[go: up one dir, main page]

WO2013156257A1 - Ventilateur pour automobile comportant un stator en amont de l'helice - Google Patents

Ventilateur pour automobile comportant un stator en amont de l'helice Download PDF

Info

Publication number
WO2013156257A1
WO2013156257A1 PCT/EP2013/056146 EP2013056146W WO2013156257A1 WO 2013156257 A1 WO2013156257 A1 WO 2013156257A1 EP 2013056146 W EP2013056146 W EP 2013056146W WO 2013156257 A1 WO2013156257 A1 WO 2013156257A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
propeller
arms
flow
upstream
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/056146
Other languages
English (en)
Inventor
Bruno Demory
Manuel Henner
Elias Tannoury
Youssef BEDDADI
Florent SAINCLAIR
Pierre-Alain BONNET
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of WO2013156257A1 publication Critical patent/WO2013156257A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • F01P5/06—Guiding or ducting air to, or from, ducted fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
    • F04D29/161—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/164—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of an axial flow wheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/542—Bladed diffusers
    • F04D29/544—Blade shapes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/50—Inlet or outlet
    • F05D2250/51—Inlet

Definitions

  • the field of the present invention is that of the automobile, and more particularly that of the circulation of air for cooling equipment of the vehicle, including its engine.
  • the vehicles with heat engine need to evacuate the calories that generates their operation and are therefore equipped with heat exchangers, including cooling radiators, placed at the front of the vehicle and traversed by outside air.
  • heat exchangers including cooling radiators
  • a fan is placed upstream or downstream.
  • the propeller used to force the flow of air is characterized by a high flow and a low pressure and, for this, has a flow oriented very axially, because radial flow machines would produce more pressure but less flow .
  • the geometry of the helix being defined, it is known to maintain the fan by a support which is disposed downstream of the propeller. This one can consist of several simple arms when one tries to give it only a function of mechanical resistance or of arms in the form of stators when one seeks to give them also an aerodynamic function.
  • the stators are, moreover, known in the field of compressors where the gyration of the fluid is important and where they allow a significant recovery of the flow. They are, however, of little use when they are placed downstream of a fan propeller, which is weakly aerodynamically loaded and which generates a low gyration, as in the field of fans placed at the front of vehicles. The level of friction achieved on the stators then cancels the aerodynamic gain that could be obtained.
  • the present invention thus aims to provide an arrangement for an automobile fan that improves the performance of it compared to models currently in use.
  • the subject of the invention is a ventilation device for cooling a fluid flowing through a cooling circuit of a motor vehicle, said device comprising an armature provided with an orifice, in particular a cylindrical orifice, a helix positioned in said orifice, and a cover at which said helix is rotated about an axis of rotation to generate a ventilation flow, said cap being connected to said armature by a plurality of holding arms extending across said orifice.
  • said holding arms are positioned upstream of said propeller.
  • the concept of upstream and downstream is defined, for example, with respect to the direction of the air flow generated by the propeller.
  • the upstream may also be defined by the concave face with blower, that is to say, ventilation devices configured so that the exchanger or exchangers are located between the ventilation device and a motor of the vehicle, or by the convex face of the nozzle with suction ventilation devices, that is to say ventilation devices configured for the ventilation device are located between the exchanger or exchangers and the vehicle engine.
  • the positioning of the arms upstream of the propeller makes it possible to give them an aerodynamic function and thus to act on the efficiency of the propeller and / or the level of pressure that it delivers downstream.
