EP2821653B1 - Buse de ventilateur d'automobile à bras doublement vrillés - Google Patents

Buse de ventilateur d'automobile à bras doublement vrillés Download PDF

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EP2821653B1
EP2821653B1 EP14175766.6A EP14175766A EP2821653B1 EP 2821653 B1 EP2821653 B1 EP 2821653B1 EP 14175766 A EP14175766 A EP 14175766A EP 2821653 B1 EP2821653 B1 EP 2821653B1
Authority
EP
European Patent Office
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arms
point
blower wheel
support arm
Prior art date
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Active
Application number
EP14175766.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2821653A1 (fr
Inventor
Bruno Demory
Emmanuel Henner
Elias Tannoury
Youssef BEDDADI
François Franquelin
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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Publication date
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Publication of EP2821653A1 publication Critical patent/EP2821653A1/fr
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Publication of EP2821653B1 publication Critical patent/EP2821653B1/fr
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/542—Bladed diffusers
    • F04D29/544—Blade shapes

Definitions

  • the field of the present invention is that of the automobile, and more particularly that of the circulation of air for cooling equipment of the vehicle, including its engine.
  • the vehicles with heat engine need to evacuate the calories that generates their operation and are therefore equipped with heat exchangers, including cooling radiators, which are placed at the front of the vehicle and crossed by outside air.
  • heat exchangers including cooling radiators, which are placed at the front of the vehicle and crossed by outside air.
  • a fan is placed upstream or downstream of them, upstream or downstream appreciating in this document with reference to the flow direction of the air.
  • the propeller used to force air circulation is characterized by high flow and low pressure and has a very axial flow.
  • the fan also referred to as a fan motor unit or GMV, generally comprises a nozzle or base, of parallelepipedal shape, which is traversed at its center by a hollow cylindrical cavity in which is positioned the propeller.
  • This base ensures the attachment of the fan to a support, including the cooling radiator or the chassis, and the support of the electric motor for actuating the propeller and maintaining the axis around which it rotates.
  • aerodynamically it forms a wall and prevents recirculation between the upstream and downstream of the propeller.
  • the attachment of the electric motor to the base can be constituted by several simple arms when one seeks to give it a function of mechanical strength or by the arms in the form of aircraft wing, or blade stators , when we try to give them also an aerodynamic function.
  • the stator vanes are known in the field of turbomachines where their effectiveness is demonstrated when the fluid gyration is important, which allows a significant recovery of the flow.
  • the solutions used are usually simple arms, of generally square or rectangular sections, which have excellent rigidity and whose number is limited because of their high aerodynamic resistance.
  • stator arms which have a smaller thickness, and whose section has an aerodynamic profile responsible for straightening the flow.
  • Their aerodynamic resistance is weaker unitarily but their rectifier function and lower stiffness generally require them to be used in greater numbers, to the detriment of increasing overall aerodynamic resistance. They are of little use aerodynamically, and therefore little used when placed downstream of a vehicle fan propeller, which is weakly aerodynamically loaded and generates a low gyration.
  • stator arms or vanes contribute to the generation of noise, according to different mechanisms that produce either tonal noise at particular frequencies or broadband noise over the entire range. frequency.
  • the fundamental frequency and its harmonics are excited by periodic phenomena, such as the successive passages of blades of the propeller in front of the stator arms.
  • Acoustic sources come from fluctuations in air density produced by instationnarities of flow, and it is observed that a propeller mounted on its base produces more noise, especially for the tonal contribution.
  • the present invention thus aims to provide an arrangement for an automobile fan that improves the performance of it compared to models currently in use.
  • the subject of the invention is a device for supporting a fan for cooling a fluid flowing through a cooling circuit of a motor vehicle, said device comprising an armature provided with an orifice intended to receive a propeller rotated about an axis of rotation to generate a ventilation flow, an actuator motor support of said propeller and a plurality of holding arms extending across said port for connecting said carrier to said propeller frame.
