FR2856441A1 - Dispositif de ventilation centrifuge. - Google Patents
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Abstract
Dispositif de ventilation centrifuge (1) comportant une roue (3) pourvue de pales qui est apte à être entraînée en rotation à l'intérieur d'une enceinte (2) dont la paroi (9) est dotée, d'une part d'une ouverture d'entrée d'air (7) ménagée sensiblement en regard de l'axe de rotation « X » de la roue (3), et d'autre part d'une ouverture de sortie d'air (8) ménagée de manière sensiblement perpendiculaire et décalée par rapport audite axe de rotation « X » de la roue (3), caractérisé en ce que le dispositif de ventilation centrifuge (1) comporte des moyens (20) apte à accélérer l'écoulement de l'air le long d'une portion dite active (10) de la surface interne (9) de la paroi (6), qui est adjacente à l'ouverture de sortie (8) et qui s'étend de manière sensiblement perpendiculaire à la direction d'échappement du flux d'air à ladite ouverture de sortie (8).
Description
i
DISPOSITIF DE VENTILATION CENTRIFUGE
La présente invention concerne un dispositif de ventilation centrifuge permettant de générer un flux d'air sous une pression relativement faible.
L'invention trouve une application particulièrement 5 avantageuse, mais non exclusive, dans le domaine automobile.
Pour moduler l'alimentation en air d'un habitacle de véhicule automobile, on utilise habituellement un ventilateur de type centrifuge qui est intercalé dans 10 le système de diffusion d'air, entre un orifice d'admission communiquant avec l'extérieur et un certain nombre de conduits de liaison débouchant dans l'habitacle au niveau d'aérateurs et autres frises de dégivrage.
Les ventilateurs centrifuge de l'état de la technique sont généralement constitués d'une enceinte sensiblement cylindrique, à l'intérieur de laquelle est montée une roue pourvue de pales qui est susceptible d'être entraînée en rotation par des moyens moteur 20 externe adéquats.
L'enceinte se compose schématiquement de deux parois transversales, c'est à dire sensiblement perpendiculaires à l'axe de rotation de la roue, qui sont reliées entre elles par une paroi axiale, c'est à 25 dire sensiblement parallèle audit axe de rotation de la roue.
L'enceinte est par ailleurs dotée d'une ouverture d'entrée d'air qui est ménagée à travers l'une des parois transversales, sensiblement en regard de l'axe 30 de rotation de la roue, afin de permettre une admission d'air directement par la partie centrale de ladite roue.
L'enceinte est en outre pourvue d'une ouverture de sortie d'air qui est quant à elle ménagée à travers la paroi axiale, de manière décalée par rapport à l'axe de la roue, afin d'être parfaitement positionnée en regard du flux d'air pulsé.
En effet, l'ensemble est agencé de manière à ce que la mise en rotation des pales soit en mesure de générer un courant d'air dans l'espace qui est compris entre la périphérie radiale de la roue et la paroi interne de 10 l'enceinte; le flux d'air pulsé s'évacuant alors par l'ouverture de sortie qui est idéalement décentré.
Ce type de ventilateur centrifuge présente toute fois l'inconvénient d'être relativement bruyant, en raison essentiellement des phénomènes aérodynamiques 15 qui se produisent à l'intérieur de l'enceinte lors de la rotation de la roue.
L'écoulement de l'air est en effet fortement perturbé par la conformation interne du ventilateur centrifuge, conformation qui est imposée par le 20 positionnement décalé de l'ouverture de sortie.
Concrètement, au niveau de cette ouverture de sortie, une portion non négligeable de la paroi dite portion active, s'étend de manière sensiblement perpendiculaire à la direction d'échappement de l'air 25 hors de l'enceinte. Ainsi positionnée, la portion active de la paroi de l'enceinte est en mesure de provoquer un refoulement significatif d'une partie du flux d'air sortant, et par conséquent à rendre la mise en oeuvre du ventilateur centrifuge particulièrement 30 bruyante.
