FR2810900A1 - Filtre a air pour ventilation de vehicule - Google Patents

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Abstract

Un ensemble de filtre à air pour un véhicule à moteur présente un boîtier de filtre et un filtre à air disposé dans le boîtier. Le boîtier présente une sortie de liquide en aval du filtre et un passage de dérivation de filtre est prévu pour permettre au liquide pénétrant dans une entrée d'air de s'écouler au-delà du filtre et de sortir par la sortie.

Description

La présente invention concerne un filtre à air pour une unité de
ventilation ou de conditionnement d'air de véhicule. Aujourd'hui, il est habituel de doter les véhicules de transport de personnes, par exemple les voitures, d'unités de climatisation. Ces unités comprennent typiquement un boîtier présentant une première entrée qui, en utilisation, est mise en communication avec l'intérieur du compartiment des passagers du véhicule et une deuxième entrée d'air pour introduire de l'air ambiant. Le boîtier contient un évaporateur dont la fonction est de refroidir l'air qui entre par l'une ou l'autre des entrées, et le boîtier présente une sortie d'air pour l'air refroidi. Ainsi que le savent les experts en la technique, l'air refroidi est habituellement envoyé dans une unité de chauffage et de répartition pour être délivré à différentes ouvertures
situées dans le compartiment des passagers.
Lorsque de l'air fortement humide traverse l'évaporateur de refroidissement, l'humidité de l'air se condense et il est donc nécessaire de prévoir une sortie de liquide en aval de l'évaporateur, et normalement près de ou sur la paroi de base du boîtier de telle sorte que les condensats puissent être évacués correctement. Des unités de climatisation sont particulièrement utiles dans des parties du monde à haute température et à haute humidité, par exemple dans les parties tropicales du monde. Une difficulté peut se poser lorsque de fortes chutes de pluie provoquent l'introduction d'eau par l'entrée d'air extérieur. Si l'on ne prévoit pas une technique pour que l'eau introduite de cette manière soit guidée hors de l'unité de climatisation, l'eau se rassemble dans le boîtier et y stagne en provoquant ainsi des odeurs, en empêchant -2 - l'organe de filtre de travailler correctement ou en
fuyant finalement dans le compartiment des passagers.
Un objet de la présente invention est donc de fournir une unité de climatisation capable de maîtriser la
pénétration de pluie.
Dans un premier aspect de la présente invention, on fournit un ensemble de filtre à air pour un véhicule à moteur, comprenant un boîtier de filtre et un filtre à air, le boîtier de filtre présentant une entrée d'air et une sortie d'air, le filtre à air étant disposé dans ledit boîtier de filtre et le boîtier présentant au moins une sortie de liquide située en aval du filtre, l'ensemble présentant un passage de dérivation de filtre pour permettre au liquide pénétrant dans ladite entrée d'air de s'écouler au-delà dudit filtre vers
ladite sortie de liquide.
De préférence, le boîtier de filtre comprend en outre
un évaporateur situé en aval du filtre.
De préférence, le boîtier présente une paroi inférieure et le filtre à air a une partie inférieure située à distance de la paroi inférieure pour définir entre
elles ledit passage.
De manière avantageuse, le filtre à air présente une superficie totale supérieure à 10 fois la superficie
dudit passage.
De manière commode, l'ensemble de filtre présente une paroi supérieure, des parois latérales opposées et une paroi inférieure, ladite paroi inférieure définissant une ouverture, un module de filtre présentant une partie qui s'étend dans ladite ouverture, le module de filtre présentant en outre une plaque frontale venant buter de manière étanche contre une face extérieure de ladite paroi inférieure, ledit module de filtre -3 comprenant un bâti présentant une partie de périmètre extérieur engageant les parois latérales et ladite paroi supérieure, ledit bâti supportant un organe de filtre situé à distance de ladite paroi inférieure pour définir ledit passage. De manière avantageuse, ledit bâti comprend une surface transversale située à distance de la plaque frontale et
définissant avec elle un trou de passage.
De manière commode, l'unité de climatisation comporte en outre plusieurs parties de surface de support disposées entre la plaque frontale et ladite surface transversale. De préférence, l'organe de filtre présente une superficie totale supérieure à 30 fois la superficie
dudit passage.
De préférence, la partie de périmètre extérieur présente une partie de bride orientée vers l'extérieur
et le boîtier présente une fente complémentaire.
De préférence, la paroi inférieure présente une région
en creux formant une cuvette.
De manière commode, ladite cuvette est essentiellement
remplie d'un matériau en mousse à cellules fermées.
