Brevet FR2575236A1 — publié le 19860627

VENTILATEUR POUR INSTALLATIONS DE CHAUFFAGE ET/OU DE CLIMATISATION DE VEHICULES MOTORISES L'invention se rapporte à un ventilateur pour installations de chauffage et/ou de climatisation de véhicules motorisés, comportant un rotor cylindrique entraîné par un moteur à courant continu possédant une caractéristique à excitation shunt et présentant une couronne comprenant un grand nombre d'aubes de ventilateur et disposée dans un carter qui présente au moins une ouverture d'entrée d'air sensiblement coaxiale au rotor cylindrique et une spirale de sortie entourant le rotor cylindrique. On emploie souvent des ventilateurs du type mentionné au début, dont les rotors cylindriquesXsont entrainés par des moteurs à courant continu excités par un aimant permanent, pour des installations de chauffage et climatisation dans des véhicules motorisés, car ils remplissent avantageusement les conditions imposées. L'invention a pour but de concevoir un ventilateur du type mentionné au début de façon à réduire la consommation de courant électrique du moteur courant continu entraînant le rotor cylindrique et possédant une caractéristique à excitation shunt. On atteint ce but par le moyen qu'a' l'ouverture d'entrée d'air correspond un dispositif de guidage qui communique à l'air qui pénètre un entrainement dans le sens de rotation du rotor cylindrique. Grâce à cette mesure on obtient, de façon surprenante,que pour un débit d'air pratiquement constant la consommation électrique de courant du moteur à courant continu soit réduite. Grâce au dispositif de guidage produisant un entrainement d'air, le couple que doit fournir le moteur à courant continu est réduit, ce qui apporte l'avantage que, par suite de la caractéristique typique à excitation shunt, la consommation de courant est réduite, tandis que simultanément la vitesse de rotation s'accroit. Des essais pratiques avec ventilateurs ont montré qu'à l'aide d'un dispositif de guidage produisant un entraînement d'air, dans le cas des ventilateurs habituellement utilisés, on peut obtenir, pour un débit d'air restant constant, une diminution de la consommation de courant d'environ 10%. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, on prévoit que le dispositif de guidage a une forme telle qu'il produit, à l'intérieur du rotor cylindrique, un tourbillon d'air de même sens que sa rotation. Un dispositif de guidage de ce type peut se monter de façon simple et conduit pourtant à des améliorations notables dans le cas d'un rotor cylindrique. Dans une forme d'exécution de l'invention on prévoit que le dispositif de guidage contient un grand nombre d'aubes de guidage rapportées à l'extérieur sur une virole du carter qui entoure l'ou- verture d'entrée d'air. Il n'est alors pratiquement pas nécessaire de modifier les dimensions de principe du carter par rapport aux constructions connues= Pour obtenir un entraînement d'air avantageux, dans une autre réalisation on prévoit que les aubes de guidage s'étendent en direction radiale et/ou axiale dans l'intérieur du rotor cylindrique. On obtient ainsi que l'entraînement d'air agit pratiquement sur toute l'extension axiale du rotor cylindrique. Il est également avantageux que les aubes de guidage dépassent, en direction radiale, vers l'ex- térieur au-delà de l'ouverture d'entrée d'air. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaissent de la description qui suit des formes d'exécution représentées sur le dessin. La figure 1 représente une vue avant d'un ventilateur comportant un dispositif de guidage formé d'aubes de guidage et correspondant à l'ouverture d'entrée d'air. La figure 2 est une représentation schématique du rotor cylindrique du ventilateur de la figure 1 avec une représentation de l'inclinaison des aubes de guidage par rapport à un plan radial passant par l'axe du rotor cylindrique, vu en direction axiale. La figure 3 est une représentation schématique du carter de ventilateur de la figure 1 avec une représentation de l'inclinaison des aubes de guidage par rapport à la paroi frontale contenant l'ouverture d'entrée d'air. La figure 4 est une courbe donnant la caractéristique d'un moteur à courant continu possédant une caractéristique à excitation shunt pour entraînement d'un rotor cylindrique et La figure 5 représente une courbe destinée à expliquer l'action du dispositif de guidage sur la caractéristique du ventilateur. Le ventilateur représenté sur la figure 1 comporte un carter 1 qui, en forme de spirale de sortie, entoure un rotor cylindrique non représenté. La spirale de sortie débouche dans une ouverture de sortie 4. Au moins une face frontale du carter 1 est munie d'une ou verture d'entrée d'air 3 disposée coaxialement au rotor cylindrique qui se trouve à l'intérieur du carter 1. Le rotor cylindrique non représenté (rotor cylindrique 2 de la figure 2) comporte un moyeu disposé sur un arbre d'entrainement d'un moteur à courant continu excité par un aimant permanent. Par l'intermédiaire d'une âme de préférence bombée et éventuellement munie de découpes, le moyeu porte une couronne de ventilateur formée d'un grand nombre d'aubes de ventilateur 7 parallèles l'une à l'autre (figure 2). A l'ouverture d'entrée d'air 3 correspond un dispositif de guidage qui produit un entraînement d'air dans le sens de rotation du rotor cylindrique 2. Le dispositif de guidage est constitué d'un grand nombre d'aubes de guidage 5 fixées à une virole du carter 1 entourant l'ouverture d'entrée d'air 3. On prévoit plus de trois et de préférence douze aubes de guidage 5. Dans l'exemple d'exécution représenté, les aubes de guidage 