FR3058932A1 - Systeme de nebulation pour vehicule automobile - Google Patents

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Franck Truillet
Vincent Feuillard
Stephane Petit
Eric Antoine
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Abstract

L'invention concerne un système de nébulisation pour véhicule automobile, comprenant un réservoir d'eau liquide (10) et une buse de nébulisation (3) munie d'un élément piézoélectrique (4) d'émission d'ondes acoustiques et d'un concentrateur (5) des ondes acoustiques émises par ledit élément piézoélectrique et configuré de sorte que l'eau issue du réservoir forme un brouillard de gouttelettes d'eau en sortie du concentrateur d'ondes acoustiques, ledit brouillard (12) étant destiné à pénétrer dans un habitacle (2) du véhicule automobile, le système (1) comprenant un conduit (15) d'entrainement du brouillard (12) monté de sorte que la sortie du concentrateur d'ondes acoustiques est incluse dans une section du conduit d'entrainement du brouillard (12).

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 058 932 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction) (© N° d’enregistrement national : 16 01200
COURBEVOIE © IntCI8
B 60 H 1/00 (2017.01), F24 F 6/12
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 04.08.16. © Demandeur(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES
(© Priorité : Société par actions simplifiée — FR.
@ Inventeur(s) : TRUILLET FRANCK, FEUILLARD
VINCENT, PETIT STEPHANE et ANTOINE ERIC.
(43) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 25.05.18 Bulletin 18/21.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Ce dernier n'a pas été
établi à la date de publication de la demande.
(© Références à d’autres documents nationaux ® Titulaire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES
apparentés : Société par actions simplifiée.
©) Demande(s) d’extension : © Mandataire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES.
FR 3 058 932 - A1 (34) SYSTEME DE NEBULATION POUR VEHICULE AUTOMOBILE.
©) L'invention concerne un système de nébulisation pour véhiculé automobile, comprenant un réservoir d'eau liquide (10) et une buse de nébulisation (3) munie d'un élément piézoélectrique (4) d'émission d'ondes acoustiques et d'un concentrateur (5) des ondes acoustiques émises par ledit élément piézoélectrique et configuré de sorte que l'eau issue du réservoir forme un brouillard de gouttelettes d'eau en sortie du concentrateur d'ondes acoustiques, ledit brouillard (12) étant destiné à pénétrer dans un habitacle (2) du véhicule automobile, le système (1) comprenant un conduit (15) d'entrainement du brouillard (12) monté de sorte que la sortie du concentrateur d'ondes acoustiques est incluse dans une section du conduit d'entrainement du brouillard (12).
SYSTEME DE NEBULISATION POUR VEHICULE AUTOMOBILE
L’invention a pour objet un système de nébulisation pour véhicule automobile.
De façon connue, un système de nébulisation comprend un réservoir d’eau liquide et un dispositif d’émission d’ondes acoustiques configuré de sorte que l’eau issue du réservoir forme un brouillard de gouttelettes d’eau.
Un tel système de nébulisation permet de rafraîchir un flux d’air dans lequel le brouillard d’eau est pulvérisé.
Dans un véhicule automobile, même muni d’un dispositif de ventilation et/ou climatisation, il n’est pas rare que les usagers du véhicule souffrent de la chaleur dans l’habitacle, et en particulier les passagers de la plage arrière, plus éloignée des aérateurs du dispositif de ventilation et/ou climatisation.
De ce fait, il est intéressant de recourir à un système de nébulisation, puisqu’alors le brouillard d’eau rafraîchit rapidement l’air de l’habitacle, assurant une sensation de froid immédiat tout en le ré-humidifiant.
Toutefois, un tel système présente l’inconvénient que le brouillard condense en partie sur les aérateurs du dispositif de ventilation et/ou climatisation au lieu d’être pulvérisé hors des aérateurs, ce qui réduit drastiquement un rendement de récupération de brouillard.
Un autre inconvénient est qu'un tel système connu ne permet pas une intégration satisfaisante dans le véhicule.
Le but de l’invention est de remédier au moins partiellement à ces inconvénients.
