FR2995827A1 - Air cooler for car, has air ventilation duct whose one end consists of air outlet and equipped with disturbance unit that disturbs air flow in control so as to create turbulent flow of air between disturbance unit and air outlet - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif de refroidissement d'air La présente invention concerne de manière générale un dispositif de refroidissement d'air montée sur un véhicule automobile. Il est connu dans l'art antérieur des dispositifs de refroidissement d'air comprenant un moyen de refroidissement d'air comprenant un système à compression mécanique dans lequel un réfrigérant est successivement comprimé/décomprimé et chauffé/refroidi, cependant ce type de système de refroidissement d'air est compliqué et cher, car il nécessite l'installation d'éléments tels qu'un compresseur, un condensateur et un évaporateur. Il a donc été entrepris des études afin de trouver des alternatives au refroidissement d'air par système à compression mécanique. Un autre moyen de refroidissement d'air, appelé climatisation par nébulisation a été trouvé, dans lequel l'air de ventilation, avant d'être émis en sortie dans l'habitacle, est mélangé à un nuage humide comprenant des gouttelettes de fluide de sorte à ce que l'air de ventilation se refroidisse et s'humidifie au contact de ce nuage en faisant s'évaporer les gouttelettes de fluide à son contact. En contrepartie, ce système présente notamment l'inconvénient qu'une injection inadéquate du nuage humide peut rapidement mener à une condensation dans certaines portions de la conduite d'aération ce qui conduit à une détérioration des structures et à un sentiment désagréable pour les passagers dans l'habitacle. Le document FR 2 716 415 décrit un dispositif distributeur d'air dans lequel un flux d'air émis en sortie consiste en un mélange d'air et d'un brouillard créé par un système nébuliseur. Le système nébuliseur est formé par un réservoir 17 d'eau comprenant un moyen de diffusion consistant en un agencement compliqué de différents éléments permettant au brouillard d'être émis depuis un unique point 15 dans la conduite d'aération 1. Un tel dispositif est néanmoins inadapté car il présente notamment l'inconvénient d'être compliqué et car le brouillard est envoyé depuis un point unique et vers un élément de cuve à l'envers empêchant une diffusion homogène des gouttelettes du nuage dans la conduite. Le document JP 04 151 325 décrit un système de ventilation comprenant un système nébuliseur 12, 13, 18 destiné à créé de la vapeur 5 d'eau devant être diffusée vers l'extérieur via une buse 18 en même temps que de l'air qui est émis en sortie via une buse 19. Cependant ce système présente un problème qui consiste en ce que le nuage de gouttelettes d'eau est chauffé par un chauffage 135 ce qui est inadapté lorsque de l'air frais est recherché, et en ce que le nuage est émis à l'extérieur du système de 10 ventilation de sorte qu'il n'est pas étroitement en contact avec l'air de ventilation dans la conduite. Ce système n'est donc pas adapté à un système de refroidissement d'air par nébulisation. Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients des documents de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout 15 d'abord, de fournir un système de refroidissement d'air par nébulisation simple à mettre en oeuvre et dans lequel le risque de condensation dans la conduite est minimal. Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un dispositif de refroidissement d'air pour un véhicule automobile comprenant une conduite 20 d'air de ventilation dont une extrémité consiste en une sortie d'air dans un habitacle du véhicule et un moyen d'injection de fluide de refroidissement destiné à injecter un fluide de refroidissement nébulisé dans la conduite d'air et disposé en amont de la sortie d'air, caractérisé en ce que la conduite de ventilation est dotée d'au moins un moyen de perturbation d'un écoulement 25 de l'air dans la conduite de sorte à créer un écoulement turbulent de l'air entre le moyen de perturbation et la sortie d'air. De cette manière, l'air et le fluide de refroidissement sont intensément mélangés et donc étroitement mis en contact dans la conduite de sorte que l'air soit uniformément refroidi et qu'une condensation du fluide de refroidissement dans la conduite soit 30 évitée.The present invention relates generally to an air cooling device mounted on a motor vehicle. It is known in the prior art of air cooling devices comprising an air cooling means comprising a mechanical compression system in which a refrigerant is successively compressed / decompressed and heated / cooled, however this type of cooling system Air is complicated and expensive because it requires the installation of elements such as a compressor, a condenser and an evaporator. Therefore, studies have been undertaken to find alternatives to air cooling by mechanical compression system. Another means of air cooling, called nebulizing air conditioning, has been found, in which the ventilation air, before being emitted into the passenger compartment, is mixed with a moist cloud comprising fluid droplets of a kind that the ventilation air cools and moistens on contact with the cloud by evaporating the droplets of fluid on contact. In return, this system has the disadvantage that an inadequate injection of wet cloud can quickly lead to condensation in certain portions of the aeration pipe which leads to a deterioration of structures and an unpleasant feeling for passengers in the cockpit. Document FR 2 716 415 describes an air distributor device in which an air flow emitted at the outlet consists of a mixture of air and a mist created by a nebulizer system. The nebulizer system is formed by a water reservoir 17 comprising a diffusion means consisting of a complicated arrangement of different elements allowing the fog to be emitted from a single point in the aeration pipe 1. Such a device is nevertheless unsuitable because it has the particular disadvantage of being complicated and because the fog is sent from a single point and to an upside down tank element preventing a homogeneous distribution of cloud droplets in the pipe. JP 04 151 325 discloses a ventilation system comprising a nebulizer system 12, 13, 18 for creating water vapor to be diffused out via a nozzle 18 together with air which is output by a nozzle 19. However, this system has a problem that the cloud of water droplets is heated by heating 135 which is unsuitable when fresh air is sought, and in that the cloud is emitted outside the ventilation system so that it is not closely in contact with the ventilation air in the duct. This system is therefore not suitable for a nebulizing air cooling system. An object of the present invention is to meet the disadvantages of the prior art documents mentioned above and in particular, first of all, to provide a nebulizing air cooling system that is simple to implement and the risk of condensation in the pipe is minimal. For this purpose, a first aspect of the invention relates to an air cooling device for a motor vehicle comprising a ventilation air duct 20, one end of which consists of an air outlet in a passenger compartment of the vehicle and a means of injection of cooling fluid for injecting a nebulized cooling fluid into the air duct and arranged upstream of the air outlet, characterized in that the ventilation duct is provided with at least one disruption means of a flow of air in the pipe so as to create a turbulent flow of air between the disturbance means and the air outlet. In this manner, the air and coolant are intensely mixed and thus closely brought into contact with the pipe so that the air is uniformly cooled and condensation of the coolant in the pipe is avoided.
