Brevet FR2847855A1 — publié le 20040604

Dispositif de traitement d'air compact pour véhicule automobile L'invention concerne un dispositif de traitement d'air pour traiter de l'air à introduire dans l'habitacle d'un véhicule automobile, comprenant des moyens de séparation d'eau, des moyens de sélection entre air extérieur et air recirculé et des moyens de filtration. L'air traité par un tel dispositif sert couramment à la ventilation et/ou au chauffage, ou à la climatisation, de l'habitacle du véhicule. Les dispositifs connus présentent tout ou partie des inconvénients suivants: 15 - Les moyens précités sont disposés en différents endroits du véhicule. Ils doivent donc être montés séparément, ce qui augmente le cot du matériel et de la main-d'oeuvre, ainsi que l'encombrement du dispositif. Le circuit de l'air est 20 long et complexe, ce qui augmente l'énergie nécessaire à la circulation et les émissions de bruit. - La dispersion des moyens de sélection crée des variations de débit et de bruit entre le fonctionnement en air extérieur 25 et le fonctionnement en air recirculé, ce qui nuit au confort des occupants. - L'air recirculé n'est pas filtré. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients. L'invention vise notamment un dispositif du genre défini en introduction, et prévoit que les moyens précités sont tous logés dans un boîtier commun fixé sur une cloison séparant le 35 compartiment moteur de l'habitacle du véhicule. L'invention fournit un dispositif de traitement d'encombrement réduit, économique à fabriquer et à installer. La réunion des composants et leur emplacement entraînent une diminution de l'énergie nécessaire à la circulation de l'air et des émissions de bruit. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémen5 taires ou de substitution, sont énoncées ci-après: - Le boîtier commun est situé dans le compartiment moteur. - Le boîtier commun est situé pour partie dans le comparti10 ment moteur et pour partie dans l'habitacle. - Le boîtier commun est situé dans l'habitacle. - Le dispositif comprend en outre un ventilateur propre à 15 aspirer l'air ayant traversé les moyens de filtration, disposé à proximité de ceux-ci dans l'habitacle. - Le ventilateur possède un boîtier séparé fixé sur ledit boîtier commun ou sur ladite cloison. 20 - Ladite cloison présente un premier orifice pour le passage de l'air recirculé de l'habitacle aux moyens de sélection et un second orifice pour le passage de l'air des moyens de filtration au ventilateur. - Ladite cloison présente un orifice commun à travers lequel lesdits boîtiers définissent un premier passage pour amener l'air recirculé de l'habitacle aux moyens de sélection et un second passage pour amener l'air des moyens de filtration au 30 ventilateur. - Le premier passage est annulaire et entoure le second passage. - Le ventilateur est logé dans ledit boîtier commun. - Le ventilateur comprend une roue de ventilateur et un moteur d'entraînement coaxial à celle-ci, le moteur d'entraî- nement faisant saillie axialement par rapport à la roue exclusivement du côté tourné vers les moyens de filtration. - Le ventilateur comprend une roue de ventilateur et un 5 moteur d'entraînement coaxial à celle-ci, le moteur d'entraînement faisant saillie axialement par rapport à la roue exclusivement du côté tourné à l'opposé des moyens de filtration. - Les moyens de filtration comprennent au moins un filtre annulaire traversé par l'air de l'extérieur vers l'intérieur. - Ledit filtre annulaire est coaxial à l'axe de rotation du ventilateur. Les moyens de sélection comprennent au moins deux organes de commutation espacés angulairement autour de l'axe dudit filtre annulaire et propres à être commandés en synchronisme pour mettre un espace annulaire entourant celui-ci en 20 communication, soit avec une prise d'air extérieur, soit avec l'intérieur de l'habitacle. - Les moyens de sélection comprennent deux organes de commutation disposés symétriquement l'un de l'autre par 25 rapport à l'axe du filtre annulaire. - Un écran est disposé en travers d'un trajet direct pour l'air recirculé en amont des moyens de sélection de manière à être contourné au moins en partie par cet air. 30 - Un écran est disposé en travers d'un trajet direct pour l'air extérieur en amont des moyens de sélection de manière à être contourné au moins en partie par cet air. - Ledit écran est réalisé en un matériau poreux absorbant acoustique choisi de préférence parmi les matériaux en mousse et les matériaux fibreux tissés ou non tissés et disposé de manière à être traversé par une fraction minoritaire du flux d'air concerné. - Les parois internes du boîtier commun, ou de l'un au moins des deux boîtiers, sont recouvertes d'un matériau absorbant acoustique. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant aux dessins annexés. Les figures 1 à 6 sont des vues schématiques partielles en 10 coupe de dispositifs selon l'invention. La figure 7 représente une section prise selon la ligne VIIVII de la figure 6. Le dispositif représenté sur la figure 1 comprend deux boîtiers en matière plastique 1 et 2 disposés respectivement dans le compartiment moteur 3 et dans l'habitacle 4 d'un véhicule automobile, de part et d'autre d'une cloison en tôle métallique 5, appelée tablier, qui fait partie de la carros20 serie du véhicule et sépare les compartiments 3 et 4. La référence 6 désigne des moyens de fixation étanche à l'air du boîtier 1 sur la cloison 5, entourant une ouverture circulaire 7 ménagée dans cette cloison. Un volet pivotant 8 et un filtre annulaire 9 sont représentés à l'intérieur du boîtier 25 1. Ces composants coopèrent avec les parois du boîtier pour définir quatre volumes distincts à l'intérieur de celui-ci. Un premier volume 10 communique avec une entrée d'air extérieur non représentée. Un second volume annulaire 1i entoure une paroi annulaire intérieure 12 du boîtier, 30 coaxiale à l'ouverture 7, et communique avec la partie annulaire de cette dernière qui entoure la paroi 12. Un troisième volume annulaire 13 entoure le filtre annulaire tronconique 9, qui est coaxial à l'ouverture 7 et à la paroi 12, le volume 13 étant séparé du volume 11 par une paroi 35 annulaire radiale 14 du boîtier. Le quatrième volume 15 se situe radialement à l'intérieur du filtre 9 et de la paroi 12. Le boîtier 2 loge une roue de ventilateur 20. Il comprend une paroi annulaire 21 coaxiale à la paroi 12 et raccordée à celle-ci par des moyens de fixation étanche 22. La roue 20 est entraînée par un moteur électrique 23 qui lui est coaxial 5 et dont le stator est fixé au boîtier 2, la roue étant disposée axialement entre le filtre et le moteur. Le volet 8 peut se déplacer entre deux positions extrêmes. Dans la position représentée en trait plein, il complète la 10 paroi 14 pour isoler l'un de l'autre les volumes 11 et 13, et libère un passage entre les volumes 10 et 13. Sous l'action d'aspiration du ventilateur 20, de l'air extérieur pénètre dans le volume 10 et de là dans le volume 13, puis traverse le filtre 9 pour parvenir dans le volume 15, à partir duquel 15 le ventilateur l'envoie dans l'habitacle du véhicule après les étapes ultérieures éventuelles de traitement (refroidissement, chauffage, répartition entre différents points d'accès à l'habitacle). Lorsque le volet 8 est dans la position représentée en trait interrompu, il libère un passage entre les espaces 11 et 13 et obture le passage entre les espaces 10 et 13. De l'air provenant de l'habitacle est donc aspiré, à travers l'ouverture 7, dans le volume 11 puis dans le volume 13, à partir 25 duquel il parcourt le trajet décrit précédemment. Le volet 8 peut prendre des positions intermédiaires permettant le mélange d'air recirculé et d'air extérieur. Des moyens connus, non représentés, pour séparer l'eau 30 éventuellement contenue dans l'air extérieur, par exemple sous forme de gouttières ou de chicanes, sont prévus dans le volume 10. Sur la figure 2, des éléments semblables à ceux de la figure 35 1 sont désignés par les mêmes références et ne seront donc pas décrits de nouveau, notamment le compartiment moteur 3, l'habitacle 4, la cloison 5, les moyens de fixation 6, l'ouverture annulaire 7 et le filtre annulaire tronconique 9. La paroi annulaire cylindrique 12a qui guide l'air immédiatement en aval du filtre 9, contrairement à la paroi 12 de la figure 1, appartient au boîtier 2a du ventilateur et non pas au boîtier la qui loge le filtre. Les moyens de fixation 5 étanche 22a des deux boîtiers sont donc décalés vers l'intérieur du compartiment moteur par rapport aux moyens de fixation 22. Le volume annulaire 11 de la figure 1, situé à l'intérieur du boîtier 1, est remplacé par un volume annulaire lia situé à l'extérieur des deux boîtiers et délimité 10 par les parois de ceux-ci et par la cloison 5. Le volume 10 est remplacé par un volume lOa qui entoure le volume 13a, analogue au volume 13, sur toute sa périphérie. Le volet unique 8 de la figure 1 est remplacé par deux volets 15 8a disposés symétriquement l'un de l'autre par rapport à l'axe du filtre 9, de la paroi 12a et de la roue de ventilateur 20a. Ces deux volets se déplacent en synchronisme entre deux positions représentées en trait interrompu. Dans la position horizontale sur la figure, ils obturent des passages 20 entre les volumes lla et 13a et libèrent des passages entre les volumes lOa et 13a, permettant le traitement d'air recirculé. Dans la position verticale, ils libèrent les passages qui étaient obturés et obturent les passages qui étaient libérés, permettant le traitement d'air extérieur. 