Brevet FR3083850A1 — publié le 20200117

Description Titre de l'invention : BOUCHE D'AIR COMPACTE POUR DIRIGER UN FLUX D'AIR [0001] La présente demande de brevet concerne le domaine d'une bouche d'air. De manière spécifique, l'objet de la présente demande de brevet concerne une bouche d'air qui utilise un élément de guidage d'air mobile à l'intérieur d'un boîtier pour guider le flux d'air via deux canaux allant d'une ouverture d'entrée d'air à une ouverture de sortie d'air, tout en permettant au flux d'air de sortie d'être dirigé verticalement. En outre, au moins un volet d'air mobile est raccordé à l'élément de guidage d'air pour diriger le flux d'air horizontalement. En particulier, la bouche d'air est appropriée pour être utilisée dans un intérieur de véhicule. [0002] Dans les bouches d'air connues pour véhicules, le changement de direction de flux d'air verticalement est réalisé en utilisant un élément central qui divise la bouche d'air en deux canaux : un au-dessus du corps central et l'autre au-dessous. Le flux d'air est dirigé vers le haut lorsque le corps central se déplace vers le haut et vice versa. Les documents US 2008/014855M et J P2007/1 96942 A décrivent le mécanisme ci-dessus pour changer la direction du flux d'air verticalement. [0003] Un problème avec cette approche réside dans le fait que, alors que l'élément mobile central permet de diriger le flux d'air vers le haut ou vers le bas, l'air ne peut pas être dirigé à gauche ou à droite d'une autre manière qu'en agençant les pales du côté de l'entrée d'air de l'élément central ou du côté de la sortie d'air de l'élément central. Par conséquent, une telle bouche d'air comprenant des pales pour diriger le flux d'air à droite ou à gauche rend la bouche d'air considérablement plus longue qu'une bouche d'air sans de telles pales. [0004] La présente invention présente l'avantage d'un élément central mobile qui est tel que lorsque la taille d'un canal, plus particulièrement sa section transversale perpendiculaire à la direction de flux d'air, augmente, la taille, plus particulièrement la section transversale perpendiculaire à la direction de flux d'air dc l'autre canal diminue et vice versa, maintenant ainsi la surface transversale totale à travers laquelle l'air s'écoule, constante. L'effet réside dans le fait que la résistance au flux de la bouche d'air, plus particulièrement la chute de pression surfa bouche d'air pendant son utilisation, reste constante ou presque constante tout en dirigeant le flux d'air dans différentes directions. Un avantage réside dans le fait que le bruit du flux d'air reste également le même ou presque le même. [0005] Ainsi, un problème réside dans le fait de prévoir une bouche d'air avec une conception compacte qui permet de changer la direction verticale et horizontale du flux 2 d'air sortant de la bouche d'air tout en maintenant la chute de pression constante ou presque constante. Une chute de pression constante est avantageuse pour maintenir un flux d'air de sortie constant et un niveau de bruit constant. [0006] L'objet de la présente demande de brevet propose une solution à ce problème. L'objectif principal l'objet de la présente demande est une bouche d'air qui permet l'écoulement d'air d'une ouverture d'entrée d'air d'un boîtier à une ouverture de sortie d'air du boîtier, tout en permettant le changement de direction de flux d'air verticalement et horizontalement. Un élément de guidage d'air à l'intérieur du boîtier de la bouche d'air divise le flux d'air d'entrée en deux canaux de flux d'air au niveau des côtés opposés de l'élément de guidage d'air à l'intérieur du boîtier. Un canal est au-dessus de l'élément de guidage d'air et l'autre au-dessous. Dans la présente demande, l'élément de guidage d'air est mobile de sorte qu'il peut se déplacer dans une direction de translation verticale du premier segment de paroi du boîtier de bouche d'air jusqu'à un second segment de paroi opposé du boîtier. De cette manière, la section transversale de chaque canal peut être modifiée tout en maintenant la surface transversale totale à travers laquelle l'air s'écoule, constante ou presque constante. En outre, il y a au moins un volet de direction d'air qui peut tourner autour d'un axe qui est parallèle à la direction de translation. De préférence, le au moins un volet de