FR2851857A1 - Dispositif de ventilation perfectionne pour machine electrique tournante - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de ventilation (30) adapté pour être fixé sur le rotor (1) d'une machine électrique tournante, ce dispositif comprenant un flasque (31) lié audit rotor (1), et des pales (40) s'étendant à partir du flasque (31) et présentant des faces avant et arrière (41, 42) opposées.Selon l'invention, les pales (40) comprennent des orifices traversant (50, 51, 52) mettant en communication les faces avant et arrière (41, 42).

Description

La présente invention concerne un dispositif de

ventilation pour une machine électrique tournante, notamment pour véhicule automobile.

Une telle machine peut être un alternateur ou un 5 alterno-démarreur pour véhicule automobile ou un autre type de machine électrique tournante et est décrite par exemple dans les documents FR A 2 602 925 et JP A 6121497, auxquels on se reportera pour plus de précisions.

Cette machine comporte un support creux pour 10 fixation de la machine sur une partie fixe, un stator et un rotor portant un dispositif de ventilation.

Le stator entoure le rotor, qui est solidaire d'un arbre de rotor.

Le support porte à sa périphérie externe le stator 15 et centralement des paliers, tels que des roulements à une ou. deux rangées de billes, pour montage rotatif de l'arbre de rotor en sorte que le rotor et le stator sont montés à l'intérieur du support avantageusement en deux parties appelées palier avant et palier arrière.

Dans ce type de machine le rotor et / ou le stator comportent au moins un bobinage en sorte que la machine chauffe en fonctionnement. Des frottements mécaniques se produisent également en fonctionnement. Ces frottements contribuent à l'échauffement de la machine.

La machine dans certaines applications, notamment lorsqu'il s'agit d'un alternateur ou d'un alternodémarreur pour véhicule automobile, porte des composants électroniques qu'il faut protéger contre tout échauffement excessif pour éviter leur destruction.

Pour toutes ces raisons il faut refroidir la machine électrique tournante.

Afin de rendre compacte cette machine et de refroidir celle-ci par circulation d'un fluide de refroidissement, en général de l'air, on prévoit de fixer 35 sur l'une au moins des extrémités axiales du rotor un ventilateur et de doter le support d'ouvertures d'entrée d'air et de sortie d'air comme divulgué dans les documents FR A 2 602 925 et JP A 6121497 précités.

Ce ventilateur comporte un flasque et une série de pales de ventilation s'étendant à partir du flasque et présentant des faces avant et arrière opposées.

Pour diminuer les bruits de la machine électrique tournante tout en améliorant la ventilation de celle-ci on a proposé dans le document FR A 2 811 156 de doter le ventilateur d'une deuxième série de pales.

Grâce à cette disposition on réduit les risques de décollement de la veine de fluide de refroidissement par rapport aux pales de la première série de pales.

L'écoulement de ce fluide de refroidissement est plus laminaire et s'effectue donc avec peu de frottement et de 15 bruit.

Les recirculations de fluide sont empêchées.

Il peut être souhaitable de trouver une autre solution pour empêcher les décollements et les recirculations de fluide et qui puisse convenir à un 20 grand nombre de configurations, à savoir à des configurations, qui comportent une ou deux séries de pales.

Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un ventilateur de structure simple, économique, permettant 25 d'empêcher les décollements et le recirculations de fluide, notamment pour diminuer les bruits de la machine électrique.

A cette fin, le dispositif de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne 30 le préambule ci-dessus et comportant au moins un ventilateur doté d'un flasque lié au rotor et des pales s'étendant en saillie à partir du flasque et présentant des faces avant et arrière, est essentiellement caractérisé en ce que certaines au moins des pales 35 comprennent des orifices traversant mettant en communication leurs faces avant et arrière.

Ainsi le dispositif de ventilation permet d'empêcher les décollements et recirculations du fluide de refroidissement et peut comporter une ou deux séries de pales.

Dans le cas d'une configuration à deux séries de pales les orifices peuvent affecter la première série de pales et/ou la deuxième série de pales plus courtes.

Avantageusement, les orifices sont des fentes.

