WO2021123552A1 - Dispositif de ventilation pour module de refroidissement de véhicule automobile et module de refroidissement pour véhicule automobile comprenant un tel dispositif de ventilation - Google Patents

Dispositif de ventilation pour module de refroidissement de véhicule automobile et module de refroidissement pour véhicule automobile comprenant un tel dispositif de ventilation Download PDF

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WO2021123552A1
WO2021123552A1 PCT/FR2020/052309 FR2020052309W WO2021123552A1 WO 2021123552 A1 WO2021123552 A1 WO 2021123552A1 FR 2020052309 W FR2020052309 W FR 2020052309W WO 2021123552 A1 WO2021123552 A1 WO 2021123552A1
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ventilation device
opening
covering body
motor vehicle
cooling module
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PCT/FR2020/052309
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Kamel Azzouz
Sébastien Garnier
Amrid MAMMERI
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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Definitions

  • the invention relates to a ventilation device for a motor vehicle cooling module and to a cooling module for a motor vehicle, in particular an electric vehicle, comprising such a ventilation device.
  • the invention also relates to a motor vehicle provided with such a cooling module.
  • a motor vehicle heat exchanger generally comprises tubes, in which a heat transfer fluid is intended to circulate, in particular a liquid such as water, and heat exchange elements connected to these tubes, often designated by the term “ fins ”or“ spacers ”.
  • the fins increase the exchange surface between the tubes and the ambient air.
  • a ventilation device in order to further increase the heat exchange between the heat transfer fluid and the ambient air, it is common for a ventilation device to be used in addition, to generate or increase an air flow directed towards tubes and fins.
  • a ventilation device comprises a propeller fan.
  • the air flow generated by the blades of such a fan is turbulent, in particular due to the circular geometry of the propeller, and generally only reaches part of the surface of the exchanger. heat (circular area of the exchanger facing the fan propeller). The heat exchange does not therefore take place homogeneously over the entire surface of the tubes and fins.
  • Such a fan is also relatively bulky, in particular because of the dimensions of the propeller necessary to obtain effective engine cooling, which makes its integration into a motor vehicle long and difficult.
  • the aim of the invention is to at least partially remedy these drawbacks.
  • the invention relates to a ventilation device for a motor vehicle cooling module, comprising:
  • a first and a second tangential turbomachines each comprising a paddle wheel and a motor for rotating the paddle wheel
  • a shutter means adapted to selectively close the opening, the shutter means having at least two zones which, in contact in a position of the shutter means leaving the opening free, are distant in the closed position of the opening.
  • the ventilation device has a reduced size, facilitating its integration into a motor vehicle.
  • the ventilation device comprises one or more of the following characteristics, taken alone or in combination:
  • the closure means comprises a covering body adapted to be wound on itself around an axis, to leave the opening free;
  • the ventilation device comprises a motor rotating a shaft fixed to the covering body, so that the rotation of the motor wraps the covering body around the shaft;
  • the ventilation device further comprises a second shaft elastically constrained in rotation, the second shaft being connected to the covering body by means of cables, the second shaft elastically constraining the covering body towards a position of closing the opening;
  • the covering body is guided in movement with respect to the frame, in particular the covering body is received in a groove in the frame;
  • the covering body is flexible
  • the covering body comprises blades articulated between them;
  • the covering body is in one piece, in the form of a flexible sheet, suitable for covering the opening;
  • the frame forms a housing for receiving each paddle wheel, separate from the opening and, preferably, a first outlet from the housing for receiving the paddle wheel of the first turbomachine and / or a second outlet from the receiving housing of the impeller of the second turbomachine, the first and second outlets being preferably further oriented substantially one in the direction of the other;
  • Each tangential turbomachine has an air guide portion and an air outlet outside the ventilation device module;
  • the turbomachines of the two ventilation device modules are arranged so that the air outlet of the turbomachine of a first ventilation device module is arranged opposite the air outlet of the turbomachine of the second device module ventilation;
  • the turbomachines of the two ventilation device modules are arranged so that the air outlet of the turbomachine of a first ventilation device module is arranged opposite the guide portion of the turbomachine of the second control device module. ventilation ; the turbomachines of the two ventilation device modules are arranged so that the guiding portion of the turbomachine of a first ventilation device module is arranged opposite the guiding portion of the turbomachine of the second ventilation device module ;
  • each turbomachine comprises a casing consisting of a shaped wall to house the paddle wheel and guide the air around the turbomachine to an air outlet, intended to be an air outlet out of the cooling module;
  • the wall has the shape of a truncated spiral
  • a protective grid is fixed to said outlet of each turbomachine
  • the frame defines an opening, intended to be arranged facing, in a longitudinal direction of the vehicle, at least part of the heat exchanger of the cooling module.
  • the opening may be intended to be placed opposite a clean heat exchanger;
  • the covering body can be of limited thickness
  • the covering body is airtight
  • the shaft shaped to be driven in rotation by the engine extends in the vicinity of a first end of the opening, in the vicinity of a turbomachine;
  • the shaft extends in the vicinity of a first end of the opening, in the vicinity of one or the other of the two turbomachines;
  • the covering body is fixed at one end, to a cross member
  • the cross member is slidably mounted on the frame
  • Each groove receives a lug of the cross member
  • the covering body is also received in the grooves on each side of the frame;
  • the covering body completely covers the opening
  • the covering body forms an angle of between 5 ° and 20 °, preferably substantially equal to 12.5, with an air inlet surface, normal to the air flow entering the ventilation device;
  • turbomachines are positioned so as to be dedicated to respective heat exchangers
  • the opening may only be partially closed; the device is shaped to allow part of the air flow to pass through the opening, another part of the air flow being guided towards one of the two turbomachines;
  • the covering body is arranged so that, in a position leaving the opening free, the covering body is wrapped around a tree or retracted or folded up.
