Brevet FR2605685A1 — publié le 19880429

La présente invention concerne un bottier pour ventilateur axial de type plat. L'invention vise égalernent un ventilateur muni d'un tel boiter, destiné notamment au refroidissement des équipements électroniques. Ce type de ventilateur est le plus souvent fixé sur la paroi d'un meuble contenant les équipements à refroidir. Le bolier du ventilateur présente une face d'entrée et une face de sortie pour lsair, généralement inscrites dans un carré, l'une de ces faces étant appliquée sur la paroi du meuble. Ces deux faces sont relies par un conduit axial comportant une partie cylindrique à l'intérieur de laquelle est montée en rotation l'hélice du ventilateur. Le rotor du moteur électrique d'entraînement de cette hélice est contenu dans le moyeu de l'hélice et son stator est monté sur un support ou flasque axial relié au conduit par des bras.Dans une réalisation connue, l'un de ces bras est évidé pour former une gouttière qui reçoit 'es conducteurs d'alimentation électrique du moteur. R l'origine, ces boîtiers étaient fabriqués en métal moulé. Àvec l'apparition des moteurs d'entrainement à courant continu et a commutation électronique qui utilisent moins de puissance et dégagent ainsi moins de chaleur, il a été possible de réaliser ces boliers en matière plastique moulée, ce qui réduit ainsi leur poids et leur cout de fabrication. En contre-partie, l'adoption de bottiers en matière plastique dont la résistance mécanique est plus faible que celle du métal, nécessite une étude approfondie de la forme de ces bottiers afin qu'ils conservent une tenue mécanique suffisante et des caractéristiques aérodynamiques et acoustiques équivalentes, voire améliorées. Pour accrottre les performances aérodynamiques et acoustiques d'un bottier du type précité, la face interne de son conduit axial présente sur au moins une partie de sa périphérie un profil évasé a partir de la curface cylindrique du conduit et en direction de la face de sortie d'air de manière à former un diffuseur d'air. Selon une réalisation connue, l'angle d'évasement du diffuseur par rapport à l'axe du conduit est de valeur relativement importante, c'est-a-dire d'environ 45 . Cette forme de réalisation présente plusieurs inconvénients. La demanderesse a constaté en effet que, contrairement à l'opinion communément admise, le choix, pour le diffuseur, d'un angle trop ouvert n'était pas le meilleur aérodynamiquement et acoustiquement. Elle a observé qu'au delà d'une certaine valeur de cet angle, on assiste a un décollement des filets d'air le long de la paroi du diffuseur, ce qui entrain des pertes de charge. ainsi, on perd une grande partie sinon la totalité du gain de pression statique procuré par la présence de ce diffuseur. Dans la réalisation connue précitée, l'alimentation électrique du moteur du ventilateur se fait par l'intermédiaire d'un connecteur dont l'assise est moulée et forme une saillie sur la face externe du conduit dans l'un des angles du bottier adjacent au bras évidé en gouttière. Cette assise s'étend sur toute la largeur de cette face externe. Compte tenu de cette disposition, le diffuseur est interrompu dans la région de la face interne du conduit située sous cette assise et de part et d'autre de celle-ci. En effet, si le diffuseur était maintenu sans interruption dans cette région, le connecteur, lorsqu'il est en place sur son assise, ferait saillie hors des cotes normalisées du bottier, ce qui est inacceptable.Or, l'interruption du diffuseur sur une partie de la périphérie du conduit diminue les performances aérodvnamiques et acoustiques du ventilateur. Selon cette réalisation connue, il est prévu a l'extérieur du bottier, en regard du bras évidé en gouttière, au moins une rainure de guidage des conducteurs d'alimentation du moteur vers l'assise du connecteur. Cette rainure est pratiquée dans la bordure de la face de sortie d air du boitiez, de sorte qu'elle tend à diminuer la rigidité du bottier et oblige de toute façon elle aussi à interrompre le diffuseur dans la zone comprise entre le bras évidé et l'assise du connecteur. La présente invention vise ainsi a réaliser un ventilateur qui ne présente pas les inconvénients de la réalisation connue, c'est- & dire possédant notamment des qualités acoustiques et aérodynamiques améliorées tout en ayant une excellente rigidité mécanique. Le bottier en matiere plastique moulée vise par l'invention est du genre présentant une face d'entrée d'air et une face de sortie d'air reliées par un conduit axial comportant ne partie cylindrique dans laquelle est montée rotativement l'hélice dont le moteur d'entratnement est disposé sur un support axial relié au conduit par des bras dont l'un formant gouttière reçoit les conducteurs d'alimentation du moteur, la paroi interne du conduit présentant un profil partiellement évasé à