Brevet FR3139039A1 — publié le 20240301

Dispositif d’aération comprenant des tubes Dispositif d’aération (10) comprenant un conduit (12) s’étendant selon un axe entre une entrée et une sortie et un élément de guidage (18) d’un flux gazeux circulant dans le conduit (12) de l’entrée à la sortie, l’élément de guidage (18) s’étendant dans le conduit (12) et permettant d’orienter ledit flux gazeux à la sortie du conduit (12), caractérisé en ce que l’élément de guidage (18) comprend une pluralité de tubes (19), chaque tube (19) comprenant une extrémité d’entrée (21) et une extrémité de sortie (22), le flux gazeux circulant dans lesdits tubes (19) de leur extrémité d’entrée (21) à leur extrémité de sortie (22), l’élément de guidage (18) étant déformable selon au moins une direction de déformation différente de la direction de l’axe du conduit (12) pour modifier l’orientation de l’extrémité de sortie (22) desdits tubes (19). Figure pour l'abrégé : 1 Dispositif d’aération comprenant des tubes La présente invention concerne un dispositif d’aération, du type comprenant un conduit s’étendant selon un axe entre une entrée et une sortie et un élément de guidage d’un flux gazeux circulant dans le conduit de l’entrée à la sortie, l’élément de guidage s’étendant dans le conduit et permettant d’orienter ledit flux gazeux à la sortie du conduit. Le dispositif d’aération est par exemple un dispositif de ventilation, d’extraction d’air, de refroidissement ou de chauffage. L’invention concerne en particulier un dispositif d’aération pour un habitacle de véhicule. Il est généralement fixé ou logé dans un élément de garnissage de l’habitacle d’un véhicule automobile, tel qu’une planche de bord, un panneau de porte, une console centrale, un plafonnier, etc. du véhicule et comprend un orifice de sortie débouchant dans une surface externe de l’élément de garnissage et dans l’habitacle. Un tel dispositif est par exemple agencé pour permettre à un utilisateur d’orienter un flux d’air sortant du dispositif d’aération selon une direction souhaitée dans l’habitacle du véhicule automobile. Pour ce faire, le dispositif d’aération comprend au moins un élément mobile formant un déflecteur, par exemple un volet ou ailette, un jeu d’ailettes ou autre, mobile en rotation par rapport à l’orifice de sortie d’air de sorte que son déplacement permet d’orienter selon une direction particulière le flux d’air sortant par l’orifice de sortie. Le déplacement est commandé manuellement par un utilisateur au moyen d’un dispositif de commande relié à l’élément mobile. Cependant, dans certaines positions du déflecteur, le flux d’air en sortie du dispositif d’aération subit des pertes de charge en raison de la modification de la section de passage du flux causée par la modification de la surface du déflecteur s’étendant en travers du conduit de circulation du flux gazeux. Le débit d’air n’est alors pas constant en sortie du dispositif en fonction de l’angle d’inclinaison du déflecteur. L’un des buts de l’invention est de pallier à cet inconvénient en proposant un dispositif d’aération dont le débit d’air en sortie est maintenu constant dans toutes les positions de l’élément de guidage par rapport au conduit. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif d’aération du type précité, dans lequel l’élément de guidage comprend une pluralité de tubes, chaque tube comprenant une extrémité d’entrée s’étendant du côté de l’entrée du conduit et une extrémité de sortie s’étendant du côté de la sortie du conduit, le flux gazeux circulant dans lesdits tubes de leur extrémité d’entrée à leur extrémité de sortie, l’élément de guidage étant déformable selon au moins une direction de déformation différente de la direction de l’axe du conduit pour modifier l’orientation de l’extrémité de sortie desdits tubes. Ainsi, peu importe l’orientation de l’extrémité de sortie des tubes, le flux gazeux est constant de l’entrée à la sortie du dispositif puisque la section de passage de ce flux au sein du tube est maintenue constante. Le dispositif d’aération, de par la déformabilité de l’élément de guidage, est facilement orientable selon la direction souhaitée. Le dispositif d’aération selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toute combinaison techniquement envisageable : - l’élément de guidage