  • a cooling module for a motor vehicle in particular with an electric motor, comprising:
  • FIG. 1 schematically represents the front part of a motor vehicle, seen from the side;
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a cooling module, which can be implemented in the motor vehicle of FIG. 1, comprising a ventilation device in a first configuration in which an opening through the frame of the ventilation device is left free;
  • FIG. 3 is a perspective view of the ventilation device of the cooling module of FIG. 2, in a second configuration in which the opening through the frame of the ventilation device is closed;
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the ventilation device, in the configuration of FIG. 3;
  • FIG. 5 is a view similar to Figure 3, in a configuration of partial release of the opening in the frame;
  • FIG. 6 is a view similar to Figures 3 and 5, in an intermediate configuration between the configurations illustrated in these figures.
  • the X direction corresponds to a longitudinal direction of travel of the motor vehicle.
  • the Y direction, transverse is defined as being perpendicular to the longitudinal direction X. More specifically, the longitudinal and transverse directions X and Y can for example belong to a horizontal plane.
  • the Z direction corresponds in turn to a vertical direction.
  • FIG. 1 schematically illustrates the front part of a motor vehicle 10 with a motor 12.
  • the vehicle 10 comprises in particular a body 14 and a bumper 16 carried by a frame (not shown) of the motor vehicle 10.
  • the body 14 defines a cooling bay 18, that is to say an opening through the body 14.
  • the cooling bay 18 can be unique as in the example illustrated. Alternatively, however, the body 14 can define a plurality of cooling bays.
  • the cooling bay 18 is located in the lower part of the front face 14a of the body 14. In the example illustrated, the cooling bay 18 is located under the bumper 16.
  • a grid 20 can be arranged in the cooling bay 18 to prevent projectiles from passing through the cooling bay 18.
  • a cooling module 22 is placed opposite the cooling bay 18. The grid 20 makes it possible in particular to protect this cooling module 22.
  • the cooling module 22 is more clearly visible in Figure 2.
  • the cooling module 22 comprises a ventilation device 24 associated with at least one heat exchanger 26.
  • the ventilation device 24 comprises at least one tangential fan, or more generally a tangential turbomachine, which draws a flow of air in contact with heat or heat exchangers 26.
  • the cooling module 24 comprises two tangential turbomachines 28-1, 28-2, detailed below.
  • the turbomachine can blow the air flow towards the heat exchanger (s).
  • the ventilation device 24 comprises a housing or frame 30 forming an internal air channel.
  • the frame 30 makes it possible to accommodate at least one tangential turbomachine.
  • a rear part of the frame 30 in particular here forms the volute 30-1, 30-2 of a tangential turbomachine 28-1, 28-2.
  • Each tangential turbomachine 28-1, 28-2 comprises a rotor 32-1, 32-2.
  • the rotor here consists of a turbine 32-1, 32-2, more precisely of a tangential propeller or paddle wheel.
  • Each turbine 32-1, 32-2 has a cylindrical shape.
  • Each turbine 32-1, 32-2 advantageously comprises several stages of blades (or vanes).
  • Each turbine 32-1, 32-2 is rotatably mounted about an associated axis of rotation A32-1, A32-2.
  • Each turbine 32-1, 32-2 is driven in rotation by an associated motor 33-1, 33-2.
  • the axes of rotation A32-1, A32-2 of the two turbines 32-1, 32-2 are parallel, here oriented in the direction of the Y axis.
  • the module can comprise a single heat exchanger 26 or several heat exchangers 26, in particular several heat exchangers 26 arranged one behind the other.
  • each heat exchanger has a general parallelepipedal shape, a length of which extends in the direction of the Y axis, a depth extends parallel to the direction of the X axis and a height extends parallel to the direction of the Z axis.
  • the heat exchanger 26 delimits a surface S, called the working surface, one section of which is substantially rectangular in a plane (Y, Z).
  • the surface S is delimited by two opposite end edges extending in the Y direction, called length, and by two other opposite end edges, in the Z direction, called heights.
  • the surface S corresponds to the rectangle defined by the exchanger 26, or if several exchangers are present, by the largest heat exchanger. Nevertheless, it is also possible to juxtapose several exchangers vertically and / or horizontally, in which case the height of the surface S is the sum of the heights of the exchangers vertically juxtaposed (superimposed), and the length of the surface S is the sum of the lengths of the horizontally juxtaposed exchangers.
  • the first and second turbomachines 28-1, 28-2 are mounted parallel to one another, that is to say that the air flow F1 ejected from the first turbine 32-1 of the first turbomachine 28-1 is distinct from the air flow F2 ejected from the second turbine 32-2 of the second turbomachine 28-2. In other words, the flow of air F1 ejected from the first turbine 32-1 does not pass through the second turbine 32-2 and vice versa.
  • the airflows F1, F2 are oriented substantially vertically, one in the direction of the other.
  • the first and second turbomachines 28-1, 28-2 are each mounted along a respective length of the frame 30.
  • the axes of rotation A32-1, A32-2 are parallel to the direction Y.
  • the two turbines 32-1, 32-2 are thus mounted horizontally, in this case in a transverse direction.
  • the axes of rotation A32-1, A32-2 can be vertical, i.e. parallel to the Z axis.
  • the volute 30-1 of the first turbomachine 28-1 comprises a first casing 44-1 shaped to house the first impeller 32-1 and guide the air having passed through the exchanger 26 around the first paddle wheel 32-1 up to a first outlet 46-1 of the air outside the module 22.
  • the first casing 46-1 comprises a wall having the shape of a truncated spiral.
  • volute 30-2 of the second turbomachine 28-2 comprises a second casing 44-2 shaped to house the second impeller 32-2 and guide the air having passed through the exchanger 26 around the second impeller 32-2 up to a second air outlet 46-2 around the second turbomachine 32-2 up to an air outlet 46-2, outside the module 22.
