FR2539848A1

FR2539848A1 - Climatiseur pour vehicule a moteur en particulier

Info

Publication number: FR2539848A1
Application number: FR8400969A
Authority: FR
Inventors: Rainer Knoblauch; Klaus Steuer
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1983-01-25
Filing date: 1984-01-23
Publication date: 1984-07-27
Also published as: FR2539848B1; DE3302377A1; DE3302377C2; ES276177Y; ES276177U

Abstract

CLIMATISEUR COMPORTANT UN VOLET DE REGULATION QUI DIRIGE TOUT OU PARTIE DE L'AIR SORTANT DE L'EVAPORATEUR DANS OU SUR LE RADIATEUR. LE VOLET DE REGULATION 20 PORTE DES DEFLECTEURS PLATS 3, 4 QUI CONCENTRENT LE FLUX D'AIR FROID PASSANT DEVANT LE RADIATEUR 2 ET LE DEVIE DE FACON A LE DIRIGER DE PREFERENCE VERS UN ORIFICE DE SORTIE 5, SANS LE MELANGER AVEC LE FLUX D'AIR CHAUD SORTANT DU RADIATEUR 2. UN TRANQUILISEUR 11 EST EN OUTRE PREVU DANS LA ZONE DE TRANSITION ENTRE L'EVAPORATEUR 10 ET LE RADIATEUR 2, AFIN D'OBTENIR UN ECOULEMENT STABLE LE LONG DU VOLET DE REGULATION 1. AFIN D'EVITER DES PERTES, LE CORPS 19 DE LA SOUFFLANTE PRESENTE EN OUTRE UNE FORME DETERMINEE AU VOISINAGE D'UN MOTEUR 17 ENTRAINANT LES DEUX ROUES.

Description

La présente invention concerne un climatiseur, en particulier pour véhicule à moteur, avec un évaporateur et un radiateur disposés successivement, suivant le sens de l'écoulement de l'air, dans un boîtier muni d'un volet de régulation, qui dirige tout ou partie de l'air sortant de l'évaporateur dans ou sur le radiateur, et comprenant en aval du radiateur, suivant le sens de l'écoulement une zone de mélange, puis des orifices de sortie reliés à des orifices de ventilation en divers points de l'habitacle en particulier.

Avec de tels climatiseurs, on souhaite, en particulier pendant la phase de refroidissement et à des températures extérieures relativement élevées, alimenter un des orifices de sortie de préférence avec un flux d'air froid, tandis que les autres orifices dé sortie et les buses de ventilation auxquelles ils sont reliés délivrent de l'air froid réchauffé par de l'air chaud, de fanon à créer un échelonnement de température jugé agréable par les passagers. Sur les positions extremes, c'est-à-dire quand le climatiseur est utilisé pour le chauffage du véhicule ou en cas de refroidissement à la puissance frigorifique maximale, tous les orifices de sortie d'air doivent dans la mesure du possible etre à la meme température.

L'invention vise à réaliser un climatiseur du type précité de facon à pouvoir alimenter un orifice de sortie de préférence par un flux d'air froid, sans utilisation d'éléments de réglage, d'organes de commande ou autre supplémentaires.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le volet de régulation est muni, du côté opposé au radiateur, de déflecteurs qui concentrent et dévient le flux d'air froid; et un orifice de sortie est disposé à proximité de la zone vers laquelle le flux d'air froid est dirigé, alors que les autres orifices de sortie sont situés à plus grande distance.

Dans les climatiseurs connus, l'air froid que le volet de régulation fait passer sur le radiateur pénètre librement dans un volume de mélange ou de distribution et peut rencontrer ledit volet ou être dirigé tout à fait librement. Ces deux états d'écoulement dépendent de la position du volet de régulation et de la direction suivant laquelle cette position a été atteinte. Des températures de sortie d'air tries différentes, présentant un écart de plusieurs degrés, peuvent ainsi s'établir selon la nature de l'écoulement, pour un meme ajustement du volet mélangeur de température, en particulier sur la plage médiane d'ajustement. Pour toujours obtenir un état d'écoulement, et selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le boîtier est muni, du côté de sortie de l'évaporateur opposé au radiateur, d'un tranquilliseur s'étendant vers le volet de régulation.L'écoulement d'air froid s'applique ainsi toujours sur le volet de régulation, à tout régime et même sur les positions moyennes de ce dernier, de sorte qu'une température de sortie d'air précise correspond à chaque position du volet de régulation.