Indépendamment de cet inconvénient majeur, il est à noter que la simple mise en rotation de la roue est en mesure d'engendrer ses propres émissions sonores.
En effet, les déplacements dans l'air des différentes pales génèrent intrinsèquement un sifflement dont la tonalité dépend à la fois du nombre desdites pales et de la vitesse de rotation de la roue.
On a déjà tenté de remédier à ce problème en positionnant un ou plusieurs résonateurs d'Helmholtz au niveau de la portion active précédemment définie.
Si cette solution permet en théorie d'atténuer une fréquence, voire une bande de fréquence, il est 10 également connu, qu'un écoulement d'air affleurant le col d'un tel résonateur est susceptible de modifier la caractéristique acoustique de celui-ci et ainsi entraîner la mise en résonance de la cavité correspondante, produisant alors un bruit indésirable.
Par ailleurs, l'utilisation de résonateur de type Helmholtz n'a pas d'incidence sur l'écoulement de l'air à la sortie de la roue, écoulement qui reste très perturbé par le positionnement sensiblement orthogonal de la portion active de la paroi.
Les nuisances sonores précédemment décrites doivent être considérées comme particulièrement gênantes à l'heure ou l'insonorisation de l'habitacle est considérée comme une composante essentielle du confort d'un véhicule automobile.
Ceci est d'autant plus vrai que les ondes sonores correspondantes ont naturellement tendances à se propager à tout l'habitacle du véhicule automobile via
le système de description d'air associé.
La présente invention a pour but de remédier à ces 30 inconvénients et concerne à cet effet, un dispositif de ventilation centrifuge comportant une roue pourvue de pales qui est apte à être entraînée en rotation à l'intérieur d'une enceinte dont la paroi est dotée, d'une part d'une ouverture d'entrée d'air ménagée sensiblement en regard de l'axe de rotation " X " de la roue, et d'autre part d'une ouverture de sortie d'air ménagée de manière sensiblement perpendiculaire et 5 décalée par rapport audite axe de rotation " X " de la roue, caractérisé en ce que le dispositif de ventilation centrifuge comporte des moyens apte à accélérer l'écoulement de l'air le long d'une portion dite active de la paroi, qui est adjacente à 10 l'ouverture de sortie et qui s'étend de manière sensiblement perpendiculaire à la direction d'échappement du flux d'air à ladite ouverture de sortie.
L'invention telle qu'ainsi définie présente 15 l'avantage de faciliter l'écoulement de l'air dans cette zone critique de l'enceinte, que constitue la position active de la paroi interne.
L'accélération locale de l'écoulement d'air permet en effet de favoriser l'extraction de l'air en sortie 20 de roue, et ainsi d'homogénéiser le flux circulant dans l'enceinte, notamment au niveau de la portion active de la paroi.
Les perturbations aérodynamiques sont par conséquent considérablement diminuées à proximité de 25 l'ouverture de sortie, de sorte que les nuisances sonores sont proportionnellement tout aussi amoindries.
La présente invention concerne également les caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être 30 considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniques possibles.
Cette description donnée à titre d'exemple non
limitatif, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée en référence aux dessins annexés sur 35 lesquels: La figure 1 est une vue de dessus d'un dispositif de ventilation centrifuge conforme à un premier mode de réalisation de l'invention.
La figure 2 fait apparaître en détail les moyens d'accélération de la figure 1.
La figure 3 est une vue similaire à la figure 1 illustrant un dispositif de ventilation centrifuge selon un second mode de réalisation de l'invention.
La figure 4 représente une variante de réalisation 10 du dispositif de ventilation centrifuge de la figure 3.