direction d'air est agencé au moins en partie entre l'élément de guidage d'air et le premier segment de paroi du boîtier et/ou entre l'élément de guidage d'air et le second segment de paroi du boîtier pour diriger le flux d'air horizontalement. De manière spécifique, ce but est satisfait par l'invention, qui a pour objet une bouche d'air comprenant un boîtier pour guider un flux d'air d'une ouverture d'entrée d'air jusqu'à une ouverture de sortie d'air. Selon l'invention, la bouche d'air comprend un élément de guidage d'air agencé dans le boîtier de sorte qu'un premier canal de flux d'air est formé entre l'élément de guidage d'air et un premier segment de paroi, et un second canal est formé entre l'élément de guidage d'air et un second segment de paroi, lequel élément de guidage d'air est mobile dans une direction de translation d'un premier segment de paroi du boîtier jusqu'à un second segment de paroi opposé du boîtier. Selon l'invention, la bouche d'air comprend au moins un volet de direction d'air pouvant tourner autour d'un axe parallèle à la direction de translation et dans laquelle le volet de direction d'air est agencé au niveau de l'élément de guidage d'air. [0007] Un exemple des modes de réalisation de l'objet de la présente demande de brevet est une bouche d'air comprenant : un boîtier pour guider un flux d'air à l'intérieur du boîtier d'une ouverture de boîtier d'entrée d'air jusqu'à une ouverture de boîtier de sortie d'an; un élément de guidage d'air agencé dans le boîtier, lequel élément de guidage d'air est mobile et peut se déplacer tout le long d'un segment de paroi du boîtier sur l'autre segment de paroi opposé. La bouche d'air est construite de sorte que 3 lorsque l'élément de guidage d'air vient en butée contre le premier segment de paroi de boîtier, le flux d'air est dans une direction verticale, par exemple ascendante, et lorsque l'élément de guidage d'air vient en butée contre la seconde section de paroi de boîtier, le flux d'air est dans la direction verticale opposée, par exemple descendante. Cette conception a l'avantage que lors du changement de direction du flux d'air, c'est-à-dire en déplaçant l'élément de guidage d'air dans différentes directions, la zone d'écoulement d'air totale reste la même ou presque la même. En outre, au moins un volet d'air est agencé sur l'élément de guidage d'air et se déplace conjointement avec l'élément de guidage d'air vers le haut ou vers le bas. Le au moins un volet d'air peut tourner autour d'un axe qui est parallèle à la direction de translation de l'élément de guidage d'air. Le au moins un volet d'air permet au flux d'air de sortie d'être dirigé horizontalement, donc vers la gauche ou vers la droite. [0008] Un autre exemple se présente sous la forme de la bouche d'air du premier exemple, où des parties du boîtier autour de la zone dans laquelle le volet d'air s'étend vers l'avant depuis l'élément de guidage d'air, sont renflées vers l'extérieur. Plus particulièrement, le premier segment de paroi du boîtier et le second segment de paroi du boîtier sont renflés vers l'extérieur pour loger le mouvement de l'élément de guidage d'air et du volet d'air dans la direction de translation. [0009] Etant donné que le volet d'air est agencé sur l'élément de guidage d'air, il monte et descend également lorsque l'élément de guidage d'air se déplace verticalement vers le haut et vers le bas. En d'autres termes, le volet de direction d'air est configuré pour se déplacer conjointement avec l'élément de guidage d'air dans la direction de translation. La rotation du volet d'air est possible autour d'un axe qui est parallèle à la direction de translation de l'élément de guidage d'air. Le volet de direction d'air peut se déplacer dans la direction de translation de l'élément de guidage d'air. Lors du déplacement de l'élément de guidage d'air conjointement avec le volet d'air dans la direction de translation, la zone de flux d'air totale reste la même ou presque la même. Lorsque le volet d'air est agencé verticalement, son mouvement vertical demande de l'espace. Pour incorporer le volet d'air dans la bouche d'air tout en maintenant une conception compacte, il est nécessaire de faire de la place autour de la zone de la bouche d'air dans laquelle le volet d'air s'étend vers l'avant à partir de l'élément de guidage