De préférence, les pales sont liées au flasque par 10 des bases respectives et présentent des bords libres respectifs opposés aux bases, les fentes débouchant sur les bords libres extérieurs des pales.

Par exemple, les fentes s'étendent sur toute la hauteur des pales, de la base au bord libre extérieur de 15 ces pales.

Avantageusement, les fentes sont droites et s'étendent perpendiculairement aux bases des pales.

De préférence, les fentes sont droites et s'étendent en oblique relativement aux bases des pales.

Par exemple, les fentes s'étendent dans des plans respectifs perpendiculaires aux plans tangents aux pales au niveau des indentations avant et arrière découpées par les fentes respectivement dans les faces avant et arrière.

Avantageusement, les fentes s'étendent dans des plans respectifs inclinés par rapport aux plans tangents aux pales au niveau des indentations avant et arrière découpées par les fentes respectivement dans les faces avant et arrière.

De préférence, les orifices sont des trous débouchant sur les faces avant et arrière des pales par des ouvertures avant et arrière.

Par exemple, les trous sont de section ronde.

Avantageusement, les trous sont de section carrée.

De préférence, les trous sont mutuellement parallèles et alignés pour former une ou plusieurs rangées mutuellement parallèles.

Par exemple, la ou les rangées de trous s'étendent selon une direction perpendiculaire à la base de la pale.

Avantageusement, la ou les rangées de trous s'étendent selon une direction inclinée par rapport à la base de la pale.

Par exemple, les trous s'étendent suivant des directions respectives perpendiculaires aux plans tangents aux pales au niveau des ouvertures avant et arrière respectives de ces trous.

De préférence, les trous s'étendent suivant des directions respectives inclinées par rapport aux plans tangents aux pales au niveau des ouvertures avant et arrière respectives de ces trous.

D'autres caractéristiques et avantages de 15 l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un 20 alternateur selon l'art antérieur, - la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de ventilation selon l'invention, - la figure 3 est une vue en perspective d'un détail III de la figure 2 représentant une pale selon un 25 premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est similaire à la figure 3, pour une variante de réalisation, - la figure 5 est similaire à la figure 3, pour une autre variante de réalisation, - la figure 6 est une vue en perspective d'un détail VI de la figure 2, et représente une pale selon un second mode de réalisation de l'invention, la figure 7 est similaire à la figure 6, pour une variante de réalisation, - la figure 8 est similaire à la figure 6, pour une autre variante de réalisation, - la figure 9 une vue en coupe, dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor, considéré suivant l'incidence des flèches IX de la figure 2, - la figure 10 est similaire à la figure 9, pour 5 encore une autre variante de réalisation de l'invention, et - la figure il est similaire à la figure 9, pour encore une autre variante de réalisation de l'invention.

La figure 1 a seulement pour but de rappeler 10 brièvement la structure générale d'un alternateur polyphasé à ventilation interne pour un moteur thermique de véhicule automobile, dans le but de placer l'invention dans son contexte d'utilisation préféré. Pour la compréhension de l'invention, il suffit d'indiquer que 15 l'alternateur représenté comporte essentiellement un rotor 1 entouré d'un stator 2 et monté solidaire en rotation sur un arbre de rotor 3, dont l'extrémité avant porte à rotation une poulie d'entraînement 5 et l'extrémité arrière des bagues collectrices (non 20 référencées) appartenant à un collecteur. La poulie 5 est destinée à être reliée au moteur thermique du véhicule par une transmission à courroie.

Le rotor 1 est ici du type à griffes et comporte deux roues polaires, désignées par les références 8a et 25 8b, présentant des dents d'orientation axiales décalées angulairement d'une roue à l'autre. Le numéro de référence 9 désigne le bobinage d'excitation du rotor monté entre les roues 8a, 8b. Concernant le stator, il suffit d'indiquer qu'il comporte un corps 11 doté 30 intérieurement d'encoches pour le passage de fils ou d'épingles des bobinages 12 du stator. Les bobinages 12 traversent le corps 11, constitué par un paquet de tôles, et s'étendent en saillie axiale de part et d'autre du corps 11 pour former un chignon avant et un chignon 35 arrière (non référencés). Le nombre de bobinages 12 dépend des applications notamment du nombre de phases que comporte l'alternateur.

