FR3041902A1 - Dispositif de reglage de temperature et de debit d'une climatisation, comportant une commande unique. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de réglage du débit d'air pour une climatisation de véhicule automobile, ledit dispositif de réglage comprenant, d'une part une chambre de distribution (13) présentant une entrée (15) et une sortie (26), et d'autre part, un conduit d'air froid (4) et un conduit d'air chaud (10) séparés l'un de l'autre par une cloison commune (8) terminée par un bord transversal (23), les conduits d'air froid (4) et d'air chaud (10) débouchant dans ladite chambre de distribution (13), ledit dispositif de réglage comprenant en outre un organe de réglage (24) comportant un obturateur (24) à deux volets (27, 29) séparés par un axe de rotation transversal (25) s'étendant au centre de ladite chambre de distribution (22) ; et ladite cloison commune (8) s'étend à l'intérieur de ladite chambre de distribution (13) de façon que ledit bord transversal (23) vienne longer ledit axe de rotation (25) dudit obturateur (24).

Description

DISPOSITIF DE REGLAGE DE TEMPERATURE ET DE DEBIT D’UNE CLIMATISATION, COMPORTANT UNE COMMANDE UNIQUE

La présente invention se rapporte à un dispositif de réglage du débit d’air pour une climatisation de véhicule automobile, et à un véhicule automobile équipé d'un tel dispositif.

Les véhicules automobiles comportent généralement un système de climatisation prélevant de l’air extérieur pour le réchauffer au travers d’un radiateur alimenté par le liquide de refroidissement du moteur thermique, ou le refroidir au travers d’un évaporateur d’un circuit de climatisation, afin de délivrer un débit d’air pour climatiser l’habitacle de ce véhicule.

Un type de dispositif de réglage du débit d’air et de la température du flux d’air, présenté notamment par le document US-5062352, comporte un évaporateur disposé dans un conduit d’air principal et un radiateur de réchauffement disposé dans un conduit secondaire installé en parallèle, qui alimentent un tambour de mixage de ces deux flux comprenant une ouverture réglable de chacun des deux conduits.

Le tambour de mixage comporte un cylindre de révolution monté à rotation présentant une ouverture latérale qui peut à partir de la position où le conduit d’air froid est entièrement ouvert, en tournant ce cylindre dans un sens, fermer progressivement ce conduit d’air froid en laissant le conduit d’air chaud fermé. À partir de cette même position en tournant le cylindre dans l’autre sens, progressivement on ferme le conduit d’air froid en ouvrant simultanément le conduit d’air chaud, afin d’arriver dans une nouvelle position où le conduit d’air froid est entièrement fermé et le conduit d’air chaud entièrement ouvert.

On peut ensuite en continuant à tourner le cylindre dans cet autre sens fermer progressivement le conduit d’air chaud, en laissant le conduit d’air froid entièrement fermé.

Toutefois, un problème qui se pose avec ce dispositif de réglage de la température est qu’en allant des positions de réglage progressif d’un conduit aux positions de réglage progressif de l’autre conduit, il faut passer obligatoirement par des positions intermédiaires où les deux conduits sont ouverts simultanément, avec une section globale de passage qui est importante.

On a alors dans ces positions intermédiaires un flux d’air important qui peut être indésirable, par exemple si on souhaite passer d’un petit débit d’air froid à un petit débit d’air chaud.

Pour éviter ce flux d’air important on peut disposer sur le flux un moyen complémentaire de réglage de son débit total, par exemple avec un volet de fermeture réglable, ou une vitesse de ventilateur variable. Toutefois ce moyen supplémentaire ajoute des composants, nécessite une commande plus complexe, et augmente les coûts.

La présente invention a notamment pour but d’éviter ces inconvénients de la technique antérieure.