  • the second casing comprises advantageously a wall in the form of a truncated spiral.
  • the two outputs 46-1, 46-2 are arranged opposite one another, oriented substantially in the same direction, but in an opposite direction.
  • the illustrated configuration ensures that a first air flow F1 from the first turbine engine 28-1 via the associated first outlet 46-1 is substantially in the same direction and in an opposite direction as a second air flow F2 issuing from the second turbomachine 28-2 via the associated second outlet 46-2.
  • the first and second air streams F1 and F2 are substantially vertical.
  • a grid is fixed to each of the outputs 46-1, 46-2.
  • Such a grid can in particular make it possible to prevent projections from entering the housing receiving the turbine 32-1, 32-2 and damaging this turbine 32-1, 32-2.
  • the axis of rotation A32-1 of the first turbomachine 28-1 is disposed substantially opposite the upper longitudinal edge 26-1 of the surface S.
  • the axis of rotation A32-2 of the second turbomachine 28-2 is here disposed substantially opposite the lower longitudinal edge 26-2 of the surface S.
  • turbomachines 28-1, 28-2 it is possible to position the turbomachines 28-1, 28-2 so as to dedicate them to respective exchangers 26. Other relative positions of turbomachines 28-1, 28-2 are also possible.
  • the frame 30 defines an opening 60 arranged facing the heat exchanger 26, in the longitudinal direction X.
  • the opening 60 extends in particular between the two turbomachines 28-1, 28 -2.
  • the opening 60 in particular allows the flow of air F having passed through the heat exchanger (s) 26 to exit the cooling module 22 without passing through the turbomachines 28-1, 28-2.
  • the bypassing of the turbomachines 28-1, 28-2 by the air flow F having passed through the exchanger (s) 26 makes it possible to limit the pressure drops of the air flow F, in particular when, for example at high speed of the motor vehicle 10, the turbomachines 28-1, 28-2 are stopped, the speed of the vehicle 10 sufficient to create an air flow F allowing the cooling of the heat exchanger (s) 26.
  • the cooling device 22 comprises a sealing means 62 for closing the opening 60, adapted to selectively closing the opening 60.
  • the sealing means 62 is here shaped to have at least two zones (63-1, 63-2, 65-1, 65-2) which, in contact in a position of the closure means 62 leaving the opening 60 free, are distant in a position of the closure of the opening 60.
  • the area 63-1 does not touch the area 65-1 since the closure means 62-1 is in the closed position. In the open position (not shown), these two areas would be in contact with each other.
  • the shutter means 62-2 which includes two similar zones 63-2 and 65-2.
  • the closure means 62 essentially comprises a covering body 64, here in the form of a sheet, fixed at one end to a cross member 66.
  • the covering body 64 is for example made of plastic.
  • the covering body 64 is preferably flexible with respect to the cross member 66.
  • the covering body 64 may be of limited thickness.
  • the covering body 64 is advantageously airtight.
  • the covering body 64 here takes the form of a flexible sheet, the sheet preferably being in one piece.
  • the covering body 64 is attached to a first shaft 68, connected to a motor 70.
  • the rotation of the motor 70 can control the winding of the covering body 64 around the first shaft 68.
  • the covering body 64 can be wound around the first shaft 68.
  • first shaft 68 preferably extends in the vicinity of a first end of the opening 60, in the vicinity of the first turbomachine 28-1.
  • the first shaft 68 runs parallel to the Y direction, like the A32-1 axis of the first turbine engine 28-1.
  • the crossbar 66 is slidably mounted on the frame 30 of the ventilation device 22.
  • a groove is hollowed out in the frame 30, on each side of the latter, which receives a lug of the crosspiece 66.
  • the covering body 64 is also received in these grooves on each side of the frame 30.
  • the cross member 66 is also connected by two cables 72 to a second shaft 74, elastically constrained in rotation, to a position of winding of the cables 72 around the shaft 74.
  • the second shaft preferably extends to the in the vicinity of a second end of the opening 60, in the vicinity of the second turbomachine 28-2.
  • the covering body 64 here entirely covers the opening 60.
  • the motor 70 controls the winding of the covering body 64 around the shaft 68, to leave the opening 60 free, against the stress applied to the second shaft 74.
  • the elastic stress being applied to the second shaft 74 makes it possible to wind the cables 72 around the shaft 74 and to return the covering body 64 to its position of closing the opening 60.
  • Intermediate configurations between the configuration of total closure of the opening 60 and the total folding configuration of the body covering 64 leaving the opening 60 completely free, are illustrated in FIGS. 5 and 6. These intermediate positions may be transient, during a transition from one extreme configuration to another, or maintained.
  • the covering body 64 makes it possible to direct the flow of air created towards the associated turbomachine 28-1, 28-2.
  • the configuration where the covering body 64 leaves the opening 60 completely free, generally reached while the turbomachines 28-1, 28-2 are off makes it possible to direct at least part of the air flow created for example by the speed of the vehicle on which the cooling module 22 is mounted, through the opening 60 in the frame 30, without passing through the turbomachines 28-1, 28-2. This "diverts" the air flow of the turbomachine 28-1, 28-2.
  • An intermediate configuration may allow part of the air flow to pass through an opening 60 of reduced size, another part of the air flow being guided by the covering body 64 towards the first turbomachine 28-1.
  • the opening configuration is thus particularly advantageous when the vehicle is traveling at high speed, in which case it is possible to put the turbomachines 28-1, 28-2 at a standstill.
  • the covering body 64 In the closed position, the covering body 64 forms an angle cd, a2 between 5 ° and 20 °, preferably substantially equal to 12.5 ° with an air inlet surface S2, normal to the air flow entering the ventilation device 22. More precisely, the covering body 64 extends substantially in a “V” in the closed position, each branch 64-1, 64-2 of the “V” forming an angle cd, a2 understood between 5 ° and 20 °, preferably substantially equal to 12.5 ° with the air inlet surface S2.
