Brevet FR3159660A1 — publié le 20250829

AÉRATEUR À EFFET COANDA AVEC UNE SOUPAPE DE RÉDUCTION DE PERTES DE CHARGES La présente invention concerne un aérateur (2) pour un élément de garnissage d’un véhicule (1), par exemple, une planche de bord de véhicule, comprenant : - un canal (4) d’écoulement d’air suivant une direction principale et débouchant sur une sortie principale (6) de l’aérateur ; - un élément de guidage de l’écoulement d’air, logé dans le canal et formant, de part et d’autre dudit élément de guidage, un premier et un deuxième couloir d’écoulement d’air, respectivement ; remarquable en ce que l’aérateur comprend, en outre, une soupape (14) se raccordant au canal en amont de l’élément de guidage, ladite soupape comprenant un électroaimant configuré pour piloter une ouverture de ladite soupape, de manière à autoriser une échappée contrôlée d’une partie de l’écoulement d’air. (Figure à publier avec l'abrégé : Figure 3) AÉRATEUR À EFFET COANDA AVEC UNE SOUPAPE DE RÉDUCTION DE PERTES DE CHARGES La présente invention concerne le domaine des véhicules automobiles, plus particulièrement le domaine des diffuseurs d’air agencés dans les habitacles des véhicules automobiles. Les constructeurs automobiles intègrent davantage des aérateurs à effet Coanda qui permettent d’améliorer la circulation de l'air dans l'habitacle. En effet, contrairement aux aérateurs traditionnels, qui soufflent de l'air à travers des ouvertures fixes, les aérateurs à effet Coanda utilisent cette propriété physique permettant à un fluide, tel que l'air, de suivre une surface courbée. De nombreux systèmes de ventilation utilisant ce phénomène existent. Par exemple, les systèmes décrits dans les documents US 2019/0270363 A1 et US 2022/0009316 A1 permettent d’orienter l'air dans différentes directions en utilisant une surface courbée, afin de créer une circulation d'air plus uniforme dans l'habitacle et fournir une meilleure expérience de climatisation aux passagers. Les planches de bord modernes tendent à être moins « invasives » dans l’habitacle, et à être davantage en retrait suivant l’axe longitudinal du véhicule automobile, cela permet avantageusement de libérer plus de place pour les deux passagers à l’avant. Toutefois, ce type d’aérateurs présentent généralement le risque d’apparition de bruits liés à des pertes de charges pouvant apparaître lors d’un écoulement d’air en conditions normales d’utilisation. Le document de brevet publié EP 3 758 964 A1 divulgue un aérateur d’habitacle à effet Coanda comprenant un dispositif de régulation du débit d’air pourvu d’un volet pivotant permettant d’agir sur le débit d’air au niveau de chaque couloir d’écoulement d’air. Cependant, la solution de régulation du débit d’air divulguée dans le document, présente une marge d’amélioration afin de réduire efficacement les pertes de charges ainsi que les éventuels bruits associés. La présente invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de proposer une solution simple et performante permettant de réduire efficacement les pertes de charges dans un écoulement d’air au sein des aérateurs à effet Coanda pour véhicules. À cet effet, l’invention a pour objet un aérateur pour un élément de garnissage d’un véhicule, comprenant : - un canal d’écoulement d’air suivant une direction principale et débouchant sur une sortie principale de l’aérateur ; - un élément de guidage de l’écoulement d’air, logé dans le canal et formant, de part et d’autre dudit élément de guidage, un premier et un deuxième couloir d’écoulement d’air, respectivement ; remarquable en ce que l’aérateur comprend, en outre, une soupape se raccordant au canal en amont de l’élément de guidage, ladite soupape comprenant un électroaimant configuré pour piloter une ouverture de ladite soupape, de manière à autoriser une échappée contrôlée d’une partie de l’écoulement d’air. Préférentiellement, l’élément de garnissage peut correspondre, par exemple, à une planche de bord d’un véhicule automobile. Avantageusement, la soupape est pilotée à l’ouverture et à la fermeture au moyen de l’électroaimant, ladite soupape permettant de réguler un débit d’air dans le canal, de façon