Elle propose à cet effet un dispositif de réglage du débit d’air pour une climatisation de véhicule automobile, ledit dispositif de réglage comprenant, d’une part une chambre de distribution présentant une entrée et une sortie opposée, et d’autre part, un conduit d'air froid et un conduit d'air chaud séparés l’un de l’autre par une cloison commune terminée par un bord transversal, les conduits d'air froid et d'air chaud débouchant dans ladite chambre de distribution à travers ladite entrée, ledit dispositif de réglage comprenant en outre un organe de réglage monté transversalement à rotation à l’intérieur de ladite chambre de distribution pour pouvoir régler le débit d’air de l’un desdits conduits dans ladite chambre de distribution, tandis que l’autre desdits conduits est obturé. En outre, ledit organe de réglage comprend un obturateur à deux volets opposés séparés par un axe de rotation transversal s’étendant au centre de ladite chambre de distribution ; et ladite cloison commune s’étend à l’intérieur de ladite chambre de distribution de façon que ledit bord transversal vienne longer ledit axe de rotation dudit obturateur.

Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la mise en oeuvre d'un organe de réglage comprenant un obturateur à deux volets, plus simple à mettre en œuvre qu'un obturateur à tambour de mixage, selon l'art antérieur.

En outre, selon une caractéristique de l'invention particulièrement avantageuse, ladite chambre de distribution présente une partie hémicylindrique de révolution définie par ledit axe de rotation transversal, et opposée à ladite entrée. De la sorte, comme on l'expliquera plus en détail dans la suite de la description, une telle partie hémicylindrique permet de régler le débit de l'un des deux conduits d'air, froid ou chaud, tandis que l'autre est obturé. Aussi, et c'est là également un avantage de l'invention, les deux conduits d'air ne peuvent être ouverts simultanément.

On peut donc régler de manière simple, économique et efficace, en toute indépendance, en commandant un unique volet en rotation, à la fois la sélection de l’air chaud ou froid, et le débit de ce flux d’air.

De plus, ladite chambre de distribution présente une partie évasée surmontant ladite partie hémicylindrique, ladite cloison commune s’étendant dans ladite partie évasée. De la sorte, grâce à la partie évasée, l'espace libre entre la cloison commune, et respectivement les deux parois opposées de la partie évasée est relativement large et permet d'obtenir des débits importants, soit d'air chaud, soit d'air froid. Partant, l'air froid ou l'air chaud pénètre dans la chambre de distribution puis s'échappe ensuite à travers la sortie.

Aussi, ladite sortie, situé à l'opposé de l'entrée de la chambre de distribution, se prolonge, de préférence, par un conduit s’étendant sensiblement radialement de ladite partie hémicylindrique de révolution. De la sorte, on vient limiter les pertes de charges.

Avantageusement, lesdits volets présentent chacun une largeur radiale correspondant au rayon de ladite partie hémicylindrique. Conséquemment, le bord libre des volets joints la surface interne de la partie hémicylindrique, de manière à former une jointure étanche à l'air. Le bord libre des volets est ainsi en appui glissant contre ladite surface interne. De plus, lesdits deux volets opposés sont symétriques l’un de l’autre par rapport audit axe de rotation. Ledit axe de rotation étant monté au centre de la partie hémicylindrique, les bords libres des deux volets peuvent venir successivement en appui glissant contre leur quart de surface cylindrique respectif.

Préférentiellement, les deux volets sont de forme rectangulaire, et leur bord libre en appui glissant, est parallèle à l'axe de rotation de l'obturateur.

Selon un mode de réalisation de l'invention particulièrement avantageux, ladite cloison commune présente une portion en V présentant deux parois opposées convergeant l’une vers l’autre de ladite entrée jusqu’audit centre. Ainsi, lesdites deux parois opposées de la portion en V viennent s'étendre respectivement en regard des deux parois opposées de la partie évasée pour former deux arrivées parallèles d'air chaud ou d'air froid à l'intérieur de la partie hémicylindrique de la chambre de distribution.

Selon un autre mode de réalisation, préféré, ladite sortie de ladite chambre de distribution présente deux bords opposés, et ledit obturateur est mobile entre une position où l’un desdits volets est en appui contre l’une desdites parois opposées, tandis que l’autre desdits volets s’étend le long de l’un desdits bords, et une autre position où ledit autre desdits volets est en appui contre l’autre desdites parois opposées, tandis que ledit un desdits volets s’étend le long de l’autre desdits bords. Ainsi, les deux positions opposées précitées permettent d'obtenir un flux maximal soient d'air chaud, soit d'air froid lequel débouche dans la chambre de distribution puis à travers la sortie.