  • the covering body 64 is in one piece.
  • the covering body can be formed of blades interconnected by articulations of such kind that the blades can be pivoted with respect to each other.
  • the covering body passes from the closing position of the opening 60 to the position leaving the opening 60 free, by being wrapped around a shaft.
  • the opening body can be retracted or folded up.

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Abstract

Un dispositif de ventilation (24) pour module de refroidissement (22) de véhicule automobile (10), comprend au moins une première (28-1) et une deuxième (28-2) turbomachines tangentielles comprenant, chacune, une roue à aubes (32-1; 32-2) et un moteur (33-1; 33-2) pour entraîner en rotation la roue à aubes (32-1; 32-2), au moins un cadre (30) formant au moins une ouverture (60), et un moyen d'obturation (62) adapté à sélectivement obturer l'ouverture (60). Le moyen d'obturation (62) présente au moins deux zones qui, en contact dans une position du moyen d'obturation (62) laissant libre l'ouverture (60), sont distantes dans la position d'obturation de l'ouverture (60).

Description

Description
Titre : DISPOSITIF DE VENTILATION POUR MODULE DE REFROIDISSEMENT DE VÉHICULE AUTOMOBILE ET MODULE DE REFROIDISSEMENT POUR VÉHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UN TEL DISPOSITIF DE
VENTILATION
Domaine technique
[0001] L’invention se rapporte à un dispositif de ventilation pour module de refroidissement de véhicule automobile et à un module de refroidissement pour véhicule automobile, notamment électrique, comprenant un tel dispositif de ventilation. L’invention vise également un véhicule automobile muni d’un tel module de refroidissement.
Technique antérieure
[0002] 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.
[0003] 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. [0004] De façon connue, un tel dispositif de ventilation comprend un ventilateur à hélice.
[0005] Le flux d’air généré par les pales d’un tel ventilateur est turbulent, notamment en raison de la géométrie circulaire de l’hélice, et n’atteint en général qu’une partie seulement de la surface de l’échangeur de chaleur (zone circulaire de l’échangeur faisant face à l’hélice du ventilateur). L’échange de chaleur ne se fait donc pas de façon homogène sur toute la surface des tubes et des ailettes.
[0006] En outre, lorsque la mise en marche du ventilateur ne s’avère pas nécessaire (typiquement lorsque l’échange de chaleur avec de l’air ambiant non accéléré suffit à refroidir le fluide caloporteur circulant dans l’échangeur), les pales obstruent en partie l’écoulement de l’air ambiant vers les tubes et les ailettes, ce qui gêne la circulation d’air vers l’échangeur et limite ainsi l’échange de chaleur avec le fluide caloporteur.
[0007] Un tel ventilateur est en outre relativement encombrant, à cause notamment des dimensions nécessaires de l’hélice pour obtenir un refroidissement moteur effectif, ce qui rend long et délicat son intégration dans un véhicule automobile.
[0008] Le but de l’invention est de remédier au moins partiellement à ces inconvénients.
Exposé de l’invention
[0009] À cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de ventilation pour module de refroidissement de véhicule automobile, comprenant :
- au moins une première et une deuxième turbomachines tangentielles comprenant, chacune, une roue à aubes et un moteur pour entraîner en rotation la roue à aubes,
- au moins un cadre formant au moins une ouverture,
- un moyen d’obturation adapté à sélectivement obturer l’ouverture, le moyen d’obturation présentant au moins deux zones qui, en contact dans une position du moyen d’obturation laissant libre l’ouverture, sont distantes dans la position d’obturation de l’ouverture.
[0010] Ainsi, avantageusement, le dispositif de ventilation présente un encombrement réduit, facilitant son intégration dans un véhicule automobile.
[0011] En outre, la position du moyen d’obturation laissant libre l’ouverture dans le cadre, permet de réduire les pertes de charges du flux d’air traversant le module de refroidissement, notamment lorsque la mise en oeuvre des turbomachines tangentielles n’est pas nécessaire. [0012] De préférence, le dispositif de ventilation comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- le moyen d’obturation comprend un corps couvrant adapté à être enroulé sur lui- même autour d’un axe, pour laisser l’ouverture libre ;
- le dispositif de ventilation comprend un moteur entraînant en rotation un arbre fixé au corps couvrant, de telle sorte que la rotation du moteur enroule le corps couvrant autour de l’arbre ;
- le dispositif de ventilation comprend en outre un deuxième arbre contraint élastiquement en rotation, le deuxième arbre étant relié au corps couvrant au moyen de câbles, le deuxième arbre contraignant élastiquement le corps couvrant vers une position d’obturation de l’ouverture ;
- le corps couvrant est guidé en déplacement par rapport au cadre, notamment le corps couvrant est reçu dans une rainure dans le cadre ;
- le corps couvrant est souple ;
- le corps couvrant comprend des lames articulées entre elles ;
- le corps couvrant est monobloc, sous la forme d’une nappe flexible, apte à recouvrir l’ouverture ; et
- le cadre forme un logement de réception de chaque roue à aubes, distinct de l’ouverture et, de préférence, une première sortie du logement de réception de la roue à aubes de la première turbomachine et/ou une deuxième sortie du logement de réception de la roue à aubes de la deuxième turbomachine, les première et deuxième sorties étant de préférence encore orientées sensiblement l’une en direction de l’autre ;
- chaque turbomachine tangentielle comporte une portion de guidage d’air et une sortie d’air hors du module de dispositif de ventilation ;
- les turbomachines des deux modules de dispositif de ventilation sont agencées de sorte que la sortie d’air de la turbomachine d’un premier module de dispositif de ventilation est disposée en regard de la sortie d’air de la turbomachine du deuxième module de dispositif de ventilation ;