  • Said propeller is actuated in rotation about its axis of rotation by a drive means that can be supported by said cover.
  • said arms have, in axial section, an elongated shape, the largest dimension of which is inclined, in a circumferential direction, going from upstream to downstream of the ventilation flow and in the opposite direction to that of rotation of the helix. so as to impart a radial component to the air flow.
  • said arms have, in section, the shape of a wing.
  • the leading edge of said wing is, for example, oriented along the axis of rotation of the helix, in the direction facing the ventilation flow.
  • the wing profile has its underside on the side of the arrival direction of the ventilation flow.
  • the angle of wedging of the wing profile relative to the axis of rotation is between 10 and 60 °.
  • the helix comprises a peripheral ring to which are attached the heads of the blades, the armature extending inwardly of the orifice so as to radially cover the upstream end of said ferrule. The covering of the ferrule takes place, in particular, upstream.
  • the covering of the peripheral shell continues with an axially oriented portion, in the downstream direction, and extending radially inside said shell.
  • peripheral ring has the shape of a cylinder of revolution and the covering by the frame has a U-shape.
  • the invention also relates to a cooling module equipped with a device as described above.
  • Said module may comprise a heat exchanger located upstream of said device.
  • the invention will find its applications in particular as a ventilation device and / or cooling module for the front of the vehicle.
  • FIG. 1 is a simplified schematic view of a cooling module of an engine block of a motor vehicle
  • FIG. 2 is a perspective view of a ventilation device for automobile engine, provided with simple holding arms of the propeller;
  • FIG. 3 is a perspective view of a ventilation device for an automobile according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a schematic view of the relative positioning of a stator and a blade of the ventilation device of FIG. 3;
  • FIG. 5 is a detailed view, in section, of the stator of FIG. 4;
  • FIG. 6 is a schematic view of the velocity triangle in the ventilation device of FIG. 2;
  • FIG. 7 is a schematic view of the velocity triangle in the ventilation device of FIG. 3;
  • FIG. 8 is a diagram showing the improvement provided by a ventilation device according to the invention.
  • FIG. 9 is a partially cut-away perspective view of a ventilation device according to the invention with a covering of the shell of the propeller, and
  • FIG. 10 is a detail view of Figure 9.
  • a cooling module 3 of a motor block 5 of a motor vehicle comprises in particular a propeller 1 and a heat exchanger 7 such as a cooling radiator.
  • the propeller 1, positioned here between the cooling radiator 7 and the engine block 5, can be arranged either in front or behind the radiator 7.
  • These elements 1, 5 and 7 are substantially axially aligned.
  • the propeller 1 is rotated about an axis A.
  • the propeller 1 When the propeller 1 is rotated, for example by an electric motor (not shown), the propeller 1 brews the air and leads to through the radiator. The flow of air flows in a direction of flow oriented substantially from the radiator 7 to the engine block 5.
  • upstream and downstream refer to the direction of flow of the air flow.
  • FIG. 2 shows a fan comprising a propeller 1 comprising blades 1 1.
  • Said propeller is carried by its support frame 2.
  • These arms are simple arms which are oriented radially and which have a symmetry with respect to the radial plane in which they extend. As a result, they do not interact with the flow through the fan and have no influence on the flow, other than the generation of a drag force due to the friction of the air; in particular they do not modify the direction followed by it.
  • the arms 4 are fixed on the peripheral side on the support frame 2 of the propeller and meet centrally on a fixed central cover 6. Inside this cover are fixed bearings (not visible in the figure) which are bearing the axis of rotation of the hub 9 of the propeller.
  • the propeller 1 is thus able to move in rotation within the cut made in the support 2, in the direction indicated by the arrow ⁇ of the figure, under the action of the electric motor which is positioned in the central cover 6 .
