WO2019105898A1 - Dispositif electrique de chauffage d'un fluide caloporteur pour vehicule automobile - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an electric device for heating at least one heat transfer fluid for a motor vehicle.
- the heating of the air intended for heating the passenger compartment of a motor vehicle, and / or still allowing demisting or deicing is ensured by the passage of a flow of air through a heat exchanger thermal, more precisely by a heat exchange between the air flow and a coolant circulating in the heat exchanger.
- This is usually the coolant circuit of a combustion engine of the motor vehicle.
- the heating function is no longer performed by the circulation of the engine coolant in the heat exchanger of a ventilation system , heating and / or air conditioning.
- a self-contained hot water circuit for heating the cabin.
- this mode of heating by autonomous hot water circuit may be inadequate or insufficient to ensure rapid and efficient heating of the passenger compartment, in particular to ensure a warming of the passenger compartment or defrosting or defogging during the starting the vehicle in a very cold environment or when a very rapid rise in the temperature of the coolant or the air blown into the passenger compartment of the vehicle is desired.
- the air conditioning loop in heat pump mode for an electric vehicle.
- the air conditioning loop conventionally to cool a flow of air with a refrigerant, is in this case used to heat the air flow. It is necessary to do this to use an evaporator of the air conditioning loop as a condenser.
- this heating mode may still be inadequate or insufficient.
- the performance of the air conditioning loop in heat pump mode depends on the external climatic conditions, for example, when the outside air has a temperature that is too low, for example less than 5 ° C.
- a known solution consists in adding to the heat exchanger or the coolant circuit or the air conditioning loop, an electrical device for thermal conditioning of a fluid such as a device electric heating fluid heat transfer.
- the object of the invention is to propose an electric vehicle heat transfer fluid heating device that is simple to manufacture and to assemble and that is not bulky.
- the subject of the invention is an electric heating device for a heat transfer fluid for a motor vehicle comprising at least:
- the heating module extends at least partly in said two guiding circuits.
- a single heating module allows efficient heat transfer to the coolant flowing in the two guiding circuits independently and in a common direction. This simplifies the structure and assembly of the device. In particular, the number of electrical connections can be limited to what is strictly necessary for powering and controlling the single heating module. In general, the device according to the invention is more compact while limiting the pressure drop in the device.
- the electric heater may further include one or more of the following features, taken separately or in combination:
- the two guiding circuits delimit a cylindrical internal volume.
- the heating module further extends between the two guiding circuits
- the heating module comprises a first main portion which extends in a guiding circuit, a second main portion which extends into another guiding circuit and an intermediate portion which connects the first and the second portion;
- the heating module extends in the two guiding circuits by forming a coil
- the heating module comprises two power plugs
- the two guiding circuits are further delimited by cores capable of channeling the coolant flow in the vicinity of the heating module;
- the cores are cylindrical
- the heating module wraps around the cores
- the box includes two electrical connection parts able to guide the two power plugs out of the box; the two power plugs are arranged on the same side of the housing;
- the cores comprise spacers which are arranged on at least a part of a surface of the cores;
- the heating module is made in the form of a tubular heating body, such as a shielded resistor;
- the housing comprises at least one heat transfer fluid inlet and at least one heat transfer fluid outlet.
- the inlet and the outlet of heat transfer fluid are made in the form of a pipe
- the housing comprises a distribution chamber in which the heat transfer fluid inlet is provided, said distribution chamber being able to distribute the heat transfer fluid in the two guiding circuits and a main body in which the two guiding circuits;
- the two power supply plugs are arranged on the distribution chamber, the heat transfer fluid outlet adapted to evacuate the heat transfer fluid out of the device is formed in the main body;
- the main body comprises lateral reinforcing ribs
- An annular member such as a seal, provides a seal between the distribution chamber and the main body;
- the coolant outlet is formed near an end of the main body
- a partition extends from one wall of the distribution chamber towards the opposite end of the main body
- the main body comprises a shape adapted to accommodate at least part of said partition of the distribution chamber
- the distribution chamber comprises a distributor adapted to selectively distribute the heat transfer fluid to the two guide circuits.
- FIG. 1 illustrates an exploded view of the electric heating device according to the invention according to one embodiment
- the electric heating device 2 according to the invention comprises a heating module 3, a housing 4 in which a heat transfer fluid may circulate which must be heated by the heating module 3.
- the housing 4 is able to receive the heating module 3.
- device 2 delimits at least partially guide circuits 5a; 5b of the heat transfer fluid and the heating module 3 extends in the guide circuits 5a; 5b.
- the housing 4 thus distinctly comprises a heating module 3 extending in the guiding circuits 5a; 5b and walls at least partially defining the guide circuits 5a; 5b.