- les turbomachines des deux modules de dispositif de ventilation sont agencées de sorte que la sortie d’air de la turbomachine d’un premier module de dispositif de ventilation est disposée en regard de la portion de guidage de la turbomachine du deuxième module de dispositif de ventilation ; - les turbomachines des deux modules de dispositif de ventilation sont agencées de sorte que la portion de guidage de la turbomachine d’un premier module de dispositif de ventilation est disposée en regard de la portion de guidage de la turbomachine du deuxième module de dispositif de ventilation ;
- la volute de chaque turbomachine comprend une enveloppe constituée d’une paroi conformée pour loger la roue à aubes et guider l’air autour de la turbomachine jusqu’à une sortie de l’air, destinée à être une sortie d’air hors du module de refroidissement ;
- la paroi présente une forme de spirale tronquée ;
- une grille de protection est fixée à ladite sortie de chaque turbomachine ;
- le cadre définit une ouverture, destinée à être disposée en regard, selon une direction longitudinale du véhicule, d’au moins une partie de l’échangeur thermique du module de refroidissement. Alternativement, l’ouverture peut être destinée à être disposée en regard d’un échangeur thermique propre ;
- le corps couvrant peut être d’épaisseur limitée ;
- le corps couvrant est étanche à l’air ;
- l’arbre conformé pour être entraîné en rotation par le moteur s’étend au voisinage d’une première extrémité de l’ouverture, au voisinage d’une turbomachine ;
- l’arbre s’étend au voisinage d’une première extrémité de l’ouverture, au voisinage d’une ou de l’autre des deux turbomachines ;
- le corps couvrant est fixé à une extrémité, à une traverse ;
- la traverse est montée coulissante sur le cadre ;
- une rainure est creusée dans le cadre, de chaque côté de ce dernier ;
- chaque rainure reçoit un ergot de la traverse ;
- le corps couvrant est également reçu dans les rainures de chaque côté du cadre ;
- dans la position d’enroulement maximal des câbles, le corps couvrant, recouvre entièrement l’ouverture ;
- le corps couvrant forme un angle compris entre 5° et 20°, de préférence sensiblement égal à 12,5 , avec une surface d’entrée d’air, normale au flux d’air en entrée du dispositif de ventilation ;
- les turbomachines sont positionnées de sorte à être dédiées à des échangeurs thermiques respectifs ;
- l’ouverture peut n’être que partiellement obturée ; - le dispositif est conformé pour permettre de faire passer une partie de flux d’air à travers l’ouverture, une autre partie de flux d’air étant guidée vers l’une des deux turbomachines ;
- le corps couvrant est agencé de sorte que, dans une position laissant libre l’ouverture, le corps couvrant est enroulé autour d’un arbre ou escamoté ou replié.
[0013] Selon un autre aspect, il est proposé un module de refroidissement pour véhicule automobile, en particulier à moteur électrique, comprenant :
- au moins un échangeur thermique, et
- un dispositif de ventilation tel que décrit ci-avant dans toutes ses combinaisons, adapté à créer un flux d’air à travers le au moins un échangeur thermique.
Brève description des dessins
[0014] D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
[0015] [Fig. 1] représente schématiquement la partie avant d’un véhicule automobile, vu de côté ;
[0016] [Fig. 2] est une vue schématique en perspective d’un module de refroidissement, pouvant être mis en oeuvre dans le véhicule automobile de la figure 1 , comprenant un dispositif de ventilation dans une première configuration dans laquelle une ouverture à travers le cadre du dispositif de ventilation est laissée libre ;
[0017] [Fig. 3] est une vue en perspective du dispositif de ventilation du module de refroidissement de la figure 2, dans une deuxième configuration dans laquelle l’ouverture à travers le cadre du dispositif de ventilation est obturée ;
[0018] [Fig. 4] est une vue en coupe longitudinale du dispositif de ventilation, dans la configuration de la figure 3 ;
[0019] [Fig. 5] est une vue analogue à la figure 3, dans une configuration de libération partielle de l’ouverture dans le cadre ;
[0020] [Fig. 6] est une vue analogue aux figures 3 et 5, dans une configuration intermédiaire entre les configurations illustrées sur ces figures.
Description de modes de réalisation [0021] Dans la suite de la description, les éléments identiques ou de fonction identique portent le même signe de référence. À fin de concision de la présente description, ces éléments ne sont pas décrits en détail dans chaque mode de réalisation. Au contraire, seules les différences entre les variantes de réalisation sont décrites en détail.
[0022] Sur les figures, on a illustré des repères (X, Y, Z). La direction X correspond à une direction, longitudinale, d’avancement du véhicule automobile. La direction Y, transversale, est définie comme étant perpendiculaire à la direction longitudinale X. Plus spécifiquement, les directions longitudinale et transversale X et Y peuvent par exemple appartenir à un plan horizontal. La direction Z correspond quant à elle à une direction verticale.
[0023] La figure 1 illustre de manière schématique la partie avant d’un véhicule automobile 10 à moteur 12. Le véhicule 10 comporte notamment une carrosserie 14 et un pare-chocs 16 portés par un châssis (non représenté) du véhicule automobile 10. La carrosserie 14 définit une baie de refroidissement 18, c'est-à-dire une ouverture à travers la carrosserie 14. La baie de refroidissement 18 peut être unique comme dans l’exemple illustré. Alternativement cependant, la carrosserie 14 peut définir une pluralité de baies de refroidissement. Ici, la baie de refroidissement 18 se trouve en partie basse de la face avant 14a de la carrosserie 14. Dans l’exemple illustré, la baie de refroidissement 18 est située sous le pare-chocs 16. Une grille 20 peut être disposée dans la baie de refroidissement 18 pour éviter que des projectiles puissent traverser la baie de refroidissement 18. Un module de refroidissement 22 est disposé en vis-à-vis de la baie de refroidissement 18. La grille 20 permet notamment de protéger ce module de refroidissement 22.
