Brevet FR3046752A1 — publié le 20170721

Buse pour système de ventilation d'habitacle de véhicules et Procédé de ventilation d'air en climatisation mettant en oeuvre une telle buse La présente invention relève du domaine des buses pour systèmes de ventilation d'habitacles de véhicules, notamment de transport. La présente invention a donc pour objet une buse pour système de ventilation d'habitacle de véhicules, 10 notamment de transport, en particulier des véhicules automobiles ou des aéronefs, ladite buse comprenant : - une première paroi intérieure, et - une deuxième paroi extérieure insérée à l'intérieur de la première paroi, 15 lesdites parois permettant de diviser un flux d'air en deux flux, avec un premier flux à l'intérieur de la première paroi et un deuxième flux dans l'espace entre les deux parois intérieure et extérieure, la section de l'espace séparant les déux parois en sortie de buse étant 20 nettement inférieure à cette même section en entrée de buse, créant ainsi par effet Venturi un rideau d'air circulaire de vitesse nettement supérieure à celle du flux entrant. La buse selon l'invention utilise ainsi l'effet 25 Venturi pour diviser un flux d'air en deux flux dont l'un aura une vitesse nettement supérieure à l'autre, créant de ce fait un effet de « rideau d'air » en sortie de buse. Le flux d'air se trouvant dans l'espace entre les deux parois intérieure et extérieure subissant une 30 augmentation de la vitesse de sortie et une augmentation de la température de l'air avant de se remélanger au flux d'air dans le cône intérieur qui n'a subi sensiblement 3046752 2 aucune transformation en sortie de buse, en formant ainsi un rideau d'air. La buse selon l'invention, lorsqu'elle est utilisée dans un système de ventilation d'habitacle de véhicules, 5 a pour effet de limiter la consommation d'énergie et ce, avec un effet de confort équivalent à celui que l'on aurait avec un système de ventilation classique ne mettant pas en oeuvre la buse selon l'invention. De manière avantageuse : la première paroi peut être un premier cône tronqué intérieur ayant un axe de révolution Al et dont la génératrice fait un angle al avec ledit axe Al, - la deuxième paroi peut être un cône tronqué extérieur inséré à l'intérieur du premier cône, d'axe de 15 révolution A2 et dont la génératrice fait un angle a2 avec ledit axe A2 supérieur qui est à al. De manière avantageuse, l'axe de révolution A2 du deuxième cône extérieur peut être identique à l'axe de révolution Al du premier cône intérieur. De préférence, 20 le deuxième cône tronqué extérieur est un cylindre de révolution. De manière avantageuse, la buse selon l'invention peut comporter : - une entrée E définie par un plan commun à la base 25 des deux cônes, et - une sortie S définie par un plan commun au sommet des deux cônes, les deux cônes de la buse ayant une longueur identique à celle de la buse et présentent les 30 caractéristiques suivantes à la sortie : - le sommet du premier cône tronqué intérieur a un rayon R1, 3046752 - le sommet du deuxième cône tronqué extérieur a un rayon supérieur à R1 d'une valeur R2. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la buse peut présenter les caractéristiques 5 dimensionnelles suivantes : - la longueur L de la buse est de 14 cm, - le rayon R1 du sommet du premier cône tronqué est de 3,25 cm, et - le rayon R1+R2 du sommet du deuxième cône tronqué 10 est de 3,5 cm. La buse selon l'invention pourrait également être utilisée dans le domaine médical, par exemple en cardiologie. La présente invention a également pour objet un procédé de ventilation d'air en climatisation mettant en oeuvre la buse selon l'invention, dans lequel la vitesse vl du flux d'air à la sortie de la buse à l'intérieur de la première paroi est définie à partir de : D qui est le débit du flux d'air à la sortie de la buse, V2 qui est la vitesse du flux d'air à la sortie de la buse entre les parois intérieure (11) et extérieure (12), V2 étant une fonction de V1 pour un type de buse donné (par exemple V2 = 3V1), - R1, et - R2. Dans le cas particulier où les parois intérieure et extérieure sont des cônes, la vitesse vl du flux d'air à la sortie de la buse est définie à partir de l'équation (1) (1) D=rt-alle*1711-[1q+ 2*R1*R2]*172 3046752 D'autres avantages et particularités de la présente invention résulteront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en 5 référence aux figures annexées : - la figure 1 représente une vue schématique en coupe longitudinale d'un exemple de buse selon l'invention ; - la figure 2 est une photographie d'un exemple 10 de buse selon l'invention réalisée par imprimante tridimensionnelle ; - la figure 3 est une simulation numérique montrant la circulation de l'air dans une buse selon l'invention dans des conditions 15 spécifiques (R1 = 3,25 cm ; R2=0,25 cm ; L=14 cm ; vitesse de l'air à l'intérieur de la buse de 1,2 m/s ; vitesse de l'air en sortie de buse dans le cône intérieur de 1 m/s et vitesse de l'air en sortie de buse dans le rideau d'air de 20 3,125 m/s); - la figure 4 représente une coupe latérale de la buse selon l'invention au niveau du plan commun au sommet des deux cônes ; - la figure 5 est une simulation numérique 25 montrant la circulation de