FR2856442A1 - Dispositif de ventilaton 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 (6) 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, une ouverture de sortie d'air (8) ménagée de manière sensiblement perpendiculaire et décalée par rapport audites axes de rotation « X » de la roue (3), caractérisé en ce que le dispositif de ventilation centrifuge (1) comporte des moyens d'aspiration (20) aptes à extraire une partie de l'air circulant à proximité d'une portion dite active (10) 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 via ladite ouverture de sortie (8).
Description
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 5 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 10 un courant d'air dans l'espace qui est compris entre la périphérie radiale de la roue et la paroi interne de 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 15 fois l'inconvénient d'être relativement bruyant, en raison essentiellement des phénomènes aérodynamiques 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 20 perturbé par la conformation interne du ventilateur centrifuge, conformation qui est imposée par le positionnement décalé de l'ouverture de sortie.
Concrètement, au niveau de cette ouverture de sortie, une portion non négligeable de la paroi dite 25 portion active, s'étend de manière sensiblement perpendiculaire à la direction d'échappement de l'air 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 30 flux d'air sortant, et par conséquent à rendre la mise en ouvre du ventilateur centrifuge particulièrement 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 5 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 10 niveau de la portion active précédemment définie.
Si cette solution permet en théorie d'atténuer une fréquence, voire une bande de fréquence, il est également connu, qu'un écoulement d'air affleurant le col d'un tel résonateur est susceptible de modifier la 15 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 20 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 25 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 30 propager à tout l'habitacle du véhicule automobile via
le système de description d'air associé.
La présente invention permet de remédier à ces 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 5 sensiblement en regard de l'axe de rotation " X " de la roue, et d'autre part, une ouverture de sortie d'air ménagée de manière sensiblement perpendiculaire et décalée par rapport audites axes de rotation " X " de la roue, caractérisé en ce que le dispositif de 10 ventilation centrifuge comporte des moyens d'aspiration aptes à extraire une partie de l'air circulant à proximité d'une portion dite active de la paroi, qui est adjacente à l'ouverture de sortie et qui s'étend de manière sensiblement perpendiculaire à la direction 15 d'échappement du flux d'air via ladite ouverture de sortie.
L'invention telle qu'ainsi définie présente l'avantage de faciliter l'écoulement de l'air dans cette zone critique de l'enceinte qui constitue la 20 portion active de la paroi interne.
L'aspiration qui est pratiquée à l'endroit précis o les turbulences aérodynamiques sont théoriquement les plus fortes, permet d'homogénéiser le flux d'air en sortie de roue et conséquemment de diminuer 25 considérablement les perturbations aérodynamiques à proximité de l'ouverture de sortie, de sorte que les nuisances sonores se voient proportionnellement tout aussi amoindries.
La présente invention concerne également les 30 caractéristiques qui ressortiront au cours de la description qui va suivre, et qui devront être 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 lesquels: La figure 1 est une vue de dessus d'un dispositif de ventilation centrifuge selon l'invention.
La figure 2 est une vue en perspective du dispositif de ventilation centrifuge selon la figure 1.
La figure 3 est une vue semblable à la figure 2, 10 qui illustre plus en détail une partie des moyens d'aspiration.
La figure 4 est une vue semblable à la figure 3, qui représente une variante de réalisation des moyens d'aspiration.
Les figures 1 et 2 illustrent 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 est en mesure d'être entraînée en 20 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 4, 5 qui s'étendent toutes deux perpendiculairement à 25 l'axe de rotation " X " de la roue 3.
Ces deux parois transversales 4, 5 parallèles sont par ailleurs reliées entre elles par une paroi axiale 6 tubulaire de section sensiblement circulaire, dont les directrices sont parallèles à l'axe de rotation " X " 30 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 l'axe de rotation " X " de la roue 3, afin de permettre une admission d'air (flèche F2) 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 5 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 10 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 15 l'ouverture des sorties 8 (flèche F3) 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 comporte des 20 moyens d'aspiration 20 qui sont aptes à extraire une partie de l'air circulant à proximité de la portion 10 dite active, de la surface interne 9 de la paroi 6 de l'enceinte 2.
On rappelle que la portion active 10 est la partie 25 de la paroi 6 de l'enceinte 2 qui est adjacente à l'ouverture de sortie 8 qui s'étend de manière sensiblement perpendiculaire à la direction d'échappement du flux d'air au niveau de l'ouverture de sortie 8.
Selon ce mode particulier de réalisation, les moyens d'aspiration 20 comportent au moins une bouche traversante dont un trou d'extrémité 21 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 dépression par rapport à l'enceinte 2.
