FR2831928A1 - Groupe moto-ventilateur comportant des canaux de refroidissement integres - Google Patents

Groupe moto-ventilateur comportant des canaux de refroidissement integres Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un groupe moto-ventilateur comportant une volute, une turbine (12) logée dans la volute pour engendrer un flux d'air dans celle-ci, un moteur d'entraînement de la turbine aligné axialement avec celle-ci, un support moteur (20) définissant un logement pour au moins une partie du moteur qui fait saillie latéralement par rapport à la volute et formant un capot d'obturation de la volute sur un côté de celle-ci, et des moyens permettant de prélever de l'air dans la volute pour refroidir le moteur.Au moins un canal (40, 40') de circulation d'air de refroidissement du moteur est formé par un renfoncement de la paroi interne du capot support moteur (20) et s'étend latéralement par rapport au logement moteur (22) depuis une entrée d'air située sur ledit côté de la volute, à proximité de la périphérie de celle-ci, jusqu'au fond du logement moteur.

Description

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Arrière-plan de l'invention
L'invention concerne un groupe moto-ventilateur. Le domaine d'application est notamment celui des installations de chauffage et/ou de climatisation, en particulier pour les véhicules automobiles.
Pour de telles applications, il est connu de réaliser un groupe moto-ventilateur comportant une volute, une turbine logée dans la volute pour engendrer un flux d'air dans celle-ci, un moteur d'entraînement de la turbine aligné axialement avec celle-ci, et un support moteur définissant un logement pour au moins une partie du moteur qui fait saillie latéralement par rapport à la volute et formant un capot d'obturation de la volute d'un côté de celle-ci.
Dans un tel groupe moto-ventilateur, un des problèmes à résoudre est le refroidissement du moteur, en particulier au niveau des balais qui sont habituellement situés au fond du logement formé dans le capot support moteur. Il est connu à cet effet de tirer parti du flux d'air engendré dans la volute pour y prélever de l'air de refroidissement moteur et l'acheminer par conduit dans le fond du logement moteur.
La réalisation d'un ou plusieurs conduits pour l'acheminement d'air de refroidissement moteur complique la fabrication et accroît l'encombrement.
Objet et résumé de l'invention
L'invention a pour but de réaliser le refroidissement du moteur dans un groupe moto-ventilateur tel que défini en tête de la description, de façon simple, peu coûteuse et peu encombrante.
Ce but est atteint du fait que, dans un tel groupe motoventilateur, au moins un canal de circulation d'air de refroidissement moteur est formé par un renfoncement de la paroi interne du capot support moteur et s'étend latéralement par rapport au logement moteur depuis une entrée d'air située sur le côté de la volute, à proximité de la périphérie de celle-ci, jusqu'au fond du logement moteur.
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Ainsi, le canal de refroidissement est simplement formé par un relief du capot support moteur.
L'entrée du canal s'ouvre de préférence à la surface interne d'un rebord du capot moteur qui ferme latéralement la volute au voisinage de sa périphérie.
Avantageusement, du côté amont dans le sens d'écoulement d'air dans la volute, l'entrée du canal de refroidissement se raccorde à la surface interne du rebord du capot moteur par une première rampe qui s'incline depuis ce rebord en direction du fond du logement moteur.
L'inclinaison de la première rampe ainsi que son raccordement progressif au canal de refroidissement moteur sont conçus pour faciliter l'accès de l'air à l'intérieur du canal de refroidissement.
Avantageusement, le côté aval se raccorde dans le sens d'écoulement d'air dans la volute à la surface interne du rebord par une seconde rampe descendante.
Avantageusement, le canal de refroidissement s'étend dans une direction située sensiblement dans un plan radial.
Il est de préférence prévu deux canaux de refroidissement qui sont sensiblement diamétralement opposés, ce qui permet d'amener de l'air de refroidissement de deux côtés opposés au niveau des balais du moteur.
L'invention a aussi pour objet une installation de chauffage et/ou climatisation comportant un groupe moto-ventilateur tel que défini ci-dessus.
