Brevet FR2009030A1 — publié le 19700130

.. 2009030 La présente invention concerne une installation de climatisation d'une voiture automobile. Suivant l'invention, une installation de chauffage ou de refroidissement, en particulier destinée ,à., une voiture automo-5 "bile, comprend un rotor ayant un certain nombre de "bras disposés radialement sur l'axe de rotation de ce dernier, caractérisée par un moyen destiné à amener de l'air sous pression le long des bras et au-dehors par des orifices qui sont disposés par rapport à la surface des bras de façon que l'air s'échappant par les trous,pas-10 se à travers la surface des bras de façon à créer tua courant d'air axialement à travers le rotor et caractérisée en outre par un moyen sensible à la température destiné à régler l'alimentation d'air à travers les orifices de telle, façon que le courant d'air créé à travers le rotor dépende de la température à laquelle ré-15 pond le moyen sensible à là température, la température étant réglée par le courant d'air. Le moyen sensible à la température peut comprendre une soupape sensible à la température réglant le courant d'air fourni au rotor. 20 Le moyen destiné à amener l'air lé long des bras peut com prendre un passage s'étendant le long et dans chaque bras, les orifices mettant les passages en communication avec les surfaces externes des bras. Les orifices peuvent comprendre un certain nombre de fentes 25 allongées s'étendant le long des bras. Au cas où chaque bras présente une fente allongée, la fente peut s'étendre sans interruption sur presque toute la longueur de ce bras. Suivant une variante, au cas où chaque bras présente une série de fentes, ces dernières sont de préférence espacées bout à bout. Les orifices 30 peuvent comprendre un nombre supplémentaire de fentes allongées s'étendant le long des bras en relation parallèle espacée avec le nombre de fentes allongées sus-mentionné. De préférence, les orifices sont disposés de façon que l'air sorte par ces derniers dans le sens opposé au sens de fonctionne-35 ment normal de rotation du rotor; c1 est-à-dire? qu'il en sorte dans un sens dirigé vers les bords postérieurs des bras. De préférence, les orifices sont disposés de façon que l'air sorte par ces derniers dans un sens sensiblement tangentiel aux surfaces externes des bras. bad original 69 16546 2 2009030 • Chaque "bras peut présenter, à proximité de son extrémité éloignée de l'axe de rotation, une série de trous disposés de façon que l'air sorte par ces derniers dans un sens"sensiblement perpendiculaire à la surface externe du bras® Le courant d'air 5 s*écoulant à travers ces trous empêche l'écoulement de l'air partant des orifices de fuir dans le sejos longitudinal des. bras. Chaque "bras peut avoir une section droite externe circulaire. De préférence, le rapport du diamètre des "bras à la largeur 10 de la oii des fentes est de l'ordre de 250:1. - D'autres avantages et caractéristiques ressortiront de la description qui va suivre faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention.-15 Sur ces dessins î la figure 1 est une vue en perspective éclatée,/partie arrachée , d'un rotor destiné à être utilisé dans l'installation' de refroidissement d'un moteur à combustion interné refroidi par un liquide, par exemple, pour un véhicule § 20 la figure 2 est une vue en coupe transversale longitudinale à travers une partie d'un "bras de rotor de l'installation de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe transversale à travers le "bras de rotor suivant la ligne III-III de la figure 2 et 25 la figure 4 est une vue en coupe transversale à travers une variante de bras de rotor. Le rotor de la figure 1 est disposé dans la position classique pour un ventilateur d'un compartiment d'un moteur de véhicule de façon à introduire l'air à travers le radiateur du moteur 30 et est destiné b être entraîné à une vitesse proportionnelle à la vitesse du moteur. Le rotor comprend ua moyeu. 