- the heating module 3 passes through the interior space of each of the guide circuits 5a; 5b. In other words, when the heat transfer fluid circulates in the electric heating device 2, the heating module 3 is bathed by the heat transfer fluid all around it. Arrows in FIG. 3 schematically represent the trajectory of the heat transfer fluid in the electric heating device 2 according to the embodiment described.
- the guiding circuits 5a; 5b are parallel and delimit a cylindrical interior volume. Such a configuration makes it possible to minimize the pressure drop on the fluid and the bulk of the device 2.
- the heat transfer fluid to be heated may come for example from a brine circuit, optionally a cooling loop of a motor vehicle.
- the housing comprises a heat transfer fluid inlet 6, a heat transfer fluid outlet 7 and a distribution chamber 8, designed to distribute the heat transfer fluid in the guide circuits 5a; 5b.
- the coolant is admitted through the heat transfer fluid inlet 6 and passes through the distribution chamber 8.
- the heat transfer fluid is then separated into two streams, each being channeled into one of the guide circuits 5a; 5b, to be warmed up.
- the heated heat transfer fluid is then discharged through a heat transfer fluid outlet 7.
- the housing 4 comprises in addition to the distribution chamber 8, a main body 13 in which are at least partially delimited a first guide circuit 5a and second guide circuit 5b.
- the dispensing chamber 8 covers the upper part of the main body 13, thus forming a lid.
- annular member 14 provides a seal between the distribution chamber 8 and the main body 13; and the main body 13 comprises lateral reinforcing ribs 113.
- the annular member 14 is in this embodiment a seal.
- the heat transfer fluid inlet 6 is formed in the form of an inlet pipe 6a in the distribution chamber 8 and the heat transfer fluid outlet 7 is formed in the form of a pipe of 7a outlet in the main body 13, near an end of said main body 13.
- the inlet pipe 6a is in fluid connection with the distribution chamber 8 and the outlet pipe 7a is in fluid relation with the circuits guide 5a; 5b.
- the inlet pipe 6a and the outlet pipe 7a extend parallel in the same plane.
- the distribution chamber 8 comprises a first enlarged portion substantially aligned with a first guide circuit 5a.
- the inlet pipe 6a opens onto the first enlarged portion of the distribution chamber 8.
- the distribution chamber 8 further comprises a second refined portion extending between the first guide circuit 5a and the second guide circuit 5b.
- the flow section of the heat transfer fluid decreases between the first guide circuit 5a and the second guide circuit 5b.
- the distribution chamber 8 finally comprises a third portion of cylindrical shape and aligned with a second guide circuit 5b.
- a control means of the heating module 3 may be arranged under the distribution chamber 8.
- the control means may, for example, take the form of a printed circuit, PCB type. English “printed circuit board”), and thereby control the power supply of the heating module 3.
- the electronic components of the control means, thermally coupled to the chamber 8 can be cooled by the heat transfer fluid to be heated penetrating the device 2 by the distribution chamber 8.
- the housing 4 comprises electrical connection pieces 15a; 15b adapted to guide power plugs 103a; 103b out of the housing 4.
- the power plugs 103a; 103b are arranged on the same side of the housing 4, on the distribution chamber 8.
- the heating module 3 extends in a guiding circuit 5a; 5b forming a coil.
- serpentine includes any spiral, helical, coil, twisted, spiral wound or any other shape combining a translation along an axis and a rotation around this same axis.
- the heating module 3 thus extends in the form of open loops otherwise called turns.
- Such a spatial configuration makes it possible to increase the length of the heating module 3 included in the housing.
- the heating module 3 thus occupying more space in the device makes it possible to increase the heating power transmitted to the coolant
- the heating module 3 is, according to the embodiment described, made in the form of a tubular heater, such as a shielded resistor.
- the tubular heater is in one piece.
- a guiding circuit 5a; 5b is delimited by at least one core 9a; 9b in addition to being delimited by the device 2.
- a core according to the invention is adapted to channel the coolant flow in the vicinity of the heating module 3, the core 9a; 9b forming for example a cylinder.
- the two guiding circuits 5a; 5b are delimited by a core 9a; 9b.
- the cylindrical cores 9a; 9b are disposed substantially in the center of the cylindrical interior volumes delimited by the walls of the guide circuits 5a; 5b.
- the nuclei 9a; 9b thus form a cylinder of revolution delimited by a first circular base located opposite the distribution chamber 8, a second circular base located at the other end of the cylinder and a lateral surface.
- the nuclei 9a; 9b complementarity with the walls of the guide circuits 5a; 5b ensure the circulation of a blade of water of 1 to 2 mm at the periphery of the heating module 3.
- a core 9a; 9b may comprise at least one deflector 10, arranged for example on the first circular base of said core 9a; 9b.
- the deflectors 10 are preferably made in the form of vanes or blades which extend from the first circular base of the core 9a; 9b.
- the deflectors 10 are, according to the embodiment described, arranged face to face near the periphery of the cylindrical cores 9a; 9b and symmetrically with respect to the center of revolution of the cylindrical cores 9a; 9b.
