FR3082880A1 - Dispositif de ventilation pour vehicule automobile - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de ventilation destiné à générer un flux d'air en direction d'un échangeur de chaleur (1) de véhicule automobile, comprenant des tubes (3), chaque tube étant muni d'au moins une ouverture d'éjection d'un flux d'air distincte de ses extrémités, chaque tube présentant une section comprenant un bord d'attaque (11), un bord de fuite (15), opposé au bord d'attaque (11), un premier et un deuxième profils (12, 14), s'étendant chacun entre le bord d'attaque (11) et le bord de fuite (15), le dispositif de ventilation comprenant au moins un déflecteur (50) disposé à l'intérieur du tube, l'ensemble du premier et deuxième profils et du bord d'attaque et bord de fuite, dit ensemble de ventilation, étant constitué par une ou deux pièces (61, 62).
Description
Illllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll
DISPOSITIF DE VENTILATION POUR VEHICULE AUTOMOBILE
L’invention a pour objet un dispositif de ventilation pour véhicule automobile.
L'invention se rapporte au domaine de l’automobile, et plus particulièrement au domaine de la circulation d’air pour le refroidissement du moteur et de ses équipements.
Les véhicules à moteur, qu’ils soient à combustion ou électriques, ont besoin d'évacuer les calories que génère leur fonctionnement et sont pour cela équipés d'échangeurs de chaleur. Un échangeur de chaleur de véhicule automobile comprend généralement des tubes, dans lesquels un fluide caloporteur est destiné à circuler, notamment un liquide tel que l’eau, et des éléments d’échange de chaleur reliés à ces tubes, souvent désignés par le terme « ailettes >> ou « intercalaires >>. Les ailettes permettent d’augmenter la surface d’échange entre les tubes et l’air ambiant.
Toutefois, afin d’augmenter encore l’échange de chaleur entre le fluide caloporteur et l’air ambiant, il est fréquent qu’un dispositif de ventilation soit utilisé en sus, pour générer ou accroître un flux d’air dirigé vers les tubes et les ailettes.
Un tel dispositif de ventilation comprend le plus souvent un ventilateur à hélice, qui présente plusieurs inconvénients.
En premier lieu, l’ensemble formé par le ventilateur à hélice et son dispositif de motorisation occupe un volume important.
De plus, la distribution de l’air ventilé par l’hélice, souvent placée au centre de la rangée de tubes, n’est pas homogène sur l’ensemble de la surface de l’échangeur de chaleur. En particulier, certaines régions de l’échangeur de chaleur, comme les extrémités des tubes caloporteurs et les coins de l’échangeur de chaleur, ne sont pas ou peu atteintes par le flux d’air éjecté par l’hélice.
Par ailleurs, lorsque la mise en marche du dispositif de ventilation ne s’avère pas nécessaire, notamment lorsque l’échange de chaleur avec l’air ambiant suffit à refroidir le fluide caloporteur, les pales de l’hélice obstruent ou « masquent >> en partie l’écoulement de l’air ambiant vers les tubes et les ailettes. Ceci limite l’échange de chaleur entre l’air ambiant, d’une part, et les tubes et les ailettes, d’autre part.
De surcroît, dans ce cas, les frictions du moteur sont moins vite réduites, ce qui augmente la consommation du véhicule et donc l’émission de dioxyde de carbone.
Un but de l’invention est de fournir un dispositif de ventilation pour échangeur de chaleur ne présentant pas au moins certains des inconvénients des dispositifs de ventilation pour échangeur de chaleur connus.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de ventilation destiné à générer un flux d’air en direction d’un échangeur de chaleur de véhicule automobile, comprenant des tubes, chaque tube étant muni d’au moins une ouverture d’éjection d’un flux d’air distincte de ses extrémités, chaque tube présentant une section comprenant un bord d’attaque, un bord de fuite opposé au bord d’attaque, un premier et un deuxième profils, s’étendant chacun entre le bord d’attaque et le bord de fuite, le dispositif de ventilation comprenant au moins un déflecteur disposé à l’intérieur du tube, l’ensemble du premier et deuxième profils et du bord d’attaque et bord de fuite étant constitué par une ou deux pièces, dit ensemble de ventilation.
Ainsi, avantageusement, la pluralité de tubes desquels est éjecté de l’air permet de remplacer l’hélice conventionnelle disposée devant les tubes de circulation d’un fluide caloporteur de l’échangeur de chaleur, sans en présenter les inconvénients évoqués ci-dessus.
