Brevet FR3095512A1 — publié le 20201030

Description Titre de l'invention : Boîtier de mesure de particules présentes dans un flux d'air, module d'entrée d'air et une unité de chauffage, ven- tilation et/ou de conditionnement d'air munis d'une tel boîtier Domaine technique de l'invention 100011 L'invention concerne un boîtier de mesure de particules présentes dans un flux d'air ainsi qu'un module d'entrée d'air et une unité de chauffage, ventilation et/ou de conditionnement d'air munis d'un tel boîtier. Elle est en particulier destinée à équiper des véhicules automobiles. Arrière-plan technique [0002] Afin de contrôler la qualité de l'air, il est connu de mesurer le taux de particules présentes dans un flux d'air destiné à pénétrer dans l'habitacle d'un véhicule au moment où il traverse une unité de chauffage, ventilation et/ou de conditionnement d'air équipant ledit véhicule. [0003] Pour cela, il a été proposé de faire circuler une partie du flux d'air traversant l'unité de chauffage, ventilation et/ou de conditionnement d'air dans des boîtiers munis d'un détecteur de particules. [0004] Pour un bon fonctionnement du détecteur, il nécessaire que la portion d'air prélevée circule à une vitesse suffisante. A cette fin, les boîtiers sont munis de ventilateurs miniaturisés afin d'accélérer l'air circulant dans le boîtier. [0005] Par ailleurs, les boîtiers comprennent. des tubulures d'entrée et de sortie permettant de prélever l'air à analyser et de le renvoyer dans l'unité de chauffage, ventilation et/ou de conditionnement d'air. Pour certaines orientations des tubulures, la vitesse de l'air dans le boîtier est suffisante pour le bon fonctionnement du capteur. [0006] Cependant, lorsque celles-ci sont orientées de façon parallèles entre elles, et encore plus particulièrement dans le cas où les tubulures sont toutes les deux orientées perpendiculairement à un plan de circulation de l'air dans le boîtier, il a été constaté avec les boîtiers initialement testés par la déposante que la vitesse de l'air n'était pas suffisante. Une telle orientation des tubulures est cependant avantageuse pour le montage du boîtier de mesure sur son support et il existe un besoin de la conserver. [0007] Une première solution pour augmente la vitesse du flux d'air aurait été de renforcer les performances des ventilateurs miniaturisés. Cependant, une telle solution aurait entrainé l'utilisation de ventilateurs non seulement plus coûteux niais aussi plus volumineux et générant donc des difficultés d'implantations dans les boîtiers de mesure. Résumé de l'invention [0008] L'invention vise à pallier au moins en partie les difficultés précitées et propose à 2 cette fin un boîtier de mesure de particules présentes dans un flux d'air, ledit boîtier comprenant une tubulure d'entrée et une tubulure de sortie du flux, lesdites tubulures d'entrée et de sortie étant sensiblement orientées selon une même direction, ledit boîtier comprenant un ventilateur, permettant une circulation axial du flux par rapport à un axe de rotation dudit ventilateur, orienté selon la direction desdites tubulures, et une chambre de sortie dudit flux en aval du ventilateur selon le sens d'écoulement du flux, ladite chambre de sortie débouchant sur ladite tubulure de sortie de façon désaxée par rapport audit axe de rotation du ventilateur. [0009] Tl a pu être mis en évidence par le déposant qu'une telle implantation relative du ven- tilateur et de la tubulure de sortie permet d'obtenir des vitesses satisfaisantes de circulation de l'air dans le boîtier, ceci sans avoir à sur dimensionner le ventilateur et en conservant des tubulures d'entrée et de sortie parallèles entre elles. [0010] Selon des caractéristiques supplémentaires de l'invention qui pourront être prises sé- parément ou ensemble selon toute combinaison techniquement possible, formant autant de modes de réalisation de l'invention : lesdites tubulures d'entrée et de sortie sont disposées l'une par rapport à l'autre de sorte à se trouver sensiblement au même niveau cn utilisation, le boîtier comprend un corps définissant un canal de circulation du flux, le canal de circulation du flux s'étend selon un plan sensiblement orthogonal à ladite direction des tubulures, ledit canal comprend une branche de mesure s'étendant sensiblement orthogonalement auxdites tubulures, lesdites tubulures d'entrée et de sortie présentent sensiblement une même section de passage du flux, ladite chambre de sortie comprend un orifice de sortie débouchant sur ladite tubulure, ladite chambre de sortie comprend un déflecteur, orientant le flux vers ladite tubulure de sortie, ledit déflecteur s'étend dans ladite chambre de