EP3310596A1 - Dispositif de rafraichissement d'air pour vehicule automobile et tete de nebulisation associee - Google Patents

Dispositif de rafraichissement d'air pour vehicule automobile et tete de nebulisation associee

Info

Publication number
EP3310596A1
EP3310596A1 EP16728648.3A EP16728648A EP3310596A1 EP 3310596 A1 EP3310596 A1 EP 3310596A1 EP 16728648 A EP16728648 A EP 16728648A EP 3310596 A1 EP3310596 A1 EP 3310596A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piezoelectric ceramic
nebulizing
perforated grid
air
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16728648.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Vincent Feuillard
Laurence Cornu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP3310596A1 publication Critical patent/EP3310596A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/34—Nozzles; Air-diffusers
    • B60H1/3407—Nozzles; Air-diffusers providing an air stream in a fixed direction, e.g. using a grid or porous panel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H3/00—Other air-treating devices
    • B60H3/02—Moistening ; Devices influencing humidity levels, i.e. humidity control
    • B60H3/022—Moistening ; Devices influencing humidity levels, i.e. humidity control for only humidifying the air

Definitions

  • the invention relates to an air cooling device for a motor vehicle.
  • the invention also relates to a nebulizing head for such an air cooling device.
  • motor vehicles most often incorporate a ventilation system and / or air conditioning to establish in the cabin temperature below the external temperature.
  • These ventilation and / or air conditioning systems ventilate cooled air so that they bring thermal comfort to the occupants of the vehicle.
  • a first disadvantage of such systems is that the cooled air is dried.
  • the seats at the rear of the cabin are often less well ventilated, so they are also less refreshed.
  • a known solution is to provide an air cooling device including in particular an aeration member through which circulates a flow of air, and a nebulizing head, which can in particular be arranged at the level of the aeration member, so as to deliver microdroplets or droplets of nebulized water into the airflow for ventilation and / or ventilation.
  • the droplets evaporate causing a lowering of temperature due to the latent heat of vaporization which is then absorbed. This is transparent for the passenger or passengers of the vehicle, for example, who feels only the sensation of freshness without perceiving an increase in humidity.
  • the nebulizing head comprises a piezoelectric transducer having a substantially cylindrical body, a piezoelectric ceramic of substantially annular shape arranged to vibrate the piezoelectric transducer, and a perforated membrane arranged at one end of the piezoelectric transducer so as to be vibrated by the piezoelectric transducer.
  • the micro-perforated membrane has a very small thickness, for example of the order of 40 ⁇ , and can therefore be easily deteriorated.
  • the piezoelectric ceramic and the perforated membrane are separated by the body of the intermediate piezoelectric transducer which amplifies the vibrations to the membrane.
  • This intermediate piezoelectric transducer has the disadvantage of increasing the size of the nebulizing head.
  • the body of the piezoelectric transducer adds a thickness, which decreases the passage section of the air flow when the nebulizing head is mounted on an aeration member through circulates a flow of air. 'air.
  • nebulizing head in a housing to be received in turn in a housing complementary to the aeration member. This further increases the overall size of the air freshening device receiving the nebulizing head in its housing.
  • the invention therefore aims to at least partially overcome these problems of the prior art by providing an air cooling device with a smaller footprint while reducing the risk of deterioration of the nebulizing head.
  • the subject of the invention is an air cooling device for a motor vehicle, comprising:
  • an airing member configured to diffuse a flow of air towards the passenger compartment of said vehicle
  • a nebulizing head configured to deliver droplets of nebulized liquid into the air flow intended for the passenger compartment of said vehicle, and comprising a piezoelectric ceramic capable of generating a vibratory movement, characterized in that the nebulizing head further comprises a perforated grid arranged fixed and through which the droplets of nebulized liquid, generated by the vibratory movement of the piezoelectric ceramic, are able to be delivered.
  • the fixed perforated grid is more robust than the vibrating membrane of the solutions of the prior art.
  • the nebulizing head according to the invention is of compact size compared to the known solutions of the prior art. This can facilitate in particular its integration into the aeration member without increasing the size. Indeed, only the membrane and the piezoelectric ceramic are to be inserted in a housing of the aeration member for example. The case can be removed from the spray head.
  • the perforated grid is advantageously made of a rigid material so as not to vibrate.
  • the perforations of the perforated grid have a diameter of the order of 5 ⁇ to 15 ⁇ , preferably of the order of 8 ⁇ to 12 ⁇ . We also talk about micro-perforated grid.
  • the piezoelectric ceramic is separated from the perforated grid and is arranged opposite the perforated grid.
  • the piezoelectric ceramic and the perforated grid are for example concentric.
  • the piezoelectric ceramic is made in the form of a disc with a diameter of the order of 10 mm.
  • the perforated grid of the nebulizing head is made in the form of a disc with a diameter of the order of 10 mm.
  • the perforated grid has a thickness of the order of 1 mm. The risk of damaging the perforated grid of the nebulizing head, for example by touching it, is minimized compared to the solutions of the prior art with vibrating membranes of very small thickness.
  • the nebulizing head is mounted on the aeration member, which makes it possible to optimize the mixing between the air flow diffused by the aeration member and the droplets of Nebulized liquid delivered by the nebulizing head.
  • the passage section of the air flow at the level of the aeration member is greater relative to a ventilation member incorporating a head with a piezoelectric transducer intermediate between the piezoelectric ceramic and a vibrating membrane.
  • the nebulizing head is for example arranged substantially in the center of the aeration member.
  • the aeration member may comprise an at least partially perforated element, for example made in the form of a ventilation grille, in which case the nebulizing head may be mounted on the ventilation grille.
  • the perforated grid of the nebulizing head is arranged projecting with respect to the aeration member, on the side of the outlet of the air flow of the aeration member.
  • the perforated grid of the nebulizing head is arranged flush with the aeration member, on the side of the outlet of the air flow of the aeration member.