L'arbre de rotor 3 est supporté par des roulements à billes avant 14 et arrière 15 prévus dans des paliers respectivement avant 17 et arrière 18 ici ajourés pour circulation de l'air. Les paliers ont une forme creuse et 5 sont conformés pour porter à leur périphérie externe le corps 11 du stator. Des tirants ou des vis, visibles dans le document FR A 2 602 925 précité, relient entre eux les paliers 17, 18 constituant un support creux ou carter destiné à être fixé sur une partie fixe du véhicule.

La référence 16 désigne le dispositif classique de redressement à diodes 16' du courant alternatif produit par la machine. Ce dispositif est relié aux sorties des bobinages 12 du stator et est porté ici par le palier arrière 18, qui porte également un régulateur de tension 15 (non visible à la figure 1) et un porte-balais (représenté en partie à la figure 1). Les balais (non référencés), montés à coulissement dans le porte-balais, sont destinés à coopérer avec les bagues collectrices du collecteur 6. Ces bagues sont reliées par des liaisons 20 filaires aux extrémités du bobinage d'excitation 9, tandis que les balais sont reliés au régulateur de tension qui, de manière connue en soi, pilote ainsi le bobinage d'excitation.

L'alternateur comporte des ventilateurs avant 19 et 25 arrière 20 fixés en rotation sur les faces frontales respectivement de la roue polaire avant 8a et la roue polaire arrière 8b. Ces faces frontales constituent les extrémités axiales du rotor.

Chaque ventilateur comporte une partie de flasque 30 21 appliqué et fixé sur la face frontale de la roue polaire de support et une pluralité de pales 22 saillantes axialement par rapport à la partie de flasque 21. Ces ventilateurs, qui s'étendent donc au voisinage du palier avant 17 et du palier arrière 18, ont pour 35 fonction de créer une circulation d'un fluide de refroidissement, en l'espèce de l'air, pour refroidir les parties actives les plus chaudes de l'alternateur comme les diodes 16' du dispositif de redressement 16, les roulements 14, 15, le bobinage du rotor 1 et les bobinages 12 du stator, en passant à travers différentes ouvertures appropriées dans les paliers, de la manière 5 illustrée par des flèches. Plus précisément chaque palier 17, 18 comporte centralement au voisinage du roulement associé 14, 15 des ouvertures d'entrée d'air en regard d'une partie des pales 22 et des ouvertures de sortie en regard du chignon concerné des bobinages 12. 10 Les ventilateurs sont implantés en dessous des chignons des bobinages; sachant que le ventilateur arrière 20 est avantageusement plus puissant que le ventilateur avant car il doit également refroidir le dispositif de redressement 16 et le régulateur de tension.

Selon l'invention l'un au moins des ventilateurs 19, 20 est remplacé par un dispositif de ventilation doté de pales à orifices traversants. En variante le ventilateur avant 19 est supprimé du fait que le dispositif de ventilation selon l'invention est plus 20 performant. Ce dispositif est moins bruyant et permet de mieux refroidir les constituants de la machine électrique tournante tels que le rotor 1, le stator 2, le dispositif de redressement 16 et le régulateur de tension. On peut ainsi augmenter de manière non bruyante la puissance de 25 la machine électrique tournante.

Plus précisément comme on le voit sur la figure 2, le dispositif de ventilation de l'invention, portant la référence 30, comprend au moins un ventilateur avec un flasque 31 plaqué par une première face sur le rotor 1 et 30 des pales 40 solidaires du flasque 31.

Ici les pales 40 délimitent des canaux divergents vers l'extérieur et s'étendent à la périphérie externe du flasque 31.

Le ventilateur est à la figure 2 métallique, 35 avantageusement en tôle emboutie; les pales étant obtenues par découpe et pliage. En variante le ventilateur est en matière moulable par exemple à base d'aluminium ou de matière plastique.

Le flasque 31 est solidaire du rotor par exemple par soudage par points ou rivetage.