  • the section profile of said holding arms in a tangential plane has a variable pitch between their blade root, located at said support, and their blade head, located at their attachment to said frame.
  • the main feature of the invention is that the wedging of said arms moves in a first direction between said blade root and a first point located on the span of the holding arm, and in an opposite direction between a second point, located radially beyond said first point on the span of said holding arm, and said blade head, the profile of said holding arm being oriented substantially in a radial plane at its foot, the profile of said holding arm at the level of its foot having a setting angle greater than 70 ° with respect to the axis of rotation of said propeller.
  • said first point and said second point coincide.
  • This configuration provides the best possible reduction for the radiated noise, in particular by helping to open the flow passage section in the central part of the arms.
  • said first and second points are located between the first and third quarter of the span of said holding arm.
  • the profile of said holding arm is oriented substantially in a radial plane at its head.
  • the profile of said holding arm at its head has a setting angle greater than 70 ° relative to the axis of rotation of said helix.
  • the profile of said holding arm at the point or points of change of the direction of evolution of the wedging that is to say, of said first point or points mentioned above, has a calibration angle lower than 20 ° with respect to the axis of rotation of said propeller.
  • the section profile of said holding arms in a tangential plane is aerodynamic type.
  • a ratio of a length I of a chord of the profile of said holding arms in a tangential plane to a thickness e of said profile is advantageously greater than or equal to 1.5, in particular at the thickest point of said profile.
  • the invention also relates to a motor-fan unit for cooling a fluid flowing through a cooling circuit of a motor vehicle comprising a propeller rotated about an axis of rotation to generate a ventilation flow and an engine. actuating said propeller characterized in that said motor and said propeller are carried by a support device as described above.
  • the support arms of the support device are positioned at a distance from the blades of the propeller.
  • the invention finally relates to a cooling module for a front end of a motor vehicle comprising a motor-fan unit as described above.
  • a cooling module 3 of a motor block 5 of a motor vehicle comprises in particular a propeller 1 of a motor-fan unit and a heat exchanger 7 such as a cooling radiator.
  • the propeller 1, positioned here between the cooling radiator 7 and the engine block 5, can be arranged either in front or behind the radiator 7.
  • These elements 1, 5 and 7 are substantially axially aligned. In the remainder of the description, the axial, radial or tangential terms are understood with reference to the axis of rotation of the helix 1.
  • the propeller 1 is rotated about an axis A.
  • the propeller 1 sucks the air and causes it to through the radiator.
  • the flow of air flows in a direction of flow oriented substantially from the radiator 7 to the engine block 5.
  • the figure 2 shows, in perspective, the various components of a cooling module.
  • the fan which is here placed downstream of the radiator 7, is shown in exploded view: it comprises firstly a base, or armature or nozzle 2, which ensures, in addition to its function of capturing air and guiding towards the propeller 1, a mechanical support function for all the elements of the fan.
  • the nozzle has a shape rectangular extending radially parallel to the radiator. It is placed in frontal barrier of the air which crosses this last one. It has in its center, a hole or axial cylindrical cutout 21 to let the ventilation air.
  • the fan also comprises a propeller 1 which is disposed inside this axial cut and which rotates under the action of the electric motor 6, positioned in a central hub 9 of said propeller. It finally comprises radial arms 4 which are attached to the periphery of the cylindrical cutout 21 of the nozzle 2 and which carry, via a ring or central cover, the electric motor 6 which drives the propeller.
  • the propeller 1 comprises a plurality of movable blades 11 which extend radially from the hub 9 towards the inner wall of the cutout 21 made in the nozzle 2.
  • it comprises at its end external radial shell 8 on which are attached the heads of the movable blades 11, so as to reduce the risk of floating thereof.
