Brevet FR2895315A1 — publié le 20070629

Dispositif compact de chauffage, ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile à mixage amélioré L'invention se rapporte à un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile. Un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile comporte un circuit d'air comprenant une conduite d'entrée d'air, une branche de transmission d'air et une branche de réchauffage d'air alimentées chacune par la conduite d'entrée et communiquant entre elles par une zone de mixage, avec un radiateur disposé dans la branche de réchauffage d'air. Un volet de mixage, est disposé à la jonction de la conduite d'entrée et des branches de transmission et de réchauffage d'air, pour répartir un flux d'air entre lesdites branches. Selon certains dispositifs particuliers, un volet auxiliaire est agencé à la jonction de la conduite d'entrée et de la branche de réchauffage d'air. Il est déplaçable en coordination avec le volet de mixage d'une position de fermeture, où ces deux volets ferment la communication entre la conduite d'entrée et la branche de réchauffage d'air pour obliger le flux d'air frais à emprunter la branche de transmission d'air, et une position d'ouverture où ces deux volets ouvrent la communication entre la conduite d'entrée et la branche de réchauffage d'air pour obliger le flux d'air à emprunter la branche de réchauffage, le volet de mixage fermant alors en outre la communication entre la conduite d'entrée et la branche de transmission d'air. Un tel dispositif est connu notamment de FR-A-2 798 324. La conduite d'entrée est alimentée par un flux d'air envoyé par un pulseur, lequel est lui-même alimenté par un flux d'air extérieur prélevé hors de l'habitacle du véhicule et/ou un flux d'air recirculé prélevé à l'intérieur de l'habitacle. La conduite d'entrée peut éventuellement loger un évaporateur d'un circuit de climatisation permettant, lorsque l'évaporateur est mis en fonctionnement, d'abaisser la température de l'air délivré. La zone de mixage du dispositif est reliée à des moyens de distribution qui permettent de répartir le flux d'air ainsi traité (refroidi et/ou réchauffé) entre différentes buses débouchant dans l'habitacle, et cela d'une manière en soi connue. Du fait que le volet de mixage obture le circuit de réchauffage d'air en aval du radiateur, la configuration particulière de ce dispositif ne permet cependant pas, par rapport à la branche de réchauffage, de disposer latéralement des sorties de distribution du flux d'air vers une partie basse du véhicule ("sorties pieds"). De ce fait, ces conduites doivent être reliées à la sortie principale en partie haute du dispositif, puis redescendre vers la partie basse de l'habitacle du véhicule. De plus, du volet de mixage nécessite un certain volume de débattement au-dessus du radiateur, dans la région aval de la branche de réchauffage d'air, ce qui ne va pas dans le sens de la compacité générale du dispositif. L'un des buts de la présente invention est de proposer un dispositif du même type précité, combinant un volet de mixage et un volet auxiliaire pour la répartition d'air entre les deux branches de transmission et de réchauffage d'air, mais qui permette de raccorder directement sur les côtés du dispositif les conduites de distribution d'air vers la partie basse du véhicule. Un autre but de la présent invention est de proposer un tel dispositif dans lequel la sortie de ventilation principale soit située immédiatement au-dessus du radiateur, avec pour le dispositif une configuration d'ensemble beaucoup plus 3 compacte, qui nécessitera moins de place pour son installation dans le véhicule. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de ce type qui procure l'augmentation de la section de passage d'air, la possibilité d'optimiser les réglages de température et les débits d'air, la diminution de la perte de charge et le réglage fin de la progressivité en température de l'air restitué. Le dispositif de l'invention propose à cet effet un dispositif défini en introduction, dans lequel le volet de mixage est un volet de type tambour, qui est disposé essentiellement à distance de la région de la branche de réchauffage d'air comprise entre le radiateur et la zone de mixage. De préférence, l'axe de rotation du tambour du volet de mixage s'étend transversalement au sens du flux d'air dans 20 le circuit d'air. Le volet auxiliaire peut être un volet de type papillon. Cette configuration permet, outre une plus grande compacité 25 résultant du moindre volume nécessaire au-dessus du radiateur, car le volet de mixage de type tambour ne se débat qu'en amont du radiateur. Ceci permet de libérer la zone située en aval du radiateur pour y implanter, par exemple, des "sorties pieds" en latéral et une sortie de 30 ventilation centrale immédiatement au-dessus du radiateur. Plus précisément, le dispositif comporte alors des orifices communiquant avec des conduites de distribution d'air en partie basse du véhicule et/ou au niveau de la planche de bord du véhicule, ces orifices débouchant dans la région de 35 la branche de réchauffage d'air comprise entre le radiateur et la zone de mixage. 4 La branche de réchauffage d'air peut avantageusement présenter une section transversale réduite dans la région comprise entre le radiateur et la zone de mixage. Ceci permet d'accroître la compacité du dispositif, dans le sens horizontal. Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, le dispositif comporte un évaporateur disposé dans la conduite d'entrée d'air frais, et la zone de mixage et les volets de mixage et auxiliaire s'étendent essentiellement dans l'intervalle défini par les surfaces en vis-à-vis du radiateur et de l'évaporateur. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, sur lequel la figure unique est une vue en coupe d'un dispositif selon une forme préférée de réalisation de l'invention dans laquelle le volet de mixage et le volet auxiliaire sont représentés dans des positions extrêmes différentes, "tout chaud" en traits pleins et "tout froid" en traits pointillés. Le dispositif représenté sur la figure unique comprend un boîtier 10 délimitant une conduite d'entrée 12 alimentée par un flux d'air frais envoyé par un pulseur 14. Le pulseur comporte une turbine centrifuge 16 dont la région centrale 18 est alimentée par un flux d'air axial extérieur prélevé hors de l'habitacle du véhicule, ou bien par un flux d'air recirculé prélevé à l'intérieur de l'habitacle. Le mouvement imprimé à l'air par la turbine 16 est transmis via une volute 20 à la bouche de sortie 22 du pulseur, alimentant en air frais la conduite d'entrée 12. La conduite d'entrée 12 peut loger transversalement un évaporateur 24 relié à un circuit de climatisation classique, de manière à produire en sortie un flux d'air qui peut être de l'air climatisé. Le débouché 26 de la conduite d'entrée d'air 12, en aval de 5 l'évaporateur 24, se rétrécit de manière à concentrer le flux. Ce rétrécissement est défini par deux bords extrêmes opposés ou butées 28, 30 du boîtier 10. Une butée centrale 32 est également placée dans le débouché 26. La région comprise entre les butées 28, 30 et 32 définit une zone de jonction amont 34 qui alimente, d'une part, une branche de transmission d'air 36 et, d'autre part, une branche de réchauffage d'air 38. La branche de réchauffage d'air 38 a une forme générale courbe, et elle loge un échangeur de chaleur constitué dans l'exemple illustré d'un radiateur 40 parcouru par le fluide chaud servant au refroidissement du moteur du véhicule. En aval du radiateur 40 peut être prévu un radiateur électrique additionnel 42 propre à fournir une énergie thermique d'appoint, notamment un radiateur comprenant des résistances électriques du type à coefficient de température positif. La branche de transmission d'air 36 et la partie aval 44 de la branche de réchauffage d'air 38 se rejoignent au niveau d'une zone de jonction aval 46, dite zone de mixage. A partir de la zone de mixage 46, l'air sera délivré aux conduites de distribution vers divers points de l'habitacle du véhicule, entre autres vers la conduite de distribution illustrée en 48 en partie supérieure du dispositif. Dans le boîtier 10 est monté un volet de mixage 50 disposé dans la région de la zone de jonction amont 34, pour 35 répartir l'air délivré depuis la conduite d'entrée 12 entre les deux branches de transmission d'air 36 et de réchauffage d'air 38. 6 De façon caractéristique de l'invention, le volet de mixage 50 est un volet de type tambour comprenant une partie obturatrice 54 et mobile autour d'un axe 52, perpendiculaire au plan de la figure dans le présent exemple de réalisation, entre deux positions extrêmes : - une position dite "tout chaud", représentée en traits pleins, où la partie obturatrice 54 du tambour ferme la communication entre la conduite d'entrée 12 et la branche de transmission d'air, en laissant passer le flux d'air vers la branche de réchauffage d'air 38, et - une position dite "tout froid", représentée en traites pointillés, où la partie obturatrice 54 du tambour ferme la communication entre la conduite d'entrée 12 et la branche de réchauffage d'air 38, en laissant passer le flux d'air vers la branche de transmission d'air 36. Le volet de mixage 50 peut prendre toutes les positions intermédiaires entre ces positions extrêmes, de manière à ajuster précisément la température de l'air délivré en sortie du dispositif, depuis la zone de mixage 46, par modification des proportions respectives des flux d'air traversant la branche de transmission d'air 36 et la branche de réchauffage d'air 38. Dans la position "tout chaud", la partie obturatrice 54 du volet 50 s'étend, comme représenté en traits pleins, entre les butées 30 et 32 définissant l'entrée de la branche de transmission d'air 36, tandis que dans la position "tout froid", la partie obturatrice du volet 50 s'étend, comme représenté en traits pointillés, entre la butée 32 et une autre butée 58 disposée dans le passage d'entrée de la branche de réchauffage d'air 38. Le flux d'air passant entre la butée 58 et la butée 28 qui, avec la butée 32, définit l'entrée de la branche de réchauffage 38, est contrôlé par un volet auxiliaire 60, 7 qui est un volet de type papillon monté pivotant autour d'un axe 62, perpendiculaire au plan de la figure selon l'exemple de réalisation décrit, et commandé de manière coordonnée avec le déplacement du volet de mixage 50 entre deux positions extrêmes : - dans la position "tout chaud", représentée en traits pleins, les ailes du volet auxiliaire 60 s'étendent approximativement suivant la direction d'écoulement du flux d'air pour ouvrir complètement l'accès de la branche de réchauffage d'air 38 au flux d'air issu de la conduite d'entrée 12, - dans la position "tout froid", représentée en traits pointillés, au contraire, les ailes du volet auxiliaire 60 s'étendent de la butée 28 à la butée 58, fermant ainsi entre ces deux butées l'accès à la branche de réchauffage d'air 38, le flux étant alors