FR2751922A1 - Dispositif de chauffage-ventilation de l'habitacle d'un vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de chauffage-ventilation de l'habitacle d'un véhicule automobile. Le dispositif comprend un boîtier (10) dans lequel est monté un canal d'amenée d'air frais (58) présentant une ouverture d'entrée (60) communiquant avec une entrée d'air frais (16) et une ouverture de sortie (62) débouchant dans une chambre de sortie (36) alimentée par une zone de mixage et alimentant à son tour un conduit d'aération (22) et un conduit de chauffage (24), le canal (58) comportant un passage d'air extérieur (69) aménagé du côté de l'ouverture de sortie (62), traversant deux parois opposées du canal (58) et s'étendant dans la direction d'alimentation en air réchauffé. Application aux véhicules automobiles.

Description

Dispositif de chauffage-ventilation de l'habitacle d'un véhicule

automobile L'invention concerne un dispositif de chauffage-ventilation

de l'habitacle d'un véhicule automobile.

L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de chauffageventilation du type comprenant un boîtier qui délimite une entrée d'air frais, une zone de mixage en communication avec un conduit de dégivrage, avec un conduit d'aération et avec un conduit de chauffage, et des moyens pour alimenter la zone de mixage sélectivement avec de l'air froid ou réchauffé, le dispositif comprenant en outre au moins un canal d'amenée d'air frais présentant une ouverture d'entrée qui communique avec l'entrée d'air frais et une ouverture de sortie qui débouche dans une chambre de sortie communiquant avec la zone de mixage, ladite chambre de sortie

alimentant le conduit d'aération et le conduit de chauffage.

Un dispositif de chauffage-ventilation de ce type est connu par la Demande de brevet français No 95 07424 au nom de la Demanderesse. En outre, dans ce dispositif connu, le canal d'amenée d'air frais est monté pivotant dans le boîtier entre une première position extrême et une seconde position extrême de manière que l'ouverture de sortie du canal soit dirigée vers un conduit choisi parmi le conduit de dégivrage, le conduit

d'aération et le conduit de chauffage.

Dans ce dispositif connu, la zone de mixage reçoit un air à température réglable qui est ensuite envoyé vers les conduits précités, c'est-à- dire le conduit de dégivrage, le conduit

d'aération et le conduit de chauffage.

Le conduit de dégivrage est propre à envoyer un flux d'air vers au moins une buse dirigée vers au moins une des vitres du véhicule, notamment le pare-brise. Le conduit d'aération

est propre à diriger un flux d'air vers la tête des passa-

gers, par l'intermédiaire d'aérateurs prévus sur la planche de bord du véhicule. Enfin, le conduit de chauffage, encore appelé "conduit-pieds", est propre à envoyer un flux d'air vers les pieds des passagers, par l'intermédiaire d'au moins

une buse débouchant vers le bas de l'habitacle.

Dans le dispositif connu par la Demande de brevet français No 95 07424, des moyens d'actionnement sont prévus pour commander le pivotement du canal d'amenée d'air frais entre

ses deux positions extrêmes.

On peut ainsi diriger sélectivement le flux d'air frais issu de l'ouverture de sortie du canal d'amenée d'air frais, soit

vers le conduit de dégivrage, soit vers le conduit d'aéra-

tion, soit vers le conduit de chauffage, en fonction de la

configuration aérothermique souhaitée par l'utilisateur.

Le conduit ainsi choisi est alors alimenté par un flux d'air frais issu du canal d'amenée d'air frais qui se mélange à l'air mixé provenant de la zone de mixage, ce qui permet

d'obtenir un flux d'air à température intermédiaire.

Toutefois, il a été constaté que le canal d'amenée d'air frais selon la Demande de brevet français précitée a tendance à canaliser le flux d'air frais, ce qui ne permet pas d'obtenir un mélange optimal du flux d'air frais et du flux d'air mixé, la température de l'air étant trop basse dans le

conduit de dégivrage et dans le conduit d'aération.

L'invention a notamment pour but de surmonter cet inconvé-

nient en favorisant le mélange du flux d'air frais issu du

canal d'amenée d'air frais et du flux d'air mixé.

