EP2622226A1 - Hélice pour ventilateur dont l'angle de calage varie - Google Patents

Hélice pour ventilateur dont l'angle de calage varie

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Publication number
EP2622226A1
EP2622226A1 EP11749125.8A EP11749125A EP2622226A1 EP 2622226 A1 EP2622226 A1 EP 2622226A1 EP 11749125 A EP11749125 A EP 11749125A EP 2622226 A1 EP2622226 A1 EP 2622226A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bearing
rope
length
head
blade
Prior art date
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Granted
Application number
EP11749125.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2622226B1 (fr
Inventor
Manuel Henner
Bruno Demory
Elias Tannoury
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority to PL11749125T priority Critical patent/PL2622226T3/pl
Publication of EP2622226A1 publication Critical patent/EP2622226A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP2622226B1 publication Critical patent/EP2622226B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/38Blades
    • F04D29/384Blades characterised by form

Definitions

  • the invention relates to a fan hinge comprising a hub and blades extending radially outwardly from the hub.
  • Such propellers are used in particular for cooling the drive motor of motor vehicles, the propeller producing a flow of air through a heat exchanger.
  • the hub of the propeller also called “bowl”
  • the hub of the propeller is adapted to be wedged on the shaft of a motor, which can be an electric motor driven by a control electronics.
  • the blades are made, in a known manner, with a wedging angle which increases with the radius.
  • Stalling is defined by the angle between the chord and the axis of rotation, where the chord is defined as the straight segment connecting the leading edge and the trailing edge of the payroll on the flattened cross-section.
  • Propellers are typically known having a pitch angle of 65 ° in the foot and increasing up to 75 ° at the head.
  • the invention aims to provide such a propeller whose shape allows to limit the secondary flows at the head and foot of the pay but also generally on the entire span of the blade.
  • the invention proposes a fan propeller, in particular for cooling the drive motor of a motor vehicle, comprising a hub, a shell and blades extending radially between the hub and the shell, each blade having a foot at its junction with the hub and a head at the junction with the ferrule, each blade having a leading edge and a trailing edge between which, at each flattened cross section, is defined a rope.
  • the wedging angle between the rope and the axis of rotation of the helix varies and that the variation of the wedging angle between the foot and the party has a point of inflection between a first landing and a second landing.
  • the disturbances induced by the bowl and the ferrule are taken into account for the secondary flows and are limited to the foot and the level of the head and on all the span of the pay the secondary flows.
  • the pitch angle increases abruptly with the radius to the first bearing and the pitch angle increases again with the radius between the first bearing and the second bearing.
  • the wedge angle decreases abruptly between the second bearing and the head.
  • the pitch angle decreases abruptly with the radius to the first bearing and the pitch angle decreases again with the radius between the first bearing and the second bearing.
  • the length of the rope varies and that the variation of the rope length between the foot and the head has a point of inflection between two bearings.
  • the variation of the string length has three levels with a point of inflection between two consecutive levels.
  • the length of the chord decreases with the radius to a first level, the chord length increases with the radius to a second level, and the chord length decreases again with the radius to a second third tier.
  • the rope length increases abruptly between the third landing and the payroll head.
  • the length of the rope increases with the radius to a first step, the length of rope decreases with the radius to a second level and the length of rope increases again with the radius up to a third landing.
  • At least one of the leading edge and the trailing edge has a concave undulation and is prolonged by a convex undulation;
  • the convex undulation is disposed between two concave undulations; and / or the concave corrugation is disposed between two convex corrugations; and or each blade has a face extending between the leading edge and the trailing edge, which has a recess and which is extended by a bump; and or
  • Figure 1 is a front view of a propeller of the prior art
  • Figure 2 is a partial sectional view of the helix of Figure 1 with a blade cut in a cross section;
  • Figure 3 is a sectional view of the pay of the propeller of Figure 2 according to the flattened cross section;
  • Figure 4 is a perspective view of the front face of a propeller according to the invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of the rear face of the helix of FIG.
  • Figures 6, 7 and 8 are perspective views from three different angles of a pay according to the invention.
  • Figures 9 and 10 are graphs showing curves respectively representing the variation of the setting and the variation of the length of the rope as a function of the distance to the foot of the blade;
  • FIGs 1 1 and 12 are graphs similar to those of Figures 8 and 9 for a blade variant.
  • the propeller 1 shown in the figures conventionally comprises a plurality of blades 2 extending generally radially from the central hub 3 and connected together, at the periphery of the propeller 1, by a ferrule 4.
  • the hub 3 , the blades 2 and the shell 4 are formed of a piece by molding plastic material.
  • the hub 3 has a cylindrical annular wall of revolution 5, to which the feet 6 of blades 2 are connected, and a flat front wall 7, facing upstream.
  • the terms upstream and downstream here refer to the direction of the air flow produced by the rotation of the helix 1.
  • the front walls 7 and annular 5 are interconnected by a rounded profile in an arc.
