Brevet FR2831931A1 — publié le 20030509

Arrière-plan de l'invention L'invention concerne un groupe moto-ventilateur, notamment pour une installation de chauffage et/ou de climatisation, en particulier pour un véhicule automobile. Pour une telle application, il est connu d'utiliser un groupe moto-ventilateur du type comportant un boîtier de volute logeant une turbine centrifuge entraînée par un moteur électrique et commandé par un module de commande déporté hors du boîtier de volute. La figure 12 est une vue très schématique de l'état de l'art, montrant un boîtier de volute 100 ayant un contour 100d débutant par un nez de volute 110 et, sur un premier côté 100a, une ouverture circulaire 130 destinée à recevoir un capot support moteur. Le contour 100e de l'ouverture circulaire 130 est centré sur l'axe de rotation A d'un moteur 140 et tangente au nez de volute 110. D'une manière générale, le boîtier de volute est d'une forme approximativement cylindrique comportant le premier côté 100a, définissant l'ouverture circulaire destinée à recevoir le support pour le moteur, un deuxième côté opposé au premier avec une ouverture pour une entrée d'air, et une paroi périphérique enveloppant une turbine 120 circonférentiellement avec un contour ayant un rayon croissant par rapport à l'axe de rotation A du moteur 140. La paroi périphérique débute à sa partie de plus faible rayon par le nez de volute 110. Le support moteur qui forme également un capot d'obturation de la volute comprend un logement moteur et un rebord circulaire dont le contour épouse l'ouverture circulaire 130 du boîtier de volute 110. Un but de l'invention est de proposer une nouvelle disposition du module de commande dans un groupe moto-ventilateur qui réduit la longueur des liaisons électriques avec le moteur source de rayonnements électromagnétiques indésirables et qui en outre permet un démontage et un remontage aisé. Un autre but de l'invention est de proposer un groupe moto-ventilateur de faible encombrement. Objet et résumé de l'invention Ces buts sont atteints grâce à un groupe moto-ventilateur du type défini en tête de la présente description et dans lequel l'ouverture circulaire est centrée autour d'un axe A décalé par rapport à l'axe A de rotation du moteur de sorte que dans le plan de l'ouverture circulaire, la distance entre le nez de volute et le centre de l'ouverture circulaire A est plus grande que celle entre le nez de volute et l'axe de rotation A, de façon à dégager un espace libre sur le rebord entourant le logement moteur. Avec cette configuration de groupe moto-ventilateur comportant un boîtier de volute ayant une ouverture circulaire qui permet d'accueillir un capot support moteur standard ayant une surface suffisante, il devient possible d'implanter un module de commande directement sur le capot support du moteur. L'axe A peut être décalé dans une direction perpendiculaire au plan définissant la sortie de volute. De préférence, Couverture circulaire du boîtier de volute est sensiblement tangente au contour de la volute dans une zone radialement opposée au nez de volute par rapport au centre A de l'ouverture circulaire. Avantageusement, le nez de volute pénètre à l'intérieur de l'ouverture circulaire. Le boîtier de volute est formé de deux éléments superposés, un premier élément délimitant le premier côté ainsi qu'une partie de la paroi périphérique et un second élément délimitant le deuxième côté ainsi que la partie complémentaire de la paroi périphérique, les premier et second éléments étant hermétiquement assemblés entre eux par un moyen de fixation et par un cordon d'étanchéité. Selon un mode de réalisation, le nez de volute est formé entièrement dans le second élément du boîtier de volute. Ainsi, le premier élément du boîtier de volute comporte un logement permettant de recevoir une partie du nez de volute et en ce que le cordon d'étanchéité est disposé à l'extérieur de ce logement. L'ouverture circulaire du boîtier de volute comporte des ergots régulièrement répartis sur son contour permettant un montage à baïonnette du capot support moteur. Selon un autre mode de réalisation, une