La figure 1 illustre un dispositif de ventilation centrifuge 1 qui comporte une enceinte cylindrique 2, à l'intérieur de laquelle est montée une roue 3 qui supporte une pluralité de pales sur son pourtour et qui 15 est en mesure d'être entraînée en rotation (flèche F1) par des moyens moteurs non représentés, pour des raisons de clarté.
Dans cet exemple de réalisation, l'enceinte cylindrique 2 comprend deux parois transversales planes 20 4 qui s'étendent toutes deux perpendiculairement à l'axe de rotation " X " de la roue 3.
Ces deux parois transversales 4 parallèles sont par ailleurs reliées entre elles par une paroi axiale 6 tubulaire de section sensiblement circulaire, dont les 25 directrices sont parallèles à l'axe de rotation " X " de la roue 3.
L'enceinte 2 est dotée de plus d'une ouverture d'entrée d'air 7 qui est ménagée à travers la paroi transversale supérieure 4, sensiblement en regard de 30 l'axe de rotation " X " de la roue 3, afin de permettre une admission d'air (Fl bis) directement par l'intérieur de ladite roue 3.
L'enceinte 2 est pourvue en outre d'une ouverture de sortie d'air 8 qui est, quant à elle, ménagée à 35 travers la paroi axiale 6 de manière décalée par rapport à l'axe de rotation " X " de la roue 3, afin d'être parfaitement positionnée en regard du flux d'air pulsé.
L'espace délimité par la périphérie radiale de la 5 roue 3 d'une part, et par la surface interne 9 de la paroi 6 de l'enceinte 2 d'autre part, constitue un trajet qui est destiné à guider l'écoulement de l'air généré par la mise en rotation des pales.
L'échappement du flux d'air pulsé s'effectue par 10 l'ouverture des sorties 8 (flèche F2) qui est, du fait de son excentration, avantageusement positionnée dans l'axe du trajet.
Conformément à l'objet de la présente invention, le dispositif de ventilation centrifuge 1 comporte des 15 moyens 20 aptes à accélérer l'écoulement de l'air le long d'une portion dite active 10 de la surface 9, qui est adjacente à l'ouverture de sortie 8 et qui s'étend de manière sensiblement perpendiculaire à la direction d'échappement du flux d'air via ladite ouverture de 20 sortie 8.
La partie active 10 est située à proximité du raccordement d'une paroi sensiblement radiale de la sortie 8 et de la paroi axiale 6, une arête intérieure pouvant exister audit raccordement.
Dans ce premier mode de réalisation de l'invention, les moyens d'accélération 20 comportent un déflecteur aérodynamique 21 qui est positionné à proximité et de manière sensiblement parallèle à la portion active 10 de la surface 9 de l'enceinte 2.
La diminution de la section de passage, à proximité de la surface 9, permet de générer une accélération locale du flux d'air au niveau de la portion active 10 (flèche F3).
Ce phénomène va à son tour engendrer une 35 homogénéisation de l'écoulement de l'air contre la paroi 9, ce qui va avoir pour conséquences d'atténuer considérablement les perturbations aérodynamiques à l'intérieur de l'enceinte 2, notamment celles présentent au niveau de la portion active 10.
De manière particulièrement avantageuse, la hauteur du déflecteur aérodynamique 21 est sensiblement identique à la hauteur de la portion active 10 de la paroi 9 de l'enceinte 2.
Cette caractéristique vise essentiellement à 10 uniformiser l'action du déflecteur aérodynamique 21 sur la portion active 10, toujours dans le but d'obtenir une homogénéisation la plus concrète possible.
Dans cet exemple de réalisation, le déflecteur aérodynamique 21 est constitué par une lame dotée d'une 15 part d'une face sensiblement plane 22 orientée vers la roue 3 et d'autre part, d'une face convexe 23 positionnée en regard de la portion active 10 de la paroi 9 de l'enceinte 2.
Suivant un principe aérodynamique bien connu dans 20 le domaine aéronautique, l'utilisation d'une lame au profil en aile d'avion permet d'accélérer encore d'avantage l'écoulement d'air au niveau de la face convexe 23.