  • the front wall 7 is connected to a central sleeve molded onto a metal annular insert 8 for the connection of the propeller 1 to the shaft of a drive motor not represent.
  • Reinforcing ribs are provided inside the hub 3.
  • the shell 4 also has a cylindrical annular wall of revolution 10, which is connected to the heads 1 1 at the ends of the blades 2, and which is extended, on the upstream side, by a rounded flare.
  • a cylindrical annular wall of revolution 10 is connected to the heads 1 1 at the ends of the blades 2, and which is extended, on the upstream side, by a rounded flare.
  • the expression "flattened transverse section 13" is defined as the plane closed curve obtained by cutting the blade by a cylindrical surface of revolution about the axis of the helix 1, and by unrolling this cylindrical surface flat.
  • the cross section 13 of the prior art, shown in FIGS. 2 and 3 has an aerodynamically profiled shape such as an airplane wing profile.
  • the rope 15 is then defined as the straight segment connecting the leading edge 16 and the trailing edge 17 on the flattened cross section.
  • Propeller 1 rotates in a direction defined by the direction "trailing edge to leading edge”.
  • the wedging a, or wedging angle is defined by the angle that exists between the rope 15 and the axis of rotation 9. As seen in Figure 3, there is shown the angle of wedge a between the rope 15 and an axis 20 parallel to the axis of rotation 9 of the helix 1.
  • the propeller 1 differs from the propeller of the prior art by the shape of the blades 2.
  • the pay 2 of the helix 1 comprises seven identical blades 2 which extend from the hub 3 to the shell 4 and are evenly distributed angularly around the hub 3.
  • Each blade 2 has an upstream face 22 and a downstream face 23, the upstream faces 22 being visible in FIG. 4 while the downstream faces 23 are visible in FIG. As the blades 2 are identical to each other, only one is described with reference to FIGS. 4 to 10.
  • the shape of the blade 2 is obtained by varying the foot 6 to the head 1 1, the length of rope 15 on the one hand and the wedging angle a.
  • the variation of the length of rope 15 has an effect on the width of the blade 2. It results in a presence of corrugations on the edge here of attack.
  • the variation of the wedging has an effect on the relief of the blade 2 by creating bumps and hollows.
  • the blade 2 has a leading edge 16 which undulates. Starting from the foot 6, the edge 16 begins with a corrugation or concave curve 25.
  • the concave curve 25 is extended by a convex curve 26 which itself is prolonged by a concave curve 27.
  • the curve 27 has its end opposite to the foot 6 at the level of the head 1 1 at the junction between the blade 2 and the ferrule 4.
  • Three defined points 30, 31, 32 are defined on the leading edge 16 of the payroll 2.
  • the point 30 is located near the foot 6.
  • the point 31 is located in an area halfway between the payroll foot 6 and the head 11.
  • the point 32 is located near the head 1 1.
  • Point 30 is located on the top of the concave curve 25; point 31 is located on the top of curve 26; point 32 is located on the top of curve 27.
  • the trailing edge 17 has a curve having a single concavity, flatter, that is to say, it has a large central bearing 28 approximately flat.
  • FIG 10 shows the evolution of the length of the rope 15 relative to the span of the pay 2 that is to say with respect to the distance to the foot 6.
  • L30, L31 and L32 which correspond to the distance of the points 30, 31 and 32 to the foot 6 of the blade 2.
  • the graph shows that between the foot 6 and the point 30, that is to say the length L30, the length of the rope decreases. At this point it reaches a first minimum. And around this point 30, the evolution of the length of rope is on a bearing 33 where the length of rope hardly changes.
  • the length does not change when the span of 10% span of the blade, the length of rope does not evolve more than 5%. According to a variant, it is possible to provide a bearing for which the rope evolution is not more than 3%.
  • the rope length increases.
  • This length of rope reaches a maximum at point 31, and around this point 31, the evolution of the length of rope is on a bearing 34 where the length of rope hardly changes, Between the two bearings 33, 34 and therefore between the minimum corresponding to the point 30 and the maximum corresponding to the point 31, the curve of the evolution of the string has a first point of inflection 36.
  • the curve of the evolution of the rope has a second point of inflection 37.
  • the length of the rope decreases abruptly.
  • abruptly means that in absolute value, the slope is much greater on this segment than on a segment where the variation is not described as abrupt.
  • the value of the wedging angle ⁇ varies between the foot 6 and the edge 1 1. This is reflected in particular by the presence of reliefs on the faces of the blade 12.
  • the upstream face 22 of the blade 2 has on the side of the foot 6 a recess 40. In the middle of the face 22, the latter has a boss 41.
  • the surface again has a recess 42 so that the face 22 has a boss 41 with on either side a recess 40, 42.
  • the boss 41 and the recesses 40, 42 s extend approximately the entire width of the face 22 even if the peaks or minimums of these hollows or hump are not here on the edges 16, 17.
  • FIG. 9 shows the evolution of the wedging angle ⁇ with respect to the span of the blade 12, that is to say with respect to the distance to the foot 6.
