FR2595767A1 - Ventilateur radial destine notamment a la climatisation de vehicule automobile - Google Patents
Ventilateur radial destine notamment a la climatisation de vehicule automobile Download PDFInfo
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Abstract
CE VENTILATEUR COMPREND UN BOITIER EN VOLUTE 10 DANS LEQUEL EST DISPOSEE UNE HELICE 11 DE VENTILATION RELIEE A DES MOYENS D'ENTRAINEMENT 12. L'HELICE COMPORTE UNE SERIE D'AUBES 13 S'ETENDANT A PEU PRES PARALLELEMENT A L'AXE DE ROTATION X-X DE CETTE HELICE, A PARTIR D'UN BOL 14 RELIANT CELLES-CI AUX MOYENS D'ENTRAINEMENT, VERS UN REBORD 15 D'UNE ENTREE D'AIR 16 DELIMITANT AVEC LE BOL UN ESPACE POUR UNE VEINE FLUIDE. LES SURFACES EN REGARD DU BOL ET DU REBORD DE L'ENTREE D'AIR, AU MOINS JUSQU'AUX REBORDS INTERIEURS DES AUBES, SONT ENGENDREES PAR ROTATION AUTOUR DUDIT AXE DE ROTATION X-X DE TRONCONS DE COURBES PARALLELES. AVANTAGEUSEMENT, CES TRONCONS DE COURBES SONT CONSTITUES PAR DES ARCS DE CERCLES CONCENTRIQUES.
Description
La présente invention concerne un ventilateur radial, destiné notamment a-
la climatisation de
véhicule automobile.
On connait dans l'état de la technique un certain nombre de ventilateurs de ce type. Ainsl par exemple, on connait d'après le document FR-2 471 503, un ventilateur radial comprenant un boîtier en volute dans lequel est disposée une hélice de ventilation reliée a des moyens d'entraine10 ment. L'hélice comporte une série d'aubes présentant chacune un rebord extérieur et un rebord intérieur et s'étendant a peu prés parallèlement a l'axe de rotation de cette hélice, à partir d'un bol reliant celles-ci aux moyens d'entraînement, vers un rebord d'une 15 entrée d'air, délimitant avec le bol un espace pour
une veine fluide.
Cependant, tous ces dispositifs présentent
un certain nombre d'inconvénients.
En effet, le rendement de tels ventilateurs 20 étant relativement faible, les moyens d'entraînement sont constitués par des moteurs électriques bipolaires permettant d'entraîner l'hélice de ventilation a une vitesse de rotation relativement élevée de manière à compenser ce rendement faible tout en gardant le même 25 encombrement. Ces moteurs bipolaires ont une longueur axiale relativement grande, ce qui oblige pour limiter l'encombrement total du ventilateur, à utiliser des bols d'impulseur très bombés. Ceci se traduit par une
baisse supplémentaire du rendement de l'ensemble.
Enfin, le rendement de ce type de moteur est
relativement faible et il a tendance à chauffer de sorte qu'il est nécessaire de prévoir un dispositif de refroidissement pour ce moteur. Un exemple d'un tel dispositif de refroidissement est décrit dans le docu-
ment mentionné précédemment.
Le but de l'invention est donc de résoudre
les problèmes évoqués ci-dessus.
A cet effet, l'invention a pour objet un ventilateur radial destiné notamment à la climatisation de véhicule automobile, du type défini précédemment, caractérisé en ce que les surfaces en regard du bol et du rebord de l'entrée d'air, au moins jusqu'aux rebords intérieurs des aubes, sont engendrées par 10 rotation autour dudit axe de rotation, de tronçons de courbes parallèles. Avantageusement, les tronçons de courbes parallèles sont constitués par des arcs de
cercles concentriques.
Selon une caractéristique avantageuse du 15 ventilateur selon l'invention, les moyens d entrainement sont constitués par un moteur électrique à quatre pôles dont la longueur axiale est inférieure au diamètre.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de 20 la description qui va suivre, donnée uniquement à
titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig.1 représente une vue en coupe d'un ventilateur radial de l'état de la technique; - la Fig.2 représente une vue en coupe d'un ventilateur selon l'invention; - la Fig.3 représente une vue partielle d'une hélice de ventilation entrant dans la constitution d'un ventilateur selon l'invention; et - les Fig.4,5 et 6,représentent des détails
de réalisation de l'hélice représentée sur la Fig.3.
