FR3085626A1 - Boitier pour dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un boîtier (12) pour dispositif (10) de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un véhicule automobile définissant un conduit d'air (11) pour l'écoulement d'un flux d'air comprenant : - une structure ajourée (30) comportant une pluralité d'ouvertures (32) délimitées par des nervures (34), - une peau (36) solidaire de la structure ajourée (30) recouvrant les ouvertures (32) de manière à former une paroi étanche au flux d'air. Selon l'invention, le boîtier (12) comprend au moins partiellement : - un premier conduit d'écoulement (11 a) pour un premier flux d'air (Fa), - un deuxième conduit d'écoulement (11b) pour un deuxième flux d'air (Fb), et - une cloison de séparation (13) étant agencée au sein du boîtier (12) de manière à séparer le premier conduit d'écoulement (11a) du deuxième conduit d'écoulement (11b).
Description
L’invention concerne un boîtier pour dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation d’un véhicule automobile. L’invention se rapporte également au dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile comprenant un tel boîtier ainsi qu’au véhicule automobile comprenant un tel dispositif.
Les véhicules automobiles sont couramment équipés d’un dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation pour réguler les paramètres aérothermiques d’un flux d’air distribué vers l’intérieur de l’habitacle du véhicule. Le dispositif comprend généralement un boîtier délimité par des cloisons dans lesquelles sont ménagées des ouvertures, dont au moins une entrée d'air et au moins une sortie d'air.
De façon connue, le boîtier loge un pulseur d’air pour faire circuler le flux d'air depuis l'entrée d'air vers la sortie d'air. Le boîtier loge aussi des moyens de traitement thermique pour réchauffer et/ou refroidir le flux d'air préalablement à sa distribution à l'intérieur de l'habitacle. A titre d'exemple, les moyens de traitement thermique, c’està-dire les échangeurs de chaleur, peuvent comprendre un évaporateur qui est destiné à refroidir et déshumidifier le flux d’air le traversant, ainsi qu’un radiateur, éventuellement associé à un radiateur électrique additionnel, qui est destiné à réchauffer tout flux d’air qui le traverserait.
L’air extérieur est généralement peu chargé en humidité, lorsqu’il est froid, par comparaison avec l’air de recyclage, mais peut être relativement froid, en particulier en conditions hivernales. L’air de recyclage a généralement un taux d’humidité supérieur à l’air extérieur, et est à une température proche de la température à atteindre, c’est-à-dire proche de la température de consigne définie par exemple par le conducteur ou le passager.
Suivant les conditions de fonctionnement, il peut donc être particulièrement intéressant d’utiliser de l’air extérieur pour l’introduire dans l’habitacle au niveau des buses de dégivrage situées à proximité du pare-brise, après chauffage au travers du dispositif précité par exemple. Le taux d’humidité de l’air frais étant relativement faible, le risque de générer de la buée sur le pare-brise est donc également faible.
A l’inverse, il peut être avantageux d’utiliser de l’air de recyclage pour le rejeter dans l’habitacle au niveau des buses de pieds. De cette manière, même en conditions hivernales et lorsqu’un débit d’air important est demandé par le conducteur ou le passager, il est possible de réchauffer plus rapidement cet air de recyclage à la température de consigne avant qu’il ne soit rejeté dans l’habitacle. Le confort pour les utilisateurs est grandement amélioré et le risque de générer de la buée sur le pare-brise est faible, cet air de recyclage étant rejeté à distance du pare-brise.
Afin de profiter de tels avantages, il est important de pouvoir dissocier les flux d’air (air extérieur - air de recyclage), en particulier lors du passage desdits flux d’air au travers du dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation.
Toutefois, de tels boîtier sont habituellement en matière plastique et sont généralement constitués de deux demi-boîtiers définissant ainsi un volume interne, les échangeurs de chaleur et le pulseur d’air étant agencés entre les deux demiboîtiers. Ces boîtiers sont d’épaisseur relativement élevée, pour pouvoir supporter les échangeurs de chaleur, donc relativement coûteux en matière plastique et de poids relativement important.
L’objet de l’invention est de proposer un boîtier qui puisse garantir la séparation entre les deux flux d’air tout en pouvant sélectionner ou ajuster au mieux le type d’air à délivrer et qui soit en matière plastique de haute rigidité relativement aux efforts de torsion et de flexion, tout en étant particulièrement léger.
Pour cela l’invention propose un boîtier pour dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation d’un véhicule automobile définissant un conduit d’air pour l’écoulement d’un flux d’air comprenant :
- une structure ajourée comportant une pluralité d’ouvertures délimitées par des nervures,
- une peau solidaire de la structure ajourée recouvrant les ouvertures de manière à former une paroi étanche au flux d’air.
Selon l’invention, le boîtier comprend au moins partiellement :
- un premier conduit d’écoulement pour un premier flux d'air,
- un deuxième conduit d’écoulement pour un deuxième flux d'air, et
- une cloison de séparation étant agencée au sein du boîtier de manière à séparer le premier conduit d’écoulement du deuxième conduit d’écoulement.