  • FIG. 3 shows an improved fan according to the invention. It is similar to that of FIG. 2 for all its elements, which therefore bear the same reference, with the exception of the support arms of the central cover 6.
  • the simple arms 4 of FIG. 2 are replaced by profiled arms, or stators, having an aerodynamic function.
  • the stators 14 are inclined relative to this direction so that their downstream edge is offset circumferentially with respect to their upstream edge, in the opposite direction to that of rotation of the helix.
  • a particular shape is given to this stator to improve its aerodynamic efficiency, by bringing it closer to the shape of a wing.
  • the stator thus has a curved shape defining an extrados on the downstream side of the rotation of the helix and a lower surface on the opposite side. It also has a rounded leading edge at its end facing the flow and a thinner trailing edge at the opposite end.
  • FIG. 4 shows the relative arrangement, in section in an axially oriented plane, of a stator vane 14 and a blade of the propeller 1.
  • the air flow arrives in a direction substantially perpendicular to the direction of rotation and meets the stator blade which deflects it in a direction opposite to the rotation of the helix. It is then supported by the blade of the propeller 1 which propels it downstream, which accelerates the movement of air through the radiator.
  • the positioning of the stator in the air flow is essentially defined by its angle of registration a, as can be seen in FIG. 5, which is the angle between the axis of rotation of the helix (or the direction of rotation).
  • the preferred angle which makes it possible to obtain a good aerodynamic operation, is, according to the invention, between 10 and 60 °.
  • FIGS. 6 and 7 describe the velocity triangle obtained in the case, respectively, of a fan according to FIG. 2, comprising single arms aligned with the upstream direction of the flow, and a fan according to FIG. 3, having stator vanes inclined with respect to this flow.
  • the velocity triangle is a graphical representation that allows to design the shape to give to the blade of a propeller to optimize its aerodynamic operation, by analyzing the angle under which the air arrives on the leading edge of this one .
  • the axial velocity V axia i e is the velocity of the air which arrives upstream of the propeller 1. It depends mainly on the flow of the propeller.
  • the tangential velocity is that which results from the rotation of the blades of the helix and which is equal to the product of the radius of rotation at a point by the speed of rotation ⁇ of the helix.
  • the invention thus makes it possible, by improving the aerodynamic operation of the propeller, to obtain a better yield for it and / or an increase, at a constant rotational speed, of the pressure that it delivers downstream.
  • FIG. 8 shows for each flow value, firstly by the dotted line curves, the gain obtained on the pressure downstream of the helix and, secondly, by the curves in solid lines. , the gain in yield of it.
  • a gain is observed both in the pressure delivered and in the efficiency, which demonstrates the interest of the invention.
  • the arrangement chosen for the invention which, in addition to the aerodynamic shape given to the support arms 14, to position them upstream of the propeller, makes it possible to free up space downstream thereof, which gives a new possibility of arrangement in the case of a helix comprising a peripheral ferrule.
  • FIG. 9 shows a fan in which the blades 1 1 of the helix 1 are attached to each other, by their heads, to a peripheral ring 12 of cylindrical shape which extends along the axis of rotation of the helix .
  • the support 2 has a recess 13 forming a housing for the peripheral shell 12.
  • This recess is also cylindrical in the axis of rotation of the propeller for a first part and it comprises a second portion of toric shape, which extends its cylindrical portion upstream, covering the upstream end of the shell 12 by a U-shaped defining a groove.
  • the inner wall of the torus is oriented in an axial direction and is thus located radially inside the cylinder formed by the peripheral shell 12.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