Brève description des dessins
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description faite ci-après, à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'une installation de chauffage et/ou de climatisation pour véhicule automobile ; - la figure 2 est une vue en élévation latérale d'un groupe moto-ventilateur selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 est une vue partielle en coupe selon le plan III-III de la figure 2 ;
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- la figure 4 est une vue schématique en perspective montrant l'intérieur du capot support moteur du groupe moto-ventilateur des figures 2 et 3 ; - les figures 5 et 6 sont des vues de détail en coupe et à échelle agrandie des entrées des canaux de circulation d'air de refroidissement moteur formés dans le capot support moteur de la figure 4, les figures 5 et 6 étant des vues développées selon les plans V-V et VI-VI de la figure 4 ; et - les figures 7 et 8 sont des vues de détail partielles à échelle agrandie des entrées des canaux de circulation d'air de refroidissement telles que vues dans les directions des flèches VII et VIII des figures 5 et 6.
Description détaillée de modes de réalisation
Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après dans le cadre de l'application à une installation de chauffage et/ou de climatisation de véhicule automobile. Un groupe moto-ventilateur selon l'invention est toutefois utilisable pour d'autres applications requérant la génération d'un flux d'air ou autre gaz.
La figure 1 montre très schématiquement une installation de chauffage et de climatisation qui comporte, de façon bien connue, un groupe moto-ventilateur 1, ou pulser, délivrant un flux d'air 2 dans un conduit 3. Dans ce dernier, sont disposés un évaporateur 4 d'un circuit de réfrigération (lorsque la fonction climatisation d'air est présente), un radiateur échangeur de chaleur à liquide 5 parcouru par le liquide de refroidissement du moteur du véhicule, et un radiateur électrique d'appoint éventuel 6. En mode de climatisation, le flux d'air est dévié dans un passage 7 en dérivation du radiateur 5. En aval des radiateurs 5 et 6, le conduit d'air 3 distribue l'air vers des bouches de sortie (non représentées) s'ouvrant dans l'habitacle du véhicule. La distribution et le mixage éventuel de l'air se font à l'aide de volets commandés (non représentés).
Le groupe moto-ventilateur 1 comporte (figures 1 à 3) une volute 10 à l'intérieur de laquelle est logée une turbine 12. Sur un de ses côtés loua, la volute présente une ouverture fermée par un capot 20 formant support d'un moteur 14 d'entraînement de la turbine 12. Le
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moteur 14 et la turbine 12 sont coaxiaux. La turbine est montée sur l'arbre 14a de sortie du moteur 14. Le support moteur 20 délimite un logement 22 pour le moteur qui fait saillie latéralement sur le coté 10a de la volute.
Le côté de la volute opposé au côté lOa présente une ouverture centrale d'admission d'air. L'air aspiré et mis en circulation par la turbine est extrait de la volute 10 par une sortie 10e raccordée au conduit 3.
Un module de commande 30, qui permet de commander l'entraînement du moteur 14 à vitesse variable en fonction du débit d'air désiré en sortie de la volute, est monté sur le capot support moteur 20. Plus précisément, le module 30 est monté sur un rebord 24 du capot support moteur 20 qui entoure le logement moteur 22. Le module 30 est relié par des connecteurs et conducteurs (non représentés) à une source de tension d'alimentation, à une unité de contrôle de l'installation de chauffage et climatisation, et au moteur 14.
Le moteur 14 est muni de pattes de fixation (non représentées) qui s'insèrent dans des logements 23 formés dans le capot support moteur 20. Comme le montrent les figures 2 et 4, les logements 23 sont définis par des parties embouties ou plots 25 du rebord 24 et s'ouvrent dans le logement moteur 22 au niveau de l'ouverture, à la base de celui-ci. La fixation du moteur est réalisée par vis ou vis-écrous 27 qui traversent les pattes de fixation du moteur et les plots de fixation 25.
Le refroidissement du moteur 14, et notamment de sa partie comportant des balais 50, située au voisinage du fond du logement moteur 22, est assuré par prélèvement d'air dans la volute 10.
