FR2996467A1

FR2996467A1 - Dispositif de nebulisation miniaturise et individuel pour un dispositif de traitement d’air

Info

Publication number: FR2996467A1
Application number: FR1259555A
Authority: FR
Inventors: Florian Kervarec; Bruno Pintat; Denis Dumur; Vincent Pot
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2012-10-08
Publication date: 2014-04-11
Anticipated expiration: 2032-10-08
Also published as: FR2996467B1

Abstract

Un dispositif de nébulisation (DN2) comprend un boîtier (B) comportant, d'une part, une partie inférieure (PI) munie d'une entrée principale (EL) propre à l'alimenter en liquide et logeant au moins un moyen de nébulisation (MN) miniaturisé et propre à produire des gouttes très petites à partir de ce liquide, et, d'autre part, une partie supérieure (PS) munie d'une sortie (SG) communiquant avec un conduit (CD) dans lequel circule un flux d'air pulsé à traiter, et d'une entrée secondaire (EA) propre à l'alimenter en air destiné à entraîner les gouttes produites vers la sortie, de sorte qu'elles soient transférées dans ce flux d'air pulsé.

Description

DISPOSITIF DE NÉBULISATION MINIATURISÉ ET INDIVIDUEL POUR UN DISPOSITIF DE TRAITEMENT D'AIR L'invention concerne les dispositifs de nébulisation. Dans ce qui suit, on appelle « dispositif de nébulisation » un équipement capable de produire de très petites gouttes (sous la forme d'un brouillard) à partir d'un liquide, afin que ces gouttes soient mélangées à un flux d'air en vue d'augmenter son hygrométrie et ainsi lui permettre de rafraîchir une enceinte, comme par exemple un habitacle de véhicule (éventuellement de type automobile) ou une pièce ou salle d'un bâtiment. Comme le sait l'homme de l'art, plusieurs solutions ont déjà été proposées pour rafraîchir un flux d'air devant alimenter une enceinte. Par exemple, lorsque l'enceinte est une partie arrière d'un habitacle de véhicule, on peut utiliser une ventilation réfrigérée par nébulisation avec un relais via l'installation de climatisation principale de ce véhicule, ou une ventilation réfrigérée par nébulisation avec un relais via un pulseur d'air relais. Hélas, ces solutions s'avèrent assez encombrantes, en particulier lorsqu'elles réunissent dans un même espace, par exemple dans une console centrale installée entre les sièges avant d'un véhicule, un réservoir de liquide, une chambre de nébulisation, un pulseur et un conduit chargé d'alimenter en air pulsé et traité (rafraichi) des bouches de diffusion. En outre, dans le cas de l'installation précitée, les bouches de diffusion se trouvent assez éloignées des visages des passagers arrière, ce qui n'est pas optimal. Il serait préférable en effet de délivrer l'air rafraichi à une moindre distance (typiquement entre 200 mm et 600 mm) pour que la nébulisation améliore plus efficacement le confort aérothermique des passagers arrière. De plus, ces solutions délivrent généralement et simultanément des flux d'air pulsé et traité sensiblement identiques sur les différentes bouches de diffusion. Par conséquent, une personne ne peut pas contrôler de façon individualisée le traitement du flux d'air pulsé qui est délivré par la bouche de diffusion qui la concerne, ce qui n'est pas optimal en matière de confort aérothermique. Enfin, lorsque le moyen de nébulisation ne fonctionne plus, le flux d'air pulsé qui est délivré par le pulseur ne peut plus être traité. L'invention a donc pour but d'améliorer la situation.