VENTILATEUR POUR AUTOMOBILE COMPORTANT UN STATOR
EN AMONT DE L'HÉLICE
Le domaine de la présente invention est celui de l'automobile, et plus particulièrement celui de la circulation de l'air pour le refroidissement d'équipements du véhicule, notamment de son 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 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.
La géométrie de l'hélice étant définie, il est connu de maintenir le ventilateur par un support qui est disposé en aval de l'hélice. Celui-ci peut être constitué de plusieurs bras simples lorsqu'on ne cherche à lui donner qu'une fonction de tenue mécanique ou bien de bras en forme de stators lorsqu'on cherche à leur donner également une fonction aérodynamique.
Les stators sont, par ailleurs, connus dans le domaine des compresseurs où la giration du fluide est importante et où ils permettent un redressement significatif de l'écoulement. Ils sont en revanche peu utiles lorsqu'ils sont placés en aval d'une hélice de ventilateur, qui est faiblement chargée aérodynamiquement et qui génère une giration faible, comme dans le domaine des ventilateurs placés à l'avant des véhicules. Le niveau de frottement atteint sur les stators annule alors le gain aérodynamique qui pourrait être obtenu.
Il reste néanmoins intéressant de chercher à améliorer les performances aérodynamiques des ventilateurs de face avant des véhicules automobiles, dans le but de réduire les pertes aérodynamiques et d'augmenter le rendement des hélices.
La présente invention a ainsi pour but de proposer un agencement pour un ventilateur d'automobile qui améliore les performances de celui-ci par rapport aux modèles actuellement en service. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de ventilation pour le refroidissement d'un fluide parcourant un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile, ledit dispositif comportant une armature munie d'un orifice, notamment cylindrique, une hélice, positionnée dans ledit orifice, et un capot au niveau duquel ladite hélice est actionnée en rotation autour d'un axe de rotation pour générer un flux de ventilation, ledit capot étant relié à ladite armature par une pluralité de bras de maintien s'étendant en travers dudit orifice.
Selon l'invention, lesdits bras de maintien sont positionnés en amont de ladite hélice. La notion d'amont et d'aval est définie, par exemple, par rapport à la direction du flux d'air généré par l'hélice. Dans le cas d'armature formant une buse convergeant axialement vers l'orifice où l'hélice est positionnée depuis un interface de fixation à un ou des échangeurs destinés à être traversés par le flux d'air, l'amont pourra aussi être défini par la face concave avec des dispositif de ventilation soufflant, c'est-à-dire des dispositifs de ventilation configurés pour que le ou les échangeurs soient situés entre le dispositif de ventilation et un moteur du véhicule, ou par la face convexe de la buse avec des dispositifs de ventilation aspirant, c'est-à-dire des dispositifs de ventilation configurés pour que le dispositif de ventilation soient situés entre le ou les échangeurs et le moteur du véhicule.
Le positionnement des bras en amont de l'hélice permet de leur donner une fonction aérodynamique et ainsi d'agir sur le rendement de l'hélice et/ou le niveau de pression qu'elle délivre en aval.
Ladite hélice est actionnée en rotation autour de son axe de rotation par un moyen d'entraînement qui pourra être supporté par ledit capot.
Avantageusement lesdits bras ont en coupe axiale une forme allongée dont la plus grande dimension est inclinée, dans une direction circonférentielle en allant de l'amont vers l'aval du flux de ventilation et dans le sens opposé à celui de rotation de l'hélice, de façon à conférer une composante radiale au flux d'air.
De façon préférentielle lesdits bras ont, en coupe, la forme d'une aile. Le bord d'attaque de ladite aile est, par exemple, orienté selon l'axe de rotation de l'hélice, dans la direction faisant face au flux de ventilation.
Préférentiellement le profil d'aile présente son intrados du côté de la direction d'arrivée du flux de ventilation.
Dans un mode préférentiel de réalisation de l'invention l'angle de calage du profil d'aile par rapport à l'axe de rotation est compris entre 10 et 60 °. Dans un mode particulier de réalisation l'hélice comporte une virole périphérique à laquelle sont rattachées les têtes des pales, l'armature s'étendant vers l'intérieur de l'orifice de façon à recouvrir radialement l'extrémité amont de ladite virole. Le recouvrement de la virole a lieu, notamment, par l'amont.
Avantageusement le recouvrement de la virole périphérique se poursuit par une partie orientée axialement, en direction de l'aval, et s'étendant radialement à l'intérieur de ladite virole.
De façon plus préférentielle la virole périphérique a la forme d'un cylindre de révolution et le recouvrement par l'armature a une forme en U.
L'invention porte également sur un module de refroidissement équipé d'un dispositif tel que décrit ci-dessus. Ledit module pourra comprendre un échangeur de chaleur situé en amont dudit dispositif.