Avantageusement, le dispositif de réglage comporte un ventilateur disposé après la sortie. On peut ainsi activer le flux avec un seul ventilateur sur chacun des conduits d’air chaud ou froid. L’invention a aussi pour objet un procédé de commande du dispositif de réglage comportant un ventilateur, qui pour obtenir un débit d’air variable à la sortie, maintient une vitesse constante de ce ventilateur, et ajuste la position du volet pour régler la section de l’entrée d’air froid ou d’air chaud donnant le débit variable choisi.

Selon un autre objet, la présente invention concerne un véhicule automobile comprenant une climatisation et un dispositif de réglage du débit d’air selon l’une quelconque des caractéristiques ci-dessus. L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la Figure 1 est une vue schématique de dessus d’un dispositif de réglage selon l’invention, dans une première position de réglage ; - la Figure 2 est une vue schématique du dispositif illustré sur la Figure 1, dans une deuxième position de réglage ; et - la Figure 3 est une vue schématique du dispositif illustré sur la Figure 1, dans une troisième position de réglage.

La Figure 1 illustre un dispositif de réglage du débit d’air pour une climatisation de véhicule automobile permettant de moduler le débit d'air chaud ou le débit d'air froid à l'intérieur du véhicule, au moyen d’un seul organe de manoeuvre et sans que l’air chaud et l’air froid ne puissent être mélangés.

Il comporte, dans un boîtier 2 moulé en matière plastique, une premier conduit d’air froid 4 comprenant un échangeur thermique 6 réalisant la condensation du fluide d’un circuit de refroidissement pour pouvoir refroidir un flux d’air, et en parallèle un deuxième conduit d’air chaud 10 comprenant de la même manière un échangeur thermique 12 recevant le liquide de refroidissement du moteur thermique, pour pouvoir réchauffer un flux d’air. Les conduits d’air froid 4 et chaud 10, présentent en amont des échangeurs thermiques 6, 12, une même source d’arrivée d’air, puisée par exemple à l’extérieur du véhicule.

En outre, le boîtier 2 définit une chambre de distribution 13 située en aval des échangeurs thermiques 6, 12. La chambre de distribution 13 présente une entrée 15 et une sortie 26. En outre, la chambre de distribution 13 présente une partie hémicylindrique de révolution 17, s’étendant transversalement, et surmontée d'une partie évasée 18. La partie hémicylindrique de révolution 17 présente un axe central de symétrie 22 s'étendant transversalement dans le plan de symétrie S, soit perpendiculaire au plan de la Figure 1. En outre, elle définit une surface interne hémicylindrique 20, divisée en deux quarts de surface, de part et d’autre de la sortie 26, aux parois desquels viennent s’écouler respectivement l’air froid et l’air chaud.

Le dispositif de réglage comporte une cloison commune centrale 8, séparant les deux conduits d’air froid et chaud 4, 10, et qui s’étend suivant un plan de symétrie S du boîtier 2. La cloison commune 8 comporte une portion en V s'étendant à travers l'entrée 15 jusqu'à l'axe central de symétrie 22. La portion en V présente deux parois opposées 19, 21 convergeant vers un sommet 23. Le sommet 23 s'étend au voisinage de l'axe central de symétrie 22. Il définit également un bord transversal s’étendant sensiblement parallèlement à l'axe de symétrie 22, et par conséquent, transversalement.

Le dispositif de réglage comporte en outre un obturateur plan 24, d'axe de rotation transversal 25 confondu avec l'axe central de symétrie 22 de la partie hémicylindrique de révolution 17 et présentant deux volets opposés, un volet froid 27 permettant d'obturer le conduit d'air froid 4 et un volet chaud 29 permettant d'obturer le conduit d'air chaud 10.

Les deux volets opposés 27, 29 présentent respectivement deux bords libres 31, 33 destinés à venir respectivement rejoindre la surface interne hémicylindrique 20 de manière sensiblement étanche, au jeu fonctionnel près.