La structure ajourée présentant une pluralité d’ouvertures, va être plus léger qu’un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation conventionnel tout en présentant une rigidité satisfaisante grâce à l’agencement de ces ouvertures selon un maillage donné formant ainsi un réseau de nervures reliées les unes aux autres. Le premier conduit d’écoulement d’air du boîtier peut alors alimenter par exemple les buses de dégivrage situées à proximité du pare-brise et le deuxième conduit d’écoulement d’air peut quant à lui alimenter les buses de pieds.
Le terme séparer englobe plusieurs significations comme isoler, délimiter, espacer, disjoindre, dissocier, diviser, départager, etc. L’idée est qu’une cloison permet de diviser un espace ou un conduit en deux sous-espaces ou sous-conduits, et que ces deux sous-ensembles sont indépendants l’un de l’autre de par la cloison. On peut également dire que la cloison sépare ou isole les deux conduits d’écoulement l’un de l’autre.
D’autres modes de réalisation selon l’invention proposent que :
| - la structure ajourée comprend délimitées par les nervures ; | au moins | 20 ouvertures | toutes | ||
| - la structure ajourée comprend | au | moins | 10 | ouvertures | toutes |
| délimitées par les nervures ; | |||||
| - la structure ajourée comprend | au | moins | 30 | ouvertures | toutes |
| délimitées par les nervures ; | |||||
| - la structure ajourée comprend | au | moins | 40 | ouvertures | toutes |
délimitées par les nervures ;
- les ouvertures sont agencés au moins partiellement selon un motif répété ;
- les nervures sont agencées au moins partiellement selon un maillage en nid d’abeille;
- les nervures sont agencées au moins partiellement selon un maillage en triangulation ;
- l’épaisseur de la structure ajourée est supérieure à celle de la peau ;
- l’épaisseur de la structure ajourée est comprise entre 1 et 4 mm et l’épaisseur de la peau est comprise entre 0,3 et 0,7 mm ;
- la structure ajourée est réalisé dans une première matière et la peau est réalisée dans une deuxième matière, la première et deuxième matière étant de compositions différentes ;
- la peau comprend une cavité interne ;
- les ouvertures sont de formes géométriques différentes ;
- la surface visible cumulée des nervures est inférieure à la surface visible cumulée des ouvertures, ou autrement dit la surface visible cumulée de la structure ajourée est inférieure à la surface visible cumulée de la peau ;
- les nervures font saillie de la peau ;
- les nervures sont noyées au moins partiellement, voire intégralement, dans l’épaisseur de la peau ;
- la largeur des nervures est inférieure à la largeur des ouvertures.
La peau, afin d’assurer une étanchéité du boîtier et de garantir l’écoulement du flux d’air à travers les échangeurs de chaleur, est agencée de manière à combler, ou boucher, les ouvertures. La peau étant d’épaisseur moindre que la structure ajourée, il en résulte un gain de poids considérable.
L’invention porte également sur un dispositif de chauffage, ventilation et climatisation pour véhicule automobile comprenant un tel boîtier et comprenant au moins un échangeur de chaleur agencé dans le premier conduit d’écoulement et dans le deuxième conduit d’écoulement, ledit échangeur de chaleur étant commun aux deux conduits d’écoulement.
D’autres modes de réalisation selon l’invention proposent que :
- le dispositif comprend au moins une roue à ailette, le boîtier comprenant une partie volute dans laquelle est agencé ladite au moins une roue à ailette, une partie distribution dans laquelle sont agencés les échangeurs de chaleur et une partie divergente agencée entre la volute et la distribution, les ouvertures et la peau étant agencés au niveau de la volute et/ou du divergent ;
- la cloison de séparation s’étend au sein du boîtier depuis la volute jusqu’au premier échangeur de chaleur ;
- le dispositif comprend un deuxième échangeur de chaleur agencé premier conduit d’écoulement et dans le deuxième conduit d’écoulement, ledit deuxième échangeur de chaleur étant commun aux deux conduits d’écoulement, dans lequel la cloison de séparation s’étend au sein du boîtier depuis la volute jusqu’à une zone situé en aval par rapport à l’écoulement des flux d’air du deuxième échangeur de chaleur.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
- la figure 1 correspond à une représentation schématique d’un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon une vue de profil ;
- la figure 2 illustre une vue en perspective d’une partie de la structure ajourée du boîtier selon l’invention ;
- la figure 3 illustre une vue en perspective d’une partie du boîtier selon l’invention vu de l’extérieur ;
- la figure 4 illustre une vue schématique en coupe d’une partie du boîtier selon l’invention selon un mode de réalisation ;
- la figure 5 illustre une vue en perspective d’une partie du boîtier selon l’invention vu de l’intérieur ;
- la figure 6 illustre une vue schématique en coupe d’une partie du dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon un autre mode de réalisation ;
- la figure 7 illustre en coupe d’une partie d’un pulseur compris dans le dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation ;
- la figure 8 une vue en perspective du dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon l’invention.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations. Les termes amont et aval sont définis par référence au sens d’écoulement des flux d’air.
