Brevet FR2882302A1 — publié le 20060825

L'invention concerne un climatiseur de véhicule avec dispositif de protection des passagers, notamment un climatiseur de véhicule à circuit de fluide frigorigène à CO2. Dans le circuit de fluide frigorigène d'un climatiseur de véhicule, le fluide frigorigène est soumis, dans le cadre d'un cycle fermé, à des changements d'état, raison pour laquelle deux échangeurs de chaleur sont nécessaires. Dans un premier échangeur de chaleur (refroidisseur ou condenseur de fluide frigorigène), de la chaleur est enlevée au fluide frigorigène gazeux chauffé et comprimé par un compresseur, et dans le deuxième échangeur de chaleur (évaporateur), de la chaleur est amenée de l'extérieur au fluide frigorigène détendu au niveau d'un organe d'expansion placé en aval du condenseur de fluide frigorigène, de sorte que le fluide frigorigène s'évapore dans l'évaporateur. Par conséquent, de l'air passant sur celui-ci peut être refroidi et de l'air passant sur le condenseur de fluide frigorigène peut être réchauffé, du moment qu'il existe chaque fois une différence de température appropriée. L'air qui est amené dans l'habitacle pour refroidir ou climatiser ce dernier est conduit jusqu'à l'évaporateur, est refroidi sur celui-ci et est ensuite conduit dans l'habitacle. L'évaporateur est habituellement disposé dans un conduit de distribution d'air qui est raccordé à la sortie d'une soufflante et qui mène dans l'habitacle, tandis que les autres composants du climatiseur sont installés en dehors de l'habitacle. Le fluide frigorigène traversant l'évaporateur en effectuant un cycle, et auquel une petite proportion d'huile est également ajoutée pour lubrifier le compresseur, peut avoir une température proche du point de congélation et une pression de 35 à 95 bars, notamment si l'on utilise du CO2. Le fluide frigorigène s'évapore dans l'évaporateur en absorbant de la chaleur à température et à pression sensiblement constantes. La température de surface extérieure de l'évaporateur est ainsi fortement abaissée et est inférieure à la température de point de rosée de l'air extérieur humide qui passe sur la surface extérieure de l'évaporateur. L'extraction de chaleur qui se produit alors a pour effet que l'air refroidi au-dessous de son point de rosée, est alors saturé de vapeur d'eau qu'il contient et est déshumidifié par condensation d'une partie de ladite vapeur d'eau, Habituellement, le condensat est recueilli au- dessous de l'évaporateur au moyen d'une cuvette située dans le caisson de ventilation ou par le caisson lui-même et il est conduit dehors par un écoulement. En cas de fuite ou de détérioration de l'évaporateur et/ou des conduits de fluide frigorigène raccordés à celui- ci, il se peut que du fluide frigorigène s'échappe d( manière incontrôlable et entraîne une mise en danger de ta santé des occupants du véhicule, notamment dans le cas d'un climatiseur qui fonctionne avec des pressions de fluide frigorigène élevées tel que c'est le cas lorsque l'on utilise du CO2 comme fluide frigorigène (fluide frigorigène R744). Pour éviter une mise en danger des occupants du véhicule à cause d'un échappement incontrôlé de fluid frigorigène, on a connaissance de différents dispositifs de protection des passagers. Ainsi, dans le document DE 42 07 859 Al, on a proposé de munir un climatiseur d'un dispositif qui, en cas d'accident, assure le siphonnage du fluide frigorigène du climatiseur jusque dans un récipient de sécurité installé de manière protégée. Par le document DE 44 11 281 Al, on a connaissance d'un climatiseur dans lequel, en cas d'accident, le fluide frigorigène (du CO2) s'échappe de façon contrôlée et de manière commandée par capteur, du climatiseur par des buses d'échappement et est dirigé dans des espaces dans lesquels le fluide frigorigène est sans danger pour les occupants du véhicule. Le climatiseur se vide de préférence à plusieurs endroits et le fluide frigorigène est amené, en tant qu'agent d'extinction du feu, à des endroits menacés par le feu se trouvant dans le compartiment moteur, et ce afin de réduire le risque d'incendie. Dans un climatiseur décrit dans le document DE 196 46 849 Cl, il est prévu - à un endroit où le fluide frigorigène peut, en cas d'accident, s'échapper du véhicule en présentant relativement peu de danger - un orifice de décharge de sécurité dont l'ouverture peut être déclenchée sous l'effet de l'énergie d'impact produite par un accident. Ledit orifice de décharge peut être un point destiné à la rupture ou une soupape d'évacuation. Un climatiseur décrit dans le document DE 199 15 048 Al comporte un dispositif de