à limiter les pertes de charges. Selon un mode de réalisation, ledit aérateur comprenant des moyens directifs disposés dans le canal en amont de l’élément de guidage, configurés pour diriger l’écoulement d’air, de manière sélective, vers spécifiquement le premier couloir, les premier et deuxième couloirs ou spécifiquement le deuxième couloir, la soupape étant disposée en amont desdits moyens directifs. Selon un mode de réalisation, la soupape est disposée dans une portion d’entrée du canal, au droit d’une paroi de guidage supérieure de l’écoulement d’air. Avantageusement, le canal comprend une paroi de guidage inférieure opposée à, et en regard de, la paroi de guidage supérieure. Ladite paroi de guidage supérieure est disposée au-dessus de la paroi de guidage inférieure, suivant une direction verticale d’un véhicule, en position normale de montage de l’aérateur dans ledit véhicule. Selon un mode de réalisation, la portion d’entrée du canal comprend un tube d’évacuation formé avec la paroi de guidage supérieure, et présentant une extrémité distale formant un siège pour la soupape, ledit tube d’évacuation étant perpendiculaire à une direction principale de l’écoulement d’air ou incliné de plus de 45° par rapport à ladite direction principale. L’invention concerne également un dispositif d’aération pour un véhicule, comprenant un conduit principal d’écoulement d’air s’étendant depuis un système de ventilation dudit véhicule, et une bifurcation reliant fluidiquement ledit conduit principal à au moins un aérateur, remarquable en ce que ledit au moins un aérateur étant selon l’invention. Préférentiellement, le système de ventilation du véhicule automobile correspond à système de chauffage, ventilation et climatisation dudit véhicule automobile, ledit système étant communément désigné « CVC ». L’invention a également trait à un véhicule comprenant un aérateur pour un élément de garnissage dudit véhicule, remarquable en ce que ledit aérateur étant selon l’invention. Selon un mode de réalisation, l’échappée contrôlée de la partie de l’écoulement d’air, est configurée pour être dirigée sensiblement verticalement vers une portion de l’élément de garnissage dudit véhicule. L’invention concerne aussi un procédé de gestion d’un écoulement d’air pour un aérateur d’un élément de garnissage d’un véhicule, remarquable en ce que ledit aérateur étant selon l’invention, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - détection d’une présence d’une perte de charge au sein du canal d’écoulement d’air de l’aérateur ; - ouverture de la soupape par un actionnement de l’électroaimant ; - fermeture de la soupape, dès la détection d’une diminution de ladite perte de charge en dessous d’une valeur seuil dans le canal. Selon un mode de réalisation, l’étape de détection de la présence d’une perte de charge est basée sur une mesure de débit massique de l’air et sur une orientation angulaire des moyens directifs disposés dans le canal pour diriger l’écoulement d’air. Préférentiellement, ladite détection étant basée en outre sur une orientation angulaire d’un volet du système de ventilation « CVC » du véhicule. Selon un mode de réalisation, l’étape de détection de la présence d’une perte de charge comprend une mesure directe de ladite perte de charge au moyen d’un capteur de pression affleurant une paroi de guidage de l’écoulement d’air dans le canal. Les mesures de l’invention sont avantageuses en ce que, l’aérateur de la présente invention permet de combiner la possibilité de scinder le flux d’air en deux et de profiter de l’effet Coanda pour une meilleure directivité de l’écoulement d’air, tout en réduisant significativement les pertes de charges au moyen de la soupape contrôlée automatiquement au moyen de l’électroaimant en fonction de la détection desdites pertes de charges, résultant en une diminution de bruits liés à l’écoulement d’air dans l’aérateur. FIG. 1 illustre schématiquement une vue en perspective d’un dispositif d’aération pour un véhicule selon l’invention ; FIG. 2 représente une vue en coupe schématique d’un aérateur selon l’invention, comprenant une soupape disposée dans une portion d’entrée d’un canal