Brevet FR3064950A1 — publié le 20181012

DISPOSITIF D'ACCUEIL À CONDUIT DE RÉFRIGÉRATION SPIRALÉ ALIMENTÉ EN AIR RÉFRIGÉRÉ PAR UNE INSTALLATION DE CHAUFFAGE/CLIMATISATION D'UN VÉHICULE L'invention concerne les dispositifs d'accueil qui sont destinés à équiper des véhicules et propres à accueillir au moins partiellement au moins un objet. Certains véhicules comprennent au moins un dispositif d'accueil, comme par exemple un porte-gobelet(s) ou une boîte à gants, comprenant un boîtier, muni d'une face interne délimitant un espace d'accueil propre à accueillir au moins partiellement au moins un objet, et comportant un circuit électrique de chauffage destiné à réchauffer l'air contenu dans cet espace d'accueil, lorsqu'un passager le désire. Ce circuit électrique de chauffage comprend généralement, comme décrit dans le document brevet DE 20 2004 003776, des éléments résistifs qui sont propres à produire des calories lorsqu'ils sont alimentés en courant, et qui sont installés sur la face interne du boîtier. L'inconvénient principal de ce type de dispositif d'accueil réside dans le fait qu'il ne peut offrir qu'un réchauffage de l'air contenu dans l'espace délimité par son boîtier, mais pas de réfrigération de cet air. L'invention a donc notamment pour but de remédier à l'inconvénient précité. Elle propose notamment à cet effet un dispositif d'accueil, comprenant un boîtier muni d'une face interne délimitant un espace d'accueil propre à accueillir au moins partiellement au moins un objet et comportant au moins un circuit électrique de chauffage, et destiné à équiper un véhicule comprenant une installation de chauffage/climatisation destinée à alimenter en air traité un habitacle et comprenant une boucle froide propre à refroidir de l'air à traiter. Ce dispositif d'accueil se caractérise par le fait que la face interne du boîtier est munie d'au moins un conduit de réfrigération entourant l'espace 3064950 2 d'accueil en formant au moins une boucle non fermée et propre à être alimenté en air réfrigéré par un conduit d'alimentation qui communique avec la boucle froide. Grâce à ce conduit de réfrigération qui est au contact direct de l'air 5 présent dans le boîtier et qui est parcouru par de l'air réfrigéré (et donc qui ne risque pas de poser un problème en cas de percement), il est désormais possible de réfrigérer les objets contenus dans le boîtier, ou bien de réchauffer ces objets, selon le souhait d'un passager du véhicule. Le dispositif d'accueil selon l'invention peut comporter d'autres 10 caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : la face interne du boîtier peut être munie du circuit électrique de chauffage ; - le conduit de réfrigération peut être au moins partiellement en saillie sur 15 la face interne du boîtier. Dans ce cas, le circuit électrique de chauffage peut comprendre au moins un élément résistif épousant localement la forme du conduit de réfrigération ; - l'élément résistif peut être souple ou bien rigide ; - au moins un élément résistif peut être solidarisé perpendiculairement 20 à au moins une boucle du conduit de réfrigération ; il peut également comprendre un capteur de température installé dans l'espace d'accueil du boîtier et propre à fournir des mesures de la température de cet espace d'accueil ; le boîtier peut constituer un porte gobelet(s) propre à être installé à 25 l'intérieur de l'habitacle ou une boîte à gants propre à communiquer avec l'habitacle. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant un habitacle et une installation de chauffage/ climatisation propre à alimenter en air traité l'habitacle et comprenant une 30 boucle froide comportant un évaporateur propre à refroidir de l'air à traiter. Ce véhicule se caractérise par le fait qu'il comprend au moins un dispositif d'accueil du type de celui présenté ci-avant, et que son installation 3064950 3 de chauffage/climatisation comprend un conduit d'alimentation communiquant avec la boucle froide en aval de l'évaporateur et avec le conduit de réfrigération du dispositif d'accueil pour l'alimenter en air réfrigéré. Par exemple, l'installation