Ainsi qu'on peut le voir sur la Fig.1, un ventilateur radial de l'état de la technique comporte un boitier 1 en volute dans lequel est disposée une hélice de ventilation 2 reliée a des moyens d'entrainement 3 constitués par un moteur électrique, par exemple bipolaire. L'hélice 2 comporte une série d'aubes 4 présentant chacune un rebord extérieur et un 5 rebord intérieur et s'étendant à peu prés parallèlement a l'axe de rotation de l'hélice, a partir d'un bol 5 reliant celles-ci aux moyens d'entraînement 3, vers un rebord 6 d'une entrée d'air 7, délimitant avec
le bol un espace pour une veine fluide.
Ainsl qu'il a été mentionné précédemment, ce ventilateur présente un certain nombre d'inconvénients en raison notamment de l'encombrement du moteur électrique qui impose d'utiliser un bol très bombé et donc
réduit la hauteur utile des aubes.
Ainsi qu'on peut le voir sur la Fig.2, un ventilateur radial selon l'invention comporte également un boitier en volute 10 dans lequel est disposée une hélice de ventilation 11 venue de moulage et releée a des moyens d'entrainement 12 qui sont cons20 titués par un moteur électrique a quatre pôles dont la longueur axiale est inférieure a son diamètre. L'utilisation de ce moteur est rendue possible grace a l'augmentation du rendement de l'ensemble et notamment de l'hélice de ventilation dont la structure sera 25 décrite plus en détail par la suite. Le moteur 12 peut
être fixé sur le boitier 10 par l'intermédiaire de parties en saillie 12a de part et d'autre de ce moteur. L'helice comporte également un certain nombre d'aubes 13 présentant chacune un rebord extérieur 13a 30 délimitant un cercle de diamètre D et un rebord intérieur 13b délimitant un cercle de diamètre d.
Ces aubes s'étendent a peu prés parallèlement a l'axe de rotation X-X de l'hélice de ventilation, a partir d'un bol 14 reliant ces aubes au moteur électrique, vers un rebord 15 d'une entrée d'air 16, délimitant avec le bol un espace pour une veine fluide. Les surfaces en regard du bol et du rebord de l'entrée d'air, au moins jusqu'aux rebords intérieurs 5 des aubes, sont engendrées par rotation autour dudit axe de rotation, de tronçons de courbes parallèles et plus particulièrement, dans l'exemple représenté,
d'arcs de cercles concentriques.
Ainsi qu'on peut le voir plus clairement sur 10 la Fig.3, la hauteur H des aubes est inférieure ou égale à 0/2 avec D représentant le diamètre du cercle délimité par les rebords extérieurs des aubes. Le centre 0 des cercles Cl et C2 dont des arcs délimitent les parties en regard du bol 14 et du rebord 15 de 15 l'entrée d'air, est situé au point d'intersection d'une droite Y-Y passant par le rebord extérieur d'une aube et de la médiatrice Z-Z d'un segment de droite s'étendant entre le point d'intersection A de ladite droite Y-Y avec un plan défini par la base du bol 14 20 et un point B situé sur l'axe de rotation X-X de l'hélice, a une hauteur comprise entre 0,5 et 0,6 fois
la hauteur H des aubes, a partir dudit plan.
Il est à noter que le sommet du bol présente avantageusement un méplat 17. La hauteur du sommet du 25 bol, et donc par exemple de ce méplat, est comprise
entre 0,28 et 0,47 fois la hauteur H des aubes à partir du plan défini par la base du bol.
Un anneau de rigidification 18 comportant un
rebord extérieur et un rebord intérieur, est prévu à 30 l'extrémité libre des aubes. Ainsl qu'il est représenté sur cette Fig.3, cet anneau de rigidification peut être disposé au-dessus des aubes. Cependant, et comme il est représenté sur la Fig.4, cet anneau de rigidification peut également être encastré entre les aubes.