- the deflectors 10 have as a first function to ensure the positioning of the cores 9a; 9b in the guide circuits 5a; 5b, in cooperation with walls of the distribution chamber 8 in the manner of a spacer. They also make it possible, thanks to their blade or blade shape, to distribute the fluid in the guiding circuits 5a; 5b and spin the fluid.
- a core 9a; 9b comprises spacers 11, which extend from a surface of said core 9a; 9b, the spacers 1 1 being able to maintain a distance between the heating module 3 and said core surface 9a; 9b.
- the spacers January 1 extend radially around the periphery of the lateral surface of the cores 9a; 9b, parallel to the axis of revolution of the cylindrical cores 9a; 9b, and axially from the first circular base to a point which may for example be remote from the first circular base by a distance less than the height of the cylindrical cores 9a; 9b.
- the spacers 1 1 are made in the form of ribs.
- the heating module 3 comprises sections supported by said spacers January 1, said supported sections being separated from each other by unsupported sections.
- the first circular base of a core 9a; 9b forms a relief.
- a cone 12 extends from the center of the first circular base of the cores 9a; 9b.
- the cone 12 has a concave parabolic curve and in the continuity of said first circular base.
- the axis of revolution of the cone 12 coincides with that of the cylindrical cores 9a; 9b.
- the cores 9a; 9b are hollow and the second circular base is perforated.
- the heating module 3 extends from a first end of the module constituted by the first power plug 103a, through the distribution chamber 8 and in a guiding circuit 5a; 5b.
- the heating module 3 thus comprises a first main portion on which the heating module 3 extends, from the first power plug 103a, through the distribution chamber 8 and through a guiding circuit 5a; 5b.
- the heating module 3 comprises according to this embodiment an intermediate portion on which the heating module 3 extends transversely between the guide circuits 5a; 5b.
- the heating module 3 extends in another guiding circuit 5a; 5b.
- the heating module 3 thus comprises a second main portion on which the heating module 3 extends, from the intermediate portion, through said other guide circuit 5a; 5b and through the distribution chamber 8, to a second end of the module formed by the second power plug 103b.
- the heating module 3 extends in the housing 4 in the form of a U, said U comprising two main portions parallel to each other which wind in a serpentine in the guide circuits 5a; 5b, around a core 9a; 9b respective, and an intermediate portion forming the base of the U which extends between the two main parallel portions of the U.
- the heating module 3 extends on its intermediate portion in a rectilinear manner between the main parallel portions, in the extension of the turns between which said intermediate portion extends.
- the heating module 3 does not form any curve on the intermediate portion, which limits the pressure drop on the fluid.
- a partition 16 extends from a wall of the distribution chamber 8 towards the opposite end of the main body 13 of the housing 4.
- the partition 16 takes the form of a tab which extends from a wall of the distribution chamber 8 towards the opposite end of the main body 13.
- the main body 13 of the casing 4 comprises a shape adapted to accommodate at least part of the partition 16 of the distribution chamber 8.
- the partition 16 thus cooperates in complementary form with the main body 13 at least partially defining the two guide circuits 5a; 5b.
- Such a feature makes it easy to assemble the various elements included in the device 2, and in particular to adapt the mounting method of the device 2 to the constraints imposed by the spatial configuration of the heating module 3 according to the invention.
- the distribution chamber 8 comprises a distributor 17 adapted to selectively distribute the heat transfer fluid to the guide circuits 5a; 5b.
- the distributor 17 distributes the heat transfer fluid homogeneously to the guide circuits 5a; 5b to provide equivalent heat transfer fluid flow rate in each of the guide circuits 5a; 5b. This makes it possible to avoid excessive temperature differences between different points of the surface of said module 3.
- the distributor 17 is aligned on a first guide circuit 5a.
- the distributor 17 is arranged in the enlarged portion of the distribution chamber 8.
- the distributor 17 takes the form of a particular plate disposed in a horizontal plane parallel to the section of the first guide circuit 5a.
- the plate is pierced with an orifice aligned on the first guide circuit 5a.
- a bevelled wall extends vertically from the splitter plate 17 along a portion of the periphery of said orifice.
- the beveled wall is delimited on said periphery by a first and a second vertical edges.
- the first stop is disposed at a point around the orifice closest to the heat transfer fluid inlet 6.
- an additional wall extends in a direction substantially opposite to that of the inlet pipe 6a, from said cylindrical wall at a point substantially diametrically opposite the first edge.
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Abstract
L'invention a pour objet un dispositif de chauffage électrique pour un fluide caloporteur pour véhicule automobile comprenant au moins : - un module chauffant; - un boitier; et - délimitant au moins partiellement au moins deux circuits de guidage du fluide caloporteur; caractérisé en ce que - le module chauffant s'étend au moins en partie dans lesdits deux circuits de guidage.