d'air. La zone renflée fournit cet espace, et sert d'évidement pour le(s) volet(s) d'aération. [0010] D'autre part, il faut noter que la partie avant de l'élément de guidage d'air, à distance du volet d'air et à proximité de l'utilisateur final, ne doit pas être renflée. Cette conception aide à améliorer le caractère esthétique de la bouche d'air lorsqu'elle est montée par exemple sur un véhicule de tourisme, étant donné que la partie renflée de la bouche d'air est invisible pour l'utilisateur final alors que la partie visible hors de la partie avant est lisse et esthétiquement agréable. [0011] Un autre exemple prend la forme de la bouche d'air selon l'un quelconque des exemples précédents, où les premier et second canaux sont incurvés l'un vers l'autre au niveau de l'ouverture de sortie d'air de sorte qu'une direction d'écoulement de sortie d'air du premier canal et une direction d'écoulement de sortie d'air du second canal se croisent. Cette caractéristique facilite aisément le changement de direction de flux d'air. Le flux d'air de sortie du premier canal et le flux d'air de sortie du second canal se heurtent après avoir passé l'élément de guidage d'air. La direction du flux d'air résultant à distance de la bouche d'air est déterminée par le rapport des deux flux d'air, lequel rapport est à son tour déterminé par la position de l'élément de guidage d'air par rapport aux premier et second segments de paroi. Dans un mode de réalisation préféré, le corps de guidage d'air a une forme convexe. [0012] Le premier canal de flux d'air est formé entre l'élément de guidage d'air et le premier segment de paroi du boîtier et le second canal de flux d'air est formé entre l'élément de guidage d'air et le second segment de paroi du boîtier. La taille des canaux, plus particulièrement la section transversale perpendiculaire à la direction de flux d'air, change en fonction de la position de l'élément de guidage d'air. Si l'élément de guidage d'air est déplacé vers le premier segment de paroi, alors la section transversale du premier canal diminue et simultanément la section transversale du second canal augmente. De manière similaire, la section transversale du second canal diminue et la section transversale du premier canal augmente, lorsque l'élément de guidage d'air est déplacé vers le second segment de paroi. La section transversale totale perpendiculaire à la direction d'écoulement reste constante pendant ce mouvement de translation de l'élément de guidage d'air. Par conséquent, la résistance au flux et également la chute de pression pendant l'utilisation restent constantes ou presque constantes. De petites variations dans la chute de pression peuvent être possibles parce que la résistance au flux d'un seul canal et la résistance au flux des deux canaux parallèles ayant la même section transversale que le canal unique, peuvent être légèrement différentes. [0013] Le au moins un volet de direction d'air peut être agencé en rotation du côté de l'élément de guidage d'air qui fait face à l'ouverture d'entrée d'air. De préférence, la bouche d'air comprend plusieurs volets de direction d'air qui sont agencés du côté du flux ascendant de l'élément de guidage d'air. Un avantage à agencer le volet d'air ou les volets d'aération du côté de l'entrée d'air de l'élément de guidage d'air réside dans le fait que les volets d'aération sont très invisibles pour un utilisateur qui observe la bouche d'air depuis le côté de sortie d'air. [0014] Dans un autre mode de réalisation, les volets de direction d'air peuvent être agencés au niveau de l'élément de guidage d'air de sorte que leur axe de rotation est agencé entre le côté de l'élément de guidage d'air qui fait face à l'ouverture d'entrée d'air et le côté de l'élément de guidage d'air qui fait face à l'ouverture de sortie d'air. Les volets peuvent être complètement agencés dans les premier et second canaux dc flux d'air. [0015] Les volets de direction d'air peuvent comprendre un évidement ou découpe qui entoure l'élément de guidage d'air partiellement de sorte qu'une partie de chaque volet est agencée entre l'ouverture d'entrée d'air du boîtier et l'élément de guidage d'air. Dans cc mode de réalisation, le volet comprend une première partie d'extrémité et une seconde partie d'extrémité, laquelle première partie d'extrémité et la seconde