  • FIG. 9 also reported L30, L31 and L32.
  • the wedging has increased abruptly from the foot 6 over the entire length L30 and continues to increase sharply to a level 43 which is between the points 30 and 31.
  • a level 43 which is between the points 30 and 31.
  • the wedging a is maintained at a constant value and then increases again from the point 31.
  • the increase continues and passes through an inflection point 45.
  • the wedging has further increased to a second bearing 44.
  • the second bearing 44 is located between the point 31 and the point 32, a little before point 32. After the bearing 44 and more clearly after point 32, the wedging has decreased sharply to the head 1 1.
  • the calibration value a decreases to a minimum and then increases.
  • the evolution of the length of rope is on a bearing 53 where the length of rope hardly changes.
  • the length of rope increases. This length of rope reaches a maximum.
  • the evolution of the length of rope is on a bearing 54 where the length of rope hardly changes.
  • the curve of the evolution of the rope presents a first point of inflection 56.
  • the curve of the evolution of the rope has a second point of inflection 57.
  • the leading edge 16 ripples towards and away from the leading edge 17.
  • the edge 16 starts with a ripple or convex curve.
  • the convex curve is prolonged by a concave curve which itself is prolonged by a concave curve.
  • the curve has its end opposite to the foot 6 at the level of the head 11 at the junction between the blade 2 and the wall 5 of the hub 3.
  • the value of the wedging angle a varies between the foot 6 and the head 1 1. This is reflected in particular by the presence of relief on the faces of the blade 12, so although has not represented in perspective the blade 2 from which we drew the graphs of Figures 1 1 and 12, it has the side of the foot 6 a bump. In mid-span of face 22, it has a hollow. And on the side of the head 1 1, the surface again has a bump so that the face 22 has a hollow with on either side a bump. The hollow and the bumps extend approximately over the entire width of the face 22. The downstream face has opposite reliefs.
  • FIG. 1 1 shows the evolution of the wedge angle a with respect to the span of the blade 12 that is to say with respect to the distance to the foot 6.
  • the values L30, L31 and L32 have also been reported.
  • Stalling has decreased abruptly from the foot 6 over the entire length L30 and continues to decrease sharply to a bearing 63 which is between the points 30 and 31.
  • the wedging a is maintained at a constant value then decreases again from point 31.
  • the decrease continues and passes through an inflection point 65.
  • the stall has decreased further to a second level 64.
  • the second level 64 is located between point 31 and point 32, just before point 32.
  • the wedging has increased sharply to the head 1 1.
  • Blades 2 are shown with wavy edges reflecting the variation of the string length. Within the scope of the invention, blades may be provided which do not have these corrugated edges but only the variations of the wedging angle.
  • the trailing edge also has a profile with two concave curves surrounding a convex curve or inversely depending on the profile of the leading edge.
  • the leading edge has or not an equivalent profile.
  • the evolution of the wedging angle has only one point of inflection between two levels.
  • only some blades are formed according to the invention while the other blades have a more conventional rope distribution or setting such as in Figure 1.
  • paydays according to the invention are distributed angularly regularly or not.
  • the variation of the wedging angle a between the foot and the head has two inflection points, one of the two points of inflection is disposed between a first bearing and a second bearing.
  • each point of inflection being arranged between two consecutive levels.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

L'hélice (1) selon l'invention comprend un moyeu (3), une virole (4) et des pales (2) s'étendant radialement entre le moyeu (3) et la virole (4), chaque pale (2) comportant un pied (6) à sa jonction avec le moyeu (3) et une tête (11) à la jonction avec la virole (4), chaque pale (2) présentant un bord d'attaque (16) et un bord de fuite (17) entre lesquels, à chaque section transversale aplatie, est définie une corde. Pour chaque pale (2), selon la direction radiale du pied (6) vers la tête (11), l'angle de calage entre la corde (15) et l'axe de rotation de l'hélice (9) varie et en ce que la variation de l'angle de calage entre le pied (6) et la tête (11) présente un point d'inflexion entre un premier palier et un deuxième palier.

Description

Hélice pour ventilateur dont l'angle de calage varie
L'invention concerne une héiice de ventilateur comprenant un moyeu et des pales s'étendant radialement vers l'extérieur à partir du moyeu.
De telles hélices sont utilisées notamment pour le refroidissement du moteur d'entraînement de véhicules automobiles, l'hélice produisant un flux d'air à travers un échangeur de chaleur. Le moyeu de l'hélice, appelé aussi « bol », est propre à être calé sur l'arbre d'un moteur, pouvant être un moteur électrique piloté par une électronique de commande.
Dans le cas où une telle hélice est utilisée pour le refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, elle se trouve placée soit en avant soit en arrière du radiateur servant au refroidissement du moteur,
La conception de ces hélices pose de nombreux problèmes en pratique lorsque l'on cherche à améliorer leurs performances tant aérauliques qu'acoustiques. II faut en effet prendre en compte des critères aérodynamiques que l'on connaît par la théorie des profils (traînée et portance) et par les règles d'équilibre radiai car la pression totale doit s'équilibrer en l'absence de pertes d'entropie.