La figure 1 illustre une vue de profil d’un dispositif 10 de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprenant un boîtier 12 avec au moins une entrée d’air et une sortie d’air définissant ainsi un conduit, ou conduit d’écoulement, dans lequel circule au moins un flux d’air. Le boîtier 12 comprend en outre au sein de son volume interne une paroi, ou cloison, de séparation 13 de manière à définir un premier conduit d’écoulement 11a pour un premier flux d’air Fa, autrement dit, dans lequel s’écoule un premier flux d’air Fa destiné à être traité thermiquement et à être envoyé dans l’habitacle du véhicule, et un deuxième conduit d’écoulement 11b pour un deuxième flux d’air Fb, autrement dit dans lequel s’écoule un deuxième flux d’air Fb aussi destiné à être traité thermiquement et à être envoyé dans l’habitacle du véhicule. Le boîtier 12 englobe les différents éléments du dispositif 10. En d’autres termes, le boîtier 12 comprend un premier conduit découlement 11a pour qu’un premier flux d’air Fa puisse circuler au sein de ce conduit et le boîtier 12 comprend un deuxième conduit d’écoulement 11b pour qu’un deuxième flux d’air Fb, distinct du premier flux d’air Fa, puisse circuler au sein de ce conduit, les deux conduits d’écoulements 11 a,11 b étant séparés par une cloison de séparation 13.
Le dispositif 10 comprend un boîtier d’entrée d’air 14 solidaire du boîtier 12. Le boîtier d’entrée d’air 14 comprend une premier entrée, ou bouche, d’air 15 pour l’introduction d’un flux d’air frais, autrement dit un flux d’air provenant de l’extérieur du véhicule lorsque le dispositif 10 est installé dans un véhicule. Le boîtier d’entrée d’air 14 comprend en outre une deuxième entrée, ou bouche, d’air 16 pour l’introduction d’un flux d’air de recyclage, autrement dit un flux d’air provenant de l’habitacle du véhicule. Un volet de mélange 17 est agencé entre la première et la deuxième entrée d’air 15,16 pour pouvoir réguler les débits d’air frais ou d’air de recyclage s’écoulant au sein du dispositif 10. Le volet de mélange 17 est configuré pour passer d’une position où il obture la première entrée d’air 15, empêchant ainsi tout air frais de pénétrer au sein du dispositif 10 à une position où il obture la deuxième entrée d’air 16, comme illustré en figure 1, empêchant ainsi tout air de recyclage de pénétrer au sein du dispositif 10. Bien évidemment, le volet de mélange 17 est apte à adopter toute position intermédiaire.
Le dispositif 10 comprend des moyens aptes à puiser l’air. Ces moyens comprennent par exemple une première roue à ailettes 18 montée dans le premier conduit d’écoulement 11a et apte à générer un premier flux d’air Fa, et une deuxième roue à ailettes 19 montée dans le deuxième conduit d’écoulement 11b et apte à générer un deuxième flux d’air Fb, ces deux roues 18,19 pouvant être entraînées, individuellement ou ensemble, par un moteur électrique 21.
Le dispositif 10 de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend en outre des échangeurs de chaleur pour réchauffer et/ou refroidir ledit flux d'air préalablement à sa distribution au sein de l'habitacle selon les consignes des occupants du véhicule. A titre d'exemple, les moyens de traitement thermique, c’est-à-dire les échangeurs de chaleur, peuvent comprendre un premier échangeur de chaleur 20, qu’on dénommera par la suite l’évaporateur 20, destiné à refroidir et déshumidifier le flux d’air le traversant, ainsi qu’un deuxième échangeur de chaleur 22, qu’on appellera par la suite le radiateur 22, éventuellement associé à un radiateur électrique additionnel, destiné à réchauffer tout flux d’air le ou les traversant. Comme illustré sur la figure 1, chaque échangeur de chaleur 20, 22 est agencé dans le premier conduit d’écoulement 11 a et dans le deuxième conduit d’écoulement 11 b, chaque échangeur de chaleur 20,22 étant commun aux deux conduits d’écoulement 11a,11b. Le dispositif 10 comprend en outre un premier chemin de contournement 23a du radiateur 22 agencé dans le premier conduit d’écoulement 11a et un deuxième chemin de contournement 23b du radiateur 22 agencé dans le deuxième conduit d’écoulement 11b.
Un volet de mixage 24a,24b est agencé dans chaque conduit d’écoulement 11 a,11 b. Chaque volet de mixage 24a,24b est apte à passer d’une configuration où il obture le chemin de contournement 23a,23b, comme illustré sur la figure 1, l’intégralité de chaque flux d’air Fa,Fb traversant alors le radiateur 22, à une configuration où il empêche le flux d’air Fa,Fb de passer à travers le radiateur 22, l’intégralité de chaque flux d’air Fa,Fb passant alors par le chemin de contournement 23a,23b. Bien évidemment, chaque volet de mixage 24a,24b est apte à adopter toute position intermédiaire.
