FR3108146A1 - Plots aérodynamiques pour bras de maintien - Google Patents

Abstract

Des exemples de réalisations comprennent une armature de support d'un dispositif de ventilation pour le refroidissement d'un fluide parcourant un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile. L’armature comporte une ouverture destinée à recevoir une hélice, et un support central positionné en son centre et conformé pour recevoir un moteur actionnant l’hélice. Le support central est rattaché à l'armature par des bras de maintien, certains bras de maintien étant liés à l’armature par des plots correspondants. Lesdits plots s’étendent perpendiculairement à l’ouverture, lesdits plots ayant une forme aérodynamique comprenant un bord d’attaque et un bord de fuite, le bord de fuite s’étendant au-delà d’un point de liaison avec l’un des bras de maintien dans une direction tangente à un périmètre de l’ouverture afin de promouvoir la génération d’un flux de ventilation radial.

Description

Plots aérodynamiques pour bras de maintien

La présente invention concerne le domaine de l’automobile, et plus particulièrement celui de la circulation d’air pour le refroidissement d’un moteur.

Selon l’état de la technique, les véhicules à moteur évacuent les calories que génère leur fonctionnement et sont pour cela équipés d'échangeurs thermiques, notamment de radiateurs de refroidissement, placés par exemple à l'avant du véhicule et traversés par exemple par de l'air extérieur. Pour forcer la circulation de cet air à travers le ou les échangeurs, un ventilateur est placé en amont ou en aval. Une hélice peut servir à forcer la circulation d'air. Dans certains exemples, l’hélice génère un débit relativement élevé et une pression relativement faible et présente un écoulement hélicoïdal orienté de façon axiale, c’est-à-dire dans la direction d’un axe de rotation de l’hélice.

Résumé

La présente invention est définie par les revendications indépendantes ci-jointes. D'autres caractéristiques et avantages découlant des concepts divulgués ici sont exposés dans la description qui suit. Ils se dégagent en partie de la description ou pourront être acquis par la pratique des technologies décrites. Les caractéristiques et avantages de ces concepts peuvent être réalisés et obtenus au moyen des instruments et combinaisons signalés en particulier dans les revendications ci-jointes.

Le présent exposé décrit une armature de support d'un dispositif de ventilation pour le refroidissement d'un fluide parcourant un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile, ladite armature comportant une ouverture destinée à recevoir une hélice, et un support central positionné au centre de ladite ouverture et conformé pour recevoir un moteur actionnant ladite hélice de façon à générer un flux de ventilation, ledit support central étant rattaché, à travers ladite ouverture, à l'armature par des bras de maintien, certains bras de maintien étant liés à l’armature par des plots correspondants, lesdits plots s’étendant perpendiculairement à l’ouverture, lesdits plots ayant une forme aérodynamique comprenant un bord d’attaque et un bord de fuite, le bord de fuite s’étendant au-delà d’un point de liaison avec l’un des bras de maintien dans une direction tangente à un périmètre de l’ouverture afin de promouvoir la génération d’un flux de ventilation radial.

Une telle structure permet d’utiliser les plots non seulement comme éléments de support de bras de maintien, mais comme éléments participants à une fonction de direction de flot. L’adoption d’une forme aérodynamique promouvant la génération d’un flux de ventilation radial permet la prise en compte du fait qu’un moteur du véhicule soit placé directement dans l’axe de rotation de l’hélice. Un tel positionnement d’un moteur de véhicule constituant une obstruction au flot de refroidissement dans l’axe de rotation de l’hélice, les plots participent à dévier un tel flot radialement, réduisant ou évitant un flot s’opposant frontalement à un moteur de véhicule pour générer une composante du flot passant tangentiellement à un tel moteur du véhicule.

Dans certains cas, une longueur totale couverte par les plots représente entre 5% et 50% du périmètre de l’ouverture. Ceci permet l’écoulement d’une composante radiale du flot entre plots.

Dans certains cas, la forme aérodynamique décrit dans un plan de coupe parallèle à l’ouverture un extrados à évolution continue s’éloignant progressivement d’un axe de rotation de l’hélice à partir du bord d’attaque et vers le bord de fuite. Un tel éloignement progressif participe à la génération d’un flot radial tel que recherché. Dans certains cas, cet extrados est convexe, participant à la progressivité de la déviation du flot. Cette convexité peut aussi par exemple faciliter un démoulage sans dépouille. Dans certains cas la convexité peut se définir par le fait qu’un segment défini par deux points d’une surface extérieure convexe d’une pièce est inclus dans la pièce elle-même.