Pour respecter ces critères, les pales sont réalisées, de façon connue, avec un angle de calage qui augmente avec le rayon.
Le calage est défini par l'angle qui existe entre la corde et l'axe de rotation, la corde étant définie comme le segment de droite reliant le bord d'attaque et le bord de fuite de la paie sur la section transversale aplatie.
On connaît typiquement des hélices présentant un angle de calage de 65° en pied et augmentant jusqu'à 75°en tête.
Les écoulements autour des pales étant de nature tri-dimensionnelie, des écoulements secondaires notamment en leur pied et leur tête se produisent. A ces endroits, la pale est raccordée respectivement au moyeu et à la virole tournante. L'écoulement y est perturbé et des décollements aérodynamiques y prennent naissance.
On a essayé de résoudre ces problèmes à l'aide d'hélices présentant des paies pour lesquelles l'angle de calage diminue localement à proximité de la tête. Ces hélices apportent satisfaction au niveau de la tête mais sans réduire les écoulements secondaires ailleurs.
L'invention vise à proposer une telle hélice dont la forme permet de limiter les écoulements secondaires au niveau de la tête et du pied de la paie mais également de façon générale sur toute l'envergure de la pale.
A cet effet, l'invention propose une hélice de ventilateur, notamment pour le refroidissement du moteur d'entraînement d'un véhicule automobile, comprenant un moyeu, une virole et des pales s'étendant radiaiement entre le moyeu et la virole, chaque pale comportant un pied à sa jonction avec le moyeu et une tête à la jonction avec la virole, chaque pale présentant un bord d'attaque et un bord de fuite entre lesquels, à chaque section transversale aplatie, est définie une corde. Pour chaque pale, selon la direction radiale du pied vers la tête, l'angle de calage entre la corde et l'axe de rotation de l'hélice varie et en ce que la variation de l'angle de calage entre le pied et la fête présente un point d'inflexion entre un premier palier et un deuxième palier.
Ainsi, en faisant varier l'angle de calage suivant une courbe avec des paliers et un point d'inflexion, les perturbations induites par le bol et par la virole sont prises en compte pour les écoulements secondaires et on limite au pied et au niveau de la tête et sur toute l'envergure de la paie les écoulements secondaires.
Selon un mode de réalisation, selon la direction radiale l'angle de calage augmente brusquement avec le rayon jusqu'au premier palier et l'angle de calage augmente à nouveau avec le rayon entre le premier palier et le deuxième palier.
Au niveau de la tête, l'angle de calage diminue brusquement entre le deuxième palier et la tête. Eventuellement, selon la direction radiale, l'angle de calage diminue brusquement avec le rayon jusqu'au premier palier et l'angle de calage diminue à nouveau avec le rayon entre le premier palier et le deuxième palier. En combinaison avec certaines des caractéristiques précédentes, pour chaque paie, selon la direction radiale, la longueur de la corde varie et en ce que la variation de la longueur de corde entre le pied et la tête présente un point d'inflexion entre deux paliers. Eventuellement, la variation de la longueur de corde présente trois paliers avec un point d'inflexion entre deux paliers consécutifs.
Selon la direction radiale, la longueur de la corde diminue avec le rayon jusqu'à un premier palier, la longueur de corde augmente avec le rayon jusqu'à un deuxième palier et la longueur de corde diminue à nouveau avec le rayon jusqu'à un troisième palier.
Eventuellement selon la direction radiale, la longueur de corde augmente brusquement entre le troisième palier et la tête de la paie.
Selon une variante de réalisation, selon la direction radiale, la longueur de la corde augmente avec le rayon jusqu'à un premier palier, la longueur de corde diminue avec le rayon jusqu'à un deuxième palier et la longueur de corde augmente à nouveau avec le rayon jusqu'à un troisième palier.
Et éventuellement la longueur de corde diminue brusquement entre le troisième palier et la tête.