Dans les climatiseurs du type précité, l'air exerce des forces relativement importantes sur le volet de régulation, en particulier quand le radiateur oppose une résistance élevée à l'air, la caractéristique de la soufflante présente une forte pente et le volet de régulation a une grande surface; ces forces n'agissent pas dans le même sens, en particulier sur toutes les positions de service du volet de régulation, de sorte qu'il est difficile de dimensionner les éléments de manoeuvre du volet de régulation.Afin que les forces de manoeuvre puissent etre réduites et agissent toujours pour l'essentiel dans le même sens, et selon une autre caractéristique de l'invention, le tranquilliseur recouvre le bord avant du volet de régulation, suivant le sens de l'écoulement, et forme une arête d'étanchéité à distance dudit bord avant, la zone comprise entre ce dernier et l'arrête d'étanchéité étant ouverte vers l'évaporateur, entre le volet de régulation et le tranquilliseur. Un coin de pression est ainsi maintenu sur la face du volet de régulation opposée au radiateur et produit une décharge hydrostatique, de sorte que la surface effective de pression et la longueur correspondante de lavage pour le positionnement du volet de régulation sont diminuées sur la position dégageant totalement le radiateur.

Dans les climatiseurs du type cité en introduction, il est habituellement prévu que la face supérieure ou inférieure du volet de régulation s'applique dans ses positions limites sur une arete d'étanchéité du boitier. L'action d'étanchéité dépend de la force d'application du volet de régulation sur la portée. I1 est habituellement difficile de prévoir une force d'application suffisante dans les deux positions limites. Afin d'éviter cette difficulté, et selon une autre caractéristique de l'invention, le boîtier est muni d'une nervure sensiblement tangente au bord avant pivotant du volet de régulation et derrière laquelle ledit bord se trouve en position de blocage du radiateur. Une fermeture sure est ainsi obtenue dans la position limite de blocage du radiateur, sans que le volet de régulation doive être appliqué par une force sur une arête d'étanchéité.Selon une autre caractéristique de l'invention, la hauteur de la nervure croîte de l'axe longitudinal (8) vers le côté du boîtier. Au début de l'opération d'ouverture, le volet de régulation dégage ainsi une section en V partant du centre de la nervure et assurant que l'air à réchauffer s'écoule de préférence vers le centre du radiateur. Ainsi sont évitées en particulier les difficultés d'une incidence latérale sur le radiateur aux faibles positions de réglage, qui résultent dans les modèles connus des inévitables tolérances de fabrication, produisant une ouverture unilatérale aux faibles positions de réglage.

Dans les climatiseurs du type mentionné en introduction, il est en général nécessaire aussi d'évacuer hors du boîtier l'eau se condensant au voisinage du radiateur. Afin de rendre la conception totalement indépendante de la position de la tubulure de vidange, et selon une autre caractéristique de l'invention, la base du boîtier est munie, en aval du radiateur, d'une rigole dont le fond est incliné vers un point bas auquel est raccordée une tubulure de sortie. L'utilisation d'une rigole inclinée permet de placer la tubulure en un point quelconques sans que le boîtier présente une forme générale dissymétrique.

Dans les climatiseurs du type mentionné en introduction, contenant en amont de l'évaporateur une soufflante à deux roues entraînées par un moteur central et entourées par un corps, qui forme un coli maison pour les roues et un support pour le moteur d'entrainement, et qui est relié à des orifices de refoulement sur l'évaporateur, l'incidence sur l'évaporateur entraîne des difficultés car, en particulier au voisinage du support du moteur, des reflux appraissent sur les roues de la soufflante, diminuent le flux d'air utile et réduisent l'alimentation de l'évaporateur.Pour éviter un reflux entre les colimaçons, au voisinage des supports de moteur, et obtenir une incidence régulière sur toute la surface de l'évaporateur, et selon une autre caractéristique de l'invention, la paroi du boîtier présente au voisinage du support un bossage en forme de bourrelet dirigé vers l'évaporateur.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une coupe suivant le plan médian longitudinal d'un climatiseur selon l'invention; et la figure 2 est le plan à plus grande échelle du volet de régulation du climatiseur selon figure 1, avec indication des écoulements d'air résultants.