L'invention trouvera ses applications en particulier en tant dispositif de ventilation et/ou module de refroidissement pour face avant de véhicule.
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, d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, 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'un dispositif de ventilation pour moteur d'automobile, muni de bras simples de maintien de l'hélice ;
- la figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif de ventilation pour automobile selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 4 est une vue schématique du positionnement relatif d'un stator et d'une pale du dispositif de ventilation de la figure 3 ;
- la figure 5 est une vue détaillée, en coupe, du stator de la figure 4 ;
- la figure 6 est une vue schématique du triangle des vitesses dans le dispositif de ventilation de la figure 2 ;
- la figure 7 est une vue schématique du triangle des vitesses dans le dispositif de ventilation de la figure 3 ;
- la figure 8 est un diagramme montrant l'amélioration apportée par un dispositif de ventilation selon l'invention ; - la figure 9 est une vue en perspective avec coupe partielle d'un dispositif de ventilation selon l'invention avec un recouvrement de la virole de l'hélice, et
- la figure 10 est une vue de détail de la figure 9. 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 , positionnée 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. Lorsque l'hélice 1 est entraînée en rotation, par exemple par un moteur électrique (non représenté), l'hélice 1 brasse l'air et, l'entraîne à travers le radiateur. Le flux d'air s'écoule selon un sens d'écoulement orienté sensiblement du radiateur 7 vers le bloc moteur 5.
Dans la suite de la description, les termes « amont » et « aval » se réfèrent au sens d'écoulement du flux d'air.
La figure 2 montre un ventilateur comprenant une hélice 1 comportant des pales 1 1 . Ladite hélice est portée par son armature de support 2. Sur l'armature de support 2, en amont de l'hélice 1 , sont fixés des bras 4, par exemple radiaux, qui sont régulièrement disposés sur la circonférence de la découpe qui est pratiquée dans le support 2 pour laisser le passage au flux de ventilation. Ces bras sont des bras simples qui sont orientés radialement et qui présentent une symétrie par rapport au plan radial dans lequel ils s'étendent. De ce fait ils n'interagissent pas avec le flux qui traverse le ventilateur et n'ont aucune influence sur l'écoulement, si ce n'est la génération d'une force de traînée due au frottement de l'air ; en particulier ils ne modifient pas la direction suivie par celui-ci. Les bras 4 sont fixés du côté périphérique sur l'armature de support 2 de l'hélice et se rejoignent au centre sur un capot central fixe 6. A l'intérieur de ce capot sont fixés des paliers (non visibles sur la figure) qui sont porteurs de l'axe de rotation du moyeu 9 de l'hélice. L'hélice 1 est ainsi apte à se mouvoir en rotation au sein de la découpe pratiquée dans le support 2, dans le sens indiqué par la flèche Ω de la figure, sous l'action du moteur électrique qui est positionné dans le capot central 6.
La figure 3 montre un ventilateur amélioré selon l'invention. Il est analogue à celui de la figure 2 pour tous ses éléments, qui portent donc la même référence, à l'exception des bras de support du capot central 6. Les bras simples 4 de la figure 2 sont remplacés par des bras profilés, ou stators, ayant une fonction aérodynamique. Au lieu des bras en forme de plaques orientés selon la direction de l'écoulement qui traverse l'hélice, les stators 14 sont inclinés par rapport à cette direction de sorte que leur arête aval est décalée circonférentiellement par rapport à leur arête amont, dans le sens inverse de celle de rotation de l'hélice. De plus une forme particulière est donnée à ce stator pour améliorer son efficacité aérodynamique, en rapprochant celle-ci de la forme d'une aile. Le stator a ainsi une forme courbe définissant un extrados du côté aval de la rotation de l'hélice et un intrados du côté opposé. Il comporte également un bord d'attaque arrondi à son extrémité faisant face à l'écoulement et un bord de fuite plus mince à l'extrémité opposée.
La figure 4 montre la disposition relative, en coupe dans un plan orienté axialement, d'une aube de stator 14 et d'une pale de l'hélice 1 . Le flux d'air arrive selon une direction essentiellement perpendiculaire au sens de rotation et rencontre l'aube de stator qui le dévie dans un sens opposé à la rotation de l'hélice. Il est ensuite pris en charge par la pale de l'hélice 1 qui le propulse vers l'aval, ce qui accélère le mouvement de l'air à travers le radiateur. Le positionnement du stator dans le flux d'air est essentiellement défini par son angle de calage a, comme on peut le voir sur la figure 5, qui est l'angle entre l'axe de rotation de l'hélice (ou la direction d'arrivée de l'air en amont du ventilateur) et la corde de l'aube du stator, c'est-à-dire la ligne droite reliant le bord d'attaque au bord de fuite de l'aube de celle-ci. L'angle préférentiel, qui permet d'obtenir un bon fonctionnement aérodynamique, est, selon l'invention, compris entre 10 et 60°.