  • the figure 3 shows in more detail a fan of the prior art, comprising a propeller 1 having movable blades 11. Said propeller is carried by the electric motor 6 which is itself carried by the base 2 by means of arms. On the base 2, downstream of the propeller 1, are fixed radial arms 4 which are regularly arranged on the circumference of the cutout which is formed in the base 2 to allow passage to the flow of ventilation. These arms are simple arms which are oriented radially and which have a symmetry with respect to the radial plane in which they extend. The presence of these arms generates a drag due to the friction of the air. In the present case they are not directed in the direction of the flow which has a helical shape, and they disturb the tangential component of the flow.
  • the arms 4 are fixed on the peripheral side on the frame of the base 2 of the fan and meet centrally on the central fixed cover 16. Inside this cover are fixed bearings (not visible in the figure) which are carriers of the axis of rotation of the hub 9 of the propeller.
  • the propeller 1 is thus able to move in rotation within the cut made in the base 2, in the direction indicated by the arrow ⁇ of the figure, under the action of the electric motor 6 which is positioned in the central bonnet 16.
  • the figure 4 shows an improved fan according to the invention. It is similar to that of the figure 2 for the elements which bear the same reference, with the exception of the support arms of the central cover 16.
  • the simple arms 4 of the figure 2 are replaced by arms profiles, or stators 14, having a dual aerodynamic and acoustic function.
  • the stators 14 are constituted by thin blades, of large span and elongated section, with a rope whose length l is greater at least 1.5 times that of its thickness e ( figure 7 ), in particular at its point of greatest thickness.
  • stator blades have an aerodynamic profile to reduce their drag, and the wedging ⁇ ( figure 7 ) of the profile evolves throughout its span, between its foot 14a carried by the central cover 16 and its head 14b carried here by a plate 12 which extends axially from the base 2. This plate 12 is intended to attach the stators 14 away from the base 2 and the mobile blades 11 of the fan.
  • the law of the setting of the stator sections is evolutive along the span to adapt to the direction and the gyration of the flow at the exit of the helix; this is beneficial both for the aerodynamic efficiency and for the reduction of the instabilities that are generating noise.
  • the foot wedging, as well as the head wedging must have a significant value (typically greater than 70 °), while the central portion of the blade, that is, included in 25 and 75% of the span. , must have a clearly low setting (typically less than 20 °).
  • the stator thus has a doubly twisted shape along a line connecting the mid-chord points of the stator, the twisting being constituted by a rotation of the stator section, in a tangential plane, when this line is described since foot to the head of the stator. It is said doubly twisted because twisting according to the invention preferentially increases from the foot to mid-span, to decrease from mid-span to the head and back to a weakly twisted level.
  • the evolution of the setting could be interrupted, or follow another law, in the central part of the stator.
  • the arms are better suited than flat plates both aerodynamically and acoustically.
  • the reduction of the instationnarities created by the arms thus allows an improvement of the acoustics, by minimizing the rotor-stator interactions and by reducing the noise generated by the stator itself.
  • the increase in the distance between the rotor and the stator made possible by the greater compactness of the motor-fan unit, will reduce the interaction between the rotor and the stator and therefore contribute to a greater reduction. the acoustic level of this group.

Landscapes

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Description

  • Le domaine de la présente invention est celui de l'automobile, et plus particulièrement celui de la circulation de l'air pour le refroidissement d'équipements du véhicule, notamment de son moteur.
  • Les véhicules à moteur thermique ont besoin d'évacuer les calories que génère leur fonctionnement et sont pour cela équipés d'échangeurs thermiques, notamment des radiateurs de refroidissement, qui sont placés à l'avant du véhicule et traversés par de l'air extérieur. Pour forcer la circulation de cet air à travers le ou les échangeurs, un ventilateur est placé en amont ou en aval de ceux-ci, l'amont ou l'aval s'appréciant dans ce document en référence à la direction d'écoulement de l'air. L'hélice qui sert à forcer la circulation d'air se caractérise par un débit élevé et une pression faible et présente un écoulement orienté de façon très axiale.