est déformable selon au moins deux directions de déformation différentes ; - chaque tube présente une section sensiblement constante au cours de la déformation de l’élément de guidage selon la direction de déformation ; - le dispositif d’aération comprend un cadre aval rigide entourant une extrémité aval de l’élément de guidage au voisinage de l’extrémité de sortie des tubes et fixant l’extrémité avale de l’élément de guidage à la sortie du conduit ; - le dispositif d’aération comprend au moins un cadre central rigide entourant une partie centrale de l’élément de guidage entre les extrémités d’entrée et de sortie des tubes et étant déplaçable selon chaque direction de déformation de l’élément de guidage ; - le dispositif d’aération comprend deux cadres centraux déplaçables chacun selon une direction de déformation différente de l’élément de guidage ; - le ou chaque cadre déplaçable est monté sur un rail s’étendant dans le conduit selon la direction de déformation de l’élément de guidage ; - le dispositif d’aération comprend un cadre amont rigide entourant une extrémité amont de l’élément de guidage au voisinage de l’extrémité d’entrée des tubes, le cadre amont étant déplaçable en translation dans la direction de l’axe pour accompagner la déformation de l’élément de guidage selon la direction de déformation ; - l’élément de guidage comprend un boîtier déformable présentant des parois sensiblement planes reçues dans le ou chaque cadre, les tubes s’étendant à l’intérieur du boîtier ; - l’élément de guidage est en matériau élastomère. 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 dessins annexés dans lesquels : - la est une représentation schématique en coupe selon un plan longitudinal d’un dispositif d’aération selon l’invention ; - la est une représentation schématique en coupe selon le plan longitudinal du dispositif d’aération sur la , selon une position de déformation d’un élément de guidage ; - la est une représentation schématique en coupe selon le plan longitudinal du dispositif d’aération sur la , selon une autre position de déformation de l’élément de guidage ; et - la est une représentation schématique en coupe selon un plan transversal du dispositif d’aération sur la . Dans la description, pour une conduite, la direction longitudinale correspond à la direction amont-aval de la conduite et la direction transversale est sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale, la direction transversale correspondant à largeur ou au diamètre de la conduite. Le terme « amont » est défini par rapport à l’orientation de l’écoulement du flux gazeux dans un dispositif d’aération 10 et est opposé au terme « aval ». En référence à la , on décrit le dispositif d’aération 10 de véhicule automobile. Le dispositif d’aération 10 comprend un conduit 12 de forme cylindrique, dont la section est par exemple circulaire ou polygonale, par exemple rectangulaire ou carrée. Le conduit s’étend selon un axe entre une entrée et une sortie. L’axe du conduit s’étend selon la direction amont-aval. L’entrée du conduit 12 est par exemple raccordée au système de ventilation du véhicule, l’entrée du conduit 12 étant en communication fluidique avec un dispositif de ventilation non représenté, le dispositif de ventilation générant un flux gazeux, par exemple un flux d’air, le flux gazeux circulant dans le conduit 12 selon une direction amont-aval jusqu’à la sortie du conduit 12. La sortie du conduit 12 débouche par exemple dans un élément de garnissage de l’habitacle du véhicule automobile tel qu’une planche de bord un panneau de porte, une console centrale, un plafonnier, etc. du véhicule. Le conduit 12 comprend un volet d’obturation 14 s’étendant dans le conduit par exemple au voisinage de l’entrée du conduit. Le volet d’obturation 14 comporte au moins un déflecteur 16 déplaçable entre une position d’ouverture et une position de fermeture. Le volet d’obturation 14, dans sa position de fermeture, obture le conduit 12 et empêche le passage du flux gazeux entre l’entrée et la sortie du conduit. Le volet d’obturation 14 autorise la circulation du flux d’air vers la sortie. En d’autres termes, le volet d’obturation 14 autorise le fonctionnement du dispositif d’aération 10 en position d’ouverture et empêche celui-ci dans la position de fermeture. Dans le