Comme cette dernière est positionnée en regard de 25 la portion active 10, la vitesse du flux sera avantageusement maximale le long de la paroi 9. (flèche F3) Le second mode de réalisation des figures 3 et 4 se caractérise par le fait que les moyens d'accélération 30 sont aptes à injecter de l'air sous pression (flèche F4) le long de portion active 10 de la paroi 9 de l'enceinte 2.
Conformément à une première variante de ce second mode de réalisation, visible sur la figure 3, les moyens d'accélération 20 comportent au moins une bouche traversante dont un trou d'extrémité 24 débouche au niveau de la portion active 10 de la paroi 9 de l'enceinte 2, et dont l'autre extrémité communique avec 5 une zone qui est en surpression par rapport à l'enceinte 2, chaque bouche traversante étant apte à injecter de l'air sous pression de manière sensiblement tangentielle à ladite portion active 10.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, la 10 zone en surpression est constituée par un espace qui est directement adjacent à l'ouverture de sortie d'air 8 et qui communique avec chaque trou d'extrémité 24 par l'intermédiaire d'un conduit de liaison 25 qui forme la bouche traversante.
Dans le cas présent, le conduit de liaison 25 débouche dans un trou traversant 26 qui est ménagé dans la paroi délimitant l'ouverture de sortie 8.
Lors du fonctionnement du dispositif de ventilation centrifuge 1, par différences de pressions entre 20 l'intérieur de l'enceinte 2 et l'ouverture de sortie, un écoulement d'air va se créer naturellement dans le conduit de liaison 25. (flèche F5) Cela va permettre d'alimenter chaque bouche traversante 24, qui va pouvoir alors insuffler de l'air 25 tangentiellement à la portion active 10, provoquant ainsi avantageusement l'accélération de l'écoulement du fluide le long de la surface 9, conformément à l'objet de la présente invention.
Il est à noter que cette première variante, ainsi 30 que le premier mode de réalisation précédemment décrit, sont structurellement très simples.
Ils peuvent par conséquent être mis en oeuvre sans augmentation notable, aussi bien en terme d'encombrement que de coût de fabrication.
Selon une variante du second mode de réalisation, visible cette fois sur la figure 4, les moyens d'accélération 20 comportent au moins une bouche traversante dont un trou d'extrémité 27 débouche au 5 niveau de la portion active 10 de la paroi 9 de l'enceinte 2, et dont l'autre extrémité communique avec des moyens de compression d'air 28, chaque trou d'extrémité 27 étant apte à injecter de l'air sous pression de manière sensiblement tangentielle à ladite 10 portion active 10.(flèche F4) De préférence, les moyens de compression d'air 28 seront constitués par un générateur d'air comprimé 29, bien que tout autre dispositif équivalent puisse être envisagé, comme par exemple, une pompe de refoulement.
De manière particulièrement avantageuse dans le cas o le moyen d'accélération 20 comporte une pluralité de bouches d'injection traversantes et des trous d'extrémité 24, 27, ces derniers seront répartis sur toute la hauteur de la portion active 10 de la paroi 9 20 de l'enceinte 2.
De même, les bouches d'injection traversantes sont alignées le long de la portion active 10 de la paroi 9 de l'enceinte 2, suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe de rotation " X " de la roue 3.
En outre, les bouches traversantes d'injection sont régulièrement espacées à la surface de la portion active 10 de la paroi 9 de l'enceinte 2.
Ces trois caractéristiques concourent à homogénéiser l'injection d'air au niveau de la portion 30 active 10, et par conséquent à uniformiser l'action des moyens d'accélération 20.
Le but est bien évidemment de limiter au maximum les perturbations aérodynamiques internes, notamment au niveau de la portion active 10.