Dans certains cas, la forme aérodynamique décrit dans un plan de coupe parallèle à l’ouverture un intrados à évolution continue s’éloignant progressivement d’un axe de rotation de l’hélice à partir du bord d’attaque et vers le bord de fuite. Un tel éloignement progressif participe à la génération d’un flot radial tel que recherché. Dans certains cas, cet intrados est concave, participant à la progressivité de la déviation du flot. Cette concavité peut aussi par exemple faciliter un démoulage sans dépouille. Dans certains cas la concavité peut se définir par le fait qu’un segment défini par deux points d’une surface extérieure concave d’une pièce est externe à la pièce elle-même.

Dans certains cas, la forme aérodynamique a dans un plan de coupe parallèle à l’ouverture une épaisseur décroissante à partir d’un point d’épaisseur maximale et jusqu’au bord de fuite. Une telle forme contribue à l’aérodynamisme du plot.

Dans certains cas, le bord d’attaque est en intersection avec un bord d’attaque de chacun des bras de maintien liés à l’armature par lesdits plots. Cette intersection de bords d’attaque du plot et du bras de maintien lié au plot contribue à l’aérodynamisme de l’ensemble en limitant les discontinuités des surfaces procédant à guider le flot.

Dans certain cas, au moins trois plots ont la forme aérodynamique. Ceci permet de générer le flot radial désiré à différents endroits au long d’un périmètre de l’ouverture.

Dans certains cas, tous les plots ont la forme aérodynamique à l’exception d’un plot passe fil. Ceci permet d’augmenter la génération du flot radial désiré, tout en permettant la prise en compte du montage de câbles d’alimentations dédiés par exemple à alimenter le moteur actionnant l’hélice.

Dans certains cas, chacun des bras de maintien liés à l’armature par lesdits plots ont une forme aérodynamique. Une telle double fonction des bras de maintien (la fonction mécanique de maintien et la fonction aérodynamique de direction du flot) permet d’améliorer l’aérodynamisme de l’ensemble et éventuellement d’opérer en synergie avec l’hélice.

Dans certains cas, chacun des bras de maintien liés à l’armature par lesdits plots ont une forme aérodynamique vrillée. Cette forme vrillée peut participer à générer une composante radiale du flot tel que désirée.

Dans certains cas, chacun des bras de maintien liés à l’armature par lesdits plots ont une forme aérodynamique comprenant une liaison avec le bord d’attaque du plot correspondant formant un angle compris entre 10 degrés et 80 degrés avec un plan parallèle à l’ouverture. Cet angle participe à la déviation du flot généré par l’hélice dans la direction telle que désirée.

Dans certains cas, l’armature comprend plus de cinq bras de maintien. Ceci permet par exemple d’assurer un maintien équilibré du support central tout en allégeant la structure de chaque bras de maintien, en la rendant par exemple aérodynamique.

Le présent exposé décrit également un dispositif de ventilation comprenant une hélice dont le moteur est porté par l’armature de support selon la présente description. La prise en compte d’un ensemble comprenant l’armature ainsi que l’hélice peut permettre de bénéficier de synergies aérodynamiques, par exemple entre la forme de pales de l’hélice, la forme des plots et la forme des bras de maintien.

Dans certains cas, l’hélice a une hauteur caractéristique à une extrémité frôlant l’ouverture, la forme aérodynamique des plots ayant une hauteur dans une direction perpendiculaire à un plan parallèle à l’ouverture comprise entre 15% et 500% de la hauteur caractéristique. Ceci permet par exemple la facilitation de l’écoulement d’un flot radial tel que désiré.

Le présent exposé décrit également un module de refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile comprenant le dispositif de ventilation selon le présent exposé, le module de refroidissement pouvant mettre en œuvre une synergie aérodynamique entre ses différents composants, en particuliers les plots tels que décrits.

Le présent exposé décrit également une méthode de fabrication d’une armature telle que décrite dans cet exposé, la méthode comprenant une étape de démoulage en dépouille. Ceci permet de faciliter la fabrication de l’armature tout en obtenant le flot radial tel que désiré.

D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels:

Fig. 1A

est une représentation d’exemple d’armature de support selon le présent exposé.

Fig. 1B

est une représentation d’une partie de l’armature représentée dans la Figure 1A.

Fig. 2A

est une représentation d’exemple d’armature de support selon le présent exposé.

Fig. 2B

est une représentation de l’exemple d’armature selon la Figure 2A.

Fig. 2C

est une représentation d’une partie de l’armature représentée par les Figures 2A et 2B.

Fig. 3

est une représentation d’un exemple de dispositif de ventilation selon le présent exposé.

Fig. 4

est une représentation d’un exemple de module de refroidissement selon cet exposé.

Fig. 5

est une représentation d’un exemple de méthode de fabrication d’une armature selon cet exposé.