d’écoulement d’air, ladite soupape autorisant une échappée contrôlée d’une partie de l’écoulement d’air ; FIG. 3 représente une vue en perspective du dispositif d’aération de la FIG. 1 , comprenant au moins un aérateur conforme à l’invention, pourvu d’une soupape faisant saillie depuis une paroi de guidage supérieure du canal ; FIG. 4 représente une vue en perspective et en coupe suivant un axe A-A traversant la soupape de la FIG. 3 . Description détaillée Dans la présente description, les notions de « transversal » et « longitudinal », en relation avec des coupes, se réfèrent à la direction principale de l’objet dont il est question. L’amont et l’aval se réfèrent à un sens de circulation d’air dans l’aérateur. La FIG. 1 illustre schématiquement une vue en perspective d’un dispositif d’aération 3 pour un véhicule 1 selon l’invention. Ledit véhicule étant préférentiellement un véhicule automobile 1. Le dispositif d’aération 3 comprend au moins un aérateur 2 selon l’invention. Il s’agit d’un aérateur à effet Coanda destiné à être intégré à élément de garnissage du véhicule, et préférentiellement à une planche de bord du véhicule automobile 1. Préférentiellement, le dispositif d’aération 3 comprend quatre aérateurs 2, dont deux aérateurs centraux 2.1 et deux aérateurs latéraux 2, ces deux derniers étant préférentiellement selon l’invention. Le véhicule automobile 1 comprend un système de ventilation 7 correspondant à un système de chauffage, ventilation et climatisation « CVC » dudit véhicule automobile 1, qui est relié aux aérateurs 2, 2.1 au moyen d’un conduit principal 5 d’écoulement d’air, et d’une bifurcation 9 reliant fluidiquement ledit conduit principal 5 à chacun des aérateurs 2, 2.1 du véhicule automobile 1, en passant par des canaux 4 d’écoulement d’air correspondants. La FIG. 2 représente une vue en coupe transversale et schématique de l’aérateur 2 selon l’invention. L’aérateur 2 comprend un canal 4 d’écoulement d’air F suivant une direction principale A sensiblement horizontale et débouchant sur une sortie principale 6 de l’aérateur 2. Un élément de guidage 8 de l’écoulement d’air est agencé dans le canal 4 en amont de la sortie principale 6, l’élément 8 est communément désigné par ogive 8, et permet de scinder le canal 4 en un premier couloir 10 et un deuxième couloir 12 d’écoulement d’air. Le canal 4 comprend en amont de la sortie principale 6, une paroi interne supérieure 4.1 et une paroi interne inférieure 4.2 qui sont toutes deux courbées atour de l’ogive 8, de façon à faire bénéficier l’écoulement d’air F de l’effet Coanda, et ainsi orienter le flux d’air F vers le haut ou vers le bas (suivant une direction sensiblement perpendiculaire à la direction principale A). De manière avantageuse, l’aérateur 2 selon la présente invention dispose d’une soupape 14 disposée à une portion d’entrée 4.3 du canal 4, et qui permet de limiter, voire annuler les pertes de charges au sein dudit canal 4, et cela par une libération contrôlée d’une partie F’ de l’écoulement d’air F. La soupape 14 ainsi que son fonctionnement seront détaillés plus loin dans la présente description. L’aérateur 2 comprend des moyens directifs 18 disposés dans le canal 4 en amont de l’ogive 8, et configurés pour diriger l’air vers le premier couloir 10 et/ou vers le deuxième couloir 12. A cet égard, les moyens directifs 18 comprennent une paroi centrale pivotante 21. Préférentiellement, les moyens directifs 18 peuvent correspondre à un dispositif rotatif communément désigné par barillet 18, qui comprend préférentiellement trois parois pivotantes dont une paroi centrale 21 disposée entre deux parois (non représentées) et qui peuvent délimiter un passage orientable de l’écoulement d’air F. A cet égard, le barillet 18 peut comprendre un axe de rotation commun (non illustré) permettant aux trois parois de pivoter conjointement. La portion d’entrée 4.3 du canal 4 comprend, de préférence, un tube d’évacuation 4.5 formé avec la paroi de guidage supérieure 4.1, et présentant une extrémité distale 4.6 formant un siège pour la soupape 14. Préférentiellement, le tube d’évacuation 4.5 est sensiblement perpendiculaire à la direction