En effet, à capacités d’échange de chaleur égales, le volume occupé par un tel dispositif de ventilation est bien moindre qu’un dispositif de ventilation à hélice. En outre, la répartition de l’air ventilé par les tubes est plus facile à contrôler et peut être rendue plus homogène.
Par ailleurs, l’invention permet de déporter les moyens d’éjection d’air alimentant en flux d’air les tubes du dispositif de ventilation, à distance de la rangée de tubes de circulation de fluide caloporteur, ce qui offre davantage de libertés dans la conception de l’échangeur de chaleur.
De plus, le procédé de fabrication est simple du fait que seulement une ou deux pièces forment les tubes.
Selon une autre caractéristique de l’invention, une première pièce constitue le bord d’attaque et le deuxième profil et une deuxième pièce constitue le bord de fuite et le premier profil.
Selon une autre caractéristique de l’invention, ledit au moins un déflecteur est solidaire de l’une au moins de la ou de l’une desdites pièces.
Selon une autre caractéristique de l’invention, la solidarisation se fait par encliquetage du déflecteur à l’ensemble de ventilation.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif comprend un bouchon de fermeture de chaque tube.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif comprend un joint d’étanchéité du bouchon de fermeture.
Selon une autre caractéristique de l’invention, l’ensemble de ventilation est constitué en une seule pièce comprenant une partie charnière entre deux parties opposées.
L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un dispositif de ventilation destiné à générer un flux d’air en direction d’un échangeur de chaleur de véhicule automobile, comprenant les étapes suivantes :
- on forme des tubes, chaque tube étant muni d’au moins une ouverture d’éjection d’un flux d’air distincte de ses extrémités, chaque tube présentant une section comprenant un bord d’attaque, un bord de fuite, opposé au bord d’attaque, un premier et un deuxième profils, s’étendant chacun entre le bord d’attaque et le bord de fuite, l’ensemble du premier et deuxième profils et du bord d’attaque et bord de fuite étant constitué par une ou deux pièces, dit ensemble de ventilation, et
- on positionne au moins un déflecteur à l’intérieur du tube.
Selon une autre caractéristique de l’invention, on forme par extrusion ladite une pièce ou lesdites deux pièces.
Selon une autre caractéristique de l’invention, ledit au moins un déflecteur est formé par injection.
Selon une autre caractéristique de l’invention, on utilise du polyamide et/ou du polypropylène pour former les tubes et/ou ledit au moins un déflecteur.
Selon une autre caractéristique de l’invention, on forme une première pièce de sorte à constituer le bord d’attaque et le et le deuxième profil et une deuxième pièce de sorte à constituer le bord de fuite et le premier profil.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le procédé comprend une étape de solidarisation de la première pièce et la deuxième pièce.
Selon une autre caractéristique de l’invention, on forme une seule pièce comprenant une première partie, une deuxième partie et une charnière de jonction de la première partie et de la deuxième partie, puis on rabat la première partie sur la deuxième partie de sorte à former le premier profil, le deuxième profil, le bord d’attaque et le bord de fuite.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre une vue en perspective éclatée d'un module d’échanges de chaleur équipé d’un dispositif de ventilation, des déflecteurs étant omis ;
- la figure 2 illustre une vue en coupe transversale de deux tubes de la figure 1 ;
- les figures 3 et 4 illustre une vue en perspective d’une variante de réalisation dans deux positions différentes ;
- la figure 5 illustre une vue en coupe transversale d’un tube selon la présente invention ;
- la figure 6 illustre une vue de dessus d’un intérieur du tube de la figure 3 ;
- la figure 7 illustre une coupe selon la direction V-V de la figure 3 ; et
- la figure 8 illustre un chronogramme d’un procédé de fabrication du dispositif de ventilation des figures 5 à 7.
Module d’échange de chaleur
L’invention a pour objet un dispositif de ventilation 1 pour véhicule automobile.
L’invention a également pour objet un module d’échange de chaleur 100, comprenant le dispositif de ventilation 1 et un échangeur de chaleur 101.
Comme visible sur la figure 1, le dispositif de ventilation 1 et l’échangeur de chaleur 101 sont positionnés l’un relativement à l’autre de sorte qu’un flux d’air mis en mouvement par le dispositif de ventilation 1 alimente en air l’échangeur de chaleur, de préférence pour refroidir le moteur du véhicule automobile.