Description
DISPOSITIF ELECTRIQUE DE CHAUFFAGE D’UN FLUIDE CALOPORTEUR
POUR VEHICULE AUTOMOBILE
L’invention concerne un dispositif électrique de chauffage d’au moins un fluide caloporteur pour véhicule automobile.
De façon habituelle, le réchauffage de l’air destiné soit au chauffage de l’habitacle d’un véhicule automobile, et/ou encore permettant un désembuage ou dégivrage, est assuré par le passage d’un flux d’air à travers un échangeur thermique, plus précisément par un échange thermique entre le flux d’air et un fluide caloporteur circulant dans l’échangeur de chaleur. Il s’agit généralement du liquide de refroidissement du circuit d’un moteur thermique du véhicule automobile.
Dans le cas d’un véhicule électrique, de part l’absence du moteur thermique de traction du véhicule, la fonction de chauffage n’est plus réalisée par la circulation du liquide de refroidissement moteur dans l’échangeur thermique d’une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation. Dans un tel cas, il peut être prévu un circuit d’eau chaude autonome pour le chauffage de l’habitacle.
Toutefois, ce mode de chauffage par circuit d’eau chaude autonome peut s’avérer inadapté ou insuffisant pour garantir un chauffage rapide et efficace de l’habitacle du véhicule, en particulier pour assurer un réchauffement de l’habitacle ou dégivrage ou désembuage lors du démarrage du véhicule en environnement très froid ou encore lorsqu’une montée très rapide de la température du fluide caloporteur ou de l’air soufflé dans l’habitacle du véhicule est souhaitée.
Par ailleurs, afin de réduire l’encombrement et le coût du fait d’un circuit d’eau supplémentaire, il est également connu d’utiliser pour un véhicule électrique, une boucle de climatisation fonctionnant en mode de pompe à chaleur. Ainsi, la boucle de climatisation permettant classiquement de refroidir un flux d’air à l’aide d’un fluide réfrigérant, est dans ce cas utilisée de façon à réchauffer le flux d’air. Il convient pour ce faire d’utiliser un évaporateur de la boucle de climatisation comme un condenseur.
Toutefois, ce mode de chauffage peut encore s’avérer inadapté ou insuffisant. En effet, les performances de la boucle de climatisation en mode de pompe à chaleur dépendent des conditions climatiques extérieures, par exemple, lorsque l’air extérieur présente une température trop basse, par exemple inférieure à 5°C.
Pour pallier ces inconvénients de l’art antérieur, une solution connue consiste à adjoindre à l’échangeur thermique ou au circuit de fluide caloporteur ou encore à la boucle de climatisation, un dispositif électrique de conditionnement thermique d’un fluide tel qu’un dispositif électrique de chauffage du fluide caloporteur.
L'invention a pour objectif de proposer un dispositif de chauffage électrique de fluide caloporteur de véhicule automobile simple à fabriquer et à assembler et peu encombrant.
À cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de chauffage électrique pour un fluide caloporteur pour véhicule automobile comprenant au moins :
- un module chauffant ;
- un boitier ; et
- délimitant au moins partiellement au moins deux circuits de guidage du fluide caloporteur ;
caractérisé en ce que
- le module chauffant s’étend au moins en partie dans lesdits deux circuits de guidage.
Ainsi, un seul et même module chauffant permet un transfert thermique efficace vers le fluide caloporteur circulant dans les deux circuits de guidage de façon indépendante et selon une direction commune. Cela simplifie la structure et l’assemblage du dispositif. En particulier, le nombre de connexions électriques peut être limité au strict nécessaire pour l’alimentation et le contrôle de l’unique module chauffant. De manière générale, le dispositif selon l’invention est plus compact tout en limitant la perte de charge dans le dispositif.
Le dispositif de chauffage électrique peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :
- les deux circuits de guidage sont parallèles. Une telle configuration permet de minimiser l’encombrement du dispositif et la perte de charge sur le fluide ;
- les deux circuits de guidage délimitent un volume intérieur cylindrique. Une telle configuration permet de minimiser la perte de charge sur le fluide et l’encombrement du dispositif ;
- le module chauffant s’étend en outre entre les deux circuits de guidage ;
- le module de chauffe comprend une première portion principale qui s’étend dans un circuit de guidage, une deuxième portion principale qui s’étend dans un autre circuit de guidage et une portion intermédiaire qui relie la première et la deuxième portion ;
- le module chauffant s’étend dans les deux circuits de guidage en formant un serpentin ;
- le module chauffant comprend deux fiches d’alimentation ;
- les deux circuits de guidage sont en outre délimités par des noyaux aptes à canaliser le flux de fluide caloporteur au voisinage du module chauffant ;
- les noyaux sont cylindriques ;
- le module chauffant s’enroule autour des noyaux ;
- le boitier comprend deux pièces de connexion électriques aptes à guider les deux fiches d’alimentation hors du boitier; les deux fiches d’alimentation sont disposées du même côté du boitier ;
- les noyaux comprennent des espaceurs qui sont disposés sur au moins une partie d’une surface des noyaux ;
- le module chauffant est réalisé sous la forme d’un corps de chauffe tubulaire, tel qu’une résistance blindée ;
- le boitier comprend au moins une entrée de fluide caloporteur et au moins une sortie de fluide caloporteur.
