WO2013174729A1

WO2013174729A1 - Ventilateur pour automobile a pales optimisees

Info

Publication number: WO2013174729A1
Application number: PCT/EP2013/060208
Authority: WO
Inventors: Manuel Henner; Elias Tannoury; Bruno Demory; Pascal FERRAND; Martin BUISSON
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2013-11-28
Also published as: FR2991012B1; FR2991012A1

Abstract

Hélice de mise en circulation d'un flux d'air comportant un moyeu (9) dont une paroi (17) est de forme tronconique pour dévier l'air d'une direction axiale vers une direction radiale, et des pales (11) s'étendant radialement entre un pied de pale (11a) attaché à ladite paroi tronconique et une tête de pale (11b), l'empilement axial des profils des pales partant, en s'éloignant progressivement du pied de la pale, avec une tangente à l'origine orientée vers l'amont. Préférentiellement l'empilement axial des profils augmente en direction de l'amont, jusqu'à atteindre un maximum situé sur le premier tiers de l'envergure de la pale (11).

Description

VENTILATEUR POUR AUTOMOBILE Â PALES OPTIMISÉES

Le domaine de la présente invention est celui de l'automobile, et plus particulièrement celui de la circulation de l'air pour le refroidissement des équipements du moteur.

Les véhicules à moteur thermique ont besoin d'évacuer les calories que génère leur fonctionnement et sont pour cela équipés d'échangeurs thermiques, notamment des radiateurs de refroidissement, placés à l'avant du véhicule et traversés 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. L'hélice qui sert à forcer la circulation d'air se caractérise par un débit élevé et une pression faible et, pour cela, présente un écoulement orienté de façon très axiale, car des machines à écoulement radial produiraient plus de pression mais moins de débit.

Cette configuration axiale de l'écoulement est toutefois peu propice pour un fonctionnement d'hélice en environnement confiné, et plus particulièrement sur un véhicule où des obstacles mécaniques détournent le flux d'air. Comme il est extrêmement fréquent que le moteur du véhicule se trouve dans l'axe de l'hélice, il perturbe le fonctionnement de celle-ci puisqu'il constitue un obstacle aérodynamique important en aval du ventilateur. Cette configuration est particulièrement néfaste dans le cas, extrêmement courant, où l'hélice est positionnée en aval du radiateur et en amont du bloc moteur. La direction axiale de l'air est alors modifiée, au moment du passage dans le ventilateur, par la présence de l'obstacle aval que constitue le bloc moteur. La déstructuration de l'écoulement qui s'ensuit, associée à la forte composante radiale que doit alors prendre l'écoulement, est coûteuse en termes d'efficacité.

Une première amélioration consiste à utiliser une hélice dont le moyeu a une forme globalement conique, ce qui favorise une éjection plus radiale de l'écoulement. Celui-ci est alors dit de nature semi-radiale, ce qui permet de faire un compromis entre la nécessité de produire de forts débits et la contrainte de fonctionner même en présence d'obstacles aval volumineux et proches.

La présente invention a pour but d'améliorer la situation en proposant des formes appropriées pour les pales et, dans le cas de pales carénées, pour la virole extérieure, qui permettent de donner une direction plus radiale à l'écoulement de l'air de refroidissement en sortie du ventilateur. A cet effet, l'invention a pour objet une hélice de mise en circulation d'un flux d'air comportant un moyeu dont une paroi est de forme tronconique pour dévier l'air d'une direction axiale vers une direction radiale, et des pales s'étendant radialement entre un pied de pale attaché à ladite paroi tronconique et une tête de pale, l'empilement axial des profils des pales partant, en s'éloignant progressivement du pied de la pale, vers l'amont, avec une tangente à l'origine orientée vers l'amont.

Par "amont", on entend ici la face de l'hélice vers laquelle le sommet du moyeu tronconique est tourné. Cela correspond également au sens d'écoulement du flux d'air. Une telle configuration évite tout confinement de l'écoulement entre la virole et l'intrados de la pale et améliore ainsi l'efficacité aérodynamique de l'hélice en éliminant ou réduisant les décollements du flux d'air.