A cet effet, l’invention a pour objet un système de nébulisation pour véhicule automobile, comprenant un réservoir d’eau liquide et une buse de nébulisation munie d’un élément piézoélectrique d’émission d’ondes acoustiques et d’un concentrateur des ondes acoustiques émise par ledit élément piézoélectrique configuré de sorte que l’eau issue du réservoir forme un brouillard de gouttelettes d’eau en sortie du concentrateur d’ondes acoustiques, ledit brouillard étant destiné à pénétrer dans un habitacle du véhicule automobile, le système comprenant un conduit d’entrainement du brouillard monté de sorte que la sortie du concentrateur d’ondes acoustiques est incluse dans une section du conduit d’entrainement du brouillard.
Ainsi, grâce au positionnement spécifique du conduit d’entrainement du brouillard relativement à la sortie du concentrateur d’ondes acoustiques, l’accélération du brouillard est optimisée dans le conduit d’entrainement, ce qui lui permet d’atteindre une vitesse suffisante pour être pulvérisé hors des aérateurs sans subir de condensation dans le système de nébulisation, augmentant de ce fait le rendement de récupération de brouillard.
De plus, la configuration selon la présente invention permet de maximiser le rendement de la fontaine, tout en s’intégrant facilement à une console centrale d’habitacle automobile.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la sortie du concentrateur d’ondes acoustiques est incluse dans une section d’une extrémité du conduit d’entrainement du brouillard.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le système comprend une entrée d’air et un ventilateur de mise en mouvement d’air pénétrant dans ladite entrée d’air, la buse de nébulisation étant disposée dans un flux d’air mis en mouvement par le ventilateur, dit flux d’air de refroidissement.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le système comprend un conduit d’alimentation en air de l’élément piézoélectrique configuré pour recevoir au moins en partie ledit flux de refroidissement.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le conduit d’entrainement du brouillard et le conduit d’alimentation en air de l’élément piézoélectrique sont en relation fluidique.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la sortie du concentrateur d’ondes acoustiques est disposée de sorte qu’un jet d’eau issu du concentrateur d’ondes acoustiques est disposé parallèlement à une direction longitudinale du conduit d’entrainement du brouillard.
Selon une autre caractéristique de l’invention, une direction principale de la buse de nébulisation est inclinée relativement à une direction horizontale dans une position de fonctionnement du système de nébulisation d’un angle par exemple compris entre 5° et 30°, de préférence compris entre 10° et 20°.
w Selon une autre caractéristique de l’invention, le ventilateur de mise en mouvement d’air est positionné de sorte que le flux d’air sortant du ventilateur se dirige dans une direction sensiblement horizontale dans une position de fonctionnement du système de nébulisation.
L’invention a également pour objet un dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation pour véhicule automobile, comprenant un système de nébulisation tel que décrit précédemment.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre une vue schématique en coupe longitudinale d’un système de nébulisation d’un véhicule automobile selon la présente invention.
Nébuliseur
L’invention a pour objet un système de nébulisation d’un véhicule automobile, référencé 1 sur la figure, encore appelé nébuliseur 1.
Le nébuliseur 1 permet de rafraîchir un flux d’air F à destination de l’habitacle 2 du véhicule automobile, comme il va être détaillé.
Comme visible sur la figure 1, le nébuliseur 1 comprend une buse de nébulisation 3 munie d’un dispositif d’émission d’ondes sonores, de préférence ultrasonores, référencé 4.
Le dispositif d’émission d’ondes ultrasonores 4 est par exemple un élément piézoélectrique qui vibre quand il est alimenté électriquement, par exemple entre 1 et FMHz.
L’élément piézoélectrique 4 est par exemple un quartz.
La buse de nébulisation 3 comprend également un concentrateur des ondes sonores générées par l’élément piézoélectrique, autrement appelé concentrateur acoustique et référencé 5.
Le concentrateur acoustique 5, connu de l'homme du métier, comprend une enceinte 6 présentant un rétrécissement progressif depuis une paroi arrière 7 jusqu’à un orifice de sortie 8.
Le rétrécissement progressif est avantageusement de forme interne parabolique, de manière à concentrer les ondes acoustiques vers l’orifice de sortie 8.