Cet exposé concerne une armature de support d'un dispositif de ventilation pour le refroidissement d'un fluide parcourant un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile. Cette armature peut dans certains cas se trouver intégrée à un groupe moto-ventilateur ou GMV. Le véhicule automobile peut-être à propulsion thermique ou électrique, ou à propulsion hybride. Cette armature peut correspondre à un socle comprenant une buse. Cette armature peut avoir une forme généralement parallélépipédique, par exemple ayant des dimensions extérieures d’entre 1 et 8 cm d’épaisseur dans la direction axiale de rotation de l’hélice, et des dimensions d’entre 20 et 60 cm de côté dans un plan normal à ladite direction axiale. Cette armature peut avoir une forme généralement parallélépipédique, par exemple ayant des dimensions extérieures d’entre 2 et 6 cm d’épaisseur dans la direction axiale de rotation de l’hélice, et des dimensions d’entre 45 et 55 cm de côté dans un plan normal à ladite direction axiale.

L’armature selon cet exposé comprend une ouverture destinée à recevoir une hélice. Une telle ouverture peut avoir un périmètre généralement circulaire ayant un diamètre par exemple entre 30 et 50 cm. Une telle ouverture peut avoir un périmètre généralement circulaire ayant un diamètre par exemple entre 35 et 45 cm. Une telle ouverture peut avoir un périmètre généralement circulaire ayant un diamètre par exemple entre 38 et 42 cm. Cette ouverture permet la circulation d’un flot tel qu’un flot d’air généré par la rotation de l’hélice. Dans certains exemples, la forme de l’ouverture correspond à la forme de l’hélice, l’ouverture s’ouvrant dans un plan normal à l’axe de rotation de l’hélice.

Dans certains cas, l’ouverture a une forme généralement en forme d’anneau ayant un périmètre correspondant au périmètre externe de l’anneau. Dans de nombreux cas, le véhicule comprend un moteur placé dans l’axe de l’hélice du ventilateur, le moteur formant une paroi dans un sens axial d’écoulement du flot produit par le ventilateur. Afin de prendre cette configuration en compte, la structure selon cet exposé participe à générer une composante radiale d’écoulement du flot, cette composante radiale s’écoulant dans un plan normal ou perpendiculaire à la direction de rotation de l’hélice, et donc parallèlement à la paroi formée par le moteur assurant la propulsion du véhicule. La structure selon cet exposé participe à générer cet écoulement radial du flot en utilisant une forme aérodynamique pour des plots liés à des bras de maintien de l’armature. Une telle forme aérodynamique de plots peut ainsi contribuer à la génération du flot selon une configuration désirée, une telle contribution s’ajoutant éventuellement à d’autres contributions telle que celles de l’hélice elle-même, ou bien celle de bras de maintien.

Cette armature est dans certains cas traversée en son centre par une cavité cylindrique creuse dans laquelle est positionnée l'hélice, la cavité cylindrique ayant un axe correspondant à la direction axiale ou axe de rotation de l’hélice. Cette armature peut assurer l'accrochage du ventilateur à un support, par exemple un radiateur de refroidissement ou un châssis de véhicule, ainsi que le support d’un moteur électrique d'actionnement de l'hélice et le maintien de l'axe autour duquel celle-ci tourne. Par ailleurs, sur le plan aérodynamique, l’armature peut former une paroi et limiter ou empêcher les recirculations entre l'amont et l'aval de l'hélice. L'accrochage d’un moteur électrique à l’armature peut être constitué par plusieurs bras de maintien ayant une fonction de tenue mécanique. De tels bras de maintien peuvent prendre une forme d'aile d'avion, ou d'aube de stators leur donnant une fonction aérodynamique au-delà de leur fonction mécanique. Les aubes de stators permettent par exemple un redressement de l'écoulement.

L’armature selon cet exposé comprend un support central positionné au centre de ladite ouverture. Le centre de l’ouverture peut correspondre au centre d’un cercle correspondant à un périmètre de l’ouverture. Le centre de l’ouverture peut comprendre l’endroit où l’axe de rotation de l’hélice est en intersection avec un plan comprenant l’ouverture. Ce support central est conformé pour recevoir un moteur actionnant ladite hélice de façon à générer un flux ou flot de ventilation. L’armature selon cet exposé non seulement permet de définir une buse par laquelle s’écoule le flot généré par l’hélice mais également de permettre d’ancrer un moteur tel qu’un moteur électrique actionnant l’hélice.