Le climatiseur représenté comporte un boîtier 9, constitué par l'assemblage de plusieurs pièces et en particulier de pièces moulées en matière plastique, et auquel un corps 19 de soufflante, également constitué par plusieurs pièces moulées en matière plastique, est raccordé. Le corps 19 contient une soufflante 16 à deux roues, avec un moteur d'entraînement 17, et de préférence un moteur électrique disposé entre les roues et fixé sur un support 18 du corps 19. Ce dernier forme pour les deux roues de soufflante non représentées des colimaçons dont les orifices de soufflage sont affectés à un évaporateur 10, monté dans le boîtier 9 et relié à un groupe frigorifique non représenté.

Afin d'obtenir une incidence régulière sur la face d'entrée de l'évaporateur 10, au voisinage du support i8 du moteur d'entrai- nement 17, c'est-à-dire entre les deux colimaçons des roues, sans production dans cette zone médiane de reflux vers les roues, la paroi entourant le support 18 du moteur est munie d'un bossage 20 en saillie vers la face d'entrée de l'évaporateur 10 et se raccordant à peu près tangentiellement à une paroi entourant le support, par une surface sensiblement perpendiculaire à ladite face d'entrée de l'évaporateur 10. A partir de ce bossage, une surface de la paroi s'étend linéairement vers le bord de l'évaporateur, avec lequel elle forme un angle aigu.Le bossage 20 est limité latéralement, en direction des roues non représentées de la soufflante, par des parois radiales par rapport à l'arbre d'entrainement desdites roues.

En aval de l'évaporateur 10 suivant le sens de l'écoulement le boîtier 9 contient un radiateur relié de façon non représentée à une alimentation en eau chaude; et en particulier au refroidissement d'un moteur de véhicule. L'air sortant de i'évaporateur peut être dirigé totalement ou partiellement dans ou sur le radiateur 2, pour atteindre un volume 21 de mélange ou de distribution dans le boltier 9, d'où il atteint ensuite les orifices de sortie 5, 6 et 7 qui aboutissent à des orifices de ventilation disposés en divers points de l'habi- tacle. Dans l'exemple de réalisation représenté, l'orifice de sortie 5 est relié à des buses de ventilation montées sur le tableau de bord d'un véhicule. L'orifice de sortie 5 se trouve dans le plan médian longitudinal du boîtier 9.L'orifice de sortie 7, qui est présent sur les deux côtés du boîtier 9, aboutit à des buses de dégivrage au voisinage du pare-brise d'un véhicule à moteur. L'orifice de sortie 6, prévu de chaque côté du boîtier 9, aboutit à la base de l'habitacle et le cas échéant, par des pièces intermédiaires non représentées, à l'arrière du véhicule.

Les passagers du véhicule perçoivent généralement de façon agréable que les buses de ventilation sur le tableau de bord soufflent un flux d'air plus froid que l'air soufflé par les autres orifices de ventilation, de façon à produire un échelonnement de température.

Les pourcentages du flux d'air froid sortant de l'évaporateur 10 et dirigés dans ou devant le radiateur 2 sont !déterminés par l'ajustement d'un volet de régulation 1, monté sur un axe de pivotement 22 dans le boîtier 9. Dans la position limite représentée en traits pleins, le volet bloque totalement l'accès de l'air au radiateur 2, de sorte que l'air sortant de l'évaporateur est transporté sans traverser le radiateur 2 vers les orifices de sortie 5, 6 et 7, qui sont ainsi à la meme température. Dans la position limite représentée en tireté, le volet de régulation 1 interdit
l'accès direct aux orifices de sortie 5, 6 et 7, de sorte que tout
l'air provenant de l'évaporateur 10 doit circuler dans le radiateur
2.Les positions intermédiaires du volet de régulation 1 produisent
une division des écoulements d'air, de sorte que l'air s'écoulant
devant le radiateur 2 est mélangé dans le volume 21 de mélange et
de distribution avec une fraction d'air chaud qui le réchauffe.

Afin qu'un flux d'air froid pratiquement non réchauffé atteigne
directement l'orifice de sortie situé au milieu du boîtier, la face
du volet de régulation 1 opposée au radiateur 2 porte des déflecteurs
3 et 4, dont la distance diminue en V vers l'axe 8 du boîtier vu en
plan (figure 2). Ces déflecteurs 3 et 4, dont les extrémités diri
gées suivant le sens de l'écoulement sont parallèles entre elles et
recourbées vers l'axe du boîtier, dévient le flux d'air froid pas
sant devant le radiateur 2 et le concentrent suivant l'axe 8 du boîtier.