L’enceinte 6 est de préférence métallique.
Le concentrateur acoustique 5 comprend également un orifice d’entrée 9 par lequel le concentrateur est alimenté en eau.
L’orifice d’entrée 9 est de préférence central.
L’enceinte 6 est alimentée en eau via l’orifice d’entrée 9 par un circuit de distribution d’eau comprenant un réservoir de stockage d’eau 10 et, avantageusement, une pompe 11.
L’élément piézoélectrique 4 est disposé contre la paroi arrière 7 du concentrateur acoustique 5.
De manière connue, les ondes acoustiques générées par l’élément piézoélectrique 4 sont transmises à l’eau contenue dans l’enceinte 6 par la paroi arrière 7.
La forme convergente de l’enceinte 6 permet de focaliser les ondes acoustiques dans l’orifice de sortie 8, ce qui produit un brouillard de gouttelettes d’eau 12 autour du jet sortant de la buse.
Les gouttelettes d’eau présentent un diamètre dépendant de la fréquence 5 de vibration de l’émetteur piézoélectrique.
Par exemple, le diamètre des gouttelettes est compris entre 1 pm et 10 pm, de préférence entre 2 pm et 3 pm.
Par l’orifice de sortie 8, le brouillard 12 se dirige vers l’habitacle 2 du véhicule automobile, tandis qu’un jet d’eau 13 s’écoule dans le réservoir de io stockage 10 via un conduit de récupération d’eau 14.
Comme visible sur la figure 1, le nébuliseur 1 comprend également un conduit 15 d’entrainement du brouillard 12 vers l’habitacle 2.
Le conduit 15 est monté de sorte que l’orifice de sortie 8 du concentrateur acoustique 5 est inclus dans une section transversale du conduit d’entrainement du brouillard.
Cette configuration assure que l’accélération du brouillard 12 en sortie du concentrateur acoustique 5 est optimisée dans le conduit d’entrainement 15, ce qui lui permet d’atteindre une vitesse suffisante pour être pulvérisé hors des aérateurs sans subir de condensation dans le système de nébulisation, et d’augmenter le rendement de récupération de brouillard.
En effet, le conduit 15 englobant l’orifice de sortie 8, la totalité du brouillard 12 généré dans le concentrateur acoustique 5 est guidée vers l’habitacle 2.
Comme visible sur la figure 1, le conduit 15 comprend une première 25 extrémité 16 du côté du concentrateur acoustique, et une seconde extrémité du côté opposé (vers l’habitacle), non illustrée.
La première extrémité 16 est encore appelée extrémité amont du fait que le flux d’air s’écoule dans le conduit 15 depuis la première extrémité 16 jusqu’à la deuxième extrémité.
Sur le mode de réalisation illustré, l’orifice de sortie 8 du concentrateur acoustique 5 est inclus dans la section transversale S de la première extrémité 16 du conduit d’entrainement du brouillard.
Comme visible sur la figure 1, le nébuliseur 1 comprend également une entrée d’air 17 munie d’un ventilateur 18 pour mettre en mouvement un air F pénétrant dans l’entrée d’air 17.
On note que l’on peut définir une direction principale pour le flux F.
Les directions F et D sont idéalement dans le même plan. L’angle entre F w et D est idéalement de 180°(angle plat).
De préférence, le ventilateur 18 est disposé plus haut que la buse pour des questions de projection d’eau.
Les directions F et D sont éventuellement non coplanaires en fonctions des contraintes d’intégration, et font par exemple un angle entre 160° et
130°.
Le nébuliseur 1 comprend également un conduit 19 d’entrée d’air disposé dans le prolongement de l’entrée 17 et dans lequel circule le flux d’air F.
Comme visible sur la figure 1, le nébuliseur 1 comprend un logement de réception 20 de la buse de nébulisation 3.
Le logement de réception 20 comprend des parois espacées de la buse de nébulisation 3, de sorte qu’est délimité un canal 24 de passage d’air et/ou d’eau entre la buse 3 et le logement de réception 20.
Comme il ressort de la figure 1, une portion latérale de canal 21 est délimitée entre le logement de réception 20 et l’élément piézoélectrique 4.