Néanmoins, le dispositif de ventilation peut également être disposé en aval de l’échangeur de chaleur 101.
Dispositif de ventilation
Comme visible sur les figures, le dispositif de ventilation 1 comprend une pluralité de tubes 3.
Les tubes 3 sont sensiblement rectilignes, parallèles entre eux et alignés de manière à former une rangée de tubes.
Le dispositif de ventilation 1 comprend également un dispositif d’alimentation en air d’un flux d’air F.
Ce dispositif alimente les tubes de ventilation 3 via un circuit d’alimentation en air 4.
Le circuit d’alimentation en air 4 comporte notamment deux collecteurs d’admission d’air 5-1,5-2 auxquels sont reliés les tubes de ventilation 3 par l’intermédiaire d’entrées d’alimentation en air situées à chacune de leurs extrémités 6, 7.
Avantageusement, le circuit d’alimentation comprend également une ou plusieurs turbomachines (non illustrées) pour éjecter l’air à travers les collecteurs d’admission 5-1,5-2, jusque dans les tubes de ventilation 3.
Comme plus particulièrement visible sur la figure 2, chaque tube de ventilation 3 comprend une ouverture 10 distincte des extrémités 6, 7, pour éjecter l’air hors du tube 3.
De préférence, les ouvertures 10 sont destinées à être disposées en regard de l’échangeur de chaleur.
Selon une variante de réalisation possible (non illustrée sur les figures), le circuit d’alimentation comprend une ou plusieurs turbomachines pour éjecter l’air à travers un unique collecteur d’admission 5-1 ou 5-2, jusque dans les tubes de ventilation 3, l’utilisation d’un unique collecteur d’admission permettant de limiter alors les moyens d’étanchéité du dispositif de ventilation 1, ce qui limite les pertes de charge sur le flux d’air éjecté par le dispositif de ventilation 1.
Le dispositif de ventilation 1 est disposé en amont de l’échangeur de chaleur 101 sur la figure 1 (relativement à un flux d’air provenant de l’extérieur du véhicule en mouvement).
Comme visible sur la figure 2, chaque tube 3 comprend une paroi longitudinale 50 dont une section transversale comprenant un bord d’attaque 11 libre, un bord de fuite 15 et un premier et un deuxième profils 12, 14, s’étendant chacun entre le bord d’attaque 11 et le bord de fuite 15.
Le bord de fuite 15 est de préférence disposé en regard de l’échangeur de chaleur.
La paroi longitudinale 19 est délimitée par une surface interne 16 et une surface externe 18.
Chaque ouverture 10 est pratiquée dans la paroi longitudinale 19 du tube 3, de préférence dans l’un ou l’autre des profils 12, 14.
Sur la figure 2, chaque ouverture 10 est positionnée à proximité du bord d’attaque 11.
Comme également visible sur la figure 2, les ouvertures 10 de la paire de tubes 3 illustrée sont pratiquées dans les profils 12 se faisant face.
Ainsi, les tubes de ventilation 3 et leurs ouvertures 10 sont configurés de sorte que le flux d’air F circulant dans les tubes de ventilation 3 soit éjecté par l’ouverture 10 en s’écoulant le long de chaque profil 12, sensiblement jusqu’à leurs bords de fuite 15, par effet Coanda.
Le flux d’air F éjecté des tubes 3 permet d’accélérer un autre flux F’ dans un sens d’écoulement vers l’échangeur de chaleur.
On note que les sections transversales des tubes 3 sont telles que les profils 12 s’étendent dans un sens d’éloignement des tubes 3 depuis les bords d’attaque 11 jusqu’aux bords de fuite 15.
Tubes montés orientables
Au moins l’un des tubes de ventilation 3 est monté orientable, de préférence pivotant.
Sur le mode de réalisation illustré aux figures 3 et 4, tous les tubes 3 sont montés pivotants.
Comme il ressort des figures, les tubes 3 sont montés pivotants entre une position fermée (figure 3) et une position ouverte (figure 4), la position fermée laissant un espace entre deux tubes 3 adjacents inférieur à un espace entre deux tubes 3 adjacents dans la position ouverte.
En d’autres termes, la quantité d’air circulant à travers le dispositif est plus importante en position ouverte qu’en position fermée.