Ainsi, l’obturateur plan 24 est destiné à être entraîné en pivotement autour de l’axe de symétrie 22, tandis que les bords libres sont entraînés en frottement contre la surface interne hémicylindrique 20. Sur la Figure 1, l’obturateur plan 24 est ajusté dans une position perpendiculaire au plan de symétrie S, où les deux bords libres 31, 33 sont en contact avec la surface interne hémicylindrique 20, en deux lignes de contact diamétralement opposées. Dans cette position, l’obturateur plan 24 obture complètement les conduits d’air froid 4 et chaud 10.

La sortie 26 se prolonge par un conduit de sortie 35 s’étendant radialement à l’opposé des conduits d’air froid 4 et chaud 10 et définissant un col et deux bords de sortie opposés 37, 39. Le conduit 35 est coupé axialement de manière symétrique par le plan de symétrie S.

Au surplus, le conduit de sortie 35 alimente l’entrée d’une turbine radiale équipé d’un ventilateur 28, expulsant l’air vers une sortie d’habitacle 30 débouchant dans l’habitacle du véhicule. L’obturateur plan 24 peut être à commande manuelle, ou motorisé avec une commande automatique. Avantageusement le ventilateur 28 comporte une commande simple et économique, disposant d’une seule vitesse de rotation.

Le fonctionnement du dispositif de réglage du débit d'air chaud ou froid selon l’invention, est le suivant.

Lorsque l'obturateur plan 24 à deux volets 27, 29, est orienté sensiblement perpendiculairement au plan de symétrie S du boîtier 2, comme illustré sur la Figure 1, les deux conduits d’air froid 4 et chaud 10 sont obturés, aucun débit d'air ne s’échappe par la sortie 26, même si le ventilateur 28 continue d'être entraîné en rotation.

Comme illustré sur la Figure 2, lorsque l'obturateur 24 est entraîné en rotation dans le sens horaire, le bord libre 31 du volet froid 27 libère progressivement la surface hémicylindrique interne 20 et ouvre progressivement le conduit d’air froid 4 suivant une section de passage sensiblement proportionnelle à l’angle de rotation du volet froid 27. Simultanément, le bord libre 33 du volet chaud 29 est entraîné en frottement de manière étanche contre la surface hémicylindrique interne 20, et vers l’un 39 des deux bords libres opposés de la sortie 26. Au surplus, l’axe de rotation transversal 25 demeure en appui glissant contre le sommet 23 de la portion en V de la cloison commune 8, durant la rotation. De la sorte, les deux conduits 4, 10 sont étanches, l’un vis-à-vis de l’autre, et l’air chaud et l’air froid ne se mélangent pas.

La Figure 3 illustre la position d’extrémité de l’obturateur 24 après qu’il a été entraîné en rotation jusqu’à ce que le volet froid 27 soit en appui contre l’une 19 des parois opposées, vers le conduit d’air froid 4. Ainsi, l’ouverture complète du conduit d’air froid 4 est au maximum.

Aussi, le bord libre 33 du volet chaud 29, vient à la limite de la sortie 26 jusqu’audit un des deux bords libres opposés 39.

De cette manière le conduit d’air chaud 10 reste entièrement fermé pour toute la manoeuvre de réglage du conduit d’air froid 4, allant de sa position fermée à sa position entièrement ouverte. Car en effet, durant cette manoeuvre, le bord libre 33 du volet chaud 29, demeure en appui glissant contre la surface hémicylindrique interne 20.

Dans un mouvement inverse, lorsque l'obturateur plan 24 est entraîné en rotation dans le sens anti-horaire, on va progressivement fermer le conduit d’air froid 4, pour venir dans la position perpendiculaire au plan de symétrie S, où les deux conduit d’air 4, 10 sont entièrement fermés.

Puis en continuant le mouvement de l’obturateur 24 dans le même sens de rotation, on va progressivement ouvrir le conduit d’air chaud 10, jusqu’à la position entièrement ouverte où le volet chaud 29 vient en appui contre l’autre des parois opposées 21 de la portion en V de la cloison commune 8.