principale A, ou incliné de plus de 45° par rapport à ladite direction principale A. Avantageusement, l’inclinaison du tube d’évacuation 4.5 est comprise entre 45° et 90° par rapport à la direction principale A d’écoulement d’air A. On peut voir que l’écoulement d’air F est scindé en deux, en étant dirigé à la fois vers le premier couloir 10, ainsi que vers le deuxième couloir 12. On peut voir également qu’une partie F’ de l’écoulement d’air F est évacuée du canal 4, en passant par le tube d’évacuation 4.5. La soupape 14 agencée en amont du barillet 18 et de l’ogive 8, peut permettre de diriger l’air sensiblement verticalement vers une portion prédéterminée de la planche de bord du véhicule automobile, afin d’assurer un chauffage ou un refroidissement de ladite portion. Par exemple, l’échappée contrôlée F’ peut permettre le refroidissement d’un chargeur à induction pour smartphone (non illustré), tout en limitant les perturbations aérauliques au sein du canal 4. Il est à noter que l’aérateur 2 selon l’invention est schématiquement illustré de manière très simplifiée afin de faciliter la lecture des figures. Il est ainsi sous-entendu que l’homme du métier est apte à configurer les dimensions des parois et/ou des éléments environnants selon le besoin, par exemple, la soupape 14 peut être plus ou moins éloignée de la sortie d’air 6. La FIG. 3 représente une vue en perspective du dispositif d’aération 3 de la FIG. 1 , comprenant l’aérateur 2 pourvu de la soupape 14 faisant saillie depuis la paroi de guidage supérieure 4.1 du canal 4. Ici, la soupape 14 est disposée sur la paroi du canal de l’aérateur latéral 2. Toutefois, ladite soupape 14 peut être agencée également au niveau de la portion d’entrée 4.3 du canal du et/ou des aérateurs centraux 2.1. De préférence, la soupape 14 est disposée de manière plus proche de la bifurcation 9 que de la sortie d’air 6. La présente invention propose un procédé de gestion de l’écoulement d’air, comprenant une étape de détection d’une présence de pertes de charges au sein du canal 4 de l’aérateur 2 correspondant. A partir de cette détection, la soupape 14 est pilotée à l’ouverture et à la fermeture au moyen d’un électroaimant (non représenté), qui est configuré pour être activé par un courant électrique pour générer un faible champ magnétique qui contrôle l’ouverture et la fermeture de la soupape 14, régulant ainsi l’écoulement d’air dans le canal 4. Avantageusement, la détection de la présence de pertes de charges dans le canal est préférentiellement basée sur une mesure de débit massique de l’air (en kg/h) et sur une orientation angulaire du barillet (en radians) disposé dans le canal, ainsi qu’une orientation angulaire d’un volet du système de ventilation (CVC) du véhicule automobile. Ainsi, ces trois paramètres peuvent permettre à une carte microcontrôleur intelligente du véhicule automobile, de détecter et/ou prédire une création importante de pertes de charges dans le canal 4 de l’aérateur 2, et ainsi ouvrir la soupape 14. Alternativement, la détection de la présence de pertes de charges peut comprendre une mesure directe desdites pertes de charges au moyen d’un capteur de pression (non représenté), qui peut être noyé dans le plastique du canal 4 et affleurant la paroi de guidage de l’écoulement d’air dans le canal 4. La soupape 14 est également configurée à la fermeture dès la détection d’une diminution, voire d’une disparition des pertes de charges. Leur diminution peut être détectée lorsqu’elles passent en dessous d’une certaine valeur seuil dans le canal. La FIG. 4 représente une vue en perspective et en coupe suivant un axe A-A traversant la soupape de la FIG. 3 . On peut voir que la soupape 14 comprend préférentiellement une tige 14.1 pourvue d’une extrémité distale 14.2 destinée à être pilotée par le champ magnétique de l’électroaimant localisé au-dessus de la soupape 14, suivant l’axe vertical Z du véhicule automobile, et comprend une extrémité proximale 14.3 formant une base cylindrique coopérant avec l’extrémité distale 4.6 du tube d’évacuation 4.5. A cet égard, la soupape 14 est avantageusement formée à partir d’un matériau conducteur. Dans