Brevet FR3043948A1 — publié le 20170526

Groupe moto-ventilateur et installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation La présente invention se situe dans le domaine des installations de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule automobile. En particulier, la présente invention peut être implémentée dans des véhicules électriques ou hybrides. Un véhicule automobile, notamment un véhicule automobile électrique ou hybride dont la propulsion est assurée au moins partiellement par un moteur électrique, est couramment équipé d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation pour modifier les paramètres aérothermiques de l'habitacle du véhicule en délivrant un flux d'air conditionné à l'intérieur de l'habitacle. L'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation comprend généralement un carter muni d'une entrée d'admission d'air et d'une sortie de refoulement d'air, d'un groupe moto-ventilateur propre à faire circuler l'air entre l'entrée et la sortie du carter, d'une boucle de climatisation à l'intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant propre à refroidir au moins une partie de l'air circulant dans le carter et d'une boucle de fluide caloporteur à l'intérieur de laquelle circule un fluide caloporteur propre à réchauffer l'air circulant dans le carter. Le fluide caloporteur est entraîné en déplacement dans la boucle de fluide caloporteur par une pompe de type pompe centrifuge entraînée en rotation par un moteur. Toutefois, une telle installation est onéreuse. Un but de la présente invention est de proposer un groupe moto- ventilateur permettant de réduire les coûts de fabrication de l'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation, tout en maintenant l'ensemble des fonctions de confort réalisées par cette installation. 3043948 2 A cet effet, la présente invention propose un groupe moto-ventilateur comprenant un moteur électrique et une turbine radiale destinée à être montée dans un carter d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation d'un véhicule automobile, caractérisé en ce que ledit groupe moto-ventilateur 5 comporte en outre une pompe destinée à être installée dans une boucle de fluide caloporteur de ladite installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation, et en ce que ledit même moteur électrique est propre à entraîner en rotation ladite turbine radiale et ladite pompe. 10 Avantageusement, l'utilisation d'un unique moteur pour entraîner à la fois la turbine radiale et la pompe permet de réduire considérablement les coûts de fabrication de l'installation de ventilation, de chauffage et/ou climatisation d'un véhicule automobile. 15 Suivant des modes particuliers de réalisation, ledit groupe moto ventilateur comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - ledit moteur électrique présente un premier arbre de sortie et un deuxième arbre de sortie, ladite pompe étant munie d'un arbre d'entraînement solidaire en rotation dudit premier arbre de sortie, ladite turbine radiale 20 comprenant un moyeu fixé sur ledit deuxième arbre de sortie. - ledit groupe moto ventilateur comporte un dispositif d'embrayage propre à découpler l'arbre d'entraînement de ladite pompe et ledit premier arbre de sortie. - ledit groupe moto ventilateur comporte un réducteur monté sur ledit 25 premier arbre de sortie pour réduire la vitesse d'entraînement de ladite pompe. - ledit moteur électrique présente un unique arbre de sortie, ladite pompe étant munie d'un arbre d'entraînement solidaire en rotation dudit arbre de sortie, ladite turbine radiale comprenant un moyeu fixé sur ledit arbre de sortie. - ladite pompe est une pompe centrifuge. 30 L'invention concerne également une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation d'un flux d'air destinée à équiper un véhicule automobile, ladite installation comportant : 3043948 3 - un carter ayant au moins une entrée d'admission d'air et une sortie de refoulement de l'air, - une boucle de fluide caloporteur comprenant un radiateur électrique propre à réchauffer un fluide caloporteur et un échangeur de chaleur parcouru 5 par ledit fluide caloporteur, ledit échangeur de chaleur étant logé dans ledit carter pour réchauffer au moins une partie de l'air traversant ledit carter, caractérisée en ce qu'elle comporte un ledit groupe moto ventilateur défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, ladite pompe étant propre à faire circuler ledit