partie d'extrémité sont respectivement agencées entre l'élément de guidage d'air et le premier segment de paroi et entre l'élément dc guidage d'air et la seconde paroi. [0016] Un autre exemple se présente sous la forme de la bouche d'air selon l'un quelconque des exemples précédents, où le boîtier comprend en outre un élément de commande. L'élément de commande est utilisé pour commander le mouvement de l'élément de guidage d'air, de sorte que le flux d'air peut être dirigé vers le haut ou vers le bas. C'est par le biais de l'élément de commande que l'utilisateur final peut modifier la direction verticale du flux d'air en faisant effectuer un mouvement de translation à l'élément de guidage d'air dans la direction de translation, du premier segment de paroi au second segment de paroi et dans la direction opposée du second segment de paroi au premier segment de paroi. L'élément de commande peut également être utilisé pour commander le mouvement, plus particulièrement, la rotation du volet de direction d'air ou des volets de direction d'air fixé(s) à l'élément de guidage d'air de sorte que le flux d'air peut être dirigé à droite ou à gauche. L'utilisateur final peut ainsi également modifier la direction horizontale du flux d'air par le biais de l'élément de commande. Il faut noter que le mouvement de l'élément de commande peut être limité à une translation le long d'un axe horizontal et à une translation le long cl' un axe vertical. Le mouvement de l'élément de guidage d'air peut être réalisé en utilisant un moteur, par exemple un moteur linéaire qui est agencé du côté gauche ou du côté droit du boîtier et qui est raccordé à l'élément de guidage d'air. De préférence, un tel moteur est agencé à l'extérieur du boîtier. Également la rotation du volet de direction d'air peut être réalisée en utilisant un moteur. Pour cette rotation, on utilise de préférence un moteur de rotation qui peut être directement raccordé avec l'axe de rotation du volet de guidage d'air. Le moteur peut également être raccordé avec le volet de guidage d'air par exemple via un engrenage de sorte que le moteur peut être agencé à l'extérieur du boîtier du côté gauche ou du côté droit du boîtier. [0017] Un autre exemple se présente sous la forme de la bouche d'air selon l'un quelconque des exemples précédents comprenant un élément de commande, dans lequel lorsque l'élément de commande est déplacé dans la direction ascendante, l'élément de guidage d'air se déplace vers le haut vers le premier segment de paroi du boîtier. Dans une position ultime, l'élément de guidage d'air vient en butée contre la première section de paroi du boîtier. Cette pression de l'élément de guidage d'air contre le segment de 6 paroi, ferme le premier canal de flux d'air. Lorsque l'élément de guidage d'air se déplace vers le haut, la hauteur du canal entre l'élément de guidage d'air et le second segment de paroi du boîtier, le second canal, est augmentée. En même temps, la hauteur du canal entre l'élément de guidage d'air et la première paroi, le premier canal, se réduit. Le fait de réduire la hauteur du premier canal se traduit par la réduction de la section transversale du premier canal perpendiculaire à la direction d'écoulement dans ce canal. Par conséquent, le flux d'air à travers le premier canal est réduit et le composant descendant du flux d'air de sortie de la bouche d'air diminue. [0018] Un autre exemple se présente sous la forme de la bouche d'air selon l'un quelconque des exemples précédents, comprenant un élément de commande, dans lequel lorsque l'élément de commande est déplacé dans la direction descendante, l'élément de guidage d'air se déplace vers le bas vers le second segment de paroi du boîtier augmentant ainsi la taille, plus particulièrement la section transversale perpendiculaire à la direction d'écoulement, du canal entre l'élément de guidage d'air et le premier segment de paroi du boîtier. Dans une position ultime, l'élément de guidage d'air vient en butée contre le second segment de paroi du boîtier. Dans cette position dans laquelle l'élément de guidage d'air est comprimé contre le second segment de paroi du boîtier, le second canal est fermé. A ce moment-là, la taille, plus particulièrement la section transversale perpendiculaire à la direction d'écoulement, du canal entre l'élément de