Elle propose notamment à cet effet un dispositif de nébulisation comprenant un boîtier comportant : - une partie inférieure munie d'une entrée principale propre à l'alimenter en liquide et logeant au moins un moyen de nébulisation miniaturisé et propre à produire des gouttes très petites à partir de ce liquide, et - une partie supérieure munie d'une sortie communiquant avec un conduit dans lequel circule un flux d'air pulsé à traiter, et d'une entrée secondaire propre à l'alimenter en air destiné à entraîner les gouttes produites vers la sortie, de sorte qu'elles soient transférées dans le flux d'air pulsé. On obtient ainsi un dispositif de nébulisation miniaturisé qui peut être dédié à une unique personne et installé très facilement dans une enceinte, et notamment ailleurs que dans une console centrale placée entre les sièges avant d'un véhicule, comme par exemple dans un pavillon (ou toit) de véhicule. Le dispositif de nébulisation selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : chaque moyen de nébulisation peut être agencé pour produire des gouttes par effet piézoélectrique ; il peut comprendre un ventilateur couplé au boîtier au niveau de l'entrée secondaire et propre à alimenter cette dernière en air d'alimentation ; il peut comprendre des moyens de commande propres, en cas d'actionnement, à contrôler l'alimentation électrique de chaque moyen de nébulisation ; il peut comprendre au moins deux moyens de nébulisation ; - les moyens de commande peuvent être propres à être placés dans différents états dans lesquels ils contrôlent respectivement les alimentations électriques de nombres différents de moyens de nébulisation, de manière à contrôler le traitement du flux d'air pulsé ; il peut comprendre un voyant lumineux propre à produire de la lumière lorsqu'il produit des gouttes, afin de signaler son fonctionnement ; - son boîtier peut comprendre un couvercle comportant la sortie.

L'invention propose également un dispositif de traitement d'air comprenant un pulseur propre à fournir au moins un flux d'air pulsé à traiter sur au moins deux sorties, au moins deux bouches de diffusion comprenant chacune un conduit couplé à l'une des sorties du pulseur, et au moins deux dispositifs de nébulisation du type de celui présenté ci-avant et couplés respectivement aux conduits, afin de les alimenter en gouttes destinées à traiter les flux d'air pulsé avant qu'ils ne soient délivrés en des endroits choisis par les bouches de diffusion. L'invention propose également un véhicule comprenant au moins un dispositif de traitement d'air du type de celui présenté ci-avant.

Un tel véhicule peut, par exemple, comprendre un pavillon (ou toit) comportant au moins le pulseur, les dispositifs de nébulisation et les bouches de diffusion du dispositif de traitement d'air. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus pour l'un d'entre eux en CAO/DAO, d'où le caractère apparemment discontinu de certaines lignes et les niveaux de gris), sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, un exemple de réalisation d'un dispositif de traitement d'air comprenant trois dispositifs de nébulisation selon l'invention, et - la figure 2 illustre schématiquement et fonctionnellement, dans une vue en coupe longitudinale, une partie du dispositif de traitement d'air de la figure L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de nébulisation DNj miniaturisé, individuel et destiné à fournir des gouttes de très petites dimensions devant être mélangées à un flux d'air pulsé destiné à alimenter une partie d'une enceinte. On considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que l'enceinte est un habitacle de véhicule automobile, comme par exemple une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type d'enceinte. Elle concerne en effet tout type d'enceinte, et notamment les habitacles de véhicule, quel qu'en soit le type, les pièces ou salles de bâtiments, et les vérandas.

Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que les dispositifs de nébulisation DNj font partie d'un dispositif de traitement d'air DT qui est par exemple destiné à être implanté au moins partiellement dans une console d'un pavillon (ou toit) de véhicule, afin de participer au confort thermique individualisé des passagers arrière de ce véhicule. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type d'implantation. Ainsi, un dispositif de traitement d'air DT peut être également implanté dans une console centrale installée entre deux sièges d'un véhicule, ou dans un compartiment moteur ou une planche de bord ou un siège ou encore un coffre de véhicule, ou encore dans un mur ou un faux plafond d'un bâtiment ou sur un montant de véranda, par exemple. On a schématiquement représenté sur la figure 1 un exemple de réalisation d'un dispositif de traitement d'air DT selon l'invention. Comme illustré, un dispositif de traitement d'air DT comprend notamment un pulseur PA, au moins deux dispositifs de nébulisation DNj et au moins deux bouches de diffusion BDj. Le pulseur PA est chargé d'aspirer de l'air (ici dans l'habitacle) pour fournir au moins un flux d'air pulsé à traiter sur au moins une sortie SFj (flèche F1 de la figure 2). Dans l'exemple non limitatif illustré, le pulseur PA comprend trois sorties SF1 à SF3 (j = 1 à 3). Mais il pourrait n'en comporter que deux ou bien en comporter plus de trois (par exemple quatre ou cinq). Chacune des sorties SFj est couplée à un conduit CD de l'une des bouches de diffusion BDj afin de l'alimenter en un flux d'air pulsé à traiter. On comprendra que le nombre de bouches de diffusion BDj est a priori identique au nombre de sorties SFj du pulseur PA. Chaque bouche de diffusion BDj est agencée de manière à délivrer en un endroit choisi de l'habitacle (flèche F5 de la figure 2) le flux d'air pulsé fourni par la sortie SFj correspondante, après qu'il ait été traité par un dispositif de nébulisation DNj correspondant. Le pulseur d'air PA est alimenté électriquement (ici par le réseau électrique du véhicule), présente éventuellement un régime variable, et propre à prélever de l'air dans l'enceinte (ici dans l'habitacle d'un véhicule). Le nombre de dispositifs de nébulisation DNj est identique au nombre de bouches de diffusion BDj. Par conséquent, dans l'exemple non limitatif illustré, le dispositif de traitement DT comprend trois dispositifs de nébulisation DN1 à DN3. Mais comme indiqué ci-avant, il pourrait n'en comporter que deux ou bien en comporter plus de trois (par exemple quatre ou cinq). Chaque dispositif de nébulisation DNj est couplé à un conduit CD d'une bouche de distribution BDj correspondante. Par ailleurs, et comme illustré sur la figure 2, chaque dispositif de nébulisation DNj comprend un boîtier B comportant une partie inférieure PI et une partie supérieure PS. La partie inférieure PI est munie d'une entrée principale EL propre à l'alimenter en liquide et logeant au moins un moyen de nébulisation MN miniaturisé et propre à produire des gouttes très petites à partir de ce liquide.