Toujours dans cet exemple de réalisation, la zone en dépression est constituée par un espace 22 qui est 5 directement adjacent à l'ouverture d'entrée d'air 7 et qui communique avec chaque trou d'extrémité 21 par l'intermédiaire d'un conduit de liaison 23 formant la bouche traversante.
De manière particulièrement avantageuse, on 10 utilise ici le fait que la zone située juste en amont de l'entrée d'air 7 est naturellement en dépression par rapport à l'enceinte 2 lorsque le dispositif de ventilation centrifuge 1 fonctionne.
L'aspiration va donc apparaître automatiquement dès 15 la mise en oeuvre de la roue, puis va être entretenue de part la persistance du différentiel de pressions pendant toute la durée de fonctionnement.
L'aspiration va même avantageusement s'autoréguler au cours du temps.
En effet, plus la roue tournera vite, plus la dépression sera grande et provoquera par conséquent une aspiration plus forte, susceptible de contrer efficacement le refoulement qui sera alors d'autant plus puissant.
Il est à noter que ce mode de réalisation est structurellement très simple à mettre en oeuvre et que par conséquent il n'occasionne pas d'augmentation notable, aussi bien en terme d'encombrement que le coût de fabrication.
Selon une variante de réalisation, les moyens d'aspiration 20 comportent au moins une bouche traversante dont une extrémité 21 débouche au niveau de la portion active 10 de la paroi 6 de l'enceinte 2, et dont l'autre extrémité coopère avec un dispositif 35 d'extraction d'air apte à attirer le fluide présent dans ladite enceinte 2 en créant un vide partiel, comme par exemple une pompe aspirante.
Ainsi qu'on peut le voir sur le second mode de réalisation de la figure 4, les moyens d'aspiration 20 5 comportent une pluralité de trous traversants 21 à répartir sur toute la hauteur de la portion active 10 de la paroi 6 de l'enceinte 2.
De manière particulièrement avantageuse, les trous d'extrémité 21 des bouches traversantes sont alignés le 10 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.
Conformément à une autre caractéristique avantageuse de ce second mode de réalisation, les trous 15 d'extrémité des bouches traversantes sont régulièrement espacés à la surface de la portion active 10 de la paroi 9 de l'enceinte 2.
Ces trois caractéristiques concourent à homogénéiser l'extraction d'air au niveau de la portion 20 active 10, et par conséquent uniformiser l'action des moyens d'aspiration 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 au moins un dispositif de ventilation centrifuge 1 tel que précédemment décrit.
Claims (9)
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, une ouverture de sortie d'air (8) ménagée de manière sensiblement perpendiculaire et décalée par rapport audites axes de rotation " X " de 10 la roue (3), caractérisé en ce que le dispositif de ventilation centrifuge (1) comporte des moyens d'aspiration (20) aptes à extraire une partie de l'air circulant à proximité d'une portion dite active (10) de la paroi (6), qui est adjacente à l'ouverture 15 de sortie (8) et qui s'étend de manière sensiblement perpendiculaire à la direction d'échappement du flux d'air via ladite ouverture de sortie (8).
2. Dispositif de sortie centrifuge (1) selon la 20 revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'aspiration (20) comportent au moins une bouche traversante dont un trou d'extrémité (21) débouche au niveau de la portion active (10) de la paroi (6) de l'enceinte (2), et dont l'autre extrémité communique 25 avec une zone qui est en dépression par rapport à l'enceinte (2).
3. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la zone en 30 dépression est constituée par un espace (22) qui est directement adjacent à l'ouverture d'entrée d'air (7) et qui communique avec chaque trou d'extrémité (21) par l'intermédiaire d'un conduit de liaison (23) formant la bouche traversante.
4. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'aspiration (20) comportent au moins une bouche traversante dont un trou d'extrémité (21) débouche au 10 niveau de la portion active (10) de la paroi (6) de l'enceinte (2), et dont l'autre extrémité coopère avec un dispositif d'extraction d'air apte à attirer le fluide présent dans ladite enceinte (2) en créant un vide partiel.
5. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif d'extraction d'air est constitué par une pompe aspirante.
6. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'aspiration (20) comportent une pluralité de bouches traversantes à répartir sur 25 toute la hauteur de la portion active (10) de la paroi (6) de l'enceinte (2).
7. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les bouches 30 traversantes sont alignées le long de la portion active (10) de la paroi (6) de l'enceinte (2), suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe de rotation " X " de la roue (3). 1l
8. Dispositif de ventilation centrifuge (1) selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les bouches traversantes sont régulièrement espacées à la 5 surface de la portion active (10) de la paroi (6) de l'enceinte (2).
9. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de ventilation centrifuge 10 selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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