  • the droplets of nebulized liquid are therefore delivered downstream of the ventilation mouth of the aeration member from which the air flow is expelled.
  • the droplets are sprayed directly to the passenger compartment of the vehicle, in the air flow.
  • the air cooling device comprises a liquid supply chamber for nebulizing the head of the nebulization, the nebulizing liquid supply chamber being arranged between the piezoelectric ceramic and the perforated grid.
  • the piezoelectric ceramic is arranged upstream of the nebulizing liquid supply chamber in the direction of flow of the nebulized liquid droplets, and the nebulizing liquid supply chamber is arranged upstream of the perforated grid according to the direction of flow of the nebulized liquid droplets.
  • Such a feed chamber dispenses with the use of a porous material, such as a wick, to bring the nebulizing liquid to the fogging head, and thus makes it possible to avoid stagnation of the nebulizing liquid, which would risk promote the proliferation of bacteria and / or bio-films or algae.
  • the nebulizing liquid supply chamber may be arranged in the aeration member.
  • the feed chamber can be easily made in the aeration member by a cavity between the piezoelectric ceramic and the perforated grid.
  • the air cooling device comprises a sealing means arranged between the supply chamber and the piezoelectric ceramic.
  • the sealing means is for example made in the form of a seal, such as an O-ring.
  • the piezoelectric ceramic has a first face and a second face opposite to the first face.
  • the sealing means is arranged on the side of the first face and power supply means of the piezoelectric ceramic are provided on the second face.
  • the invention also relates to a nebulizing head for an air cooling device as defined above, the nebulizing head comprising a piezoelectric ceramic capable of generating a vibratory movement, characterized in that it further comprises a perforated grid arranged fixed and through which the droplets of nebulized liquid are able to be delivered.
  • the fixed perforated grid increases the reliability and the robustness of the nebulisation head, while the vibrations generated by the piezoelectric ceramic make it possible to push the liquid of nebulization through the perforated grid to deliver the droplets of nebulized liquid towards the passenger compartment of the vehicle.
  • the nebulization head no longer has a vibrating membrane and no longer requires a piezoelectric transducer; the nebulizing head accordingly has a compact size which facilitates its integration for example on a ventilation member of a cooling device for a passenger compartment of a motor vehicle.
  • FIG. 1 is a diagrammatic front view of an air cooling device according to the invention
  • FIG. 2 schematically represents a profile sectional view of the air cooling device of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a schematic sectional view showing a nebulizing head and a fogging liquid supply chamber of the nebulizing head.
  • the invention relates to a device 1 for refreshing an air flow, for a motor vehicle.
  • the cooling device 1 of an air flow is for example connected to a ventilation network of an existing ventilation and / or air conditioning system in the motor vehicle.
  • the cooling device 1 of an air flow may include its own fan, commonly called blower, for moving a flow of air to be treated, to the passenger compartment of a motor vehicle.
  • blower for moving a flow of air to be treated, to the passenger compartment of a motor vehicle.
  • the power supply of the potential blower can be via an electrical cable connected to the vehicle electrical network or alternatively to an independent energy storage means.
  • the cooling device 1 of an air flow comprises:
  • a nebulizing head 3 arranged to deliver droplets of nebulized liquid in the air flow and comprising a piezoelectric ceramic 5 adapted to generate a vibratory movement and a perforated grid 7, or micro-perforated, which is arranged fixed.
  • the invention relates more particularly to the nebulization head 3.
  • Aeration device
  • the aeration member 2 also called aerator, has a crown shape.
  • This aeration member 2 opens into the passenger compartment of a motor vehicle, so as to diffuse a flow of air into the passenger compartment of the vehicle and is "adjustable" so that the user can orient droplets of liquid nebulized at its convenience.
  • the aeration member 2 has an opening 9 forming a vent.
  • the opening 9 may have a substantially circular shape, the diameter of which is for example of the order of 60 mm.
  • the opening 9 of the aeration member 2 defines a housing adapted to receive an at least partially perforated element such as a ventilation grid 11.
  • the ventilation grid 11 is advantageously mounted movably on the aeration member 2 with at least one degree of freedom, so that the orientation of the grid aeration 11 can be adjusted to change the direction of flow of the air flow.
  • the ventilation grille 11 has a periphery 13 of external shape complementary to the shape of the inner wall of the housing of the aeration member 2.
  • the ventilation grille 11 has a plurality of fins 15. According to a particular embodiment illustrated in FIG. 1, the fins 15 extend from the inner face of the periphery 13 of the ventilation grille 11 'to an internal support 17.
  • the internal support 17 may be arranged substantially in the center of the ventilation grille 11.
  • the internal support 17 has for example a generally tubular general shape which extends along a longitudinal axis A.
  • the nebulizing head 3 is itself configured to dispense droplets of nebulized liquid to the passenger compartment, in the form of mist or fog B.
  • the nebulizing head 3 may be arranged next to the aeration member 2, above, below, or downstream of the aeration member 2 in the direction of flow of the air flow F diffused.
  • the nebulizing head 3 is arranged on the aeration member 2. In this case, the mixture between the air flow F and the mist B generated by the nebulizing head 3 is better.
  • the nebulizing head 3 is mounted in the internal support 17 of the ventilation grille 11.
  • the nebulizing head 3 can be arranged substantially in the center of the ventilation grille 11.
  • any fixing means adapted to maintain firstly the piezoelectric ceramic 5 and secondly the perforated grid 7 of the nebulizing head 3 on the aeration member 2 may be mentioned. non-limiting example fastening by clamping, screwing, gluing, or a removable or removable attachment for example by clipping.
  • the perforated grid 7 of the nebulizing head 3 is bonded to the aeration member 2.
  • any other assembly means allowing a reliable connection can be envisaged.
  • the perforated grid 7 of the nebulizing head 3 can be mounted flush with the ventilation grid 11 and the internal support 17, on the side of the air outlet of the aeration member 2.