de chauffage/climatisation peut également 5 comprendre un pulseur à débit d'air variable et installé entre deux parties du conduit d'alimentation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : 10 la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un véhicule comprenant un exemple de réalisation d'une installation de chauffage/ climatisation propre à alimenter en air traité un habitacle et un exemple de réalisation de dispositif d'accueil selon l'invention, et la figure 2 illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue en 15 perspective, un exemple de réalisation d'un dispositif d'accueil selon l'invention. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif d'accueil DA chauffant et réfrigérant et destiné à accueillir au moins partiellement au moins un objet et à être couplé à une installation de chauffage/climatisation IC 20 équipant un véhicule V comprenant au moins un habitacle H. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule, terrestre, maritime (ou fluvial), ou aérien, dès lors qu'il 25 comprend au moins un habitacle. On a schématiquement et fonctionnellement représenté sur la figure 1 un exemple de véhicule V comprenant un habitacle H, un exemple de réalisation d'une installation de chauffage/climatisation IC et un exemple de réalisation d'un dispositif d'accueil DA selon l'invention. 30 Dans l'exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le dispositif d'accueil DA est un porte gobelets installé (ou destiné à être installé) à l'intérieur de l'habitacle H, par exemple dans une console centrale ou sous 3064950 4 un accoudoir installé(e) entre des sièges avant ou bien dans une portière latérale. Mais dans une variante de réalisation, le dispositif d'accueil DA pourrait être une boîte à gants qui communique avec l'habitacle H, éventuellement via une porte. 5 L'installation (de chauffage/climatisation) IC est ici implantée dans le compartiment moteur CO du véhicule V et destinée à alimenter l'habitacle H en air traité. Elle comprend notamment un premier pulseur P1, une boucle froide (ou boucle de climatisation) BF, un conduit d'alimentation CA, un volet d'alimentation VA, une boucle chaude (ou boucle de chauffage) BC, un volet 10 de mixage VM, des volets de distribution Vj, et un calculateur CS comprenant des moyens de contrôle MCT. Le calculateur CS gère l'installation IC. Le premier pulseur PI est alimenté en air issu de l'extérieur de l'habitacle H et/ou en air issu de l'intérieur de l'habitacle H (ou air recirculé (ou 15 recyclé)) par le volet d'alimentation (ou d'entrée d'air) VA. L'air extérieur est issu d'un premier conduit d'alimentation C1, et l'air recirculé est issu de l'habitacle H via un second conduit d'alimentation C2. Le débit d'air fourni par le premier pulseur PI dépend du niveau de puissance qui a été automatiquement calculé par le calculateur CS (et plus précisément par ses 20 moyens de contrôle MCT), ou bien choisi (et éventuellement programmé) par un passager du véhicule V au moyen d'un organe de commande qui est installé dans l'habitacle H, généralement dans la planche de bord. La position du volet d'alimentation VA, et donc les proportions d'air extérieur et d'air recirculé qui alimentent l'installation IC (et notamment son 25 premier pulseur PI ), est/sont contrôlée(s) par le calculateur CS (et plus précisément par ses moyens de contrôle MCT). La boucle froide BF est alimentée en air par le premier pulseur PI via un conduit CD. Elle (BF) comporte notamment un évaporateur EV (traversé par l'air (à traiter) qui est issu du premier pulseur PI), un compresseur CP à 30 cylindrée variable, ainsi qu'un condenseur et un circuit dans lequel circule un fluide frigorigène et qui est couplé à l'évaporateur EV, au compresseur CP et au condenseur. L'évaporateur EV et le compresseur CP sont propres ensemble à 3064950 5 refroidir de l'air à traiter fourni par le premier pulseur P1. La cylindrée du compresseur CP est contrôlée par les moyens de contrôle MCT. Elle permet de fixer la température à l'intérieur de l'évaporateur EV. Comme illustré, ce dernier (EV) peut, par