mode de réalisation représenté à la , le volet d’obturation 14 comporte deux déflecteurs 16 déplaçables en rotation autour d’un axe orthogonal au plan de coupe longitudinal. Les déflecteurs 16 sont représentés dans leur position d’ouverture. Les déflecteurs 16 présentent un profil aérodynamique dans leur position d’ouverture. Cela permet d’éviter de limiter la perte de charge dans le conduit 12. Les déflecteurs 16 dans leur position de fermeture sont en butée contre une paroi du conduit 12. Les déflecteurs 16 dans leur position d’ouverture sont positionnés afin de présenter une faible surface de contact avec un flux gazeux. Dans la position d’ouverture, les déflecteurs 16 sont aussi en butée contre un élément du conduit 12 non représenté afin de limiter le déplacement des déflecteurs 16 entre la position de fermeture et la position d’ouverture. Le dispositif d’aération 10 comprend un élément de guidage 18 du flux gazeux, s’étendant dans le conduit 12. L’élément de guidage 18 comporte une entrée située dans le conduit 12 par exemple en aval du volet d’obturation 14 et une sortie s’étendant au voisinage de la sortie du conduit 12 ou coïncidant avec celle-ci. L’élément de guidage 18 comprend une pluralité de tubes 19, chaque tube 19 comprenant une extrémité d’entrée 21 s’étendant du côté de l’entrée du conduit 12 et une extrémité de sortie 22 s’étendant du côté de la sortie du conduit 12, le flux gazeux circulant dans lesdits tubes 19 de leur extrémité d’entrée 21 à leur extrémité de sortie 22. Les tubes 19 présentent avantageusement une section circulaire. Les tubes 19 sont répartis parallèlement les uns aux autres. Les tubes 19 sont sensiblement identiques les uns aux autres. L’élément de guidage comprend par exemple entre deux et plusieurs centaines de tubes 19 dans le conduit 12. Les tubes 19 s’étendant dans le conduit de telle sorte que le flux gazeux circulant dans le conduit passe par les tubes 19. Selon un mode de réalisation, l’élément de guidage 18 comprend un boîtier 20 recevant les tubes 19. Dans un mode de réalisation, notamment lorsque le conduit présente une section polygonale, le boîtier 20 présente des parois sensiblement planes entourant les tubes 19. En variante, notamment lorsque le conduit présente une section circulaire, le boîtier 20 présente une paroi de section circulaire entourant les tubes 19. Les tubes 19 sont fermement encadrés par la ou les parois du boîtier 20 de telle sorte que chaque tube 19 n’a pas de liberté de mouvement vis-à-vis du boîtier 20. Chaque tube 19 est en contact avec d’autres tubes 19 et/ou avec une paroi du boîtier 20. Avantageusement, le boîtier 20 est venu de matière avec les tubes 19. L’élément de guidage 18 est déformable selon au moins une direction de déformation différente de la direction de l’axe du flux. En particulier le boîtier 20 est déformable selon au moins une direction de déformation différente de la direction de l’axe du flux. Avantageusement les tubes 19 sont déformables selon au moins une direction de déformation différente de la direction de l’axe du flux. Une direction de déformation est donc définie en tant que direction différente de l’axe du flux. La direction de déformation est par exemple sensiblement perpendiculaire à la direction de l’axe. La direction de déformation est avantageusement la direction haut-bas ou la direction gauche–droite du véhicule. Dans une configuration non déformé pour l’élément de guidage 18, le flux gazeux est sensiblement orthogonal à la sortie du conduit. En particulier, l’élément de guidage 18 est déformable selon au moins deux directions de déformation différentes, notamment deux directions de déformation orthogonales. Ainsi l’élément de guidage 18 est déformable dans toutes les directions du plan orthogonal à l’axe du flux par décomposition de la direction de la déformation selon les deux directions de déformation différentes. Les deux directions principales sont alors avantageusement la direction haut-bas et la direction gauche-droite du véhicule. Le conduit 12 présente au niveau de l’élément de guidage 18 une zone élargie 23 créant une section de conduit plus importante qu’en amont du conduit 12. L’élément de guidage 18 est en contact étanche avec les parois du conduit 12 en amont de la zone élargie 23, l’entièreté du flux gazeux passant