Ce flux d'air froid concentré divise le flux d'air chaud provenant du
radiateur 2 et s'écoulant (vers le haut) sur la paroi du boîtier, de
sorte que ce flux d'air chaud est dévié vers les deux côtés du boî
tier, tandis qu'une partie du flux d'air froid se mélange avec une
partie réduite d'air chaud, puis est déviée directement vers le haut
en direction de l'orifice de sortie 5. Le flux d'air chaud dévié
latéralement est mélangé dans la zone située en aval des déflecteurs
3 et 4, dont la hauteur diminue suivant le sens d'écoulement de l'air
vers l'axe du bottier, de sorte qu'il se forme dans la partie laté
rale du bottier des zones tourbillonnaires 23, dans lesquelles l'air
froid est mélangé à l'air chaud et par suite réchauffé. Cet air
réchauffé atteint ensuite les orifices de sortie 6 et 7 situées dans -la partie latérale du boîtier.

Les orifices de sortie 5, 6 et 7 sont munis de volets, dont
seul le volet 24 de l'orifice de sortie 5 est représenté, et qui
permettent de doser encore le débit d'air des orifices de sortie.

Afin que le flux d'air froid passant devant le radiateur 2
s'applique toujours sur la face extérieure du volet de régulation 1
et ne s'écoule pas de façon libre et incontrôlée, le boîtier 9 est
muni, du côté de la sortie de l'évaporateur 10 et sur la face oppo
sée au radiateur 2, d'un tranquilliseur qui s'étend en direction du volet de régulation 1 et dévie l'air froid sortant vers ledit volet 1. L'écoulement d'air s'appliquant sur le volet de régulation 1 est ainsi dirigé de façon sûre dans le volume 21 de mélange et de distribution et ne s'écoule pas directement vers les orifices de sortie 5, 6 et 7, comme dans le das d'une dérivation.

Le stabiliseur 11, qui constitue une plaque disposée transversalement dans le boîtier 9, s'étend -en oblique vers le volet de régulation 1, situé dans sa position limite représentée en tireté et dont le bord avant est nettement dépassé par le tranquilliseur 11 suivant le sens de l'écoulement. Le bord du tranquilliseur 11 est réalisé en portée sur laquelle le volet de régulation 1 muni d'un revêtement à élasticité caoutchoutique s'applique avec étanchéité dans la position représentée en tireté. Un "coin de pression" se forme entre cette arête d'étanchéité, le bord avant du volet de régulation et le tranquilliseur 11, et assure une décharge hydrostatique du volet de régulation 1 dans la position dégageant totalement le radiateur 2.La surface effective du volet de régulation 1 chargée par la pression est simultanément réduite dans cette position, de sorte que des forces d'ouverture plus faibles sont obtenues, car le bras de levier agissant lors de l'ouverture pour le pivotement du volet de régulation 1 autour de son axe 22 est ainsi réduit également.

Le boîtier 9 est muni d'une nervure 13 transversale, sensiblement tangentielle au trajet de pivotement du bord avant du volet de régulation 19 et disposée de façon-que le bord avant du volet de régulation 1 suivant le sens de l'écoulement s'applique derrière cette nervure, sur un épaulement 25, dans la position représentée sur laquelle le radiateur 2 est totalement fermé. Il en résulte qu'aucune force de compression importante n'est nécessaire dans cette position de fermeture pour obtenir une étanchéité suffisante Comme le montre la figure 1, le bord supérieur de la nervure 13 est échancré en V vers l'axe du boîtier, de sorte que la hauteur de la nervure 13 croît de l'axe vers les parois latérales du boîtier 9.

Une section de passage en V est ainsi obtenue pendant la phase initiale du volet de régulation 1 et dirige l'air froid sortant de l'évaporateur vers le centre du radiateur 2, de sorte qu'en dépit d'éventuelles tolérances de fabrication, il n'y a pas de charge unilatérale du radiateur 2 et par suite de distribution irrégulière de la température entre les deux côtés du boîtier.