Dans le mode de réalisation de l'invention illustré par les figures 2 à 8, l'air de refroidissement est amené au fond du logement moteur 22 par des canaux de refroidissement 40,40'formés par des renfoncements de la paroi interne du capot support moteur. Les canaux 40,40'sont à section sensiblement en U s'ouvrant vers l'intérieur du logement moteur 22 et s'étendent dans des directions situées sensiblement dans des plans radiaux.
Du côté extérieur, ces renfoncements forment des nervures 41, 41'qui joignent le rebord 24, au voisinage de son pourtour 24a, à la paroi qui définit le logement moteur au voisinage du fond de celui-ci. Les deux canaux 40,40'sont avantageusement diamétralement opposés de sorte qu'ils peuvent déboucher au niveau des balais 50 situés dans deux zones
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opposées du moteur 14, celui-ci étant monté à cet effet par rapport aux canaux de refroidissement.
Les nervures 41,41'qui sont de largeur sensiblement constante, forment en outre des nervures de rigidification du capot support moteur 20.
Le nombre de canaux de refroidissement peut être différent de deux, par exemple égal à un ou à plus de deux. Toutefois, les possibilités d'implantation des canaux sont limitées par la présence du module de commande 30 et des plots 25 de fixation du moteur. Les canaux 40,40' ont leurs entrées 42,42'qui s'ouvrent dans la volute 40, du coté lOa de celle-ci et au voisinage de la périphérie de la volute.
La face interne du rebord 24 présente un rebord annulaire 28, qui entoure l'ouverture du logement moteur 22 et qui délimite, avec le pourtour 24a, une surface 29. Les logements 23 pour les pattes de fixation du moteur sont formés dans le rebord 28. Ce dernier a un diamètre extérieur qui correspond sensiblement à celui de la turbine. Le rebord 28 pénètre légèrement dans la volute et forme un décrochement 28a avec la surface 29. Celle-ci, située à l'extérieur du parcours de la turbine forme un "trottoir de turbine". Du fait du décalage entre les axes du capot support moteur et du moteur, le trottoir de turbine 29 a une largeur variable le long du pourtour 24a. Les entrées 42 et 42'des canaux 40 et 40's'ouvrent dans le rebord 28 et le trottoir de turbine 29.
Afin de faciliter l'accès de l'air au canal 40, une rampe 44 est ménagée par renfoncement localisé de la face interne du rebord 24. La rampe 44 prend naissance dans le trottoir de turbine 29, en amont de l'entrée 42, dans le sens général d'écoulement d'air dans la volute (flèche F sur la figure 4) et s'incline en s'éloignant de la volute pour se raccorder progressivement à l'entrée 42 du canal 40.
L'inclinaison de la rampe 44 est telle qu'une droite joignant le raccordement entre la rampe 44 et la surface interne du trottoir de turbine 29 (extrémité amont de la rampe) au raccordement entre la rampe 44 et la paroi adjacente 40a du canal 40 (extrémité aval de la rampe) fait un angle ss de préférence compris entre 50 et 350 par rapport au plan tangent P à la surface interne du trottoir de turbine 29.
En outre, la rampe 44 présente un rebord interne 44a qui est raccordé progressivement à la paroi latérale correspondante 40a du canal
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40 par une paroi de liaison, également pour faciliter l'accès de l'air au canal 40. On voit que la rampe 44 s'élargit à partir de son extrémité amont par rétrécissement du rebord 28. Une droite joignant les zones de raccordement au niveau du rebord interne du trottoir de turbine 29 (c'est- à-dire le décrochement 28g), et au niveau de la paroi 40a du canal 40 fait un angle a de préférence compris entre 100 et 600 par rapport au plan Q tangent au rebord interne du trottoir de turbine au niveau du raccordement de celui-ci avec le rebord interne 44a de la rampe 44.
Le bord aval 49 de l'entrée 42, qui se situe au niveau du trottoir de turbine, est à un niveau différent de celui de l'extrémité aval de la rampe 44. Le bord 49 forme donc un déflecteur qui favorise l'entrée d'air dans le canal 40. Afin d'accroître son effet, le déflecteur pourra faire saillie vers l'intérieur de la volute. Une rampe 45 est alors ménagée par élévation localisée de la face interne du rebord 24.