par l’élément de guidage 18. En amont de la zone élargie 23, la forme du boîtier 20 est par exemple sensiblement complémentaire du conduit 12. La zone élargie 23 permet à l’élément de guidage 18 et notamment au boîtier 20 de se déformer sans entrer en contact avec les parois du conduit 12. Chaque tube 19 présente une section sensiblement constante au cours de la déformation de l’élément de guidage 18 selon la direction de déformation. La déformation de chaque tube 19 entraîne une courbure selon l’axe du flux gazeux sans modifier la section du tube 19. Cela permet à tout instant et peu importe la déformation, de maintenir une section de passage constante de l’entrée de l’élément de guidage 18 à la sortie. Il y a donc une perte de charge limitée dans l’élément de guidage 18 entre la position représentée en et une position déformée. Chaque tube 19 a une longueur, mesurée entre l’extrémité d’entrée 21 et l’extrémité de sortie 22, sensiblement constante au cours de la déformation de l’élément de guidage 18. En effet chaque tube 19 est inclus dans le boîtier 20 de longueur selon l’axe du flux constant. Cela permet d’avoir une répartition homogène de l’ensemble du flux d’air dans chaque tube 19. Chaque tube 19 est réalisé dans un matériau élastomère apte à la déformation tout en gardant une section constante le long de chaque tube 19. Cela permet notamment d’éviter une pliure le long des tubes 19 empêchant le gaz de circuler ou réduisant son débit. Le matériau est également peu extensible, permettant à chaque tube 19 de garder sensiblement la même longueur dans toute position de déformation. Le boîtier 20 est également construit dans un matériau élastomère déformable et rigide afin de maintenir fermement en place la pluralité de tubes 19. La et la présentent le dispositif d’aération 10 déformé selon des directions orthogonales à la direction du flux gazeux. Comme représenté sur les figures 2 et 3, dans une position de déformation l’élément de guidage 18 oriente le flux gazeux en fonction de la position de déformation. Une déformation selon une direction Y-Y dans un sens entraîne une orientation de la sortie de chaque tube 19 dans une direction spécifique, comme représenté sur la . Une déformation selon une direction Y-Y dans le sens opposé entraîne une orientation de la sortie de chaque tube 19 dans une direction opposée, comme représenté sur la . Le dispositif d’aération 10 comprend au moins un cadre central 24 rigide entourant une partie centrale de l’élément de guidage 18, au niveau du boîtier 20. La ou les parois sont reçues dans le ou chaque cadre central 24. Le ou chaque cadre central 24 est monté sur un rail 26 s’étendant dans le conduit 12 selon la direction de déformation de l’élément de guidage 18. Le rail 26 est fixé solidairement au conduit 12 par un système de fixation non représenté. Le ou chaque cadre central 24 est déplaçable selon la ou chaque direction de déformation de l’élément de guidage 18. Le déplacement du cadre central 24 entraîne le déplacement du boîtier 20. En particulier, le dispositif d’aération 10 comprend deux cadres centraux 24 déplaçables chacun selon une direction de déformation différente de l’élément de guidage 18. Les cadres centraux 24 sont déplaçables de manière indépendante l’un de l’autre. Les cadres centraux 24 sont par exemple imbriqués l’un dans l’autre comme représenté sur la . L’élément de guidage 18 est compris dans deux cadres centraux 24 imbriqués évoluant dans deux directions orthogonales. Un cadre central intérieur 28 étant positionné dans un cadre central extérieur 30. Le rail 26 du cadre central intérieur 28 est placé à l’intérieur des contours du cadre central extérieur 30. En d’autres termes, le cadre central intérieur 28 est déplacé par rapport à et dans le cadre central extérieur 30. Le rail 26 du cadre central extérieur 30 est positionné sur les parois du conduit 12. Le cadre central intérieur 28 se déplace de manière linéaire par rapport au cadre central extérieur 30. Le cadre central extérieur 30 se déplace de manière linéaire par rapport au conduit 12. Le dispositif d’aération 10 comprend également un cadre aval 32 rigide entourant une extrémité avale de l’élément de guidage 18 et fixant l’extrémité de l’élément de guidage 18 au voisinage de la sortie du conduit 12. Selon un mode de