La partie supérieure PS est munie d'une sortie SG qui communique avec un conduit CD dans lequel circule un flux d'air pulsé à traiter, et d'une entrée secondaire EA qui est propre à l'alimenter en air destiné à entraîner les gouttes produites vers la sortie SG (flèche F3 de la figure 2), afin qu'elles soient transférées dans le flux d'air pulsé correspondant (pour le traiter).

Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 1, le liquide provient d'une pompe PL qui est située à l'extérieur du boîtier B et qui est couplée à un réservoir de liquide RL externe. Ce liquide peut, par exemple, être de l'eau. Par exemple, ce réservoir de liquide RL peut être installé dans le pavillon (ou toit) ou dans un plancher double du véhicule ou encore dans le compartiment moteur du véhicule. On notera que cette eau peut être éventuellement déminéralisée, ou additionnée de produit(s) chimique(s), comme par exemple un désinfectant. L'alimentation en liquide du boîtier B se fait (ici) via un conduit CL dont les extrémités opposées sont solidarisées respectivement à la sortie de la pompe PL et à l'entrée principale EL. Par ailleurs, dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 2, le petit flux d'air qui alimente l'entrée secondaire EA du boîtier B (flèche F2) est délivré par un ventilateur VT de dimensions très réduites (typiquement quelques centimètres cube (cm3)). Ici, le ventilateur VT est couplé au boîtier B au niveau de son entrée secondaire EA. Mais cela n'est pas obligatoire. En effet, il pourrait être déporté et couplé à l'entrée secondaire EA par un conduit. Ce ventilateur VT est alimenté électriquement (ici par le réseau électrique du véhicule), présente éventuellement un régime variable, et est propre à prélever de l'air dans l'enceinte (ici dans l'habitacle d'un véhicule) (flèche F1). Chaque dispositif de nébulisation DNj comprend au moins un moyen de nébulisation MN. Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 2, le la nombre de moyens de nébulisation MN est égal à trois (3). Mais ce nombre pourrait être égal à un, ou à deux, voire à quatre ou plus. Plus ce nombre est élevé, plus le nombre de gouttes générées peut être important et donc plus le traitement du flux d'air pulsé pourra être important. En outre, plus ce nombre est élevé, moins le dysfonctionnement de l'un des moyens de nébulisation 15 MN aura de conséquence (puisque les autres moyens de nébulisation MN continueront de fonctionner). Chaque moyen de nébulisation MN est immergé dans le liquide qui est contenu dans le boîtier B et agencé de manière à produire des gouttes très petites (sous la forme d'un «brouillard» ou d'une «brume») à partir de ce 20 liquide, afin de les délivrer dans le boîtier B en amont de la sortie SG. On rappellera que les gouttes sont entraînées vers cette sortie SG (flèche F4 de la figure 2) par le petit flux d'air d'alimentation qui provient de l'entrée secondaire EA (flèche F3 de la figure 2). Typiquement, ces gouttes présentent un diamètre compris entre 25 environ 2 pm et environ 5 pm. Toute technique de nébulisation miniaturisée et connue de l'homme de l'art peut être ici utilisée. A titre d'exemple, il peut s'agir d'une technique par effet piézoélectrique, bien connue de l'homme de l'art. Dans ce cas, chaque moyen de nébulisation MN peut, par exemple, comprendre un 30 oscillateur piézoélectrique OP miniaturisé, couplé à une mini chambre de nébulisation CN et vibrant à très haute fréquence lorsqu'il est alimenté en tension (ici par le réseau électrique du véhicule). La hauteur de la chambre de nébulisation CN, qui est associée à un oscillateur piézoélectrique OP, est choisie de manière à permettre la formation de la nébulisation. Par exemple, dans le cas d'un nébuliseur ultrasonique, la surface vibrante est actionnée par des ultrasons (c'est-à-dire selon une fréquence supérieure à 20000 Hz). Cet oscillateur piézoélectrique OP est immergé dans le liquide à nébuliser afin de générer à la surface de ce le liquide une brume ou un brouillard composé(e) de gouttelettes de dimensions microscopiques qui sont entraînées par le petit flux d'air d'alimentation vers la sortie SG. Sur la figure 2, le niveau de liquide est matérialisé par la droite en pointillés référencée NL.