[0024] Le module de refroidissement 22 est plus nettement visible sur la figure 2.
[0025] Le module de refroidissement 22 comprend un dispositif de ventilation 24 associé à au moins un échangeur thermique 26.
[0026] Comme il ressort des figures, le dispositif de ventilation 24 comprend au moins un ventilateur tangentiel, ou plus généralement une turbomachine tangentielle, qui aspire un flux d’air au contact de chaleur ou des échangeurs de chaleur 26. Sur l’exemple illustré, le module de refroidissement 24 comprend deux turbomachines tangentielles 28-1 , 28-2, détaillées ci-après. Alternativement, la turbomachine peut souffler le flux d’air vers le ou les échangeurs thermiques.
[0027] Tel qu’illustré, le dispositif de ventilation 24 comporte un boîtier ou cadre 30 formant un canal interne d’air. Le cadre 30 permet de loger au moins une turbomachine tangentielle. Dans un mode de réalisation, une partie arrière du cadre 30 forme notamment ici la volute 30-1 , 30-2 d’une turbomachine tangentielle 28-1 , 28-2.
[0028] Chaque turbomachine tangentielle 28-1 , 28-2 comprend un rotor 32-1 , 32-2. Le rotor est ici constitué d’une turbine 32-1 , 32-2, plus précisément d’une hélice tangentielle ou roue à aubes. Chaque turbine 32-1 , 32-2 a une forme cylindrique. Chaque turbine 32-1 , 32-2 comporte avantageusement plusieurs étages de pales (ou aubes). Chaque turbine 32-1 , 32-2 est montée rotative autour d’un axe de rotation A32-1 , A32-2 associé. Chaque turbine 32-1 , 32-2 est entraînée en rotation par un moteur 33-1 , 33-2 associé. Les axes de rotation A32-1 , A32-2 des deux turbines 32-1 , 32-2 sont parallèles, ici orientée selon la direction de l’axe Y.
[0029] Comme visible sur les figures, le module peut comprendre un seul échangeur thermique 26 ou plusieurs échangeurs thermiques 26, notamment plusieurs échangeurs thermiques 26 disposés l’un derrière l’autre. Ici, chaque échangeur thermique présente une forme générale parallélépipédique, dont une longueur s’étend selon la direction de l’axe Y, une profondeur s’étend parallèlement à la direction de l’axe X et une hauteur s’étend parallèlement à la direction de l’axe Z. L’échangeur thermique 26 délimite une surface S, appelée surface de travail, dont une section est sensiblement rectangulaire dans un plan (Y, Z). La surface S est délimitée par deux bords d’extrémité opposés s’étendant selon la direction Y, dits longueur, et par deux autres bords d’extrémité opposés, selon la direction Z, dits hauteurs.
[0030] La surface S correspond au rectangle défini par l’échangeur 26, ou si plusieurs échangeurs sont présents, par le plus grand échangeur thermique. Néanmoins, il est également possible de juxtaposer plusieurs échangeurs verticalement et/ou horizontalement, auquel cas la hauteur de la surface S est la somme des hauteurs des échangeurs juxtaposés verticalement (superposés), et la longueur de la surface S est la somme des longueurs des échangeurs juxtaposés horizontalement.
[0031] Les première et deuxième turbomachines 28-1 , 28-2 sont montées parallèlement l’une à l’autre, c’est-à-dire que le flux d’air F1 éjecté de la première turbine 32-1 de la première turbomachine 28-1 est distinct du flux d’air F2 éjecté de la deuxième turbine 32-2 de la deuxième turbomachine 28-2. En d’autres termes, le flux d’air F1 éjecté de la première turbine 32-1 ne traverse pas la deuxième turbine 32-2 et réciproquement. Ici, les flux d’air F1 , F2 sont orientés sensiblement verticalement, l’un en direction de l’autre. Les première et deuxième turbomachines 28-1 , 28-2 sont montées chacune le long d’une longueur respective du cadre 30.
[0032] Sur les figures, les axes de rotation A32-1 , A32-2 sont parallèles à la direction Y. Les deux turbines 32-1 , 32-2 sont ainsi montées horizontalement, en l’espèce selon une direction transversale. Alternativement, les axes de rotation A32- 1 , A32-2 peuvent être verticaux, c’est-à-dire parallèles à l’axe Z.
[0033] Comme également visible sur les figures, la volute 30-1 de la première turbomachine 28-1 comprend une première enveloppe 44-1 conformée pour loger la première roue à aubes 32-1 et guider l’air ayant traversé l’échangeur 26 autour de la première roue à aubes 32-1 jusqu’à une première sortie 46-1 de l’air hors du module 22. De manière connue, la première enveloppe 46-1 comprend une paroi présentant une forme de spirale tronquée.
[0034] De manière analogue, la volute 30-2 de la deuxième turbomachine 28-2 comprend une deuxième enveloppe 44-2 conformée pour loger la deuxième roue à aubes 32-2 et guider l’air ayant traversé l’échangeur 26 autour de la deuxième roue à aubes 32-2 jusqu’à une deuxième sortie d’air 46-2 autour de la deuxième turbomachine 32-2 jusqu’à une sortie 46-2 de l’air, hors du module 22. La deuxième enveloppe comprend avantageusement une paroi en forme de spirale tronquée.
[0035] Selon le mode de réalisation illustré, les deux sorties 46-1 , 46-2 sont disposées en regard l’une de l’autre, orientées sensiblement dans une même direction, mais dans un sens opposé.
