Brevet FR3095511A1 — 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 une direction orthogonale auxdites tubulures, et une chambre de sortie dudit flux en aval du ventilateur selon le sens d'écoulement du flux, ladite chambre de sortie débouchant latéralement sur ladite tubulure de sortie. [0009] Il a pu être mis en évidence par le déposant qu'une telle orientation 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 : [0011] - 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 en utilisation, [0012] - le boîtier comprend un corps définissant un canal de circulation du flux, [0013] - le canal de circulation du flux s'étend selon un plan sensiblement orthogonal à ladite direction des tubulures, [0014] - ledit canal comprend une branche de mesure s'étendant sensiblement orthogo- nalement auxdites tubulures, [0015] - lesdites tubulures d'entrée et de sortie présentent sensiblement une même section de passage du flux, [0016] - ladite chambre de sortie comprend un orifice de sortie débouchant sur ladite tubulure, [0017] - ladite chambre de sortie comprend une première partie, située dans le prolongement axial dudit ventilateur, et une seconde partie dans laquelle ladite première partie débouche latéralement, ladite seconde partie débouchant dans ladite tubulure de sortie, [0018] - ledit orifice de sortie est situé au niveau d'une face de sortie de la seconde partie de la boîte de sortie, [0019] - ladite face de sortie présente une configuration convergente, [0020] - ladite seconde partie coiffe au moins en partie ledit ventilateur, en particulier par une face opposée à ladite face de sortie, [0021] - ledit boîtier comprend une chambre collectrice du flux située en amont du ven- tilateur selon le sens d'écoulement du flux, [0022] - ladite chambre collectrice présente une configuration divergente de sorte à alimenter le ventilateur en air sur l'ensemble d'une face d'entrée dudit ventilateur, 3 100231 - ladite chambre collectrice est configurée pour maintenir ledit ventilateur [0024] 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. [0025] L'invention concerne encore une unité de chauffage, ventilation et/ou de condi- tionnement d'air munie d'un tel module. Brève description des figures [0026] 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 : [0027] [fie.1] la figure 1 illustre en perspective un boîtier de mesure conforme à l'invention, [0028] [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, [0029] [fig.3] la figure 3 reprend la figure 2 en vue dessus, [0030] [fig.4] la figure 4 illustre selon une vue de côté une extrémité aval de la circulation du flux d'air dans le boîtier de mesure des figures 2 et 3, [0031] [fig.5] la figure 5 illustre en perspective un ventilateur du boîtier de mesure des figures 2 à 4 Description détaillée de l'invention [0032] 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'introduire dans l'habitacle d'un véhicule un air dont la qualité ne serait pas satisfaisante. 100331 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. 100341 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. 100351 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 bées 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. [0036] 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. [0037] 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. [0038] 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. [0039] Lesdites tubulures d'entrée et de sortie 2, 4 sont orientées, par exemple, perpendicu- lairement à ladite grande face 8. [0040] 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. [0041] 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. [0042] 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. [0043] 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. [0044] 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. [0045] 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. [0046] 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. [0047] Pour entraîner le flux, ledit boîtier comprend en outre un ventilateur 36, permettant une circulation axial du flux par rapport à un axe de rotation X dudit ventilateur. Autrement dit, il s'agit d'un ventilateur du type axial. [0048] Selon l'invention, ledit axe de rotation du ventilateur 36 est orienté selon une direction orthogonale à la direction desdites tubulures d'entrée et de sortie 2, 4. Par ailleurs, ledit boîtier comprend en outre 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 latéralement sur ladite tubulure de sortie 4. Pour cela, ici, ladite chambre de sortie 38 comprend un orifice de sortie 40 débouchant sur ladite tubulure de sortie 4. Ledit orifice de sortie 40 et ladite tubulure de sortie 4 présentent avantageusement le même diamètre. [0049] Comme cela est illustré à la figure 4, ladite chambre de sortie 38 comprend, par exemple, une première partie 42, située dans le prolongement axial dudit ventilateur 36. Ladite première partie 42 communique avec le ventilateur 36 par une première ouverture 43 située dans un plan orthogonal à l'axe X dudit ventilateur 36. Ladite boîte de sortie 38 comprend en outre une seconde partie 44 dans laquelle ladite première partie 42 débouche latéralement par une deuxième ouverture 45, perpendiculaire à ladite première ouverture 43. Ladite seconde partie 44 débouche dans ladite tubulure de sortie 4 par ledit orifice de sortie 40. [0050] Ledit orifice de sortie 40 est situé au niveau d'une face de sortie 46 de la seconde partie de la boîte de sortie. Ladite face de sortie 46 présente ici une configuration convergente vers un sommet 48 de ladite face de sortie 46, opposé à la deuxième ouverture 45. Ledit sommet 48 se trouve clans une partie médiane de ladite face de sortie 48. [0051] Ladite seconde partie 44 de la chambre de sortie 38 coiffe au moins en partie ledit ventilateur 36, en particulier par une face 50 opposée à ladite face de sortie 46. Ladite 6 face 50 opposée à la face de sortie 46 est ici située dans un même plan que la deuxième ouverture 45. [0052] Ledit orifice de sortie 40 est situé en vis-à-vis de ladite face 50 coiffant le ventilateur 36. Il est de la sorte excentré sur la face de sortie 46 en étant situé entre son sommet 48 et un bord latéral de ladite face de sortie 46.Comme illustré à la figure 5, ledit ventilateur 36 présente une partie mobile 50 et une partie fixe 52. La partie mobile 50 comprend un bol 54 et des pales 56 s'étendant à partir du bol. La partie fixe 52 est configure° pour être fixée au corps 6 du boîtier, au niveau d'un logement, non illustré. Elle est également configurée pour supporter un moteur, non-visible, d'entrainement de la partie mobile 50. [0053] Si l'on se reporte de nouveau à la figure 4, on constate que la chambre collectrice 34 est située en amont du ventilateur 36 selon le sens d'écoulement du flux. [0054] Ladite chambre collectrice 34 présente une configuration divergente depuis une extrémité distale du canal de circulation 22 de sorte à alimenter le ventilateur 36 en air sur l'ensemble d'une face d'entrée 51 dudit ventilateur 36. [0055] Ladite chambre collectrice 34 est configuree pour maintenir ledit ventilateur 36 dans ledit corps 6, notamment au niveau d'un logement prévu à cette fin dans ledit corps 6. [0056] 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 une direction orthogonale auxdites 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 latéralement sur ladite tubulure de sortie (4). [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 sensiblement 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 une première partie (42), située dans le prolongement axial dudit ventilateur (36), et une seconde partie (44) dans laquelle ladite première partie (42) débouche latéralement, ladite seconde partie débouchant dans ladite tubulure de sortie (4). [Revendication 6] Boîtier selon la revendication précédente dans lequel ladite seconde partie (44) coiffe au moins en partie ledit ventilateur (36). [Revendication 7] Boîtier selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant une chambre collectrice (34) située en amont du ventilateur (36) selon le sens (l'écoulement du flux. [Revendication 8] Boîtier selon la revendication précédente dans lequel ladite chambre col- lectrice (34) est configurée pour maintenir ledit ventilateur (36). [Revendication 9] 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 des revendications précédentes. 8 [Revendication 10] Unité de chauffage, ventilation et/ou de conditionnement d'air munie d'un module selon la revendication précédente.