partie du nez de volute appartient au premier élément du boîtier de volute et une partie complémentaire du nez de volute appartient au second élément du boîtier de volute. L'ouverture circulaire du boîtier de volute comporte des ergots régulièrement répartis sur son contour sauf sur une partie au droit du nez de volute. Toutefois, l'ouverture circulaire du boîtier de volute peut comporter des ergots régulièrement répartis sur son contour avec au moins un ergot a proximité du nez de volute présentant une longueur inférieure à la longueur des autres ergots. Les deux éléments du boîtier de volute sont moulés dans un matériau synthétique. Le module de commande du moteur est disposé dans l'espace libre dégagé sur le rebord entourant le logement moteur. L'invention a aussi pour objet une installation de chauffage et/ou de climatisation pour véhicule automobile, comportant un groupe moto-ventilateur raccordé à un conduit muni d'au moins un dispositif de chauffage ou de refroidissement d'air. Brève description des dessins L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue très schématique d'une installation de chauffage et climatisation pour véhicule automobile, - la figure 2 est une vue en élévation d'un groupe motoventilateur selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue très schématique du boîtier de volute selon l'invention, - la figure 4 est une vue très schématique du boîtier de volute selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 5 est une vue très schématique du boîtier de volute selon un autre mode de réalisation de l'invention, - la figure 6 est une vue en perspective montrant la structure d'un boîtier de volute conforme au principe de la figure 5 selon un mode de réalisation, - les figures 7 et 8 sont des vues de détail de la figure 6, - la figure 9 est une vue en perspective montrant la structure d'un boîtier de volute conforme au principe de la figure 5 selon un autre mode de réalisation, - les figures 10 et 11 sont des vues de détail de la figure 9, - la figure 12 est une vue très schématique du boîtier de volute selon l'art antérieur. Description détaillée de modes de réalisation de l'invention Différents modes de réalisation de l'invention seront décrits ciaprès dans le cadre de l'application à une installation de chauffage et/ou de climatisation de véhicule automobile. Un groupe moto-ventilateur selon l'invention est toutefois utilisable pour d'autres applications requérant la génération d'un flux d'air ou de tout autre gaz. La figure 1 montre très schématiquement une partie d'une installation de chauffage et climatisation d'air de véhicule automobile qui comporte, de façon bien connue, un groupe moto-ventilateur 1, ou soufflante, délivrant un flux d'air 2 dans un boîtier de distribution et de traitement d'air 3. Le canal du boîtier de distribution d'air 3 amène ce flux d'air 2 sous pression à travers un évaporateur 4 d'un circuit de réfrigération (lorsque la fonction climatisation d'air est présente), un radiateur échangeur thermique à liquide 5 parcouru par le liquide de refroidissement du moteur du véhicule et un radiateur électrique d'appoint éventuel 6. En mode climatisation, l'air est dévié par des volets (non représentés) dans un passage 7 en dérivation du radiateur 5. En aval des radiateurs 5 et 6, les conduits du boîtier 3 distribuent l'air sélectivement selon les positions de volets de mixage et distribution 8 vers des bouches de sorties 9 dans l'habitacle du véhicule. Le groupe moto-ventilateur 1 comporte (figures 1 et 2) un boîtier de volute 10 à l'intérieur duquel est logée une turbine 12. La paroi périphérique 10b (voir figure 6) du boîtier de volute 10 ainsi que la partie périphérique de la turbine 12 délimitent une volute spiralée dont la section croît à partir d'une zone appelée nez de volute 11 jusqu'à une zone de sortie d'air 10c. Sur un premier côté 10a, le boîtier de volute 10 présente une ouverture circulaire fermée par un capot 20 formant support d'un moteur 14 d'entraînement de la turbine 12. Le moteur 14 (montré schématiquement en trait mixte sur les figures 1 et 2) entraîne la turbine 12 en rotation autour