L'invention propose à cet effet un dispositif de chauffage-

ventilation du type défini en introduction, dans lequel le

canal d'amenée d'air frais comporte un passage d'air exté-

rieur aménagé du côté de l'ouverture de sortie, ce passage d'air extérieur traversant deux parois opposées du canal

d'amenée d'air frais et s'étendant dans la direction d'ali-

mentation en air réchauffé.

Ce passage d'air permet ainsi d'amener de l'air chaud vers l'ouverture de sortie du canal d'amenée d'air frais, d'aspi- rer ainsi l'air frais issu du canal d'amenée d'air frais et de favoriser le mélange du flux d'air frais et du flux d'air chaud. Il en résulte un meilleur équilibrage de température dans le

conduit de dégivrage et dans le conduit d'aération.

Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le

canal d'amenée d'air frais est limité par une paroi inférieu-

re, une paroi supérieure opposée à la paroi inférieure, et deux parois latérales opposées! pour définir une section transversale interne de forme sensiblement rectangulaire, le passage d'air extérieur traversant la paroi inférieure et la

paroi supérieure du canal d'amenée d'air frais.

Ainsi, le passage d'air extérieur s'étend dans une direction généralement verticale, ce qui permet une remontée de l'air

réchauffé provenant de la zone de mixage.

Le passage d'air extérieur est avantageusement délimité par une paroi conformée qui présente une section concave tournée vers l'ouverture de sortie, qui s'étend entre les deux parois opposées du canal d'amenée d'air frais et qui débouche dans

des échancrures respectives des parois opposées.

On préfère tout particulièrement que cette paroi conformée possède une section qui présente une symétrie par rapport à

un plan de symétrie du canal d'amenée d'air frais.

La paroi conformée peut présenter des sections de formes différentes. On préfère tout particulièrement que la paroi conformée du passage d'air soit réalisée sous la forme d'une paroi à

section en V formée de deux éléments reliés entre eux.

Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les deux éléments de la paroi en V sont disposés symétriquement par rapport à un plan de symétrie du canal d'amenée d'air frais, ces deux éléments de la paroi en V étant reliés à une

arête commune dans le plan de symétrie, et allant en s'éva-

sant vers l'ouverture de sortie.

Le dispositif peut comprendre en outre au moins une paire de parois déflectrices disposées symétriquement par rapport au plan de symétrie et placées chacune entre le passage d'air

extérieur et une paroi latérale du boîtier.

Les parois latérales du boîtier comprennent avantageusement des parties terminales qui vont en s'écartant ou s'évasant dans la direction de l'ouverture de sortie du canal d'amenée

d'air frais.

Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le canal d'amenée d'air frais est monté pivotant dans le boîtier entre une première position extrême et une seconde position extrême de manière que l'ouverture de sortie du canal soit dirigée vers un conduit choisi parmi le conduit de dégivrage,

le conduit d'aération et le conduit de chauffage.

Toutefois, l'invention peut s'appliquer également au cas o

le canal d'amenée d'air frais est monté fixe dans le boîtier.

Dans la description qui suit, faite seulement à titre

d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels:

- la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un disposi-

tif de chauffage-ventilation selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective du canal d'amenée d'air frais du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue de côté du canal d'amenée d'air frais; - la figure 4 est une vue du canal d'amenée d'air frais, dans la direction de la flèche IV de la figure 3; - la figure 5 est une vue du canal d'amenée d'air frais, dans la direction de la flèche V de la figure 3; et - les figures 6 à 9 sont des vues analogues à celles des figures 2 à 5, respectivement, pour une autre forme de

réalisation de l'invention.

Le dispositif de chauffage-ventilation de la figure 1 comprend un boîtier 10 délimité principalement par une paroi 12 dont les génératrices sont parallèles entre elles et perpendiculaires au plan de la feuille, ainsi que par deux parois latérales 14 (dont une seule est visible sur la figure 1). Une entrée d'air frais 16 est délimitée dans le boîtier pour y amener (flèche F1) un flux d'air pulsé, éventuellement climatisé, qui provient de l'extérieur de l'habitacle du véhicule ou qui est recirculé à partir de celui-ci. Le boîtier 10 délimite en outre une chambre de mixage 18 qui est en communication avec un conduit de dégivrage 20, un

conduit d'aération 22 et un conduit de chauffage 24.