  • the perforated grid surface 7 of the nebulizing head 3 is on the same plane as the surface of its support 17.
  • the perforated grid 7 of the nebulizing head 3 is arranged projecting with respect to the ventilation grid 11 and to the internal support 17 of the aeration device 2 on the outlet side of FIG. air of the ventilation unit 2.
  • the droplets from the nebulizing head 3 are delivered into the air flow F, downstream of the aeration member 2 according to the flow direction of the air flow F, in the case of an automotive application, the droplets from the nebulizing head 3 are therefore delivered directly inside the passenger compartment of the vehicle.
  • the piezoelectric ceramic 5 of the nebulizing head 3 is able to generate a vibratory movement and the perforated grid 7 is fixedly arranged.
  • the perforated grid is made of a rigid material so as not to vibrate.
  • the perforated grid 7 is detached from the piezoelectric ceramic 5 and is in particular arranged facing the piezoelectric ceramic 5.
  • the piezoelectric ceramic 5 has a first face 5a and a second face 5b opposed to the first face 5a, and the perforated grid 7 is arranged facing the first face 5a of the piezoelectric ceramic 5.
  • the piezoelectric ceramic 5 and the perforated grid 7 respectively have a general disc shape.
  • the perforated grid 7 may have a diameter of the order of 10 mm.
  • the piezoelectric ceramic 5 may have a diameter of the order of 10 mm. A very compact nebulization head 5 is thus obtained.
  • the piezoelectric ceramic 5 and the perforated grid 7 are advantageously concentric.
  • the central axis of the perforated grid 7 and the piezoelectric ceramic 5 coincides with the central longitudinal axis A of the inner support 17 of the aeration member 2 (see Figure 2).
  • the vibration of the piezoelectric ceramic 5 makes it possible to generate the droplets in the form of mist or fog B.
  • the size of the droplets generated is in particular of the order of 5 ⁇ at 15 ⁇ , preferably of the order of 8 ⁇ at 12 ⁇ .
  • These droplets generated by the vibratory movement of the piezoelectric ceramic 5 are delivered into the cabin via the perforated grid 7 fixed.
  • the perforations of the gate 7 therefore advantageously have a diameter less than 20 ⁇ , preferably of the order of 5 ⁇ to 15 ⁇ , more preferably of the order of 8 ⁇ to 12 ⁇ .
  • the size of the perforations of the perforated grid 7 of the nebulizing head is advantageously chosen to obtain droplets with a sufficient flow rate and without the droplets generated being too large not to wet the passengers of the vehicle in particular.
  • the nebulizing head 3 is intended to be fed with nebulizing liquid.
  • the nebulizing liquid is for example water.
  • any means of supplying nebulizing liquid, promoting the stagnation of the water, which would entail a risk of developing mold or bacteria, are avoided.
  • the cooling device 1 comprises a supply chamber 19 for nebulizing liquid of the nebulizing head 3.
  • the feed chamber 19 is arranged between the piezoelectric ceramic 5 and the fixed perforated grid 7.
  • the piezoelectric ceramic 5 is arranged upstream of the feed chamber 19 in the direction of flow of the nebulized liquid droplets, itself arranged upstream of the perforated grid 7 according to the direction of flow of the liquid droplets. nebulized.
  • the feed chamber 19 is formed in the aeration member 2, for example in the form of a cavity provided between the piezoelectric ceramic 5 and the perforated grid 7.
  • the aeration member 2 comprises for this purpose one or more walls 20 for delimiting the supply chamber 19.
  • the feed chamber 19 has a generally cylindrical general shape.
  • This feed chamber 19 is connected to at least two nebulization liquid circulation channels, the circulation of the nebulizing liquid being shown schematically by the arrows 21 in the figures.
  • the supply chamber 19 thus makes it possible to generate a nebulization liquid blade, here a water layer, between the piezoelectric ceramic 5 and the perforated grid 7.
  • nebulization such as water, circulates substantially vertically.
  • the nebulization liquid circulation channels are intended to be connected to at least one reservoir (not shown) of the nebulizing liquid and optionally at least one pumping device to allow the circulation of the nebulizing liquid.
  • a sealing means 23 arranged between the supply chamber 19 and the piezoelectric ceramic 5, more precisely between the supply chamber 19 and the first face 5a of the piezoelectric ceramic 5 opposite the feeding chamber 19.
  • the sealing means 23 is arranged on the periphery of the piezoelectric ceramic 5, more precisely of the first face 5a of the piezoelectric ceramic 5.
  • the sealing means 23 is for example made in the form of a seal, in particular an O-ring.
  • the nebulizing head 3 advantageously comprises power supply means 25, such as electrical cables 25, for the electrical supply of the piezoelectric ceramic 5. These electric cables 25 are visible in FIG. Electrical cables 25 may be connected to the vehicle electrical network or alternatively to an independent energy storage means.
  • the electrical cables 25 are advantageously arranged on the same face of the piezoelectric ceramic 5, here on the second face 5b of the piezoelectric ceramic 5 opposite to the first face 5a of the piezo ceramic. 5 opposite the supply chamber 19.
  • the sealing means 23 is thus arranged on the side of the first face 5a of the piezoelectric ceramic 5 and the electrical cables 25 for the power supply of the piezoelectric ceramic 5 are provided on the opposite second face 5b.
  • the piezoelectric ceramic 5 of the nebulizing head 3 generates a substantially horizontal vibratory movement.
  • a nebulizing head 3 with a fixed perforated grid 7 is more resistant to external aggression, such as a passenger finger of a motor vehicle that would touch the perforated grid 7 of the nebulizing head 3 accessible from the outside.
  • the air refreshing device 1. The fixed arrangement of the perforated grid 7 and no longer able to vibrate as in the solutions of the prior art with vibrating membranes, does not interfere with nebulization since it is the vibratory movement of the piezoelectric ceramic that expels the nebulizing liquid through the perforations of the perforated grid 7 to deliver the droplets of nebulized liquid in the passenger compartment of the vehicle.