De façon préférentielle l'empilement axial des profils augmente en direction de l'amont, jusqu'à atteindre un maximum situé sur le premier tiers de l'envergure de la pale.

Avantageusement ledit maximum est supérieur ou égal à 5% de l'encombrement axial de ladite hélice, en référence à la position axiale du pied de pale. On notera que l'encombrement axial est défini par l'encombrement maximum des pales, sans considérer le bol ou la virole.

Dans un mode préférentiel de réalisation l'empilement axial est orienté vers l'aval au-delà du premier tiers et se déploie sur un pourcentage de l'envergure supérieur ou égal à 2.5% de l'encombrement axial, en référence au maximum observé dans le premier tiers.

Préférentiellement l'empilement axial se redéploye vers l'amont en se rapprochant de la tête de pale.

Dans un mode particulier de réalisation la variation de l'empilement axial est supérieure ou égale à + 5% sur le dernier tiers de l'envergure de la pale.

Avantageusement l'hélice comporte en outre une virole périphérique, l'empilement axial présentant une tangente en tête de pale orthogonale à la paroi annulaire de ladite virole. Dans un premier mode de réalisation la paroi annulaire de ladite virole périphérique est un cylindre, orienté parallèlement à l'axe de rotation de ladite hélice.

Dans un autre mode de réalisation la paroi annulaire de ladite virole périphérique est un tronc de cône, dont l'axe de symétrie est orienté parallèlement à l'axe de rotation de ladite hélice.

Préférentiellement la courbure du profil des pales part, en s'éloignant progressivement du pied de la pale, tout d'abord vers l'arrière avec une tangente à l'origine orientée également vers l'arrière. La notion "d'arrière" est définie, notamment, par rapport au sens de rotation de l'hélice qui pourra être repéré par un positionnement du bord d'attaque prévu plus en amont que le bord de fuite.

Ladite tangente à l'origine est orientée vers l'arrière, par exemple, d'au moins 30°, notamment d'au moins 45°, en particulier au niveau du bord d'attaque.

De façon plus préférentielle la courbure des profils augmente en direction de l'arrière, continûment sur le premier tiers de l'envergure de la pale, en particulier au niveau du bord d'attaque.

De façon encore plus préférentielle la courbure arrière atteinte au niveau du premier tiers est supérieure ou égale à 12 °, notamment 20 °, en particulier au niveau du bord d'attaque. Dans un mode particulier de réalisation la courbure arrière reste supérieure ou égale à 5°, notamment 10 °, au-delà du premier tiers, en particulier au niveau du bord d'attaque.

Avantageusement la courbure arrière augmente à nouveau jusqu'à au moins 12°, notamment 20 °, sur le dernier tiers, en particulier au niveau du bord d'attaque.

L'invention concerne aussi un module de refroidissement comprenant une telle hélice. Un tel module pourra en outre comprendre un ou des échangeurs de chaleur traversés par le flux d'air généré par l'hélice.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés. Sur ces dessins :

- la figure 1 est une vue simplifiée et schématique d'un module de refroidissement d'un bloc moteur d'un véhicule automobile ;

- la figure 2 est une vue en perspective d'une hélice du module de refroidissement de la figure 1 , représentant un moyeu central et des pales libres à leur extrémité radiale,

- la figure 3 est une vue en perspective d'une hélice du module de refroidissement de la figure 1 , représentant un moyeu central et des pales reliées à leur extrémité radiale par une virole périphérique,

- la figure 4 est une vue de côté d'une hélice de la figure 3,

- la figure 5 est une vue en coupe de l'hélice de la figure 3,

- les figures 6 et 7 sont, respectivement, des vues de face et en perspective d'une hélice, munie d'une virole, selon un premier mode de réalisation de l'invention,

- la figure 8 est une vue de côté d'une hélice sans virole, selon un premier mode de réalisation de l'invention, - les figures 9 et 10 sont des schémas montrant l'évolution, respectivement, de l'empilement et de la courbure d'une pale dans le premier mode de réalisation,

- les figures 1 1 et 12 sont, respectivement, des vues de face et en perspective d'une hélice, munie d'une virole, selon un second mode de réalisation de l'invention,

- la figure 13 est une vue de côté d'une hélice sans virole, selon un second mode de réalisation de l'invention,

- la figure 14 est un schéma montrant l'évolution de l'empilement d'une pale dans le second mode de réalisation.