Le conduit de dégivrage 20 est contrôlé par un volet pivotant 26 et est propre à envoyer de l'air frais ou réchauffé vers au moins une buse (non représentée) située à proximité d'une

vitre du véhicule, notamment du pare-brise.

Le conduit d'aération 22 est propre à envoyer un flux d'air frais ou réchauffé vers au moins un aérateur (non représenté)

situé notamment sur la planche de bord du véhicule.

Le conduit de chauffage 24 (encore appelé "conduit-pieds") est propre à envoyer un flux d'air frais ou réchauffé vers au moins une buse (non représentée) située en partie inférieure de l'habitacle pour diriger cet air vers les pieds des passagers. Les conduits 22 et 24 sont contrôlés par un volet de réglage commun 28 comprenant deux parties 30 et 32 reliées à un axe 34 en formant entre elles un angle d'environ 120 . Le volet 28 est propre à se déplacer à l'intérieur d'une chambre 36 de forme générale cylindrique qui communique avec la zone de mixage 18 et qui est propre à alimenter les conduits 22 et 24.

Le dispositif 10 délimite en outre une branche de transmis-

sion d'air frais 38 interposée entre l'entrée d'air frais 16 et la zone de mixage 18, ainsi qu'une branche de réchauffage

d'air 40 qui a sensiblement la forme d'un U et qui communi-

que, d'une part avec l'entrée d'air 16, et d'autre part avec

la zone de mixage 18.

La forme en U de la branche 40 est délimitée par une partie de la paroi 12 et par une paroi interne 42. Dans la branche de réchauffage d'air 40 est logé un échangeur de chaleur 44

muni de deux tubulures (non représentées) servant respective-

ment à l'admission et à l'évacuation d'un fluide chaud, avantageusement le fluide de refroidissement du moteur du véhicule. A la jonction entre les deux branches 38 et 40 est prévu un volet de mixage 50 monté à pivotement autour d'un axe 52 et formé de deux parties 54 et 56 s'étendant de part et d'autre

de cet axe.

Le volet 50 peut prendre une première position extrême 50C ou "position chaud" (représentée en trait interrompu), dans

laquelle tout le flux d'air passe par la chambre de réchauf-

fage d'air 40, et donc par l'échangeur de chaleur 44 en y étant réchauffé. Il peut prendre également une seconde position extrême 50F ou "position froid" (représentée en trait plein) dans laquelle tout le flux d'air passe par la branche de transmission d'air frais 38 sans traverser

l'échangeur de chaleur 44.

Le volet de mixage 50 peut en outre prendre toute position intermédiaire entre les positions 50C et 50F pour répartir le flux d'air entre les deux branches et régler ainsi la température de l'air qui parvient à la zone de mixage 18 et

qui est ensuite distribué entre les conduits 20, 22 et 24.

Le volet 26 est représenté dans une position de fermeture, tandis que le volet 28 est représenté dans une position dite "aération-pieds" dans laquelle le flux d'air provenant de la zone de mixage 18 pénètre dans la chambre 36 en se partageant en deux flux: un flux dirigé vers le conduit d'aération 22

et un flux dirigé vers le conduit de chauffage 24.

Sur la figure 1, on a également représenté en trait interrom-

pu deux autres positions du volet 28, à savoir une position "aération" dans laquelle tout le flux d'air est dirigé vers le conduit d'aération 22, et une position "pieds" dans laquelle tout le flux d'air est dirigé vers le conduit de

chauffage 24.

Le dispositif comprend en outre un canal d'amenée d'air frais 58 qui est logé dans le boîtier 10 et qui présente une ouverture d'entrée 60 communiquant avec l'entrée d'air frais 16 et une ouverture de sortie 62 débouchant vers la chambre

de sortie 36 qui alimente les conduits 22 et 24.