De manière avantageuse, ledit matériau en mousse à cellules fermées comprend des passages de guidage du liquide pour diriger le liquide vers ladite sortie de liquide. Un mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit à titre d'exemple uniquement en association aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente une vue en coupe à travers un -4 - premier mode de réalisation d'un ensemble de filtre à air selon l'invention; la figure 2 représente une vue en coupe transversale à travers un deuxième mode de réalisation d'un ensemble de filtre à air selon l'invention; la figure 3 représente une vue en perspective d'un premier module de filtre destiné à être utilisé avec le mode de réalisation de la figure 2; et la figure 4 représente une vue en perspective d'un deuxième mode de réalisation d'un module de filtre destiné à être utilisé avec le mode de réalisation de
la figure 2.
Dans les différentes figures, des références numériques
identiques désignent des parties similaires.
Si nous nous référons d'abord à la figure 1, le premier mode de réalisation 100 d'un ensemble de filtre à air est constitué d'un caisson 101 ci-dessous appelé "boîtier de filtre" et d'un évaporateur 102 disposé de manière à engager la paroi supérieure 120 et la paroi inférieure 121 du boîtier 101 de l'évaporateur. On comprendra que l'évaporateur 102 s'étend également latéralement pour engager des parois latérales (non représentées) du boîtier de filtre 101. Ainsi, l'ensemble de filtre fait ici partie d'une unité de
climatisation.
Le boîtier de filtre 101 définit également une première et une deuxième entrée d'air 103, 104 et une sortie d'air 109. En utilisation, la première entrée d'air 103, qui est généralement ouverte dans le haut, reçoit de l'air de l'extérieur d'un véhicule dans lequel l'unité de climatisation est montée, et la deuxième entrée d'air 104 communique avec l'intérieur du compartiment des passagers du véhicule. Pour -5 - sélectionner le mode de fonctionnement de l'unité de climatisation, à savoir si l'air doit être introduit de l'extérieur ou être recirculé de l'intérieur du compartiment des passagers, il est prévu un panneau de mode 105 pivotant sur un côté et apte à se déplacer entre la première position représentée dans la figure 1, o il ferme de manière étanche la deuxième entrée d'air 104, et une deuxième position représentée en pointillé en 106, o il ferme de manière étanche la
première entrée d'air 103.
Ainsi que le savent les experts en la technique, la sortie d'air 109 est reliée à un ventilateur incorporé dans une unité de chauffage et de répartition non
représentée.
Sur le côté amont de l'évaporateur 102 est disposé un filtre à air 107 qui retient les particules de matière présentes dans l'air pénétrant dans l'unité de climatisation. En aval de l'évaporateur 102, la paroi inférieure 121 du boîtier d'évaporateur 101 forme un creux vers le bas pour former une partie en cuvette 110
présentant une sortie de fluide 108.
En utilisation normale, le ventilateur mentionné plus haut est actionné pour amener l'air à pénétrer par celle des deux entrées d'air 103, 104 qui a été sélectionnée, et l'air traverse le filtre 107 et ensuite l'évaporateur 102. Un réfrigérant est délivré à l'évaporateur 102 pour permettre de refroidir l'air qui le traverse, et ainsi que le savent les experts en la technique, le refroidissement entraîne une condensation de l'humidité de l'air. Les condensats sont collectés dans la cuvette 110 et sortent de l'unité de climatisation par la sortie de liquide 108. L'air refroidi sort par l'ouverture 109 pour être réparti
dans le compartiment des passagers du véhicule.
Dans des situations de fortes chutes de pluie ou -6 - lorsque le véhicule concerné traverse de l'eau, des problèmes peuvent se poser. Dans ce cas, si l'on ne prend pas des mesures particulières pour empêcher la pénétration d'air dans la première entrée d'air 103, cette eau peut entrer dans la première entrée d'air 103. Toujours en référence à la figure 1, on voit que le filtre 107 ne s'étend pas sur toute la hauteur du boîtier d'évaporateur 101, mais qu'au contraire il présente une paroi inférieure 111 qui est située à distance de la paroi inférieure 121 du boîtier d'évaporateur 101 de manière à former un passage permettant à tout liquide de passer en dessous du filtre à air. Cette eau peut traverser l'évaporateur pour pénétrer dans la cuvette 110 et de là sortir par la sortie de liquide 108. Pour fournir un drainage approprié, dans le mode de réalisation, la sortie
permet un débit d'environ 8 I/min.
Si l'on ne prévoit pas un tel passage, le niveau d'eau en amont du filtre peut monter suffisamment pour que l'eau traverse la deuxième entrée d'air 104 lorsque la porte de mode 105 est ouverte. En variante, l'eau peut
stagner, provoquant des odeurs dans le système.