Bien entendu, l'invention concerne également tout véhicule automobile doté d'au moins un dispositif de ventilation centrifuge tel que précédemment décrit. l;
Claims (13)
1. Dispositif de ventilation centrifuge (1) comportant une roue (3) pourvue de pales qui est apte à être entraînée en rotation à l'intérieur d'une enceinte (2) dont la paroi (6) est dotée, d'une part d'une 5 ouverture d'entrée d'air (7) ménagée sensiblement en regard de l'axe de rotation " X " de la roue (3), et d'autre part d'une ouverture de sortie d'air (8) ménagée de manière sensiblement perpendiculaire et décalée par rapport audite axe de rotation " X " de la 10 roue (3), caractérisé en ce que le dispositif de ventilation centrifuge (1) comporte des moyens (20) apte à accélérer l'écoulement de l'air le long d'une portion dite active (10) de la surface interne (9) de la paroi (6), qui est adjacente à l'ouverture de sortie 15 (8) et qui s'étend de manière sensiblement perpendiculaire à la direction d'échappement du flux d'air à ladite ouverture de sortie (8).
2. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon 20 la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'accélération (20) comportent un déflecteur aérodynamique (21) qui est positionné à proximité et de manière sensiblement parallèle à la portion active (10) de la surface (9) de l'enceinte (2). 25
3. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la hauteur du déflecteur aérodynamique (21) est sensiblement identique à la hauteur de la portion active (10) de la 30 surface (9) de l'enceinte (2).
4. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le déflecteur aérodynamique (21) est constitué par une 5 lame dotée d'une part une face sensiblement plane (22) orientée vers la roue (3) et d'autre part, d'une face convexe (23) positionnée en regard de la portion active (10) de la surface (9) de l'enceinte (2).
5. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'accélération (20) sont aptes à injecter de l'air sous pression le long de la portion active (10) de la surface (9) de l'enceinte (2). 15
6. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'accélération (20) comportent au moins une bouche traversante dont un trou d'extrémité (24) débouche au niveau de la portion active (10) de la paroi (9) de l'enceinte (2), et dont l'autre extrémité communique avec une zone qui est en surpression par rapport à l'enceinte (2), chaque trou d'extrémité (24) étant apte à injecter de l'air sous pression de manière 25 sensiblement tangentielle à ladite portion active (10).
7. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la zone en surpression est constituée par un espace qui est 30 directement adjacent à l'ouverture de sortie d'air (8) et qui communique avec chaque trou d'extrémité (24) par l'intermédiaire d'un conduit de liaison (25) de la bouche.
8. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon 5 la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'accélération (20) comportent au moins une bouche traversante dont un trou d'extrémité (27) débouche au niveau de la portion active (10) de la paroi (9) de l'enceinte (2), et dont l'autre extrémité communique 10 avec des moyens de compression d'air (28), chaque trou d'extrémité (27) étant apte à injecter de l'air sous pression de manière sensiblement tangentielle à ladite portion active (10) .
9. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de compression d'air (28) sont constitués par un générateur d'air comprimé (29).
10. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens d'accélération (20) comportent une pluralité de bouches d'injection traversantes dont les trous d'extrémité sont répartis sur toute la hauteur de 25 la portion active (10) de la surface (9) de l'enceinte (2)
11. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que les bouches 30 d'injection traversantes (24, 27) sont alignés le long de la portion active (10) de la paroi (9) de l'enceinte (2), suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe de rotation " X " de la roue (3).
12. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon 5 l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que les bouches traversantes d'injection sont régulièrement espacés à la surface de la portion active (10) de la surface (9) de l'enceinte (2).
13. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de ventilation centrifuge (1) selon l'une quelconque des
revendications précédentes.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114962335A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-08-30 | Tcl空调器(中山)有限公司 | 蜗壳结构、风道部件和空调器 |
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2003
- 2003-06-19 FR FR0307417A patent/FR2856441B1/fr not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 13 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20170228 |