FR2772844A1 - Dispositif de canalisation d'un flux d'air, notamment pour vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Un dispositif de canalisation d'un flux d'air, pour un véhicule automobile, comprend une paroi périphérique tubulaire (8), une hélice (2) et un moteur électrique (3) capable d'entraîner l'hélice (2) en rotation, sur ordre d'un module de commande (4), pour entraîner axialement le flux d'air à l'intérieur de la paroi périphérique. Le module de commande (4) comprend un radiateur de refroidissement (14) pour évacuer la chaleur produite par ses composants. La paroi périphérique (8) comporte une ouverture (15) agencée pour recevoir le module de commande (4) dans une position telle qu'au moins le radiateur (14) est balayé par l'air entraîné axialement.

Description

Dispositif de canalisation d'un flux d'air, notamment pour véhicule automobile
L'invention concerne le domaine de la canalisation des flux d'air, notamment dans les véhicules automobiles, et plus particulièrement la canalisation des flux d'air destinés à échanger des calories avec un échangeur de chaleur, comme par exemple un radiateur de refroidissement de moteur diesel ou essence.

L'invention concerne plus particulièrement encore les dispositifs de canalisation d'un flux d'air qui comprennent, d'une première part, une buse formée notamment d'une paroi tubulaire périphérique, d'une seconde part, une hélice munie de pales sensiblement radiales, et d'une troisième part, un moteur électrique capable d'entraîner l'hélice en rotation, sur ordre d'un module de commande, de façon à entraîner axialement le flux d'air à l'intérieur de la paroi périphérique.

Pour fonctionner, les moteurs électriques à vitesse variable ont besoin de composants électriques de puissance. Or, ces composants, par exemple des transistors de puissance, produisent une quantité importante de chaleur lorsque l'on fait appel à eux. Pour éviter que ces composants ne surchauffent, et par conséquent qu'ils ne se détériorent, ou ne soient détruits, on doit les refroidir. Or, les dispositifs connus, soit n'assurent pas un refroidissement suffisant, soit présentent des configurations complexes et coûteuses qui dans certains cas réduisent, en plus, le débit d'air destiné à l'échangeur de chaleur du fait du prélèvement d'une partie du flux d'air entré pour le refroidissement.

En conséquence, un des buts de l'invention est de procurer un dispositif de canalisation d'un flux d'air qui ne présente pas tout ou partie des inconvénients des dispositifs de la technique antérieure.

L'invention propose à cet effet un dispositif du type défini en introduction, dans lequel, d'une part, le module de commande comprend un radiateur de refroidissement propre à évacuer de la chaleur produite par certains des composants du module, et d'autre part, la paroi périphérique comporte en un endroit choisi une ouverture agencée pour recevoir le module de commande dans une position telle qu'au moins le radiateur est balayé par l'air entraîné axialement.

Ainsi, la chaleur produite par les composants est tout d'abord transférée par conduction au radiateur de refroidissement, puis elle est transférée au flux d'air axial qui lèche ce radiateur de refroidissement, permettant ainsi de refroidir efficacement et simplement lesdits composants.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la paroi périphérique comporte de premiers moyens d'immobilisation destinés à coopérer avec de seconds moyens d'immobilisation portés par le module de commande en vue de son immobilisation dans l'ouverture, dans une position choisie.

Préférentiellement, la paroi périphérique comporte une semelle (ou élément de support) qui s'étend radialement sur sa face externe et qui est destinée à supporter le module de commande.

Dans ce cas, il est particulièrement avantageux que cette semelle comporte les premiers moyens d'immobilisation. De plus, il est avantageux dans ce mode de réalisation que, d'une part, les seconds moyens d'immobilisation comprennent au moins une nervure sensiblement radiale, et d'autre part, les premiers moyens d'immobilisation comprennent au moins un élément conformé de façon à délimiter avec la semelle une rainure propre à recevoir une nervure. Bien entendu, on peut prévoir plusieurs rainures et nervures (au moins deux de chaque), de façon à renforcer l'immobilisation du module de commande.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le radiateur de refroidissement comporte des ailettes de formes et orientations respectives adaptées à la circulation de l'air entraîné axialement. Ces ailettes pourront être, par exemple, de forme générale parallélépipédique, ou bien être en forme de plots, ou analogues.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la buse comprend une paroi tubulaire centrale contenue au moins partiellement à l'intérieur de la paroi périphérique et solidarisée à celle-ci par des bras sensiblement radiaux, ladite paroi centrale étant agencée pour recevoir le moteur électrique.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'un au moins des bras radiaux comporte des moyens de retenue pour maintenir un câble destiné à raccorder électriquement le module de commande au moteur. Ainsi, le câble peut être positionné de façon à perturber le moins possible le flux d'air axial.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend, de préférence sur la paroi périphérique, des moyens de fixation, par exemple des pattes de fixation, permettant son immobilisation sur un échangeur de chaleur, qui peut être un radiateur de refroidissement à circulation de fluide.