  • Le ventilateur, également désigné sous le vocable de groupe moto-ventilateur ou GMV, comprend généralement une buse ou socle, de forme parallélépipédique, qui est traversé en son centre par une cavité cylindrique creuse dans laquelle est positionnée l'hélice. Ce socle assure l'accrochage du ventilateur à un support, notamment le radiateur de refroidissement ou le châssis, ainsi que le support du moteur électrique d'actionnement de l'hélice et le maintien de l'axe autour duquel celle-ci tourne. Par ailleurs, sur le plan aérodynamique, il forme une paroi et empêche les recirculations entre l'amont et l'aval de l'hélice.
  • L'accrochage du moteur électrique au socle peut être constitué par plusieurs bras simples lorsqu'on ne cherche à lui donner qu'une fonction de tenue mécanique ou bien par des bras en forme d'aile d'avion, ou d'aube de stators, lorsqu'on cherche à leur donner également une fonction aérodynamique. Les aubes de stators sont connues dans le domaine des turbomachines où leur efficacité est démontrée lorsque la giration du fluide est importante, ce qui permet un redressement significatif de l'écoulement.
  • Les bras des groupes moto-ventilateur sont classiquement obtenus par moulage, et doivent répondre à deux types d'impératifs :
    • assurer la liaison mécanique entre l'anneau porteur du moteur et la buse, en présentant un encombrement réduit et une rigidité structurelle permettant d'éviter les déformations selon les différents types de conditions de fonctionnement du véhicule.
    • contribuer à la performance aérodynamique de l'ensemble, en minimisant les pertes par frottement fluide grâce à un bon profilage et éventuellement en redressant l'écoulement hélicoïdal en sortie d'hélice pour récupérer l'énergie contenue dans la composante tangentielle de vitesse.
  • Les solutions utilisées sont habituellement des bras simples, de sections globalement carrées ou rectangulaires, qui présentent une excellente rigidité et dont on limite le nombre à cause de leur résistance aérodynamique importante.
  • Il est également possible d'utiliser des bras dits « statoriques », qui présentent une épaisseur plus faible, et dont la section présente un profil aérodynamique chargé de redresser l'écoulement. Leur résistance aérodynamique est plus faible unitairement mais leur fonction de redresseur et leur plus faible rigidité nécessitent en général de les utiliser en plus grand nombre, au détriment de la résistance aérodynamique globale qui augmente. Ils sont peu utiles aérodynamiquement, et donc peu utilisés lorsqu'ils sont placés en aval d'une hélice de ventilateur pour véhicule, qui est faiblement chargée aérodynamiquement et génère une giration faible.
  • Le document US 2006/147304 A1 divulgue un dispositif de support de ventilateur selon le préambule de la revendication 1.
  • En revanche, quelle que soit la solution retenue, il est connu que les bras ou aubes de stator contribuent à la génération de bruit, selon différents mécanismes qui produisent soit du bruit tonal à des fréquences particulières, soit du bruit large bande sur toute la gamme de fréquence. La fréquence fondamentale et ses harmoniques sont excités par des phénomènes périodiques, tels que les passages successifs de pales de l'hélice devant les bras du stator. Les sources acoustiques proviennent des fluctuations de densité de l'air produites par les instationnarités de l'écoulement, et il est observé qu'une hélice montée sur son socle produit plus de bruit, en particulier pour la contribution tonale.
  • Il est donc nécessaire de chercher à améliorer les performances acoustiques des ventilateurs de face avant des véhicules automobiles, tout en essayant de réduire les pertes aérodynamiques et d'augmenter le rendement des hélices.
  • La présente invention a ainsi pour but de proposer un agencement pour un ventilateur d'automobile qui améliore les performances de celui-ci par rapport aux modèles actuellement en service.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de support d'un ventilateur pour le refroidissement d'un fluide parcourant un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile, ledit dispositif comportant une armature munie d'un orifice destinée à recevoir une hélice actionnée en rotation autour d'un axe de rotation pour générer un flux de ventilation, un support d'un moteur d'actionnement de ladite hélice et une pluralité de bras de maintien s'étendant en travers dudit orifice pour relier ledit support à ladite armature.