Sur le mode de réalisation illustré, les tubes 3 sont positionnés les uns relativement aux autres de sorte à bloquer un flux d’air en position fermée, et de sorte à laisser circuler un flux d’air en position ouverte.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à cette configuration, et il tout à fait envisageable de prévoir une multitude de positions selon lesquelles plus ou moins d’air passe à travers les tubes.
Ainsi, le dispositif de ventilation 1 présente une fonction d’obturation d’arrivée d’air et une fonction de ventilation des échangeurs dans un espace compact permettant une meilleure gestion thermique d’un véhicule automobile, puisque la grille est soufflante.
Selon l’orientation des tubes, le dispositif 1 permet d'ajuster le débit d'air qui arrive à l’échangeur de chaleur, ce qui permet également d'optimiser l'efficacité de l’échangeur de chaleur.
Déflecteur
Comme visible sur les figures 5 à 7, le dispositif de ventilation 1 comprend au moins un déflecteur de guidage de l’air dans les tubes, de préférence une pluralité de déflecteurs.
Les déflecteurs sont référencés 50.
Les déflecteurs 50 sont de préférence disposés régulièrement le long du tube 3. Le nombre de déflecteurs 50 peut naturellement varier.
Pour faciliter le guidage du flux d’air, les déflecteurs 50 s’étendent dans un plan sensiblement normal à la direction longitudinale du tube 3.
Sur les figures 5 à 7, les déflecteurs 50 sont répartis en deux rangées de déflecteurs portées 51,52 par une tige centrale 53.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation et différents type de déflecteurs de guidage l’air dans les tubes 3 peuvent être envisagés.
Assemblage
En référence au mode de réalisation des figures 5 à 7, chaque tube 3 comprend un ensemble 60 d’une première pièce 61 et une deuxième pièce 62.
La première pièce 61 constitue le bord d’attaque 11 et le deuxième profil
14.
La deuxième pièce 62 constitue le premier profil 12 et le bord de fuite 15.
Comme visible sur les figures, l’ensemble des déflecteurs 50 est solidaire de la deuxième pièce par un système d’encliquetage 63.
La deuxième pièce 62 est solidaire de la première pièce 61 par un système d’encliquetage 64 disposé au niveau du bord de fuite 15.
Le dispositif de ventilation 1 est également muni d’un bouchon de fermeture 65 disposé au niveau du collecteur et muni d’un joint d’étanchéité 66.
En référence à un mode de réalisation non illustré, le tube 3 comprend une seule pièce comprenant une partie charnière entre deux parties opposées. La première partie est conformée pour se rabattre sur la première partie de sorte à former le tube 3, comme il sera expliqué en relation avec le procédé de fabrication.
Procédé de fabrication
L’invention a également pour objet un procédé 80 de fabrication du dispositif de ventilation 1 déjà décrit.
Le procédé 80 comprend une étape 81 au cours de laquelle on forme chaque tube 3 à partir d’une ou deux pièces, comme il va être expliqué.
L’étape 81 est référencée FORM sur la figure 8.
Le procédé 80 comprend également une étape 82 de positionnement des déflecteurs 50 à l’intérieur des tubes 3, comme il va être également expliqué.
L’étape 82 est référencée POS sur la figure 8.
En référence aux figures 5 à 7, chacune des pièces 61 et 62 est formée par extrusion lors d’une étape EXT 83.
Les déflecteurs 50 sont formés par injection au cours d’une étape 84 IN J.
De préférence, on utilise du polyamide et/ou du polypropylène pour les tubes 3 et/ou les déflecteurs 50.
Comme déjà indiqué, la première pièce 61 constitue le bord d’attaque 11 et le deuxième profil 14 tandis que la deuxième pièce 62 constitue le bord de fuite 15 et le premier profil 12.
Le procédé comprend également une étape de solidarisation 84 des déflecteurs 50 à la deuxième pièce 62 par encliquetage.
Puis, la première pièce 61 est encliquetée sur la deuxième pièce 62, ce qui ferme le tube 3, au cours d’une étape FERM 85.
En d’autres termes, l’étape 81 de formation du tube 3 comprend l’étape EXT 83, puis l’étape de solidarisation FERM 85.
De même, en référence au mode de réalisation non illustré selon lequel le tube comprend une pièce, le procédé comprend une étape au cours de laquelle on forme la seule pièce comprenant une première partie, une deuxième partie et une charnière de jonction de la première partie et de la deuxième partie.