Les figures 6 et 7 décrivent le triangle des vitesses obtenu dans le cas, respectivement, d'un ventilateur selon la figure 2, comportant des bras simples alignés avec la direction amont de l'écoulement, et d'un ventilateur selon la figure 3, comportant des aubes de stators inclinées par rapport à cet écoulement. Le triangle des vitesses est une représentation graphique qui permet de concevoir la forme à donner à la pale d'une hélice pour optimiser son fonctionnement aérodynamique, en analysant l'angle sous lequel l'air arrive sur le bord d'attaque de celle-ci. La vitesse axiale V axiaie est la vitesse de l'air qui arrive en amont de l'hélice 1 . Elle dépend principalement du débit de l'hélice. La vitesse tangentielle est celle qui résulte de la rotation des pales de l'hélice et qui est égale au produit du rayon de rotation en un point par la vitesse de rotation Ω de l'hélice.
En ajoutant vectoriellement la vitesse V axiaie d'arrivée de l'air en amont du ventilateur à la vitesse tangentielle au bord d'attaque, on obtient le vecteur définissant la vitesse relative de la pale, au bord d'attaque, par rapport à l'air. Cette vitesse permet de connaître l'angle d'incidence de la pale et la valeur absolue de la vitesse relative de l'air, données avec lesquelles un homme du métier saura définir la forme optimale à donner à la pale. Dans le cas d'un ventilateur selon la figure 2 où les bras 4 sont alignés dans le lit du vent, l'incidence de l'air au bord d'attaque de l'air ne résulte que des deux vitesses V axiaie et R x Ω, comme cela apparaît sur la figure 6. En revanche, lorsque ces bras sont en forme d'aubes de stator 14 la déflexion apportée par l'aube donne une composante circonférentielle à l'air avant son arrivée sur le bord d'attaque et il convient d'ajouter, comme on le voit sur la figure 7, la valeur de cette vitesse tangentielle dite de pré-rotation au produit R x Ω pour déterminer l'incidence de l'air au bord d'attaque.
La comparaison des deux figures montre que la direction incidente du flux d'air au niveau du bord d'attaque des pales du rotor permet plus facilement d'être en incidence positive ou sur incidence, c'est-à-dire d'attaquer lesdites pales par l'intrados, en présence d'aubes de stator 14 qu'en présence de bras droits 4. Pour obtenir, à V axiaie constante, le même angle d'incidence avec des bras droits qu'avec des aubes de stator courbes, et donc les mêmes effets de compression, il faudrait augmenter la vitesse de rotation de l'hélice.
L'invention permet donc en améliorant le fonctionnement aérodynamique de l'hélice d'obtenir un meilleur rendement pour celle-ci et/ou une augmentation, à vitesse de rotation constante, de la pression qu'elle délivre en aval.
Le résultat obtenu est précisé sur la figure 8 qui montre pour chaque valeur de débit, en premier lieu par les courbes en traits pointillés, le gain obtenu sur la pression en aval de l'hélice et, en second lieu par les courbes en traits pleins, le gain en rendement de celle-ci. On constate, pour tous les débits envisagés, un gain tant sur la pression délivrée que sur le rendement, ce qui démontre l'intérêt de l'invention.
Par ailleurs, la disposition choisie pour l'invention qui consiste, outre la forme aérodynamique donnée aux bras de soutien 14, à les positionner en amont de l'hélice, permet de libérer de la place en aval de celle-ci, ce qui donne une nouvelle possibilité d'agencement dans le cas d'une hélice comportant une virole périphérique.
La figure 9 montre un ventilateur dans lequel les pales 1 1 de l'hélice 1 sont attachées les unes aux autres, par leurs têtes, à une virole périphérique 12 de forme cylindrique qui s'étend selon l'axe de rotation de l'hélice. En référence aux figures 9 et 10, on voit que le support 2 présente un évidement 13 formant logement pour la virole périphérique 12. Cet évidement est lui aussi de forme cylindrique selon l'axe de rotation de l'hélice pour une première partie et il comporte une seconde partie de forme torique, qui prolonge sa partie cylindrique vers l'amont, en recouvrant l'extrémité amont de la virole 12 par une forme en U définissant une gorge. La paroi interne du tore est orientée selon une direction axiale et se situe ainsi radialement à l'intérieur du cylindre formé par la virole périphérique 12. De la sorte, l'air qui circule à l'extérieur de la virole 12, en remontant de l'aval de l'hélice vers l'amont, dénommé écoulement de jeu, est redirigé par ce recouvrement vers l'aval de l'hélice et il ne vient pas perturber son écoulement en amont. La suppression des tourbillons qui seraient associés au mélange de l'écoulement de jeu avec l'écoulement amont permet de gagner significativement en variation de pression et en rendement. Les courbes présentées sur la figure 8 sont données pour une configuration d'hélice avec recouvrement de sa virole périphérique 12 par un évidement 13 pratiqué dans le support