  • the nebulizing head 3 is very compact and its integration into an aerator member 2 for refreshing an air flow to the passenger compartment of the vehicle is facilitated.
  • a nebulizing head 3 devoid of a vibrating membrane and therefore a piezoelectric transducer for amplifying the vibration towards a vibrating membrane, guarantees a sufficient flow rate for cooling the flow of air F to the passenger compartment of the vehicle. vehicle by nebulization of liquid droplets delivered in this flow of air F.

Abstract

L'invention concerne un dispositif de rafraîchissement d'air (1) pour véhicule automobile, comprenant : − un organe d'aération (2) configuré pour diffuser un flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule, et − une tête de nébulisation (3) pour délivrer des gouttelettes de liquide nébulisé dans le flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule et comprenant une céramique piézo-électrique (5) apte à générer un mouvement vibratoire. Selon l'invention, la tête de nébulisation (3) comprend en outre une grille perforée (7) agencée fixe et à travers laquelle les gouttelettes de liquide nébulisé générées par le mouvement vibratoire de la céramique piézo-électrique (5) sont aptes à être délivrées. L'invention concerne également une tête de nébulisation (3) pour un tel dispositif de rafraîchissement d'air (1).

Description

DISPOSITIF DE RAFRAICHISSEMENT D'AIR POUR VEHICULE AUTOMOBILE ET TETE DE NEBULISATION ASSOCIEE
L'invention concerne un dispositif de rafraîchissement d'air pour véhicule automobile. L'invention concerne encore une tête de nébulisation pour un tel dispositif de rafraîchissement d'air.
Afin d'assurer le confort thermique des passagers, les véhicules automobiles intègrent le plus souvent un système de ventilation et/ou de climatisation permettant d'établir dans l'habitacle une température inférieure à la température externe.
Ces systèmes de ventilation et/ou de climatisation ventilent de l'air rafraîchi de sorte qu'ils apportent un confort thermique aux occupants du véhicule.
Un premier inconvénient de tels systèmes est que l'air rafraîchi est asséché. Par ailleurs, les places situées à l'arrière de l'habitacle sont souvent moins bien ventilées, de sorte qu'elles sont aussi moins bien rafraîchies.
II est aussi à noter que tous les véhicules ne sont pas nécessairement munis de climatiseur.
Afin d'améliorer la situation, il est connu de nébuliser un liquide tel que de l'eau. À cet effet, une solution connue est de prévoir un dispositif de rafraîchissement d'air comprenant notamment un organe d'aération à travers lequel circule un flux d'air, et une tête de nébulisation, qui peut notamment être agencée au niveau de l'organe d'aération, de manière à délivrer des microgouttes ou gouttelettes d'eau nébulisée dans le flux d'air destiné à l'aération et/ou la ventilation. Les gouttelettes s'évaporent en provoquant un abaissement de température du fait de la chaleur latente de vaporisation qui est alors absorbée. Ceci est transparent pour le ou les passagers du véhicule par exemple qui ne ressent(ent) que la sensation de fraîcheur sans percevoir d'augmentation d'humidité.
Une telle solution permet de pallier au moins partiellement l'absence de climatiseur ou d'améliorer le rafraîchissement de l'habitacle quand un tel climatiseur est présent, mais insuffisant localement. Cette solution contribue également à humidifier l'air. Selon les solutions connues, la tête de nébulisation comporte un transducteur piézo-électrique présentant un corps sensiblement cylindrique, une céramique piézoélectrique de forme sensiblement annulaire agencée de manière à entraîner en vibration le transducteur piézo-électrique, et une membrane perforée agencée à une extrémité du transducteur piézo-électrique de manière à être entraînée en vibration par le transducteur piézo-électrique.
Classiquement, la membrane micro-perforée présente une très faible épaisseur, par exemple de l'ordre de 40μιη, et peut donc être facilement détériorée.
En outre, la céramique piézo-électrique et la membrane perforée sont séparées par le corps du transducteur piézo-électrique intermédiaire qui permet d'amplifier les vibrations jusqu'à la membrane. Ce transducteur piézo-électrique intermédiaire présente l'inconvénient d'augmenter la taille de la tête de nébulisation. En outre, avec cette solution connue, le corps du transducteur piézo-électrique rajoute une épaisseur, ce qui diminue la section de passage du flux d'air lorsque la tête de nébulisation est montée sur un organe d'aération à travers circule un flux d'air.
De plus, afin de faciliter l'intégration sur un organe d'aération notamment, il est connu d'assembler la tête de nébulisation dans un boîtier destiné à être reçu à son tour dans un boîtier complémentaire de l'organe d'aération. Ceci augmente encore l'encombrement général du dispositif de rafraîchissement d'air recevant la tête de nébulisation dans son boîtier.
L'invention a donc pour objectif de pallier au moins partiellement ces problèmes de l'art antérieur en proposant un dispositif de rafraîchissement d'air avec un encombrement moindre tout en réduisant le risque de détérioration de la tête de nébulisation.
À cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de rafraîchissement d'air pour véhicule automobile, comprenant :
- un organe d'aération configuré pour diffuser un flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule, et
- une tête de nébulisation configurée pour délivrer des gouttelettes de liquide nébulisé dans le flux d'air à destination de l'habitacle dudit véhicule, et comprenant une céramique piézo-électrique apte à générer un mouvement vibratoire, caractérisé en ce que la tête de nébulisation comprend en outre une grille perforée agencée fixe et à travers laquelle les gouttelettes de liquide nébulisé, générées par le mouvement vibratoire de la céramique piézo-électrique, sont aptes à être délivrées.
La grille perforée fixe est plus robuste que la membrane vibrante des solutions de l'art antérieur.