Selon un mode de réalisation non illustré, le dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation peut comprendre en outre un chemin de contournement de l’évaporateur agencé dans chaque conduit d’écoulement.
Chaque conduit d’écoulement 11a,11b comprend en outre une zone de mixage 25a,25b où les flux d’air Fa,Fb chaud et froid ayant traversés respectivement le radiateur 22 et/ou l’évaporateur 20 sont mélangés dans des proportions variables puis acheminés vers les buses, ou bouches, de sorties débouchant dans différentes zones de l’habitacle.
Le dispositif 10 comprend ici trois bouches de sorties 27,29,45 chacune étant doté d’un volet d’obturation 31,33,49 pour obturer ou non ladite bouche de sortie. Le premier conduit d’écoulement 11a pour un flux d’air Fa comprend deux bouches de sortie 45, 27, plus précisément une bouche de sortie 45, associée à un volet d’obturation 49, menant le flux d’air Fa vers la buse de dégivrage permettant ainsi de désembuer le pare-brise, et une bouche de sortie 27, associée à un volet d’obturation 31, menant le flux d’air Fa vers la buse de ventilation latéraux/centraux permettant ainsi de refroidir/réchauffer les passagers du véhicule. Le deuxième conduit d’écoulement 11b pour un flux d’air Fb comprend une bouche de sortie 29, associée à un volet d’obturation 33, orientant le flux d’air Fb vers la buse pied permettant ainsi de réchauffer les pieds des passagers avant du véhicule.
Selon un mode de réalisation non illustré, on peut prévoir une possibilité de gérer thermiquement les différentes zones du véhicule de manière indépendante, notamment pour les véhicules haut de gamme. Pour ce faire, le boîtier 12 peut comprendre une bouche de sortie additionnelle au niveau d’un conduit d’écoulement 11a,11b destinée à aérer d’autres zones de l’habitacle telle que les passagers à l’arrière du véhicule.
Comme convenu précédemment, le dispositif 10 de chauffage, ventilation et/ou climatisation, peut être alimenté soit en air frais, soit en air de recyclage. Suivant les conditions de fonctionnement, il peut être particulièrement intéressant d’utiliser de l’air frais pour l’introduire dans l’habitacle au niveau des buses de dégivrage situées à proximité du pare-brise, après chauffage au travers du dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation, et à l’inverse, d’utiliser de l’air de recyclage pour le rejeter dans l’habitacle au niveau des buses de pieds. Afin de garantir cette séparation entre les flux d’air extérieur et recyclé tout en pouvant sélectionner ou ajuster au mieux le type d’air à délivrer, au moins une cloison de séparation 13 est agencée au sein du boîtier 12.
Les deux conduits d’écoulement 11 a,11 b sont séparés par une première cloison de séparation 13, dans une zone située en amont, entre et directement en aval des roues à ailettes 18, 19. La première cloison, ou paroi, de séparation 13 s’étend jusqu’au premier échangeur de chaleur 20, plus précisément, la première cloison de séparation 13 vient à proximité du premier échangeur de chaleur 20, à savoir que ladite cloison de séparation 13 peut venir en butée, ou non, contre l’évaporateur 20. Le dispositif 10 peut comprendre en outre une deuxième cloison de séparation 40 agencée entre les deux échangeurs de chaleur 20,22 et séparant, ou délimitant, les deux conduits d’écoulement 11 a,11 b l’un de l’autre. Ladite cloison de séparation 40 pouvant venir en butée, ou non, contre chaque échangeur de chaleur 20,22. Le dispositif 10 peut comprendre en outre une troisième cloison de séparation 42 agencée en aval du deuxième échangeurs de chaleur 22 et séparant, ou délimitant, les deux conduits d’écoulement 11a,11b. Un volet 46 peut être agencé sur une desdites cloison de séparation 13,40,46 de manière à permettre le passage d’un flux d’air Fa,Fb d’un conduit d’écoulement 11 a,11 b à un autre. Tel qu’illustré sur la figure 1, le volet 46 est monté au niveau de l’extrémité aval de la troisième cloison de séparation 42. Bien évidemment, le volet 46 pourrait être agencé sur la première ou la deuxième cloison de séparation 13,40.
La partie du boîtier 12 dans laquelle sont agencés les échangeurs de chaleur 20,22 et les bouches de sorties 27,49,45 est communément appelée la distribution 26.