  • Le profil de section desdits bras de maintien selon un plan tangentiel présente un calage variable entre leur pied de pale, situé au niveau dudit support, et leur tête de pale, située au niveau de leur rattachement à ladite armature.
  • Le choix d'un calage évolutif permet d'orienter le profil du bras en fonction de l'orientation locale du flux d'air et ainsi de réduire très significativement les instationnarités, et donc le bruit rayonné.
  • L'invention se caractérise à titre principal en ce que le calage desdits bras évolue dans un premier sens entre ledit pied de pale et un premier point situé sur l'envergure du bras de maintien, et dans un sens opposé entre un second point, situé radialement au-delà dudit premier point sur l'envergure dudit bras de maintien, et ladite tête de pale, le profil dudit bras de maintien étant orienté sensiblement selon un plan radial au niveau de son pied, le profil dudit bras de maintien au niveau de son pied ayant un angle de calage supérieur à 70° par rapport à l'axe de rotation de ladite hélice.
  • De façon préférentielle, ledit premier point et ledit second point sont confondus. Cette configuration assure la meilleure réduction possible pour le bruit rayonné, en particulier en contribuant à ouvrir la section de passage du flux dans la partie centrale des bras.
  • Avantageusement lesdits premier et/second points sont situés entre le premier et le troisième quart de l'envergure dudit bras de maintien.
  • Dans un mode préférentiel le profil dudit bras de maintien est orienté sensiblement selon un plan radial au niveau de sa tête.
  • Plus préférentiellement le profil dudit bras de maintien au niveau de sa tête a un angle de calage supérieur à 70° par rapport à l'axe de rotation de ladite hélice.
  • Dans un mode, le profil dudit bras de maintien au niveau du ou des points de changement du sens d'évolution du calage, c'est-à-dire, du ou desdits premiers points évoqués plus haut, a un angle de calage inférieur à 20° par rapport à l'axe de rotation de ladite hélice.
  • Selon un aspect de l'invention, le profil de section desdits bras de maintien selon un plan tangentiel est de type aérodynamique.
  • Un rapport d'une longueur I d'une corde du profil desdits bras de maintien selon un plan tangentiel sur une épaisseur e dudit profil est avantageusement supérieur ou égal à 1,5, en particulier au point le plus épais dudit profil.
  • L'invention porte également sur un groupe moto-ventilateur pour le refroidissement d'un fluide parcourant un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile comprenant une hélice actionnée en rotation autour d'un axe de rotation pour générer un flux de ventilation et un moteur d'actionnement de ladite hélice caractérisé en ce que ledit moteur et ladite hélice sont portés par un dispositif de support tel que décrit ci-dessus.
  • Préférentiellement les bras de maintien du dispositif de support sont positionnées à distance des pales de l'hélice. L'espacement laissé entre les aubes de stator et les aubes mobiles, au-delà de la distance strictement nécessaire pour éviter des interférences mécaniques en fonctionnement, évite des interactions entre le rotor et le stator qui sont génératrices de bruit.
  • L'invention porte enfin sur un module de refroidissement pour une face avant de véhicule automobile comprenant un groupe moto-ventilateur tel que décrit ci-dessus.
  • L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés.
  • Sur ces dessins :
    • la figure 1 est une vue simplifiée et schématique d'un module de refroidissement d'un bloc moteur d'un véhicule automobile ;
    • la figure 2 est une vue éclatée, en perspective, d'un module de refroidissement de véhicule automobile ;
    • la figure 3 est une vue en perspective d'un groupe moto-ventilateur pour moteur d'automobile, muni de bras simples de maintien de l'hélice ;
    • la figure 4 est une vue en perspective d'un groupe moto-ventilateur pour moteur d'automobile, muni de bras statoriques selon l'invention ;
    • la figure 5 est une vue de détail en perspective du stator de la figure 4,
    • la figure 6 est une vue de détail en perspective d'un bras du stator de la figure 4,
    • la figure 7 est une vue d'un profil, selon un plan tangentiel, d'un bras de maintien d'un dispositif selon l'invention.