En outre, il n'est plus nécessaire de prévoir de transducteur piézo-électrique qui servait à amplifier la vibration entre la céramique piézo-électrique et une membrane vibrante. De ce fait, la tête de nébulisation selon l'invention est de taille compacte par rapport aux solutions connues de l'art antérieur. Ceci peut faciliter notamment son intégration dans l'organe d'aération sans augmenter l'encombrement. En effet, seules la membrane et la céramique piézo-électrique sont à insérer dans un logement de l'organe d'aération par exemple. On peut supprimer le boîtier de la tête de nébulisation.
La grille perforée est avantageusement réalisée dans un matériau rigide de manière à ne pas vibrer.
Selon un aspect de l'invention, les perforations de la grille perforée présentent un diamètre de l'ordre de 5μιη à 15μιη, de préférence de l'ordre de 8μιη à 12μιη. On parle également de grille micro-perforée.
Selon un mode de réalisation préféré, la céramique piézo-électrique est désolidarisée de la grille perforée et est agencée en regard de la grille perforée.
La céramique piézo-électrique et la grille perforée sont par exemple concentriques.
Selon un autre aspect, la céramique piézo-électrique est réalisée sous forme de disque de diamètre de l'ordre de 10mm.
Selon encore un autre aspect de l'invention, la grille perforée de la tête de nébulisation est réalisée sous forme de disque de diamètre de l'ordre de 10mm.
On obtient ainsi une tête de nébulisation très compacte par rapport aux solutions de l'art antérieur, où la céramique présente par exemple un diamètre extérieur de l'ordre de 20mm. Avantageusement, la grille perforée présente une épaisseur de l'ordre de 1mm. Le risque de détériorer la grille perforée de la tête de nébulisation, par exemple en la touchant, est minimisé par rapport aux solutions de l'art antérieur avec des membranes vibrantes de très faible épaisseur.
Selon encore un autre aspect de l'invention, la tête de nébulisation est montée sur l'organe d'aération, ce qui permet d'optimiser le mélange entre le flux d'air diffusé par l'organe d'aération et les gouttelettes de liquide nébulisé délivrées par la tête de nébulisation.
Avec une telle tête de nébulisation, la section de passage du flux d'air au niveau de l'organe d'aération est plus grande par rapport à un organe d'aération intégrant une tête avec un transducteur piézo-électrique intermédiaire entre la céramique piézoélectrique et une membrane vibrante.
La tête de nébulisation est par exemple agencée sensiblement au centre de l'organe d'aération.
L'organe d'aération peut comprendre un élément au moins partiellement ajouré, par exemple réalisé sous la forme d'une grille d'aération, dans ce cas la tête de nébulisation peut être montée sur la grille d'aération.
Avantageusement, la grille perforée de la tête de nébulisation est agencée en saillie par rapport à l'organe d'aération, du côté de la sortie du flux d'air de l'organe d'aération.
Alternativement, la grille perforée de la tête de nébulisation est agencée affleurante à l'organe d'aération, du côté de la sortie du flux d'air de l'organe d'aération.
Les gouttelettes de liquide nébulisé sont donc délivrées en aval de la bouche d'aération de l'organe d'aération d'où le flux d'air est expulsé. Ainsi en application automobile, les gouttelettes sont pulvérisées directement vers l'habitacle du véhicule, dans le flux d'air.
Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de rafraîchissement d'air comprend une chambre d'alimentation en liquide de nébulisation de la tête de nébulisation, la chambre d'alimentation en liquide de nébulisation étant agencée entre la céramique piézo-électrique et la grille perforée.
De préférence, la céramique piézo-électrique est agencée en amont de la chambre d'alimentation en liquide de nébulisation selon le sens d'écoulement des gouttelettes de liquide nébulisé, et la chambre d'alimentation en liquide de nébulisation est agencée en amont de la grille perforée selon le sens d'écoulement des gouttelettes de liquide nébulisé.
Une telle chambre d'alimentation dispense d'utiliser un matériau poreux, tel qu'une mèche, pour amener le liquide de nébulisation jusqu'à la tête de nébulisation, et permet donc d'éviter une stagnation du liquide de nébulisation, qui risquerait de favoriser la prolifération de bactéries et/ou de bio-films ou d'algues.
En outre, la chambre d'alimentation en liquide de nébulisation peut être agencée dans l'organe d'aération. La chambre d'alimentation peut être facilement réalisée dans l'organe d'aération par une cavité entre la céramique piézo-électrique et la grille perforée.
Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de rafraîchissement d'air comprend un moyen d'étanchéité agencé entre la chambre d'alimentation et la céramique piézo-électrique.
Le moyen d'étanchéité est par exemple réalisé sous la forme d'un joint d'étanchéité, tel qu'un joint torique.
Selon un mode de réalisation particulier, la céramique piézo-électrique présente une première face et une deuxième face opposée à la première face. Le moyen d'étanchéité est agencé du côté de la première face et des moyens d'alimentation électrique de la céramique piézo-électrique sont prévus sur la deuxième face.
On assure ainsi l'étanchéité entre les deux faces de la céramique piézoélectrique.
L'invention concerne également une tête de nébulisation pour un dispositif de rafraîchissement d'air tel que défini précédemment, la tête de nébulisation comprenant une céramique piézo-électrique apte à générer un mouvement vibratoire, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une grille perforée agencée fixe et à travers laquelle les gouttelettes de liquide nébulisé sont aptes à être délivrées.
La grille perforée fixe augmente la fiabilité et la robustesse de la tête de nébulisation, tandis que les vibrations générées par la céramique piézo-électrique permettent de pousser le liquide de nébulisation à travers la grille perforée pour délivrer les gouttelettes de liquide nébulisé vers l'habitacle du véhicule.