L'hélice selon l'invention présente seules ou en combinaison les caractérisitques suivantes :
au moins l'un des bord d'attaque et bord de fuite présente une ondulation concave et se prolonge par une ondulation convexe ; et/ou
l'ondulation convexe est disposée entre deux ondulations concaves ; et/ou l'ondulation concave est disposée entre deux ondulations convexes ; et/ou chaque pale présente une face qui s'étend entre le bord d'attaque et le bord de fuite, qui présente un creux et qui se prolonge par une bosse ; et/ou
la bosse est disposée entre deux creux. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, donnée à titre d'exemple préféré, mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
la figure 1 est une vue de face d'une hélice de l'art antérieur ;
la figure 2 est une vue partielle en coupe de l'hélice de la figure 1 avec une pale coupée selon une section transversale ;
la figure 3 est une vue en coupe de la paie de l'hélice de la figure 2 selon la section transversale aplatie ;
la figure 4 est une vue en perspective de la face avant d'une hélice selon l'invention ;
- la figure 5 est une vue en perspective de la face arrière de l'hélice de la figure
4 ;
les figures 6, 7 et 8 sont des vues en perspectives selon trois angles différents d'une paie selon l'invention ;
les figures 9 et 10 sont des graphes montrant des courbes représentant respectivement la variation du calage et la variation de la longueur de la corde en fonction de la distance au pied de la pale ;
les figures 1 1 et 12 sont des graphiques similaires à ceux des figures 8 et 9 pour une variante de pale. L'hélice 1 représentée sur les figures comprend de façon classique une pluralité de pales 2 s'étendant généralement radiaiement à partir du moyeu centrai 3 et reliées entre elles, à la périphérie de l'hélice 1 , par une virole 4. Le moyeu 3, les pales 2 et la virole 4 sont formés d'une pièce par moulage de matière plastique. Le moyeu 3 présente une paroi annulaire cylindrique de révolution 5, à laquelle se raccordent les pieds 6 de pales 2, et une paroi frontale plane 7, tournée vers l'amont. Les termes amont et aval se réfèrent ici au sens du flux d'air produit par la rotation de l'hélice 1. Les parois frontale 7 et annulaire 5 sont reliées entre elles par un arrondi à profil en arc de cercle. En direction de l'axe de l'hélice 9, la paroi frontale 7 se raccorde à un manchon central surmoulé sur un insert annulaire métallique 8 destiné à la liaison de l'hélice 1 à l'arbre d'un moteur d'entraînement non représenté. Des nervures de renforcement sont prévues à l'intérieur du moyeu 3.
La virole 4 présente également une paroi annulaire cylindrique de révolution 10, à laquelle se raccordent les têtes 1 1 aux extrémités des pales 2, et qui se prolonge, du côté amont, par un évasement arrondi. Pour la suite, on définit l'expression « section transversale aplatie 13 » comme la courbe fermée plane obtenue en coupant la pale par une surface cylindrique de révolution autour de l'axe de l'hélice 1 , et en déroulant à plat cette surface cylindrique. La section transversale 13 de l'art antérieur, représentée sur les figures 2 et 3, possède une forme profilée aérodynamiquement comme un profil d'aile d'avion.
La corde 15 est alors définie comme le segment de droite reliant le bord d'attaque 16 et le bord de fuite 17 sur la section transversale aplatie. L'hélice 1 tourne dans un sens défini par le sens « bord de fuite vers bord d'attaque ». Le calage a, ou angle de calage, est défini par l'angle qui existe entre la corde 15 et l'axe de rotation 9. Comme on le voit sur la figure 3, on a représenté l'angle de calage a entre la corde 15 et un axe 20 parallèle à l'axe de rotation 9 de l'hélice 1 .
En référence aux figures 4 à 8, on décrit l'hélice selon un mode de réalisation de l'invention pour laquelle on garde les mêmes références que pour l'hélice de l'art antérieur représentée aux figures 1 à 3.
L'hélice 1 diffère de l'hélice de l'art antérieur par la forme des pales 2.
On décrit maintenant les paies 2 de l'hélice 1 . Celle-ci comporte sept pales 2 identiques qui s'étendent du moyeu 3 à la virole 4 et sont réparties anguiairement de façon régulière autour du moyeu 3.
Chaque pale 2 présente une face amont 22 et une face aval 23, les faces amont 22 étant visibles sur la figure 4 tandis que les faces aval 23 sont visibles sur la figure 5. Les pales 2 étant identiques entre elles, on n'en décrit qu'une, en référence aux figures 4 à 10.
De façon générale, la forme de la pale 2 est obtenue en faisant varier du pied 6 vers la tête 1 1 , la longueur de corde 15 d'une part et l'angle de calage a. La variation de la longueur de corde 15 a un effet sur la largeur de la pale 2. Elle se traduit par une présence d'ondulations sur le bord ici d'attaque. La variation du calage a a un effet sur le relief de la pale 2 en créant des bosses et des creux.
La pale 2 présente un bord d'attaque 16 qui ondule. En partant du pied 6, le bord 16 commence par une ondulation ou courbe concave 25. La courbe concave 25 se prolonge par une courbe convexe 26 qui elle-même se prolonge par une courbe concave 27. La courbe 27 présente son extrémité opposée au pied 6 au niveau de la tête 1 1 à la jonction entre la pale 2 et la virole 4.
On définit trois points déterminés 30, 31 , 32 sur le bord d'attaque 16 de la paie 2. Le point 30 est situé à proximité du pied 6. Le point 31 est situé dans une zone à mi- distance de la paie entre le pied 6 et la tête 11. Le point 32 est lui situé à proximité de la tête 1 1.
Le point 30 est situé sur le sommet de la courbe concave 25 ; le point 31 est situé sur le sommet de la courbe 26 ; le point 32 est situé sur le sommet de la courbe 27.
Le bord de fuite 17 présente lui une courbe présentant une seule concavité, plus plate, c'est-à-dire qu'il présente un large palier centrai 28 à peu près plat.