exemple, comprendre un 5 premier capteur de température CT1 chargé de mesurer sa température interne et de transmettre ses mesures de température au calculateur CS. La sortie de l'évaporateur EV est couplée à un conduit CD' qui alimente ici, d'une part, une chambre de mixage CM présentant une première entrée dont l'accès est contrôlé par le volet de mixage VM, et, d'autre part, la 1 o boucle chaude BC dont l'accès est contrôlé par le volet de mixage VM et la sortie alimente une seconde entrée de la chambre de mixage CM. La boucle chaude BC comprend des moyens de chauffage MCH destinés à chauffer l'air qui est issu (ici) de l'évaporateur EV et qui est destiné à l'habitacle H du véhicule V, éventuellement après un mélange avec de l'air 15 moins chaud présent dans la chambre de mixage CM. La chambre de mixage CM est connectée à des conduits qui sont, ici, destinés à alimenter des bouches de distribution Sk placées dans l'habitacle H du véhicule V (et ici au nombre de quatre (k = 1 à 4)). L'accès à ces conduits est contrôlé par les volets de distribution Vj (ici au nombre de deux (j 20 = 1 ou 2), mais il pourrait y en avoir plus, par exemple trois ou quatre). Le volet de mixage VM est destiné à contrôler la répartition de l'air, qui est fourni par le volet d'alimentation VA (et qui a ici traversé l'évaporateur EV), entre la chambre de mixage CM et les moyens de chauffage MCH. Il permet donc de mélanger (ou mixer) de façon contrôlée une partie de l'air qui 25 a traversé la boucle froide BF (éventuellement en fonctionnement) et l'air qui a traversé la boucle chaude BC. Sa position dépend du mode de fonctionnement de l'installation IC. Le mode de fonctionnement de l'installation IC, pour ce qui concerne le chauffage et la climatisation de l'habitacle H, est choisi par un passager du 30 véhicule V ou par le calculateur CS (éventuellement en fonction de choix effectué(s) par un passager du véhicule V). Comme cela apparaît mieux sur la figure 2, un dispositif d'accueil DA, selon l'invention, comprend un boîtier BD, au moins un circuit électrique de 3064950 6 chauffage CE, et au moins un conduit de réfrigération CR. Le boîtier BD comprend une face interne FI qui délimite un espace d'accueil EA propre à accueillir au moins partiellement au moins un objet. Le (chaque) circuit électrique de chauffage CE est solidarisé au 5 boîtier BD. Dans l'exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le (chaque) circuit électrique de chauffage CE est solidarisé à la face interne FI du boîtier BD. Mais dans des variantes de réalisation, le (chaque) circuit électrique de chauffage CE pourrait être solidarisé à la face externe FE du boîtier BD ou bien noyé dans la masse de la paroi du boîtier BD (entre les 10 faces externe FE et interne FI). La face interne FI du boîtier BD est par ailleurs munie d'au moins un conduit de réfrigération CR qui entoure l'espace d'accueil EA en formant au moins une boucle non fermée BC et qui est propre à être alimenté en air réfrigéré (flèches F1 et F2 de la figure 2) par un conduit d'alimentation CA de 15 l'installation IC qui communique avec la boucle froide BF. On entend ici par « boucle non fermée » une boucle qui ne se referme pas sur elle-même comme un anneau. Cela résulte du fait que le (chaque) conduit de réfrigération CR comprend une entrée par laquelle il reçoit de l'air réfrigéré produit par la boucle froide BF (flèches F1 et F2 de la 20 figure 2) et au moins une sortie par laquelle ressort vers l'extérieur l'air réfrigéré reçu (flèches F3 de la figure 2), de préférence du côté de la face externe FE. On notera, comme illustré non limitativement sur la figure 2, qu'il est avantageux que le (chaque) conduit de réfrigération CR comprenne plusieurs 25 boucles non fermées BC qui se prolongent les unes les autres, afin d'augmenter la surface d'échange de calories avec l'air et les objets présents dans l'espace d'accueil EA, ou en d'autres termes répartir l'effet de réfrigération par une espèce d'effet « cyclonique ». Dans ce cas, le (chaque) conduit de réfrigération CR présente une forme spiralée ou hélicoïdale, pas 