Brevet FR2711397A1 — publié le 19950428

I " Ventilateur adapté à l'habitacle d'un véhicule automobile. " L'invention concerne un ventilateur pour créer un courant d'air alimentant l'habitacle d'un véhicule auto- mobile, comprenant un moteur électrique dans l'arbre que porte le rotor tournant dans un boîtier en spirale, avec une paroi de boîtier voisine du rotor, vue dans la direc- tion de l'axe de rotation du rotor, et qui comporte un ori- fice d'entrée pour l'air, délimité par une trémie d'entrée, annulaire, venant en saillie dans le boîtier et en outre le rotor est muni d'un anneau coaxial à son axe de rotation, reliant les extrémités radiales libres des pales du rotor de ventilateur. On connaît déjà un ventilateur, sur le marché dont la couronne se trouve à l'intérieur de l'extension longitudinale des pales de sorte qu'il se forme un inter- valle direct entre le cône d'entrée et la face correspon- dante du rotor du ventilateur favorisant en partie le retour de flux de l'air comprimé dans le boîtier. Même pour certains états de fonctionnement, le bruit de ce ventila- teur connu est extrêmement élevé. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un ventilateur correspondant au type défini cidessus caractérisé en ce que l'anneau est relié sur une zone partielle aux extrémi- tés radiales libres des pales lorsqu'on regarde dans la di- rection axiale du rotor et l'anneau s'étend sur le côté du rotor tourné vers la trémie d'entrée et recouvre avec che- vauchement au moins le segment annulaire d'extrémité de la trémie d'entrée. Le ventilateur selon l'invention offre l'avantage que la zone de chevauchement entre l'anneau et la trémie d'entrée forme une zone annulaire analogue à un labyrinthe limitant considérablement le reflux du boîtier en spirale par l'orifice d'entrée. Cette tendance est ren- forcée considérablement du fait qu'une zone des pales du o rotor du ventilateur, voisine de la trémie d'entrée est re- couverte par l'anneau dans la direction longitudinale. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - dans la direction longitudinale de la largeur de chevauchement de l'anneau, les pales ont une dimension sensiblement de moitié de la longueur effective des pales mesurées dans la direction de l'axe de rotation du rotor, l'anneau présente une paroi intérieure de forme tronconique au moins dans la zone partielle qui re- couvre les extrémités radiales extérieures des pales du ro- tor et le plus petit diamètre du cône se trouve sensiblement au niveau des extrémités longitudinales voisi- nes de la trémie d'entrée et appartenant aux pales du ro- tor, - le diamètre de la paroi intérieure augmente pour la partie de l'anneau qui dépasse du rotor, - dans le cas d'un ventilateur dont les pales de rotor sont reliées par leurs extrémités intérieures à un moyeu monté sur l'arbre de sortie du moteur de façon avan- tageuse le moyeu comporte une surface enveloppe extérieure essentiellement de forme tronconique dont le petit diamètre est tourné vers la trémie d'entrée, - et dans ce cas l'angle au sommet a de la sur- face enveloppe en forme de cône est inférieur à 90 , - la surface enveloppe extérieure du moyeu re- joint au niveau de son plus grand diamètre une partie éva- sée, - la trémie d'entrée présente, lorsqu'on re- garde dans la direction longitudinale de la trémie, un point étroit dans sa zone centrale et à partir de ce point la trémie va en s'élargissant vers l'intérieur du boîtier. Dessins Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés sur les dessins et seront décrits ci-après de manière plus détaillée. Ainsi: La figure 1 est un schéma de principe d'un ven- tilateur dont le boîtier en spirale et le rotor ont été re- présentés en coupe longitudinale. La figure 2 est une coupe transversale du ven- tilateur selon la figure 1 coupée selon la ligne II-II, en réduction et non à l'échelle. La figure 3 est une coupe partielle d'un autre mode de réalisation du ventilateur selon la figure 1. Description des exemples de réalisation Selon la figure 1, le ventilateur 10 se compose d'un boîtier en spirale 12 logeant un rotor 14. Le rotor 14 est monté sur un moyeu 16 d'un axe de sortie 20 d'un moteur électrique 18. Le boîtier en spirale 12 comporte à la péri- phérie du rotor 14, une cloison périphérique 22 enroulée en spirale ainsi que deux parois frontales 24, 26. Dans l'exemple de réalisation, le moteur électrique 18 est monté sur la paroi frontale 24. L'autre paroi frontale 26 du boî- tier, en regard comporte l'orifice d'entrée 28 qui est di- rectement voisin du rotor en forme de tambour 14 du côté de la face frontale. L'orifice d'entrée 