On se réfère maintenant à la figure 10 qui montre l'évolution de la longueur de la corde 15 par rapport à l'envergure de la paie 2 c'est-à-dire par rapport à la distance au pied 6. Sur cette figure on a reporté les valeurs L30, L31 et L32 qui correspondent à la distance des points 30, 31 et 32 au pied 6 de la pale 2.
Le graphe montre qu'entre le pied 6 et le point 30, c'est-à-dire sur la longueur L30, la longueur de la corde diminue. Elle atteint à ce point 30 un premier minimum. Et autour de ce point 30, l'évolution de la longueur de corde se fait sur un palier 33 où la longueur de corde n'évolue quasiment pas. Ici et dans la suite on considère que la longueur n'évolue quasiment pas lorsque sur une plage de 10% d'envergure de la pale, la longueur de corde n'évolue pas plus de 5%. Selon une variante, on peut prévoir un palier pour lequel l'évolution de corde n'est de pas plus que 3%. Sur la longueur L31 otée de la longueur L30 et donc entre les points 30 et 31 , la longueur de corde augmente. Cette longueur de corde atteint un maximum au point 31 , Et autour de ce point 31 , l'évolution de la longueur de corde se fait sur un palier 34 où la longueur de corde n'évolue quasiment pas, Entre les deux paliers 33, 34 et donc entre le minimum correspondant au point 30 et le maximum correspondant au point 31 , la courbe de l'évolution de la corde présente un premier point d'inflexion 36.
Sur la longueur L32 otée de la longueur L31 , c'est-à-dire entre les points 31 et 32 de la pale, la longueur de corde diminue à nouveau pour atteindre un deuxième minimum. Et autour de ce point 32, l'évolution de la longueur de corde se fait sur un palier 35 où la longueur de corde n'évolue quasiment pas.
Entre les deux paliers 34, 35 et donc entre le maximum correspondant au point 31 et le deuxième minimum correspondant au point 32, la courbe de l'évolution de la corde présente un deuxième point d'inflexion 37.
Sur le reste de la longueur de pale 2, c'est-à-dire entre le point 32 et la tête 1 1 de la pale 2, la longueur de corde augmente brusquement. Par brusquement, on entend que la pente de l'augmentation entre le point 32 et la tête 11 est beaucoup plus importante, en valeur absolue, que la pente de la diminution entre le point 31 et le point 32.
Ces variations de la longueur de corde traduisent les ondulations du bord d'attaque tel que précédemment décrit.
Selon une variante de réalisation non représentée, entre le pied 6 et le point 30, la longueur de la corde diminue brusquement. Ici aussi, et comme par la suite, brusquement signifie qu'en valeur absolue, la pente est beaucoup plus importante sur ce segment que sur un segment ou la variation n'est pas qualifiée de brusque. Comme la longueur de corde 15, la valeur de l'angle de calage a varie entre le pied 6 et la îête 1 1. Cela se traduit notamment par la présence de reliefs sur les faces de la pale 12. Ainsi, comme on le voit sur les figures 8 à 8, la face amont 22 de la pale 2 présente du côté du pied 6 un creux 40. En milieu de face 22, celle-ci présente une bosse 41 . Et du côté de la tête 1 1 , la surface présente à nouveau un creux 42 de sorte que la face 22 présente une bosse 41 avec de part et d'autre un creux 40, 42. La bosse 41 et les creux 40, 42 s'étendent approximativement sur toute la largeur de la face 22 même si les sommets ou minimums de ces creux ou bosse ne se trouvent pas ici sur les bords 16, 17.
La face aval présente, elle, des reliefs opposés. On se réfère maintenant à la figure 9 qui montre l'évolution de l'angle de calage a par rapport à l'envergure de la pale 12 c'est-à-dire par rapport à la distance au pied 6. Sur cette figure on a également reporté les valeurs L30, L31 et L32.
Le calage a augmente brusquement du pied 6 sur toute la longueur L30 et continue à augmenter fortement jusqu'à un palier 43 qui se situe entre les points 30 et 31 . Dans la zone du palier 43, le calage a se maintient à une valeur constante puis augmente à nouveau à partir du point 31 . L'augmentation se poursuit et passe par un point d'inflexion 45. Après le point d'inflexion 45 le calage a augmente encore jusqu'à un second palier 44. Le second palier 44 est situé entre le point 31 et le point 32, un peu avant le point 32. Après le palier 44 et plus nettement après le point 32, le calage a diminue brusquement jusqu'à la tête 1 1 .
Selon une variante non représentée, après le palier 43, la valeur du calage a diminue jusqu'à un minimum pour augmenter ensuite.