30 nécessairement circulaire puisque sa forme dépend de la forme de la face interne FI. Le boîtier BD disposant désormais d'au moins un circuit électrique de 3064950 7 chauffage CE et d'au moins un conduit de réfrigération CR, un passager du véhicule V peut donc choisir comme il le veut soit le mode réchauffage, soit le mode réfrigération pour les objets qui sont au moins partiellement logés dans l'espace d'accueil EA. 5 On notera également, comme illustré sur la figure 1, qu'afin d'être alimenté en air réfrigéré par l'évaporateur EV, le conduit d'alimentation CA de l'installation IC communique avec la boucle froide BF en aval de l'évaporateur EV (ici dans le conduit CD' en amont du volet de mixage VM). On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 10 2, que le conduit de réfrigération CR peut être au moins partiellement en saillie sur la face interne FI du boîtier BD. Dans ce cas, lorsque, comme illustré non limitativement, la face interne FI du boîtier BD est munie d'un circuit électrique de chauffage CE, ce dernier (CE) peut comprendre au moins un élément résistif ER qui épouse localement la forme du conduit de 15 réfrigération CR saillant. Chaque élément résistif ER, épousant la forme d'un conduit de réfrigération CR saillant, peut être souple ou rigide. La souplesse est avantageuse car elle permet de plaquer plus étroitement l'élément résistif ER contre le conduit de réfrigération CR associé, et donc peut permettre 20 d'optimiser la solidarisation de l'élément résistif ER contre le conduit de réfrigération CR associé, par exemple par collage. Par ailleurs, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, au moins un élément résistif ER, épousant la forme d'un conduit de réfrigération CR saillant, peut être solidarisé perpendiculairement à au moins 25 une boucle BC du conduit de réfrigération CR associé. Dans l'exemple illustré, deux éléments résistifs ER d'un même circuit électrique de chauffage CE sont solidarisés perpendiculairement à plusieurs boucles BC du conduit de réfrigération CR associé. Mais il pourrait y avoir plus de deux éléments résistifs ER installés de la sorte, et par exemple trois ou quatre. 30 Dans l'exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, l'espace d'accueil EA, délimité par la face interne FI du boîtier BD, comprend deux logements L1 et L2 propres chacun à recevoir une cannette, une bouteille, ou un gobelet (ou verre). Il comprend à cet effet des pièces de 3064950 8 calage PC radiales, et éventuellement montées à rotation en étant poussées vers l'intérieur par un ressort de renvoi (ou rappel) RR (comme illustré sur la figure 2). Mais il pourrait ne comprendre qu'un seul logement. Par ailleurs, dans cet exemple, chaque logement Lj (j = 1 ou 2) est entouré, dans une 5 partie inférieure, par son propre conduit de réfrigération CR de forme spiralée (ou hélicoïdale) et auquel est associé un circuit électrique de chauffage CE comprenant deux éléments résistifs ER installés suivant une direction sensiblement verticale. Dans ce cas, les deux circuits électriques de chauffage CE des deux logements Lj sont deux sous-parties d'un même 10 circuit et donc fonctionnent simultanément. De même, les deux conduits de réfrigération CR sont alimentés en air réfrigéré via respectivement deux entrées qui communiquent avec une entrée principale qui est connectée à une extrémité d'un unique conduit d'alimentation CA. On notera que les éléments résistifs ER sont ici installés sur la partie 15 « verticale » de la face interne FI, qui comprend les conduits de réfrigération CR. Mais on peut installer en complément au moins un élément résistif ER sur la partie de la face interne FI qui définit un fond de logement Lj. On notera également qu'au moins un élément résistif ER pourrait être installé entre deux boucles BC du conduit de réfrigération CR associé, ou bien 20 sur une partie d'une boucle BC du conduit de réfrigération CR associé, ou encore sur une sous-partie de la partie verticale de la face interne FI qui est située au-dessus de la sortie du conduit de réfrigération CR associé. On notera également