d'un axe de rotation A. La turbine 12 est montée par des bras radiaux sur l'arbre 14a de sortie du moteur 14. Le capot 20 support moteur délimite un logement 22 pour le moteur qui fait saillie latéralement sur le côté 10a du boîtier de volute 10. Sur un deuxième côté opposé au côté 10a, le boîtier de volute 10 présente une ouverture centrale d'admission d'air 51 (voir figure 6). Lorsque la turbine 12 est en rotation, l'air présent dans le boîtier de volute 10 est expulsé en direction radiale vers la conduite du boîtier de distribution d'air 3, ce qui a pour effet de produire une aspiration axiale de l'air à partir de l'ouverture centrale d'admission. L'air aspiré et mis en circulation par la turbine 12 est extrait du boîtier de volute 10 par la sortie 10c raccordée au conduit du boîtier de distribution d'air 3. La figure 3, montre le rebord 10d de la volute et le contour 10e d'une ouverture circulaire 13 formée sur le premier côté 10a du boîtier de volute 10, de façon sensiblement tangente au nez de volute 11. L'ouverture circulaire 13 est centrée autour d'un axe A décalé par rapport à l'axe de rotation A du moteur de sorte que dans le plan de l'ouverture circulaire 13, la distance entre le nez de volute 11 et le centre A de l'ouverture circulaire est plus grande que celle entre le nez de volute 11 et l'axe de rotation A. Ainsi, pour une volute donnée et pour deux ouvertures circulaires de contours 10e et 100e sensiblement tangentes au nez de volute 11, la surface de celle ayant le centre A (montrée en trait continu) est plus grande que celle ayant le centre A (montrée en trait discontinu). De plus, grâce à l'excentricité, le gain en surface (partie hachurée) est surtout concentré sur une moitié de l'ouverture ce qui le rend plus compact et donc plus utile. L'axe A peut par exemple être décalé par rapport à l'axe A dans une direction perpendiculaire au plan définissant la sortie de volute 10c. Par conséquent, et en se référant à la figure 2, un module de commande 30 de moteur, qui permet d'entraîner le moteur 14 à une vitesse de rotation variable en fonction du débit d'air désiré en sortie du boîtier de volute 10, peut être maintenant monté sur le capot support moteur 20 du côté extérieur de celui-ci. Plus précisément, le module 30 est monté sur une partie d'un rebord 24 du capot support moteur 20 qui entoure l'ouverture du logement 22 moteur. Le rebord 24 a un contour 24a circulaire qui s'adapte à l'ouverture circulaire 13 formée sur le premier côté 10a du boîtier de volute 10. L'obturation de cette ouverture 13 est réalisée par exemple par montage du type quart-de-tour ou à baïonnette du capot support moteur 20 sur le premier côté 10a du boîtier de volute 10. L'axe du logement 22 moteur (qui est bien entendu confondu avec l'axe A du moteur et de la turbine) est décalé par rapport à celui du contour 24a du capot support moteur 20. De la sorte, le rebord 24 a une largeur variable et le module de commande 30 peut être monté dans la zone 26 du rebord 24, de plus grande largeur. Un espace suffisant est ainsi aménagé pour le montage du module de commande 30, tout en limitant l'encombrement total. Ainsi, le module de commande 30 est logé au plus près du moteur 14 réduisant les liaisons électriques et l'encombrement, tout en permettant un démontage et un remontage aisés du module de commande 30 lorsque cela est nécessaire. Le module de commande 30 comprend une plaque ou carte de circuit imprimé (non représentée) supportant un ensemble de composants électriques et électroniques 31 et des connecteurs pour recevoir une tension d'alimentation et des signaux de commande de vitesse moteur et pour délivrer l'alimentation nécessaire au moteur 14. La carte de circuit imprimé est fixée sur un radiateur (non représenté) muni d'ailettes de refroidissement qui pénètrent à l'intérieur du boîtier de volute 10 au voisinage de la périphérie de la volute, et ne peuvent interférer avec la turbine 12 lorsque celle-ci est en rotation. Ainsi un refroidissement efficace du module de commande 30 est assuré par le flux d'air engendré dans la volute. Plus particulièrement, la figure 4, montre que l'ouverture circulaire 13 formée sur le premier côté 10a du boîtier de volute 10 est sensiblement tangente au contour de la volute dans une zone 11' radialement opposée au nez de volute 11 par rapport à l'axe A'dans le plan de l'ouverture circulaire 13. Dans ce cas, pour un boîtier de volute donné, le rebord du capot support moteur présente un gain de surface utilisable de plus d'environ 30% par rapport à un rebord d'un capot support moteur ayant un axe confondu avec l'axe du moteur. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, montré par la figure 5, l'ouverture circulaire 13 déborde sur le nez de volute 11. Autrement dit, le nez de volute 11 pénètre à l'intérieur de l'ouverture 13 de sorte que, la surface disponible au-dessus du nez de volute 11 peut être utilisée pour accroître la surface du capot support moteur. Pour une ouverture circulaire 13 sensiblement tangente au contour de la volute dans une zone 11'radialement opposée au nez de volute 11 et qui en plus déborde sur le nez de volute 11, le rebord du capot support moteur présente, pour un boîtier de volute donné, un gain de surface de plus d'environ 40% par rapport à un rebord d'un capot support moteur ayant un axe confondu avec l'axe du moteur. Par conséquent, pour une volute de faible dimension, la surface au-dessus du nez de volute permet de monter un capot support moteur de grande taille, spécialement développé pour des turbines de grand diamètre. Ainsi, un capot support moteur standard peut être monté sur des boîtiers de volutes de différentes tailles. Les figures 6 à 8, montrent la structure d'un boîtier de volute 10 selon l'invention, formé de deux éléments 40 et 50 superposés. Un premier élément 40 délimite le premier côté 10a ainsi qu'une partie de la paroi périphérique 10b. Un second élément 50 délimite le deuxième côté qui comporte une ouverture centrale 51 d'admission d'air ainsi que la partie complémentaire de la paroi périphérique 10b. Les premier et second éléments 40 et 50 sont hermétiquement assemblés entre eux par un moyen de fixation 45 et un cordon d'étanchéité 42 et 52. Chaque élément du boîtier de volute est de préférence moulé dans un matériau synthétique. Plus particulièrement, le boîtier de volute 10 de la figure 6, définit un nez de volute 11 qui pénètre à l'intérieur de l'ouverture circulaire 13. De plus, dans l'exemple de la figure 6, le contour 10e de l'ouverture circulaire 13 est sensiblement tangent au contour de la volute dans une zone 11'radialement opposée au nez de volute 11. Une partie du nez de volute lia est définie dans le premier élément 40 du boîtier de volute 10 et sa partie complémentaire 11b est définie dans le second élément 50 du boîtier de volute 10. Par ailleurs, au niveau du raccord 60 entre les deux éléments 40 et 50, une nervure périphérique 42 est formée sur le contour 41 de l'un des éléments (sur le premier élément 40 dans l'exemple des figures 7 et 8) et une rainure 52 qui coopère avec la nervure 42 est formée sur le contour 51 de l'autre élément formant ainsi un cordon d'étanchéité. Les deux éléments 40 et 50 sont fixés entre eux, grâce à des moyens de fixation 45 et de détrompage 46 en saillie situés sur la paroi périphérique 10b du boîtier de volute 10 au niveau des contours 41 et 51 de leur raccord 60. Les moyens de fixation 45 sont composés des parties complémentaires 45a et 45b fixés par vis ou vis-écrous. Le moyen de détrompage 46 peut être réalisé par un plot 46a coopérant avec un trou 46b. L'ouverture circulaire 13 du boîtier de volute 10 comporte des ergots 48 régulièrement répartis sur son contour 10e sauf sur une partie 49 au droit du nez de volute 11. Le fait que la zone 49 au-dessus du nez de volute 11 du premier élément 40 soit exempte des ergots 48 permet de démouler cette zone 49 dans le même mouvement que le démoulage du dessus des ergots 48. La figure 6 montre que le même résultat peut être obtenu avec au moins un ergot 48'a proximité du nez de volute 11 ayant une longueur inférieure à la longueur des autres ergots 48. Les ergots 48 sur le contour 10e de l'ouverture circulaire 13 permettent le montage du capot support moteur