Ces variations de l'angle de calage sont une traduction la forme de la pale 2 avec ses creux et bosse telle que décrite précédemment. Selon une variante représentée aux figures 1 1 et 12, décrites par la suite en détails, les évolutions de longueur de corde et de calage a sont inversées par rapport à ce que a été décrit précédemment en référence aux figures 9 et 10. On se réfère maintenant à la figure 12 qui montre révolution de ia longueur de la corde 15 par rapport à l'envergure de la pale 12 c'est-à-dire par rapport à la distance au pied 6. Sur cette figure on a reporté les valeurs L30, L31 et L32 qui correspondent à la distance des points 30, 31 et 32 au pied 6 de ia pale 2. Le graphe montre qu'entre le pied 6 et le point 30, c'est-à-dire sur la longueur L30, la longueur de ia corde augmente. Elle atteint à ce point 30 un premier maximum. Et autour de ce point 30, l'évolution de la longueur de corde se fait sur un palier 53 où la longueur de corde n'évolue quasiment pas. Sur la longueur L31 otée de ia longueur L30 et donc entre les points 30 et 31 , la longueur de corde augmente. Cette longueur de corde atteint un maximum. Et autour de ce point 31 , l'évolution de la longueur de corde se fait sur un palier 54 où la longueur de corde n'évolue quasiment pas. Entre les deux paliers 53, 54 et donc entre le maximum correspondant au point 30 et le minimum correspondant au point 31 , la courbe de l'évolution de la corde présente un premier point d'inflexion 56.
Sur la longueur L32 otée de la longueur L31 , c'est-à-dire entre les points 31 et 32 de la pale, ia longueur de corde augmente à nouveau pour atteindre un deuxième maximum. Et autour de ce point 32, l'évolution de la longueur de corde se fait sur un palier 55 où la longueur de corde n'évolue quasiment pas.
Entre les deux paliers 54, 55 et donc entre le minimum correspondant au point 31 et le deuxième maximum correspondant au point 32, ia courbe de l'évolution de ia corde présente un deuxième point d'inflexion 57.
Sur le reste de la longueur de pale 2, c'est-à-dire entre le point 32 et la tête 1 1 de la pale 2, la longueur de corde diminue brusquement. Selon une variante de réalisation non représentée, entre le pied 6 et le point 30, la longueur de la corde augmente brusquement.
Bien qu'on n'ait pas représenté la pale 2 selon cette variante, par analogie, le bord d'attaque 16 ondule vers et à l'écart du bord d'attaque 17. En partant du pied 6, le bord 16 commence par une ondulation ou courbe convexe. La courbe convexe se prolonge par une courbe concave qui elle-même se prolonge par une courbe concave. La courbe présente son extrémité opposée au pied 6 au niveau de la tête 11 à la jonction entre la pale 2 et la paroi 5 du moyeu 3.
Comme la longueur de corde 15, la valeur de l'angle de calage a varie entre le pied 6 et la tête 1 1. Cela se traduit notamment par la présence de relief sur les faces de la pale 12, Ainsi, bien qu'on n'ait pas représenté en perspective la pale 2 dont on a tiré les graphes des figures 1 1 et 12, celle-ci présente du côté du pied 6 une bosse. En milieu d'envergure de face 22, celle-ci présente un creux. Et du côté de la tête 1 1 , la surface présente à nouveau une bosse de sorte que la face 22 présente un creux avec de part et d'autre une bosse. Le creux et les bosses s'étendent approximativement sur toute la largeur de la face 22. La face aval présente, elle, des reliefs opposés.
On se réfère maintenant à la figure 1 1 qui montre l'évolution de l'angle de calage a par rapport à l'envergure de la pale 12 c'est-à-dire par rapport à la distance au pied 6. Sur cette figure on a également reporté les valeurs L30, L31 et L32.
Le calage a diminue brusquement du pied 6 sur toute la longueur L30 et continue à diminuer fortement jusqu'à un palier 63 qui se situe entre les points 30 et 31. Dans la zone du palier 63, le calage a se maintient à une valeur constante puis diminue à nouveau à partir du point 31. La diminution se poursuit et passe par un point d'inflexion 65. Après le point d'inflexion 65 le calage a diminue encore jusqu'à un second palier 64. Le second palier 64 est situé entre le point 31 et le point 32, un peu avant le point 32. Après le palier 64 et plus nettement après le point 32, le calage a augmente brusquement jusqu'à la tête 1 1. On a représenté les pales 2 avec des bords ondulés traduisant la variation de la longueur de corde. En restant dans le cadre de l'invention, on peut prévoir des pales qui ne présentent pas ces bords ondulés mais seulement les variations de l'angle de calage.
Selon une variante de réalisation, le bord de fuite présente également un profil avec deux courbes concaves entourant une courbe convexe ou inversement en fonction du profil du bord d'attaque. Dans cette variante, le bord d'attaque présente ou pas un profil équivalent.
Selon une variante de réalisation, l'évolution de l'angle de calage ne présente qu'un point d'inflexion entre deux paliers.
Selon un autre mode de réalisation non représenté, seules certaines pales sont formées selon l'invention tandis que les autres pales présentent une répartition de corde ou calage plus classique telle qu'en figure 1 . Dans ce cas, les paies selon l'invention sont réparties angulairement de façon régulière ou non.