10 comprenant une bride de montage 11 et un bloc 12. présentant un alésage transversal 13; qui traverse le bloc 12 perpendiculairement à l'aie de "rot'a^ioïi du rotor. rl 35 Deux bras creux, diamétralement opposés 14 'et div rotor sont montés sur le bloc 12 de façon à se déployer radiàiémerit vers l'extérieur de ce dernier. Les bras du rotor ont une sëction droite annulaire, l'intérieur de chaque bras du rotor communiquant BAD ORIGINAL 69 16546 3 2009030 avec -une extrémité de l'alésage 13. L'extrémité de chaque "bras du rotor éloignée de 1*alésage 13 est fermée. Une fente unique est prévue dans la surface externe de chaque "bras du rotor, ladite fente s'étendant dans le sens longitudinal de ce dernier et 5 communiquant avec l'intérieur creux de ce "bras du rotor et qui est à peu près sous un arc de 120° par rapport au "bord" menant du bras du rotor. Le "bord" menant de chaque bras du rotor est naturellement repéré d'après le sens de rotation du rotor, indiqué sur la figure 1 par le numéro de référence 26. 10 Comme représenté en particulier sur les figures 2 et 3, chaque bras du rotor conqprend un tube d'acier doux doublé de cadmium ayant une gorge 8 prévue dans sa surface externe. Chaque gorge communique avec l'intérieur du tube par des fentes 16a et une bande de recouverture 22 s'ajuste à l'intérieur de la gorge et est 15 fixée au tube par des vis 23, la bande 22 s1étendant à travers les fentes 16a et étant conformée (à la façon d'un ajutage -allongé) de façon que l'air sous pression sortant par les fentes 16a soit dévié par la bande 22 pour laisser le bras du rotor à travers la fente allongée unique 16 à peu près tangentiellement à la surface 20 du bras du rotor. De préférence, le rapport du diamètre externe des bras à la largeur de la fente 16 est de l'ordre de 250 à 1. Commodément, la longueur de chaque bras peut être égale à cinq fois son diamètre. Pour réduire au minimum la turbulence d'air non désirée, une matière de remplissage (telle que celle vendue 25 dans le Royaume Uni sous la marque de fabrique "ABATiDITE" ) est prévue au-dessus des vis 23 et à la jonction de la bande 22 avec la fente opposée 16 de la paroi de la gorge. Chaque bras du rotor présente à proximité de son extrémité fermée, une série de trous dirigés radialement, divergeant vers 30 l'extérieur 6 espacés sous des angles égaux. Les trous permettent à l'air sous pression de sortir par les bras du rotor à peu près radialement (c'est-à-dire, dans un sens sensiblement perpendiculaire à la surface externe des bras du rotor) de façon que, par une sorte d'action de barrière, il empêche 1'écoulement d'air 35 par les fentes,16s'échappant dans le sens longitudinal des bras (c'est-à-dire, qu'il réduit ou élimine les pertes dues à la remise en circulation de l'air). On se rend compte que la fente allongée unique 16 s'étendant sans interruption sur presque toute la longueur de chaque bras 69 16546 4 2009030 du rotor pourrait être remplacée par une.rangée de fentes allongées plus courtes disposées bout à bout dans la même position que la fente 16. En outre, pour augmenter l'écoulement d'air une autre fente allongée unique telle que 16 ou une autre rangée 5 de fentes allongées plus courtes peut être prévue, déplacée an-gulairement (c'est-à-dire, en relation parallèle espacée) de la fente allongée unique 16 ou de la rangée de fentes allongées plus courtes remplaçant la fente 16 et de préférence, le déplacement angulaire est alors de l'ordre d'un arc de 20°. 10 Le bloc 12 présente également un alésage axial 17 lui mène de l'alésage 13 à un orifice 17a prévu dans la face antérieure du bloc 12. L'orifice 17a est pénétré par un joint étanche mobile 18 disposé dans une enveloppe fixe 19 qui est montée sur une partie fixe de la structure du véhicule. L'enveloppe 19 présente un tube 15 d'entrée 20 qui est relié par un tuyau souple (non représenté) à une source d'air sous pression. La source d'air sous pression, peut être, par exemple, un compresseur disposé sur le véhicule rendant plusieurs services, tels que des servo-freins assistés, par un réservoir et un clapet de retenue* 20 L'air fourni sous pression passe à travers le joint étanche 18, le long des parois 17 et de l'alésage 13 et dans les bras 14 et 15 du ;rotor d'où il sort par les fentes 16. Les fentes 16 sont disposées de sorte que lorsque le rotor tourne et que l'air sous pression sort par les fentes* un écoulement d'air se produit dans 25 un sens axial à travers le rotor afin qu'il existe un courant d'air de refroidissement à travers le radiateur du véhicule. Dans l'agencement de la figure 1, le rotor est destiné à tourner dans le sens dextrorsum (représenté par.la flèche 26), l'air sous pression sort par les fentes 16 dans le sens des