Ledit support central est rattaché, à travers ladite ouverture, à l'armature par des bras de maintien. De tels bras de maintien ont une fonction mécanique permettant de rattacher le support central à la périphérie de l’armature à travers de l’ouverture. Chaque bras de maintien forme un pont entre le support central et la partie périphérique de l’armature définissant l’ouverture. Chaque bras de maintien a deux extrémités, une extrémité étant liée au support central, l’autre extrémité se trouvant liée, par l’intermédiaire d’un plot, au périmètre de l’ouverture. Entre les deux extrémités, les bras de maintien s’étendent radialement à partir de l’axe de rotation de l’hélice.

Certains bras de maintien sont liés à l’armature par des plots correspondants. D’autres bras de maintien peuvent être compris dans la structure sans être liés à l’armature par de tels plots. Toutefois, pour ce qui est desdits bras de maintien liés à l’armature par des plots correspondants, cette liaison entre chaque bras de maintien et le plot correspondant se trouve à l’extrémité du bras de maintien opposée au support central. En d’autres termes, cette liaison entre chacun desdits certains bras de maintien est liée à son extrémité la plus éloignée du support central à plot correspondant, ledit plot étant lui-même placé en périphérie de l’ouverture. L’utilisation de plots permet un écoulement radial du flux entre lesdits plots.

Lesdits plots s’étendent perpendiculairement à l’ouverture. Ceci permet de former un espace d’écoulement radial du flux de part et d’autre du plot, évitant donc de former une buse continue qui serait autrement formée par une structure de support de bras de maintien continue au long du périmètre de l’ouverture.

Lesdits plots ont une forme aérodynamique comprenant un bord d’attaque et un bord de fuite. De tels plots n’ont pas uniquement une fonction mécanique de support de bras de maintien, mais participent à la génération d’un flux radial tel que désiré. Une telle forme aérodynamique peut dans certains cas consister de parois de plot lisses évitant par exemple la présence de nervures qui pourraient autrement réduire ou s’opposer à un tel flot radial. Afin de promouvoir la génération d’un flux de ventilation radial, le bord de fuite s’étend au-delà d’un point de liaison avec l’un des bras de maintien dans une direction tangente à un périmètre de l’ouverture. Le fait que le bord de fuite s’étende au-delà d’un point de liaison avec l’un des bras de maintien dans une direction tangente à un périmètre de l’ouverture n’implique pas nécessairement que le plot ait une paroi tangente au périmètre de l’ouverture.

Une forme aérodynamique comprend un bord d’attaque et un bord de fuite, le flot étant incident avec le bord d’attaque, le flot suivant un intrados et un extrados, l’intrados étant une paroi du plot parallèle à la direction de rotation de l’hélice et faisant face au support central, l’extrados étant une paroi du plot parallèle à la direction de rotation de l’hélice et faisant face à l’extérieur de l’armature, dans la direction opposée au support central. L’intrados et extrados se rejoignent au bord de fuite au-delà duquel le flot s’écoule avec une composante radiale selon cet exposé. Une forme aérodynamique comprend une ligne de corde et une ligne de cambrure, la ligne de corde étant une droite dans un plan parallèle à l’ouverture joignant le bord d’attaque et le bord de fuite, la ligne de cambrure étant une courbe dans un plan parallèle à l’ouverture joignant le bord d’attaque et le bord de fuite, la ligne de cambrure étant une courbe à mi-distance entre l’intrados et l’extrados. Le bord d’attaque se poursuit jusqu’à un point d’épaisseur maximale. Dans certains exemples, la ligne de cambrure d’un plot selon cet exposé s’étend au-delà (i.e. à l’extérieur) de la ligne de corde du même plot par rapport au support central.

Les bras de maintien sont par exemple obtenus par moulage, et peuvent assurer la liaison mécanique entre le support central, par exemple un support central en forme d’anneau porteur du moteur, et une buse formée par un périmètre d’ouverture de l’armature, en présentant un encombrement réduit et une rigidité structurelle permettant d'éviter les déformations selon les différents types de conditions de fonctionnement du véhicule. Les bras de maintien peuvent également contribuer à la performance aérodynamique de l'ensemble, en réduisant les pertes par frottement fluide grâce à un bon profilage et éventuellement en redressant l'écoulement hélicoïdal en sortie d'hélice pour récupérer l'énergie contenue dans la composante tangentielle de vitesse. Les bras de maintien peuvent être de sections globalement carrées ou rectangulaires, qui présentent une excellente rigidité et dont on peut limiter le nombre à cause de leur résistance aérodynamique importante. Il est également possible d'utiliser des bras dits « statoriques », qui peuvent présenter une épaisseur plus faible, et dont la section présente un profil aérodynamique chargé de redresser l'écoulement. Leur résistance aérodynamique est plus faible unitairement mais leur fonction de redresseur et leur plus faible rigidité nécessitent en général de les utiliser en plus grand nombre, au détriment de la résistance aérodynamique globale qui augmente. Les bras de maintien peuvent contribuer à la génération de bruit, selon différents mécanismes qui produisent soit du bruit tonal à des fréquences particulières, soit du bruit large bande sur toute la gamme de fréquence. La fréquence fondamentale et ses harmoniques sont excités par des phénomènes périodiques, tels que les passages successifs de pales de l'hélice devant les bras du stator. Les sources acoustiques proviennent des fluctuations de densité de l'air produites par les instationnarités de l'écoulement, et il est observé qu'une hélice montée sur son socle produit plus de bruit, en particulier pour la contribution tonale.