De manière avantageuse, le moyen de perturbation de l'écoulement de l'air est une ailette profilée adaptée pour générer une turbulence de type vortex. De cette manière, l'écoulement de l'air favorise un mélange intime entre l'air lui même et le fluide de refroidissement nébulisé.Advantageously, the means for disturbing the flow of air is a profiled fin adapted to generate a vortex type turbulence. In this way, the flow of air promotes an intimate mixture between the air itself and the nebulized cooling fluid.
Avantageusement, le moyen de perturbation de l'écoulement de l'air est disposé en aval du moyen d'injection de fluide de refroidissement. Ainsi, l'écoulement de l'air est perturbé une fois que le mélange a eu lieu de manière à ce qu'à la fois l'air et le fluide de refroidissement nébulisé soient en écoulement turbulent pour améliorer l'évaporation du fluide de refroidissement nébulisé au contact de l'air. Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce que le dispositif de refroidissement d'air comprend en outre un évaporateur destiné à sécher l'air de ventilation avant son mélange avec le fluide de refroidissement nébulisé. De cette manière, il est possible de diminuer davantage le risque de condensation dans la conduite. Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce que le fluide de refroidissement nébulisé est un nuage de gouttelettes d'eau. De cette manière, l'air émis en sortie est également humidifié et n'est pas toxique.Advantageously, the means for disrupting the flow of air is disposed downstream of the cooling fluid injection means. Thus, the flow of air is disturbed once the mixing has taken place so that both the air and the nebulized cooling fluid are in turbulent flow to improve evaporation of the coolant. nebulized on contact with the air. A particularly interesting embodiment consists in that the air cooling device further comprises an evaporator for drying the ventilation air before mixing with the nebulized cooling fluid. In this way, it is possible to further reduce the risk of condensation in the pipe. A particularly interesting embodiment is that the nebulized cooling fluid is a cloud of water droplets. In this way, the air emitted at the outlet is also humidified and is not toxic.
De préférence, le moyen d'injection de fluide de refroidissement est adapté pour diffuser des gouttelettes d'eau de 5 i.tm de diamètre ou moins. De cette manière, les gouttelettes sont efficacement évaporées au contact de l'air de ventilation. De préférence, le dispositif comprend une pluralité de moyens de 25 perturbation de l'écoulement de l'air, Ainsi, la performance du dispositif peut être améliorée. Avantageusement, le fluide de refroidissement nébulisé est injecté dans la conduite d'air de ventilation à l'aide d'un système vibrant. De cette manière, le fluide de refroidissement nébulisé est injecté de manière simple 30 dans la conduite d'air.Preferably, the coolant injection means is adapted to dispense water droplets of 5 microns in diameter or less. In this way, the droplets are effectively evaporated in contact with the ventilation air. Preferably, the device comprises a plurality of airflow disturbance means. Thus, the performance of the device can be improved. Advantageously, the nebulized cooling fluid is injected into the ventilation air duct using a vibrating system. In this way, the nebulized coolant is simply injected into the air line.
Une réalisation particulièrement intéressante consiste en ce que le système vibrant est un système piézoélectrique ou pneumatique. Ainsi, le fluide de refroidissement nébulisé est également injecté de manière fiable dans la conduite d'air.A particularly interesting embodiment is that the vibrating system is a piezoelectric or pneumatic system. Thus, the nebulized coolant is also reliably injected into the air line.