sortie de façon tangente à l'orifice de sortie, ladite chambre de sortie présente une configuration sensiblement parallélépipédique, ledit axe de rotation est situé selon un axe de symétrie de ladite chambre de sortie, ledit axe de symétrie passe par une face de ladite chambre de sortie, dite face de sortie, ladite face de sortie étant munie dudit orifice de sortie, ledit orifice de sortie se trouve entre ledit axe de rotation et un sommet de ladite face de sortie, 3 ledit déflecteur s'étend à proximité et parallèlement à un plan de symétrie de ladite chambre de sortie passant par un milieu d'un côté de ladite face de sortie, ledit corps comprend une chambre collectrice du flux située en amont du ventilateur selon le sens d'écoulement du flux, ledit corps comprend un logement pour ledit ventilateur, ladite chambre collectrice, ledit ventilateur et ladite chambre de sortie sont situés dans le prolongement les uns des autres selon la direction des tubulures, le canal de circulation du flux débouche latéralement dans ladite chambre collectrice. [0011] L'invention concerne aussi un module d'entrée d'air d'une unité de chauffage, ven- tilation et/ou de conditionnement d'air muni d'un tel boîtier. [0012] L'invention concerne encore une unité de chauffage, ventilation et/ou de condi- tionnement d'air munie d'un module. Brève description des figures [0013] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : [0014] [fig.1] la figure 1 illustre en perspective un boîtier de mesure conforme à l'invention, [0015] [fig.2] la figure 2 illustre en perspective le volume occupé par le flux d'air à l'intérieur d'un boîtier de mesure conforme à l'invention, [0016] [fig.3] la figure 3 reprend la figure 2 en vue dessus, [0017] [fig.4] la figure 4 illustre en perspective une chambre et une tubulure de sortie du boîtier de mesure des figures 2 et 3, [0018] [fig.5] la figure 5 illustre en perspective un ventilateur du boîtier de mesure des figures 2 à 4. Description détaillée de l'invention 100191 Comme illustré à la figure 1, l'invention concerne un boîtier de mesure de particules présentes dans un flux d'air. Il s'agit, notamment, de particules polluantes dont on souhaite contrôler la concentration dans l'air, ceci en particulier afin d'éviter d'introduite dans l'habitacle d'un véhicule un air dont la qualité ne serait pas satisfai sante. 100201 Ledit boîtier comprend une tubulure d'entrée 2 et une tubulure de sortie 4 du flux. Afin de faciliter le montage du boîtier sur son support, lesdites tubulures d'entrée et de sortie 2, 4 sont sensiblement orientées selon une même direction. Autrement dit, lesdites tubulures 2, 4 sont parallèles entre elles. 100211 Ledit boîtier comprend ici un corps 6 de circulation du flux d'air. Lesdites tubulures d'entrée et de sortie 2, 4 sont issues dudit corps 6. Ledit corps de circulation de fluide 6 présente, par exemple, une forme générale parallélépipédique avec deux grandes faces opposées 8, 10 et des faces latérales 12 reliant lesdites grandes faces opposées 8, 10. [0022] Ledit corps de circulation 6 est préférentiellement en deux parties et comprend une première coque 14 munie des tubulures d'entrée et de sortie 2, 4 et une seconde coque 16, la première coque 14 formant un couvercle pour la seconde coque 16. Les première et seconde coques 14, 16 sont par exemple liées par des clips 18 situés sur les faces latérales 12 du corps de circulation 6. Le corps de circulation 6 peut être réalisé en matière plastique, notamment par moulage. [0023] Lesdites tubulures d'entrée 2 et de sortie 4 présentent, par exemple, une forme cy- lindrique, notamment de section arrondie, en particulier circulaire, et ladite direction des tubulures d'entrée et de sortie 2, 4 est définie par un axe longitudinal de ladite forme cylindrique. De façon préférentielle, lesdites tubulures d'entrée et de sortie 2, 4 présentent sensiblement une même section de passage du flux. [0024] Lesdites tubulures d'entrée et de sortie 2, 4 sont reliées à une première 8 des grandes faces. Plus précisément, ici, ladite première grande face 8 présente deux côtés longitudinaux reliés par deux côtés latéraux, lesdits côtés longitudinaux et lesdits côtés latéraux étant reliés par des sommets arrondis. Lesdites tubulures d'entrée et de sortie 2, 4 sont situées au voisinage de deux sommets d'un même côté latéral de ladite grande face 8. Plus généralement, lesdites tubulures d'entrée et de sortie 2, 4 sont disposées l'une par rapport à l'autre de sorte à se trouver au même niveau en utilisation, comme cela sera détaillé plus bas. [0025] Ladite tubulure d'entrée 2 s'étend directement à partir d'une partie plane de ladite grande face 