On notera qu'afin d'éviter un endommagement des oscillateurs piézoélectriques OP, il est préférable de maintenir dans le boîtier B un niveau de liquide NL supérieur à un seuil choisi. A cet effet, le boîtier B peut comporter des moyens de détection (non représentés) propres à estimer le niveau du liquide qu'il contient. Ces moyens de détection peuvent être éventuellement agencés pour contrôler le fonctionnement de la pompe PL et pour interdire le fonctionnement des oscillateurs piézoélectriques OP lorsque le niveau de liquide NL estimé est inférieur ou égal au seuil choisi. L'alimentation en courant des oscillateurs piézoélectriques OP se fait via un câble électrique étanche (non représenté) qui traverse à étanchéité une paroi du boîtier B et qui est connecté (ici) au réseau électrique du véhicule. Comme illustré non limitativement sur la figure 2, le boîtier B peut, par exemple, comporter un couvercle CV destiné à obturer à étanchéité une face ouverte qu'il comprend dans sa partie supérieure PS et qui comprend la sortie SG. Cette face ouverte est prévue avantageusement de manière à permettre l'introduction du/des moyen(s) de nébulisation MN à l'intérieur du boîtier B. On notera que lorsque le boîtier B comprend plusieurs moyens de nébulisation MN, il est avantageux qu'ils soient solidarisés les uns aux autres en définissant une espèce de barrette, afin de faciliter leur introduction. On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 1, que les bouches de diffusion BDj peuvent être définies dans un élément monobloc. Mais cela n'est pas obligatoire. En effet, chaque bouche de diffusion BDj pourrait constituer un élément, et ces différents éléments pourraient être solidarisés les uns aux autres. Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 1, l'élément monobloc est une pièce qui est solidarisée au pulseur PA. Mais cela n'est pas obligatoire. En effet, cet élément monobloc pourrait faire partie intégrante du pulseur PA. On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 1, que chaque dispositif de nébulisation DNj peut avantageusement comprendre des moyens de commande MC propres, lorsqu'ils sont actionnés (par exemple par la main d'un passager), à contrôler l'alimentation électrique de chacun de ses moyens de nébulisation MN, et de son éventuel ventilateur VT. Ainsi, chaque passager peut décider de façon individualisée de traiter ou de ne pas traiter le flux d'air pulsé qui est associé à la bouche de diffusion BDj qui le concerne, sans que cela ne pénalise les passagers voisins. Ces moyens de commande MC peuvent se présenter sous la forme d'un organe d'actionnement, comme par exemple un bouton poussoir (de type « touch latch ») ou un bouton rotatif ou encore une réglette à déplacement linéaire, ou d'un circuit électronique à module de réception propre à recevoir par voie d'ondes des instructions issues d'une télécommande. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, les moyens de commande MC peuvent être installés sur une plaque de support SU qui est solidarisée au boîtier B (sous sa partie inférieure PI). Cela permet de profiter du câble d'alimentation des moyens de nébulisation MN pour les alimenter électriquement. Par ailleurs, les moyens de commande MC de chaque dispositif de nébulisation DN peuvent, par exemple, être propres à être placés dans différents états dans lesquels ils contrôlent respectivement les alimentations électriques de nombres différents de moyens de nébulisation MN. Ainsi, chaque passager peut contrôler l'intensité du traitement du flux d'air pulsé qui est associé à la bouche de diffusion BDj qui le concerne. On comprendra en effet que plus le nombre de moyens de nébulisation MN que l'on fait fonctionner en parallèle est élevé, plus le nombre de gouttes générées peut être important et donc plus le traitement du flux d'air pulsé pourra être important. On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 1, que chaque dispositif de nébulisation DN peut avantageusement comprendre un voyant lumineux VL propre à produire de la lumière lorsque ses moyens de nébulisation MN produisent des gouttes. Cela permet en effet de signaler le fonctionnement du dispositif de nébulisation DN concerné.