Le présent exposé a ainsi pour but, entre autres, de proposer un agencement pour un ventilateur d'automobile qui améliore les performances de celui-ci par rapport aux modèles actuellement en service.

La Figure 1A illustre un exemple d’armature 100 selon le présent exposé. Dans cet exemple, l’armature a une forme généralement rectangulaire ou carrée dans le plan normal à l’axe 101 de rotation de l’hélice (l’hélice elle-même n’est pas représentée dans la Figure 1). L’armature comprend dans cet exemple six bras de maintien 111-116. Chaque bras de maintien est lié au support central 102. Certains bras de maintien 111, 113 et 115 sont chacun liés à un plot 121, 123 et 125 correspondant (ou respectif), lesdits plots 121, 123 et 125 ayant une forme aérodynamique comprenant un bord d’attaque 125a et un bord de fuite 125f, le bord de fuite s’étendant au-delà d’un point de liaison 125p avec l’un des bras de maintien 115 dans une direction tangente à un périmètre 103 de l’ouverture afin de promouvoir la génération d’un flux de ventilation radial, tel qu’illustré par la Figure 1B correspondant à un agrandissement de la zone de liaison entre le bras de maintien 115 et le plot 125 correspondant. Cette configuration permet d’obtenir une direction d’écoulement de flot 104 ayant une composante radiale en dirigeant le flot vers l’extérieur du périmètre 103. Cette composante radiale s’ajoute à une composante hélicoïdale formée par la rotation de l’hélice. Le flot ou flux hélicoïdal généré par l’hélice passe par les espaces 131-136 définis entre le support central 102, le périmètre 103 de l’ouverture et les différents bras de maintien 111-116. Dans cet exemple, trois bras de maintien 112, 114 et 116 ne disposent pas de liaisons avec des plots ayant une forme aérodynamique selon cet exposé.

Dans certains exemples tels qu’illustrés par exemple dans les Figures 1A et 1B, les plots permettent à une partie du flux de prendre une direction radiale hors de l’armature au-delà du bord de fuite des plots tels que décrits. Une longueur totale couverte par lesdits plots au long du périmètre de l’ouverture couvre en effet moins de 100% du périmètre d’ouverture, des espaces de passage de flux existant de part et d’autre desdits plots. Dans certains cas, une longueur totale couverte par lesdits plots représente entre 5% et 50% du périmètre de l’ouverture. Dans certains cas, une longueur totale couverte par lesdits plots représente entre 7% et 30% du périmètre de l’ouverture. Dans certains cas, une longueur totale couverte par lesdits plots représente entre 7% et 20% du périmètre de l’ouverture. Dans certains cas, l’espace laissé libre au-delà des plots représente plus de 60% du périmètre de l’ouverture. Dans certains cas, l’espace laissé libre au-delà des plots représente plus de 75% du périmètre de l’ouverture. Dans certains cas, l’espace laissé libre au-delà des plots représente plus de 80% du périmètre de l’ouverture.

Dans certains exemples tels qu’illustrés par exemple dans les figures 1A et 1B, la forme aérodynamique décrit dans un plan de coupe parallèle à l’ouverture un extrados 125e à évolution continue s’éloignant progressivement d’un axe de rotation de l’hélice à partir du bord d’attaque, spécifiquement à partir du point d’épaisseur maximum du bord d’attaque, et vers le bord de fuite. Cet éloignement progressif de l’axe de rotation de l’hélice contribue à former la composante radiale du flot. Le fait que cette évolution soit continue évite de rompre un tel flot et participe à l’aérodynamisme de la forme aérodynamique du plot.

Dans certains exemples tels qu’illustrés par exemple dans les figures 1A et 1B, la forme aérodynamique décrit dans un plan de coupe parallèle à l’ouverture un intrados 125i à évolution continue s’éloignant progressivement d’un axe de rotation de l’hélice à partir du bord d’attaque, spécifiquement à partir du point d’épaisseur maximum du bord d’attaque, et vers le bord de fuite. Cet éloignement progressif de l’axe de rotation de l’hélice contribue à former la composante radiale du flot. Le fait que cette évolution soit continue évite de rompre un tel flot et participe à l’aérodynamisme de la forme aérodynamique du plot.