En se référant à la figure 1 , on voit un module de refroidissement 3 d'un bloc moteur 5 de véhicule automobile. Il comprend notamment une hélice 1 et un échangeur thermique 7 tel qu'un radiateur de refroidissement. L'hélice 1 , représentée ici entre le radiateur de refroidissement 7 et le bloc moteur 5, peut être agencée soit en avant soit en arrière du radiateur 7. Ces éléments 1 , 5 et 7 sont sensiblement alignés axialement.

L'hélice 1 est montée en rotation autour d'un axe A. Le sens de rotation de l'hélice 1 est désigné par la flèche F sur les figures 2 et 3. Lorsque l'hélice 1 est entraînée en rotation, par exemple par un moteur électrique (non représenté), l'hélice 1 brasse l'air qui la traverse. Le flux d'air s'écoule selon un sens d'écoulement orienté sensiblement de l'échangeur 7 vers le bloc moteur 5.

Cette hélice 1 , mieux visible sur les figures 2 et 3, comprend :

- un moyeu central 9, encore appelé « bol »,

- une pluralité de pales 1 1 , ici au nombre de cinq, avec leurs premières extrémités 1 1 a fixées sur le moyeu 9, qui s'étendent radialement à partir de ce moyeu,

- et, dans le cas de la figure 3, une virole périphérique 13 à laquelle se raccordent les deuxièmes extrémités 1 1 b des pales 1 1 .

Une telle hélice est réalisée, par exemple, par moulage.

En se référant à la figure 3, le moyeu 9 présente une paroi frontale 15 amont, par rapport au sens d'écoulement du flux d'air produit par la rotation de l'hélice 1 , et une paroi de forme générale sensiblement tronconique 17 s'étendant vers l'aval et à laquelle se raccordent les premières extrémités 1 1 a des pales 1 1 . La paroi frontale 15 et la paroi tronconique 17, peuvent être reliées entre elles par un arrondi 19.

La paroi frontale 15 présente une forme sensiblement annulaire avec un orifice 21 central, pour permettre par exemple de fixer le moteur électrique (non représenté) d'entraînement en rotation de l'hélice 1 . Ce moteur électrique est généralement monté de façon coaxiale avec le bol ou moyeu 9 de l'hélice 1 . La paroi tronconique 17 du moyeu 9 présente une extrémité amont 17a de premier diamètre D1 et une extrémité avale 17b de deuxième diamètre D2 supérieur au diamètre D1 . Ainsi, le moyeu 9 présente une forme générale sensiblement tronconique dont le diamètre va en grandissant selon le sens d'écoulement du flux d'air avec un premier diamètre D1 en amont et un second diamètre D2 plus grand en aval.

Cette forme générale sensiblement tronconique permet de dévier ou de courber radialement la ligne méridienne de l'écoulement du flux d'air au passage de l'hélice 1 . On obtient ainsi un écoulement aval semi-radial qui peut contourner l'obstacle aérodynamique que constitue le bloc moteur 5 situé en aval de l'hélice 1 . Afin d'optimiser l'inflexion de l'écoulement du flux d'air, on peut prévoir une variation de diamètre de la forme tronconique, supérieure à 20 %, entre le premier diamètre D1 en amont et le second diamètre D2 en aval. Par ailleurs, la paroi tronconique 17 peut présenter en plus de la forme tronconique une forme sensiblement incurvée pour favoriser encore plus l'inflexion de l'écoulement du flux d'air.