Le canal d'amenée d'air frais 58 est monté pivotant dans le boîtier 10. L'entrée 60 dudit canal 58 est située près de l'entrée 16, dans la zone d'évolution du volet de mixage 50, de manière à être fermée lorsque le volet de mixage est dans la position 50C. Ce canal peut pivoter entre deux positions extrêmes de manière que son ouverture de sortie 62 soit dirigée vers un conduit choisi parmi le conduit de dégivrage

, le conduit d'aération 22 et le conduit de chauffage 24.

Le dispositif tel que décrit jusqu'à présent est de structure en ellemême connue d'après la Demande de brevet français

No 95 07424 déjà citée.

L'invention vise à améliorer la structure du canal 58 pour améliorer le mélange du flux d'air frais issu dudit canal et

d'un flux d'air mixé.

Le canal d'amenée d'air frais 58 (figures 2 à 5) est limité par une paroi inférieure 64, une paroi supérieure 66 opposée à la paroi 64, et deux parois latérales opposées 68 pour

définir une section transversale intérieure de forme sensi-

blement rectangulaire. Le canal 58 affecte ainsi la forme d'un boîtier ouvert à ses deux extrémités (ouvertures 60 et

62).

La paroi inférieure 64 et la paroi supérieure 66 sont sensiblement parallèles entre elles. Comme on le voit notamment sur les figures 2 et 3, l'ouverture d'entrée 60 s'étend obliquement par rapport aux parois 64 et 66, tandis que l'ouverture de sortie 62 s'étend dans une direction

généralement perpendiculaire aux parois 64 et 66.

Le canal 58 possède un plan de symétrie P (figures 4, 5, 6 et

8) qui s'étend à mi-distance des parois latérales 68 parallè-

lement à la direction d'écoulement du flux d'air F1 (figure

3) dans ledit canal.

Le canal 58 comporte un passage d'air extérieur 69 aménagé du côté de l'ouverture de sortie 62 (figures 2 et 4). Ce passage d'air extérieur 69 s'étend verticalement dans la direction d'alimentation en air réchauffé provenant de la zone de mixage 18, c'est-à-dire également dans le prolongement de la

branche de réchauffage d'air 40 du dispositif (figure 1).

Comme on le voit plus particulièrement sur les figures 2 et 4, le passage d'air extérieur 69 traverse les deux parois opposées 64 et 66 du canal d'amenée d'air frais 58. Plus particulièrement, le passage d'air extérieur 69 est délimité par une paroi conformée à section concave en forme de V, tournée vers l'ouverture de sortie 62. Cette paroi conformée en V comporte deux éléments de parois 70 qui s'étendent entre la paroi inférieure 64 et la paroi supérieure 66. Ces éléments 70 de la paroi en V sont disposés symétriquement par rapport au plan de symétrie P du canal 68. Ils sont reliés à une arête commune 72 qui est située à distance de l'ouverture d'entrée 60 et ils se terminent chacun par une arête 74 qui

s'étend dans le plan défini par l'ouverture de sortie 62.

Chacun des éléments 70 forme un angle aigu par rapport à l'axe médian (plan de symétrie P) que définit le canal 58 (figure 8). Cet angle est compris entre 10 et 30 et est dans

l'exemple voisin de 25 .

Le passage d'air extérieur 69 traverse les parois 64 et 66 du canal 58 grâce à des échancrures respectives 71 et 73 desdites parois (figures 2 et 3). Ces échancrures 71 et 73 ont une forme triangulaire qui correspond à celle de la

section en V de la paroi conformée 70.

Ainsi, comme on peut le voir sur la figure 3, l'air chaud (flèche F2) provenant de la branche de réchauffage d'air 40 a tendance à remonter vers le haut et emprunte le passage d'air 69 aménagé du côté de l'ouverture de sortie 62 du canal d'amenée d'air frais 58. Ce flux d'air chaud se divise entre un flux F3 en direction du conduit de dégivrage 20 et un flux F4 en direction du conduit d'aération 22. Ces deux flux se mélangent avec un flux d'air froid F4 (figure 3) traversant

le canal d'amenée d'air frais 58.

Il en résulte un meilleur équilibrage des températures dans

le conduit de dégivrage et le conduit d'aération.