  • En se référant à la figure 1, on voit un module de refroidissement 3 d'un bloc moteur 5 de véhicule automobile. Il comprend notamment une hélice 1 d'un groupe moto-ventilateur et un échangeur thermique 7 tel qu'un radiateur de refroidissement. L'hélice 1, positionnée ici entre le radiateur de refroidissement 7 et le bloc moteur 5, peut être agencée soit en avant soit en arrière du radiateur 7. Ces éléments 1, 5 et 7 sont sensiblement alignés axialement. Dans la suite de la description les termes axial, radial ou tangentiel se comprennent en référence à l'axe de rotation de l'hélice 1.
  • L'hélice 1 est montée en rotation autour d'un axe A. Lorsque l'hélice 1 est entraînée en rotation, par exemple par un moteur électrique (non représenté), l'hélice 1 aspire l'air et, l'entraîne à travers le radiateur. Le flux d'air s'écoule selon un sens d'écoulement orienté sensiblement du radiateur 7 vers le bloc moteur 5.
  • La figure 2 montre, en perspective, les divers éléments constitutifs d'un module de refroidissement. Le ventilateur, qui est ici placé en aval du radiateur 7, est montré en vue éclatée : il comprend en premier lieu un socle, ou armature ou buse 2, qui assure, en plus de sa fonction de captation de l'air et de guidage vers l'hélice 1, une fonction de support mécanique pour l'ensemble des éléments du ventilateur. La buse a une forme rectangulaire s'étendant radialement parallèlement au radiateur. Elle est placée en barrière frontale de l'air qui traverse ce dernier. Elle présente en son centre, un orifice ou découpe cylindrique axiale 21 pour laisser passer l'air de ventilation. Le ventilateur comprend également une hélice 1 qui est disposée à l'intérieur de cette découpe axiale et qui tourne sous l'action du moteur électrique 6, positionné dans un moyeu central 9 de ladite hélice. Il comprend enfin des bras radiaux 4 qui viennent s'attacher à la périphérie de la découpe cylindrique 21 de la buse 2 et qui portent, par l'intermédiaire d'un anneau ou capot central, le moteur électrique 6 qui entraîne l'hélice.
  • L'hélice 1 comporte une pluralité de pales mobiles 11 qui s'étendent radialement depuis le moyeu 9 vers la paroi interne de la découpe 21 pratiquée dans la buse 2. Dans la configuration représentée, sans que ce soit obligatoire, elle comporte à son extrémité radiale externe une virole 8 sur laquelle sont rattachées les têtes des pales mobiles 11, de façon à réduire les risques de flottement de celles-ci.
  • La figure 3 montre de façon plus détaillée un ventilateur de l'art antérieur, comprenant une hélice 1 comportant des pales mobiles 11. Ladite hélice est portée par le moteur électrique 6 qui est lui-même porté par le socle 2 au moyen de bras. Sur le socle 2, en aval de l'hélice 1, sont fixés des bras radiaux 4 qui sont régulièrement disposés sur la circonférence de la découpe qui est pratiquée dans le socle 2 pour laisser le passage au flux de ventilation. Ces bras sont des bras simples qui sont orientés radialement et qui présentent une symétrie par rapport au plan radial dans lequel ils s'étendent. La présence de ces bras génère une trainée due au frottement de l'air. Dans le cas présent ils ne sont pas dirigés dans le sens de l'écoulement qui présente une forme hélicoïdale, et ils perturbent la composante tangentielle de l'écoulement. Les bras 4 sont fixés du côté périphérique sur l'armature du socle 2 du ventilateur et se rejoignent au centre sur le capot central fixe 16. A l'intérieur de ce capot sont fixés des paliers (non visibles sur la figure) qui sont porteurs de l'axe de rotation du moyeu 9 de l'hélice. L'hélice 1 est ainsi apte à se mouvoir en rotation au sein de la découpe pratiquée dans le socle 2, dans le sens indiqué par la flèche Ω de la figure, sous l'action du moteur électrique 6 qui est positionné dans le capot central 16.