vidange rapide qui est couplé à des moyens servant à son actionnement automatique et grâce auquel on peut laisser s'échapper du fluide frigorigène à l'extérieur du véhicule en cas de fuite dans le circuit de fluide frigorigène - en particulier au niveau de l'évaporateur, toutefois -. Les dispositifs de protection des passagers décrits ci-dessus sont relativement coûteux. L'objectif de l'invention est de créer un climatiseur dans lequel on réduise de manière simple une mise en danger de la santé des occupants du véhicule lorsque du fluide frigorigène s'échappe. Cet objectif est atteint en ce que - dans un climatiseur de véhicule comportant: un compresseur, un condenseur de fluide frigorigène et un organe d'expansion qui sont disposés en dehors de l'habitacle du véhicule concerné ; un évaporateur qui est disposé, côté habitacle, à la sortie d'une soufflante; ainsi que des conduits de fluide frigorigène reliant ces composants pour former un circuit fermé rempli de fluide frigorigène - les conduits de fluide frigorigène raccordés à l'évaporateur et leurs points de jonction avec l'évaporateur sont enveloppés. Ce faisant, l'enveloppe, qui peut aussi être disposée sur des surfaces extérieures de l'évaporateur thermiquement inopérantes, notamment la tête d'évaporateur, est élastique et elle est constituée de manière à absorber et à évacuer du fluide frigorigène s'échappant des conduits de fluide frigorigène raccordés à l'évaporateur et des points de jonction. L'enveloppe élastique peut résister à des déformations qui provoquent un défaut au niveau des conduits de fluide frigorigène. Par suite d'une rupture ou d'une détérioration des conduits de fluide frigorigène (de l'évaporateur) ou de leurs points de jonction avec l'évaporateur, l'enveloppe absorbe et évacue du fluide frigorigène qui s'échappe et elle le soustrait à l'action de la soufflante qui produit un courant d'air en direction de l'habitacle et qui entraînerait du fluide frigorigène dans l'habitacle. Cela contribue donc à la réduction de la mise en danger de la santé des occupants du véhicule. L'enveloppe se compose de préférence d'une mousse souple et élastique à alvéoles ouvertes dont la surface située sur le conduit de fluide frigorigène associé comporte des cellules ouvertes et dont la surface extérieure détournée du conduit de fluide frigorigène associé est fermée, et ce de sorte que le fluide frigorigène absorbé soit retenu dans l'enveloppe. L'obturation peut être obtenue en revêtant l'enveloppe d'une matière synthétique souple et élastique appropriée ou en utilisant une mousse à peau intégrée - par exemple, du polyuréthane ou de l'éthylènepropylène-diène - qui, à l'intérieur, comporte des alvéoles ouverts et est élastique et dont la couche extérieure est durcie et fermée. On connaît les procédés de fabrication à cet effet. L'enveloppe peut être munie, à son extrémité éloignée de l'évaporateur, c'est-à-dire côté soupape de détente, d'une évacuation destinée au fluide frigorigène absorbé. Cette évacuation peut déboucher de manière simple directement vers le dehors ou dans une cuvette à eau de condensation disposée sous l'évaporateur, laquelle comporte un écoulement allant dans le compartiment moteur ou dans le tunnel du véhicule et, de là, vers le dehors. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre à titre d'exemple, lorsque prise en relation avec les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1: est un circuit de fluide frigorigène à CO2 d'un climatiseur de véhicule, représenté schématiquement; la figure 2: représente l'évaporateur d'un climatiseur de véhicule selon l'état de la technique installé dans un appareil de climatisation disposé dans l'habitacle; et la figure 3: représente cet évaporateur muni d'un dispositif de protection des passagers. Fondamentalement, le circuit de fluide frigorigène, représenté à la figure 1, d'un climatiseur de véhicule à CO2 comporte de manière connue et l'un après l'autre dans le sens de circulation: un compresseur 1, un condenseur de fluide frigorigène 2, un échangeur de chaleur intérieur 3, une soupape de détente 4 de type connu, un évaporateur 5 et un réservoir 7. Les composants mentionnés sont reliés entre eux par des conduits de fluide frigorigène. Au condenseur de fluide frigorigène 2 et à l'évaporateur 5 sont respectivement associées des soufflantes 8.1 et 8. 