5 sont constituées de plaques planes qui s'étendent en direction radiale vers l'intérieur dans l'ouverture d'entrée d'air 3. De plus les aubes de guidage 5 sont inclinées, par rapport à la face frontale-du carter 1 contenant l'ouverture d'entrée d'air 3, d'un angle S (3) qui se situe de préférence entre 300 et 700.En outre les aubes de guidage 5 sont désalignées de fa çon que les arêtes latérales avant, dans le sens de rotation du rotor cylindrique (sens horaire sur la figure 1) présentent une plus grande distance par rapport à la face frontale du carter de ventilateur 1 que les arêtes latérales arrière. Les aubes de guidage 5 dépassent en outre nettement à l'extérieur au-delà du diamètre de l'ouverture d'entrée d'air 3. A l'aide du dispositif de guidage constitué des aubes de guidage on produit un entrarnement d'air dans le sens de rotation, sous forme d'un tourbillon d'air dirigé vers l'intérieur du rotor cylindrique et de même sens que la rotation du rotor cylindrique. Ceci diminue le couple pour un moteur en continu présentant une caractéristique à excitation shunt, ce qui donne un effet favorable du point de vue de la consommation de courant électrique, comme cela est expliqué sur la courbe de la figure 4. Sur la courbe de la figure 4 sont reportées, en fonction du couple du moteur M, la consommation de courant I et la vitesse de rotation n. Pour le même ventilateur avec rotor cylindrique sans le dispositif de guidage1 il faut le couple M1. A ce couple M1 correspondent une intensité définie I et une vitesse de rotation définie n1. Grâce à l'appareil de guidage constitué des aubes de guidage 5, on réduit le couple nécessaire M à la valeur M2.Du fait de la caractéristique du moteur à courant continu, il en résulte que la vitesse de rotation s'accroît pour passer à la valeur n2,tandis que la consommation de courant diminue pour passer à la valeur 12. On peut voir que, du fait de la diminution du couple M avec élévation de la vitesse de rotation n, on obtient une diminution de l'intensité prélevée I et donc de la puissance électrique nécessaire. Comme représenté sur la courbe de la figure 5, le débit d'air fourni n'est pas modifié du fait de la diminution de consommation électrique provenant de l'entraînement d'air. Sur la figure 5, la caractéristique du ventilateur est représentée sous forme de surpression A p en fonction du débit d'air t. La caractéristique est d'abord représentée pour le ventilateur sans le dispositif de guidage. Du fait du dispositif de guidage réglé pour donner un entraînement d'air, il se produit une diminution de la surpression. Cette diminution est compensée par le fait que, par suite de l'entraînement d'air produit par le dispositif.de guidage, le couple du moteur à courant continu diminue et donc la vitesse de rotation s'accroit. L'accroissement de vitesse de rotation conduit à une augmentation du débit d'air. La caractéristique du ventilateur reste donc pratiquement inchangée On voit en particulier nettement sur les courbes des figures 4 et 5 que l'entraînement d'air opéré par l'appareil de guidage constitué des aubes de guidage 5 a une influence notable sur la consommation électrique du moteur à courant continu qui entraîne le rotor cylindrique. La caractéristique du ventilateur (figure 5) par contre n'est pas notablement influencée. En variante à la forme d'exécution représentée, on prévoit un dispositif de guidage sous forme d'une hélice produisant un tourbillon d'air dans le sens de l'entratnement d'air. REVENDICATIONS 1. Ventilateur pour installations de chauffage et/ou de climatisation de véhicules motorisés, comportant un rotor cylindrique entraîné par un moteur à courant continu possédant une caractéristique à excitation shunt et présentant une couronne comprenant un grand nombre d'aubes de ventilateur et disposée dans un carter qui présente au moins une ouverture d'entrée d'air sensiblement coaxiale au rotor cylindrique et une spirale de sortie entourant le rotor cylindrique, caractérisé en ce qu'à l'ouvertùre d'entrée d'air (3) correspond un dispositif de guidage qui communique à l'air qui pénètre un entraînement dans le 'sens de rotation du rotor cylindrique (2). 2. Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de guidage (5) a une forme telle qu'il produit, à l'intérieur du rotor cylindrique (2), un tourbillon d'air de même sens que sa rotation. 3. Ventilateur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de guidage contient un grand nombre d'aubes de guidage (5) rapportées à l'extérieur sur une virole du carter (1) qui entoure ltouverture d'entrée d'air (3). 4. Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les aubes-de guidage (5) s'étendent en direction radiale et/ou axiale dans l'intérieur du rotor cylindrique (2). 5. Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les aubes de guidage (5) dépassent, en direction radiale, vers l'extérieur au-delà de l'ouverture d'entrée d'air. 6. Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les aubes de guidage (5) sont formées de plaques. 7. Ventilateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les aubes de guidage (5) sont formées de plaques bombées. 8. Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé, en ce que les aubes de guidage (5) font, au voisinage de la spirale de sortie, avec la face frontale du carter (1), un angle (t) entre 300 et 700. 9. Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les aubes de guidage (5) sont inclinées par rapport à un plan radial passant par l'axe du rotor cylindrique (2) d'un angle (d) entre 200 et 500 en sens contraire au sens de rototation du rotor cylindrique (2).