- l’entrée et la sortie de fluide caloporteur sont réalisées sous la forme d’une tubulure ;
- les tubulures formant l’entrée de fluide caloporteur et la sortie de fluide caloporteur s’étendent parallèlement dans un même plan ;
- le boîtier comprend une chambre de distribution dans laquelle est ménagée l’entrée de fluide caloporteur, ladite chambre de distribution étant apte à répartir le fluide caloporteur dans les deux circuits de guidage et, un corps principal dans lequel sont délimités au moins partiellement les deux circuits de guidage ;
- les deux fiches d’alimentation sont disposées sur la chambre de distribution ;la sortie de fluide caloporteur apte à évacuer le fluide caloporteur hors du dispositif est ménagée dans le corps principal ;
- le corps principal comprend des nervures de renfort latérales ;
- un organe annulaire, tel qu’un joint, assure une jonction étanche entre la chambre de distribution et le corps principal ;
- la sortie de fluide caloporteur est ménagée à proximité d’une extrémité du corps principal ;
- une cloison s’étend depuis une paroi de la chambre de distribution vers l’extrémité opposée du corps principal ;
- le corps principal comprend une forme apte à accueillir au moins en partie ladite cloison de la chambre de distribution ;
- la chambre de distribution comprend un répartiteur apte à répartir sélectivement le fluide caloporteur vers les deux circuits de guidage.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description d’un mode de réalisation non limitatif qui suit, en référence aux figures annexées :
- La figure 1 illustre une vue éclatée du dispositif électrique de chauffage selon l’invention selon un mode de réalisation ;
- La figure 2 illustre une vue assemblée du dispositif électrique de chauffage ;
- La figure 3 illustre une vue en coupe transversale du dispositif de chauffage assemblé selon le même mode de réalisation.
Le dispositif électrique de chauffage 2 selon l’invention, comprend un module chauffant 3, un boitier 4 dans lequel peut circuler un fluide caloporteur qui doit être chauffé par le module chauffant 3. Le boitier 4 est apte à réceptionner le module chauffant 3. Le dispositif 2 délimite au moins en partie des circuits de guidage 5a ; 5b du fluide caloporteur et le module chauffant 3 s’étend dans les circuits de guidage 5a ; 5b. Le boitier 4 comprend ainsi distinctement un module chauffant 3 s’étendant dans les circuits de guidage 5a ; 5b et des parois délimitant au moins partiellement les circuits de guidage 5a ; 5b.
Selon le mode de réalisation décrit, le module chauffant 3 traverse l’espace intérieur de chacun des circuits de guidage 5a ; 5b. En d’autres termes, lorsque le fluide caloporteur circule dans le dispositif de chauffage électrique 2, le module chauffant 3 est baigné par le fluide caloporteur sur tout son pourtour. Des flèches sur la figure 3 représentent de façon schématique la trajectoire du fluide caloporteur dans le dispositif de chauffage électrique 2 selon le mode de réalisation décrit.
Selon le même mode de réalisation, les circuits de guidage 5a ; 5b sont parallèles et délimitent un volume intérieur cylindrique. Une telle configuration permet de minimiser la perte de charge sur le fluide et l’encombrement du dispositif 2.
Le fluide caloporteur à chauffer peut provenir par exemple d’un circuit d’eau glycolée, le cas échéant d’une boucle de refroidissement d’un véhicule automobile.
Selon une caractéristique préférentielle de l’invention, le boitier comprend une entrée de fluide caloporteur 6, une sortie de fluide caloporteur 7 et une chambre de distribution 8, conçue de manière à répartir le fluide caloporteur dans les circuits de guidages 5a ; 5b. Le fluide caloporteur est admis par l’entrée de fluide caloporteur 6 et passe par la chambre de distribution 8. Le fluide caloporteur est alors séparé en deux flux, chacun étant canalisé dans un des circuits de guidage 5a ; 5b, afin d’être réchauffé. Le fluide caloporteur réchauffé est ensuite évacué par une sortie de fluide caloporteur 7.
Des flèches IN et OUT sur les figures représentent de manière schématique le fluide caloporteur respectivement en entrée et en sortie dudit dispositif 3 selon le mode de réalisation décrit.
Dans un mode de réalisation particulier, le boitier 4 comprend en plus de la chambre de distribution 8, un corps principal 13 dans lequel sont délimités au moins partiellement un premier circuit de guidage 5a et deuxième circuit de guidage 5b.