flèches et le courant d'air pro-30 duit s'effectue dans le sens de la flèche 21. La grandeur dû courant d'air produit dépend de la vitesse de rotation du rotor et de la vitesse de sortie de l'air lorsqu'il sort par les fentes 16. Cette vitesse de sortie de l'air dépend de la pression de la source d'air. Des essais expérimentaux ont 35 été effectués avec un rotor sensiblement comme représenté sur la figure 1 et les résultats suivants ont été obtenus : (i) Avec ub£ vitesse de rotation du rotor égale à 3.000 tours par minute et une alimentation d'air sous pression de a 1,75 kg/cm./, le courant d'air provoqué par le rotor contre 69 16546 5 2009030 une pression statique nulle a augmenté de 6$ environ lorsque les trous 6 ont été utilisés en plus des fentes 16. (ii) L'augmentation de l'alimentation d'air sous pression a 5 entraîné des augmentations de la limite de la pression statique contre laquelle le rotor pouvait fonctionner à une vitesse de 3.000 tours par minute avant de s'arrêter. (iii) L'augmentation de la vitesse de rotation contre une près-10 sion statique nulle a entraîné une augmentation du cou rant d'air provoqué par le rotor, le débit d'augmentation étant de l'ordre de 21,65 m^ par minute par 1.000 tours par minute dans la gamme comprise entre 2,000 et 4.000 tours par minute avec une pression d'alimentation 15 d'air de 1,75 kg/cm^. (iv) En mesurant le courant d'air hors des trous 6 et de la fente 16 à diverses pressions d'alimentation d'air, le rapport du courant d'air provoqué par le rotor au courant d'air produit hors des trous et des fentes a été 20 calculé pour différentes vitesses de rotation du rotor» La valeur de ce rapport s'est avérée comme étant comprise dans la gamme de 140 à 155 pour des pressions d'ali- O Q mentation d'air à la fois de 1,56 kg^em et de 1,75 kg/cm à une vitesse de rotation du rotor de 2.000 tours par 25 minute et cpmme augmentant à une valeur à 5.000 tours par minute'de l'ordre de 424 et de l'ordre de 290 pour des pressions d'alimentation d'air de 1,56'kg/cm., et O . • 1,75 Ifcg/cm , respectivement. Une soupape à air sensible à la température commandant l'ali-30 mentation d'air sous pression aux enveloppes 19 est incorporée dans l'installation de refroidissement du moteur dans une position appropriée, par exemple dans la conduite de sortie du radiateur. La soupape est disposée de façon qu'à mesure que la température du réfrigérant s'élève, la soupape s'ouvre pour laisser écouler l'air 35 à une pression plus élevée. Il en résulte une plus grande vitesse de l'air sortant par la fente 16 et par suite un plus grand courant d'air produit pour donner un degré plus élevé de refroidissement du moteur. On constate ainsi que le courant d'air créé par le rotor est alors fonction de la température du réfrigérant du BW3 ow®>n«- 69 16546 6 2009030 moteur et qu'il peut être destiné à fournir courant d'air de refroidissement minimum suivant les besoins du moteur, . L'appareil peut également être utilisé dans une installation de chauffage d'un véhicule et de refroidissement d'un moteur com-5 "binée au lieu d'être utilisé seulement pour refroidir le moteur comme décrit ci-dessus. Dans une telle installation, il peut être avantageux de pouvoir inverser le sens du courant d'air provoqué par le rotor, de sorte que l'air peut être introduit dans le corps du véhicule ou en être extrait® La figure 4 montre une variante 10 de "bras de rotor ou vue d'obtenir cet effet. Dans l'installation de la figure 4, chaque bras de rotor creux 24 est divisé en deux par une chicane 25 qui se trouve dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor. Le sens de mouvement du bras du rotor à mesure que tourne le retor est in-15 diqué par la flèche 26. La chicane 25 divise le bras du rotor en deux compartiments.27 et 28 et des fentes 29 et 30 partent de ces compartiments respectivement comme représenté. L'alimentation d'air au rotor est disposée de façon que par la manoeuvre d'une soupape . de commande, l'air sous pression puisse être, fourni soit à la 20 chambre 27 soit à la chambre 28. Lorsque l'air est fourni à la chambre 27, il sort sous pression par la fente ou les fentes 29 et un courant d'air axial est produit dans le sens de la flèche 31 pour, par exemple, amener l'air à l'intérieur du véhicule. La soupape de commande disposée dans la source d'air peut être actionnée pour di-25 riger l'alimentation d'air sous pression vers la chambre 28. L'air sort alors par la ou les fentes 30 et un courant d'air axial est pro voqué dans le sens de la flèche 32 de façon, par exemple, à extraire l'air de l'intérieur du.véhicule. On se rend compte qu'mi grand nombre de variantes peuvent 30 être réalisées sur -1* installation ei-dessus sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, les bras 14, 15 et 24 du rotor n'ont pas nécessairement une section droite circulaire et peuvent avoir toute autre forme de section droite commode, la,position des fentes dépendant de la forme de section droite. 