réalisation, l’extrémité de l’élément de guidage 18 coïncide avec la sortie du conduit 12 et le cadre aval s’étend au niveau de l’embouchure formée par la sortie du conduit 12. L’extrémité de sortie 22 des tubes 19 est ainsi fixée par le cadre aval 32. Le cadre aval 32 est immobile en translation par rapport au conduit 12, notamment selon la direction amont-aval. L’orientation de l’extrémité de sortie 22 des tubes 19 est déplaçable angulairement autour d’une direction de déformation par rapport au conduit 12. Dans une position de déformation donnée, le flux d’air est dirigé selon l’orientation de l’extrémité de sortie 22 des tubes 19. Le boîtier 20 au niveau du cadre aval 32 est donc rigidement fixé par rapport au conduit 12 et peu déformable. Le dispositif d’aération 10 comprend un cadre amont 34 rigide entourant une extrémité amont de l’élément de guidage 18, le cadre amont 34 étant déplaçable en translation par rapport au conduit 12 dans la direction de l’axe pour accompagner la déformation de l’élément de guidage 18 selon la direction de déformation. Comme représenté sur les figures 2 et 3, l’extrémité amont de l’élément de guidage 18 a été déplacée selon l’axe du flux par rapport à la où l’élément de guidage 18 est non déformé. Le cadre amont 34 est monté sur un rail amont 36 s’étendant dans le conduit 12 selon la direction amont-aval. En amont de la zone élargie 23, le rail amont 36 est fixé solidairement au conduit 12 par un système de fixation non représenté. Le rail amont 36 comporte une butée empêchant une forte déformation de l’élément de guidage 18. Cela permet d’éviter d’endommager l’élément de guidage 18 en le soumettant à de trop grands efforts. Le cadre amont 34 fixe l’élément de guidage 18 solidairement et empêche le déplacement angulaire de l’extrémité d’entrée 21 des tubes 19 autour d’un axe différent de l’axe du flux. Cela permet d’assurer l’entrée de l’ensemble du flux gazeux dans les tubes 19 présentant une orientation parallèle au flux au voisinage de l’entrée de l’élément de guidage 18. Selon un mode de réalisation, une grille de protection 38 s’étend dans la sortie du conduit 12 débouchant dans l’habitacle du véhicule. La grille 38 est fixée au conduit 12 au niveau de son pourtour. Dans un mode de réalisation, le cadre aval 32 est également fixé à la grille 38 par des vis non représentées. La grille 38 apporte une protection à l’élément de guidage 18 contre les éléments extérieurs pouvant endommager les tubes 19. Un dispositif de commande non représenté est relié mécaniquement aux cadres centraux 24 et permet à un utilisateur de piloter la déformation de l’élément de guidage 18. Le dispositif de commande est par exemple une molette présente en façade sur un élément de garnissage ou un système motorisé actionnable par un bouton pression ou autre. Un procédé d’orientation du dispositif d’aération 10 va maintenant être décrit. Le dispositif de commande non représenté est actionné par un utilisateur présent dans le véhicule automobile. L’information est transmise aux cadres centraux 24 sous la forme d’une pression dans une direction de déformation de l’élément de guidage 18. Les cadres centraux 24 sont ainsi déplacés dans la direction de déformation de l’élément de guidage 18, en glissant dans les rails 26 sur lesquels ils sont montés. La direction de déformation est décomposée en un déplacement selon le cadre central extérieur 30 puis un déplacement selon le cadre central intérieur 28. Les cadres centraux 24 encadrant rigidement le boîtier 20 de l’élément de guidage 18, l’élément de guidage 18 est déformé dans la direction de déformation souhaitée. L’orifice extérieur des tubes 19 est orienté en fonction de la déformation souhaitée. L’orientation du flux gazeux est ainsi modifiée. Le dispositif d’aération 10, de par son élément de guidage 18 déformable permet d’orienter le flux gazeux à la sortie du conduit 12. Les différentes directions de déformation de l’élément de guidage 18 permettent au dispositif d’aération 10 de ventiler efficacement une grande partie de l’habitacle du véhicule. Le cadre aval 32 rigide permet de solidariser l’élément de guidage 18 avec le conduit 12. Le cadre aval 32 assure que la sortie de l’élément de guidage 18 soit sensiblement identique à la sortie du dispositif d’aération 10. Le flux