que le (chaque) conduit de réfrigération CR fait de préférence partie intégrante du boîtier BD et plus précisément de sa paroi 25 verticale délimitant son espace d'accueil EA. Dans ce cas, le (chaque) conduit de réfrigération CR est réalisé en même temps que le boîtier BD, lors d'une opération de moulage d'une matière plastique offrant une très bonne conduction thermique. Mais le (chaque) conduit de réfrigération CR pourrait être une pièce rapportée, de préférence sur la face interne FI de la paroi 30 verticale du boîtier BD qui délimite l'espace d'accueil EA. On notera également qu'afin de contrôler précisément la température de l'espace d'accueil EA, il est particulièrement avantageux, comme illustré non limitativement sur la figure 1, que l'installation IC comprenne un second 3064950 9 pulseur P2 à débit d'air variable et installé entre deux parties du conduit d'alimentation CA. Dans ce cas, une première partie du conduit d'alimentation CA comprend une première extrémité qui communique avec la boucle froide BF en aval de l'évaporateur EV (ici dans le conduit CD' en amont du volet de 5 mixage VM), et une seconde extrémité opposée à sa première extrémité et alimentant une entrée du second pulseur P2. Une seconde partie du conduit d'alimentation CA comprend une première extrémité couplée à une sortie du second pulseur P2, et une seconde extrémité opposée à sa première extrémité et couplée à une entrée du boîtier BD pour alimenter son espace 10 d'accueil EA en air réfrigéré (flèches F1 et F2). Les moyens de contrôle MCT sont alors chargés de contrôler la cylindrée du compresseur CP et le débit d'air qui est délivré par le second pulseur P2, afin d'alimenter chaque conduit de réfrigération CR en air réfrigéré ayant une température et un débit qui sont choisis en fonction d'une 15 consigne de température sélectionnée par un passager du véhicule V, d'une estimée de la température de l'espace d'accueil EA et du débit d'air fourni par le premier pulseur P1. En contrôlant le débit d'air délivré par le second pulseur P2 et la cylindrée du compresseur CP, on peut en effet contrôler assez précisément la 20 température de l'espace d'accueil EA, quel que soit le niveau de fonctionnement de la climatisation de l'habitacle H. En effet, même en présence d'un climat tempéré à l'extérieur du véhicule V, on peut régler la cylindrée du compresseur CP afin d'alimenter chaque conduit de réfrigération CR avec un air ayant une température froide ou très froide. 25 Il est important de noter que la consigne de température sélectionnée n'est pas forcément une valeur. Il peut en effet s'agir d'une température sélectionnée parmi plusieurs prédéfinies par le constructeur du véhicule V et appelées, par exemple, « température minimale », « température moyenne » et « température maximale ». 30 On notera également que le dispositif d'accueil DA peut, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, comprendre un second capteur de température CT2 installé dans l'espace d'accueil EA du boîtier BD 3064950 10 et propre à fournir aux moyens de contrôle MCT l'estimée de la température de cet espace d'accueil EA. On comprendra qu'en présence d'une telle option l'estimée de la température de l'espace d'accueil EA est une mesure réelle. En variante, en l'absence d'un second capteur de température CT2, la 5 température de l'espace d'accueil EA pourrait être estimée par le calcul, par exemple en fonction de la température de l'air mesurée par le premier capteur de température CT1 et du débit d'air fourni par le second pulseur P2. Plusieurs modes de contrôle (ou régulation) de la température dans l'espace d'accueil EA peuvent être mis en oeuvre par les moyens de contrôle 1 o MCT. A titre d'exemple, les moyens de contrôle MCT peuvent être propres à contrôler la cylindrée du compresseur CP et le débit d'air délivré par le second pulseur P2 en fonction d'une différence entre la consigne de température et l'estimée de la température de l'espace d'accueil EA, du débit 15 d'air fourni par le premier pulseur P1 et de la mesure de la température à l'intérieur de l'évaporateur