En outre, la tête de nébulisation n'a plus de membrane vibrante et ne nécessite plus de transducteur piézo-électrique ; la tête de nébulisation présente en conséquence une taille compacte qui facilite son intégration par exemple sur un organe d'aération d'un dispositif de rafraîchissement pour un habitacle de véhicule automobile.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique de face d'un dispositif de rafraîchissement d'air selon l'invention,
- la figure 2 représente de façon schématique une vue en coupe de profil du dispositif de rafraîchissement d'air de la figure 1,
- la figure 3 est une vue en coupe schématique représentant une tête de nébulisation et une chambre d'alimentation en liquide de nébulisation de la tête de nébulisation.
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir d'autres réalisations.
En référence à la figure 1, l'invention concerne un dispositif de rafraîchissement 1 d'un flux d'air, pour véhicule automobile. Le dispositif de rafraîchissement 1 d'un flux d'air est par exemple relié à un réseau de ventilation d'un système de ventilation et/ou de climatisation existant dans le véhicule automobile.
En alternative, le dispositif de rafraîchissement 1 d'un flux d'air peut comporter son propre ventilateur, couramment appelé pulseur, permettant de mettre en mouvement un flux d'air à traiter, à destination de l'habitacle d'un véhicule automobile. L'alimentation en courant de l'éventuel pulseur peut se faire via un câble électrique connecté au réseau électrique du véhicule ou en variante à un moyen de stockage d'énergie indépendant.
Le dispositif de rafraîchissement 1 d'un flux d'air comporte :
- un organe d'aération 2 permettant de diffuser un flux d'air vers l'habitacle du véhicule automobile, et
- une tête de nébulisation 3 agencée pour délivrer des gouttelettes de liquide nébulisé dans le flux d'air et comprenant une céramique piézo-électrique 5 apte à générer un mouvement vibratoire et une grille perforée 7, voire micro- perforée, qui est agencée fixe.
L'invention concerne plus particulièrement la tête de nébulisation 3. Organe d'aération
Selon le mode de réalisation particulier des figures 1 et 2, l'organe d'aération 2, également appelé aérateur, présente une forme de couronne. Cet organe d'aération 2 débouche dans l'habitacle d'un véhicule automobile, de manière à diffuser un flux d'air dans l'habitacle du véhicule et est « réglable » de manière à ce que l'utilisateur puisse orienter des gouttelettes de liquide nébulisé à sa convenance.
L'organe d'aération 2 présente une ouverture 9 formant bouche d'aération. L'ouverture 9 peut présenter une forme sensiblement circulaire, dont le diamètre est par exemple de l'ordre de 60mm. De plus, l'ouverture 9 de l'organe d'aération 2 définit un logement apte à recevoir un élément au moins partiellement ajouré tel qu'une grille d'aération 11.
La grille d'aération 11 est avantageusement montée mobile sur l'organe d'aération 2 avec au moins un degré de liberté, de sorte que l'orientation de la grille d'aération 11 puisse être réglée de manière à modifier la direction d'écoulement du flux d'air.
La grille d'aération 11 présente un pourtour 13 de forme extérieure complémentaire de la forme de la paroi interne du logement de l'organe d'aération 2.
De plus, la grille d'aération 11 présente une pluralité d'ailettes 15. Selon un exemple de réalisation particulier illustré sur la figure 1, les ailettes 15 s'étendent depuis la face interne du pourtour 13 de la grille d'aération 11 jusqu'à un support interne 17.
Le support interne 17 peut être agencé sensiblement au centre de la grille d'aération 11. Le support interne 17 présente par exemple une forme générale sensiblement tubulaire qui s'étend selon un axe longitudinal A.
Tête de nébulisation
La tête de nébulisation 3, mieux visible sur la figure 2, est quant à elle configurée pour distribuer des gouttelettes de liquide nébulisé vers l'habitacle, sous forme de brume ou de brouillard B.
Selon une variante non illustrée, la tête de nébulisation 3 peut être agencée à côté de l'organe d'aération 2, au-dessus, en dessous, ou en aval de l'organe d'aération 2 selon le sens d'écoulement du flux d'air F diffusé.
Selon un mode de réalisation préféré illustré sur les figures 1 et 2, la tête de nébulisation 3 est agencée sur l'organe d'aération 2. Dans ce cas, le mélange entre le flux d'air F et la brume B générée par la tête de nébulisation 3 se fait mieux.
Dans l'exemple particulier illustré, la tête de nébulisation 3 est montée dans le support interne 17 de la grille d'aération 11. La tête de nébulisation 3 peut être agencée sensiblement au centre de la grille d'aération 11.
On peut prévoir tout moyen de fixation adapté pour maintenir d'une part la céramique piézo-électrique 5 et d'autre part la grille perforée 7 de la tête de nébulisation 3 sur l'organe d'aération 2. On peut citer à titre d'exemple non limitatif une fixation par serrage, vissage, collage, ou encore une fixation démontable ou amovible par exemple par clipsage. De préférence, la grille perforée 7 de la tête de nébulisation 3 est collée sur l'organe d'aération 2. Bien entendu, tout autre moyen d'assemblage permettant une liaison fiable peut être envisagé. De plus, dans le cas où la tête de nébulisation 3 est agencée sur l'organe d'aération 2, la grille perforée 7 de la tête de nébulisation 3 peut être montée affleurante à la grille d'aération 11 et au support interne 17, du côté de la sortie d'air de l'organe d'aération 2. Autrement dit, la surface de grille perforée 7 de la tête de nébulisation 3 est sur le même plan que la surface de son support 17.
Selon un mode de réalisation avantageux, la grille perforée 7 de la tête de nébulisation 3 est agencée en saillie par rapport à la grille d'aération 11 et au support interne 17 de l'organe d'aération 2 du côté de la sortie d'air de l'organe d'aération 2.
Ainsi, en fonctionnement, les gouttelettes issues de la tête de nébulisation 3 sont délivrées dans le flux d'air F, en aval de l'organe d'aération 2 selon le sens d'écoulement du flux d'air F, dans le cas d'une application automobile, les gouttelettes issues de la tête de nébulisation 3 sont donc délivrées directement à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Par ailleurs, selon l'invention, la céramique piézo-électrique 5 de la tête de nébulisation 3 est apte à générer un mouvement vibratoire et la grille perforée 7 est quant à elle agencée de manière fixe. Avantageusement, la grille perforée est réalisée dans un matériau rigide de manière à ne pas vibrer.