Préférentiellement, la buse, les premiers moyens d'immobilisation, les moyens de fixation et les moyens de retenue sont monobloc et moulés dans une matière synthétique, en particulier en matière plastique.

Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est un schéma de principe illustrant, dans une vue en coupe transversale, un dispositif de canalisation de flux d'air selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective d'une partie d'un mode de réalisation de l'invention; et - la figure 3 est une autre vue en perspective de la partie du mode de réalisation illustrée sur la figure 2.

On se réfère tout d'abord à la figure 1 pour décrire le principe d'un dispositif de canalisation de flux d'air selon l'invention.

Un dispositif de canalisation de flux d'air a pour objet, habituellement, de canaliser de l'air aspiré ou pulsé par les pales 1 d'une hélice 2 entraînée en rotation par un moteur électrique 3. Un tel moteur électrique peut être du type dit à courant continu à balais, ou du type dit à induction. L'alimentation en courant d'un tel moteur 3 est généralement effectuée à l'aide d'un module de commande 4 via un câble de raccordement 5.

En raison des intensités requises pour entraîner l'hélice 2, le module de commande 4 comporte un certain nombre de composants électriques et/ou électroniques, comme par exemple des résistances de puissance. En général, ces composants que l'on qualifiera ci-après d'électroniques, permettent de gérer le régime du moteur 3, et par conséquent la vitesse de rotation de l'hélice (ou en d'autres termes le débit du flux d'air aspiré ou pulsé selon la forme des pales 1 de cette hélice 2). Ces composants électroniques font partie d'un circuit de commande comprenant des pistes en cuivre, des fusibles, et des connecteurs, ainsi que des inductances et des condensateurs. Un tel circuit peut être formé sur une plaque logée à l'intérieur du module de commande 4.

Préférentiellement, le dispositif de canalisation de flux d'air comprend une buse de canalisation 6 comprenant une paroi tubulaire centrale 7 de forme adaptée à la forme du moteur électrique 3 en vue de son logement, et une paroi périphérique tubulaire 8 encadrant la paroi centrale 7, à distance de celui-ci, et relié à celui-ci par l'intermédiaire de bras 9 de préférence radiaux et rigides.

Généralement, la paroi centrale 7 et la paroi périphérique 8 sont de forme générale sensiblement cylindrique circulaire. Bien entendu, d'autres formes peuvent être envisagées selon les applications, et notamment selon la forme du moteur électrique.

On peut également prévoir une nervure de renforcement intermédiaire 10 entre les parois centrale 7 et périphérique 8.

Le moteur électrique 3 est, de préférence, solidarisé à la paroi centrale 7, par exemple à l'aide de vis. La buse de canalisation 6 comprend des premiers moyens d'immobilisation 11 qui coopèrent avec de seconds moyens d'immobilisation 12 prévus, de préférence, sur l'élément 13 auquel est destiné l'air entraîné axialement par l'hélice 2 et canalisé par la buse 6.

Dans l'exemple illustré sur la figure 1, l'élément 13 est un échangeur de chaleur, et plus précisément un radiateur de refroidissement à circulation de fluide, tel que le radiateur de refroidissement du moteur diesel ou essence d'un véhicule automobile. Bien entendu, ce type d'élément pourra être un condenseur, ou bien un radiateur de chauffage comme par exemple celui que comprend l'installation de chauffage et/ou climatisation d'un véhicule automobile.

Dans l'exemple illustré sur la figure 1, l'air est aspiré par les pales 1 de l'hélice 2, puis pulsé au travers du radiateur de refroidissement 13, comme indiqué par les flèches.