En ce qui concerne les pales 1 1 , elles s'étendent depuis la paroi tronconique 17 du moyeu 9 jusqu'à la virole 13 périphérique. Ces pales 1 1 sont généralement identiques et peuvent présenter une section transversale sensiblement en aile d'avion. Elles s'étendent ainsi transversalement entre, respectivement, un bord d'attaque 25 qui entre en premier en contact avec le flux d'air avec la rotation de l'hélice 1 , et un bord de fuite 27 qui lui est opposé. Le bord d'attaque 25 d'une pale 1 1 s'étend de l'extrémité amont 17a de la paroi tronconique 17 du moyeu 9, jusqu'à la virole périphérique 13. Le bord d'attaque 25 est donc relié au moyeu 9 à proximité du plus petit diamètre D1 et s'étend jusqu'à la virole 13. Le bord de fuite 27, lui, s'étend de l'extrémité aval 17b de la paroi tronconique 17 du moyeu 9, à proximité du plus grand diamètre D2 et s'étend, lui aussi, jusqu'à la partie aval de la virole 13.

De plus, les bords d'attaque 25 et de fuite 27 définissent entre eux une multitude de cordes 29 (dont une est représentée en pointillé), c'est-à-dire des segments de droite qui s'étendent entre le bord d'attaque 25 et le bord de fuite 27 dans des plans parallèles à l'axe A. Selon le mode de réalisation illustré, cette corde 29 est inclinée d'un angle aigu par rapport à un plan radial, c'est-à-dire sensiblement perpendiculaire à l'axe A de l'hélice 1 . Cet angle, qui définit l'incidence de la pale par rapport au flux d'air, peut varier sur la longueur de la pale 1 1 , depuis l'extrémité 1 1 a de la pale 1 1 fixée au moyeu 9 jusqu'à l'extrémité 1 1 b de la pale 1 1 fixée à la virole 13. Enfin, en ce qui concerne la virole périphérique 13 de la figure 3, elle présente une paroi annulaire cylindrique de révolution 31 , à laquelle se raccordent les extrémités 1 1 b des pales, qui se continue par un évasement arrondi 33.

Pour compléter le redressement de l'écoulement vers la direction radiale que procure la forme conique du moyeu 9 il peut être avantageux de donner également une forme conique à la virole 13. Pour cela, comme on peut le voir sur les figures 4 et 5, la paroi annulaire 31 a une forme conique dont l'orientation des génératrices est sensiblement parallèle à celles des génératrices de la paroi tronconique 17 du moyeu 9.

Sur une hélice ne comportant pas de virole périphérique, l'extrémité des pales 1 1 b a une forme telle que la surface que décrit son extrémité radiale 1 1 b en tournant autour de l'axe A est celle d'un tronc de cône ayant la même conicité que le tronc de cône du moyeu 9. Par ailleurs, comme pour la paroi 17 du moyeu, la forme de la virole peut ne pas être purement conique, notamment si la variation de rayon entre bord d'attaque et bord de fuite de la paroi tronconique 17 du moyeu n'est pas purement linéaire. Dans ce cas, le cône de la paroi annulaire 31 peut présenter, lui aussi, un angle d'entrée et un angle de sortie différents. La forme générale est cependant dite conique, par abus de langage, puisqu'elle présente une variation de diamètre entre l'entrée du ventilateur (au bord d'attaque en tête de pale) et la sortie (au bord de fuite en tête de pale).

Dans les deux cas, que ce soit avec ou sans virole, l'air en sortie de l'hélice 1 est guidé entre deux troncs de cône et forcé progressivement vers la direction radiale.