fluide calorifique dans ladite boucle de fluide 10 caloporteur, ladite turbine radiale étant logée dans ledit carter pour faire circuler l'air de l'entrée d'admission vers la sortie de refoulement. L'utilisation d'un tel groupe moto ventilateur permet avantageusement de réduire la longueur des conduites de transport du fluide caloporteur et aussi de diminuer la quantité de fluide caloporteur circulant dans la boucle de fluide 15 caloporteur. En réduisant la longueur des conduites de transport du fluide caloporteur, ce groupe moto-ventilateur permet avantageusement de diminuer la dissipation de chaleur dans celles-ci. Avantageusement, comme la quantité de fluide caloporteur de 20 l'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation selon l'invention est réduite, cette installation est plus réactive et permet de chauffer plus rapidement l'habitacle du véhicule. L'utilisation d'un tel groupe moto ventilateur permet avantageusement de diminuer le poids de l'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation 25 d'une part par l'emploi d'un unique moteur, et d'autre part, par diminution de la quantité de fluide caloporteur nécessaire pour faire fonctionner la boucle de fluide caloporteur. Suivant des modes particuliers de réalisation, ladite installation comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : 30 - la boucle de fluide caloporteur comporte des conduites contenant ledit fluide caloporteur et lesdites conduites sont fixées contre ledit carter. - au moins une partie desdites conduites est fixée sur la face interne du carter. 3043948 4 - au moins une partie desdites conduites est fixée sur la face externe du carter. - l'installation comprend au moins un volet monté mobile dans le carter 5 en amont de l'échangeur de chaleur ; ledit au moins un volet étant déplaçable entre une position extrême dans laquelle l'ensemble de l'air admis traverse ledit échangeur de chaleur et une position extrême opposée dans laquelle l'air admis contourne ledit échangeur de chaleur. 10 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux figures sur lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique en coupe selon un plan médian d'un exemple d'une installation de ventilation, chauffage et/ou 15 climatisation selon la présente invention ; - la figure 2 est une vue schématique d'un groupe moto-ventilateur selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique d'un groupe moto-ventilateur selon une variante du premier mode de réalisation de l'invention ; et 20 - la figure 4 est une vue schématique d'un groupe moto-ventilateur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Il est à noter que, sur les figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation présentent les mêmes 25 références. Ainsi, sauf mention contraire, de tels éléments disposent de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. Selon la présente invention, les termes "aval" et "amont" qualifient la position d'un composant par rapport à un autre, selon le sens de circulation d'un flux d'air dans une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation selon la 30 présente invention. 3043948 5 La figure 1 représente un exemple d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation 2 selon la présente invention. Cette installation est destinée à équiper un véhicule automobile. 5 Cette installation 2 comporte un carter 4 muni d'une entrée 6 d'admission d'air débouchant généralement vers l'extérieur de l'habitacle, d'une paroi de séparation 8 délimitant un conduit principal 10 et un conduit secondaire 12, d'un premier 14 et d'un deuxième 16 volets de mixage disposés en amont et respectivement en aval de la paroi de séparation 8, et d'une ou plusieurs sorties 10 18 de refoulement d'air débouchant dans l'habitacle du véhicule automobile. Le premier volet de mixage 14 est monté mobile dans le carter entre une position extrême dans laquelle l'ensemble de l'air admis dans le carter 4 traverse le conduit principal 10 et une position extrême opposée dans laquelle l'ensemble 15 de l'air admis dans le carter 4 traverse le conduit secondaire 12. Le premier volet de mixage 14 est, par exemple, un volet drapeau. Le deuxième volet de mixage 16 est monté mobile dans le carter en aval du conduit principal 10 et du conduit secondaire 12. Il est propre à mixer l'air 20 chaud provenant du conduit principal avec l'air froid provenant du conduit secondaire 12. Le deuxième volet de mixage 16 