Tel qu’illustré sur la figure 1, le boîtier d’entrée d’air peut comprendre une troisième entrée, ou bouche, d’air 48 pour l’introduction d’un flux d’air de recyclage. L’entrée d’air 48 est associée à un volet 50. Le volet 50 peut passer d’une position extrême où il obture l’entrée d’air 48, dans ce cas, la deuxième roue à ailettes 19 peut être alimentée en air frais et/ou en air de recyclage issus des entrées d’air 15,16 selon la position du volet de mélange 17 via un passage 52. Le volet 50 peut passer à une autre position extrême où le passage 52 est obturé et la deuxième roue à ailettes 19 est alors exclusivement alimentée en air de recyclage issu de l’entrée d’air 48. Il est alors possible d’envisager toutes les modes de fonctionnement air frais 100%, la deuxième et troisième entrées d’air 16,48 étant obturées par leurs volets associés 17,50, air de recyclage 100% la première entrée d’air 15 étant obturée par le volet de mélange 17, et air mélangé 50/50, la deuxième entrée d’air 16 étant obturée par le volet de mélange 17.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif 10 peut comprendre un boîtier d’entrée d’air 14 et un pulseur (ou blower) comme illustré en figure 7, à savoir avec une unique turbine, en d’autres termes une roue à ailettes, 54 apte à être entraînée en rotation autour d’un axe A. Le dispositif 10 comprend un organe tubulaire 56 apte à délimiter un premier canal de circulation d’air 58 permettant l’écoulement d’un premier flux d’air destiné à traverser une première partie axiale de la turbine 54b et un deuxième canal de circulation d’air 60 permettant l’écoulement d’un deuxième flux d’air destiné à traverser une deuxième partie axiale de la turbine 54a. L’organe tubulaire 56 est monté à l’endroit d’une première extrémité de ladite turbine 54 et délimite un espace, ou volume, interne formant au moins une partie du premier canal de circulation d’air 58, le deuxième canal de circulation d’air 60 s’étendant à l’extérieur de l’organe tubulaire 56. Le dispositif 10 comprend en outre un boîtier d’entrée d’air 12 recouvrant la première extrémité de la turbine 54 et l’organe tubulaire 56. Le boîtier d’entrée d’air 12 comprend des moyens de guidage aptes à diriger un premier flux d’air dans le premier canal de circulation d’air 58, et à diriger un deuxième flux d’air dans le deuxième canal de circulation d’air 60. Les parties axiales de la turbine 54a,54b peuvent par exemple être faite en référence à l’axe vertical du véhicule, lorsque le dispositif 10 est installé dans le véhicule.
Pour cela, le boîtier d’entrée d’air 12 peut par exemple comprendre une première et deuxième bouches d’entrée d’air 15,16, une pour l’air de recyclage et une pour l’air frais, et trois volets tambour ayant des axes de rotation coaxiaux. Le volet tambour central est agencé pour permettre la communication aéraulique entre les bouches d’entrées d’air 15,16 et le premier canal de circulation d’air 58. Les deux tambours latéraux sont agencés pour permettre la communication aéraulique entre les bouches d’entrées d’air 15,16 et le deuxième canal de circulation d’air 60. Le boîtier d’entrée d’air 12 peut comporter en outre un filtre destiné à être traversé par le premier et le deuxième flux d’air.
La turbine 54 est agencée dans une volute 62 dont la sortie comprend les deux conduits d’écoulement 11a,11b séparé par la paroi de séparation 13. Autrement dit, le premier canal de circulation d’air 58 oriente le flux d’air vers une première partie axiale de la turbine 54b et débouche ainsi dans le deuxième conduit d’écoulement 11b, tandis que le deuxième canal de circulation d’air 60 oriente le flux d’air vers la deuxième partie axiale 54a de la turbine 54 et débouche ainsi dans le premier conduit d’écoulement 11 a.
Le pulseur d’air, c'est-à-dire la ou les roues à ailettes 18,19,54 est contenu dans une partie du boîtier 12 en forme de spirale, communément appelé volute 62. Les flux d’air aspirés par la ou les roues à ailettes 18,19,54 sont orientés vers les parois de la volute 62 et épousent ainsi la trajectoire circulaire définie par ces parois. La volute 62 présente une évolution radiale en partant d’un point appelé nez de la volute, sur une gamme d’angle Θ généralement 360°. La volute 62 présente ensuite une sortie de volute ayant la forme d’un conduit rectiligne de manière à ce que les flux d’air sortant de la volute 62 suivent cette même direction.
La partie du boîtier 12 positionnée entre la sortie de la volute 62 et la distribution 26 est communément appelée le divergent 28. Le divergent 28 correspond à un canal dans lequel le flux d’air sortant de la volute 62 est acheminé jusqu’au premier échangeur de chaleur, ici l’évaporateur 20. L’évaporateur 20, étant généralement plus grand en hauteur que le pulseur d’air et la volute 62, le divergent 28 présente un élargissement, par rapport à la volute 62, sur sa hauteur et/ou sur sa largeur.
Selon l’invention, le dispositif 10 de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend un boîtier 12 comprenant une structure ajourée 30 présentant au moins partiellement une pluralité d’ouvertures 32 et une peau 36 agencée de manière à combler les ouvertures 32 de la structure ajourée 30.