La rampe 45 prend naissance au bord aval 49 de l'entrée 42, dans le sens général d'écoulement d'air dans la volute (flèche F sur la figure 4) et s'incline en s'éloignant de la volute pour se raccorder progressivement au trottoir de turbine 29.
L'inclinaison de la rampe 45 est telle qu'une droite joignant le raccordement entre la rampe 45 et le bord aval 49 (extrémité avant de la rampe) au raccordement entre la rampe 45 et la surface interne du trottoir de turbine 29 (extrémité aval de la rampe) fait un angle Y de préférence compris entre 00 et 350 par rapport au plan tangent P à la surface interne du trottoir de turbine 29.
De façon similaire, afin de faciliter l'accès de l'air au canal 40', une rampe 44'est ménagée par un renfoncement localisé de la paroi interne du rebord 24.
La rampe 44' (figures 4,6 et 8) prend naissance dans le trottoir de turbine 29 en amont de l'entrée 42'et s'incline en s'éloignant de l'intérieur de la volute pour se raccorder progressivement à l'entrée 42'.
L'angle ss'd'inclinaison de la rampe 44' (figure 6) défini comme précédemment l'angle ss d'inclinaison de la rampe 44, est également compris de préférence entre 50 et 350.
Le rebord aval 49'de l'entrée 42', situé au niveau du trottoir de turbine 29, forme un déflecteur favorisant l'entrée de l'air dans le canal 40'. Afin d'accroître son effet, le déflecteur 49'pourra faire saillie vers
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l'intérieur de la volute. Une rampe 45'est ménagée par élévation localisée de la face interne du rebord 24.
L'angle Y d'inclinaison de la rampe 45' (figure 6) défini comme précédemment l'angle y d'inclinaison de la rampe 45, est également compris de préférence entre 0 et 350.
Le rebord interne 44'a de la rampe 44'se raccorde progressivement à la paroi latérale correspondante 40'a du canal 40'.
L'angle de raccordement ce que fait une droite joignant les zones de raccordement avec le rebord interne du trottoir turbine 29 et avec la paroi 40'a du canal 40', défini comme précédemment l'angle a, est également compris de préférence entre 100 et 600.
On note que, contrairement à la rampe 44, la rampe 44'a, dans l'exemple illustré, une largeur sensiblement constante. Ceci est dû au fait que la rampe 44'prend naissance dans une zone du trottoir de turbine 29 de plus grande largeur que celle où prend naissance la rampe 44. Un élargissement de la rampe 44 permet de compenser son emplacement "défavorisé"à la périphérie de la volute afin que le débit d'air admis dans le canal 40 soit sensiblement du même ordre que celui admis dans le canal 40'. D'une façon générale, les accès d'air aux canaux de refroidissement seront dimensionnés pour équilibrer sensiblement les flux d'air dans ces canaux. Grâce aux rampes 44 et 44'et à leurs raccordements avec les canaux, l'air est guidé efficacement jusqu'au fond du logement moteur 22, en dépit du fait que les canaux 40,40's'étendent perpendiculairement au rebord 24 et s'ouvrent latéralement dans le logement moteur 22 sur toute leur longueur.
Un avantage particulier de l'invention réside dans le fait que le ou les canaux de refroidissement sont définis par des reliefs du capot support moteur et peuvent être réalisés en une seule pièce avec celui-ci, par moulage, de même que les reliefs particuliers au niveau des entrées d'air dans les canaux et les plots de fixation du moteur.

Claims (16)

REVENDICATIONS
1. Groupe moto-ventilateur comportant une volute (10), une turbine (12) logée dans la volute pour engendrer un flux d'air dans celleci, un moteur (14) d'entraînement de la turbine aligné axialement avec celle-ci, un support moteur (20) définissant un logement pour au moins une partie du moteur qui fait saillie latéralement par rapport à la volute et formant un capot d'obturation de la volute sur un côté de celle-ci, et des moyens permettant de prélever de l'air dans la volute pour refroidir le moteur, caractérisé en ce qu'au moins un canal (40,40') de circulation d'air de refroidissement du moteur est formé par un renfoncement de la paroi interne du capot support moteur (20) et s'étend latéralement par rapport au logement moteur (22) depuis une entrée d'air (42,42') située sur ledit côté de la volute (10), à proximité de la périphérie de celle-ci, jusqu'au fond du logement moteur.
