Brevet FR2863949A1 — publié le 20050624

Dispositif de climatisation de véhicule. La présente invention concerne le domaine des dispositifs de climatisation généralement disposés dans l'habitacle d'un véhicule, en arrière du tablier séparant l'habitacle du compartiment moteur. Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de climatisation de véhicule équipé d'un système de filtration de particules de plus ou moins forte granulométrie. Le document US 5 679 074 décrit une installation d'entrée d'air pour automobile comprenant une entrée, un séparateur d'eau et un filtre. Le séparateur d'eau a pour effet de ralentir nettement la vitesse de l'air. Le filtre utilisé est de type classique. Or, les filtres classiques ont pour inconvénient de s'encrasser rapidement. Une fois encrassés, il est nécessaire de les changer, ce qui est générateur de déchets. Par ailleurs, on connaît par le document DE-A-196 06 800, un cyclone de séparation d'air, de poussières et d'aérosols prévu pour la protection contre les agents nucléaires, biologiques et chimiques avec un rapport air propre/filtration de poussières qui est ajusté par un mouvement axial du tube du cyclone ou d'un tube de séparation placé dans la sortie. Toutefois, un tel dispositif est relativement compliqué, encombrant et très onéreux. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. L'invention propose un dispositif de climatisation de véhicule efficace, compact axialement, économique et peu sensible à l'encrassement. Le dispositif de climatisation de véhicule, selon un aspect de l'invention, comprend une ouverture d'entrée d'air, une conduite d'amenée d'air, un pulseur d'air, et un filtre cyclone pour filtrer l'air dans le dispositif. On bénéficie ainsi du fait qu'un filtre cyclone peut être nettoyé ou encore auto-nettoyant, ce qui évite d'avoir à procéder à une mise au rebut suivie d'un remplacement de filtre. Un tel filtre s'avère donc économique à l'usage et particulièrement écologique. Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend un seul filtre. Le dispositif est alors bien adapté à des véhicules économiques circulant dans des zones géographiques où les poussières présentent une forte granulométrie, par exemple sur pistes non revêtues, dans la mesure où le filtre cyclone est particulièrement efficace sur les particules de forte granulométrie. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend un filtre pour poussières fines disposé en aval du filtre cyclone dans le sens de l'écoulement de l'air. Ce dispositif est bien adapté aux zones urbaines quand l'air est chargé de particules de granulométrie très variable. Dans un mode de réalisation de l'invention, le filtre cyclone est disposé en amont du pulseur d'air dans le sens d'écoulement de l'air. On évite ainsi l'arrivée de particules de forte granulométrie dans le pulseur d'air. Avantageusement, le dispositif comprend un élément de séparation air/eau disposé en amont du filtre cyclone et permettant de rejeter l'eau à l'extérieur, en général par gravité. Dans un mode de réalisation de l'invention, le filtre cyclone est solidaire d'un capot de véhicule, par exemple du capot moteur. Le filtre cyclone est alors particulièrement facile à atteindre en vue d'une vérification ou d'une vidange de particules accumulées dans une chambre prévue à cet effet. Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend une conduite d'entrée solidaire du capot et logeant le filtre cyclone. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend une conduite solidaire du pulseur d'air et logeant le filtre cyclone. Avantageusement, l'ouverture d'entrée d'air, en général prévue dans le capot, ou entre le capot et le pare-brise, est décalée par rapport au filtre cyclone. Le décalage s'entend en général dans un plan horizontal. On facilite ainsi la séparation de l'air et de l'eau, l'eau tombant au fond de la chambre d'entrée, tandis que l'air est aspiré par l'ouverture située dans une partie supérieure de la chambre d'entrée. Le dispositif peut comprendre une chambre d'entrée logeant le filtre cyclone et une conduite de sortie du filtre cyclone. Dans un mode de réalisation de l'invention, la conduite de sortie du filtre cyclone traverse la chambre d'entrée. On peut aussi prévoir une conduite de sortie du filtre cyclone extérieure à la chambre d'entrée ou intérieure. Dans un mode de réalisation de l'invention, le filtre cyclone comprend un clapet d'évacuation des poussières retenues dans ledit filtre cyclone. On peut ainsi procéder à une vidange périodique, manuelle ou automatique, desdites poussières. Dans un mode de réalisation de l'invention, le filtre cyclone comprend un moyen de soufflage de poussières retenues dans ledit filtre cyclone. Un tel filtre est alors auto-nettoyant, la circulation de l'air dans la zone de sortie des poussières assurant leur extraction vers l'extérieur du filtre. Avantageusement, le filtre cyclone comprend une pluralité d'éléments à ailettes fixes aptes à conférer à l'air entrant un mouvement tourbillonnaire pour centrifuger les poussières, une sortie d'air filtré et une chambre à poussières. La chambre à poussières peut être ouverte vers l'extérieur ou encore munie d'un clapet ou de tout autre élément d'obturation amovible. Dans un mode de réalisation de l'invention, le filtre cyclone se présente sous la forme d'une cassette parallélépipédique, d'épaisseur nettement inférieure à sa longueur et à sa largeur et pourvue d'un grand nombre d'éléments cyclone disposés en rangées, avantageusement en quinconce. Chaque élément cyclone peut se présenter sous la forme d'une courte conduite cylindrique au travers de laquelle sont disposées des ailettes inclinées pour favoriser un mouvement tourbillonnaire de l'air, les ailettes étant reliées en leur centre à un moyeu. La sortie de la conduite comprend une ouverture centrale destinée à l'air propre et une ouverture annulaire extérieure destinée à recueillir les poussières de l'air centrifugé. Dans un mode particulier de la réalisation de l'invention, le filtre cyclone comprend un ventilateur de soufflage des poussières vers l'extérieur. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: -la figure 1 est une vue de dessus d'une partie d'un filtre cyclone selon un mode de réalisation de l'invention; -la figure 2 est une vue en coupe longitudinale du filtre de la figure 1; -la figure 3 est une vue en perspective d'un filtre cyclone selon un mode de réalisation de l'invention; -la figure 4 est une vue en perspective d'un filtre cyclone selon un autre mode de réalisation de l'invention; - la figure 5 est une vue en perspective d'un dispositif de climatisation selon un aspect de l'invention; -la figure 6 est une vue en perspective d'un dispositif de climatisation selon un autre aspect de l'invention; - la figure 7 est une vue schématique partielle d'une coupe longitudinale d'un véhicule comprenant un dispositif de climatisation selon un aspect de l'invention; -la figure 8 montre une variante de la figure 7; - la figure 9 est une vue schématique partielle de dessus d'un véhicule équipé d'un filtre cyclone selon un aspect de l'invention; et - les figures 10 à 12 sont des vues en coupe partielle d'un véhicule équipé d'un dispositif de climatisation selon différents aspects de l'invention. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, le filtre cyclone comprend une cassette 1, de forme parallélépipédique, réalisée en matériau synthétique venu de moulage en une ou plusieurs pièces. La cassette 1 présente une paroi supérieure 2 percée d'une pluralité de trous circulaires disposés en quinconce. Les trous circulaires sont ici au nombre de neuf par rangée. Le nombre de rangées et le nombre de cyclones par rangée peuvent être adaptés à l'application choisie et au degré de filtration choisi. Dans chaque trou circulaire, est disposé un élément cyclone 3 pourvu d'une conduite 4 d'axe perpendiculaire à la paroi supérieure 2 et présentant une partie supérieure 4a cylindrique, une partie intermédiaire 4b tronconique convergeant à l'opposé de la paroi supérieure 2 et une partie inférieure 