De même, deux portions longitudinales 22 et 23 sont délimitées entre le concentrateur acoustique 5 et le logement de réception 20.
Le canal 24 comprend une entrée d’air 25 coïncidant avec une extrémité du conduit d’entrée opposée à l’entrée 17.
Sur le mode de réalisation illustré, l’entrée d’air 25 est disposée à proximité de l’élément piézoélectrique 4 et du concentrateur acoustique 5.
Bien entendu, l’invention ne se limite pas à ce mode de réalisation, et l’entrée d’air 25 peut être disposée uniquement au niveau de l’élément piézoélectrique 4 ou plutôt exclusivement au niveau du concentrateur acoustique 5.
Le conduit d’entrainement 15 est disposé dans le prolongement des io portions longitudinales 22, 23.
Sur le mode de réalisation illustré, le canal 24 comprend une sortie d’air qui coïncide avec l’extrémité amont 16 du conduit 15.
Le flux d’air F circulant dans le conduit d’entrée 19 se scinde en plusieurs flux F’, chaque flux circulant dans l’une des portions de passage d’air 21,
22, 23, entre le logement de réception 20 et la buse de nébulisation 3.
La buse de nébulisation 3 est disposée dans le flux d’air mis en mouvement par le ventilateur 18, via les flux d’air F’ des portions 21, 22 et 23, ce qui assure son refroidissement.
Le refroidissement de l’élément piézoélectrique 4 par le flux d’air F’ de la 20 portion latérale 20 est particulièrement avantageux puisque c’est l’élément piézoélectrique qui génère le plus de chaleur au cours de l’utilisation de la buse de nébulisation 3.
Les portions longitudinales 22, 23 permettent l’alimentation en air F” du conduit 15 d’entrainement du brouillard 12.
Sur le mode de réalisation illustrée, la portion longitudinale 23 est disposée sous le concentrateur acoustique 5, et constitue également le conduit de récupération d’eau 14.
Comme visible sur la figure 1, le concentrateur acoustique 5 est disposé de sorte que le jet d’eau 13 est disposé parallèlement à une direction longitudinale du conduit d’entrainement du brouillard 15.
Cette configuration assure que le jet d’eau 13, et par conséquent le 5 brouillard 12, s’écoule parallèlement au flux d’air F” circulant dans le conduit 15, ce qui permet une meilleure accélération du brouillard 12 depuis l’orifice de sortie 8 vers l’habitacle 2.
Cette configuration permet aussi un meilleur rendement de production de brouillard (ratio des débits brouillard produit sur débit d’eau circulant). De io préférence, le jet d’eau et le flux d’air ont les mêmes directions et même vitesses.
La figure 1 illustre le nébuliseur 1 dans une position de fonctionnement, c’est-à-dire quand le nébuliseur 1 est installé dans le véhicule automobile.
Comme il est visible sur la figure 1, une direction principale D de la buse 15 de nébulisation est inclinée relativement à une direction horizontale d’un angle par exemple compris entre 5° et 30°, de préfé rence compris entre 10° et 20°.
Cette plage de valeur assure une bonne intégration du système dans le véhicule automobile, en particulier pour la compacité en Z tout en évitant des problèmes de récupération de l’eau qui peuvent apparaître pour des angles trop faibles.
La direction principale D correspond à une direction orthogonale à une surface contenant l’orifice de sortie 8.
Autrement dit, la direction principale D correspond à un axe de symétrie, 25 de direction longitudinale, de la buse de nébulisation 3.
Comme visible sur la figure 1, le ventilateur est positionné de sorte le flux d’air F issu du ventilateur se dirige dans une direction sensiblement horizontale dans la position de fonctionnement.
Toutefois, l’invention n’est pas limité à ce cas de figure. Il est possible que la direction du flux F soit au contraire verticale, ou d’un angle similaire et symétrique à la direction du flux F”.
Avantageusement, le ventilateur est disposé le plus haut possible par rapport à la buse, pour être à l’abri de projections d’eau éventuelles (en cas d’accélération, de freinage et/ou de chocs).
Une chicane est également possible pour éviter les projections d’eau mais augmente la perte de charge sur l’air.