est, par exemple, un volet papillon. L'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation comporte un 25 dispositif de filtration 20 monté dans le carter en aval de l'entrée d'admission d'air 6 et un évaporateur 22 agencé dans le carter en aval du dispositif de filtration. Le dispositif de filtration 20 est propre à filtrer l'air provenant de l'entrée 30 d'admission d'air 6. L'évaporateur 22 est apte à refroidir l'air filtré. L'évaporateur 22 fait partie d'une boucle de climatisation qui comprend en outre un compresseur, un 3043948 6 condenseur et un détendeur non représentés. Cette boucle de climatisation est parcourue par un fluide réfrigérant. L'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation 2 comporte en 5 outre un groupe moto-ventilateur 24 et une boucle de fluide caloporteur 26. Le groupe moto-ventilateur 24 comporte un moteur électrique 28 et une turbine radiale 30 entraînée en rotation par le moteur électrique 28 pour faire circuler l'air de l'entrée d'admission 6 vers la ou les sorties de refoulement 18. 10 La boucle de fluide caloporteur 26 comprend un radiateur électrique 32 propre à réchauffer un fluide caloporteur, un échangeur de chaleur 34 parcouru par ledit fluide caloporteur, des conduites 36 de transport du fluide caloporteur et une pompe 38 propre à faire circuler le fluide caloporteur dans la boucle. 15 Le radiateur électrique 32 est, par exemple, un radiateur à éléments chauffants CTP. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, le radiateur électrique 32 est monté sur la face externe du carter 4. 20 L'échangeur de chaleur 34 est agencé dans le carter 4 à l'entrée du conduit principal 10. Il est propre à réchauffer au moins une partie de l'air traversant ledit carter 4. La pompe 38 est, par exemple, une pompe centrifuge. Selon la présente 25 invention, elle est entraînée en rotation par le même moteur 28 que le moteur d'entraînement de la turbine radiale 30. Ainsi, selon la présente invention, un unique moteur électrique 28 est utilisé pour entraîner en rotation la turbine radiale 30 et pour entraîner en rotation la pompe 38. La turbine radiale 30 et la pompe 38 sont assemblées au moteur électrique 28 pour former un ensemble. 30 Selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1, une partie 35 des conduites de transport du fluide caloporteur est fixée sur la face interne du carter 4 et une autre partie 37 des conduites est fixée sur la face externe du carter 4. 3043948 7 Avantageusement, le groupe moto-ventilateur selon la présente invention permet de diminuer la longueur des conduites de transport de fluide caloporteur. En conséquence, la quantité de fluide caloporteur circulant dans la 5 boucle est réduite, la masse de l'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation est avantageusement réduite et l'installation est plus réactive et permet un chauffage de l'air plus rapide. Selon un premier mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 10 2, le moteur électrique 28 possède un premier arbre de sortie 40 et un deuxième arbre de sortie 42. La pompe 38 est munie d'un arbre d'entraînement 44 fixé solidaire en rotation du premier arbre de sortie 40. Le moyeu 46 de la turbine radiale 30 est fixé sur le deuxième arbre de sortie 42. 15 Selon une variante du premier mode de réalisation illustrée sur la figure 3, le groupe moto ventilateur 24 comporte en outre un dispositif d'embrayage 48 propre à découpler l'arbre d'entraînement de la pompe 38 et un réducteur 50 monté sur ledit premier arbre de sortie 40 pour réduire la vitesse d'entraînement de ladite pompe. 20 Le dispositif d'embrayage 48 et le réducteur 50 sont montés entre le premier arbre de sortie 40 du moteur électrique et l'arbre d'entrainement 44 de la pompe. 25 Selon une variante non représentée, le groupe moto ventilateur 24 comporte uniquement le moteur électrique 28, la turbine radiale 30, la pompe 28 et le dispositif d'embrayage 48. Selon une autre variante non représentée, le groupe moto ventilateur 24 30 comporte uniquement le moteur électrique 28, la turbine radiale 30, la pompe 28 et le réducteur 50. 3043948 8 Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention illustré sur la figure 4, le groupe moto-ventilateur 52 comporte un moteur électrique 54 ayant un unique arbre de sortie 56, une pompe 58 et une turbine radiale 30 entrainées en rotation par l'arbre de sortie 56. 