Le canal 58 loge en outre deux parois déflectrices 76 disposées symétriquement par rapport au plan P et placées chacune entre un élément de paroi 70 et une paroi latérale 68

du boîtier.

Chacune des parois déflectrices 76 forme également un angle aigu avec l'axe médian du canal et elle s'étend donc dans une direction sensiblement parallèle à l'élément 70 qui lui est

adjacent (figure 8).

Chacune des parois déflectrices 76 comprend une première arête 78 située à distance de la face d'entrée 60 et une seconde arête 80 située dans le plan de l'ouverture de sortie 62. Par ailleurs, chacune des parois latérales 68 comprend une première partie 82 qui s'étend à partir de la face d'entrée dans une direction parallèle au plan médian P, puis une seconde partie terminale évasée 84 (figures 2 à 5). Les parties terminales 84 vont en s'écartant ou s'évasant l'une de l'autre dans la direction de l'ouverture de sortie 62 du canal. Chacune des parties terminales 84 est sensiblement parallèle à la paroi déflectrice intermédiaire 76 qui lui est adjacente. Les parois déflectrices 76 ainsi que les parties évasées 84 du canal 58 permettent de diviser le flux d'air frais en des flux secondaires divergents, et de créer des tourbillons ou des remous favorisant le mélange du flux d'air frais avec le

mélange du flux d'air mixé.

De la paroi supérieure 66 du canal 58 dépend une première patte 86 (figures 2, 3 et 5) qui comporte un trou 90 (figures 2 et 3) propre à coopérer avec un arbre approprié (non représenté) pour permettre le pivotement du canal 58 à

l'intérieur du boîtier 10 entre ses deux positions extrêmes.

Par ailleurs, de la paroi supérieure 66 dépend une autre patte 88 (figures 2, 3 et 5) munie d'un trou 92 et propre à être reliée à des moyens d'actionnement (non représentés)

pour commander le pivotement du canal 58 entre ses deux posi-

tions extrêmes.

il Le canal 58 peut ainsi pivoter entre une première position extrême (représentée en trait plein sur la figure 1) dans laquelle l'ouverture de sortie 62 est dirigée vers le conduit de chauffage 24 et une seconde position extrême (représentée en trait interrompu sur la figure 1) dans laquelle l'ouver-

ture de sortie 62 est dirigée vers le conduit d'aération 22.

L'amplitude angulaire du pivotement du canal 58 est de

l'ordre de 15 à 20 . Normalement, le canal peut être seule-

ment placé dans l'une ou l'autre des deux positions extrêmes précitées, bien qu'il entre également dans le cadre de l'invention de prévoir une variante dans laquelle ce canal

pourrait prendre au moins une position intermédiaire.

Les moyens d'actionnement du canal sont opératoires pour ne faire pivoter le canal que lorsque le volet 28 est dans sa position "aération- pieds" telle que représentée en trait plein sur la figure 1. Dans cette position, à la fois le conduit d'aération 22 et le conduit de chauffage 24 sont alimentés en air mixé. On peut alors diriger l'ouverture de sortie du canal 58, soit vers le conduit d'aération 22, soit vers le conduit de chauffage 24. Dans le premier cas, les aérateurs reçoivent un air à température plus basse que les buses de sortie pieds. Dans le second cas, c'est la situation

inverse qui est obtenue.

Les moyens d'actionnement couplés au canal d'amenée d'air frais 58 sont opératoires pour faire pivoter ce canal lorsque le volet de dégivrage 26 est dans une position de fermeture,

comme montré à la figure 1.

Par contre, lorsque le volet de dégivrage 26 ouvre le conduit de dégivrage 20, le canal d'amenée d'air frais 58 ne peut pivoter et reste alors bloqué dans sa première position extrême, c'est-à-dire celle dans laquelle l'ouverture de

sortie 62 est dirigée vers le conduit d'aération 22.

On se réfère maintenant aux figures 6 à 9 qui représentent un

dispositif selon une variante de réalisation.

Le canal d'amenée d'air frais 58 des figures 6 à 9 est similaire à celui des figures 2 à 5, si ce n'est que les parois déflectrices 76 ainsi que les parties terminales 84

des parois latérales 68 ont été supprimées.