La structure ajourée 30 est partiellement illustrée en figure 2. La structure ajourée 30 correspond à une armature faite dans un premier matériau principalement un thermoplastique. Le thermoplastique le plus couramment utilisé correspond à du polypropylène chargé à 20 % en Talc (PP TD 20) bien que d’autres polymères tel qu’un polypropylène chargé à 40 % en craie (PP KD 40) pourrait correspondre pour un tel usage. La structure ajourée 30 correspond à une armature et est réalisé dans un matériau rigide afin de pouvoir résister aux efforts de torsion et de flexion.
Comme illustré sur la figure 2, la structure ajourée 30 présente au moins partiellement une pluralité d’ouvertures 32, autrement dit, la structure ajourée 30 présente des trous ou des évidements au sein de sa structure. Les ouvertures 32 sont agencées au moins partiellement selon un motif répété. Autrement dit, la structure de la structure ajourée 30 définit un maillage par les nervures 34 et les ouvertures 32 de façon à définir un ensemble de cellules 35 pouvant être de même forme géométrique ou de forme géométrique différente. Une cellule 35 correspond à un ensemble d’une ouverture 32 et d’une pluralité de nervures 34, deux cellules 35 juxtaposées pouvant avoir une ou plusieurs nervures 34 en commun. Les nervures 34 sont aussi reliées les unes aux autres et forment des noeuds ou des jonctions.
Pour résumer, selon l’invention il est compris que les nervures 34 définissent une ouverture 32, autrement dit un espace vide, si bien que lorsqu’il est indiqué que l’ouverture ou la cellule a une certaine forme, par exemple triangulaire, cela implique que trois nervures 34 définissent entre elles une ouverture 32 qui est en forme de triangle. De la même manière, quatre nervures 34 vont définir entre elles une ouverture 32 de forme rectangulaire, et ainsi de suite. En résumé, une pluralité de nervures 34 vont définir entre elles une ouverture 32 de forme polygonale. Pour simplifier, il sera dit par la suite qu’une cellule 35, étant constituée d’une ouverture 32 et d’une pluralité de nervures 34, est d’une forme géométrique (polygonale, circulaire,...), la forme étant un ensemble de contours ou un ensemble de points définis par les nervures 34.
En d’autres termes, la structure ajourée 30 définit un réseau de nervures 34 séparées par des ouvertures 32 de manière à définir une armature, ou un squelette, robuste et plus légère. Le réseau de nervures 34 définit ainsi un maillage qui peut être homogène ou hétérogène.
Comme illustré en figure 2, le maillage, et donc les cellules 35, peuvent être de forme triangulaire 35a, rectangulaire 35b, pentagonale 35c ou toute autre forme polygonale. Le maillage et donc les cellules 35 peuvent aussi avoir d’autres formes géométriques telles que des cercles ou encore des ellipses. Les ouvertures 32, et donc les cellules 35, sont agencées au moins partiellement selon un motif répété par exemple selon un ensemble de triangles. Les cellules 35, et donc les ouvertures 32, peuvent être de forme géométrique et de dimensions identiques ou différentes. Les ouvertures 32 sont agencées au niveau de la volute 16 et/ou du divergent 28.
Autrement dit, le maillage peut comprendre différents motifs, les ouvertures 32, et donc les cellules 35, peuvent être agencées selon un motif en nid d’abeilles, c’est-àdire les ouvertures 32, et donc les cellules 35, correspondent à des alvéoles. Le maillage peut aussi être selon un motif en triangle, on parle de triangulation où les nervures dessinent des triangles, on peut aussi de parler d’un maillage de type tour Eiffel.
La figure 3 illustre le boîtier 12 selon l’invention vu de l’extérieur. Le boîtier 12 comprend une structure ajourée 30 tel que définit ci-dessus et une peau 36. La peau 36 est agencée de manière à combler les ouvertures 32 de manière à garantir une étanchéité au sein du canal d’air 11 et de faire en sorte que l’intégralité du flux d’air soit orienté vers les échangeurs de chaleur 20, 22, 24.
La figure 4 illustre de manière schématique un tel agencement selon une vue en coupe transversale. La peau 36 correspond à une couche uniforme d’un matériau, qui est assujettie, ou accolée, au structure ajourée 30 de manière à boucher les trous formées par le réseau de nervures 34 et faire en sorte que le flux d’air reste cantonné au sein du canal d’air 11.
La figure 5 illustre le boîtier 12 selon l’invention vu de l’intérieur, où l’on peut voir que la peau 36 correspond à une couche uniforme agencée au niveau de la volute 16 et/ou du divergent 28.
La peau 36 est réalisée dans un deuxième matériau qui peut être identique au matériau de la structure ajourée 30. Toutefois, de manière préférentielle, la peau est réalisée dans un matériau plus léger. A titre d’exemples nous pouvons citer divers polymères tels que le PolyTéréphtalate d'Ethylène (PET), le PolyPropylène non chargé (PP), l’Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS) ou encore le polystyrène (PS).
Le boîtier 12 selon l’invention comprend donc deux couches, une première couche matérialisée par la structure ajourée 30 réalisée dans un matériau plus rigide et de densité plus élevée que celui de la peau 36. Cette première couche présente au moins partiellement des ouvertures 32. Le boîtier 12 comprend en outre une deuxièmee couche matérialisée par la peau 36 réalisée dans un matériau moins rigide et de densité plus basse que celui de la structure ajourée 30.