5 Dans ce mode de réalisation, l'arbre de sortie 56 du moteur électrique 28 traverse la pompe 58. Le moyeu 46 de la turbine radiale 30 est fixé à l'arbre de sortie 56. 10 Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits 15 précédemment, pouvant être pris séparément ou en association. REVENDICATIONS1. Groupe moto-ventilateur (24, 52) comprenant : - un moteur électrique (28, 54), et - une turbine radiale (30) destinée à être montée dans un carter (4) d'une installation (2) de ventilation, chauffage et/ou climatisation d'un véhicule automobile, caractérisé en ce que ledit groupe moto-ventilateur (24, 52) comporte en outre une pompe (38, 58) destinée à être installée dans une io boucle (26) de fluide caloporteur de ladite installation (2) de ventilation, chauffage et/ou climatisation, et en ce que ledit même moteur électrique (28, 54) est propre à entraîner en rotation ladite turbine radiale (30) et ladite pompe (38, 58). 15 2.- Groupe moto-ventilateur (24) selon la revendication 1, dans lequel ledit moteur électrique (28) possède un premier arbre de sortie (40) et un deuxième arbre de sortie (42), ladite pompe (38) étant munie d'un arbre d'entraînement (44) solidaire en rotation dudit premier arbre de sortie (40), ladite turbine radiale (30) comprenant un moyeu (46) fixé sur ledit 20 deuxième arbre de sortie (42). 3.- Groupe moto-ventilateur (24) selon la revendication 2, qui comporte un dispositif d'embrayage (48) propre à découpler l'arbre d'entraînement (44) de ladite pompe (38) et ledit premier arbre de sortie 25 (40). 4.- Groupe moto-ventilateur (24) selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, qui comporte un réducteur (50) monté sur ledit premier arbre de sortie (40) pour réduire la vitesse d'entraînement de ladite 30 pompe (38). 5.- Groupe moto-ventilateur (52) selon la revendication 1, dans lequel ledit moteur électrique (54) possède un unique arbre de sortie (56), 3043948 ladite pompe (58) et ladite turbine radiale (30) étant entrainées en rotation par ledit arbre de sortie (56). 6.- Groupe moto-ventilateur (24, 52) selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 5, dans lequel ladite pompe (28, 58) est une pompe centrifuge. 7.- Installation (2) de ventilation, chauffage et/ou climatisation d'un flux d'air destinée à équiper un véhicule automobile, ladite installation (2) io comportant : - un carter (4) ayant au moins une entrée d'admission d'air (6) et au moins une sortie de refoulement d'air (18), - une boucle (26) de fluide caloporteur comprenant un radiateur électrique (32) propre à réchauffer un fluide caloporteur et un échangeur de chaleur (34) parcouru par ledit fluide caloporteur, ledit échangeur de chaleur (34) étant logé dans ledit carter (4) pour réchauffer au moins une partie de l'air traversant ledit carter (4), caractérisée en ce qu'elle comporte un groupe moto-ventilateur (24, 52) défini selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, ladite pompe (38, 58) étant propre à faire circuler ledit fluide calorifique dans ladite boucle (26) de fluide caloporteur, ladite turbine radiale (30) étant logée dans ledit carter (40) pour faire circuler l'air de ladite au moins une entrée d'admission d'air (6) vers ladite au moins une sortie de refoulement (18). 8.- Installation (2) de ventilation, chauffage et/ou climatisation selon la revendication 7, dans laquelle la boucle (26) de fluide caloporteur comporte des conduites (36) contenant ledit fluide caloporteur et dans lequel lesdites conduites (36) sont fixées contre ledit carter (4). 9.- Installation (2) de ventilation, chauffage et/ou climatisation selon la revendication 8, dans lequel au moins une partie (35) desdites conduites sont fixées sur la face interne du carter (4). 3043948 11 10.- Installation (2) de ventilation, chauffage et/ou climatisation selon la revendication 8, dans lequel au moins une partie (37) desdites conduites sont fixées sur la face externe du carter (4). 5 11.- Installation (2) de ventilation, chauffage et/ou climatisation selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, qui comprend au moins un volet de mixage (16) monté mobile dans le carter (4) en amont de l'échangeur de chaleur (34) ; ledit au moins un volet de mixage (16) étant 10 déplaçable entre une position extrême dans laquelle l'ensemble de l'air admis dans le carter (4) traverse ledit échangeur de chaleur (34) et une position extrême opposée dans laquelle l'ensemble de l'air admis dans le carter (4) contourne ledit échangeur de chaleur (34). 15 20 25