Le flasque 31 comprend une partie centrale 311 présentant la forme générale d'un disque plat évidé en son centre pour passage de l'arbre du rotor, et des excroissances 312 s'étendant radialement à partir du bord radialement extérieur ou périphérie externe de la partie 10 centrale 311 et réparties autour de cette partie centrale 311. Le flasque 31 est coaxial au rotor 1. Les pales 40 sont chacune portée par une excroissance 312 du flasque 31 du fait qu'elles sont obtenues ici de manière économique par découpe et pliage à partir du flasque 31. 15 Ces pales font saillie, à partir des excroissances 312, axialement vers une seconde face du flasque 31 opposée à la première. Les pales sont dirigées ici axialement en sens inverse par rapport au rotor. En variante certaines au moins des pales sont dirigées vers le rotor et 20 pénètrent chacune dans l'espace libre présent entre les dents du rotor à griffes. Les pales s'étendent ici perpendiculairement au plan du flasque ou en variante de manière inclinée par rapport au plan du flasque 31.

Ces pales 40 présentent à la figure 2, dans une 25 section perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor, une forme de croissant allongée suivant une direction sensiblement radiale.

Les pales 40 présentent une longueur radiale supérieure à leur hauteur axiale. Elles sont de hauteur 30 constante, en variante de hauteur décroissante.

Ici le dispositif de ventilation comporte deux ventilateurs dont les flasques sont superposés.

Avantageusement les flasques sont solidaires l'un de l'autre, par exemple par soudage par points, par collage 35 ou rivetage. L'un des flasques de l'un des ventilateurs est fixé sur le rotor. Pour ce faire l'autre flasque de l'autre ventilateur comporte au moins un dégagement, tel qu'un trou ou une encoche pour fixation dudit ventilateur sur le rotor. En variante chacun des ventilateurs est fixés sur le rotor, par exemple par soudage par points à la faveur de dégagements que présente l'autre ventilateur.

Le dispositif de ventilation, ici à deux flasques superposés, comporte deux séries de pales l'une des séries appartenant à l'un des ventilateurs et l'autre série à l'autre des ventilateurs.

D'une manière générale au moins entre deux pales consécutives de l'un des ventilateurs est implantée au moins une pale de l'autre des ventilateurs comme décrit dans la demande FR 02 15893 déposée le 16/12/2002.

Grâce à cette disposition le dispositif de 15 ventilation peut être doté de manière simple et économique d'un grand nombre de pales ayant la forme, la longueur et la hauteur voulues ce qui permet de doter aisément et économiquement certaines au moins des pales d'orifices traversants conformément à l'invention.

Ici pour réduire les bruits les pales ne sont pas réparties circonférentiellement de manière régulière et l'une au moins des pales d'au moins un des ventilateurs à une taille différente des autres pales comme visible dans la figure 2.

Dans cette figure 2 certaines au moins des pales de l'un des ventilateurs ont une configuration identique, voir même être identiques, à certaines au moins des pales de l'autre ventilateur.

Bien entendu en variante les pales des ventilateurs ont des configurations ou des tailles différentes. Ainsi les ventilateurs sont dans une forme de réalisation de type différent; l'un des ventilateurs étant du type centrifuge, ses pales étant par exemple d'orientation 35 radiale et perpendiculaire au plan du flasque de ce ventilateur, et l'autre du type mixte à action radiale et axiale pour mieux refroidir le rotor et les bobinages du stator de la machine électrique tournante, les pales étant par exemple inclinées par rapport au plan du flasque du ventilateur. En variante les pales de ce 5 ventilateur sont en forme d'hélice, le ventilateur étant du type hélico-centrifuge. En variante les pales sont inclinées et incurvées comme décrit dans le document FR A 2 602 925. En variante au moins certaines pales sont perpendiculaires au plan du flasque et d'orientation non 10 radiale. Toutes les combinaisons sont possibles, les pales de chacun des ventilateurs pouvant être du type centrifuge, hélico-centrifuge ou axial.

Bien entendu en variante le dispositif de ventilation selon l'invention comporte un seul 15 ventilateur à une série de pales ou en variante à deux série de pales comme décrit dans le document FR A 2 811 156 précité. Certaines au moins de ces pales sont dotées d'orifices traversants selon l'invention.