l'air dans l'habitacle d'un véhicule à la sortie d'une buse selon l'invention dans des conditions spécifiques (qui sont celles de l'exemple de la figure 3), comparée à la circulation que l'on 30 obtiendrait si l'on utilisait une buse classique sans rideau d'air (figure de droite) ; 3046752 5 - la figure 6 est une simulation numérique montrant la circulation de l'air dans l'habitacle d'un véhicule à la sortie d'une buse selon l'invention dans des conditions 5 spécifiques (qui sont celles de l'exemple de la figure 3) ; - la figure 7 est une simulation numérique montrant la circulation de l'air dans l'habitacle d'un véhicule à la sortie d'une 10 buse classique sans rideau d'air. Les éléments identiques représentés sur les figures 1 à 7 sont identifiés par des références numériques identiques. Sur la figure 1 est illustré un exemple de buse selon 15 l'invention. Celle-ci comporte : - un premier cône 11 tronqué intérieur ayant un axe de révolution Al et dont la génératrice fait un angle al avec ledit axe Al, - un deuxième cône 12 tronqué extérieur inséré à 20 l'intérieur du premier cône 11, d'axe de révolution A2 et dont la génératrice fait un angle a2 avec ledit axe A2 supérieur qui est à al, lesdits cônes permettant de diviser un flux d'air en deux flux, avec un premier flux dans le cône intérieur 11 25 et un deuxième flux dans l'espace entre les deux cônes intérieur 11 et extérieur 12. La figure 1 montre que la buse selon l'invention 1. comporte : - une entrée E définie par un plan commun à la base 30 des deux cônes 11, 12, et - une sortie S définie par un plan commun au sommet des deux cônes 11, 12, 3046752 6 les deux cônes 11, 12 ayant une longueur identique L à celle de la buse. La figure 4B montre que la buse selon l'invention présente les caractéristiques suivantes à la sortie : 5 - le sommet du premier cône 11 tronqué intérieur a un rayon R1, - le sommet du deuxième cône 12 tronqué extérieur a un rayon supérieur à Ri d'une valeur R2. En comparaison, la figure 4A montre la sortie d'une 10 buse classique ne comportant qu'un seul cône tronqué extérieur. Un prototype de buse selon l'invention a été photographié et est représenté sur la figure 2. Les figures 5 à 7 sont différentes simulations 15 numériques montrant la circulation de l'air dans l'habitacle d'un véhicule à la sortie d'une buse selon l'invention dans des conditions spécifiques (qui sont celles de l'exemple de la figure 3). 20 REVENDICATIONS1. Buse (1) pour système de ventilation d'habitacle de véhicules, notamment de transport, ladite 5 buse comprenant : - une première paroi intérieure (11), et - une deuxième paroi extérieure (12) inséré à l'intérieur de la première paroi (11), lesdites parois permettant de diviser un flux d'air 10 en deux flux, avec un premier flux à l'intérieur de la première paroi (11) et un deuxième flux dans l'espace entre les deux parois intérieure (11) et extérieure (12), la section de l'espace séparant les deux parois en sortie de buse étant nettement inférieur à cette même 15 section en entrée de buse. 2. Buse (1) selon la revendication 1, dans laquelle : la première paroi (11) est un premier cône (11) 20 tronqué intérieur ayant un axe de révolution Al et dont la génératrice fait un angle al avec ledit axe Al, - la deuxième paroi (12) est un cône tronqué extérieur inséré à l'intérieur du premier cône (11), d'axe de révolution A2 et dont la génératrice fait un 25 angle a2 avec ledit axe A2 supérieur qui est à al. 3. Buse (1) selon la revendication 2, selon laquelle l'axe de révolution A2 du deuxième cône est identique à l'axe de révolution Al du premier cône. 30 3046752 8 4. Buse (1) selon la revendication 3, selon laquelle le deuxième cône tronqué extérieur est un cylindre de révolution. 5. Buse (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, selon laquelle la buse (1) comporte : - une entrée E définie par un plan commun à la base des deux cônes (11, 12), et une sortie S définie par un plan commun au sommet des deux cônes (11, 12), les deux cônes (11, 12) de la buse (1) ayant une longueur identique L à celle de la buse et présente les caractéristiques suivantes à la sortie : - le sommet du premier cône tronqué intérieur a un rayon R1, - le sommet du deuxième cône tronqué extérieur a un rayon supérieur à R1 d'une valeur R2. 6. Buse (1) selon la revendication 5, dans laquelle : - la longueur L de la buse est de 14 cm, - le rayon R1 est de 3,25 cm, et le rayon R1A-R2 est de 3,5 cm. 25 7. Procédé de ventilation d'air en climatisation mettant en oeuvre la buse (1) telle que définie selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la vitesse vl du flux d'air à la sortie de la 30 buse à l'intérieur de la première paroi (11) est définie à partir de : 3046752 9 D qui est le débit du flux d'air à la sortie de la buse, - V2 qui est la vitesse du flux d'air à la sortie de la buse entre les parois intérieure (11) et extérieure 5 (12), V2 étant une fonction de V1 pour un type de buse donné, R1, et R2. 10 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel, si les parois intérieure (11) et extérieure (12) sont des cônes, on calcule la vitesse vl du flux d'air à la sortie de la buse à partir de l'équation (1) : 15 ( 1 ) D= n*tR12.1c1/1+[1q+2*R1*R2]*112)