EV (fournie par le premier capteur de température CT1). On notera également que les moyens de contrôle MCT peuvent être réalisés sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore 20 « software »), ou bien d'une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels. L'invention offre plusieurs avantages, parmi lesquels : - elle ne risque pas de poser de problème en cas de percement d'un conduit de réfrigération puisque ce dernier est parcouru par de l'air réfrigéré et non 25 par un liquide de refroidissement, - elle offre des très bonnes qualité et efficacité de l'échange thermique entre l'air réfrigéré et l'objet à réfrigérer du fait de la longueur et de la durée du parcours de l'air réfrigéré autour de cet objet, - elle permet de réfrigérer ou de réchauffer au moins un objet d'une façon 30 plus économique qu'un dispositif d'accueil équipé de moyens de chauffage/réfrigération thermoélectriques. - elle permet d'avoir du froid dans l'espace d'accueil, y compris lorsque le 3064950 11 compresseur ne fonctionne pas par climat froid, du fait que l'on prélève l'air réfrigéré en sortie de l'évaporateur. REVENDICATIONS1. Dispositif d'accueil (DA), comprenant un boîtier (BD) muni d'une face interne (FI) délimitant un espace d'accueil (EA) propre à accueillir au moins partiellement au moins un objet et comportant au moins un circuit électrique de chauffage (CE), et destiné à équiper un véhicule (V) comprenant une installation de chauffage/climatisation (IC) destinée à alimenter en air traité un habitacle (H) et comprenant une boucle froide (BF) propre à refroidir de l'air à traiter, caractérisé en ce que ladite face interne (FI) du boîtier (BD) est munie d'au moins un conduit de réfrigération (CR) entourant ledit espace d'accueil (EA) en formant au moins une boucle (BC) non fermée et propre à être alimenté en air réfrigéré par un conduit d'alimentation (CA) communiquant avec ladite boucle froide (BF). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite face interne (FI) du boîtier (BD) est munie dudit circuit électrique de chauffage (CE). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit conduit de réfrigération (CR) est au moins partiellement en saillie sur ladite face interne (FI) du boîtier (BD), et en ce que ledit circuit électrique de chauffage (CE) comprend au moins un élément résistif (ER) épousant localement la forme dudit conduit de réfrigération (CR). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit élément résistif (ER) est souple. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit élément résistif (ER) est rigide. 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'au moins un élément résistif (ER) est solidarisé perpendiculairement à au moins une boucle (BC) dudit conduit de réfrigération (CR). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur de température (CT2) installé dans ledit espace d'accueil (EA) et propre à fournir des mesures de la température dudit espace d'accueil (EA). 3064950 13 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit boîtier (BD) constitue un porte gobelet(s) propre à être installé à l'intérieur dudit habitacle (H) ou une boîte à gants propre à communiquer avec ledit habitacle (H). 5 9. Véhicule (V) comprenant un habitacle (H) et une installation de chauffage/climatisation (IC) propre à alimenter en air traité ledit habitacle (H) et comprenant une boucle froide (BF) comportant un évaporateur (EV) propre à refroidir de l'air à traiter, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif d'accueil (DA) selon l'une des revendications précédentes, et en ce 10 que ladite installation de chauffage/climatisation (IC) comprend un conduit d'alimentation (CA) communiquant avec ladite boucle froide (BF) en aval dudit évaporateur (EV) et avec le conduit de réfrigération (CR) dudit dispositif d'accueil (DA) pour l'alimenter en air réfrigéré. 10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite 15 installation de chauffage/climatisation (IC) comprend en outre un pulseur (P2) à débit d'air variable et installé entre deux parties dudit conduit d'alimentation (CA).