Dans tous les cas chaque pale 40 présente une face 20 avant 41 tournée dans le sens de rotation du rotor 1 et une face arrière 42 opposée à la face avant 41, ce sens de rotation étant représenté par une flèche sur la figure 2.

On sait que dans certaines conditions de 25 fonctionnement il peut se produire des décollements de la couche limite au contact de la face avant et/ou de la face arrière de la pale.

Un tel décollement est produit par un ralentissement de l'écoulement près de la pale, qui crée 30 un gradient de pression le long de cette pale. La pression est maximale sur un bord radialement extérieur de la pale.

Ce gradient entraîne la formation d'un écoulement en sens inverse, du bord radialement extérieur vers un il bord radialement intérieur de la pale, créant ainsi une recirculation du fluide de refroidissement, ici de l'air, à proximité de la face de la pale.

L'écoulement de l'air devient alors instable et 5 turbulent. Les pertes de charge augmentent et le débit du dispositif de ventilation diminue. En outre, ce phénomène rend le dispositif bruyant.

Le décollement peut se produire sur la face avant ou la face arrière ou sur les deux, en fonction de la 10 forme de la pale, du sens de rotation du rotor, de son profil, de sa longueur et des angles d'entrée et de sortie de la pale.

Pour résoudre ces problèmes, le principe utilisé par l'invention consiste à accélérer le fluide de la 15 couche limite quand sa vitesse décroît, de telle sorte que la recirculation ne puisse se former, ou, si elle est déjà formée, de telle sorte que le fluide puisse sortir de la recirculation.

Ainsi, selon l'invention, certaines au moins des 20 pales 40 comprennent des orifices traversant 50 mettant en communication leurs faces avant et arrière 41 et 42.

On sait en effet que les pressions statiques et les vitesses du fluide de refroidissement relativement à la pale sont différentes sur les faces avant et arrière 41 25 et 42, la pression statique étant d'autant plus faible que la vitesse relative du fluide est élevée.

Les orifices 50 permettent de créer une circulation d'air entre les deux faces de la pale, allant du côté o la pression statique est la plus forte vers le côté o 30 elle est la plus faible.

Cet écoulement va accélérer la vitesse du fluide dans la couche limite sur la face o la pression est la plus forte, c'est-à-dire du côté o la vitesse dans la couche limite est la plus faible.

On empêche ainsi la couche limite de décoller. Au cas o le décollement est déjà réalisé, l'accélération du fluide va entraîner le recollement de la couche limite.

Dans un premier mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 3 à 5, les orifices 50 sont des fentes 51. Ces fentes sont ici inclinées axialement.

Plus précisément, les pales 40 sont liées au 5 flasque 31 par des bases 44 respectives et présentent des bords libres respectifs 43 opposés aux bases, les fentes débouchant sur les bords libres extérieurs 43 des pales 40.

Ces fentes 51 découpent ainsi sur les faces avant 10 et arrière 41 et 42 des pales 40 des indentations avant et arrière 411 et 421 ici décalées circonférentiellement.

Ces fentes 51, dans la variante de réalisation représentée sur la figure 3, s'étendent sur une fraction de la hauteur axiale des pales 40, à partir des bords 15 libres extérieurs 43 de ces pales 40.

Dans la variante de réalisation de la figure 4, les fentes 51 s'étendent sur toute la hauteur axiale des pales 40, de la base 44 au bord libre extérieur 43 de ces pales.

On notera que ces fentes 51 sont droites et s'étendent perpendiculairement aux bases 44 des pales 40 et donc au plan du flasque 31 et de la partie centrale 311, comme sur les figures 3 ou 4.

Les fentes 51 peuvent également s'étendre en 25 oblique relativement aux bases 44 des pales 40, comme le montre la figure 5. Elles peuvent s'étendre, à partir du bord libre extérieur, soit vers le bord radialement interne de la pale, soit vers le bord radialement externe. L'angle d'inclinaison entre la base et la fente 30 peut varier en fonction des caractéristiques géométriques de la pale et est généralement compris entre 300 et 900.

Les fentes 51 peuvent adopter différentes orientations relativement à la pale 40.

