'intérieur de l'habitacle. La présence d'un tel conduit extérieur n'augmente pas l'encombrement général du boîtier et il permet d'envoyer un flux d'air vers l'arrière de l'habitacle sans créer de pertes 10 de charge notables. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'entrée du conduit extérieur est contrôlée par au moins un volet. Il est particulièrement avantageux que ce volet soit agencé pour 15 contrôler aussi une sortie de dégivrage/désembuage du parebrise du véhicule. Ainsi, un seul volet permet de réaliser deux fonctions, ce qui contribue à la simplification et à la diminution de l'encombrement. Le volet précité est avantageusement un volet tambour déplaçable en rotation entre une première position (position dégivrage) en laquelle l'entrée du conduit extérieur est fermée, tandis que la sortie de dégivrage/désembuage est ouverte et une deuxième position (position pieds) en laquelle 25 l'entrée du conduit extérieur est ouverte, tandis que la sortie de dégivrage/désembuage est fermée. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend une sortie aération contrôlée par au 30 moins un volet et agencée pour alimenter au moins un aérateur. Dans une forme de réalisation avantageuse, le dispositif comprend au moins une sortie latérale aménagée dans une paroi 35 latérale du boîtier, contrôlée par un volet latéral et agencée pour alimenter au moins une buse inférieure à la partie avant de l'habitacle. Ce volet latéral est de préférence de type drapeau. Le boîtier peut loger différents échangeurs de chaleur. Avantageusement, il comprend un évaporateur placé immédiatement après l'entrée d'air du boîtier et au moins un radiateur de chauffage placé en aval de l'évaporateur. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le dispositif comprend une branche de transmission d'air froid et une branche de réchauffage d'air contenant le radiateur de chauffage, ainsi qu'au moins un volet de mixage placé à 10 l'intersection des deux branches pour répartir la proportion entre l'air froid et l'air chaud et produire le flux d'air à température ajustée. Le conduit extérieur est avantageusement moulé et rapporté 15 sur le boîtier. La paroi divergente est de préférence inclinée par rapport à la paroi frontale du boîtier. Dans ces conditions, le conduit extérieur présente avantageusement une section transversale 20 intérieure de forme sensiblement trapézoïdale. L'invention s'applique tout particulièrement au cas o le conduit d'arrivée d'air est relié à la sortie d'un pulseur d'air situé latéralement par rapport au boîtier. Le conduit 25 d'arrivée d'air et le pulseur d'air sont agencés pour être sensiblement alignés dans la direction de l'axe transversale (axe Y) du véhicule. Dans la description qui suit, faite seulement à titre 30 d'exemples, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif selon l'invention, comprenant un boîtier de distribution relié à un pulseur d'air par un conduit d'arrivée d'air; 35 la figure 2 est une vue de côté du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue latérale du boîtier, la paroi latérale étant enlevée; et la figure 4 est une vue partielle en coupe horizontale du boîtier de la figure 3. On se réfère d'abord à la figure 1 qui montre un dispositif de chauffageventilation et climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile. Il comprend un boîtier 10 alimenté en 10 air pulsé par un pulseur 12 (encore appelé "soufflante"), via un conduit d'arrivée d'air 14. Le pulseur 12 comprend une entrée 16 pour de l'air extérieur prélevé hors de l'habitacle du véhicule automobile et une entrée d'air (non représenté) pour de l'air recirculé prélevé à l'intérieur de l'habitacle. 15 Le pulseur comporte, de façon en soi connue, une turbine propre à accélérer le débit d'air extérieur et/ou recirculé pour l'envoyer dans le boîtier 10. Le dispositif de la figure 1 est conçu pour être implanté de 20 façon telle que le boîtier 10 et le pulseur 12 se trouvent sensiblement alignés dans la direction transversale (axe Y) du véhicule. Dans cette position, le boîtier 10 se trouve sensiblement au centre, tandis que le pulseur est implanté latéralement (ici du côté droit de l'habitacle). Sur la 25 figure 1, on aperçoit la partie antérieure du dispositif qui est tournée vers le compartiment moteur M, le côté opposé étant tourné vers l'habitacle H (voir aussi la figure 2). Le boîter 10 est délimité par une paroi frontale 18 tournée vers l'avant (côté du compartiment moteur) et dans laquelle est 30 