partir de sa partie cylindrique et en direction de la face de sortie d'air du bottier de manière à former un diffuseur d'air, ce bottier présentant aussi du c9té de sa face de sortie d'air et en regard du bras évidé en gouttière au moins une rainure de guidage des conducteurs d'alimentation du moteur vers l'assise d'un connecteur de raccordement extérieur situé dans l'un des angles du bottier. Suivant l'invention, le bottier est caractérisé en ce que la rainure de guidage est partiellement creusée dans la paroi annulaire externe du bottier, comprise entre les faces d'entrée et de sortie d'air, en ce que le profil évasé formant diffuseur s'étend sensiblement tout autour du bottier, y compris dans la zone od la paroi externe du conduit porte l'assise du-connecteur-, et en ce que l'angle d'évasement du diffuseur d'air par rapport à l'axe du conduit est sensiblement compris entre 0 et 150. Le choix d'un angle d'évasement faible du diffuseur permet de réaliser un bottier présentant une excellente tenue mécanique et des performances acoustiques et aérodynamiques améliorées. Ainsi avec un angle d' évasement sensiblement compris entre O et 15 . on obtient de façon surprenante un effet maximal de conversion de la pression dynamique engendrée par l'hélice, en pression statique. On évite salement le décollement des filets d'air le long de la face interne du diffuseur qui sont générateurs de pertes de charge et annule presque totalement le gain en pression statique procuré par le diffuseur. En outre, grce à l'invention, il est possible de conserver la conformation en diffuseur de la face interne du conduit sensiblement tout autour du bottier, ce qui améliore encore davantage les performances du ventilateur. Le fait que l'angle d'évasement du diffuseur soit faible permet une dspostion optimale et à l'intérieur des cotes normali6bes du bottier de l'assise du connecteur et de la rainure ds guidage des conducteurs d'alimentation du moteur. En outre, la disposition de la rainure de guidage dans 1 fare externe du conduit n'affecte pas la rigidité du boitiez contrairement à la disposition connue de cette rainure dans le rebord de la face de sortie d'air. Suivant une réalisation avantageuse de l'invention, les bras qui relient le support axial du moteur au conduit sont orthogonaux deux à deux, aboutissent au milieu des côtés de la face de sortie d'air et ont une section droite décroissante de la face de sortie d'air vers la face d'entrée d'air du bottier. Cette disposition des bras est celle qui procure la meilleure tenue mécanique a l'égard des efforts latéraux. En effet, les bras sont reliés aux endroits de la périphérie du conduit oa le pourtour carré de la face de sortie d'air intersecte ce conduit de sorte qu'en ces points, la distance à l'axe du ventilateur est égale au rayon de la surface cylindrique du conduit. Ainsi, les bras ont la longueur la plus courte possible ce qui rigidifie le bottier et permet par ailleurs de réduire la section de ces bras. Cette réduction de section combinée à un profil aerodynamlque dans le sens de l'écoulement de l'air rend r6.1igeable l'influence des bras sur les performances acoustiquer du ventilateur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui va suivre. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif - la figure t est une vue en plan de la face de sortie d'air d'un bottier conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue partielle en coupe selon le plan II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue en plan de la face d'entrée d'azur de ce bottier, - la figure 4 est une vue en coupe axiale partielle d'un ventilateur conforme à l'invention, - la figure 5 est une vue latérale du bottier montrant les rainures de guidage des conducteurs d'alimentation électrique, - la figure 6 est une vue latérale du bottier montrant l'assise du connecteur, - la figure 7 est une vue identique à la précédente, le connecteur ayant été mis en place sur son assise, et - la figure B est une vue en perspective partielle montrant la partie du bottier comportant l'assise du connecteur. Dans l'exemple représenté aux figures, le ventilateur est monté dans un bottier 1 moulé en matière plastique qui comprend une face d'entrée d'air 2 et une face de sortie d'air 3 reliées par un conduit 4. Chaque face 2, 3 (voir figures 1 et 2) est inscrite dans un carré et présente aux quatre coins un trou 10 qui permet sa fixation sur la paroi d'un meuble ou d'un coffret contenant les équipements électroniques refroidis par le ventilateur. Le conduit 4 comporte (voir figure 4) du coté de la face de sortie d'air 3 (l'air circulant dans le sens figure 4) une surface cylindrique 5 dans laquelle est montée rotativement l'hélice 6 du ventilateur qui est solidaire du rotor 7 du moteur électrique 8 d'entratnement. Le rotor 7 qui tourne avec l'axe 9 porté par