Selon un mode de réalisation non représenté, la variation de l'angle de calage a entre le pied et la tête présente deux points d'inflexion dont l'un des deux points d'inflexion est disposé entre un premier palier et un deuxième palier.
Selon un variante de ce mode de réalisation, il existe un troisième palier, chaque point d'inflexion étant disposé entre deux paliers consécutifs.
Selon un autre mode de réalisation non représenté, on ne fait varier du pied à la tête que l'angle de calage a tandis que la longueur de corde ne varie pas. Cela se traduit par une section transversale aplatie constante avec des reliefs (creux et bosses) mais des ondulations très limitées.
La présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté mais englobe toute variante d'exécution.

Claims

Revendications
1. Hélice de ventilateur, notamment pour le refroidissement du moteur d'entraînement d'un véhicule automobile, comprenant un moyeu (3), une virole (4) et des pales (2) s'étendant radialement entre le moyeu (3) et la virole (4), chaque pale (2) comportant un pied (6) à sa jonction avec le moyeu (3) et une tête (1 1 ) à la jonction avec la virole (4), chaque pale (2) présentant un bord d'attaque (16) et un bord de fuite (17) entre lesquels, à chaque section transversale aplatie, est définie une corde (15), caractérisée en ce que, pour chaque pale (2), selon la direction radiale du pied (6) vers la tête (1 1 ), l'angle de calage (a) entre la corde (15) et l'axe de rotation de l'hélice (9) varie et en ce que la variation de l'angle de calage (a) entre le pied (6) et la tête (1 1 ) présente un point d'inflexion (45 ; 65) entre un premier palier (43 ; 63) et un deuxième palier (44 ; 64).
2. Hélice selon la revendication 1 , caractérisée en ce que selon la direction radiale l'angle de calage (a) augmente brusquement avec le rayon jusqu'au premier palier
(43) et l'angle de calage (a) augmente à nouveau avec le rayon entre le premier palier (43) et le deuxième palier (44).
3. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'au niveau de la tête (11 ), l'angle de calage (a) diminue brusquement entre le deuxième palier (44) et la tête (1 1 ).
4. Hélice selon la revendication 3, caractérisée en ce que, selon la direction radiale, l'angle de calage (a) diminue brusquement avec le rayon jusqu'au premier palier (63) et l'angle de calage (a) diminue à nouveau avec le rayon entre le premier palier (63) et le deuxième palier (64).
5. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 ou 4, caractérisée en ce que l'angle de calage (a) augmente brusquement entre le deuxième palier (64) et la tête (1 1 ).
6. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que, pour chaque pale (2), selon la direction radiale, la longueur de la corde (15) varie et en ce que la variation de la longueur de corde (15) entre le pied (6) et la tête (1 1 ) présente un point d'inflexion (36, 37 ; 56, 57) entre deux paliers (33-34, 34-35 ; 53- 54, 54-55).
7. Hélice selon la revendication 6, caractérisée en ce que la variation de la longueur de corde présente trois paliers (33, 34, 35 ; 53, 54, 55) avec un point d'inflexion (36, 37 ; 56, 57) entre deux paliers consécutifs.
8. Hélice selon la revendication 7, caractérisée en ce que, selon la direction radiale, la longueur de la corde (15) diminue avec le rayon jusqu'à un premier palier (33), la longueur de corde (15) augmente avec le rayon jusqu'à un deuxième palier (34) et la longueur de corde (15) diminue à nouveau avec le rayon jusqu'à un troisième palier (35).
9. Hélice selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que, selon la direction radiale, la longueur de corde (15) augmente brusquement entre le troisième palier (35) et la tête (1 1 ) de la pale (2).
10. Hélice selon la revendication 7, caractérisée en ce que, selon la direction radiale, la longueur de la corde (15) augmente avec le rayon jusqu'à un premier palier (53), la longueur de corde (15) diminue avec le rayon jusqu'à un deuxième palier (54) et la longueur de corde (15) augmente à nouveau avec le rayon jusqu'à un troisième palier (55).
11. Hélice selon l'une quelconque des revendications 7 ou 10, caractérisée en ce que la longueur de corde (15) diminue brusquement entre le troisième palier (55) et la tête (1 1 ).
12. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisée en ce que au moins l'un des bord d'attaque (16) et bord de fuite (17) présente une ondulation concave (25, 27) et se prolonge par une ondulation convexe (26).
13. Hélice selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'ondulation convexe (26) est disposée entre deux ondulations concaves (25, 27).
14. Hélice selon la revendication 12, caractérisée en ce que l'ondulation concave est disposée entre deux ondulations convexes.
15. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que chaque pale (2) présente une face (22) qui s'étend entre le bord d'attaque (16) et le bord de fuite (17), qui présente un creux (40, 42) et qui se prolonge par une bosse (41 ).
16. Hélice selon la revendication 15, caractérisée en ce que la bosse (41 ) est disposée entre deux creux (40, 42).
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