Selon ce mode de réalisation, la chambre de distribution 8 recouvre la partie supérieure du corps principal 13, formant ainsi un couvercle.
Selon le mode de réalisation décrit, un organe annulaire 14 assure une jonction étanche entre la chambre de distribution 8 et le corps principal 13 ; et le corps principal 13 comprend des nervures de renfort latérales 113. L’organe annulaire 14 est dans ce mode de réalisation un joint.
Selon un mode de réalisation particulier, l’entrée de fluide caloporteur 6 est ménagée sous la forme d’une tubulure d’entrée 6a dans la chambre de distribution 8 et la sortie de fluide caloporteur 7 est ménagée sous la forme d’une tubulure de sortie 7a dans le corps principal 13, à proximité d’une extrémité dudit corps principal 13. Ainsi, la tubulure d’entrée 6a est en relation fluidique avec la chambre de distribution 8 et la tubulure de sortie 7a est en relation fluidique avec les circuits de guidage 5a ; 5b. Selon le mode de réalisation décrit, la tubulure d’entrée 6a et la tubulure de sortie 7a s’étendent parallèlement dans un même plan.
Selon le mode de réalisation décrit, la chambre de distribution 8 comprend une première portion élargie sensiblement alignée avec un premier circuit de guidage 5a. La tubulure d’entrée 6a débouche sur la première portion élargie de la chambre de distribution 8. La chambre de distribution 8 comprend en outre une deuxième portion affinée qui s’étend entre le premier circuit de guidage 5a et le deuxième circuit de guidage 5b. Ainsi, la section d’écoulement du fluide caloporteur diminue entre le premier circuit de guidage 5a et le deuxième circuit de guidage 5b. La chambre de distribution 8 comprend enfin une troisième portion de forme cylindrique et alignée sur un deuxième circuit de guidage 5b.
Dans un mode de réalisation non illustré, un moyen de commande du module chauffant 3, peut être agencé sous la chambre de distribution 8. Le moyen de commande peut, par exemple, prendre la forme d’un circuit imprimé, type PCB (de l’anglais « printed circuit board »), et commander ainsi l’alimentation électrique du module de chauffe 3. Avec un tel agencement du moyen de commande sous la chambre de distribution 8, les composants électroniques du moyen de commande, couplés thermiquement à la chambre de distribution 8, peuvent être refroidis par le fluide caloporteur à chauffer pénétrant dans le dispositif 2 par la chambre de distribution 8.
Selon une caractéristique préférentielle de l’invention, le boîtier 4 comprend des pièces de connexion électrique 15a ; 15b aptes à guider des fiches d’alimentation 103a ; 103b hors du boîtier 4.
Selon le mode de réalisation décrit, les fiches d’alimentation 103a ; 103b sont disposées du même côté du boîtier 4, sur la chambre de distribution 8.
Selon une caractéristique préférentielle de l’invention, le module chauffant 3 s’étend dans un circuit de guidage 5a ; 5b en formant un serpentin. Le terme serpentin englobe tout tube enroulé en spirale, en hélice, en bobine, en torsade, en colimaçon ou toute autre forme combinant une translation selon un axe et une rotation autour de ce même axe. Le module chauffant 3 s’étend ainsi sous la forme de boucles ouvertes autrement appelées spires. Une telle configuration spatiale permet d’augmenter la longueur du module chauffant 3 comprise dans le boîtier. Le module chauffant 3 occupant ainsi d’avantage d’espace dans le dispositif permet d’augmenter la puissance de chauffe transmise au fluide caloporteur
Le module chauffant 3 est, selon le mode de réalisation décrit, réalisé sous la forme d’un corps de chauffe tubulaire, tel qu’une résistance blindée.
Selon une caractéristique préférentielle, le corps de chauffe tubulaire est d’un seul tenant.
Selon une caractéristique préférentielle de l’invention, un circuit de guidage 5a ; 5b est délimité par au moins un noyau 9a ; 9b en plus d’être délimité par le dispositif 2. Un noyau conformément à l’invention est apte à canaliser le flux de fluide caloporteur au voisinage du module chauffant 3, le noyau 9a ; 9b formant par exemple un cylindre.
Selon le mode de réalisation décrit, les deux circuits de guidage 5a ; 5b sont délimités par un noyau 9a ; 9b. Selon le mode de réalisation décrit, les noyaux cylindrique 9a ; 9b sont disposés sensiblement au centre des volumes intérieurs cylindriques délimités par les parois des circuits de guidage 5a ; 5b. Les noyaux 9a ; 9b forment ainsi un cylindre de révolution délimité par une première base circulaire située en regard de la chambre de distribution 8, une deuxième base circulaire située à l’autre extrémité du cylindre et une surface latérale. Ainsi, les noyaux 9a ; 9b en
complémentarité avec les parois des circuits de guidage 5a ; 5b assurent la circulation d’une lame d’eau de 1 à 2 mm en périphérie du module chauffant 3.