[0036] La configuration illustrée assure qu’un premier flux d’air F1 issu de la première turbomachine 28-1 via la première sortie 46-1 associée est sensiblement dans la même direction et dans un sens opposé qu’un deuxième flux d’air F2 issu de la deuxième turbomachine 28-2 via la deuxième sortie 46-2 associée. En l’espèce, les premier et deuxième flux d’air F1 et F2 sont sensiblement verticaux.
[0037] Avantageusement, une grille est fixée à chacune des sorties 46-1 , 46-2. Une telle grille peut notamment permettre d’éviter que des projections pénètrent dans le logement recevant la turbine 32-1 , 32-2 et endommagent cette turbine 32- 1 , 32-2.
[0038] Comme il ressort également des figures, l’axe de rotation A32-1 de la première turbomachine 28-1 est disposé sensiblement en face du bord longitudinal 26-1 supérieur de la surface S. L’axe de rotation A32-2 de la deuxième turbomachine 28-2 est ici disposé sensiblement en face du bord longitudinal 26-2 inférieur de la surface S.
[0039] Néanmoins, selon la configuration des échangeurs thermiques et/ou la puissance de refroidissement requise pour chaque échangeur, il est possible de positionner les turbomachines 28-1 , 28-2 de sorte à les dédier à des échangeurs 26 respectifs. D’autres positions relatives de turbomachines 28-1 , 28-2 sont également possibles.
[0040] Comme illustré sur la figure 2, le cadre 30 définit une ouverture 60 disposée en regard de l’échangeur thermique 26, selon la direction longitudinale X. L’ouverture 60 s’étend notamment entre les deux turbomachines 28-1 , 28-2. L’ouverture 60 permet notamment au flux d’air F ayant traversé le ou les échangeurs thermiques 26 de sortir du module de refroidissement 22 sans traverser les turbomachines 28-1 , 28-2. Le contournement des turbomachines 28-1 , 28-2 par le flux d’air F ayant traversé le ou les échangeurs 26 permet de limiter les pertes de charge du flux d’air F, notamment lorsque, par exemple à grande vitesse du véhicule automobile 10, les turbomachines 28-1 , 28-2 sont arrêtées, la vitesse du véhicule 10 suffisant à créer un flux d’air F permettant le refroidissement du ou des échangeurs thermiques 26.
[0041] Cependant, par exemple à faible vitesse, il peut s’avérer nécessaire de mettre en œuvre l’une ou les deux turbomachines 28-1 , 28-2. Il est alors utile de guider le flux d’air traversant le ou les échangeurs thermiques 26 à travers la ou les turbomachines mises en œuvre. Pour ce faire, le dispositif de refroidissement 22 comporte un moyen d’obturation 62 pour obturer l’ouverture 60, adapté à sélectivement obturer l’ouverture 60. De manière remarquable, le moyen d’obturation 62 est ici conformé pour présenter au moins deux zones (63-1 , 63-2, 65-1 , 65-2) qui, en contact dans une position du moyen d’obturation 62 laissant libre l’ouverture 60, sont distantes dans une position d’obturation de l’ouverture 60.
[0042] Par exemple, sur la figure 4, la zone 63-1 ne touche pas la zone 65-1 puisque le moyen d’obturation 62-1 est en position de fermeture. Dans la position d’ouverture (non représentée), ces deux zones seraient en contact l’une avec l’autre. Il en est de même pour le moyen d’obturation 62-2 qui comprend deux zones similaire 63-2 et 65-2.
[0043] Ici, le moyen d’obturation 62 comporte essentiellement un corps couvrant 64, ici sous forme d’une nappe, fixée à une extrémité, à une traverse 66. Le corps couvrant 64 est par exemple en plastique. Le corps couvrant 64 est de préférence souple par rapport à la traverse 66. Le corps couvrant 64 peut être d’épaisseur limitée. Le corps couvrant 64 est avantageusement étanche à l’air. Le corps couvrant 64 prend ici la forme d’une nappe flexible, la nappe étant de préférence monobloc. À son extrémité opposée à la traverse 66, le corps couvrant 64 est fixé à un premier arbre 68, relié à un moteur 70. Ainsi, la rotation du moteur 70 peut commander l’enroulement du corps couvrant 64 autour du premier arbre 68. Le premier arbre 68 s’étend de préférence au voisinage d’une première extrémité de l’ouverture 60, au voisinage de la première turbomachine 28-1 . Le premier arbre 68 s’étend parallèlement à la direction Y, comme l’axe A32-1 de la première turbomachine 28-1 .
[0044] La traverse 66 est montée coulissante sur le cadre 30 du dispositif de ventilation 22. Ici, pour ce faire, une rainure est creusée dans le cadre 30, de chaque côté de ce dernier, qui reçoit un ergot de la traverse 66. Avantageusement, le corps couvrant 64 est également reçu dans ces rainures de chaque côté du cadre 30.
[0045] La traverse 66 est par ailleurs reliée par deux câbles 72 à un deuxième arbre 74, contraint élastiquement en rotation, vers une position d’enroulement des câbles 72 autour de l’arbre 74. Le deuxième arbre s’étend de préférence au voisinage d’une deuxième extrémité de l’ouverture 60, au voisinage de la deuxième turbomachine 28-2. Ainsi, dans la position d’enroulement des câbles 72 autour de l’arbre 74, le corps couvrant 64 recouvre ici entièrement l’ouverture 60.
[0046] Ainsi, le moteur 70 commande l’enroulement du corps couvrant 64 autour de l’arbre 68, pour laisser libre l’ouverture 60, contre la contrainte s’appliquant sur le deuxième arbre 74. En l’absence d’action du moteur, la contrainte élastique s’appliquant sur le deuxième arbre 74, permet d’enrouler les câbles 72 autour de l’arbre 74 et de rappeler le corps couvrant 64 dans sa position d’obturation de l’ouverture 60. Des configurations intermédiaires, entre la configuration d’obturation totale de l’ouverture 60 et la configuration de repli total du corps couvrant 64 laissant complètement libre l’ouverture 60, sont illustrées aux figures 5 et 6. Ces positions intermédiaires peuvent être transitoires, lors d’un passage d’une configuration extrême à l’autre, ou maintenues.