28 est délimité par une trémie d'entrée 30, annulaire, en forme de collerette qui pénètre de la longueur 29 dans le boîtier 12. Le rotor 14 comporte un grand nombre de pales 32 réparties en cou- ronne et apparaissant sur la figure 2. Les pales 32 du ro- tor sont reliées par l'une de leurs zones d'extrémité 33 au moyeu 16 du rotor. Sur la plus grande partie ce moyeu com- porte une surface enveloppe 34, extérieure en forme de tronc de cône (figure 1) dont le petit diamètre est tourné vers la trémie d'entrée 30. L'angle au sommet a est infé- rieur à 90 . Comme le montre la figure 2, les pales 32 du rotor s'étendent essentiellement dans la direction radiale du rotor 14. Ces pales sont reliées au moyeu 16 par leurs extrémités intérieures. Les extrémités radiales, 36 libres, extérieures selon cet exemple de réalisation, sont reliées par un an- neau 40 coaxial à l'axe de rotation 38 du rotor 14. La lon- gueur axiale de l'anneau 40 est plus courte que les pales 32 du rotor 14 laissant ainsi un orifice de passage 41 pour l'air qui s'écoule entre l'anneau 40 et moyeu 16. L'anneau présente une paroi intérieure 44 tronconique au moins dans la zone partielle 42 chevauchant les extrémités radia- les 36 des pales 32 du rotor; le plus petit diamètre du cône formé par la paroi intérieure 44 se trouve au niveau des extrémités longitudinales 46 des pales 32 du côté de la trémie d'entrée 30. En outre, l'anneau 40 dépasse d'un seg- ment 48 le rotor 14 pour venir par dessus la trémie d'entrée 30 du côté tourné vers le rotor 14 et entoure au moins sur la longueur 50 la trémie d'entrée 30. Le diamètre de la paroi intérieure 44 augmente ainsi et entre le seg- ment d'anneau 48 qui dépasse et le segment d'extrémité 50 recouvert de la trémie d'entrée 30, on a une zone annulaire assimilable à un labyrinthe qui limite considérablement le reflux hors du boîtier en spirale 12 à travers l'orifice d'entrée 28. La figure 1 montre en outre que la surface en- veloppe conique 34 du moyeu 16 se poursuit au niveau de la base du cône par une partie évasée 52. Lorsqu'on met en route le moteur électrique 18 et que le rotor 14 du ventilateur tourne dans la direction de la flèche 53 (figure 2) l'air est aspiré à travers l'orifice d'entrée 28 dans la direction des lignes de flux 54. La surface enveloppe 34 en forme de tronc de cône faci- lite la déviation de l'air, nécessaire pour les soufflantes radiales de façon que les veines d'air circulent suivant les flèches 56 entre l'anneau 40 et le moyeu 16 pour passer dans la zone annulaire 58 élargie du boîtier en spirale 12 et sortir par un orifice de sortie 60 (figure 2). Comme cela apparaît sur la figure 1, les pales de rotor 32 comportent plusieurs zones. Leur longueur to- tale est définie par la référence 70 de la figure 1. Sur le plan de la construction du ventilateur, on a une longueur active de pale portant la référence 72 sur la figure 1. La partie restante portant la référence 74, c'est-à-dire la partie excédentaire des pales, sert à ventiler le moteur électrique 18. Selon la figure 1, par rapport à l'effet d'entraînement de la longueur de pales 72, la zone par- tielle 42 de chevauchement de l'anneau 40 et l'orifice de passage 41 est disponible pour le passage de l'air à faire circuler. L'anneau 40 comprend également différents seg- ments suivant sa largeur. Comme déjà indiqué, la zone par- tielle de l'anneau correspondant à la largeur de chevauchement porte la référence 42. Cette largeur de che- vauchement désigne le segment par lequel l'anneau 40 recou- vre les extrémités radiales 36 des pales 32 du rotor. En outre, l'anneau 40 comporte une partie de dépassement appe- lée segment d'extrémité 48 qui recouvre le segment d'extrémité annulaire 50 de la trémie d'entrée 30. Il s'est avéré intéressant de donner à la largeur le chevauchement 42 de l'anneau 40 entre 45 % et 55 % de la longueur effi- cace des pales 72. La mesure optimale de la largeur de chevauche- ment 42 de l'anneau 40 est choisie pour que les sections à l'entrée du rotor et à la sortie du rotor soient égales. La mesure de la section à la sortie du rotor (passage 41) se calcule en tenant compte de l'encombrement créé par les pales 32, selon la formule suivante: de2 À Passage 41 =4 P e (d2Ps - Nombre de palesépaisseur de pale) dans cette formule de représente le diamètre 29 de l'orifice d'entrée 28 en dessous d2 représente le diamètre du rotor 14. Dans le montage décrit on a un entraînement particulièrement efficace et silencieux de l'air du fait que la déviation de l'air de 90 est facilitée par la forme du moyeu et parce que la zone annulaire assimilable à un