Comme on le voit sur les figures 9 et 10, les 35 fentes 51 sont chacune délimitées par deux faces pleines 511 parallèles et opposées, et par les indentations avant et arrières correspondantes 411 et 421. En variante les faces 511 ne sont pas parallèles en sorte qu'elles sont de forme évasée d'une face à l'autre de la pale concernée, la plus petite section étant implantée au niveau de la face o on veut accélérer le fluide.

Dans une variante de réalisation non représentée, le plan P médian des deux faces pleines 511 de la fente 51 est perpendiculaire aux plans tangents à la pale 40 portant la fente 51, ces plans tangents étant considérés au niveau des indentations avant et arrière 411 et 421 de 10 ladite fente.

Dans une autre variante de réalisation représentée sur les figures 9 et 10, le plan P médian des deux faces pleines 511 de la fente 51 est incliné par rapport aux plans tangents à la pale 40 portant la fente 51, ces 15 plans tangents étant considérés au niveau des indentations avant et arrière 411 et 421 de ladite fente.

L'angle d'inclinaison est choisi en fonction de la géométrie de la pale et du sens de recirculation du fluide. Il est déterminé de façon à favoriser 20 l'écoulement du fluide d'une face à l'autre, c'est-à-dire de façon à ce que la fente se trouve dans le prolongement du sens de recirculation du fluide le long de la pale.

Ainsi, le plan médian P peut former un angle fermé avec la partie radialement externe de la face avant 41, 25 et un angle ouvert avec la partie radialement interne de cette face avant 41, comme le montre la figure 9.

Inversement, le plan médian P peut former un angle ouvert avec la partie radialement externe de la face avant 41, et un angle fermé avec la partie radialement 30 interne de cette face avant 41, comme le montre la figure 10.

Une même pale 40 peut porter plusieurs fentes 51 mutuellement parallèles ou une seule fente 51.

On notera que les fentes présentent une faible 35 largeur, c'est-à-dire un faible écartement entre les deux parois pleines 511, relativement à la taille de la pale et à la longueur axiale des fentes.

Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, représenté sur les figures 6 à 8, les orifices 50 sont des trous 52 débouchant chacun sur les faces avant et arrière 41 et 42 des pales 40 par des ouvertures avant 412 et arrière.

Comme le montre les figures 7 et 8, les trous sont de section ronde ou carrée. Ils peuvent également présenter d'autres formes de section. Les trous de dispositif de ventilation peuvent présenter tous la même 10 forme de section ou des formes différentes. De même ces trous peuvent être tous de même taille ou de tailles différentes.

Les trous 52 sont mutuellement parallèles et alignés en une rangée, ou en plusieurs rangées parallèles 15 les unes aux autres, comme le montre les figures 6 à 8.

La ou les rangées s'étendent selon une direction perpendiculaire à la base 44 de la pale, comme sur les figures 6 et 7.

La ou les rangées peuvent également s'étendre selon 20 une direction inclinée par rapport à la base 44 de la pale comme sur la figure 8.

Cette ou ces rangées peuvent s'étendre, à partir du bord libre extérieur 43, soit vers le bord radialement interne de la pale, soit vers le bord radialement 25 externe.

Cette inclinaison varie de la même façon que celle des fentes 51 et est choisie de la même façon.

Les rangées de trous peuvent être non parallèles Par exemple une rangée de trous peut s'étendre 30 selon une direction perpendiculaire à la base 44 et une autre rangée de trous selon une direction inclinée par rapport à cette base. En variante les deux rangées de trous sont inclinées en sens inverse par rapport à la base. En variante au moins une rangée de trous a une 35 forme d'arc de cercle ou une forme sinueuse.

Les trous 52 sont ici de section constante ou en variante de section non constante. Par exemple dans un autre mode de réalisation les trous ont une forme évasée, la plus petite section étant implantée au niveau de la face de la pale ou l'on veut accélérer le fluide de refroidissement.

De même que dans le premier mode de réalisation, les trous 52 peuvent s'étendre suivant des directions respectives perpendiculaires aux plans tangents aux pales 40, ces plans tangents étant considérés au niveau des ouvertures avant 412 et arrière 422 respectives de ces 10 trous 52.