Selon l'invention, le module de commande 4 comprend ce que l'homme de l'art appelle un radiateur de refroidissement 14, lequel n'a rien à voir avec le radiateur de refroidissement à circulation de fluide 13, dans la mesure où il est généralement constitué d'un bloc (ou corps) portant des ailettes 16 de formes adaptées à la circulation du flux d'air entraîné axialement. Un tel radiateur de refroidissement 14 est généralement raccordé à la plaque sur laquelle se trouve installés les composants de puissance qui, lorsqu'ils sont en fonctionnement, produisent une quantité importante de chaleur. Cette chaleur est donc transmise via la plaque au radiateur de refroidissement 14, lequel peut l'évacuer par l'intermédiaire de ses ailettes 16 par un échange de calories avec l'air qui l'environne.

Pour permettre cet échange, on prévoit dans la paroi périphérique 8, en un endroit choisi, une ouverture 15 de forme sensiblement homologue à la forme de la section transverse d'une partie du module de commande 4, et plus particulièrement de celle du corps de son radiateur de refroidissement 14. Ainsi, en engageant le radiateur de refroidissement 14 dans l'ouverture 15 de la paroi périphérique 8, ses ailettes 16 se trouvent placées entre les parois centrale 7 et périphérique 8 si bien que le flux d'air entraîné axialement par l'hélice 2 peut venir lécher lesdites ailettes 16. Le transfert de calories des ailettes 16 au flux d'air peut alors s'effectuer directement, sans que cela ne perturbe le flux d'air axial, ni ne réduise le rendement du moteur 3.

De préférence, dans le but de supporter efficacement le module de commande 4, et surtout que le radiateur de refroidissement 14 soit immobilisé dans l'ouverture 15, la paroi périphérique 8 comprend une semelle 17, de préférence radiale, munie de premiers moyens d'immobilisation 18 destinés à coopérer avec de seconds moyens d'immobilisation 19 prévus sur le module de commande 4.

Par ailleurs, pour permettre le guidage du câble 5 entre le moteur électrique 3 et le module de commande 4, et surtout pour éviter qu'il ne perturbe l'écoulement du flux d'air axial, on prévoit, de préférence, sur les bras 9 des moyens de retenue 20, par exemple des pattes élastiques.

On se réfère maintenant aux figures 2 et 3, pour décrire plus en détail le dispositif de canalisation de flux d'air selon l'invention, dans un mode de réalisation préférentiel.

Dans l'exemple illustré, les ailettes 16 du radiateur de refroidissement 14 sont des éléments de forme générale parallélépipédique, aplatis, parallèles entre eux, et sensiblement orientés parallèlement à l'axe de rotation XX de l'hélice (et par conséquent sensiblement parallèlement à la direction de circulation du flux d'air entre la paroi centrale 7 et la paroi périphérique 8. Bien entendu, les ailettes pourraient être réalisées sous forme de plots ou picots, notamment. De façon générale, la forme, et les dimensions, des ailettes, sont choisies en fonction de la direction de circulation du flux d'air dans la buse 6.

Comme cela est mieux illustré sur la figure 3, les premiers 18 et seconds 19 moyens d'immobilisation sont, de préférence, réalisés sous la forme respectivement d'une rainure 18 et d'une nervure 19.

Plus précisément, la rainure 18 est formée à l'aide d'une patte radiale placée à une distance choisie au-dessus de la semelle 17, et parallèlement à celle-ci. L'élément radial et la semelle 17 délimitent ainsi une gorge sensiblement en forme de U dans laquelle peut être introduit le second moyen d'immobilisation 19 formé sur le module de commande 4, et réalisé dans l'exemple illustré sous forme d'une patte de forme homologue à la forme de la gorge en U (ou rainure 18).

Cette patte du module de commande 4 forme ainsi une nervure 19. Bien entendu, les moyens d'immobilisation 18 et 19 pourraient présenter des formes différentes, et notamment constituer des moyens à coopération de forme, en forme par exemple de queue d'aronde.

De préférence, on prévoit au moins deux premiers 18 et deux seconds 19 moyens d'immobilisation respectivement sur la paroi périphérique 8 (et plus précisément sur la semelle 17) et sur le module de commande 4, de part et d'autre de celui ci, de façon à renforcer l'immobilisation du dit module de commande relativement à la paroi périphérique.