guidage d'air et la seconde paroi diminue. Par conséquent, le composant descendant du flux d'air de sortie est augmenté alors que le composant ascendant du flux d'air est diminué. [0019] Un autre exemple se présente sous la forme de la bouche d'air selon l'un quelconque des exemples précédents, comprenant un élément de commande, dans lequel lorsque l'élément de commande est déplacé dans la direction gauche ou droite, le volet de direction d'air tourne dans le sens des aiguilles d'une montre ou le sens inverse des aiguilles d'une montre autour de son axe de rotation qui est parallèle à la direction de translation de sorte que le flux d'air de sortie est également déplacé à gauche ou à droite, dirigeant ainsi le flux d'air à gauche ou à droite respectivement. De préférence, la bouche d'air a plusieurs volets de direction d'air qui sont tous agencés en parallèle le long d'une ligne qui est perpendiculaire à la direction de translation. Les multiples volets de direction d'air peuvent être raccordés entre eux, par exemple au moyen d'une tige, de sorte que la rotation de l'un des volets se traduit par la même rotation que les autres volets. [0020] La divulgation peut être comprise de façon plus complète en considération de la des- cription suivante de différents modes de réalisation illustratifs conjointement avec les dessins annexés dans lesquels : [0021] [fig.1] Les figures la, lb et lc illustrent la vue de face de la bouche d'air telle que 7 visible pour l'utilisateur final, avec le bouton dans trois directions verticales différentes. [0022] [fig.2] Les figures 2a, 2b et 2e illustrent la vue en perspective de la bouche d'air, telle que visible pour l'utilisateur final, avec le bouton dans trois directions verticales différentes. [0023] [fig.3] Les figures 3a, 3b et 3e illustrent la vue interne de la bouche d'air avec l'élément de guidage d'air dans trois directions différentes. [0024] [fig.4] La figure 4 illustre la vue interne de la bouche d'air avec le raccordement de l'élément de guidage d'air au volet d'air mis en évidence. [0025] Alors que la divulgation est susceptible dc subir différentes modifications et formes en variante, ses spécificités ont été représentées à titre d'exemple sur les dessins et seront décrites dc manière détaillée. Il faut cependant comprendre que l'intention n'est pas de limiter les aspects de la divulgation aux modes de réalisation illustratifs particulier décrits. Au contraire, l'intention est de couvrir toutes les modifications, tous les équivalents et toutes les variantes se trouvant dans l'esprit et la portée de la divulgation. [0026] Les figures 1 et 2 représentent la vue de face et la vue en perspective de la bouche d'air, telle que visible pour l'utilisateur final, respectivement. L'utilisateur final peut être un occupant du véhicule. Comme représenté sur ces figures, l'utilisateur final est prévu avec un élément de commande, par exemple un bouton 14, faisant saillie vers l'avant à partir de la bouche d'air. Le bouton est agencé au niveau de l'élément de guidage d'air. En déplaçant ce bouton, l'utilisateur peut modifier la direction du flux d'air provenant de la bouche par exemple à l'intérieur du véhicule. Sur les figures la et 2a, le bouton est dans la position centrale à la fois pour le mouvement gauche/droite comme pour le mouvement ascendant/descendant, de sorte que le flux d'air est dans une direction axiale de la bouche d'air. Sur les figures lb et 2b, le bouton est dans la direction ascendante, dirigeant ainsi le flux d'air vers le haut. Sur les figures 1c et 2e, le flux d'air est dirigé vers le bas lorsque le bouton est dans la direction descendante. [0027] Les figures 3a, 3b et 3c illustrent la vue interne de la bouche d'air, non visible pour l'utilisateur final. Les trois figures représentent un boîtier 1 qui a un premier segment de paroi 3 et un second segment de paroi 4. Comme on peut le voir, les segments de paroi du boîtier sont incurvés l'un vers l'autre, de sorte que le premier segment de paroi 3 est orienté vers le bas alors que le second segment de paroi 4 est orienté vers le haut. A l'intérieur du boîtier, on dispose un élément de guidage d'air 2 qui guide le flux d'air d'une ouverture d'entrée d'air 13 à une ouverture de sortie d'ah- 14. L'élément de guidage d'air a une forme convexe. L'élément de