aménagée une ouverture 20 (figure 4) de forme généralement rectangulaire qui constitue l'entrée d'air du boîtier. Le conduit d'arrivée d'air 14 s'étend dans une direction sensiblement parallèle à la paroi frontale 18 et il possède 35 une forme évolutive complexe qui permet, au départ, de diriger l'air dans une direction Fl (figure 4) sensiblement parallèle à la paroi frontale 18 puis de le dévier sensiblement à 90 pour qu'il circule vers l'arrière sensiblement dans la direction longitudinale (axe X) du véhicule (figure 4). Le conduit d'arrivée d'air 14 se termine, à cet effet, par une paroi divergente 22 (figure 4) qui est espacée de la paroi frontale 18 et qui permet de dévier le flux d'air pour qu'il s'écoule dans une direction F2 sensiblement parallèle 5 à l'axe longitudinal du véhicule. Derrière l'entrée d'air 20 du boîtier est placé un évaporateur 24 relié à un circuit classique de climatisation (non représenté). La paroi divergente 22 est aménagée pour permettre au flux d'air d'être distribué sur toute l'étendue de l'évaporateur 24. Dans sa partie située en regard de la paroi frontale 18, la paroi divergente 22 est faiblement inclinée par rapport à la paroi frontale, comme on le voit sur la figure 4. En amont de la paroi divergente 22 se trouve une paroi 26 qui s'élargit 15 en direction du pulseur comme on le voit sur les figures 1 et 4. Sur cette paroi 26 est placée une bride de fixation 28 (figures 1 et 2). Le boîtier 10 est délimité en outre par deux parois latérales 20 30 généralement perpendiculaires à la paroi frontale 18, et par une paroi postérieure 32 tournée du côté de l'habitacle H. En dehors de l'évaporateur 24, le boîtier 10 loge, de façon préférentielle, aussi deux autres échangeurs de chaleur, à savoir un radiateur de chauffage 34 (encore appelé 25 "aérotherme") et un radiateur électrique 36 qui est de préférence du type à résistances à coefficient de température positif (résistances CTP). Le radiateur de chauffage 34 est parcouru par un fluide 30 caloporteur, habituellement le fluide servant au refroidissement du moteur du véhicule. Il comporte une boîte collectrice 38 (figures 1 et 2) qui fait saillie de la paroi latérale 30 située à gauche du boîtier. Cette boîte collectrice 38 est reliée à deux conduits 40 et 42 pour l'admission et l'évacua35 tion du fluide caloporteur. Le radiateur électrique 36 est destiné à fournir un chauffage d'appoint, en cas de besoin. Le flux d'air ayant traversé l'évaporateur 24 peut se partager en deux branches, à savoir une branche de transmis- sion d'air froid 44 et une branche de réchauffage d'air 46 dans laquelle sont logés les radiateurs 34 et 36. La branche de réchauffage d'air 46 forme une poche et communique à l'entrée et à la sortie de la branche de transmission d'air froid. Un volet de mixage 48, monté en rotation autour d'un axe 50 permet de contrôler la répartition du flux d'air entre les branches 44 et 46 pour produire un flux d'air à température 10 ajustée. Ce flux d'air à température ajustée est reçu dans une chambre de sortie 52, encore appelée chambre de mixage, qui est placée en partie supérieure du boîtier, comme on le voit sur la figure 3. Le volet de mixage 48 peut venir dans une première position extrême dite "position chaud maximum" (représenté en trait plein sur figure 3) dans laquelle tout le flux d'air issu de l'évaporateur est obligé de traverser les radiateurs 34 et 36 comme représenté par la flèche F3. Le volet de mixage 48 peut 20 également venir dans une autre position extrême, dite "position froid maximum" (représenté en traits interrompus) en laquelle tout le flux d'air issu de l'évaporateur est obligé de passer par la branche de transmission d'air froid 44 sans traverser les radiateurs, comme montré par la flèche 25 F4. Le volet 48 peut occuper des positions intermédiaires pour moduler la proportion entre l'air froid passant respectivement par les branches 44 et 46, et cela de façon en soi connue. La chambre de sortie. 52 alimente plusieur sorties d'air destinées à déboucher en des endroits choisis de l'habitacle H. Le boîtier 10 comprend une sortie 54 de dégivrage/désembuage du pare-brise (figures 1 et 3), qui est contrôlée par un volet pivotant 56 de type tambour monté en rotation autour 35 d'un axe 58 et comportant une paroi cylindrique 60. *Le boîtier comprend aussi une sortie aération 62 destinée à alimenter des aérateurs (non représenté) placés sur la planche de bord du véhicule. Cette sortie 62 est contrôlée par un volet pivotant 64 également de type tambour monté en rotation autour d'un axe 66 et comportant une paroi cylindrique 68. Les axes 58 et 66 sont parallèles entre eux et parallèle à la direction transversale (axe Y) du véhicule. 