2. Groupe moto-ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal de refroidissement moteur (40,40') a une entrée (42, 42') qui s'ouvre dans une surface interne d'un rebord (24) du capot support moteur (20) qui ferme latéralement la volute (10) au voisinage de sa périphérie.
3. Groupe moto-ventilateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que, du côté amont dans le sens d'écoulement d'air dans la volute (10), l'entrée du canal (40,40') de refroidissement moteur se raccorde à la surface interne dudit rebord (24) par une première rampe (44,44') qui s'incline depuis ledit rebord en direction du fond du logement moteur, afin de faciliter l'entrée d'air dans le canal.
4. Groupe moto-ventilateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première rampe (44,44') prend naissance à son extrémité amont dans une zone de la surface interne du rebord (24) formant trottoir de turbine (29).
5. Groupe moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'une droite reliant le raccordement de la première rampe (44,44') à la surface interne dudit rebord (24) et le raccordement de la première rampe (44,44') à une paroi adjacente (40a, 40'a) du canal de refroidissement (40,40'), forme un
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angle (ss, ss') compris entre 50 et 350 par rapport à la surface interne (P) dudit rebord.
6. Groupe moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le côté aval (49,49') de l'entrée (42,42') du canal de refroidissement, forme déflecteur afin de favoriser l'entrée d'air dans le canal.
7. Groupe moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la première rampe (44,44') prend naissance dans une zone de la surface interne du rebord (24) formant trottoir de turbine (29) et a un rebord interne (44a, 44'a) qui se raccorde progressivement avec une paroi (40a, 40'a) du canal de refroidissement (40,40').
8. Groupe moto-ventilateur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une droite joignant les raccordements du rebord interne (44a, 44'a) de la première rampe (44,44') à un rebord interne (28a) du trottoir de turbine (29) et à la paroi (40a, 40'a) du canal de refroidissement (40, 40'), fait un angle (a, a') compris entre 100 et 600 par rapport à un plan tangent au rebord interne du trottoir de turbine au niveau du raccordement entre celui-ci et le rebord interne (44a, 44'a) de la première rampe.
9. Groupe moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 caractérisé en ce que le côté aval (49, 49') se raccorde dans le sens d'écoulement d'air dans la volute à la surface interne du rebord (24) par une seconde rampe descendante (45, 45').
10. Groupe moto-ventilateur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une droite joignant le raccordement entre la seconde rampe (45, 45') et le bord aval (49, 49') au raccordement entre la seconde rampe (45, 45') et une surface interne du trottoir de turbine (29), fait un angle (y,/) compris entre 00 et 350.
11. Groupe moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le canal de refroidissement (40,40') s'étend dans une direction située sensiblement dans un plan radial.
12. Groupe moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il présente deux canaux (40,
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40') de refroidissement moteur dont les emplacements sont sensiblement diamétralement opposés.
13. Groupe moto-ventilateur selon la revendication 10 caractérisé en ce que les 2 canaux (40, 40') débouchent au niveau des balais (50) situés dans deux zones opposées du moteur (14).
14. Groupe moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le ou chaque canal de refroidissement (40,40') s'étend dans une nervure (41,41') raccordant un sommet du capot support moteur (20) à un rebord (24) de celui-ci.
15. Groupe moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le capot support moteur (20) avec le ou chaque canal de refroidissement (40,40') est moulé en une seule pièce.
16. Installation de chauffage et/ou de conditionnement d'air comprenant un groupe moto-ventilateur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 et un conduit d'air (3) raccordé à une sortie de la volute et muni d'au moins un dispositif de chauffage (5,6) ou de refroidissement (4) d'air.
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