un palier 9a, entoure le stator Il du moteur S. Ce stator 11 est fixé par emmanchement sur un support ou flasque axial 12 situé dans la face de sortie Le support 12 est relié (voir figure 1) au conduit 4 du coté de la face de sortie d'air 3 par quatre bras radiaux la, 13b, 13cs 13d orthogonaux deux à deux. Le bras 13a est évidé en gouttière (voir figures et 8) pour servir de logement aux conducteurs d'alimentation 14, 15 du moteur. Cette gouttière débouche par une découpe 16 (figures i et 8) ménagée dans l'un des bords 17 de la face de sortie d'air 3 à laquelle fait suite une double rainure 18, 19 servant au guidage des conducteurs 14, 15 vers l'assise 21 d'un connecteur de raccordement extérieur. Cette assise 21 est située dans l'un des angles du bottier 1 adjacent au bras en gouttière 13a et s'étend sur la paroi cylindrique externe du bottier entre les deux faces 2 et 3. Les bras 13a à 13d ont de préférence une section droite décroissante depuis la face de sortie d'air 3 vers l'hélice 6. On évite ainsi le décollement des filets d'air le long de la paroi interne 22 du conduit 4, phénomène préjudiciable aux performances aérodynamiques du ventilateur, et on atténue aussi le bruit de fonctionnement de celui-ci. Le conduit 4 présente (figure 1 et 4) sensiblement sur toute sa périphérie un profil évasé à partir de sa surface cylindrique 5 et en direction de la face de sortie d"air 3, de manière à former un diffuseur d'air 23. Ce diffuseur 23, de section radiale circulaire, est intersecté par le pourtour carré de la face de sortie 3 de sorte que le diffuseur 2. est interrompu (figure 1) au niveau de chaque bras 13a-13d par une surface plane 24 de forme ,ensiblement triangulaire figure 5 et B). Conformément à l'invention, l'angle d'évasement A du diffuseur 23 par rapport à l'axe X-X' du conduit 4 (voir figure 4) est sensiblement égal à 10*. On sait que l'angle A de détente du diffuseur 23 est calculé pour permettre, avec une efficacité maximale, la conversion de la pression dynamique produite par l'hélice 6 en pression statique. On peut ainsi diminuer par ce moyen la vitesse d'écoulement axial de ''air, ce qui réduit la pression dynamique au profit de la pression statique et, par conséquent, réduit aussi les pertes aérodynamiques. Par contre, si l'angle A est trop ouvert, il se produit un phénomène de décollement des filets d'air le long de la paroi du diffuseur, ce qui engendre des pertes de charge.On perd ainsi la plus grande partie du gain en pression statique procuré par le diffuseur. Des recherches effectuées par la demanderesse ont montré que, contrairement à la technique classique selon laquelle les angles de détente ont des valeurs comprises entre 450 et 900 par rapport à l'axe du conduit, une efficacité optimale du diffuseur est atteinte pour un angle beaucoup plus fermé compris entre O et 159, de préférence égal à 100. Suivant l'invention également, le diffuseur 23 prétend aussi dans la région od la paroi externe 25 du conduit 4 porte l'assise 21 du connecteur. Autrement dit, le diffuseur 23 s'étend sensiblement sur tout le pourtour du bottier, de sorte que son efficacité est optimale. Cette configuration quasi-périphérique du diffuseur 23 est permise par la faible valeur de son angle de détente F. Ainsi l'assise 21 du connecteur, issue de moulage avec la paroi externe 25 du conduit 4, fait saillie par rapport a cette paroi 25, parallèlement à l'axe X-X' du conduit 4, sans sortir du gabarit normalisé du bottier 1 et sans qu'il soit nécessaire d'interrompre le diffuseur 23 dans la région adjacente du conduit 4 (figure 5 et 8). Seule la double rainure du guidage 15, 19 creuse partiellement dans la face externe 25 d conduit 4 a angle droit par rapport au bras en gouttibre 13a et dans le prolongement de la découpe 16 (voir figures 5 et B) modifie sensiblement la conformation du diffuseur 23. En effet cette double rainure 18, 19 qui s'étend parallèlement au bord 17 de la face 3, nécessite d'interrompre légèrement la conicité du diffuseur 23 dans la région correspondante du conduit 4. ainsi à la figure i, on voit qu'un bossage 27 de renforcement de la paroi du conduit 4, qui prolonge la surface cylindrique 5 de celui-ci, forme une légère discontinuité pour le diffuseur 23. Toutefois, pour assurer un guidage et un maintien corrects des conducteurs 14, 15 dans les rainures 18, 19, il n'est pas nécessaire que celles-ci soient très longues de sorte que le bossage 27 n'occupe qu'une faible partie de la périphérie du diffuseur 23 et n'en réduit pas sensiblement l'efficacité. En outres les rainures 15, 19 sont disposées de façon a ne pas fragiliser la structure du bottier 1. On notera également que les bras 13a-13d aboutissent (voir figure 1) au milieu des cotés de la face 3 en regard de chaque surface plane 24. En ces points, le diamètre du conduit 4 est sensiblement égal