Un second aspect de l'invention est un véhicule automobile comprenant le dispositif de refroidissement d'air selon le premier aspect de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit 10 d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente une vue de profil du dispositif de refroidissement d'air selon la présente invention. - la figure 2 représente une vue de face du dispositif de 15 refroidissement d'air selon la présente invention. La figure 1 représente un mode de réalisation préféré du dispositif de refroidissement d'air 1 pour un véhicule automobile selon la présente invention. Ce dispositif 1 comprend une conduite d'air de ventilation 2 et un moyen d'injection 3 de fluide de refroidissement. Plus particulièrement, la 20 figure 1 représente une vue en coupe de profil de la conduite d'air 2 et du moyen d'injection 3 de fluide de refroidissement. L'air de ventilation arrive depuis la gauche de la figure 1 selon les flèches horizontales et le fluide de refroidissement arrive depuis le bas de la figure 1 comme représenté par la flèche verticale. La conduite d'air 2 comprend également une extrémité non 25 représentée qui consiste en une sortie d'air dans un habitacle du véhicule. Le moyen d'injection 3 de fluide de refroidissement est disposé en amont de la sortie d'air non représentée et est destiné à injecter un fluide de refroidissement de préférence sous forme nébulisée dans la conduite d'air. Par fluide de refroidissement sous forme nébulisée, on entend un nuage de 30 gouttelettes du fluide, de préférence des gouttelettes d'eau. De cette manière, l'air de ventilation qui arrive par la gauche de la figure 1 est mélangé avec le fluide de refroidissement nébulisé et ce dernier refroidit l'air de ventilation en s'évaporant à son contact. De plus, la figure 1 illustre plus en détail la conduite de ventilation qui 5 est dotée d'un moyen de perturbation 4 d'un écoulement de l'air dans la conduite de sorte à créer un écoulement turbulent de l'air entre le moyen de perturbation et la sortie d'air. Ce moyen de perturbation est de préférence une ailette profilée adaptée pour générer une turbulence de type vortex et est disposé en aval du moyen d'injection de fluide de refroidissement 10 nébulisé A noter, que bien que les figures ne les représentent pas, que le dispositif de refroidissement comprend de préférence un évaporateur pour sécher l'air de ventilation avant son mélange avec le fluide de refroidissement nébulisé, ainsi qu'un système vibrant, de préférence 15 pneumatique ou piézoélectrique, pour injecter le fluide de refroidissement nébulisé dans la conduite d'air de ventilation. Par ailleurs, bien que les figures ne représentent qu'un seul moyen de perturbation, le dispositif de refroidissement d'air peut comprendre plusieurs moyens de perturbation 4 disposés successivement les uns après les autres 20 le long de la conduite d'air de ventilation 2 et/ou en travers de la conduite. On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. En 25 particulier, il est fait référence à la forme des ailettes ou aux emplacements exacts de celles-ci, ainsi qu'au type de système d'injection employé.A second aspect of the invention is a motor vehicle comprising the air cooling device according to the first aspect of the invention. Other features and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the following detailed description of an embodiment of the invention given by way of non-limiting example and illustrated by the appended drawings, in which: - Figure 1 shows a side view of the air cooling device according to the present invention. FIG. 2 represents a front view of the air cooling device according to the present invention. Figure 1 shows a preferred embodiment of the air cooling device 1 for a motor vehicle according to the present invention. This device 1 comprises a ventilation air duct 2 and a cooling fluid injection means 3. More particularly, Figure 1 shows a sectional side view of the air duct 2 and the coolant injection means 3. The ventilation air arrives from the left of FIG. 1 along the horizontal arrows and the cooling fluid arrives from the bottom of FIG. 1 as represented by the vertical arrow. The air line 2 also includes an unrepresented end which consists of an air outlet in a passenger compartment of the vehicle. The cooling fluid injection means 3 is arranged upstream of the unrepresented air outlet and is intended to inject a cooling fluid preferably in nebulized form into the air duct. Cooling fluid in nebulized form means a cloud of 30 droplets of the fluid, preferably water droplets. In this way, the ventilation air coming from the left of Figure 1 is mixed with the nebulized cooling fluid and the latter cools the ventilation air by evaporating on contact. In addition, FIG. 1 further illustrates the vent pipe which has a means 4 for disrupting air flow in the pipe so as to create a turbulent flow of air between the means. disturbance and air outlet. This disruption means is preferably a profiled fin adapted to generate a vortex type turbulence and is arranged downstream of the nebulized cooling fluid injection means. Note that although the figures do not show them, the device The cooling device preferably comprises an evaporator for drying the ventilation air before mixing it with the nebulised cooling fluid, and a vibratory system, preferably a pneumatic or piezoelectric system, for injecting the nebulized cooling fluid into the cooling pipe. ventilation air. Moreover, although the figures represent only one means of disturbance, the air cooling device may comprise several disturbance means 4 successively arranged one after the other along the ventilation air duct 2 and / or across the pipe. It will be understood that various modifications and / or improvements obvious to those skilled in the art can be made to the various embodiments of the invention described in the present description without departing from the scope of the invention defined by the appended claims. In particular, reference is made to the shape of the fins or the exact locations thereof, as well as to the type of injection system employed.
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Cited By (1)
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| US20210293449A1 (en) * | 2018-08-06 | 2021-09-23 | Zephyros, Inc. | Gas-Duct with A Sound Absorbing Component |
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2012
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