cette configuration, la soupape 14 se retrouve attirée par l’électroaimant, lorsque jugé nécessaire par la carte microcontrôleur intelligente, permettant l’ouverture de la soupape afin d’avantageusement limiter les perturbations aérauliques et réduire significativement les pertes de charges, résultant en une diminution de bruits liés à l’écoulement d’air dans le canal 4. Aérateur (2) pour un élément de garnissage d’un véhicule (1), comprenant : - un canal (4) d’écoulement d’air (F) suivant une direction principale (A) et débouchant sur une sortie principale (6) de l’aérateur (2) ; - un élément de guidage (8) de l’écoulement d’air (F), logé dans le canal (4) et formant, de part et d’autre dudit élément de guidage (8), un premier (10) et un deuxième couloir (12) d’écoulement d’air, respectivement ; caractérisé en ce que l’aérateur (2) comprend, en outre, une soupape (14) se raccordant au canal (4) en amont de l’élément de guidage (8), ladite soupape (14) comprenant un électroaimant configuré pour piloter une ouverture de ladite soupape (14), de manière à autoriser une échappée contrôlée d’une partie (F’) de l’écoulement d’air (F). Aérateur (2) selon la revendication 1, comprenant des moyens directifs (18) disposés dans le canal (4) en amont de l’élément de guidage (8), configurés pour diriger l’écoulement d’air (F), de manière sélective, vers spécifiquement le premier couloir (10), les premier (10) et deuxième couloirs (12) ou spécifiquement le deuxième couloir (12), la soupape (14) étant disposée en amont desdits moyens directifs (18). Aérateur (2) selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel la soupape (14) est disposée dans une portion d’entrée du canal (4), au droit d’une paroi de guidage supérieure (4.1) de l’écoulement d’air (F). Aérateur (2) selon la revendication 3, dans lequel la portion d’entrée (4.3) du canal (4) comprend un tube d’évacuation (4.5) formé avec la paroi de guidage supérieure (4.1), et présentant une extrémité distale (4.6) formant un siège pour la soupape (14), ledit tube d’évacuation (4.5) étant perpendiculaire à une direction principale (A) de l’écoulement d’air (F) ou incliné de plus de 45° par rapport à ladite direction principale (A). Dispositif d’aération (3) pour un véhicule (1), comprenant un conduit principal (5) d'écoulement d'air s’étendant depuis un système de ventilation (7) dudit véhicule, et une bifurcation (9) reliant fluidiquement ledit conduit principal (5) à au moins un aérateur (2), caractérisé en ce que ledit au moins un aérateur (2) étant selon l’une des revendications 1 à 4. Véhicule (1) comprenant un aérateur (2) pour un élément de garnissage dudit véhicule (1), caractérisé en ce que ledit aérateur (2) étant selon l’une des revendications 1 à 4. Véhicule (1) selon la revendication 6, dans lequel l’échappée contrôlée de la partie (F’) de l’écoulement d’air (F), est configurée pour être dirigée sensiblement verticalement vers une portion de l’élément de garnissage dudit véhicule (1). Procédé de gestion d’un écoulement d’air (F) pour un aérateur d’un élément de garnissage d’un véhicule (1), caractérisé en ce que ledit aérateur (2) étant selon l’une des revendications 1 à 4, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : - détection d’une présence d’une perte de charge au sein du canal (4) d’écoulement d’air (F) de l’aérateur (2) ; - ouverture de la soupape (14) par un actionnement de l’électroaimant ; - fermeture de la soupape (14), dès la détection d’une diminution de ladite perte de charge en dessous d’une valeur seuil dans le canal (4). Procédé selon la revendication 8, dans lequel l’aérateur est selon la revendication 2, et l’étape de détection de la présence d’une perte de charge est basée sur une mesure de débit massique de l’air et sur une orientation angulaire des moyens directifs (18) disposés dans le canal (4) pour diriger l’écoulement d’air (F). Procédé selon la revendication 8, dans lequel l’étape de détection de la présence d’une perte de charge comprend une mesure directe de ladite perte de charge au moyen d’un capteur de pression affleurant une paroi de guidage (4.1, 4.2) de l’écoulement d’air (F) dans le canal (4).