25 Comme indiqué en trait plein, les volets 8a peuvent prendre des positions intermédiaires permettant le mélange d'air recirculé et d'air extérieur. Ici, le moteur électrique 23a du ventilateur, dont le stator 30 est fixé sur la paroi annulaire cylindrique 12a, est logé en partie à l'intérieur de la roue 20a et pour le reste fait saillie axialement par rapport à celle-ci exclusivement du côté du filtre 9, ce qui réduit l'encombrement axial du dispositif. Le dispositif de la figure 3 diffère de celui de la figure 2 essentiellement en ce que les boîtiers la et 2a sont remplacés par un boîtier unique lb, qui par conséquent s'étend de part et d'autre de la cloison 5, dans le compartiment moteur 3 et dans l'habitacle 4, et contient les volets 8a, le filtre 9, la roue 20a et le moteur 23a du ventilateur. L'ouverture 7b de la cloison 5 est ici suffisamment grande pour permettre le passage, lors du montage du dispositif sur le véhicule, de 5 la partie du boîtier lb qui trouve place dans le compartiment moteur 3. Le boîtier présente une bride annulaire radiale 22 qui fait saillie à sa périphérie et qui est reliée à la cloison 5 par les moyens de fixation étanche 6. Le filtre annulaire 9 de la figure 3 est cylindrique et non tronconique comme ceux des figures 1 et 2, ce qui ne modifie en rien le fonctionnement du dispositif. Les dispositifs représentés sur les figures 4 et 5 sont 15 semblables à ceux des figures 2 et 3 respectivement, dont ils diffèrent par la disposition du moteur 23a, celui-ci étant logé en partie à l'intérieur de la roue 20a et pour le reste faisant saillie axialement par rapport à celle-ci exclusivement du côté opposé au filtre 9. 20 Le dispositif représenté sur la figure 6 comprend, comme ceux des figures 1, 2 et 4, deux boîtiers en matière plastique lc et 2c disposés respectivement dans le compartiment moteur 3 et dans l'habitacle 4 du véhicule, de part et d'autre du 25 tablier 5, auquel ils sont fixés ici conjointement par des moyens étanches 6 entourant une ouverture circulaire 7a. Comme sur la figure 3, un filtre annulaire 9 et une roue de ventilateur 20a sont disposés coaxialement à l'ouverture 7a, respectivement dans les boîtiers lc et 2c. Le moteur 23a du 30 ventilateur est logé en partie à l'intérieur de la roue 20a et en partie à l'intérieur du filtre 9, réduisant encore l'encombrement axial du dispositif. Un volet pivotant unique 8b peut se déplacer entre une 35 position représentée en trait plein, dans laquelle il isole l'un de l'autre des volumes 10 et 13 analogues à ceux de la figure 1, en libérant une seconde ouverture 7b du tablier 5, et une position représentée en trait interrompu, dans laquelle il obture l'ouverture 7b et libère le passage entre les espaces 10 et 13. La figure 6 montre en outre un écran 24 disposé en travers du 5 trajet direct entre l'habitacle 4 et l'ouverture 7b. Comme on le voit sur la figure 7, l'écran 24 présente un profil en U dont le fond est tourné vers l'habitacle 4, et doit être contourné, à l'extérieur des deux branches du U, par le flux d'air recirculé 25. Si on le souhaite, l'écran 24 peut être 10 réalisé en un matériau poreux absorbant acoustique de manière à être traversé par une fraction minoritaire du flux d'air recirculé. Par ailleurs, un écran analogue peut être prévu sur le trajet d'air extérieur, en remplacement ou en supplément de l'écran 24. Le ou les écrans atténuent la transmis15 sion à l'habitacle des bruits ds à la circulation de l'air. Ils peuvent être conçus de manière à égaliser les niveaux sonores entre les configurations air extérieur et air recirculé, améliorant le confort des occupants. Bien qu'on ait décrit des dispositifs comportant un filtre annulaire, le filtre peut également présenter une forme différente, par exemple une forme plate ou curviligne. Revendications 1. Dispositif de traitement d'air pour traiter de l'air à introduire dans l'habitacle d'un véhicule automobile, 5 comprenant des moyens de séparation d'eau, des moyens de sélection (8) entre air extérieur et air recirculé et des moyens de filtration (9), caractérisé en ce que les moyens précités sont tous logés dans un boîtier commun (1) fixé sur une cloison (5) séparant le compartiment moteur de l'habita10 cle (4) du véhicule. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le boîtier commun (1) est situé dans le compartiment moteur (3). 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le boîtier commun (1) est situé pour partie dans le compartiment moteur (3) et pour partie dans l'habitacle (4). 4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le 20 boîtier commun (1) est situé dans l'habitacle (4). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre un ventilateur (20) propre à aspirer l'air ayant traversé les moyens de filtration, disposé à 25 proximité de ceux-ci dans l'habitacle (4). 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le ventilateur possède un boîtier séparé (2) fixé sur ledit boîtier commun (1) ou sur ladite cloison (5). 30 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel ladite cloison présente un premier orifice (7b) pour le passage de l'air recirculé de l'habitacle aux moyens de sélection et un second orifice (7a) pour le passage de l'air des moyens de 35 filtration au ventilateur. 8. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel ladite cloison présente un orifice commun (7) à travers lequel lesdits boîtiers définissent un premier passage pour amener l'air recirculé de l'habitacle aux moyens de sélection et un second passage pour amener l'air des moyens de filtration au ventilateur. 9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le premier passage est annulaire et entoure le second passage. 10. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le ventilateur (20a) est logé dans ledit boîtier commun (lb). 11. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 10, dans lequel le ventilateur comprend une roue de ventilateur (20a) et un moteur d'entraînement (23a) coaxial à celle-ci, le moteur d'entraînement faisant saillie axialement par rapport 15 à la roue exclusivement du côté tourné vers les moyens de filtration. 12. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 10, dans lequel le ventilateur comprend une roue de ventilateur (20a) 20 et un moteur d'entraînement (23a) coaxial à celle-ci, le moteur d'entraînement faisant saillie axialement par rapport à la roue exclusivement du côté tourné à l'opposé des moyens de filtration. 13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de filtration comprennent au moins un filtre annulaire (9) traversé par l'air de l'extérieur vers l'intérieur. 14. Dispositif selon la revendication 13, rattachée l'une des revendications 5 à 12, dans lequel ledit filtre annulaire (9) est coaxial à l'axe de rotation du ventilateur (20). 15. Dispositif selon l'une des revendications 13 et 14, dans 35 lequel les moyens de sélection comprennent au moins deux organes de commutation (8a) espacés angulairement autour de l'axe dudit filtre annulaire et propres à être commandés en synchronisme pour mettre un espace annulaire (13) entourant celui-ci en communication, soit avec une prise d'air extérieur, soit avec l'intérieur de l'habitacle. 16. Dispositif selon la revendication 15, dans lequel les 5 moyens de sélection comprennent deux organes de commutation (8a) disposés symétriquement l'un de l'autre par rapport à l'axe du filtre annulaire (9) . 17. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, 10 dans lequel un écran (24) est disposé en travers d'un trajet direct pour l'air recirculé en amont des moyens de sélection (8b) de manière à être contourné au moins en partie par cet air (25). 18. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un écran est disposé en travers d'un trajet direct pour l'air extérieur en amont des moyens de sélection de manière à être contourné au moins en partie par cet air. 19. Dispositif selon l'une des revendications 17 et 18, dans lequel ledit écran (24) est réalisé en un matériau poreux absorbant acoustique choisi de préférence parmi les matériaux en mousse et les matériaux fibreux tissés ou non tissés et disposé de manière à être traversé par une fraction minori25 taire du flux d'air concerné. 20. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les parois internes du boîtier commun (1; lb), ou de l'un au moins des deux boîtiers (1, 2), sont recouvertes 30 d'un matériau absorbant acoustique.