8, tandis que ladite tubulure de sortie 4 s'étend à partir d'une boite de sortie 20 prévue sur ladite partie plane. Ladite boîte de sortie 20 a en elle-même une forme parallélépipédique. Ladite boîte de sortie 20 s'étend par exemple en continuité du côté latéral et du côté longitudinal adjacents de ladite grande face 8. [0026] Lesdites tubulures d'entrée et de sortie 2, 4 sont orientées, par exemple, perpendicu- lairement à ladite grande face 8. [0027] Comme illustré aux figures 2 et 3, le corps de circulation 6 comprend intérieurement un canal 22 le long duquel l'air s'écoule en provenance de la tubulure d'entrée 2 et en direction de la tubulure de sortie 4. [0028] Le corps de circulation 6 comprend en outre une chambre de distribution 32 mettant en communication la tubulure de d'entrée 2 et ledit canal 22 et/ou une chambre collectrice 34 mettant en communication le canal 22 et la tubulure de sortie 4, comme cela sera détaillée plus loin. [0029] Le canal de circulation du flux 22 s'étend selon un plan sensiblement orthogonal à ladite direction des tubulures d'entrée et de sortie 2, 4. Plus précisément, ici, ledit canal 22 comprend successivement selon le sens de circulation du flux une branche d'entrée 24, communiquant avec la chambre de distribution 32, une branche de mesure 26 et une branche de sortie 28, communiquant avec la chambre collectrice 34. [0030] La branche d'entrée 24 présente une portion rectiligne, communiquant avec la chambre de distribution 32, et une portion formant un demi-cercle prolongeant ladite portion rectiligne et débouchant dans la branche de mesure 26. La portion rectiligne de la branche d'entrée 24 et la branche de mesure 26 sont sensiblement orthogonales. Lesdites branches de mesure 26 et de sortie 28 sont sensiblement rectilignes et orthogonales entre elles. En faisant abstraction de la portion en demi-cercle de la branche d'entrée 24, le canal 22 présente une configuration en U, la branche de mesure 26 formant le fond du U. [0031] La portion rectiligne de la branche d'entrée 24 est légèrement inclinée par rapport au plan desdites grandes faces 8, 10 du boîtier. Pour le reste, le canal 22 s'étend orthogonalement aux tubulures d'entrée et de sortie 2, 4. En particulier, ladite branche de mesure 26 s'étendant sensiblement orthogonalement à ces dernières. [0032] Le corps de circulation 2 comprend en outre un capteur de particules situé le long du canal 22, par exemple au niveau de la branche de mesure 26. [0033] Le boîtier 1 comprend en outre un connecteur 30 (voir figure 1) fournissant une ali- mentation électrique au capteur et connectant ce dernier à un réseau de communication de données externe. Ledit connecteur 30 est par exemple situé sur l'une desdites faces latérales 12 dudit corps 6 de circulation de fluide. [0034] Pour entraîner le flux, ledit boîtier comprend en outre un ventilateur 36, permettant une circulation axial du flux pal- rapport à un axe de rotation X dudit ventilateur. Autrement dit, il s'agit d'un ventilateur du type axial. Ledit axe de rotation du ventilateur 36 est orienté selon la direction desdites tubulures d'entrée et de sortie 2, 4. [0035] Ledit boîtier comprend en outre une chambre de sortie 38 dudit flux en aval du ven- tilateur 36 selon le sens d'écoulement du flux. Ici, ladite chambre de sortie 38 correspond à la boîte de sortie 20 évoquée plus haut et présente de la sorte une configuration sensiblement parallélépipédique. [0036] Selon l'invention, ladite chambre de sortie 38 débouche sur ladite tubulure de sortie 4 de façon désaxée par rapport audit axe de rotation du ventilateur 36. Pour cela, ici, ladite chambre de sortie 38 comprend un orifice de sortie 40 débouchant sur ladite tubulure de sortie 4. [0037] Ledit axe de rotation du ventilateur 36 est situé, par exemple, selon un axe de symétrie de ladite chambre de sortie 38, ledit axe de symétrie passant par une face 42 de ladite chambre 38, dite face de sortie, ladite face de sortie 42 étant munie dudit orifice de sortie 40. Dans l'exemple illustré, le désaxage de la tubulure de sortie 4 est obtenu par le positionnement dudit orifice de sortie 40 qui se trouve entre ledit axe 6 d'articulation et un sommet 44 de ladite face de sortie 42. [0038] Ici, ladite face de sortie 42 est sensiblement carrée. Le diamètre dudit orifice de sortie 40 et de ladite tubulure de sortie 4 correspond sensiblement à la moitié de la longueur des côtés de ladite face de sortie 42. [0039] Comme illustré à la figure 4, préférentiellement, ladite chambre de sortie 38 comprend un déflecteur 46, orientant le flux vers ladite tubulure de sortie 4. Ledit déflecteur 46 s'étend dans ladite chambre de