Pour pouvoir évacuer l'eau condensée se déposant sur le radiateur 2 ou en aval de ce dernier dans le boîtier 9, la base de ce dernier est munie, au-dessous du radiateur 2 (monté à peu près horizontalement en pratique, contrairement à la représentation sur la figure), des nervures transversales 14 dont le fond est incliné vers un point déterminé, tel qu'un point bas situé sur l'axe du boitier, ou uniquement d'un côté de ce dernier où se trouve une tubulure 15 pour le raccordement d'une canalisation de vidange. Il est ainsi inutile d'incliner toute la base du boîtier vers une tubulure de vidange.

Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

Revendications

1. Climatiseur, en particulier pour véhicule à moteur, avec un évaporateur et un radiateur disposés successivement, suivant le sens de l'écoulement, dans un boîtier muni d'un volet de régulation qui dirige tout ou partie de l'air sortant de l'évaporateur dans ou sur le radiateur, et comprenant en aval du radiateur, suivant le sens de l'écoulement, une zone de mélange, puis des orifices de sortie reliés à des orifices de ventilation en divers points de l'habitacle en particulier, ledit climatiseur étant caractérisé en ce que le volet de régulation (1) est muni, du côté opposé au radiateur (2), de déflecteurs (3, 4) qui concentrent et dévient le flux d'air froid; et un orifice de sortie (5) est disposé à proximité de la zone vers laquelle le flux d'air froid est dirigé, alors que les autres orifices de sortie (6, 7) sont situés à plus grande distance.

2. Climatiseur selon revendication 1, caractérisé en ce que le volet de régulation (1) est muni de deux déflecteurs (3,4) qui lui sont perpendiculaires et dont l'écartement diminue suivant le sens de l'écoulement; et orifice de sortie (5) aboutissant aux buses de ventilation est disposé au voisinage de l'axe (8) du boîtier et les autres orifices de sortie (6, 7) au voisinage des côtés du boîtier.

3. Climatiseur selon revendication 2, caractérisé en ce que la hauteur des déflecteurs 3, 4 en saillie sur le volet de régulation (1) diminue suivant le sens de l'écoulement.

4. Climatiseur selon une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les extrémités des déflecteurs (3, 4) suivant le sens de l'écoulement sont parallèles entre elles et à l'axe (8) du boîtier.

5. Climatiseur selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le boîtier 9 est muni, du côté de sortie de l'évaporateur (10) opposé au radiateur (2), d'un tranquilliseur (11) s'étendant vers le volet de régulation (1).

6. Climatiseur selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tranquilliseur (11) recouvre le bord avant du volet de régulation (1) suivant le sens de l'écoulement et forme une arête d'étanchéité (12) à distance dudit bord avant, la zone comprise entre ce dernier et l'arrête d'étanchéité (12) étant ouverte vers l'évaporateur (10), entre le volet de régulation (1) et le tranquilliseur (11).

7. Climatiseur selon une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le tranquilliseur (11) est, suivant le sens de l'écoule- ment, incliné vers le volet de régulation (1) fermé.

8. Climatiseur selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le boîtier (9) est muni d'une nervure (13) sensiblement tangente au bord avant pivotant du volet de régulation (1) et derrière laquelle ledit bord se trouve en position de fermeture du radiateur (2).

9. Climatiseur selon revendication 8, caractérisé en ce que la hauteur de la nervure (13) croît de l'axe longitudinal (8) vers le côté du boîtier.

10. Climatiseur selon une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la base du boîtier (9) est munie, en aval du radiateur (2), d'une rigole (14) dont le fond est incliné vers un point bas auquel est raccordée une tubulure de sortie (15).

11. .Climatiseur selon une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'une soufflante (16) est disposée en amont de l'évaporateur (10) et comprend deux roues, entraînées par un moteur (17) central et entourées par un corps, qui forme des colimaçons pour les roues de la soufflante et un support (18) pour le moteur d'entraînement (17), et qui est relié à des orifices de refoulement sur l'évaporateur (10), la paroi du boîtier présentant au voisinage du support (18) un bossage (20) en forme de bourrelet dirigé vers l'évaporateur (10).

12. Climatiseur selon revendication 11, caractérisé en ce que le bossage (20) présente une surface au moins sensiblement perpendiculaire à la face d'entrée de l'évaporateur (10) et qui se raccorde tangentiellement à une paroi entourant le moteur d'entraînement (17).