Les figures 4 et 5 montrent également l'encombrement du volume occupé par l'hélice, que celle-ci soit ou non équipée d'une virole périphérique 13. Les contraintes d'encombrement sont particulièrement sévères dans un moteur de véhicule et il convient de réduire au maximum le volume occupé par tous les équipements. Pour cela la forme donnée au ventilateur s'inscrit sensiblement dans un cône, pour lequel les éléments constituant l'hélice sont alignés, en coupe radiale, sur le grand côté du trapèze. Sur le disque de plus grand diamètre du cône, situé à l'amont, on trouve la face avant du moyeu 9, les points les plus amont des bords d'attaque des pales 1 1 et la face amont de la virole 13. De façon plus générale, pour rester dans un encombrement minimal adapté aux contraintes d'un moteur de véhicule automobile, il convient de faire en sorte, d'une part, que les bords d'attaque des pales et la face amont de la virole périphérique soient situés entre 0 et 50% de l'encombrement axial de l'hélice et, d'autre part, que les bords de fuite des pales et la face aval de la virole soient situés entre 0 et 80% de cet encombrement axial. L'encombrement axial se mesure comme étant la distance entre le point le plus amont et le point le plus aval de l'hélice 1 . Les figures 6 à 8 montrent un premier mode de réalisation de l'invention, qui porte sur la forme à donner aux pales 1 1 pour leur donner une efficacité aérodynamique maximale, associée à une déflexion du flux d'air vers la direction radiale. Ce premier mode peut être mis en œuvre sur une hélice 1 pourvue d'une virole périphérique 13 droite (figure 6 et 7) ou dépourvue de virole, l'extrémité 1 1 b des pales 1 1 décrivant alors ici, un cylindre droit (figure 8).

Compte tenu de la forme tronconique de la paroi 17 du moyeu 9, une pale s'étendant radialement ferait avec cette paroi un angle très inférieur à 90° au niveau de sa jonction avec le moyeu. Cet angle faible créerait une zone où l'écoulement d'air est trop fortement confiné entre le moyeu et la surface intrados de l'hélice. Il s'ensuivrait un phénomène d'accélération de l'air du coté de l'intrados de la pale et corrélativement une décélération relative sur l'extrados, ce qui aurait pour conséquence des décollements du flux par rapport au profil de la pale et des tourbillons représentant des pertes aérodynamiques. La solution apportée par l'invention consiste à jouer sur l'empilement axial des profils aérodynamiques des pales 1 1 et sur la courbure donnée à celles-ci dans le plan de rotation.

L'empilement axial est défini par la position axiale de la pale au niveau de chacun des rayons. Il est généralement représenté par la projection dans un plan axial de la courbe reliant soit les points du bord d'attaque 25 soit celui du bord de fuite 27 ou, plus fréquemment, le point situé à mi-corde. Un empilement axial avant indique que la pale est décalée, au point considéré, en direction de l'amont de l'écoulement, alors qu'un empilement axial arrière indique que la pale est décalée, en ce point, vers l'aval de l'écoulement.

La courbure est, quant à elle, définie par la forme de la pale 1 1 , en projection sur le plan de rotation. Elle est, de même, représentée par la projection dans un plan radial de la courbe reliant soit les points du bord d'attaque 25 soit ceux du bord de fuite 27 ou, plus fréquemment, le point situé à mi-corde. Une courbure arrière implique que la pale 1 1 est courbée, au point considéré, sur le plan de rotation dans le sens inverse de la rotation, alors qu'une courbure avant indique que la pale 1 1 est courbée, en ce point, sur le plan de rotation dans le sens de rotation.

La solution revendiquée consiste à empiler les profils aérodynamiques avec, au niveau de la jonction de la pale 1 1 avec le moyeu 9, une forme de pale caractérisée par un empilement axial vers l'avant et, avantageusement, un effet de courbure arrière. Ces caractéristiques permettent d'ouvrir l'angle de raccordement produit entre la pale 1 1 et le cône 17 du moyeu 9. Il s'ensuit que l'écoulement à l'intrados de la pale est moins confiné et qu'il présente ainsi un flux mieux attaché à la pale, avec un minimum de pertes.