Le boîtier 12 selon l’invention est tel que l’épaisseur Hn (ou la hauteur) de la structure ajourée 30, et plus particulièrement l’épaisseur des nervures 34, est supérieure à celle de la peau Hp, comme illustré sur la figure 4. En effet, l’épaisseur Hn de la structure ajourée 30, et plus particulièrement l’épaisseur des nervures 34, est comprise entre 1 et 4 mm, de préférence entre 1 et 1,5 mm notamment 1,2 mm, tandis que l’épaisseur Hp de la peau 36 est comprise entre 0,3 et 0,7 mm, de préférence 0,5 mm. L’épaisseur Hn de la nervure 34 correspond à l’écart mesuré entre deux faces parallèles, à savoir celle qui est en intégralement en contact avec la peau 36 et celle opposée ou parallèle comme illustré sur la figure 4. De manière analogue, l’épaisseur Hp de la peau 36 correspond à l’écart mesuré en la face en contact avec les nervures 34 et celle opposée, ou parallèle, à cette dernière. Dans le cas où la nervure 34 est noyée dans la peau 36, on peut parler d’une épaisseur Hn à nue.
Le boîtier 12 selon l’invention est tel que la largeur Ln des nervures 34 est inférieure à la largeur Lo des ouvertures 32 comme illustré en figure 4. La largeur Ln des nervures 34 correspond à l’écart mesuré entre les deux faces parallèles qui ne intégralement en contact avec la peau 36. La largeur Lo des ouvertures 32 correspond à l’écart mesuré entre deux nervures 34 parallèles, ou dans le cas d’une ouverture en forme de triangle, la largeur Lo correspond à la hauteur du triangle.
Le boîtier 12 peut comprendre en outre d’autres ouvertures qui ne sont pas recouverte d’une structure ajourée ni d’une peau pour pouvoir permettre l’introduction de divers éléments, par exemple d’un filtre à air.
Il existe plusieurs moyens pour former la peau 36. La peau 36 peut être formée par thermoformage. Autrement dit, le deuxième matériau thermoplastique généralement sous la forme de plaque est chauffé de manière à être ramolli puis, profitant de la ductilité du matériau dans cet état ramolli, la peau 36 est mise en forme dans un moule. La structure ajourée 30 est ensuite surmoulé sur la peau 36. La figure 4 illustre un boîtier issu d’un tel procédé.
Comme expliqué précédemment, les boîtiers 12 sont généralement constitués de 2 demi-boîtiers présentant des moyens de fixation 37 tels que des clips ou des vis, de formes complémentaires pour pouvoir être fixé à l’un à l’autre. Toutefois afin d’assurer une bonne étanchéité, il convient d’agencer un cordon d’étanchéité entre les deux demi-boîtiers afin que l’intégralité du flux d’air reste au sein du canal d’air
11.
La peau 36 peut également être formée par extrusion. Pour cela, le deuxième matériau thermoplastique passe à travers une extrudeuse, à savoir qu’il est compressé et chauffé puis contraint de traverser une filière ayant la section de la pièce à obtenir, c'est-à-dire la peau 36, afin de réaliser un étirage. La structure ajourée 30 est ensuite surmoulé sur la peau 36.
Selon une variante, la peau peut être aussi formée par un procédé d’extrusionsoufflage, à savoir qu’à la suite de l’extrusion, de l'air ou un gaz inerte est insufflé de manière à ce que la matière ductile soit plaquée contre les parois du moule de soufflage permettant ainsi de former une peau 36 creuse. Autrement dit, la peau 36 présente une cavité interne 38. La structure ajourée 30 est ensuite surmoulé sur la peau 36 creuse. La figure 6 illustre un boîtier issu d’un tel procédé. Un tel boîtier 12 peut être particulièrement avantageux car, de par la cavité interne 38 formée, l’étanchéité est toujours garantie et le flux d’air s’écoulera uniquement au sein du canal d’air 11.11 n’est donc pas nécessaire dans ce mode de réalisation d’ajouter un cordon d’étanchéité entre les deux demi-boîtiers. Il est également possible d’agencer des entretoises 39 au sein de la cavité interne 38 afin de renforcer la structure de la peau 36.
La figure 8 illustre un dispositif 10 de chauffage, ventilation et/ou climatisation d’un véhicule automobile comprenant un tel boîtier 12 définissant un conduit d’écoulement 11 pour l’écoulement d’un flux d’air comprenant :
- une structure ajourée 30 comportant une pluralité d’ouvertures 32 délimitées par des nervures 34,
- une peau 36 solidaire de la structure ajourée 30 recouvrant les ouvertures 32 de manière à former une paroi étanche au flux d’air, le boîtier 12 comprend au moins partiellement :
- un premier conduit d’écoulement 11 a pour un premier flux d'air Fa,
- un deuxième conduit d’écoulement 11b pour un deuxième flux d'air Fb, et
- une cloison de séparation 13 est agencée au sein du boîtier 12 de manière à séparer le premier conduit d’écoulement 11a du deuxième conduit d’écoulement 11 b.