[0047] Dans la configuration d’obturation de l’ouverture 60 par le corps couvrant 64, le corps couvrant 64 permet de diriger le flux d’air créé vers la turbomachine associée 28-1 , 28-2. Au contraire, la configuration où le corps couvrant 64 laisse totalement libre l’ouverture 60, atteinte généralement alors que les turbomachines 28-1 , 28-2 sont éteintes, permet de diriger au moins une partie du flux d’air créé par exemple par la vitesse du véhicule sur lequel le module de refroidissement 22 est monté, à travers l’ouverture 60 dans le cadre 30, sans passer par les turbomachines 28-1 , 28-2. On « dérive » ainsi le flux d’air de la turbomachine 28-1 , 28-2. Une configuration intermédiaire peut permettre de faire passer une partie du flux d’air à travers une ouverture 60 de dimension réduite, une autre partie du flux d’air étant guidée par le corps couvrant 64 vers la première turbomachine 28-1 .
[0048] La configuration d’ouverture est ainsi particulièrement avantageuse quand le véhicule roule à grande vitesse, auquel cas il est possible de mettre les turbomachines 28-1 , 28-2 à l’arrêt.
[0049] Dans la position d’obturation, le corps couvrant 64 forme un angle cd , a2 compris entre 5° et 20°, de préférence sensiblement égal à 12,5 ° avec une surface S2 d’entrée d’air, normale au flux d’air en entrée du dispositif de ventilation 22. Plus précisément, le corps couvrant 64 s’étend sensiblement en « V » dans la position d’obturation, chaque branche 64-1 , 64-2 du « V » formant un angle cd , a2 compris entre 5° et 20°, de préférence sensiblement égal à 12,5 ° avec la surface S2 d’entrée d’air.
[0050] L’invention ne se limite pas aux seuls exemples décrits ci-avant. Au contraire, l’invention est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l’homme de l’art. [0051] Notamment, dans l’exemple illustré, le corps couvrant 64 est monobloc.
Alternativement, le corps couvrant peut être formé de lames reliées entre elles par des articulations de telles sortes que les lames peuvent être pivotées les unes par rapport aux autres.
[0052] Par ailleurs, dans l’exemple illustré, le corps couvrant passe de la position d’obturation de l’ouverture 60 à la position laissant libre l’ouverture 60, en étant enroulée autour d’un arbre. Alternativement, le corps ouvrant peut être escamoté ou replié.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif de ventilation (24) pour module de refroidissement (22) de véhicule automobile (10), comprenant :
- au moins une première (28-1 ) et une deuxième (28-2) turbomachines tangentielles comprenant, chacune, une roue à aubes (32-1 ; 32-2) et un moteur (33-1 ; 33-2) pour entraîner en rotation la roue à aubes (32-1 ; 32-2),
- au moins un cadre (30) formant au moins une ouverture (60),
- un moyen d’obturation (62) adapté à sélectivement obturer l’ouverture (60), le moyen d’obturation (62) présentant au moins deux zones (63-1 , 63-2, 65-1 , 65-2) qui, en contact dans une position du moyen d’obturation (62) laissant libre l’ouverture (60), sont distantes dans la position d’obturation de l’ouverture (60).
[Revendication 2] Dispositif de ventilation selon la revendication 1 , dans lequel le moyen d’obturation (62) comprend un corps couvrant (64) adapté à être enroulé sur lui-même autour d’un axe (68), pour laisser l’ouverture (60) libre.
[Revendication 3] Dispositif de ventilation selon la revendication 2, comprenant un moteur (70) entraînant en rotation un arbre (68) fixé au corps couvrant, de telle sorte que la rotation du moteur (70) enroule le corps couvrant autour de l’arbre (70).
[Revendication 4] Dispositif de ventilation selon la revendication 3, comprenant en outre un deuxième arbre (72) contraint élastiquement en rotation, le deuxième arbre (72) étant relié au corps couvrant (64) au moyen de câbles (72), le deuxième arbre (72) contraignant élastiquement le corps couvrant (64) vers une position d’obturation de l’ouverture (60).
[Revendication 5] Dispositif de ventilation selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel le corps couvrant (64) est guidé en déplacement par rapport au cadre (30), notamment le corps couvrant (64) est reçu dans une rainure dans le cadre (30).
[Revendication 6] Dispositif de ventilation selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel le corps couvrant (64) est souple.
[Revendication 7] Dispositif de ventilation selon la revendication 6, dans lequel le corps couvrant comprend des lames articulées entre elles.
[Revendication 8] Dispositif de ventilation selon la revendication 6, dans lequel le corps couvrant (64) est monobloc, sous la forme d’une nappe flexible, apte à recouvrir l’ouverture (60).
[Revendication 9] Dispositif de ventilation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le cadre (30) forme un logement de réception de chaque roue à aubes (32-1 ; 32-2), distinct de l’ouverture (60) et, de préférence, une première sortie (46-1 ) du logement de réception de la roue à aubes (32-1) de la première turbomachine (28-1) et/ou une deuxième sortie (46-2) du logement de réception de la roue à aubes (32-2) de la deuxième turbomachine (28- 2), les première et deuxième sorties (46-1 ; 46-2) étant de préférence encore orientées sensiblement l’une en direction de l’autre.
[Revendication 10] Module de refroidissement (22) pour véhicule automobile, en particulier à moteur électrique, comprenant :
- au moins un échangeur thermique (26), et - un dispositif de ventilation (24) selon l’une quelconque des revendications précédentes, adapté à créer un flux d’air à travers le au moins un échangeur thermique (26).
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