Il est bien-sûr envisageable que les circuits de guidage 5a ; 5b ne soient pas délimités par un noyau 9a ; 9b mais uniquement par les parois des circuits de guidage 5a ; 5b. Conformément à l’invention, un noyau 9a ; 9b peut comprendre au moins un déflecteur 10, disposé par exemple sur la première base circulaire dudit noyau 9a ; 9b.
Les déflecteurs 10 sont préférentiellement réalisés sous la forme d’ailettes ou d’aubes qui s’étendent à partir de la première base circulaire du noyau 9a ; 9b.
Les déflecteurs 10 sont, selon le mode de réalisation décrits, agencés face à face à proximité du pourtour des noyaux cylindrique 9a ; 9b et de manière symétrique par rapport au centre de révolution des noyaux cylindriques 9a ; 9b. Dans ce mode de réalisation, les déflecteurs 10 ont comme première fonction d’assurer le positionnement des noyaux 9a ; 9b dans les circuits de guidage 5a ; 5b, en coopération avec des parois de la chambre de distribution 8 à la manière d’une entretoise. Ils permettent en outre grâce à leur forme d’ailette ou d’aube de répartir le fluide dans les circuits de guidage 5a ; 5b et de mettre le fluide en tournoiement.
Selon une caractéristique préférentielle de l’invention, un noyau 9a ; 9b comprend des espaceurs 1 1 , qui s’étendent depuis une surface dudit noyau 9a ; 9b, les espaceurs 1 1 étant aptes à maintenir une distance entre le module chauffant 3 et ladite surface du noyau 9a ; 9b.
Dans le mode de réalisation décrit, les espaceurs 1 1 s’étendent radialement sur le pourtour de la surface latérale des noyaux 9a ; 9b, parallèlement à l’axe de révolution des noyaux cylindriques 9a ; 9b, et axialement en partant de la première base circulaire jusqu’à un point qui peut être par exemple distant de la première base circulaire d’une distance inférieure à la hauteur des noyaux cylindriques 9a ; 9b. Ici les espaceurs 1 1 sont réalisés sous la forme de nervures.
Dans ce mode de réalisation, le module chauffant 3 comprend des sections supportées par lesdits espaceurs 1 1 , lesdites sections supportées étant séparées entre elles par des sections non supportées.
Selon une caractéristique préférentielle de l’invention, la première base circulaire d’un noyau 9a ; 9b forme un relief.
Dans le mode de réalisation illustré par les figures 1 , 2 et 3, un cône 12 s’étend depuis le centre de la première base circulaire des noyaux 9a ; 9b. Le cône 12 a une courbe directrice parabolique concave et dans la continuité de ladite première base circulaire. L’axe de révolution du cône 12 est confondu avec celui des noyaux cylindriques 9a ; 9b.
De plus, dans le mode de réalisation décrit, les noyaux 9a ; 9b sont creux et la deuxième base circulaire est ajourée.
Selon une caractéristique préférentielle de l’invention, le module chauffant 3 s’étend depuis une première extrémité du module constituée par la première fiche d’alimentation 103a, à travers la chambre de distribution 8 et dans un circuit de guidage 5a ; 5b. Le module chauffant 3 comprend ainsi une première portion principale sur laquelle le module chauffant 3 s’étend, depuis la première fiche d’alimentation 103a, à travers la chambre de distribution 8 et à travers un circuit de guidage 5a ; 5b.
Le module chauffant 3 comprend selon ce même mode de réalisation une portion intermédiaire sur laquelle le module chauffant 3 s’étend transversalement entre les circuits de guidages 5a ; 5b.
Selon ce même mode de réalisation, le module chauffant 3 s’étend dans un autre circuit de guidage 5a ; 5b. Le module chauffant 3 comprend ainsi une deuxième portion principale sur laquelle le module chauffant 3 s’étend, depuis la portion intermédiaire, à travers ledit autre circuit de guidage 5a ; 5b et à travers la chambre de distribution 8, jusqu’à une deuxième extrémité du module constituée par la deuxième fiche d’alimentation 103b.
Selon le mode de réalisation décrit, le module chauffant 3 s’étend dans le boîtier 4 sous la forme d’un U, ledit U comprenant deux portions principales parallèles entre elles qui s’enroulent en serpentin dans les circuits de guidages 5a ; 5b, autour d’un noyau 9a ; 9b respectif, et une portion intermédiaire formant la base du U qui s’étend entre les deux portions principales parallèles du U.
Avantageusement et comme représenté sur la figure 1 , le module chauffant 3 s’étend sur sa portion intermédiaire de façon rectiligne entre les portions principales parallèles, dans le prolongement des spires entre lesquelles s’étend ladite portion intermédiaire. Ainsi, le module chauffant 3 ne forme aucune courbe sur la portion intermédiaire, ce qui permet de limiter la perte de charge sur le fluide.