sortie 38, par exemple, de façon tangente à l'orifice de sortie 40. [0040] Ici, ledit déflecteur 46 comprend une cloison qui s'étend à proximité et parallèlement à un plan de symétrie de ladite chambre de sortie 38 passant par un milieu d'un côté 48 de ladite face de sortie 38. Ladite cloison s'étend dudit côté 48 audit axe d'articulation X du ventilateur 36. [0041] Comme illustré à la figure 5, ledit ventilateur 36 présente une partie mobile 50 et unc partie fixe 52. La partie mobile 50 comprend un bol 54 des pales 56 s'étendant à partir du bol. La partie fixe 52 est configurée pour être fixée au corps 6 du boîtier, au niveau d'un logement, non illustré. Elle est également configurée pour supporter un moteur, d'entrainement de la partie mobile 50. [0042] Si l'on se reporte de nouveau à la figure 2, on constate que la chambre collectrice 34 est située en amont du ventilateur 36 selon le sens d'écoulement du flux. Ladite chambre collectrice 34, ledit ventilateur 36 et ladite chambre de sortie 38 sont situés dans le prolongement les uns des autres selon la direction des tubulures 2, 4. Le canal de circulation du flux 22 débouche latéralement dans ladite chambre collectrice 34. [0043] Comme cela est mieux illustré à la figure 3 et comme déjà dit, la tubulure d'entrée 2 et la tubulure de sortie 4 sont situées au même niveau. On entend par là, en particulier dans le mode de réalisation représenté, que les tubulures d'entrée 2 et de sortie 4 présentent un axe longitudinal passant par un même plan 60 et que ledit plan 60 est destiné à être orienté horizontalement, notamment en étant orienté parallèlement à la face latérale 12 du boîtier se trouvant à proximité desdites tubulures d'entrée et de sortie 2, 4. Autrement dit, les parties rectilignes du canal 22 sont sensiblement parallèles à des faces latérales 12 du boîtier. 7 REVENDICATIONS[Revendication 1] Boîtier dc mesure dc particules présentes dans un flux d'air, ledit boîtier comprenant une tubulure d'entrée (2) et une tubulure de sortie (4) du flux, lesdites tubulures d'entrée et de sortie (2, 4) étant sensiblement orientées selon une même direction, ledit boîtier comprenant un ventilateur (36), permettant une circulation axial du flux par rapport à un axe de rotation (X) dudit ventilateur, orienté selon la direction desdites tubulures (2, 4), et une chambre de sortie (38) dudit flux en aval du ventilateur (36) selon le sens d'écoulement du flux, ladite chambre de sortie (38) débouchant sur ladite tubulure de sortie (4) de façon désaxée par rapport audit axe de rotation (X) du ventilateur (36). [Revendication 2] Boîtier selon la revendication 1 dans lequel lesdites tubulures d'entrée et de sortie (2, 4) sont disposées l'une par rapport à l'autre de sorte à se trouver sensiblement au même niveau en utilisation. [Revendication 3] Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant un corps (6) définissant un canal (22) de circulation du flux, ledit canal de circulation (22) s'étendant selon un plan sensiblement orthogonal à ladite direction des tubulures (2, 4). [Revendication 4] Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel lesdites tubulures d'entrée et de sortie (2, 4) présentent sen- siblement une même section de passage du flux. [Revendication 5] Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel ladite chambre de sortie (38) comprend un déflecteur (46), orientant le flux vers ladite tubulure de sortie (4). [Revendication 6] Boîtier selon la revendication précédente dans lequel ledit déflecteur (46) s'étend dans ladite chambre de sortie (38) de façon tangente à un orifice de sortie (40) de ladite chambre de sortie (38), ledit orifice de sortie (40) débouchant sur ladite tubulure de sortie (4). [Revendication 7] Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel ladite chambre de sortie (38) présente une configuration sensiblement parallélépipédique. [Revendication 8] Boîtier selon la revendication précédente dans lequel ledit axe de rotation (X) est situé selon un axe de symétrie de ladite chambre de sortie (38), ledit axe de symétrie (X) passant par une face (42) de ladite chambre de sortie (38), dite face de sortie, ladite face de sortie (42) étant munie dudit orifice de sortie (40), ledit orifice de sortie (40) se trouvant entre ledit axe d'articulation (X) et un sommet (44) de ladite face de 8 [Revendication 9] sortie (42). [Revendication 10] Module d'entrée d'air d'une unité de chauffage, ventilation et/ou de conditionnement d'air muni d'un boîtier selon l'une quelconques dcs revendications précédentes. Unité de chauffage, ventilation et/ou de conditionnement d'air munie d'un module selon la revendication précédente.