Cette lumière peut, par exemple, être de couleur verte ou blanche. Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la figure 1, ce voyant lumineux VL peut être installé sur la plaque de support SU. Cela permet également de profiter du câble d'alimentation des moyens de nébulisation MN pour l'alimenter électriquement. On notera que le voyant io lumineux VL peut éventuellement faire partie du même circuit électronique que celui qui comprend les moyens de contrôle MC. L'invention offre plusieurs avantages, parmi lesquels : - une individualisation du traitement de chaque flux d'air pulsé, - une implantation facilitée du fait de la très grande compacité offerte par 15 chaque dispositif de nébulisation, ce qui permet en outre de rendre plus facile la conception de l'architecture du système dans lequel elle est implantée (notamment du fait de l'absence de conduit de liaison avec la boucle froide principale de l'installation de climatisation ou d'un climatiseur additionnel). 20 - une meilleure évaporation de l'eau du fait qu'elle se fait entièrement dans un flux d'air pulsé, - une amélioration de la fiabilité d'ensemble du fait que si un dispositif de nébulisation tombe en panne, les autres continuent de produire des gouttes et donc vont permettre un fonctionnement global en mode 25 dégradé, - une réduction de la consommation de carburant lorsque le dispositif de traitement d'air remplace une installation de climatisation, ou bien une optimisation du compromis entre le confort thermique de l'enceinte et l'autonomie en kilomètres. 30

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de nébulisation (DNj), caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier (B) comportant i) une partie inférieure (PI) munie d'une entrée principale (EL) propre à l'alimenter en liquide et logeant au moins un moyen de nébulisation (MN) miniaturisé et propre à produire des gouttes très petites à partir dudit liquide, et ii) une partie supérieure (PS) munie d'une sortie (SG) communiquant avec un conduit (CD) dans lequel circule un flux d'air pulsé à traiter, et d'une entrée secondaire (EA) propre à l'alimenter en air destiné à entraîner lesdites gouttes produites vers ladite sortie, de sorte qu'elles soient transférées dans ledit flux d'air pulsé.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque moyen de nébulisation (MN) est agencé pour produire des gouttes par effet piézoélectrique.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un ventilateur (VT) couplé audit boîtier (B) au niveau de ladite entrée secondaire (EA) et propre à alimenter cette dernière (EA) en air d'alimentation.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de commande (MC) propres, en cas d'actionnement, à contrôler une alimentation électrique de chaque moyen de nébulisation (MN).
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux moyens de nébulisation (MN).
6. Dispositif selon la combinaison des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (MC) sont propres à être placés dans différents états dans lesquels ils contrôlent respectivement les alimentations électriques de nombres différents de moyens de nébulisation (MN), de manière à contrôler le traitement dudit flux d'air pulsé.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un voyant lumineux (VL) propre à produire de la lumière lorsqu'il produit des gouttes, afin de signaler son fonctionnement.
8. Dispositif de traitement d'air (DT), caractérisé en ce qu'il comprend i) un pulseur (PA) propre à fournir au moins un flux d'air pulsé à traiter sur au moins deux sorties (SFj), ii) au moins deux bouches de diffusion (BDj) comprenant chacune un conduit (CD) couplé à l'une desdites sorties (SFj) du pulseur (PA), et iii) au moins deux dispositifs de nébulisation (DNj) selon l'une des revendications précédentes et couplés respectivement auxdits conduits (CD), afin de les alimenter en gouttes destinées à traiter lesdits flux d'air pulsé avant qu'ils ne soient délivrés en des endroits choisis par lesdites bouches de diffusion (BDj).
9. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif de traitement d'air (DT) selon la revendication 8.
10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend un pavillon comportant au moins ledit pulseur (PA), lesdits dispositifs de nébulisation (DNj) et lesdites bouches de diffusion (BDj) du dispositif de traitement d'air (DT).