On verra dans la figure 1 que le filtre 107 est suspendu à la paroi supérieure 120 du boîtier
d'évaporateur 101.
Si nous nous référons maintenant à la figure 2, on y voit représenté un deuxième mode de réalisation 200. Ce deuxième mode de réalisation présente un module de filtre 210 qui est inséré par une ouverture de la paroi inférieure 121. Le module de filtre est visible plus
clairement dans la figure 3.
Si nous nous référons maintenant à la figure 3, le module de filtre 210 est constitué d'un bâti présentant une partie 220 de périmètre extérieur qui s'étend depuis une partie de plaque frontale 221 pour définir - 7 une ouverture globalement rectangulaire 222 qui soutient un organe de filtre 223. Dans ce mode de réalisation, l'organe de filtre est en polypropylène réticulé. En même temps que la plaque frontale, le bâti comprend de plus une partie 224 de surface transversale globalement parallèle à la plaque frontale et située à distance d'elle pour définir un passage 230 entre la
plaque frontale 221 et la partie de surface 224.
Toujours en référence à la figure 3, on voit que trois parties 231 de surface de support s'étendent de la plaque frontale 221 vers la partie de surface 224 pour former quatre trous de passage qui suivent le passage 230. D'un côté de la partie 220 de périmètre, se trouve une partie en bride à lèvre 226 qui s'engage dans une forme correspondante du boîtier d'évaporateur 200. La fente s'étend le long des parois latérales du boîtier 200 et également de la paroi supérieure 120. Des pinces sont utilisées pour fixer le module de filtre 210 en engagement étanche avec la paroi inférieure 121 du boîtier d'évaporateur 201. En variante, on pourrait
utiliser des vis ou toute autre fixation appropriée.
L'expert en la technique constatera que les dimensions relatives du passage 230 par rapport à la superficie de la partie de filtre sont importantes. Exactement de la même manière, la valeur de la distance entre la paroi inférieure 111 et la paroi inférieure 121 est plus importante que la taille du filtre du mode de réalisation de la figure 1. Si la superficie du passage est trop importante, de l'air sera aspiré par le passage plutôt qu'à travers le filtre. Il est nettement souhaitable que l'air soit de façon prédominante aspiré à travers le filtre. Pour obtenir ce résultat, on a
découvert qu'un rapport de 1:32 est souhaitable.
L'expert en la technique comprendra que la partie en cuvette 110 de l'unité de climatisation constitue une
-- 8 --
superficie supplémentaire qui, du fait qu'elle est froide, peut permettre la formation de condensation sur le côté extérieur, en particulier dans des conditions humides, par exemple des conditions tropicales. Pour éviter cette situation, la cuvette peut être remplie d'un matériau isolant, de préférence une mousse à cellules fermées qui en elle-même n'absorbe pas le liquide. Des matériaux qui absorbent le liquide peuvent
eux-mêmes donner lieu à des odeurs dans le système.
Un deuxième mode de réalisation 310 du module de filtre à air va maintenant être décrit en référence à la
figure 4.
Une comparaison de la figure 4 et de la figure 3 montre que le deuxième module 310 de filtre à air est similaire au premier module 210, à l'exception des parois latérales opposées 313 de la partie de périmètre extérieur du bâti. Dans le deuxième module de filtre, les parois latérales sont formées de manière à suivre de manière générale les contours en zigzag de l'organe de filtre 223, de sorte que la paroi latérale est constituée d'une série de plateaux 311 en forme de V séparés par des parties découpées 312 en forme de V. L'effet des parties découpées est de donner de la souplesse à l'organe de filtre tout en lui offrant une intégrité structurelle. De cette manière, une force appliquée sur la plaque frontale 221 pour insérer ou enlever le modèle de filtre sera transférée à
l'ensemble du module de filtre.
Les parties du périmètre du bâti sont réalisées en matière plastique, typiquement du polypropylène, et les parties découpées 312 permettent au module de filtre d'être inséré plus aisément dans des conditions d'accès restreint. En particulier, la plaque frontale peut être tournée autour d'un axe transversal, de telle sorte que pendant l'insertion ou l'extraction, le module de -9- filtre prend la forme générale d'un L. Les parties 231 de surface de support s'étendant des parois latérales de la partie de périmètre extérieur du bâti et la partie 224 de surface transversale forment un prolongement rigide de l'organe de filtre. Lorsque l'on enlève un filtre de son boîtier, les contraintes maximales sont rencontrées pendant la partie initiale de l'extraction. Cela est dû au fait que les contraintes de frottement latéral sont alors maximales, ce qui signifie que l'effort nécessaire est le plus important à ce moment. Ainsi que le comprendront les experts en la technique, après la plage qui nécessite l'effort maximum, les valeurs de frottement chutent
rapidement et le déplacement d'extraction s'accélère.