Les Figure 2A et 2B représentent différentes vues d’un autre exemple d’armature 200 selon le présent exposé. Cette armature 200 est vue de face sur la Figure 2A, et de côté sur la figure 2B. Cette armature comprend un axe 201 de rotation de l’hélice (hélice non représentée dans ces Figures). L’armature comprend un total de dix bras de maintien tels que par exemple le bras de maintien 215 qui sont répartis entre le support central 202 et le périmètre d’ouverture 203 au long du périmètre d’ouverture 203. Dans cet exemple, trois autres bras de maintien tels que par exemple l’autre bras de maintien 216 ont une structure différente, telle que ces autres bras de maintien ne rejoignent pas directement le périmètre d’ouverture 203, par exemple pour permettre le placement de certaines pièces non discutées dans le présent exposé. Dans cet exemple, chacun des bras de maintien, tel que le bras de maintien 215, connectant le support central 202 au périmètre 203 est lié à un plot tel que le plot 225, lié au bras de maintien 215 au niveau du périmètre d’ouverture 203.

Dans certains cas, l’armature comprend plus de cinq bras de maintien. Dans certain cas, l’armature comprend plus de six bras de maintien. Dans certain cas, l’armature comprend plus de huit bras de maintien. Dans certain cas, l’armature comprend plus de dix bras de maintien. Dans certain cas, l’armature comprend plus de douze bras de maintien. Dans certains cas, l’armature comprend moins de vingt bras de maintien. Dans certains cas, l’armature comprend moins de seize bras de maintien. Un nombre élevé de bras de maintien permet d’améliorer la structure mécanique de support. Un nombre trop élevé pourrait en revanche avoir des conséquences négatives sur la circulation du flot.

Dans certains exemples tels qu’illustrés par exemple par la Figure 2C représentant un agrandissement de la Figure 2A à la jonction entre le plot 225, le bras de maintien correspondant 215, et le périmètre d’ouverture 203, la forme aérodynamique des plots tel que le plot 225 décrit dans un plan de coupe parallèle à l’ouverture un extrados 225e à évolution continue s’éloignant progressivement d’un axe de rotation de l’hélice à partir du bord d’attaque 225a et vers le bord de fuite 225f. Dans cet exemple, l’extrados 225e est convexe, participant ainsi à l’aérodynamisme de la forme du plot concerné. Dans ce même exemple, la forme aérodynamique des plots tel que le plot 225 décrit dans un plan de coupe parallèle à l’ouverture un intrados 225i à évolution continue s’éloignant progressivement d’un axe de rotation de l’hélice à partir du bord d’attaque et vers le bord de fuite, l’intrados 225i étant concave afin de contribuer à l’aérodynamisme de la forme dudit plot.

Dans certains exemples tels qu’illustrés par exemple dans la Figure 2C, la forme aérodynamique a dans un plan de coupe parallèle à l’ouverture une épaisseur 225t décroissante à partir d’un point d’épaisseur maximale 225m du bord d’attaque et jusqu’au bord de fuite 225f. Une telle structure permet de contribuer à l’aérodynamisme de la forme dudit plot 225.

Dans certains exemples tels qu’illustrés par exemple dans la Figure 2C, le bord d’attaque 225a du plot 225 est en intersection avec un bord d’attaque 215a du bras de maintien lié à l’armature par ledit plot 225. Ceci permet d’éviter une discontinuité entre bords d’attaques de plot et de bras de maintien liés aux plots, afin de contribuer à l’aérodynamisme de l’ensemble plot/bras de maintien.

Dans certains exemples, les plots ayant la forme aérodynamique sont au moins au nombre de trois. Dans l’exemple illustré dans les figures 2A-2C, de tels plots sont au nombre de dix. Jusqu’à un certain point, un nombre croissant de tels plots peut contribuer à améliorer la contribution de tels plots à l’aérodynamisme de l’ensemble, tout en prenant soin de conserver un espace suffisant entre plots pour permettre le passage du flot. Un nombre excessif de plots ayant un bord de fuite s’étendant au-delà d’un bord de fuite du bras de maintien correspondant pourrait limiter le passage radial du flot. Ceci est lié à la proportion de longueur totale couverte par les plots tel que discuté dans le présent exposé. Dans certains exemples, l’armature comprend entre tris et quinze plots ayant une forme aérodynamique selon cet exposé. Dans certains exemples, l’armature comprend entre 6 et douze plots ayant une forme aérodynamique selon cet exposé.

Dans certains exemples tels qu’illustrés par exemple dans les Figures 2A et 2B tous les plots ont la forme aérodynamique à l’exception d’un ou plusieurs plots passe fil 226.