On peut en particulier utiliser un ventilateur 28 comportant une vitesse constante, et régler progressivement le débit d’air par l’ouverture de chaque conduit d’air 4, 10. On notera que le passage d’un conduit d’air 4, 10 à l’autre se fait en fermant l’un avant d’ouvrir l’autre, sans passer par des positions de forte ouverture ou d’ouverture simultanée de ces conduits, qui donneraient alors un flux inconfortable si on laissait la vitesse du ventilateur 28 constante.

On peut alors avec une commande simple du seul mouvement de rotation de l’obturateur 24, sans toucher à d’autres paramètres de fonctionnement du système de climatisation, obtenir deux réglages indépendants comprenant le choix de l’air chaud ou froid, et le débit de ce flux d’air chaud ou froid.

Le système de climatisation présentant une régulation manuelle ou automatique simple, peut comporter peu de composants, ce qui permet de réduire la masse, les volumes et des coûts, et d’augmenter la fiabilité par sa simplicité.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif de réglage du débit d’air pour une climatisation de véhicule automobile, ledit dispositif de réglage comprenant, d’une part une chambre de distribution (13) présentant une entrée (15) et une sortie opposée (26), et d’autre part, un conduit d'air froid (4) et un conduit d'air chaud (10) séparés l’un de l’autre par une cloison commune (8) terminée par un bord transversal (23), les conduits d'air froid (4) et d'air chaud (10) débouchant dans ladite chambre de distribution (13) à travers ladite entrée (15), ledit dispositif de réglage comprenant en outre un organe de réglage (24) monté transversalement à rotation à l’intérieur de ladite chambre de distribution (13) pour pouvoir régler le débit d’air de l’un desdits conduits dans ladite chambre de distribution (13), tandis que l’autre desdits conduits est obturé ; caractérisé en ce que ledit organe de réglage comprend un obturateur (24) à deux volets opposés (27, 29) séparés par un axe de rotation transversal (25) s’étendant au centre de ladite chambre de distribution (22) ; et en ce que ladite cloison commune (8) s’étend à l’intérieur de ladite chambre de distribution (13) de façon que ledit bord transversal (23) vienne longer ledit axe de rotation (25) dudit obturateur (24).
2. 2. Dispositif de réglage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite chambre de distribution (13) présente une partie hémicylindrique de révolution (17) définie par ledit axe de rotation transversal (25), et opposée à ladite entrée (15).
3. 3. Dispositif de réglage selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite chambre de distribution (13) présente une partie évasée (18) surmontant ladite partie hémicylindrique (17), ladite cloison commune (8) s’étendant dans ladite partie évasée (18).
4. 4. Dispositif de réglage selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite sortie (26) se prolonge par un conduit (35) s’étendant sensiblement radialement de ladite partie hémicylindrique de révolution (17).
5. 5. Dispositif de réglage selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que lesdits volets (27, 29) présentent chacun une largeur radiale correspondant au rayon de ladite partie hémicylindrique (17).
6. 6. Dispositif de réglage selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits deux volets opposés (27, 29) sont symétriques l’un de l’autre par rapport audit axe de rotation (25).
7. 7. Dispositif de réglage selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits volets (27, 29) sont de forme rectangulaire.
8. 8. Dispositif de réglage selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite cloison commune (8) présente une portion en V présentant deux parois opposées (19, 21) convergeant l’une vers l’autre de ladite entrée jusqu’audit centre (22).
9. 9. Dispositif de réglage selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite sortie (26) de ladite chambre de distribution (13) présente deux bords opposés (37, 39), et en ce que ledit obturateur (24) est mobile entre une position où l’un desdits volets (27) est en appui contre l’une desdites parois opposées (19), tandis que l’autre desdits volets (29) s’étend le long de l’un desdits bords (39), et une autre position où ledit autre desdits volets (29) est en appui contre l’autre desdites parois opposées (21), tandis que ledit un desdits volets (27) s’étend le long de l’autre desdits bords (37).
10. 10. Véhicule automobile comprenant une climatisation et un dispositif de réglage du débit d’air selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 pour ladite climatisation.