Le même principe pourra s'appliquer en extrémité de pale où il est également utile de contrôler l'angle formé par le raccordement de la pale 1 1 sur la virole 13 ou, lorsque la virole n'est pas présente, l'angle virtuel formé par le raccordement de la pale sur la surface de révolution de l'extrémité 1 1 b de pale. De même que précédemment, ce raccordement créerait, avec une pale orientée radialement, un angle fermé peu propice à l'écoulement lorsque la virole présente une conicité. L'invention propose donc, à l'extrémité de la pale, de créer un effet d'empilement allant vers l'avant au fur et à mesure que l'on augmente le rayon, ce premier effet étant par ailleurs préférentiellement associé à un effet de courbure arrière vers la tête de pale. Cela a pour effet d'augmenter l'angle de raccordement mesuré à l'extrados de la pale.

La combinaison de ces formes particulières, en pied et tête de pale, aboutit à une pale dont la courbure azimutale présente une forme globalement en « S », avec un pied partant en courbure arrière, puis avec une pale reprenant globalement une orientation radiale ou en gardant une légère courbure avant, et pour finir avec une tête, à nouveau en courbure arrière. De même, l'empilement axial démarre en pied en partant vers l'amont, puis l'empilement de la pale se développe radialement vers l'aval, et finit en tête avec un retour de l'empilement vers l'amont.

Les figures 9 et 10 donnent l'évolution de la forme d'une pale selon le premier mode de réalisation, en présentant l'évolution, en fonction du rayon et en évoluant du pied vers la tête de pale, respectivement de son empilement et de sa courbure. L'empilement correspond à la position à mi-corde, la corde correspondant au profil obtenu par l'intersection de la pale avec un cône situé à un pourcentage donnée de l'envergure de la pale. Les empilements sont donnés par la distance du point considéré sur l'envergure de la pale, à une position fixe, par exemple le point le plus aval de l'hélice. La courbure est définie par l'angle que fait le rayon de l'hélice au point considéré avec le rayon de l'hélice passant par le pied de pale, à même position sur la corde 29 de la pale, ici au niveau du bord d'attaque.

Dans ce premier mode de réalisation, l'empilement part, en s'éloignant progressivement du pied de la pale, tout d'abord vers l'amont avec une tangente à l'origine orientée également vers l'amont. Il croît en partant du pied de la pale pour atteindre un maximum situé dans le premier tiers de l'envergure de la pale puis s'oriente progressivement vers l'aval en revenant au niveau de son point de départ sensiblement au delà du premier tiers ; il finit, au niveau de la tête de pale, avec un empilement aval et une tangente orientée radialement. Cette orientation radiale en tête correspond à un rattachement sensiblement orthogonal à la virole périphérique 13, lorsque l'hélice 1 en est pourvue, et à une absence de confinement de l'écoulement entre la virole et l'intrados de la pale. La valeur maximale de l'empilement axial vers l'amont, qui se situe comme dit précédemment dans le premier tiers de l'envergure de la pale, est de l'ordre de 9 % de l'encombrement axial de l'hélice 1 dans l'exemple représenté. Plus généralement, il est, par exemple, supérieur ou égal à 5% de cette envergure pour produire un effet sensible sur la suppression d'un confinement de l'écoulement et générer un écoulement ne présentant pas de décollement. Au-delà du premier tiers de la pale l'empilement axial est orienté vers l'aval et se déploie sur un pourcentage de l'envergure supérieur ou égal à 2.5% de l'encombrement axial, par rapport au maximum observé dans le premier tiers.

De la même façon, la figure 10 montre une évolution de la courbure dans laquelle celle-ci commence par une courbure arrière qui croît rapidement en partant du pied de la pale pour atteindre un maximum situé aux alentours du premier tiers, puis qui reste sensiblement constante au-delà du premier tiers avant de progresser légèrement à nouveau vers une courbure encore plus arrière en tête de pale.

La tangente à l'origine, c'est-à-dire, la tangente au niveau du pied de pale à la ligne suivit par la pale, notamment la tangente au niveau du pied de pale au bord d'attaque est orientée vers l'arrière, par exemple, d'au moins 30 °, notamment d'au moins 45°. Comme évoqué plus haut l'angle en cause est mesuré par rapport au rayon de l'hélice passant par le pied de pale, à même position sur la corde 29 de la pale, ici au niveau du bord d'attaque.