Si l'organe de filtre est fixé directement sur la plaque frontale, le déplacement d'extraction du filtre du boîtier et en même temps sa rotation amènent un important risque de dommage. En prévoyant les parties 231 de surface de support qui créent un prolongement rigide, la première partie de l'extraction doit être réalisée en alignement sur les fentes de soutien du
boîtier, ce qui empêche d'endommager le filtre.
- 10 -

Claims (13)

REVENDICATIONS
1. Ensemble de filtre à air (100) pour un véhicule à moteur, comprenant un boîtier de filtre (101) et un filtre à air (107), ledit boîtier de filtre (101) présentant une entrée d'air (103, 104) et une sortie d'air (109), ledit filtre à air étant disposé dans ledit boîtier de filtre, ledit boîtier de filtre (101) présentant au moins une sortie de liquide (108) en aval du filtre (107), dans lequel l'ensemble présente un passage (230) de dérivation dudit filtre pour permettre au liquide pénétrant dans ladite entrée d'air (103,104) de s'écouler au-delà dudit filtre (107) vers ladite
sortie de liquide (108).
2. Ensemble de filtre à air (100) selon la revendication 1, comprenant un évaporateur (102) situé
en aval du filtre (107).
3. Ensemble de filtre à air (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le filtre à air (107) présente une partie inférieure (111) située à distance d' une paroi inférieure (121) du boîtier de filtre
(101) pour définir entre elles ledit passage (230).
4. Ensemble de filtre à air (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le filtre à air (107) présente une superficie totale supérieure à 10 fois la
superficie dudit passage (230).
5. Ensemble de filtre à air (100) selon l'une
quelconque des revendications précédentes, présentant
une paroi supérieure (120), des parois latérales opposées et une paroi inférieure (121), ladite paroi inférieure (121) présentant une ouverture au travers de laquelle est introduit un module de filtre (210), ledit module de filtre (210) présente en outre une plaque frontale (221) qui vient en buter de manière étanche contre une face de ladite paroi inférieure (121), ledit
- 11 -
module de filtre (210) comprenant une partie (220) de périmètre extérieure engagée entre les parois latérales de l'ensemble de filtre à air (100) et limité par la paroi supérieurs (120) dudit ensemble, ledit module de filtre (210) supportant un organe de filtre (223) situé
à distance de la paroi inférieure (121).
6. Ensemble de filtre à air (100) selon la revendication 5, dans lequel ledit module de filtre (210) comprend une partie (224) de surface transversale située à distance de la plaque frontale (221)et
définissant entre elle le passage (230).
7. Ensemble de filtre à air (100) selon la revendication 6, dans lequel la partie (224) de surface transversale est reliée à la plaque frontale (221) par
au moins trois parties (231) de surface de support.
8. Ensemble de filtre à air (100) selon la revendication 6 ou 7, dans lequel ladite partie (220) de périmètre extérieur comprend de parois latérales opposées (313), lesdites parois latérales opposées (313) présentant d'une part une partie (231) de surfaces de support rigide qui s'étend entre la plaque frontale (221) et la partie (224) de surface transversale, et d'autre part, une partie souple constituée d'une série de plateau (311) qui s'étend entre ladite partie (224) de surface transversale et
une paroi terminale du module de filtre (100).
9. Ensemble de filtre à air (100) selon l'une
quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel
l'organe de filtre (223) présente une superficie totale
supérieure à 30 fois la superficie dudit passage (230).
10. Ensemble de filtre à air (100) selon l'une
quelconque des revendications 5 à 9, dans lequel la
partie (220) de périmètre extérieur présente une partie en forme de bride (226) orientée vers l'extérieure qui
- 12 -
coopère avec une fente complémentaire pratiquée dans le boîtier de filtre (101)
11. Ensemble de filtre à air (100) selon l'une
quelconque des revendications 5 à 10, dans lequel la
paroi inférieure (121) présente une région en creux
formant une cuvette (110).
12. Ensemble de filtre à air (100) selon la revendication 11, dans lequel ladite cuvette (110) est essentiellement remplie d'un matériau en mousse à
cellules fermées.
13. Ensemble de filtre à air (100) selon la revendication 12, dans lequel ledit matériau en mousse à cellules fermées comprend des passages de guidage du liquide pour diriger le liquide vers ladite sortie de
liquide (108).
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