35 II va de soi que l'invention a été décrite ci-dessus à titre d'exemple préférentiel indicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra introduire, toute équivalence dans ses éléments, constitutifs sans sortir de son. cadre défini par les revendications annexées et l'esprit de l'invention. BAD ORIGINAL 69 16546 7 2009030 REVENDICATIONS 1. Installation de climatisation pour le. chauffage ou le refroidissement, en.particulier destinée à une voiture automobile, comprenant un rotor ayant un certain nombre de bras disposés radialement sur l'axe de rotation de ce dernier, caractérisée par le 5 fait qu'elle comprend un moyen destiné à amener de l'air sous pression le long des bras et au dehors à travers des orifices qui sont disposés par rapport à la surface des bras de façon que l'air s'é-chappant à travers les orifices s'écoule à travers la surface des bras de façon à créer un courant d'air axialement à travers le 10 rotor et par le fait qu'elle comprend un moyen sensible à la température destiné à régler l'alimentation d'air à travers les orifices de telle façon que le courant d'air créé à travers le rotor dépende de la température à laquelle répond le moyen sensible à la température, la température étant réglée par le courant d'air. 15 2. Installation suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le moyen sensible à la température comprend une soupape sensible à la température réglant l'écoulement de l'air vers le . rotor. 3. Installation selon la revendication 1 ou la revendication 20 2, caractérisée par lé fait que le moyen destiné à amener l'air le long des bras comprend un passage s1 étendant le long de chaque bras et dans celui-ci, les orifices mettant le passage en communication avec la surface externe du bras. 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisée par le fait que les orifices sont constitués par tua certain nombre de fentes allongées s'étendant le long de chaque bras. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que chaque bras présente une fente allongée s'étendant 30 sans interruption sur presque toute la longueur de ce bras. 6. Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que chaque bras présente une série de fentes allongées, les fentes étant espacées de bout à bout. .7. Installation selon l'une quelconque des revendications 35 4 à 6, caractérisée par le fait que les orifices comprennent un certain nombre de fentes allongées supplémentaire s'étendant le long de chaque bras en relation espacée parallèle avec le nombre de fentes allongées mentionné en premier lieu. 69 16546 8 2009030 8. Installation selon l'une quelconque des revendications, caractérisée par le fait que chaque "bras a une section droite ex-, terne circulaire. 9. Installation selon la revendication 8, et l'une quelcon-5 que des revendications 4 à 7, caractérisée par le fait que le rapport du diamètre des bras à la largeur de la ou des fentes est de l'ordre de 250:1» 10. Installation selon l'une quelconque des revendications, caractérisée par le fait que les orifices sont disposés de façon 10 que l'air sorte par ces derniers dans le sens opposé au sens de fonctionnement normal de rotation du rotor. 11. Installation selon la revendication 10, caractérisée par le fait que les orifices sont disposés de façon que l'air sorte par ces derniers dans un sens sensiblement tangentiel aux surfaces 15 externes des bras. 12. Installation selon l'une quelconque des revendications, caractérisée par le fait que chaque bras présente, à proximité de son extrémité éloignée de l'axe de rotation, une série de trous disposés de façon que l'air sorte par ces derniers dans un sens 20 sensiblement perpendiculaire à la surface externe du bras.