5 Les extrémités respectives des axes 58 débouchent sur les parois latérales 30 du boîtier. Par ailleurs, le boîtier comporte deux sorties latérales 70 aménagées respectivement dans les deux parois latérales 30 et 10 contrôlées par des volets latéraux respectifs 72. Ces volets latéraux sont de type drapeau et montés chacun en rotation autour d'un axe 74. Les axes respectifs 74 des deux volets sont parallèles entre eux, comme on le voit sur la figure 1. Les sorties latérales 70 sont destinées à alimenter des buses 15 inférieures (non représenté) à la partie avant de l'habitacle pour envoyer de l'air dans la région des pieds des passagers occupant les places avant du véhicule. Le boîtier de l'invention comprend aussi un conduit extérieur 20 76 qui est placé à l'avant du boîtier (figures 1, 2 et 4) et qui contourne la paroi divergente 22 par l'avant. Le conduit extérieur 76 comporte une entrée 78 qui débouche dans la chambre de sortie 52 et une sortie 80 qui débouche vers le bas. Cette sortie 80 est agencée pour alimenter au moins une 25 buse inférieure 82 (représentée schématiquement sur les figures 2 et 3) placée à l'arrière de l'habitacle. Le conduit extérieur 76 est avantageusement réalisé par moulage et rapporté sur le boîtier et plus particulièrement 30 sur la paroi divergente 22 comme on le voit sur la figure 4. La présence de ce conduit extérieur 76 ne génère pas d'encombrement car ce conduit est placé sur la paroi divergente 22, c'est à dire sur une partie plus étroite du conduit d'arrivée d'air 14. Il évite le recours à des prises d'air encombrantes 35 implantées latéralement. Le conduit extérieur 76 est placé à l'avant du boîtier 10 et immédiatement derrière le tablier 84 (figure 3) qui sépare le compartiment moteur M de l'habitacle H du véhicule. Selon une particularité avantageuse, l'entrée 78 du conduit 76 est contrôlée également par le volet 56. Ce volet 56 est déplaçable entre deux positions extrêmes, comme on le voit sur la figure 3. Dans la position représentée en traits 5 pleins, le volet 56 obture la sortie de dégivrage/désembuage 54 et ouvre complètement l'accès au conduit 76 ce qui permet d'envoyer de l'air à température ajustée vers les buses inférieures 82 placées à l'arrière de l'habitacle. Dans l'autre position extrême (représenté en traits interrompus), 10 le volet 56 ferme l'accès au conduit 76 et ouvre complètement l'accès à la sortie de dégivrage/désembuage 54. Bien entendu, ce volet peut occuper d'autres positions intermédiaires pour répartir le flux d'air entre les buses de dégivrage/désembuage du pare-brise et les buses inférieures 15 placées à l'arrière de l'habitacle. Le recours à un seul volet 56 permet de simplifier la structure du dispositif et de limiter son encombrement. Bien entendu, il serait possible, en variante, de prévoir deux volets séparés pour contrôler respectivement la sortie 54 et l'accès au conduit 20 76. On remarque que la structure du conduit 76 permet de limiter les pertes de charges que subit l'air. En effet, le flux d'air peut pénétrer directement dans la ou les buses infé25 rieures 82 sans subir de virage susceptible d'engendrer des pertes de charge. Le dispositif de l'invention présente ainsi une structure particulièrement compacte aussi bien dans la. direction 30 longitudinale (axe X) que dans la direction transversale (axe Y) du véhicule. Cette solution est également économique car le conduit extérieur 76 peut être réalisé par une technique d'injection classique de matière plastique. Il constitue un capot qu'il suffit de rapporter extérieurement sur le boîtier 35 pour permettre d'alimenter la ou les buses inférieures 82. En outre, le fait d'utiliser un seul volet pour contrôler à la fois l'accès au conduit extérieur 76 et l'accès à la il sortie de dégivrage/désembuage permet de simplifier la structure et de limiter l'encombrement. Dans l'exemple de réalisation montré, le conduit 76 délimite 5 une section transversale de forme sensiblement trapézoïdale (figure 4) compte-tenu de l'inclinaison de la paroi divergente 22. Bien entendu, ce conduit peut présenter une section transversale intérieure différente, en fonction notamment de la forme de la paroi divergente 22. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit précédemment à titre d'exemple et est susceptible de nombreuses variantes de réalisation. En particulier, la buse inférieure alimentée par le conduit extérieur n'est pas 15 nécessairement située à l'arrière de l'habitacle, mais peut être placée en tout autre endroit à l'intérieur de celui-ci. De plus les différents volets du dispositif peuvent être choisis parmi ceux des types papillon, drapeau, tambour, etc. Revendications 1 - Dispositif de chauffage-ventilation et/ou climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, comprenant un 5 boîtier (10) ayant une paroi frontale (18) dans laquelle est aménagée une entrée d'air (20) pour de l'air pulsé provenant d'un conduit d'arrivée d'air (14) qui s'étend dans une direction sensiblement parallèle à la paroi frontale et se termine par une paroi divergente (22) espacée de la paroi 10 frontale, et dans lequel le boîtier (10) loge au moins un échangeur de chaleur (24, 34, 36) pour produire un flux d'air à température ajustée qui est envoyée dans une chambre de sortie (52) disposée en partie supérieure du boîtier, la chambre de sortie alimentant des sorties d'air (54, 62, 70) 15 débouchant en des endroits choisis de l'habitacle, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un conduit extérieur (76) qui contourne la paroi divergente (22) et comporte une entrée (78) débouchant dans la chambre de sortie (52) et 20 une sortie (80) débouchant vers le bas et agencée pour alimenter au moins une buse inférieure (82) à l'intérieur de l'habitacle. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce 25 que l'entrée (78) du conduit d'air extérieur (76) est contrôlée par au moins un volet (56). 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le volet (56) qui contrôle l'entrée (78) du conduit 30 extérieur (76) est agencé pour contrôler aussi une sortie (54) de dégivrage/désembuage du pare-brise du véhicule. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le volet (56) est un volet tambour 35 déplaçable en rotation entre une première position (position dégivrage) en laquelle l'entrée (78) du conduit extérieur (76) est fermée, tandis que la sortie (54) de dégivrage/désembuage est ouverte et une deuxième position (position pieds arrière) en laquelle l'entrée (78) du conduit extérieur (76) est ouverte, tandis que la sortie (54) de dégivrage/désembuage est fermée. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caracté5 risé en ce qu'il comprend une sortie aération (62) contrôlée par au moins un volet (64) et agencée pour alimenter au moins un aérateur. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caracté10 risé en ce qu'il comprend au moins une sortie latérale (70) aménagée dans une paroi latérale (30) du boîtier, contrôlée par au moins un volet latéral (72) et agencée pour alimenter au moins une buse inférieure à la partie avant de l'habitacle. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le volet latéral (72) est de type drapeau. 8 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caracté20 risé en ce que les échangeurs de chaleur comprennent un évaporateur (24) placé immédiatement après l'entrée d'air (20) du boîtier (10) et au moins un radiateur de chauffage (34, 36) placé en aval de l'évaporateur. 9 - Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une branche de transmission d'air froid (44) et une branche de réchauffage d'air (46) contenant le radiateur de chauffage (34, 36), ainsi qu'au moins un volet de mixage (48) placé à l'intersection des deux branches (44, 30 46) pour répartir la proportion entre l'air froid et l'air chaud et produire le flux d'air à température ajustée. - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le conduit extérieur (76) est moulé et 35 rapporté sur le boîtier (10). 11 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la paroi divergente (22) est inclinée par rapport à la paroi frontale (18) du boîtier et en ce que le conduit extérieur (76) est rapporté sur la paroi divergente (22). 12 - Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce 5 que le conduit extérieur (76) présente une section transversale intérieure de forme sensiblement trapézoïdale. 13 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le conduit d'arrivée d'air (14) est 10 relié à la sortie d'un pulseur d'air (12) situé latéralement par rapport au boîtier (10). 14 - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le conduit d'arrivée d'air (14) et le pulseur d'air (12) 15 sont agencés pour être sensiblement alignés dans la direction de l'axe transversal (axe Y) du véhicule.