4c sensiblement cylindrique. L'élément cyclone 3 comporte également une pluralité d'ailettes 5 et un moyeu 6 disposés dans la partie supérieure cylindrique 4a de la conduite 4. Le moyeu 6 est une pièce pleine circulaire coaxiale à la conduite 4 et laissant libre une zone de forme annulaire dans laquelle sont disposées les ailettes 5. Les ailettes 5, ici au nombre de huit, sont inclinées circonférentiellement pour appliquer à un filet d'air entrant axialement dans la conduite 4 par la paroi 2 un mouvement de rotation en plus du mouvement axial, conférant ainsi un mouvement hélicoïdal qui permet une centrifugation des particules et poussières contenues dans l'air et plus lourdes que l'air lui-même. La cassette 1 comprend, en outre, une paroi inférieure 7 percée des trous 8 en nombre égal au nombre d'éléments cyclone 3 et présentant un diamètre inférieur à celui de la partie inférieure cylindrique 4c de la conduite 4 pour former une sortie d'air purifiée. Le bord de la paroi 7 périphérique aux trous 8 est relevé en direction de la conduite 4 pour former des rebords annulaires 9 offrant ainsi un passage annulaire entre la partie inférieure 4c de la conduite 4 et le rebord annulaire 9, permettant aux filets d'air centrifugé et aux poussières ainsi transportées de s'échapper dans une chambre 10 formée entre la paroi inférieure 7, la paroi supérieure 2 et les surfaces extérieures des conduites 4 des éléments cyclone 3. On obtient ainsi une cassette de très faible encombrement axial, de fabrication économique par moulage d'un faible nombre de pièces, de l'ordre de un, deux ou trois, et de faible masse. Comme illustré sur la figure 3, le filtre cyclone comprend, outre la cassette 1, un bâti 11, un ventilateur 12 et une conduite de sortie de poussières 13. Le bâti 11 comprend un fond 14 reliant deux bords longitudinaux parallèles 15 et 16, perpendiculaires audit fond 14. Le fond 14 et les parties longitudinales 15 et 16 présentent une section transversale en U, par exemple formée par découpe, pliage et soudure d'une tôle à section transversale en U. Le bâti 11 forme ainsi un rail, permettant à la cassette 1 d'être retenue dans ledit bâti 11 en venant en contact avec le fond 14 par un de ses petits côtés et en contact avec les parties longitudinales 15 et 16 par ses deux grands côtés. Le ventilateur 12 est fixé à la partie longitudinale 15 au voisinage du fond 14, une ouverture, non visible sur la figure 3, étant ménagée dans la partie longitudinale 15 pour permettre au ventilateur 12 de débiter de l'air dans la chambre intérieure de la cassette 1. De même, une ouverture peut être ménagée dans le bord longitudinal de la cassette 1 prévue pour être disposée au voisinage du fond 14. De façon symétrique, des ouvertures sont ménagées pour la sortie de l'air sur le bord opposé de la cassette 1 et dans la partie longitudinale 16 du bâti 11 à proximité du fond 14. La conduite de sortie 13 est reliée à ladite ouverture et fixée sur la partie longitudinale 16 au voisinage du fond 14. L'extrémité libre de la conduite de sortie de poussières 13 est équipée d'un clapet 17, évitant l'entrée de corps étrangers lorsque le ventilateur 12 est à l'arrêt. Un tel filtre, équipé d'un ventilateur qui forme un moyen d'évacuation des poussières, est particulièrement bien protégé contre le colmatage et s'avère bien adapté pour une utilisation en zone géographique particulièrement poussiéreuse. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, le filtre cyclone comprend une cassette 1 disposée dans un bâti 11 dépourvu du ventilateur 12. Une conduite d'air propre 18 est fixée au bâti 11, du côté opposé à la paroi 2 de la cassette 1 pour recueillir l'air propre sortant de la cassette 1. En aval de la conduite 18, dans le sens d'écoulement normal de l'air, est prévu un pulseur d'air 19 appartenant à un dispositif de climatisation de véhicule. Le pulseur d'air 19 aspire de l'air qui passe à travers la cassette 1 et la conduite 18. L'effet d'aspiration provoque également un écoulement d'air suffisant dans la chambre à poussières de la cassette 1 et par conséquent dans la conduite de sortie 13. On peut ainsi se passer de la présence d'un ventilateur supplémentaire de chasse des poussières, l'écoulement de l'air étant suffisant. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5, un dispositif de climatisation 20 est raccordé à un tablier 21 du véhicule qui est situé entre le compartiment moteur et l'habitacle. Le dispositif de climatisation 20 est monté du côté de l'habitacle et comprend une conduite 22 fixée au tablier 21, un pulseur d'air 19 monté sur la conduite 22, un boîtier 23 de sortie du pulseur 19 formant une chambre dans laquelle sont disposés une cassette 1 de filtre cyclone et un filtre fin 25, et un répartiteur d'air 24 monté en aval du filtre fin 25. Bien entendu, la cassette 1 est montée entre le pulseur d'air 19 et le filtre fin 25. Le boîtier sera avantageusement pourvu d'un capot ouvrant permettant le remplacement du filtre fin 25 et le nettoyage de la cassette 1. La cassette 1 montée en aval du pulseur d'air 19 est traversée par des filets d'air relativement rapides qui favorisent la centrifugation des poussières et peut donc éliminer lesdites poussières avec efficacité. Le mode de réalisation illustré sur la figure 6 se rapproche du précédent, à ceci près que la cassette 1 est disposée dans la conduite d'amenée d'air 22 à proximité du tablier 21 et se trouve donc située en amont du pulseur d'air 19, au bénéfice du fonctionnement du pulseur qui brasse de l'air débarrassé des grosses impuretés. Sur la figure 7, est illustré de manière schématique un véhicule en coupe partielle. Le véhicule comprend un groupe motopropulseur 26 disposé sous un capot 27 en avant du tablier 21. Au-dessus du tablier 21, se trouve un pare-brise 28 équipé d'un mécanisme d'essuie-glace 29. Dans le capot 27, est ménagée une grille d'entrée d'air 30. Une cassette 1 de filtre cyclone est disposée sous le capot 27 en étant décalée latéralement par rapport à la grille d'entrée 30, voir figure 9. Sous le capot 27, se trouve disposée une conduite 31 dans laquelle est disposée ladite cassette 1. La conduite 31 est solidaire du capot 27. La conduite 31 se prolonge par une conduite 32 communiquant avec ladite conduite 31 et solidaire du tablier 21. L'extrémité inférieure de la conduite 32 est pourvue d'une ouverture d'évacuation d'eau 33 qui permet d'éviter l'entrée d'eau dans un boîtier de climatisation 34 disposé en arrière du tablier 21 et pourvu d'une entrée d'air 35 ménagée dans la partie supérieure de la conduite 32. Lorsque le capot est fermé, en position normale de roulage, les conduites 31 et 32 sont jointives et en communication l'une avec l'autre. Lorsque le capot est ouvert, par exemple pour une opération d'entretien ou de vérification, la conduite 31 est en position relevée séparée de la conduite 32. Il est alors aisé d'accéder à la cassette 1 pour vérification ou nettoyage. Le mode de réalisation illustré sur la figure 8 est proche du précédent, à ceci près qu'une chicane 36 est formée solidaire du capot 27 immédiatement en arrière de la grille d'entrée 30 et pourvue d'une sortie inférieure 33 d'évacuation d'eau et d'une sortie supérieure 37 pour l'air qui débouche dans la conduite 31. A l'amont de la conduite 32, est disposé le filtre cyclone pourvu du bâti 11 solidaire de la conduite 32 et prévu pour entrer en contact avec l'extrémité aval de la conduite 31 lorsque le capot est en position fermée, comme illustré sur la figure 8, et la cassette 1 disposée dans le bâti 11. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 10, le filtre cyclone est disposé dans une boîte à eau 38 du véhicule, la grille d'entrée 30 étant disposée entre l'extrémité supérieure du capot 27 et l'extrémité avant 39 du tablier 21 supportant le pare-brise 28, à proximité du système d'essuie-glace 29. Le filtre cyclone est disposé sensiblement horizontalement sous la grille d'entrée 30, le bâti 11 supportant la cassette 1 étant fixé à l'extrémité supérieure de la conduite 32. L'extrémité aval de la conduite 32 débouche dans l'ouverture 35 du boîtier de climatisation 34. En outre, une sortie d'eau 33 est ménagée dans une zone inférieure de la conduite 32. Une telle disposition est particulièrement compacte et évite d'interférer avec l'espace disponible pour le groupe motopropulseur 26. La conduite 32 se trouve ici disposée dans la boîte à eau 38. Dans la variante illustrée sur la figure 11, le filtre cyclone est incliné à l'oblique et disposé dans une zone avant de la boîte à eau 38. Un déflecteur 40 s'étend dans la boîte à eau 38 au-dessus de la cassette 1 pour réduire d'éventuelles entrées d'eau. La conduite 32 en aval du filtre cyclone est disposée sous la boîte à eau 38 à proximité du groupe motopropulseur 26. Une telle disposition est bien adaptée pour un véhicule pourvu d'une boîte à eau 38 de faible volume. Elle est aussi adaptée à la facilité d'entretien du véhicule. La variante illustrée sur la figure 12 se rapproche de la précédente, à ceci près que le filtre cyclone est disposé horizontalement sous la grille 30. Grâce à l'invention, on bénéficie d'un dispositif de climatisation économique à l'achat, à l'utilisation et à l'entretien. Le filtre cyclone est un élément compact, relativement péu onéreux et de nettoyage facile, que le nettoyage soit manuel ou automatique. En outre, le volume de déchets est réduit dans la mesure où le filtre cyclone présente une durée de vie du même ordre de grandeur que celle du véhicule. Si le véhicule est pourvu d'un filtre fin en aval du filtre cyclone, l'encrassement du filtre fin est considérablement réduit. Son remplacement peut avoir lieu à des intervalles plus éloignés, ce qui est économique et réduit la quantité de déchets à traiter. En outre, les capacités d'auto-nettoiement du filtre cyclone rendent la perte de charge des filets d'air le traversant relativement constante, ce qui permet une meilleure efficacité de climatisation et une réduction de la consommation d'énergie. REVENDICATIONS 1-Dispositif de climatisation de véhicule comprenant une ouverture d'entrée d'air (30), une conduite d'amenée d'air (22), et un pulseur d'air (19), caractérisé par le fait qu'il comprend un filtre cyclone pour filtrer l'air dans ledit dispositif. 2-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un seul filtre. 3-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un filtre pour poussières fines (25) disposé en aval du filtre cyclone dans le sens d'écoulement de l'air. 4-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le filtre cyclone est disposé en aval du pulseur d'air (19) dans le sens d'écoulement de l'air. 5-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le filtre cyclone est disposé en amont du pulseur d'air (19) dans le sens d'écoulement de l'air. 6-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un élément de séparation air/eau (40) disposé en amont du filtre cyclone. 7-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le filtre cyclone est solidaire d'un capot (27) de véhicule. 8-Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé par le fait qu'il comprend une conduite d'entrée (31) solidaire du capot (27) et logeant le filtre cyclone. 9-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comprend une conduite (32) solidaire du pulseur d'air (19) et logeant le filtre cyclone. 10-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'ouverture d'entrée d'air (30) est décalée par rapport au filtre cyclone. 11-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le filtre cyclone comprend un clapet (17) d'évacuation des poussières retenues dans ledit filtre cyclone. 12-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le filtre cyclone comprend un moyen de soufflage (12) des poussières retenues dans ledit filtre cyclone. 13-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le filtre cyclone comprend une pluralité d'éléments (3) à ailettes fixes (5) aptes à conférer à l'air entrant un mouvement tourbillonnaire pour centrifuger les poussières, une sortie d'air filtré (8) et une chambre à poussières (10).