Dans certains exemples tels qu’illustrés par exemple dans les Figures 2A et 2B chacun des bras de maintien, tel que le bras de maintien 215, liés à l’armature par lesdits plots ayant une forme aérodynamique, tel que le plot 225, a une forme aérodynamique. Un bras de maintien ayant une forme aérodynamique présente un bord d’attaque de bras de maintien 215a et un bord de fuite de bras de maintien 215f. Une corde donnée d’un tel bras de maintien serait contenu dans un plan tangent au périmètre de l’ouverture et parallèle à l’axe de rotation de l’hélice.

Dans certains exemples, chacun des bras de maintien liés à l’armature par lesdits plots ayant une forme aérodynamique vrillée. Ceci est par exemple le cas pour l’armature 200, tel que visible sur la figure 2B. Selon un exemple de forme vrillée, une corde d’un bras de maintien vrillé change d’angle d’inclinaison progressivement et de manière continue vis-à-vis d’un plan comprenant l’ouverture, ce changement d’inclinaison se produisant au long du bras de maintien à partir de sa liaison avec le support central et vers sa liaison avec le plot selon cet exposé. Une forme vrillée peut entrer en synergie avec une forme de pales de l’hélice. Une forme vrillée peut participer à générer une composante radiale du flux. Une forme vrillée peut avoir un premier angle d’inclinaison de corde entre 0 et 30 degrés par rapport au plan comprenant l’ouverture au niveau de la liaison entre le support central et le bras de maintien concerné. Une forme vrillée peut avoir un premier angle d’inclinaison de corde entre 15 et 30 degrés par rapport au plan comprenant l’ouverture au niveau de la liaison entre le support central et le bras de maintien concerné. Une forme vrillée peut avoir un second angle d’inclinaison de corde entre 45 et 90 degrés par rapport au plan comprenant l’ouverture au niveau de la liaison entre le plot selon cet exposé et le bras de maintien concerné. Une forme vrillée peut avoir un second angle d’inclinaison de corde entre 50 et 85 degrés par rapport au plan comprenant l’ouverture au niveau de la liaison entre le plot selon cet exposé et le bras de maintien concerné.

Le vrillage des bras de maintien peut être obtenu par calage variable entre leur pied de pale, situé au niveau du support central, et leur tête de pale, située au niveau de leur rattachement au périmètre de l’armature. Le choix d'un calage évolutif permet d'orienter le profil du bras en fonction de l'orientation locale du flux d'air et ainsi de réduire très significativement les instationnarités, et donc le bruit rayonné. Dans certains exemples le calage desdits bras évolue dans un premier sens entre ledit pied de pale et un premier point situé sur l'envergure du bras de maintien, et dans un sens opposé entre un second point, situé radialement au-delà dudit premier point sur l'envergure dudit bras de maintien, et ladite tête de pale. Dans d’autres exemples, ledit premier point et ledit second point sont confondus. Cette configuration contribue à une réduction de bruit rayonné, en particulier en contribuant à ouvrir la section de passage du flux dans la partie centrale des bras. Avantageusement lesdits premier et/second points sont situés entre le premier et le troisième quart de l'envergure dudit bras de maintien.

Dans certains exemples, chacun des bras de maintien liés à l’armature par lesdits plots ayant une forme aérodynamique comprennent une liaison avec le bord d’attaque du plot correspondant formant un angle compris entre 10 degrés et 80 degrés avec un plan parallèle à l’ouverture. Dans certains exemples, chacun des bras de maintien liés à l’armature par lesdits plots ayant une forme aérodynamique comprennent une liaison avec le bord d’attaque du plot correspondant formant un angle compris entre 30 degrés et 80 degrés avec un plan parallèle à l’ouverture. Dans certains exemples, chacun des bras de maintien liés à l’armature par lesdits plots ayant une forme aérodynamique comprennent une liaison avec le bord d’attaque du plot correspondant formant un angle compris entre 50 degrés et 75 degrés avec un plan parallèle à l’ouverture. Une telle configuration peut permettre, en particulier combinée à un vrillage de bras de maintien, à contribuer à générer la composante radiale du flot recherchée.

La Figure 3 représente une vue simplifiée d’un exemple de dispositif de ventilation 30 comprenant une hélice 310 dont le moteur 320 est porté une armature de support 300 selon cet exposé. L’hélice 310 a un axe de rotation 301 pouvant par exemple correspondre à l’axe 101 ou 201 des figures précédentes. L’hélice peut être placée soit entre l’armature et le moteur à refroidir. L’armature peut aussi se trouver entre l’hélice et le moteur à refroidir. La combinaison de la fonction aérodynamique de l’hélice avec la forme aérodynamique des plots selon cet exposé permet d’obtenir une amélioration du rendement du système dans son ensemble. Ce rendement est encore amélioré en combinant les capacités aérodynamiques de l’hélice, des plots selon cet exposé et d’une forme aérodynamique de bras de maintien.