Alternativement, les trous 52 peuvent s'étendre suivant des directions respectives inclinées par rapport aux plans tangents aux pales 40, ces plans tangents étant considérés au niveau des ouvertures avant 412 et arrière 15 422 respectives de ces trous 52.

Les rangées de trous 52 peuvent s'étendre sur une fraction seulement de la hauteur axiale de la pale, ou sur toute la hauteur de la pale.

Les trous 52 sont de préférence régulièrement 20 espacés dans une même rangée, et les rangées sont de préférence régulièrement espacées le long de la pale 40.

La section des trous 52 est faible relativement à la taille de la pale 40.

On notera que les orifices 50 peuvent être 25 concentrés sur la partie radialement externe de la pale 40, sur la partie radialement interne, ou être réparties régulièrement dans toute la pale.

On notera aussi que certaines pales seulement peuvent porter des orifices, ou toutes les pales peuvent 30 porter des orifices.

Les pales qui doivent porter des orifices et l'emplacement exact des orifices sont déterminés en fonction des caractéristiques géométriques des pales et du régime de fonctionnement prévu pour le dispositif de 35 ventilation.

En particulier, on peut prévoir, comme représenté sur la figure 11, que deux pales 40 consécutives le long du flasque 31 portent des orifices, par exemple des trous 52, disposés sensiblement dans le prolongement l'un de l'autre.

En variante les fentes 51 ne sont pas droites et 5 ont par exempleradialement -en hauteur- une forme sinueuse. Ces fentes s'étendent alors de manière sinueuse par rapport aux bases 44 des pales.

Bien entendu une pale peut comporter au moins une fente et au moins un trou ou une rangée de trous. Toutes 10 les combinaisons sont possibles en fonction des applications.

Enfin, l'invention peut être appliquée sur un dispositif de ventilation hélico-centrifuge, centrifuge ou axial. Ce dispositif peut comprendre des pales de 15 grande ou de petite taille, ou un mélange des deux, présentant des inclinaisons, des hauteurs axiales et des longueurs radiales diverses. Les pales peuvent être concaves ou convexes.

Dans tous les cas il est possible de fixer un couvercle sur le bord libre des pales comme à la figure 16 du document FR A 2 811 156 précité.

En variante au moins une pale de l'un des ventilateurs est dotée, en surplomb, d'une ailette 25 s'étendant de manière inclinée ou perpendiculaire par rapport au plan du flasque du ventilateur concerné comme décrit et visible dans les figures 11 à 13 du document FR A 2 811 156. D'une manière générale grâce à l'invention on peut obtenir les mêmes configurations à deux séries de 30 pales de taille différente que dans le document FR A 2 811 156 précité et réaliser des orifices traversants dans au moins certaines pales de la première et / ou de la seconde série de pales. Par exemple au moins une pale et de préférence certaines au moins des pales, d'au moins un 35 des ventilateurs peuvent comporter au moins un orifice traversant et être ondulées ou être axialement de hauteur décroissante ou être planes et inclinées par rapport à une direction radiale comme respectivement dans les figures 6, 15 et 2 de ce document.

Bien entendu le dispositif de ventilation selon l'invention peut se monter dans un alternateur réversible, appelé alterno-démarreur, pouvant fonctionner également en mode moteur électrique, notamment pour 10 démarrer le moteur thermique du véhicule automobile comme décrit dans le document WO 01/69762. En variante ce dispositif de ventilation peut se monter dans un alternateur comportant un rotor à pôles saillants comme décrit dans le document WO 02/054566. L'alternateur peut 15 également être refroidi par eau et être équipé de ventilateurs axiaux.

Les bobinages du stator peuvent comporter des éléments conducteurs en forme de barres, tels que des épingles globalement en forme de U et à section 20 avantageusement rectangulaire comme décrit dans le document FR A 2 820 896. Le dispositif de ventilation interne selon l'invention permet de bien refroidir la tête des épingles car il peut avoir la forme voulue.

L'alternateur peut ne comporter qu'un ventilateur arrière 25 grâce à la puissance du dispositif de ventilation selon l'invention.