Selon une caractéristique préférentielle, une cloison 16 s’étend depuis une paroi de la chambre de distribution 8 vers l’extrémité opposée du corps principal 13 du boîtier 4.
Selon le mode de réalisation décrit, la cloison 16 prend la forme d’une languette qui s’étend depuis une paroi de la chambre de distribution 8 vers l’extrémité opposée du corps principal 13. Le corps principal 13 du boîtier 4 comprend une forme apte à accueillir au moins en partie la cloison 16 de la chambre de distribution 8. La cloison 16 coopère ainsi par complémentarité de forme avec le corps principal 13 en délimitant au moins partiellement les deux circuits de guidage 5a ; 5b.
Une telle caractéristique permet de faciliter l’assemblage des différents éléments compris dans le dispositif 2, et en particulier d’adapter le procédé de montage du dispositif 2 aux contraintes imposées par la configuration spatiale du module chauffant 3 selon l’invention.
Conformément à l’invention, la chambre de distribution 8 comprend un répartiteur 17 apte à répartir sélectivement le fluide caloporteur vers les circuits de guidage 5a ; 5b. Le répartiteur 17 permet de répartir le fluide caloporteur de façon homogène vers les circuits de guidage 5a ; 5b pour assurer un débit de fluide caloporteur équivalent dans chacun des circuits de guidage 5a ; 5b. Cela permet d’éviter des écarts de température trop importants entre différents points de la surface dudit module 3.
Selon le mode de réalisation décrit, le répartiteur 17 est aligné sur un premier circuit de guidage 5a. Ainsi le répartiteur 17 est agencé dans la portion élargie de la chambre de distribution 8.
Le répartiteur 17 prend notamment la forme d’une plaque disposée dans un plan horizontal parallèle à la section du premier circuit de guidage 5a. La plaque est percée d’un orifice aligné sur le premier circuit de guidage 5a. Une paroi biseautée s’étend verticalement à partir de la plaque du répartiteur 17 le long d’une partie du pourtour dudit orifice. La paroi biseautée est délimitée sur ledit pourtour par une première et une deuxième arrêtes verticales. La première arrête est disposée en un point du pourtour de l’orifice le plus proche de l’entrée 6 de fluide caloporteur. En outre, une paroi supplémentaire s’étend dans une direction sensiblement opposée à
celle de la tubulure d’entrée 6a, depuis ladite paroi cylindrique en un point sensiblement diamétralement opposé à la première arrête.
Il doit être bien entendu que cet exemple de réalisation est donné à titre d’illustration de l’objet de l’invention. L’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation décrit précédemment qui est fourni uniquement à titre d’exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l’homme du métier dans le cadre de la présente invention.
Claims
1. Dispositif de chauffage électrique (2) pour un fluide caloporteur pour véhicule automobile comprenant au moins :
- un module chauffant (3) ;
- un boîtier (4) ; et
- délimitant au moins partiellement au moins deux circuits de guidage (5a ;
5b) du fluide caloporteur ;
caractérisé en ce que
- le module chauffant (3) s’étend au moins en partie dans lesdits deux circuits de guidage (5a ; 5b).
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le module chauffant (3) s’étend en outre entre les deux circuits de guidage (5a ; 5b).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux circuits de guidage (5a ; 5b) sont en outre délimités par des noyaux (9a ; 9b) aptes à canaliserle flux de fluide caloporteur au voisinage du module chauffant (3).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le module chauffant (3) s’enroule autour des noyaux (9a ; 9b).
5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4 caractérisé en ce que les noyaux (9a ;
9b) comprennent des espaceurs (1 1 ) qui sont disposés sur au moins une partie d’une surface des noyaux (9a ; 9b).
6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module chauffant (3) est réalisé sous la forme d’un corps de chauffe tubulaire.
7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module chauffant (3) est réalisé sous la forme d’une résistance blindée.
8. Dispositif selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que le boîtier (4) comprend :
- une chambre de distribution (8) dans laquelle est ménagée une entrée de fluide caloporteur (6) pour le fluide caloporteur, ladite chambre de distribution (8) étant apte à répartir le fluide caloporteur dans les deux circuits de guidage (5a ; 5b) et,
- un corps principal (13) dans lequel sont délimités au moins partiellement les deux circuits de guidage (5a ; 5b).
9. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que la chambre de distribution (8) comprend un répartiteur (17) apte à répartir sélectivement le fluide caloporteur vers les deux circuits de guidage (5a ; 5b).
10. Dispositif selon l’une des revendications 8 ou 9 caractérisé en ce qu’une cloison (16) s’étend depuis une paroi de la chambre de distribution (8) vers l’extrémité opposée du corps principal (13), le corps principal (13) comprenant une forme apte à accueillir au moins en partie ladite cloison (16) de la chambre de distribution (8).
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