Sur l'exemple représenté la courbure avant atteint un maximum légèrement supérieur à 20° vers l'arrière au niveau du premier tiers de l'envergure de la pale, en particulier au niveau du bord d'attaque. Selon l'invention la courbure arrière varie, par exemple, de plus de 12° sur le premier tiers de l'envergure puis reste au-delà de 5° vers l'arrière au-delà de ce premier tiers, pour fournir la meilleure adaptation aérodynamique.

En se référant maintenant aux figures 1 1 à 13 on va décrire un second mode de réalisation. Il se distingue du premier en ce que la paroi annulaire 31 de la virole périphérique 13 ou, en cas d'absence de celle-ci la forme de la surface décrite par la tête 1 1 b des pales, a une forme tronconique s'évasant vers l'aval.

La forme de l'empilement des profils de la pale au niveau de son pied 1 1 a et du raccordement de celui-ci sur la paroi 17 du moyeu 9 est identique à celle du premier mode de réalisation. Elle est également analogue sur la partie centrale de l'envergure de la pale mais, en revanche, elle diffère sensiblement au niveau de la tête de la pale 1 1 b. De même que dans le premier mode de réalisation et en se référant maintenant à la figure 14, l'empilement part, en s'éloignant progressivement du pied de la pale, vers l'amont avec une tangente à l'origine orientée également vers l'amont. Il croît en partant du pied de la pale pour atteindre un maximum situé dans le premier tiers de l'envergure de la pale puis s'oriente progressivement vers l'aval en revenant au niveau de son point de départ, sensiblement au delà du premier tiers. Il poursuit son orientation aval jusqu'à approximativement les deux tiers de l'envergure de la pale puis, en revanche, se redresse pour réduire cet empilement aval et revenir plus proche d'un empilement neutre en tête de pale. Au niveau de la tête de pale 1 1 b, l'orientation de l'empilement correspond à un rattachement sensiblement orthogonal à la virole périphérique 13, lorsque l'hélice 1 en est pourvue, ou à la surface décrite par les têtes de pale, si elle n'en est pas pourvue. Cette orthogonalité avec la paroi annulaire 31 de la virole procure l'absence recherchée de confinement de l'écoulement entre la virole et l'intrados de la pale.

La valeur maximale de l'empilement axial vers l'amont, qui se situe comme précédemment dans le premier tiers de l'envergure de la pale, est de l'ordre de 9 % de l'encombrement axial de l'hélice 1 . Plus généralement, il est, là encore, supérieur ou égal à 5% de cet encombrement axial pour produire un effet sensible sur la suppression d'un confinement de l'écoulement et générer un écoulement ne présentant pas de décollement. Au-delà du premier tiers de la pale l'empilement axial est orienté vers l'aval et se déploie sur un pourcentage de l'envergure supérieur ou égal à 2.5% de l'encombrement axial par rapport au maximum observé dans le premier tiers. Enfin l'empilement axial repart vers l'amont pour revenir vers une valeur neutre de l'empilement au niveau de la tête de pale 1 1 b. La variation de l'empilement est, par exemple, supérieure ou égale à + 5% sur le dernier tiers de l'envergure de la pale, pour fournir la meilleure adaptation aérodynamique.

De même que précédemment, la courbure de la pale commence par une courbure arrière qui croît rapidement en partant du pied de la pale pour atteindre un maximum situé aux alentours du premier tiers de l'envergure. Elle revient ensuite vers une courbure moins accentuée entre le premier et le second tiers. Elle inverse ensuite sa tendance et s'oriente à nouveau vers une courbure arrière très prononcée sur le dernier tiers et au niveau de la tête de pale.

Sur l'exemple représenté la courbure arrière atteint ainsi un maximum égal à 25° vers le milieu de la pale, avant de revenir vers une courbure moins prononcée à 15° et croître ensuite à nouveau pour dépasser 30° au niveau de la tête. Selon l'invention la courbure arrière varie vers l'arrière, par exemple, de plus de 12 ° sur le premier tiers et de même d'au moins 12° vers l'arrière sur le dernier tiers, pour fournir la meilleure adaptation aérodynamique.