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de ventilation pour le refroidissement d'un fluide parcourant un circuit de refroidissement d'un véhicule automobile, ledit dispositif comportant une armature (2) munie d'un orifice, une hélice (1 ) positionnée dans ledit orifice et un capot (6) au niveau duquel l'hélice est actionnée en rotation autour d'un axe de rotation pour générer un flux de ventilation, ledit capot étant relié à ladite armature par une pluralité de bras de maintien (4, 14) s'étendant en travers dudit orifice, caractérisé en ce que lesdits bras de maintien sont positionnés en amont de ladite hélice.
2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel lesdits bras (14) ont en coupe axiale une forme allongée dont la plus grande dimension est inclinée de façon à conférer une composante radiale au flux d'air, dans le sens opposé à celui de rotation de l'hélice.
3. Dispositif selon la revendication 2 dans lequel lesdits bras ont, en coupe, la forme d'une aile.
4. Dispositif selon la revendication 3 dans lequel le profil d'aile présente son intrados du côté de la direction d'arrivée du flux de ventilation.
5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4 dans lequel l'angle de calage du profil d'aile par rapport à l'axe de rotation est compris entre 10 et 60 °.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel l'hélice (1 ) comporte une virole périphérique (12) à laquelle sont rattachées les têtes des pales (1 1 ), l'armature
(2) s'étendant vers l'intérieur de l'orifice de façon à recouvrir radialement l'extrémité amont de ladite virole.
7. Dispositif selon la revendication 6 dans lequel le recouvrement de la virole périphérique (12) se poursuit par une partie orientée axialement, en direction de l'aval, et s'étendant radialement à l'intérieur de ladite virole.
8. Dispositif selon la revendication 7 dans lequel la virole périphérique (12) a la forme d'un cylindre de révolution et dans lequel le recouvrement par l'armature (2) a une forme en U.
9. Module de refroidissement comprenant un dispositif de ventilation selon l'une quelconque des revendications précédentes.
10. Module selon la revendication 9 comprenant un échangeur de chaleur situé en amont dudit dispositif.
PCT/EP2013/056146 2012-04-19 2013-03-22 Ventilateur pour automobile comportant un stator en amont de l'helice Ceased WO2013156257A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1253619A FR2989730B1 (fr) 2012-04-19 2012-04-19 Ventilateur pour automobile comportant un stator en amont de l'helice
FR1253619 2012-04-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013156257A1 true WO2013156257A1 (fr) 2013-10-24