On solidarise les déflecteurs à la deuxième partie puis on rabat la 5 première partie sur la deuxième partie de sorte à former le premier profil 12, le deuxième profil 14, le bord d’attaque 11 et le bord de fuite 15, les déflecteurs étant disposés dans le tube 3.
Le procédé de fabrication 80 est optimisé dans la mesure où il est simple et rapide à mettre en oeuvre.
io Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits.
On ajoute que les modes de réalisation sont combinables dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles.
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Dispositif de ventilation destiné à générer un flux d’air en direction d’un échangeur de chaleur (1) de véhicule automobile, comprenant des tubes (3), chaque tube étant muni d’au moins une ouverture d’éjection (10) d’un flux d’air (F) distincte de ses extrémités (6, 7), chaque tube présentant une section comprenant un bord d’attaque (11), un bord de fuite (15), opposé au bord d’attaque (11), un premier et un deuxième profils (12, 14), s’étendant chacun entre le bord d’attaque (11) et le bord de fuite (15), le dispositif de ventilation comprenant au moins un déflecteur (50) disposé à l’intérieur du tube, l’ensemble du premier et deuxième profils et du bord d’attaque et bord de fuite, dit ensemble de ventilation, étant constitué par une ou deux pièces (61,62).
- 2. Dispositif de ventilation selon la revendication précédente, dans lequel une première pièce (61) constitue le bord d’attaque (11) et le deuxième profil (14) et une deuxième pièce (62) constitue le bord de fuite (15) et le premier profil (12).
- 3. Dispositif de ventilation selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un déflecteur (50) est solidaire de l’une au moins de la ou de l’une desdites pièces (61,62).
- 4. Dispositif de ventilation selon la revendication précédente, dans lequel la solidarisation se fait par encliquetage (63) du déflecteur (50) à l’ensemble de ventilation.
- 5. Dispositif de ventilation selon l’une des revendications précédentes, comprenant un bouchon de fermeture (65) de chaque tube (3).
- 6. Dispositif de ventilation selon la revendication précédente, comprenant un joint d’étanchéité (66) du bouchon de fermeture (65).
- 7. Dispositif de ventilation selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’ensemble de ventilation est constitué en une seule pièce comprenant une partie charnière entre deux parties opposées.
- 8. Procédé de fabrication d’un dispositif de ventilation destiné à générer un flux d’air en direction d’un échangeur de chaleur (1) de véhicule automobile, comprenant les étapes suivantes :- on forme des tubes (3), chaque tube étant muni d’au moins une ouverture d’éjection (10) d’un flux d’air (F) distincte de ses extrémités (6, 7), chaque tube présentant une section comprenant un bord d’attaque (11), un bord de fuite (15), opposé au bord d’attaque (11), un premier et un deuxième profils (12, 14), s’étendant chacun entre le bord d’attaque (11) et le bord de fuite (15), l’ensemble du premier et deuxième profils et du bord d’attaque et bord de fuite étant constitué par une ou deux pièces, dit ensemble de ventilation, et- on positionne au moins un déflecteur (50) à l’intérieur du tube (3).
- 9. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel on forme par extrusion ladite une pièce ou lesdites deux pièces (61,62).
- 10. Procédé de fabrication selon l’une des revendications 8 ou 9, dans lequel ledit au moins un déflecteur (50) est formé par injection.
- 11. Procédé de fabrication selon l’une des revendications 8 à 10 dans lequel on utilise du polyamide et/ou du polypropylène pour former les tubes (3) et/ou ledit au moins un déflecteur (50).
- 12. Procédé de fabrication selon l’une des revendications 8 à 11, dans lequel on forme une première pièce (61) de sorte à constituer le bord d’attaque (11) et le deuxième profil (14) et une deuxième pièce (62) de sorte à constituer le bord de fuite (15) et le premier profil (12).
- 13. Procédé selon la revendication précédente, comprenant une étape de solidarisation de la première pièce (61) et la deuxième pièce (62).
- 14. Procédé selon l’une des revendications 8 à 12, dans lequel on forme une seule pièce comprenant une première partie, une deuxième partie et une charnière de jonction de la première partie et de la deuxième partie, puis on rabat la première partie sur la deuxième partie de sorte à former le premier profil, le deuxième profil, le bord d’attaque et le bord de fuite.
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Effective date: 20191227 |
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