Le boîtier 12 comprend en outre un conduit d’évacuation 64 pour l’évacuation des condensats générés au niveau de l’évaporateur 20.
Selon un autre mode de réalisation non illustré le dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation, en particulier le boîtier, peut comprendre des moyens d’insonorisation ou encore un moyen d’absorption acoustique. Pour cela, le boîtier peut comprendre un revêtement fait d’un matériau poreux ou d’un matériaux tissé ou non-tissé constitué de différentes fibres. Les parois du boîtier peuvent aussi être faites de ces matériaux insonorisant.
Selon un autre mode de réalisation non illustré le dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation peut comprendre en outre un capteur de détection de matière particulaire. Ledit capteur de détection de matière particulaire comportant au moins un premier orifice définissant une première entrée d’air dite pour un flux d’air dit extérieur et un second orifice définissant une seconde entrée d’air dite pour un flux d’air dit de recyclage, lesdites entrée d’air pour le flux d’air extérieur et entrée pour le flux d’air de recyclage étant distinctes l’une de l’autre. Ledit capteur de détection de matière particulaire peut être agencé au niveau du boîtier d’entrée d’air ou encore au niveau de la distribution.
L’invention telle qu’elle vient d’être décrite ne saurait se limiter aux moyens et 5 configurations exclusivement décrits pour un exemple de réalisation particulier, et s’applique également à toutes combinaisons de ces moyens ou configurations, ainsi qu’aux équivalents et à toute combinaison de tels moyens ou configurations avec les équivalents.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Boîtier (12) pour dispositif (10) de chauffage, ventilation et/ou climatisation d’un véhicule automobile définissant un conduit d’air (11) pour l’écoulement d’un flux d’air comprenant :- une structure ajourée (30) comportant une pluralité d’ouvertures (32) délimitées par des nervures (34),- une peau (36) solidaire de la structure ajourée (30) recouvrant les ouvertures (32) de manière à former une paroi étanche aux flux d’air, caractérisé en ce que le boîtier (12) comprend au moins partiellement :- un premier conduit d’écoulement (11 a) pour un premier flux d'air (Fa),- un deuxième conduit d’écoulement (11b) pour un deuxième flux d'air (Fb), et- une cloison de séparation (13) étant agencée au sein du boîtier (12) de manière à séparer le premier conduit d’écoulement (11a) du deuxième conduit d’écoulement (11 b).
- 2. Boîtier (12) selon la revendication 1, dans lequel la structure ajourée comprend au moins 20 ouvertures (32) toutes délimitées par les nervures (34).
- 3. Boîtier (12) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel les nervures (34) sont agencées au moins partiellement selon un maillage en triangulation.
- 4. Boîtier (12) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la structure ajourée (30) est réalisé dans une première matière et la peau (36) est réalisée dans une deuxième matière, la première et deuxième matière étant de compositions différentes.
- 5. Boîtier (12) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la peau (36) comprend une cavité interne (39).
- 6. Boîtier (12) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel les ouvertures (32) sont de formes géométriques différentes.
- 7. Dispositif (10) de chauffage, ventilation et climatisation pour véhicule automobile comprenant un boîtier (12) selon les revendications 1 à 6, et comprenant au moins un échangeur de chaleur (20,22) agencé dans le premier conduit d’écoulement (11a) et dans le deuxième conduit d’écoulement (11b), ledit échangeur de chaleur (20,22) étant commun aux deux conduits d’écoulement (11 a,11 b).
- 8. Dispositif (10) selon la revendication 7, dans lequel le dispositif (10) comprend au moins une roue à ailette (18,19,54), le boîtier (12) comprenant une partie volute (62) dans laquelle est agencée ladite au moins une roue à ailette (18,19,54), une partie distribution (26) dans laquelle sont agencés les échangeurs de chaleur (20, 22, 24) et une partie divergente (28) agencée entre la volute (62) et la distribution (26), les ouvertures (32) et la peau (36) étant agencés au niveau de la volute (62) et/ou du divergent (28).
- 9. Dispositif (10) selon la revendication 8, dans lequel, la cloison de séparation (13) s’étend au sein du boîtier (12) depuis la volute (62) jusqu’au premier échangeur de chaleur (20).
- 10. Dispositif (10) selon la revendication 7 à 9, comprenant un deuxième échangeur de chaleur (22) agencé premier conduit d’écoulement (11a) et dans le deuxième conduit d’écoulement (11b), ledit deuxième échangeur de chaleur (22) étant commun aux deux conduits d’écoulement (11a,11 b), dans lequel la cloison de séparation (13,40,42) s’étend au sein du boîtier (12) depuis la volute (62) jusqu’à une zone situé en aval par rapport à l’écoulement des flux d’air (Fa,Fb) du deuxième échangeur de chaleur (22).
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