Claims (24)

REVEND I CAT IONS

1. Dispositif de ventilation (30) adapté pour être fixé sur le rotor (1) d'une machine électrique tournante, 5 ce dispositif comprenant au moins un ventilateur doté d'un flasque (31) destiné à être lié audit rotor (1), et des pales (40) s'étendant à partir du flasque (31) et présentant des faces avant et arrière (41, 42) opposées, caractérisé en ce que certaines au moins des pales (40) 10 comprennent des orifices traversant (50, 51, 52) mettant en communication leurs faces avant et arrière (41, 42).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les orifices sont des fentes (51).

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé 15 en ce que les pales (40) sont liées au flasque (31) par des bases respectives (44) et présentent des bords libres (43) respectifs opposés aux bases (44), les fentes (51) débouchant sur les bords libres extérieurs (43) des pales (40) .

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les fentes (51) s'étendent sur toute la hauteur des pales (40), de la base (44) au bord libre extérieur (43) de ces pales (40).

5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, 25 caractérisé en ce que les fentes (51) sont droites et s'étendent perpendiculairement aux bases (44) des pales (40).

6. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les fentes (51) sont droites et 30 s'étendent en oblique relativement aux bases (44) des pales (40).

7. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les fentes ne sont pas droites.

8. dispositif selon la revendication 7, caractérisé 35 en ce que les fentes s'étendent de manière sinueuse par rapport aux bases (44) des pales (40).

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les fentes (51) s'étendent dans des plans respectifs perpendiculaires aux plans tangents aux pales (40) au 5 niveau des indentations avant et arrière (411, 421) découpées par ces fentes (51) respectivement dans les faces avant et arrière (41, 42) des pales (40).

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les fentes 10 (51) s'étendent dans des plans respectifs inclinés par rapport aux plans tangents aux pales (40) au niveau des indentations avant et arrière (411, 421) découpées par ces fentes (51) respectivement dans les faces avant et arrière (41, 42) des pales (40).

il Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que les fentes (51) ont une forme évasée d'une face à l'autre de la pale concernée.

12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé 20 en ce que les orifices sont des trous (52) débouchant sur les faces avant et arrière (41, 42) des pales (40) par des ouvertures avant et arrière (412, 422).

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les trous (52) sont de section 25 ronde.

14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les trous (52) sont de section carrée.

15. Dispositif selon l'une quelconque des 30 revendications 12 à 14, caractérisé en ce que les trous (52) sont mutuellement parallèles et alignés pour former une ou plusieurs rangées mutuellement parallèles.

16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que la ou les rangées de trous (52) 35 s'étendent selon une direction perpendiculaire à la base (44) de la pale (40).

17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que la ou les rangées de trous (52) s'étendent selon une direction inclinée par rapport à la base (44) de la pale (40).

18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que les trous (52) s'étendent suivant des directions respectives perpendiculaires aux plans tangents aux pales (40) au niveau des ouvertures avant et arrière (412, 422) 10 respectives de ces trous (52).

19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que les trous (52) s'étendent suivant des directions respectives inclinées par rapport aux plans tangents aux pales (40) 15 au niveau des ouvertures avant et arrière (412, 422) respectives de ces trous (40).

20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que les trous (52) forment une ou plusieurs rangées non parallèles 20 et/ou sinueuse.

21. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 12 à 20, caractérisé en ce que les trous (52) sont de section constante.

22. Dispositif selon l'une quelconque des 25 revendications 12 à 20, caractérisé en ce que les trous ont une section non constante.

23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, caractérisé en ce qu'il comporte deux séries de pales et en ce que certaines au moins des 30 pales de la première et/ou de la deuxième série de pales sont dotées d'au moins un orifice traversant.

24. Dispositif selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux ventilateurs dont les flasques sont superposés et en ce que l'une des deux séries de pales appartient à l'un des ventilateurs et la deuxième série à l'autre ventilateur.

Dispositif selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'au moins entre deux pales consécutives de l'un des ventilateurs est implantée au moins une pale de l'autre des ventilateurs.

26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que les ventilateurs sont de type différent.