  • La figure 4 montre un ventilateur amélioré selon l'invention. Il est analogue à celui de la figure 2 pour les éléments qui portent la même référence, à l'exception des bras de support du capot central 16. Les bras simples 4 de la figure 2 sont remplacés par des bras profilés, ou stators 14, ayant une double fonction aérodynamique et acoustique. Au lieu des bras en forme de plaques planes orientées selon la direction de l'écoulement qui traverse l'hélice, les stators 14 sont constitués par des pales minces, de grande envergure et de section allongée, avec une corde dont la longueur l est supérieure d'au moins 1,5 fois à celle de son épaisseur e (figure 7), en particulier en son point de plus grande épaisseur. Ces pales de stator ont un profil aérodynamique pour réduire leur traînée, et le calage α (figure 7) du profil évolue tout au long de son envergure, entre son pied 14a porté par le capot central 16 et sa tête 14b portée ici par une plaquette 12 qui s'étend axialement à partir du socle 2. Cette plaquette 12 a pour but d'attacher les stators 14 à distance du socle 2 et des pales mobiles 11 du ventilateur.
  • De façon plus visible en référence aux figures 5 et 6, le calage du profil de section d'un dit stator 14 selon un plan tangentiel évolue le long de leur envergure, en partant d'une orientation sensiblement radiale au niveau de son pied 14a et du capot central 16, pour venir à une orientation nettement plus axiale à mi-envergure du stator, et pour revenir vers une orientation sensiblement radiale au niveau de sa tête 14b et de la plaquette 12.
  • La loi du calage des sections de stator, c'est-à-dire de l'angle α que fait la corde de cette section avec la direction axiale, est évolutive le long de l'envergure pour s'adapter à la direction et à la giration de l'écoulement en sortie d'hélice ; ceci est bénéfique à la fois pour le rendement aérodynamique et pour la réduction des instabilités qui sont génératrices de bruit. De façon préférentielle le calage de pied, de même que le calage de tête, doit avoir une valeur importante (typiquement supérieure à 70°), alors que la partie centrale de la pale, soit celle comprise en 25 et 75% de l'envergure, doit avoir un calage nettement faible (typiquement inférieur à 20°). Le stator présente donc une forme doublement vrillée tout le long d'une ligne reliant les points à mi-corde du stator, le vrillage étant constitué par une rotation de la section du stator, dans un plan tangentiel, lorsqu'on décrit cette ligne depuis le pied jusqu'à la tête du stator. Elle est dite doublement vrillée car le vrillage selon l'invention augmente préférentiellement du pied vers la mi-envergure, pour décroître de la mi-envergure vers la tête et revenir à un niveau faiblement vrillé.
  • Selon un mode de réalisation non illustré, l'évolution du calage pourrait s'interrompre, ou suivre une autre loi, dans la partie centrale du stator.
  • Il résulte de l'orientation sensiblement radiale du profil en pied comme en tête, une très bonne compacité de la solution, ce qui permet de libérer axialement de l'espace pour le compartiment moteur, ou bien, plus utilement sur le plan acoustique, de placer les bras de maintien à distance des pales mobiles, c'est-à-dire à une distance supérieure à celle qui serait strictement nécessaire pour tenir compte des variations relatives de positionnement axiale en fonctionnement et éviter de possibles interférences mécaniques.