En conséquence, chacune des parois latérales 68 est formée uniquement d'une partie 82 qui s'étend entre l'ouverture

d'entrée 60 et l'ouverture de sortie 62 du canal 58.

0 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites précédemment à titre d'exemple et est

susceptible de nombreuses variantes.

Ainsi, le canal d'amenée d'air frais 58 peut être limité par une paroi conformée ayant une structure différente d'un V. En outre, le canal d'amenée d'air frais peut être monté fixe

dans le boîtier.

Claims (10)

Revendications

1. Dispositif de chauffage-ventilation de l'habitacle d'un véhicule automobile, comprenant un boîtier (10) qui délimite une entrée d'air frais (16), une zone de mixage (18) en communication avec un conduit de dégivrage (20), avec un conduit d'aération (22) et avec un conduit de chauffage (24), et des moyens (44, 50) pour alimenter la zone de mixage (18) sélectivement avec de l'air froid ou réchauffé, le dispositif comprenant en outre au moins un canal d'amenée d'air frais (58) présentant une ouverture d'entrée (60) qui communique avec l'entrée d'air frais (16) et une ouverture de sortie

(62) qui débouche dans une chambre de sortie (36) communi-

quant avec la zone de mixage (18), ladite chambre de sortie (36) alimentant le conduit d'aération (22) et le conduit de chauffage (24), caractérisé en ce que le canal d'amenée d'air frais (58) comporte un passage d'air extérieur (69) aménagé du côté de l'ouverture de sortie (62), ce passage d'air extérieur (69) traversant deux parois opposées (64, 66) du canal d'amenée d'air frais et s'étendant dans la direction d'alimentation en

air réchauffé.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal d'amenée d'air frais (58) est limité par une paroi inférieure (64), une paroi supérieure (66) opposée à la paroi inférieure, et deux parois latérales opposées (68), pour définir une section transversale interne de forme sensiblement rectangulaire, et en ce que le passage d'air extérieur (69) traverse la paroi inférieure (64) et la paroi

supérieure (66) du canal d'amenée d'air frais (58).

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que le passage d'air extérieur (69) est délimité par une paroi conformée (70) qui présente une section concave tournée vers l'ouverture de sortie (62) et, qui s'étend entre les deux parois opposées (64, 66) du canal

d'amenée d'air frais (58) et qui débouche dans des échancru-

res (71, 73) respectives desdites parois opposées.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la paroi conformée (70) possède une section qui présente une symétrie par rapport à un plan de symétrie (P) du canal

d'amenée d'air frais (58).

5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4,

caractérisé en ce que la paroi conformée du passage d'air extérieur (69) est une paroi à section en V, formée de deux

éléments de parois (70) reliés entre eux.

6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5,

caractérisé en ce que les deux éléments (70) de la paroi en V sont disposés symétriquement par rapport à un plan de symétrie (P) du canal d'amenée d'air frais (58), reliés à une arête commune (72) dans le plan de symétrie, et vont en

s'évasant vers l'ouverture de sortie (62).

7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6,

caractérisé en ce qu'il comprend au moins une paire de parois déflectrices (76) disposées symétriquement par rapport au plan de symétrie (P) et placées chacune entre le passage d'air extérieur (69) et une paroi latérale (68) du canal

d'amenée d'air frais (58).

8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7,

caractérisé en ce que les parois latérales (68) du canal d'amenée d'air frais (58) ont des parties terminales (84) qui

vont en s'écartant ou s'évasant dans la direction de l'ouver-

ture de sortie (62) du canal.

9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8,

caractérisé en ce que le canal d'amenée d'air frais (58) est monté pivotant dans le boîtier (10) entre une première position extrême et une seconde position extrême de manière que l'ouverture de sortie (62) du canal (58) soit dirigée vers un conduit choisi parmi le conduit de dégivrage (20), le

conduit d'aération (22) et le conduit de chauffage (24).

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8,

caractérisé en ce que le canal d'amenée d'air frais (58) est monté fixe dans le boîtier (10).