Dans un cas comme dans l'autre, le rebord extérieur de cet anneau de ridification délimite un cercle de diamètre D, et son rebord intérieur de délimite un cercle de diamètre da > (D + d)/2 avec D: 5 diamètre du cercle délimité par les rebords extérieurs des aubes; et d: diamètre du cercle délimité par les
rebords intérieurs des aubes.
Le cercle C2 dont un arc délimite la partie du rebord 15 de l'entrée d'air en regard du bol, peut 10 passer par plusieurs points de cet anneau de rigidification. Ainsi par exemple, ce cercle peut passer par un point Da de l'arête du rebord extérieur de l'anneau
de rigidification 18, en regard de la base du bol.
Cependant, et comme il est représenté sur 15 cette Fig.3, ce cercle peut également passer par un point Db de l'arête du rebord intérieur de l'anneau de
rigidification, en regard de la base du bol.
Enfin, ce cercle peut également passer par un point Dc de l'arête du rebord intérieur de l'anneau 20 de rigidification. en regard du rebord 15 de l'entrée d'air. Ainsi qu'on peut le voir plus en détail sur
la Fig.5,l'arc de cercle Cl définissant la partie du bol en regard de la partie correspondante du rebord de 25 l'entrée d'air, peut s'étendre du sommet du bol jusqu'aux rebords extérieurs 13a des aubes 13.
Selon un autre mode de réalisation représenté sur la Fig.6, l'arc de cercle Cl définissant cette partie d'un bol 19 en regard de la partie correspon30 dante du rebord de l'entrée d'air, s'étend du sommet du bol jusqu'aux rebords intérieurs 20a d'aubes 20 et le bol 19 présente une portion périphérique 19a à peu près parallèle au plan défini par la base du bol et
sur laquelle sont fixées les aubes 20.
Si l'on revient a la Fig.2, on constate que les parois internes du boitier 10, parallèles a la base du bol 14, présentent chacune une portion d'épaisseur progressivement décroissante a peu pres a 5 partir du rebord extérieur des aubes de manière a éviter un décollement des filets d'air en sortie de l'hélice. Il est également a noter que l'anneau de rigidification présente avantageusement une section 10 rectangulaire et une épaisseur déterminée de manière connue en soi et pouvant varier par exemple de 1 à 3
mm suivant la taille de l'hélice.
Il va de soi que les surfaces en regard du bol et du rebord de l'entrée d'air peuvent être en15 gendrées par rotation autour dudit axe de rotation, d'autres formes de tronçons de courbes pourvu que celles-ci soient parallèles de manière a délimiter une veine fluide de section constante autour de l'axe de
rotation de l'hélice.
L'utilisation d'un moteur a quatre pôles présente un certain nombre d'avantages. En effet, ces moteurs présentent un rendement relativement élevé et donc un échauffement faible de sorte qu'il n'est plus nécessaire de prévoir de dispositifs de refroidisse25 ment. Par ailleurs, ces moteurs présentent également une bonne stabilité aux fluctuations éventuelles du
couple résistant propre a l'hélice.
La vitesse de rotation de l'hélice étant réduite grâce a l'augmentation de son rendement, le 30 bruit engendré par l'ensemble de ventilation est
également réduit par rapport aux ensembles de ventilation de la technique antérieure.
Enfin, il est à noter que les jeux entre l'hélice de ventilation et les parois du boitier sont i
réduits aux jeux de fonctionnement courants de manière a prendre en compte les éventuels défauts géométriques de l'hélice de ventilation, du boitier lui-même, et des écarts dus au cumul des tolérances de fabrication.
Ceci.est relativement important notamment au niveau du jeu entre le rebord de l'entrée d'air et la portion correspondante de l'hélice, car il peut se produire des phénomènes de recirculation d'air par cet 10 espace, lorsque par exemple la pression de refoulement augmente lors d'une augmentation des pertes de charge
-en aval du ventilateur.