  • Avec ce vrillage les bras sont mieux adaptés que des plaques planes tant sur le plan aérodynamique qu'acoustique. La réduction des instationnarités créées par les bras permet donc une amélioration de l'acoustique, en minimisant les interactions rotor-stator et en réduisant le bruit généré par le stator lui-même. De plus l'augmentation de la distance entre le rotor et le stator, rendue permise par la plus grande compacité du groupe moto-ventilateur, permettra de réduire l'interaction entre le rotor et le stator et de ce fait participe à une plus grande réduction du niveau acoustique de ce groupe.
  • Un autre bénéfice apporté par les pales de stator vrillées, réside dans l'amélioration des performances au point de fonctionnement, avec un rendement augmenté pour la solution proposée par rapport à l'hélice seule. Des comparaisons ont été effectuées et il en résulte que le couple nécessaire à l'entraînement de l'hélice se trouve légèrement diminué alors que la performance en pression reste à son point nominal, d'où ce gain en rendement.

Claims (11)

  1. Dispositif de support d'un ventilateur pour le refroidissement d'un fluide parcourant un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile, ledit dispositif comportant une armature (2) munie d'un orifice destinée à recevoir une hélice (1) actionnée en rotation autour d'un axe de rotation pour générer un flux de ventilation, un support (16) d'un moteur d'actionnement (6) de ladite hélice et une pluralité de bras de maintien (14) s'étendant en travers dudit orifice pour relier ledit support à ladite armature, le profil de section desdits bras de maintien selon un plan tangentiel présentant un calage variable entre leur pied de pale (14a), situé au niveau dudit support (16), et leur tête de pale (14b), située au niveau de leur rattachement à ladite armature, le calage desdits bras (14) évoluant dans un premier sens entre ledit pied de pale et un premier point situé sur l'envergure dudit bras de maintien, et dans un sens opposé entre un second point situé radialement au-delà dudit premier point sur l'envergure dudit bras de maintien et ladite tête de pale, dits points de changement du sens d'évolution du calage,
    le dispositif de support étant caractérisé en ce que le profil du bras de maintien (14) est orienté sensiblement selon un plan radial au niveau de son pied (14a), le profil du bras de maintien (14) au niveau de son pied (14a) ayant un angle de calage supérieur à 70° par rapport à l'axe de rotation de ladite hélice.
  2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel ledit premier point et ledit second point sont confondus.
  3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 dans lequel lesdits premier et/ou second points sont situés entre le premier et le troisième quart de l'envergure dudit bras de maintien.
  4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel le profil du bras de maintien (14) est orienté sensiblement selon un plan radial au niveau de sa tête (14b).
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel le profil du bras de maintien (14) au niveau de sa tête (14b) a un angle de calage supérieur à 70° par rapport à l'axe de rotation de ladite hélice.
  6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel le profil du bras de maintien (14) au niveau du ou des points de changement du sens d'évolution du calage, a un angle de calage inférieur à 20° par rapport à l'axe de rotation de ladite hélice.
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le profil de section desdits bras de maintien (14) selon un plan tangentiel est de type aérodynamique.
  8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel un rapport d'une longueur l d'une corde du profil desdits bras de maintien (14) selon un plan tangentiel sur une épaisseur e dudit profil est supérieur ou égal à 1,5, au point le plus épais dudit profil.
  9. Groupe moto-ventilateur pour le refroidissement d'un fluide parcourant un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile comprenant une hélice (1) actionnée en rotation autour d'un axe de rotation pour générer un flux de ventilation et un moteur d'actionnement (6) de ladite hélice caractérisé en ce que ledit moteur et ladite hélice sont portés par un dispositif de support selon l'une quelconque des revendications précédentes.
  10. Groupe moto-ventilateur selon la revendication précédente dans lequel les bras de maintien (14) du dispositif de support sont positionnés à distance de pales (11) de l'hélice (1).
  11. Module de refroidissement pour une face avant de véhicule automobile comprenant un groupe moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 9 et 10.
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