Par ailleurs, dans l'exemple illustré sur les figures 2 et 3, les moyens de fixation 11 de la buse 6 à un support tel qu'un radiateur de refroidissement à circulation de fluide 13, sont réalisés sous la forme de pattes de fixation 11 destinées à être introduites dans des fentes 12 adaptées à cet effet, formées sur le radiateur 13. Toujours de préférence, on prévoit au moins trois pattes, ou quatre pattes, réparties de façon régulière sur la paroi périphérique 8.

Bien entendu, d'autres moyens de fixation pourraient être envisagés, comme par exemple des vis, ou des clips.

Enfin, toujours dans cet exemple illustré sur les figures 2 et 3, les moyens de retenue (et de guidage) 20 du câble 5 permettant le raccordement du module de commande 4 au moteur électrique 3, sont réalisés sous la forme de pattes élastiques formées sur les bras radiaux 9.

Comme cela est illustré sur la figure 3, on peut également prévoir au niveau de la paroi périphérique 8 un orifice 21 destiné à autoriser le passage du câble de raccordement 5.

Préférentiellement, la buse 6 (paroi centrale 7, paroi périphérique 8 et bras radiaux 9, ainsi qu'éventuellement la nervure intermédiaire 10), les premiers moyens de fixation 18, la semelle 17, les premiers moyens d'immobilisation 11, et les moyens de retenue 20 sont réalisés en une seule pièce (monobloc) moulée dans une matière synthétique, comme par exemple une matière plastique.

L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-avant, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.

Ainsi, les formes de la buse de canalisation et du module de commande (et plus particulièrement de son radiateur de refroidissement) ne sont pas limitées aux exemples illustrés sur les figures annexées.

Claims (11)

1. caractérisé en ce que ledit module de commande (4) comprend un radiateur de refroidissement (14) propre à évacuer de la chaleur produite par certains de ses composants, et en ce que ladite paroi périphérique (8) comporte en un endroit choisi une ouverture (15) agencée pour recevoir ledit module de commande (4) dans une position telle qu'au moins ledit radiateur (14) est balayé par l'air entraîné axialement.

   Revendications 1. Dispositif de canalisation d'un flux d'air, notamment pour un véhicule automobile, du type comprenant une buse (6) comportant une paroi périphérique tubulaire (8), une hélice (2) munie de pales (1) sensiblement radiales, et un moteur électrique (3) propre à entraîner l'hélice (2) en rotation, sur ordre d'un module de commande (4), pour entraîner axialement ledit flux d'air à l'intérieur de ladite paroi périphérique (8),
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi périphérique (8) comporte de premiers moyens d'immobilisation (18) propres à coopérer avec de seconds moyens d'immobilisation (19) portés par ledit module de commande (4) en vue de son immobilisation dans une position choisie.
3. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite paroi périphérique (8) comporte une semelle (17) qui s'étend radialement sur une face externe et propre à supporter ledit module de commande (4).
4. 4. Dispositif selon la combinaison des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ladite semelle (17) comporte lesdits premiers moyens d'immobilisation (18).
5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens d'immobilisation (19) comprennent au moins une nervure sensiblement radiale, et en ce que lesdits premiers moyens d'immobilisation (18) comprennent au moins un élément conformé de façon à délimiter avec ladite semelle (17) une rainure propre à recevoir une nervure (19).
6. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit radiateur de refroidissement (14) comporte des ailettes (16) de formes et orientations respectives adaptées à la circulation de l'air entraîné axialement.
7. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite buse (6) comprend une paroi tubulaire centrale (7) contenue au moins partiellement à l'intérieur de la paroi périphérique (8) et solidarisée à celle-ci par des bras sensiblement radiaux, ladite paroi centrale (7) étant agencée pour recevoir ledit moteur électrique (3).
8. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce l'un au moins des bras radiaux (9) comporte des moyens de retenue (20) propres à maintenir un câble (5) destiné à raccorder ledit module de commande (4) audit moteur (3).
9. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de fixation (11) propres à permettre son immobilisation sur un échangeur de chaleur (13).
10. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (13) est un radiateur de refroidissement à circulation de fluide.
11. 11. Dispositif selon la combinaison des revendications 2, 8 et 9, caractérisé en ce que la buse (6), les premiers moyens d'immobilisation (19), les moyens de fixation (11) et les moyens de retenue (20) sont monobloc et moulés dans une matière synthétique, en particulier en matière plastique.