La grille perforée 7 est désolidarisée de la céramique piézo-électrique 5 et est notamment agencée en regard de la céramique piézo-électrique 5. En référence à la figure 3, la céramique piézo-électrique 5 présente une première face 5a et une deuxième face 5b opposée à la première face 5a, et la grille perforée 7 est agencée en regard de la première face 5a de la céramique piézo-électrique 5.
À titre d'exemple, la céramique piézo-électrique 5 et la grille perforée 7 présentent respectivement une forme générale de disque. En particulier, la grille perforée 7 peut présenter un diamètre de l'ordre de 10mm. De même, la céramique piézo-électrique 5 peut présenter un diamètre de l'ordre de 10mm. On obtient ainsi une tête de nébulisation 5 très compacte.
La céramique piézo-électrique 5 et la grille perforée 7 sont avantageusement concentriques.
De plus, dans le cas où la tête de nébulisation 3 est agencée sur l'organe d'aération 2, l'axe central de la grille perforée 7 et de la céramique piézo-électrique 5 coïncide avec l'axe longitudinal A central du support interne 17 de l'organe d'aération 2 (voir figure 2).
La vibration de la céramique piézo-électrique 5 permet de générer les gouttelettes sous forme de brume ou de brouillard B. La taille des gouttelettes générées est notamment de l'ordre de 5μιη à 15μιη, de préférence de l'ordre de 8μιη à 12μιη. Ces gouttelettes générées par le mouvement vibratoire de la céramique piézo-électrique 5 sont délivrées dans l'habitacle via la grille perforée 7 fixe. Les perforations de la grille 7 présentent donc avantageusement un diamètre inférieur à 20 μιη , de préférence de l'ordre de 5μιη à 15μιη, de préférence encore de l'ordre de 8μιη à 12μιη. Bien entendu, la taille des perforations de la grille perforée 7 de la tête de nébulisation est avantageusement choisie pour obtenir des gouttelettes avec un débit suffisant et sans que les gouttelettes générées ne soient trop grosses pour ne pas mouiller les passagers du véhicule notamment.
Afin de générer les gouttelettes de liquide nébulisé, la tête de nébulisation 3 est destinée à être alimentée en liquide de nébulisation. Le liquide de nébulisation est par exemple de l'eau.
Avantageusement, on évite tout moyen d'alimentation en liquide de nébulisation, favorisant la stagnation de l'eau, qui entraînerait un risque de développement de moisissure ou de bactéries.
Selon le mode de réalisation illustré sur la figure 3, le dispositif de rafraîchissement 1 comprend une chambre d'alimentation 19 en liquide de nébulisation de la tête de nébulisation 3.
En référence à la figure 3, la chambre d'alimentation 19 est agencée entre la céramique piézo-électrique 5 et la grille perforée 7 fixe. Ainsi, la céramique piézoélectrique 5 est agencée en amont de la chambre d'alimentation 19 selon le sens d'écoulement des gouttelettes de liquide nébulisé, elle-même agencée en amont de la grille perforée 7 selon le sens d'écoulement des gouttelettes de liquide nébulisé.
Plus précisément, dans cet exemple, la chambre d'alimentation 19 est ménagée dans l'organe d'aération 2, par exemple sous forme de cavité prévue entre la céramique piézo-électrique 5 et la grille perforée 7. L'organe d'aération 2 comprend à cet effet une ou plusieurs parois 20 pour délimiter la chambre d'alimentation 19. Dans l'exemple illustré, la chambre d'alimentation 19 présente une forme générale sensiblement cylindrique.
Cette chambre d'alimentation 19 est reliée à au moins deux canaux de circulation du liquide de nébulisation, la circulation du liquide de nébulisation étant schématisée par les flèches 21 sur les figures. La chambre d'alimentation 19 permet donc de générer une lame de liquide de nébulisation, ici une lame d'eau, entre la céramique piézo-électrique 5 et la grille perforée 7. Selon la disposition des éléments sur la figure 3, le liquide de nébulisation, tel que l'eau, circule sensiblement verticalement. Les canaux de circulation du liquide de nébulisation sont destinés à être reliés à au moins un réservoir (non représenté) du liquide de nébulisation et éventuellement au moins un dispositif de pompage afin de permettre la circulation du liquide de nébulisation.
On prévoit en outre un moyen d'étanchéité 23 agencé entre la chambre d'alimentation 19 et la céramique piézo-électrique 5, plus précisément entre la chambre d'alimentation 19 et la première face 5a de la céramique piézo-électrique 5 en regard de la chambre d'alimentation 19.
Selon l'exemple illustré sur la figure 3, le moyen d'étanchéité 23 est agencé sur la périphérie de la céramique piézo-électrique 5, plus précisément de la première face 5a de la céramique piézo-électrique 5.
Le moyen d'étanchéité 23 est par exemple réalisé sous la forme d'un joint d'étanchéité, notamment un joint torique.
Par ailleurs, la tête de nébulisation 3 comprend avantageusement des moyens d'alimentation électrique 25, tels que des câbles électriques 25, permettant l'alimentation électrique de la céramique piézo-électrique 5. Ces câbles électriques 25 sont visibles sur la figure 3. Les câbles électriques 25 peuvent être connectés au réseau électrique du véhicule ou en variante à un moyen de stockage d'énergie indépendant.
Comme illustré sur la figure 3, les câbles électriques 25 sont avantageusement disposés sur une même face de la céramique piézo-électrique 5, ici sur la deuxième face 5b de la céramique piézo-électrique 5 opposée à la première face 5a de la céramique piézo-électrique 5 en regard de la chambre d'alimentation 19.