à celui de sa surface cylindrique 5 de sorte que les bras 13a-13d ont une longueur aussi courte que possible et procurent une bonne rigidité au bottier 1 malgré une section amincie tenant compte des performances aérodynamiques et acoustiques du ventilateur, Les figures 6 et 7 montrent le montage des conducteurs d'alimentation 14, 15 du moteur 8 et du connecteur de raccordement extérieur 30.Les conducteurs 14, 15 issus du bras en gouttière 13a et guidés dans les rainures 15, 19 sont munis à leur extrémité de fiches plates 31, 32 enfoncées dans une entaille correspondante 4 34 de l'assise 21 du connecteur. Un capot 35 est ensuite monté sur 1 assise 21 et fixé à celle-ci à l'aide d'une vis t introduite dans un taraudage central 7 de l'assisse 1. Ce capot 35 maintient ainsi les fiches 31* formant fiches males dans leur logement respectif 33, 34. Lors du raccordement du ventilateur à une source d'alimentation extérieure, la prise femelle de raccordement extérieure vient se placer sur le coté du connecteur male je ainsi formé du boîtier 1, du côté de la flèche F à la figure 6 ou 7 en respectant les polarités gravées par surmoulage sur la paroi externe 25 du conduit 4. L'insertion des fiches plates 31 et 32 dans les entailles 33 et Z.4 de l'assise 21 peut se faire soit dans le sens représenté figure 7, soit dans le sens inverse afin de permettre un raccordement extérieur du côté de la double rainure 18 19 ou du caté opposé. L'invention permet ainsi de réaliser un ventilateur axial de type plat, de réalisation facile, aux performances et de rigidité améliorées. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit auquel on peut apporter des variantes d'exécution sans sortir du cadre de cette invention. Ainsi le bottier pourrait Etre réalisé dans un autre type de matériau, par exemple un alliage métallique. Plus de quatre bras pourraient aussi relier le support 3 du moteur 8 au conduit 4 si la puissance et donc la taille du ventilateur le nécessitaient. REVENDICATIONS 1. Bottier pour ventilateur axial de type piat destiné à entre fixé sur une paroi, ce bottier (1) présentant une face d'entrée d'air (2) et une face de sortie d'air (3 > reliées par un conduit (4) comportant une partie cylindrique (5) dans laquelle est montée rotativement l'hélice (6) dont le moteur d'entratnement (8) est disposé sur un support axial (12) relie au conduit (4) par des bras (13a, 13b, 13c, 13d), l'un (13a) de ces bras formant gouttière et recevant les conducteurs d'alimentation (14, 15) du moteur (8), la paroi interne du conduit (4) présentant un profil partiellement évasé à partir de sa partie cylindrique (5) et en direction de la face de sortie d'air (3) du bottier (1) de manière à former un diffuseur d'air (23), ce bottier (1) présentant du coté de sa face de sortie d'air (3) et en regard du bras évidé en gouttière (13a) au moins une rainure de guidage (15, 19) des conducteurs d'alimentation (14, 15) du moteur (8) vers l'assise (21) d'un connecteur de raccordement extérieur (30) situé dans l'un des angles du bottier (1), caractérisé en ce que la rainure de guidage (18, 19) est partiellement creusée dans la paroi annulaire externe (25) du bottier (1) comprise entre les faces d'entrée et de sortie d'air, en ce que le profil évasé formant diffuseur (23) s'étend sensiblement tout autour du bottiers y compris dans la zone où la paroi (25) du conduit (4) porte l'assise (21) du connecteur (30), et en ce que l'angle d'évasement (fi) du diffuseur d'air (23) par rapport à l'axe (X-X') du conduit (4) est sensiblement compris entre O et 15 . 2 Bottier conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les bras (13a-13d) qui relient le support (12) du moteur (8) au conduit (4) sont orthogonaux deux a deux et aboutissent au milieu des cotes de la face de sortie d'air (3). 3. Bottier conforme a l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la rainure de guidage (18, 19) des conducteurs d'alimentation (14, 15) du moteur (8) s'étend parallèlement et à proximité de la face de sortie d air () du boîtier (1). 4. Bottier conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les bras (13a-13d) ont une section droite décroissante de la face de sortie (3) vers la face d'entrée d'air (2) du bottier (1). 5 Bottier conforme a l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il est réalisé en matière plastique moulée d'une seule pièce 6. Boitier conforme à l'une des revendications i à 5 dans laquelle l'assise (21) du connecteur (30) est issue de moulage avec la paroi externe (25) du conduit (4), caractérisé en ce que cette assise (21) fait saillie par rapport à cette paroi (25) dans l'un des angles du boltier (1) et s'détend parallèlement à l'axe du conduit (4). 7. Ventilateur axial de type plat, caractérisé en ce quil est monté dans un boîtier (1) conforme à l'une des revendications précédentes.