2 qui assurent un débit d'air, l'évaporateur 5 étant disposé dans un conduit de distribution d'air, non représenté, menant dans l'habitacle du véhicule. Une cuvette à eau de condensation 9 est disposée sous l'évaporateur 5 en tant que dispositif de recueil du condensat d'humidité atmosphérique qui se forme et s'écoule sur la surface extérieure dudit évaporateur, laquelle cuvette est munie, à son point le plus profond, d'un conduit d'écoulement 10 allant dans le compartiment moteur et par l'intermédiaire duquel l'eau de condensation est conduite dehors. La figure 2 montre - en plus de la soufflante associée 8.2 et de la cuvette à eau de condensation 9 - l'évaporateur 5 qui est monté en aval de la soupape de détente 4 par l'intermédiaire du conduit de fluide frigorigène 11 et dont le conduit de sortie 12 est en même temps la canalisation d'aspiration du compresseur 1 passant par la soupape de détente 4 - en étant séparée du conduit de fluide frigorigène 11 à l'intérieur de cette dernière -, par le réservoir 7 et par l'échangeur de chaleur intérieur 3. A la figure 3, la partie connue du climatiseur de véhicule que l'on voit à la figure 2 est représentée avec une enveloppe 13 conforme à l'invention faite d'une mousse EPDM à peau intégrée, laquelle mousse est souple et élastique et comporte des alvéoles ouverts et dont la surface extérieure des cellules est fermée au niveau des conduits de fluide frigorigène 11 et 12 (figure 2), au niveau des points de jonction de ces derniers avec la tête d'évaporateur 14 et au niveau de celle-ci. L'enveloppe 13 placée sur les conduits de fluide frigorigène 11 et 12 va jusqu'à la soupape de détente 4 et a une épaisseur de sensiblement 5 mm. Au niveau de la soupape de détente 4, les enveloppes 13 débouchent dans un bloc de collecte 15 fait de la même mousse EPDM à peau intégrée, lequel bloc comporte une évacuation 16 destinée aux fluides frigorigènes qui confluent dans celui-ci et qui proviennent des enveloppes 13 des conduits de fluide frigorigène 11 et 12 et/ou des points de jonction et/ou de la tête d'évaporateur 14. L'évacuation 16 débouche dans la cuvette à eau de condensation 9, par l'intermédiaire du conduit d'écoulement 10 de laquelle le fluide frigorigène est ensuite dirigé dehors. Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit ni du domaine de l'invention. Liste des repères 1 compresseur 2 condenseur de fluide frigorigène 3 échangeur de chaleur intérieur 4 soupape de détente évaporateur 6 7 réservoir 8.1 soufflante 8.2 soufflante 9 cuvette à eau de condensation conduit d'écoulement 11 conduit de fluide frigorigène 12 conduit de fluide frigorigène 13 enveloppe 14 tête d'évaporateur bloc de collecte 20 16 évacuation REVENDICATIONS 1. Climatiseur de véhicule avec dispositif de protection des passagers dans lequel un fluide frigorigène traverse l'un après l'autre, en un circuit de fluide frigorigène fermé, un compresseur, un premier échangeur de chaleur et un organe d'expansion qui sont installés en dehors de l'habitacle, ainsi qu'un évaporateur disposé, côté habitacle, à la sortie d'une soufflante, et dans lequel ces composants sont reliés ensemble par des conduits de fluide frigorigène, caractérisé en ce que les conduits de fluide frigorigène (11, 12) raccordés à l'évaporateur (5) et leurs points de jonction avec l'évaporateur (5) sont enveloppés, chaque enveloppe (13) étant élastique et absorbant et évacuant du fluide frigorigène qui s'échappe. 2. Climatiseur de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe (13) est constituée d'une mousse souple et élastique à alvéoles ouverts, mousse dont les cellules sont fermées au niveau de leur surface extérieure éloignées des conduits de fluide frigorigène (11, 12) . 3. Climatiseur de véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enveloppe (13) est recouverte sur sa surface extérieure d'une matière synthétique souple et élastique. 4. Climatiseur de véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enveloppe (13) est formée d'une mousse à peau intégrée dont la couche extérieure est durcie. 5. Climatiseur de véhicule selon la revendication 4, 30 caractérisé en ce que la mousse à peau intégrée est du polyuréthanne ou de l'éthylènepropylène-diène. 6. Climatiseur de véhicule selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque enveloppe (13) comporte, à l'extrémité éloignée de l'évaporateur (5), une évacuation (16) destinée au fluide frigorigène absorbé. 7. Climatiseur de véhicule selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que l'évacuation (16) débouche directement dehors ou dans une cuvette à eau de condensation (9) disposée sous l'évaporateur (5) qui comporte un écoulement (10) vers le dehors. 8. Climatiseur de véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que même des surfaces extérieures de l'évaporateur (5) thermiquement inopérantes, notamment la tête d'évaporateur (14), sont enveloppées.