Dans certains exemples, l’hélice a une hauteur caractéristique à une extrémité frôlant l’ouverture, la forme aérodynamique ayant une hauteur dans une direction perpendiculaire à un plan parallèle à l’ouverture comprise entre 10% et 500% de la hauteur caractéristique. La hauteur caractéristique peut être définie comme la hauteur maximale d’une pale de l’hélice dans la direction de l’axe de rotation de l’hélice. Dans certains exemples, l’hélice a une hauteur caractéristique à une extrémité frôlant l’ouverture, la forme aérodynamique ayant une hauteur dans une direction perpendiculaire à un plan parallèle à l’ouverture comprise entre 20% et 100% de la hauteur caractéristique. Dans certains exemples, l’hélice a une hauteur caractéristique à une extrémité frôlant l’ouverture, la forme aérodynamique ayant une hauteur dans une direction perpendiculaire à un plan parallèle à l’ouverture comprise entre 30% et 50% de la hauteur caractéristique. L’interrelation de ces hauteurs respectives a une influence sur la compacité de l’ensemble, ainsi que sur une synergie éventuelle entre les capacités aérodynamiques des différents éléments.

La figure 4 illustre un exemple de module de refroidissement 40 du moteur thermique d'un véhicule automobile comprenant un dispositif de ventilation selon cet exposé. Dans ce cas-ci, le module comprend les éléments représentés dans la figure 3, ainsi qu’un radiateur 400 soumis au flot généré par l’hélice 310 et modifié par la forme aérodynamique des plots tels que décrits dans cet exposé. Dans ce cas-ci, l’hélice est placée entre le radiateur 400 et l’armature 300, mais l’armature 300 pourrait également être placée entre l’hélice et le radiateur.

La figure 5 illustre un exemple de méthode 500 de fabrication d’une armature selon cet exposé comprenant une étape de démoulage sans dépouille. Lors d’une première étape 501, l’armature selon le présent exposé est moulée en une pièce. Lors d’une seconde étape 502, l’armature est démoulée sans dépouille. Un tel démoulage sans dépouille peut par exemple être obtenu en utilisant des plots tels que décrits ayant un extrados convexe et un intrados concave.

Claims (10)

1. Armature de support d'un dispositif de ventilation pour le refroidissement d'un fluide parcourant un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile, ladite armature comportant une ouverture destinée à recevoir une hélice, et un support central positionné au centre de ladite ouverture et conformé pour recevoir un moteur actionnant ladite hélice de façon à générer un flux de ventilation, ledit support central étant rattaché, à travers ladite ouverture, à l'armature par des bras de maintien, certains bras de maintien étant liés à l’armature par des plots correspondants, lesdits plots s’étendant perpendiculairement à l’ouverture, lesdits plots ayant une forme aérodynamique comprenant un bord d’attaque et un bord de fuite, le bord de fuite s’étendant au-delà d’un point de liaison avec l’un des bras de maintien dans une direction tangente à un périmètre de l’ouverture afin de promouvoir la génération d’un flux de ventilation radial.
2. L’armature selon la revendication 1, une longueur totale couverte par lesdits plots représentant entre 5% et 50% du périmètre de l’ouverture.
3. L’armature selon l’une quelconque des revendications précédentes, la forme aérodynamique décrivant dans un plan de coupe parallèle à l’ouverture un extrados à évolution continue s’éloignant progressivement d’un axe de rotation de l’hélice à partir du bord d’attaque et vers le bord de fuite.
4. L’armature selon la revendication 3, l’extrados étant convexe.
5. L’armature selon la revendication 4, l’intrados étant concave.
6. L’armature selon l’une quelconque des revendications précédentes, le bord d’attaque étant en intersection avec un bord d’attaque des bras de maintien liés à l’armature par lesdits plots.
7. Un dispositif de ventilation comprenant une hélice dont le moteur est porté par l’armature de support selon l'une des revendications précédentes.
8. Le dispositif de ventilation selon la revendication 7, l’hélice ayant une hauteur caractéristique à une extrémité frôlant l’ouverture, la forme aérodynamique ayant une hauteur dans une direction perpendiculaire à un plan parallèle à l’ouverture comprise entre 15% et 500% de la hauteur caractéristique.
9. Un module de refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile comprenant le dispositif de ventilation selon l'une des revendications 7 ou 8.
10. Méthode de fabrication d’une armature selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 comprenant une étape de démoulage sans dépouille.