forcé en direction de la branche de transmission d'air 36 du fait de la fermeture de l'intervalle compris entre les butées 58 et 32 par le volet de mixage, qui occupe la position référencée 56. Les deux volets de mixage 50 et auxiliaire 60 peuvent occuper entre les deux positions extrêmes, dites "tout chaud" et "tout froid", une multiplicité de positions intermédiaires, permettant d'ajuster de façon très progressive la température du flux d'air dans la zone de mixage 46. La configuration que l'on vient de présenter, où le débattement du volet de mixage 50 s'opère hors de la zone de mixage 46 et de la région de la branche de réchauffage d'air 38 située en aval du radiateur 40, procure une plus grande compacité du dispositif tant en direction horizontale qu'en direction verticale. De plus, elle rend possible le raccordement de conduites 68 pour la distribution de l'air en partie basse du véhicule 8 directement dans une région du dispositif située à l'avant du radiateur 40, comme illustré sur la figure. Le débit d'air dans cette conduite 68 peut être contrôlé 5 par un volet 70 monté dans le boîtier 10 à l'embouchure de la conduite 68. Il est également possible de prévoir une sortie d'air en 72 vers des buses de la planche de bord, dont le débit est 10 ajusté par un volet 74, par exemple de type tambour. La délivrance d'air aux buses de dégivrage/désembuage au niveau du pare-brise via la conduite 76 peut être ajustée au moyen d'un autre volet 76, également monté dans le boîtier 10. 15 La présence du volet auxiliaire coopèrant avec le volet de mixage permet de diminuer la taille du volet de mixage, et par conséquent de diminuer l'encombrement global du dispositif. 20 Corrélativement, lorsque ce volet auxiliaire est en position d'ouverture, la section de passage au niveau de la jonction de la conduite d'entrée et des deux branches est supérieure à celle des dispositifs connus, ce qui permet 25 d'augmenter le flux d'air accédant à la branche de réchauffage. La combinaison de ces deux volets, déplaçables en coordination, permet également d'optimiser les réglages de 30 température et les débits d'air passant par l'une et/ou l'autre des deux branches, de diminuer la perte de charge sur l'air passant par la branche de réchauffage en position "tout chaud" et d'autoriser un réglage plus progressif de la température de l'air restitué en sortie par le 35 dispositif. Revendications 1. Dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile, comprenant : - un circuit d'air comprenant une conduite d'entrée d'air frais (12), une branche de transmission d'air (36) et une branche de réchauffage d'air (38) alimentées chacune par la conduite d'entrée (12) et communiquant entre elles par une zone de mixage (46), avec un radiateur (40) disposé dans la branche de réchauffage d'air (38), - un volet de mixage (50), disposé à la jonction de la conduite d'entrée (12) et des branches de transmission d'air (36) et de réchauffage d'air (38), pour répartir un flux d'air entre les branches, et - un volet auxiliaire (60), disposé à la jonction de la conduite d'entrée (12) et de la branche de réchauffage d'air (38) et déplaçable en coordination avec le volet de mixage (50) d'une position de fermeture, où les deux volets (50, 60) ferment la communication entre la conduite d'entrée (12) et la branche de réchauffage d'air (38) et une position d'ouverture où ces deux volets (50, 60) ouvrent la communication entre la conduite d'entrée (12) et la branche de réchauffage d'air (38) pour obliger le flux d'air à emprunter la branche de réchauffage d'air (38), le volet de mixage (50) fermant alors en outre la communication entre la conduite d'entrée (12) et la branche de transmission d'air (36), caractérisé en ce que ledit volet de mixage (50) est un volet de type tambour et en ce qu'il est disposé essentiellement à distance de une région (74) de la branche de réchauffage d'air (38) comprise entre le radiateur (40) et la zone de mixage (46). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de rotation (52) du tambour du volet de mixage (50) s'étend transversalement au sens du flux d'air dans le circuit d'air. 9 10 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le volet auxiliaire (60) est un volet de type papillon. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des orifices communiquant avec des conduites (68) de distribution d'air en partie basse du véhicule. 10 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les orifices communiquant avec des conduites (68) de distribution d'air en partie basse du véhicule débouchent dans la région (74) de la branche de réchauffage d'air 15 (38). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des orifices (72) communiquant avec des conduites de distribution d'air au 20 niveau de la planche de bord du véhicule. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les orifices (72) débouchent dans ladite région (74) de la branche de réchauffage d'air (38). 25 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la branche de réchauffage d'air (38) présente une section transversale réduite dans ladite région (74) comprise entre le radiateur (40) et la zone de 30 mixage (46). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un évaporateur (24) disposé dans la conduite d'entrée d'air frais (12), et 35 en ce que la zone de mixage (46) et les volets (50, 60) de mixage et auxiliaire s'étendent essentiellement dans511 l'intervalle défini par les surfaces en vis-à-vis du radiateur (40) et de l'évaporateur (24).