Les formes particulières données aux pales 1 1 de l'hélice 1 assurent une absence de confinement de l'écoulement au niveau de l'angle formé entre, d'une part, le pied 1 1 a de la pale et la paroi tronconique 17 du moyeu 9 et, d'autre part, la tête 1 1 b de cette pale et la paroi annulaire 31 de la virole périphérique 13, lorsque l'hélice en est pourvue. Lorsque celle-ci ne dispose pas d'une virole périphérique, la forme donnée aux têtes des pales permet d'obtenir un écoulement qui suit la forme de la surface balayée par lesdites têtes et qui, grâce à l'invention, ne présente pas ou peu de turbulence à ce niveau.

Claims

REVENDICATIONS

1 . Hélice de mise en circulation d'un flux d'air comportant un moyeu (9) dont une paroi (17) est de forme tronconique pour dévier l'air d'une direction axiale vers une direction radiale, et des pales (1 1 ) s'étendant radialement entre un pied de pale (1 1 a) attaché à ladite paroi tronconique et une tête de pale (1 1 b), l'empilement axial des profils des pales partant, en s'éloignant progressivement du pied de la pale, avec une tangente à l'origine orientée vers l'amont.

2. Hélice selon la revendication 1 dans laquelle l'empilement axial des profils augmente en direction de l'amont, jusqu'à atteindre un maximum situé sur le premier tiers de l'envergure de la pale (1 1 ).

3. Hélice selon la revendication 2 dans laquelle ledit maximum est supérieur ou égal à 5% de l'encombrement axial de ladite hélice, en référence à la position axiale du pied de pale (1 1 a).

4. Hélice selon l'une des revendications 2 ou 3 dans laquelle l'empilement axial est orienté vers l'aval au-delà du premier tiers et se déploie sur un pourcentage de l'envergure supérieur ou égal à 2.5% de l'encombrement axial, en référence au maximum observé dans le premier tiers.

5. Hélice selon la revendication 4 dans laquelle l'empilement axial se redéploye vers l'amont en se rapprochant de la tête de pale (1 1 b).

6. Hélice selon la revendication 5 dans laquelle la variation de l'empilement axial est supérieure ou égale à + 5% sur le dernier tiers de l'envergure de la pale (1 1 ).

7. Hélice selon l'une des revendications 1 à 6 comportant en outre une virole périphérique (13), l'empilement axial présentant une tangente en tête de pale orthogonale à la paroi annulaire (31 ) de ladite virole.

8. Hélice selon la revendication 7 dans laquelle la paroi annulaire (31 ) de ladite virole périphérique (13) est un cylindre, orienté parallèlement à l'axe de rotation de ladite hélice.

9. Hélice selon la revendication 7 dans laquelle la paroi annulaire (31 ) de ladite virole périphérique (13) est un tronc de cône, dont l'axe de symétrie est orienté parallèlement à l'axe de rotation de ladite hélice.

10. Hélice selon l'une des revendications 1 à 9 dans laquelle la courbure du profil des pales part, en s'éloignant progressivement du pied de la pale, tout d'abord vers l'arrière avec une tangente à l'origine orientée également vers l'arrière.

1 1 . Hélice selon la revendication 10 dans laquelle ladite tangente à l'origine est orientée vers l'arrière d'au moins 30°.

12. Hélice selon l'une quelconque des revendications 10 ou 1 1 dans laquelle la courbure des profils augmente en direction de l'arrière, continûment sur le premier tiers de l'envergure de la pale (1 1 ).

13. Hélice selon la revendication 1 1 dans laquelle :

- la courbure arrière atteinte au niveau du premier tiers est supérieure ou égale à 12 °,

- la courbure arrière reste supérieure ou égale à 5° au-delà du premier tiers, et/ou

- la courbure arrière augmente à nouveau d'au moins 12⁰ sur le dernier tiers.

14. Module de refroidissement comprenant une hélice selon l'une quelconque des revendications précédentes.