Il est également possible de remplacer le ventilateur par un simple piquage d’air sur un conduit d’air principal qui alimente les aérateurs.
Il peut être également intéressant d’aligner les composants sur un même axe: filtre, ventilateur, élément piézoélectrique, concentrateur et conduit 15.
Avantages
Grâce au nébuliseur selon la présente invention, l’accélération du brouillard est optimisée, ce qui évite sa condensation au cours de sa circulation, permet sa propulsion efficace dans l’habitacle et de ce fait augmente le rendement de récupération de brouillard dans l’habitacle.
Un autre avantage est la compacité du nébuliseur selon la présente invention, qui est primordiale dans certains cas d’architectures de console centrale de véhicule automobile.
De plus, le nébuliseur assure un refroidissement efficace de la buse de nébulisation, et particulièrement de l’élément piézoélectrique, ce qui permet un fonctionnement optimisé du nébuliseur selon la présente invention.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée au mode de réalisation illustré.
Par exemple, l’invention peut ne pas prévoir de logement de réception de la buse mais seulement un conduit de refroidissement de l’élément piézoélectrique.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système de nébulisation pour véhicule automobile, comprenant un réservoir d’eau liquide (10) et une buse de nébulisation (3) munie d’un élément piézoélectrique (4) d’émission d’ondes acoustiques et d’un
    5 concentrateur (5) des ondes acoustiques émises par ledit élément piézoélectrique (4) et configuré de sorte que l’eau issue du réservoir(IO) forme un brouillard de gouttelettes d’eau en sortie du concentrateur d’ondes acoustiques (5), ledit brouillard (12) étant destiné à pénétrer dans un habitacle (2) du véhicule automobile, le système (1) comprenant un conduit io (15) d’entrainement du brouillard (12) monté de sorte que la sortie (8) du concentrateur d’ondes acoustiques (5) est incluse dans une section (S) du conduit (15) d’entrainement du brouillard (12).
  2. 2. Système de nébulisation selon la revendication 1, dans lequel la sortie (8) du concentrateur d’ondes acoustiques (5) est incluse dans une section
    15 (S) d’une extrémité (16) du conduit (15) d’entrainement du brouillard (12).
  3. 3. Système de nébulisation selon l’une des revendications 1 ou 2, comprenant une entrée d’air (17) et un ventilateur (18) de mise en mouvement d’air pénétrant dans ladite entrée d’air (17), la buse de nébulisation (3) étant disposée dans un flux d’air mis en mouvement par le
    20 ventilateur (18), dit flux d’air de refroidissement.
  4. 4. Système de nébulisation selon la revendication 3, comprenant un conduit (21) d’alimentation en air de l’élément piézoélectrique (4) configuré pour recevoir au moins en partie ledit flux de refroidissement.
  5. 5. Système de nébulisation selon la revendication précédente, dans 25 lequel le conduit (15) d’entrainement du brouillard (12) et le conduit (21) d’alimentation en air de l’élément piézoélectrique (4) sont en relation fluidique.
  6. 6. Système de nébulisation selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la sortie (8) du concentrateur d’ondes acoustiques (5) est disposée de sorte qu’un jet d’eau (13) issu du concentrateur d’ondes acoustiques (5) est disposé parallèlement à une direction longitudinale (D) du conduit (15) d’entrainement du brouillard (12).
  7. 7. Système de nébulisation selon l’une des revendications précédentes,
    5 dans lequel une direction principale de la buse de nébulisation (3) est inclinée relativement à une direction horizontale dans une position de fonctionnement du système de nébulisation (1) d’un angle par exemple compris entre 5° et 30°, de préférence compris entr e 10°et 20°.
  8. 8. Système de nébulisation selon la revendication 3 ou l’une des
  9. 10 revendications 4 à 7 quand elles dépendent de la revendication 3, dans lequel le ventilateur de mise en mouvement d’air est positionné de sorte le flux d’air sortant du ventilateur se dirige dans une direction sensiblement horizontale dans une position de fonctionnement du système de nébulisation.
  10. 15 9. Dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation pour véhicule automobile, comprenant un système de nébulisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
    1/1
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