labyrinthe, au niveau du débordement 48 et de la trémie d'entrée 30 rend beaucoup plus difficile le reflux de l'air comprimé et accéléré (représenté par la flèche 84 sur la figure 1). L'anneau 40 assure en outre la séparation de la zone d'eaux mortes 85 inévitable lors de la déviation entre la zone de forte pression dans la spirale et évite ainsi le reflux bruyant de la zone supérieure des pales. En outre, l'anneau 40 assure une plus grande stabilité du ventilateur et un meilleur remplissage lorsqu'on injecte le rotor 14 de préférence en matière plastique. Cela permet également d'utiliser des matériaux moins coûteux, non renforcés ou encore des produits de recyclage. Dans un autre mode de réalisation représenté figure 3, la trémie d'entrée 30 a une longueur de trémie 129 qui est beaucoup plus importante que la longueur de trémie 29 du mode de réalisation déjà décrit. Cette trémie d'entrée 130 a un point de passage étroit 131 dans sa zone médiane; à partir de ce point la trémie va en s'élargissant vers l'intérieur du boîtier en spirale 12. Cela dégage l'intervalle entre l'extrémité libre de la trémie et le ro- tor 114 de la zone d'écoulement turbulent (flèche 184) de sorte que celle-ci arrive sur la paroi arrière de la trémie et est déviée par celle-ci. Dans ce mode de réalisation, la longueur axiale de l'anneau 140 est faible. R E V E N D I C A T IONS 1) Ventilateur pour créer un courant d'air ali- mentant l'habitacle d'un véhicule automobile, comprenant un moteur électrique dans l'arbre que porte le rotor tournant dans un boîtier en spirale, avec une paroi de boîtier voi- sine du rotor, vue dans la direction de l'axe de rotation du rotor, et qui comporte un orifice d'entrée pour l'air, délimité par une trémie d'entrée, annulaire, venant en saillie dans le boîtier et en outre le rotor est muni d'un anneau coaxial à son axe de rotation, reliant les extrémi- tés radiales libres des pales du rotor de ventilateur, ca- ractérisé en ce que l'anneau (40) est relié sur une zone partielle (42) aux extrémités radiales libres (36) des pa- les (32) lorsqu'on regarde dans la direction axiale du ro- tor (14) et l'anneau (40) s'étend sur le côté du rotor (14) tourné vers la trémie d'entrée (30) et recouvre avec che- vauchement au moins le segment annulaire d'extrémité (50) de la trémie d'entrée (30). 2) Ventilateur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que dans la direction longitudinale de la lar- geur de chevauchement (42) de l'anneau (40), les pales (32) ont une dimension sensiblement de moitié de la longueur ef- fective (72) des pales (32) mesurée dans la direction de l'axe de rotation (38) du rotor. 3) Ventilateur selon la revendication 2, carac- térisé en ce que la mesure (41) de la zone de passage d'air pour la longueur de pale (72) efficace se calcule selon la formule suivante: de2 Zone de passage d'air 41 - 4 (dpss - Nombre de pales é épaisseur de pale) dans cette formule de représentant le diamètre (29) de l'orifice d'entrée (28) et d2 le diamètre (15) du rotor (14). 4) Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'anneau (41) présente une paroi intérieure (44) de forme tronconique au moins dans la zone partielle (42) qui recouvre les extrémités radiales exté- rieures (36) des pales (32) du rotor et le plus petit dia- mètre du cône se trouve sensiblement au niveau des extrémités longitudinales (46) voisines de la trémie d'entrée (30) et appartenant aux pales du rotor (32). ) Ventilateur selon la revendication 4, carac- térisé en ce que le diamètre de la paroi intérieure (44) augmente pour la partie (48) de l'anneau (40) qui dépasse du rotor (14). 6) Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 5, dont les pales de rotor sont reliées par leurs extré- mités intérieures à un moyeu monté sur l'arbre de sortie du moteur, caractérisé en ce que le moyeu (16) comporte une surface enveloppe (34) extérieure essentiellement de forme tronconique dont le petit diamètre est tourné vers la tré- mie d'entrée (30). 7) Ventilateur selon la revendication 6, carac- térisé en ce que l'angle au sommet a de la surface enve- loppe (34) en forme de cône est inférieur à 90 . 8) Ventilateur selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la surface enveloppe extérieure (34) du moyeu (16) rejoint au niveau de son plus grand dia- mètre une partie évasée (52). 9) Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la trémie d'entrée (130) pré- sente, lorsqu'on regarde dans la direction longitudinale (129) de la trémie, un point étroit (132) dans sa zone cen- trale et à partir de ce point la trémie va en s'élargissant vers l'intérieur du boîtier.