Family

ID=46852113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/056146 Ceased WO2013156257A1 (fr) 2012-04-19 2013-03-22 Ventilateur pour automobile comportant un stator en amont de l'helice

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2989730B1 (fr)
WO (1) WO2013156257A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3064540A1 (fr) * 2017-04-03 2018-10-05 Valeo Systemes Thermiques Support pour dispositif de ventilation, dispositif de ventilation et module de refroidissement correspondants

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59110826A (ja) * 1982-12-16 1984-06-26 Nissan Motor Co Ltd ラジエ−タ
US4548548A (en) * 1984-05-23 1985-10-22 Airflow Research And Manufacturing Corp. Fan and housing
DE10135698A1 (de) * 2001-07-21 2003-02-06 Alu Kunststoff Technik Fuer Au Lüfteranordnung
EP1600640A2 (fr) * 2004-04-26 2005-11-30 Behr GmbH & Co. KG Capot d'un ventilateur pour un échangeur de chaleur, en particulier pour des véhicules
GB2427899A (en) * 2004-04-05 2007-01-10 Komatsu Mfg Co Ltd Cooling device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59110826A (ja) * 1982-12-16 1984-06-26 Nissan Motor Co Ltd ラジエ−タ
US4548548A (en) * 1984-05-23 1985-10-22 Airflow Research And Manufacturing Corp. Fan and housing
DE10135698A1 (de) * 2001-07-21 2003-02-06 Alu Kunststoff Technik Fuer Au Lüfteranordnung
GB2427899A (en) * 2004-04-05 2007-01-10 Komatsu Mfg Co Ltd Cooling device
EP1600640A2 (fr) * 2004-04-26 2005-11-30 Behr GmbH & Co. KG Capot d'un ventilateur pour un échangeur de chaleur, en particulier pour des véhicules

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3064540A1 (fr) * 2017-04-03 2018-10-05 Valeo Systemes Thermiques Support pour dispositif de ventilation, dispositif de ventilation et module de refroidissement correspondants
WO2018185411A1 (fr) * 2017-04-03 2018-10-11 Valeo Systemes Thermiques Carter de ventilateur axial configuré pour rediriger le flux d'air de fuite recirculant dans le sens de l'écoulement principal
CN110998101A (zh) * 2017-04-03 2020-04-10 法雷奥热系统公司 被配置为用于在主流动方向上重新定向再循环泄漏空气流的轴流风扇壳体

Also Published As

Publication number Publication date
FR2989730B1 (fr) 2015-03-06
FR2989730A1 (fr) 2013-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2862280C (fr) Aube pour soufflante de turboreacteur
CA2722077C (fr) Prelevement d'air centripete dans un rotor de compresseur d'une turbomachine
FR3070448B1 (fr) Aube de redresseur de soufflante de turbomachine, ensemble de turbomachine comprenant une telle aube et turbomachine equipee de ladite aube ou dudit ensemble
CA2458417C (fr) Aube en fleche de turboreacteur
CA2536132C (fr) Prelevement en tete des roues mobiles de compresseur haute pression de turboreacteur
WO2010103055A1 (fr) Compresseur axialo-centrifuge a angle de rake evolutif
WO2018138439A1 (fr) Profil amélioré de bord d'attaque d'aubes
EP1996818B1 (fr) Helice de ventilateur, en particulier pour vehicules automobiles
EP2886384A1 (fr) Ventilateur pour automobile comportant un stator
EP2821653B1 (fr) Buse de ventilateur d'automobile à bras doublement vrillés
EP3271588B1 (fr) Ventilateur pour automobile amélioré aérodynamiquement et acoustiquement
WO2013156257A1 (fr) Ventilateur pour automobile comportant un stator en amont de l'helice
WO2013131688A1 (fr) Dispositif de conversion de l'energie cinetique d'un fluide en energie mecanique, a regulation de la puissance captee
FR2745439A1 (fr) Alternateur de vehicule automobile a ventilation interne muni d'un palier perfectionne
EP1152153A1 (fr) Ventilateur pour véhicule automobile muni d'aubes directrices
EP4377572A1 (fr) Dispositif de ventilation d'un systeme de ventilation, de chauffage et/ou d'air conditionné
WO2018185411A1 (fr) Carter de ventilateur axial configuré pour rediriger le flux d'air de fuite recirculant dans le sens de l'écoulement principal
FR3028299B1 (fr) Ventilateur pour automobile a pales optimisees pour les forts debits
WO2016050304A1 (fr) Ventilateur pour automobile á pales optimisées pour l'acoustique et l'aérodynamique
FR2991013A1 (fr) Ventilateur pour automobile avec deflecteur aerodynamique
FR3010747A1 (fr) Ventilateur pour automobile a pales optimisees pour l'acoustique et l'aerodynamique
WO2021181025A1 (fr) Systeme de ventilation pour moteur
FR2916249A1 (fr) Dispositif de ventilation a double turbine a aubes decalees
BE429027A (fr)
WO2013174729A1 (fr) Ventilateur pour automobile a pales optimisees

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13711434

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13711434

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1