guidage d'air et le premier segment de paroi forment le premier canal. L'élément de guidage d'air et le second segment de paroi forment le second canal. Les premier et second canaux sont configurés de sorte 8 qu'une direction de flux d'air de sortie du premier canal et une direction de flux d'air de sortie du second canal se croisent à l'extérieur de la bouche d'air. On représente également des zones renflées 11.1 et 11.2 qui logent le(s) volet(s) d'aération lorsque l'élément de guidage d'air monte et descend. Le(s) volet(s) d'aération agencé(s) verticalement est/sont configuré(s) pour se déplacer conjointement avec l'élément de guidage d'air vers le haut ou vers le bas dans la direction de translation de l'élément de guidage d'air. Le(s) volet(s) d'aération est/sont entraîné(s) en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour de son (leur) axe de rotation qui est parallèle à la direction de translation de sorte que le flux d'air de sortie est également déplacé vers la gauche ou vers la droite. [0028] Sur la figure 3a, l'élément de guidage d'air est dans la position centrale dans le boîtier. On peut observer deux canaux. Le premier canal d'air 6 est entre l'élément de guidage d'air et le premier segment de paroi 3 du boîtier. Le second canal d'air 7 est formé entre l'élément de guidage d'air 2 et le second segment de paroi 4. La surface transversale totale à travers laquelle l'air s'écoule dans la bouche d'air est donnée en ajoutant les zones 9 et 10, où les zones 9 et 10 sont les mêmes. Les surfaces transversales 9 et 10 ensemble peuvent représenter par exemple un tiers de la section transversale totale du boîtier lorsqu'elles sont mesurées au milieu de l'élément de guidage d'air indiqué par les flèches 9 et 10. [0029] Sur la figure 3b, lorsque l'utilisateur final a poussé le bouton dans la direction as- cendante, l'élément de guidage d'air se déplace également vers le haut. Il est intéressant de noter deux points. Premièrement, le fait que les segments de paroi du boîtier et que l'élément de guidage d'air sont incurvés, facilite le changement de la direction de flux d'air. Deuxièmement, le volume de flux d'air total reste identique et est toujours donné par 9 + 10. Ceci a lieu parce que, alors que la zone du premier canal se réduit jusqu'à zéro sur la figure 3b, la zone du second canal augmente jusqu'à 9 + 10. [0030] En raison de la caractéristique ci-dessus, il n'y a pas d'augmentation de niveau de bruit étant donné que la zone à travers laquelle l'air s'écoule reste la même. Ainsi, l'utilisateur ne doit pas être dérangé lorsqu'il change la direction du flux d'air. [0031] De manière similaire, sur la figure 3c, lorsque l'utilisateur final pousse le bouton dans la direction descendante, l'élément de guidage d'air se déplace vers le bas, et la direction du flux d'air change pour une direction descendante. [0032] Finalement, sur la figure 4, on représente les volets d'aération 5 qui sont agencés sur l'élément de guidage d'air. Comme cela est représenté sur la figure, un mouvement à droite ou à gauche du bouton se traduit par une rotation du volet d'air à droite ou à gauche respectivement. On peut voir que les volets d'aération sont vers l'ouverture d'entrée d'air 13 et à distance de l'ouverture de sortie d'air 14 et l'utilisateur final. De 9 cette manière, la partie renflée de la bouche d'air qui peut loger les volets d'aération verticaux est à distance de l'utilisateur final. Également représentés sur la figure, on trouve des guides de translation 12 qui permettent le mouvement de l'élément de guidage d'air. [0033] Liste des numéros de référence [0034] 1. Boîtier de bouche d'air [0035] 2. Élément de guidage d'air [0036] 3. Premier segment de paroi du boîtier [0037] 4. Second segment de paroi du boîtier [0038] 5. Volet d'air [0039] 6. Premier canal d'air [0040] 7. Second canal d'air [0041] 8. Bouton [0042] 9. (« surface du flux d'air dans toute la bouche d'air » - « surface dc l'élément de guidage d'air ») / 2 [0043] 10. (« Surface du flux d'air dans toute la bouche d'air » - « surface dc l'élément de guidage d'air ») / 2 [0044] 11.1, 11.2. Parties renflées du boîtier pour loger le mouvement du volet d'air et dc l'élément dc guidage d'air. [0045] 12. Guides de translation [0046] 13. Ouverture d'entrée d'air [0047] 14. Ouverture de sortie d'air 10