Claims (17)
1. Ventilateur radial destiné notamment a la climatisation de véhicule automobile. comprenant un boitier en volute (10) dans lequel est disposée une hélice (11) de ventilation reliée a des moyens d'entrainement (12), ladite hélice comportant une série d'aubes (13: 20) présentant chacune un rebord extérieur (13a) et un rebord intérieur (13b; 20a) et s'étendant à peu près parallèlement à l'axe de 10 rotation (X-X) de ladite hélice, à partir d'un bol (14;19) reliant celles-ci aux moyens d'entraînement (12). vers un rebord (15) d'une entrée d'air (16) délimitant avec le bol un espace pour une veine fluide, les rebords extérieurs des aubes délimitant un 15 cercle de diamètre D et les rebords intérieurs, un
cercle de diamètre d, caractérisé en ce que les surfaces en regard du bol (14) et du rebord (15) de l'entrée d'air, au moins jusqu'aux rebords intérieurs des aubes, sont engendrées par rotation autour dudit 20 axe de rotation (X-X) de tronçons de courbes parallèles.
2. Ventilateur radial selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tronçons de courbes sont constitués par des arcs de cercles concentriques.
3. Ventilateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la hauteur (H) des aubes (13)
est inférieure ou égale a D/2.
4. Ventilateur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le centre des cercles (Cl, 30 C2) dont des arcs délimitent les parties en regard du bol (14) et du rebord (15) de l'entrée d'air, est situé au point d'intersection (0) d'une droite (Y-Y) passant par le rebord extérieur (13a) d'une aube et de la médiatrice (Z-Z) d'un segment de droite s'étendant entre le point d'intersection (A) de ladite droite (Y-Y) avec un plan défini par la base du bol et un point (B) situé sur l'axe de rotation (X-X) de ladite hélice, à une hauteur comprise entre 0,5 et 0, 6 fois
la hauteur des aubes, à partir dudit plan.
5. Ventilateur selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que le
sommet du bol (14) présente un méplat (17).
6. Ventilateur selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que la 10 hauteur du sommet du bol est comprise entre 0,28 et
0,47 fois la hauteur des aubes à partir du plan défini
par la base du bol.
7. Ventilateur selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que 15 l'arc de cercle (Cl) définissant la partie du bol en
regard de la partie correspondante du rebord (15) de l'entrée d'air s'étend du sommet du bol jusqu'aux
rebords extérieurs (13a) des aubes (13).
8. Ventilateur selon l'une quelconque des 20 revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'arc de
cercle (Cl) définissant la partie du bol en regard de la partie correspondante du rebord (15) de l'entrée d'air, s'étend du sommet du bol jusqu'aux rebords intérieurs (20a) des aubes (20) et en ce que le bol 25 (19) présente une portion périphérique {19a) à peu prés parallèle au plan défini par la base du bol, et
sur laquelle sont fixées les aubes (20).
9. Ventilateur selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un 30 anneau de rigidification (18) comportant un rebord
extérieur et un rebord intérieur, est prévu à l'extrémité libre des aubes (13).
10. Ventilateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'anneau de rigidification est
disposé au-dessus des aubes.
11. Ventilateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'anneau de rigidification est
encastré entre les aubes.
12. Ventilateur selon la revendication 9, 10 ou 11, caractérisé en ce que le rebord intérieur de l'anneau de rigidification délimite un cercle de diamètre da avec: da> (D + d)/2 a / (
13. Ventilateur selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arc de cercle (C2) délimitant la partie du rebord (15) de l'entrée d'air en regard du bol, passe par un point (Da) de l'arête du rebord extérieur de l'anneau
de rigidification (18), en regard de la base du bol.
14. Ventilateur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'arc de cercle (C2) délimitant la partie du-rebord (15) de l'entrée d'air en regard du bol, passe par un point 20 (Db) de l'arête du rebord intérieur de l'anneau de
rigidification, en regard de la base du bol.
15. Ventilateur selon l'une quelconque des
revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'arc de cercle (C2) délimitant la partie du rebord (15) de 25 l'entrée d'air en regard du bol, passe par un point
(Dc) de l'arête du rebord intérieur de l'anneau de rigidification, en regard du rebord de l'entrée d'air.
16. Ventilateur selon l'une quelconque des
revendications précédentes, caractérisé en ce que les 30 parois internes du boîtier (10) parallèles à la base
du bol (14), présentent chacune une portion d'épaisseur progressivement décroissante, à peu prés a partir
du rebord extérieur des aubes (13).
17. Ventilateur selon l'une quelconque des
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1 1
revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement (12) sont constitués par un moteur électrique a quatre pôles dont la longueur axiale est inférieure au diamètre. -
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