Le moyen d'étanchéité 23 est donc agencé du côté de la première face 5a de la céramique piézo-électrique 5 et les câbles électriques 25 pour l'alimentation électrique de la céramique piézo-électrique 5 sont prévus sur la deuxième face 5b opposée.
On garantit ainsi l'alimentation en liquide de nébulisation grâce à cette chambre d'alimentation 19 d'un côté de la céramique piézo-électrique 5 et l'alimentation électrique de la céramique piézo-électrique 5 de l'autre côté tout en assurant une étanchéité entre les deux côtés. Le jet de gouttelettes peut être expulsé à travers les perforations ou micro-perforations de la grille perforée 7 fixe, du fait des vibrations générées par la céramique piézo-électrique 5 qui poussent ou expulsent le liquide de nébulisation à travers la grille perforée 7 qui reste fixe. En effet, la céramique piézo- électrique 5 se comporte comme un piston qui permet de pousser le liquide à travers la grille perforée 7 perpendiculairement au mouvement de circulation du liquide de nébulisation illustré par les flèches 21 selon l'exemple particulier de la figure 3. En référence à la disposition des éléments sur la figure 3, la céramique piézo-électrique 5 de la tête de nébulisation 3 génère un mouvement vibratoire sensiblement horizontal.
Ainsi, une tête de nébulisation 3 avec une grille perforée 7 fixe est plus résistance face à des agressions extérieures, tel qu'un doigt de passager de véhicule automobile qui viendrait toucher la grille perforée 7 de la tête de nébulisation 3 accessible depuis l'extérieur du dispositif de rafraîchissement d'air 1. L'agencement fixe de la grille perforée 7 et non plus de manière à pouvoir vibrer comme dans les solutions de l'art antérieur avec des membranes vibrantes, ne gêne pas la nébulisation puisque c'est le mouvement vibratoire de la céramique piézo-électrique qui permet d'expulser le liquide de nébulisation à travers les perforations de la grille perforée 7 pour délivrer les gouttelettes de liquide nébulisé dans l'habitacle du véhicule.
De plus, la tête de nébulisation 3 est très compacte et son intégration dans un organe d'aérateur 2 pour le rafraîchissement d'un flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule est facilitée.
Par ailleurs, une telle tête de nébulisation 3, dépourvue de membrane vibrante et donc de transducteur piézo-électrique pour amplifier la vibration vers une membrane vibrante, garantit un débit suffisant pour le rafraîchissement du flux d'air F à destination de l'habitacle du véhicule par nébulisation de gouttelettes de liquide délivrées dans ce flux d'air F.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de rafraîchissement d'air (1) pour véhicule automobile, comprenant :
- un organe d'aération (2) configuré pour diffuser un flux d'air (F) à destination de l'habitacle dudit véhicule, et
- une tête de nébulisation (3) configurée pour délivrer des gouttelettes de liquide nébulisé dans le flux d'air (F) à destination de l'habitacle dudit véhicule, et comprenant une céramique piézo-électrique (5) apte à générer un mouvement vibratoire,
caractérisé en ce que la tête de nébulisation (3) comprend en outre une grille perforée (7) agencée fixe et à travers laquelle les gouttelettes de liquide nébulisé, générées par le mouvement vibratoire de la céramique piézo-électrique (5), sont aptes à être délivrées.
Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon la revendication précédente, dans lequel les perforations de la grille perforée (7) présentent un diamètre de l'ordre de 5μιη à 15μιη, de préférence de l'ordre de 8μιη à 12μιη.
Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la céramique piézo-électrique (5) est désolidarisée de la grille perforée (7) et est agencée en regard de la grille perforée (7).
Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la céramique piézo-électrique (5) et la grille perforée (7) sont concentriques.
Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la céramique piézo-électrique (5) est réalisée sous forme de disque de diamètre de l'ordre de 10mm.
Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la grille perforée (7) est réalisée sous forme de disque de diamètre de l'ordre de 10mm.
7. Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la grille perforée (7) présente une épaisseur de l'ordre de 1mm.
8. Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tête de nébulisation (3) est montée sur l'organe d'aération (2), par exemple agencée sensiblement au centre de l'organe d'aération (2).
9. Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une chambre d'alimentation (19) en liquide de nébulisation de la tête de nébulisation (3), la chambre d'alimentation (19) en liquide de nébulisation étant agencée entre la céramique piézo-électrique
(5) et la grille perforée (7).
10. Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon la revendication précédente, dans lequel la céramique piézo-électrique (5) est agencée en amont de la chambre d'alimentation (19) en liquide de nébulisation selon le sens d'écoulement des gouttelettes de liquide nébulisé, et la chambre d'alimentation (19) en liquide de nébulisation est agencée en amont de la grille perforée (7) selon le sens d'écoulement des gouttelettes de liquide nébulisé.
11. Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon la revendication 8 prise en combinaison avec l'une des revendications 9 ou 10, dans lequel la chambre d'alimentation (19) en liquide de nébulisation est agencée dans l'organe d'aération (2).
12. Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, comprenant un moyen d'étanchéité (23) agencé entre la chambre d'alimentation (19) et la céramique piézo-électrique (5).
13. Dispositif de rafraîchissement d'air (1) selon la revendication précédente, dans lequel la céramique piézo-électrique (5) présente une première face (5a) et une deuxième face (5b) opposée à la première face (5a), et dans lequel le moyen d'étanchéité (23) est agencé du côté de la première face (5a) et des moyens d'alimentation électrique (25) de la céramique piézo-électrique (5) sont prévus sur la deuxième face (5b).
14. Tête de nébulisation (3) pour un dispositif de rafraîchissement d'air (1) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une céramique piézo-électrique (5) apte à générer un mouvement vibratoire, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une grille perforée (7) agencée fixe et à travers laquelle des gouttelettes de liquide nébulisé, générées par le mouvement vibratoire de la céramique piézo-électrique (5), sont aptes à être délivrées.
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