d’air est donc envoyé à l’extérieur du conduit 12. Les tubes 19 assurent une section de passage du flux constante au sein de chaque tube 19 maintenant un débit d’air constant en sortie du dispositif d’aération 10 peu importe la position de l’élément de guidage 18 par rapport au conduit 12. Cela permet d’améliorer le confort du passager au sein de l’habitacle en proposant un flux d’air identique peu importe la zone visée. Le cadre amont 34 assure le bon accompagnement de la déformation de l’élément de guidage 18 selon la direction de déformation. Le boîtier 20 permet de donner une structure à la pluralité de tubes 19, tout en présentant une surface d’appui pour les cadres. Le boîtier 20 protège également les tubes 19 de la pression des cadres centraux 24 en répartissant de façon homogène la pression des cadres centraux 24 sur toute la longueur des tubes 19. Les rails 26, 36 permettent un glissement fluide de l’élément de guidage 18 tout au long de son déplacement. Dispositif d’aération (10) comprenant un conduit (12) s’étendant selon un axe entre une entrée et une sortie et un élément de guidage (18) d’un flux gazeux circulant dans le conduit (12) de l’entrée à la sortie, l’élément de guidage (18) s’étendant dans le conduit (12) et permettant d’orienter ledit flux gazeux à la sortie du conduit (12), caractérisé en ce que l’élément de guidage (18) comprend une pluralité de tubes (19), chaque tube (19) comprenant une extrémité d’entrée (21) s’étendant du côté de l’entrée du conduit (12) et une extrémité de sortie (22) s’étendant du côté de la sortie du conduit (12), le flux gazeux circulant dans lesdits tubes (19) de leur extrémité d’entrée (21) à leur extrémité de sortie (22), l’élément de guidage (18) étant déformable selon au moins une direction de déformation différente de la direction de l’axe du conduit (12) pour modifier l’orientation de l’extrémité de sortie (22) desdits tubes (19). Dispositif d’aération (10) selon la revendication 1, dans lequel l’élément de guidage (18) est déformable selon au moins deux directions de déformation différentes. Dispositif d’aération (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque tube (19) présente une section sensiblement constante au cours de la déformation de l’élément de guidage (18) selon la direction de déformation. Dispositif d’aération (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif d’aération (10) comprend un cadre aval (32) rigide entourant une extrémité aval de l’élément de guidage (18) au voisinage de l’extrémité de sortie (22) des tubes (19) et fixant l’extrémité avale de l’élément de guidage (18) à la sortie du conduit (12). Dispositif d’aération (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif d’aération (10) comprend au moins un cadre central (24) rigide entourant une partie centrale de l’élément de guidage (18) entre les extrémités d’entrée (21) et de sortie (22) des tubes (19) et étant déplaçable selon chaque direction de déformation de l’élément de guidage (18). Dispositif d’aération (10) selon la revendication 5, dans lequel le dispositif d’aération (10) comprend deux cadres centraux (24) déplaçables chacun selon une direction de déformation différente de l’élément de guidage (18). Dispositif d’aération (10) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le ou chaque cadre (24, 34) déplaçable est monté sur un rail (26, 36) s’étendant dans le conduit (12) selon la direction de déformation de l’élément de guidage (18). Dispositif d’aération (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif d’aération (10) comprend un cadre amont (34) rigide entourant une extrémité amont de l’élément de guidage (18) au voisinage de l’extrémité d’entrée (21) des tubes (19), le cadre amont (34) étant déplaçable en translation dans la direction de l’axe pour accompagner la déformation de l’élément de guidage (18) selon la direction de déformation. Dispositif d’aération (10) selon l’une quelconque des revendications 4 à 8, dans lequel l’élément de guidage (18) comprend un boîtier (20) déformable présentant des parois sensiblement planes reçues dans le ou chaque cadre (24, 32, 34), les tubes (19) s’étendant à l’intérieur du boîtier (20). Disposition d’aération (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’élément de guidage (18) est en matériau élastomère.