par un système quart-detour ou à baïonnette. La figure 9, montre un autre mode de réalisation conforme à l'invention pour un boîtier de volute 10 avec un nez de volute 11 qui pénètre à l'intérieur de l'ouverture circulaire 13. De plus, cette ouverture 13 peut être comme il est montré sur les figures 5 et 9, sensiblement tangente au contour 10e de la volute dans une zone 11'radialement opposée au nez de volute lld. Dans ce mode de réalisation, le nez de volute 11d est formé entièrement dans le second élément 50 du boîtier de volute 10. En effet, comme il est montré sur les figures 9 à 11, le nez de volute lld est totalement incorporé au second élément 50 avec une partie en saillie llc qui s'engage dans un logement 43 formé dans le premier élément 40. Dans ce cas, comme il est montré sur les figures 10 et 11, le cordon d'étanchéité entre les deux éléments est disposé à l'extérieur de ce logement 43. Ce cordon d'étanchéité est formé par une nervure périphérique 42'située sur le contour 41'du premier élément 40 et une rainure complémentaire 52'située sur le contour 51 du second élément. L'ouverture circulaire 13 du boîtier de volute 10 peut comporter des ergots 48 régulièrement répartis sur son contour 10e pour permettre un montage à baïonnette du capot support moteur. En effet, le premier élément 40 ne comportant pas de nez de volute peut être démoulé sans contre dépouille. REVENDICATIONS 1. Groupe moto-ventilateur (1) comportant : - un moteur (14), - un capot support moteur (20) avec logement (22) moteur et rebord (24) circulaire, - un module de commande (30) du moteur, - une turbine cylindrique (12) entraînée en rotation par le moteur (14) autour d'un axe de rotation A, et - un boîtier de volute (10) approximativement cylindrique logeant dans sa partie centrale la turbine (12) et comportant un premier côté (10a) avec une ouverture circulaire (13) destinée à recevoir le capot (20) support moteur, l'ouverture circulaire (13) étant sensiblement tangente à un nez de volute (11), un deuxième côté opposé au premier (10a) avec une ouverture d'admission d'air (51), et une paroi périphérique (10b) enveloppant la turbine (12) circonférentiellement avec un contour ayant un rayon croissant par rapport à l'axe de rotation A du moteur (14), la paroi périphérique (10b) débutant à sa partie de plus faible rayon par le nez de volute (11), caractérisé en ce que ; l'ouverture circulaire (13) est centrée autour d'un axe A décalé par rapport à l'axe de rotation A du moteur (14) de sorte que dans le plan de l'ouverture circulaire (13), la distance entre le nez de volute (11) et le centre a de l'ouverture circulaire (13) est plus grande que celle entre le nez de volute (11) et l'axe de rotation A, de façon à dégager sur le capot (20) support moteur un espace libre sur le rebord (24) entourant le logement (22) moteur. 2. Groupe moto-ventilateur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe A est décalé dans une direction perpendiculaire au plan définissant la sortie de volute (10c). 3. Groupe moto-ventilateur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture circulaire (13) du boîtier de volute (10) est sensiblement tangente au contour de la volute dans une zone (11) radialement opposée au nez de volute (11) par rapport au centre A de l'ouverture circulaire (13). 4. Groupe moto-ventilateur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le nez de volute (11) pénètre à l'intérieur de l'ouverture circulaire (13). 5. Groupe moto-ventilateur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le boîtier de volute (10) est formé de deux éléments superposés, un premier élément (40) délimitant le premier côté (10a) ainsi qu'une partie de la paroi périphérique (10b) et un second élément (50) délimitant le deuxième côté ainsi que la partie complémentaire de la paroi périphérique (10b), les premier et second éléments (40,50) étant hermétiquement assemblés entre eux par un moyen de fixation (45) et par un cordon d'étanchéité (42,52). 6. Groupe moto-ventilateur (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le nez de volute (lld) est formé entièrement dans le second élément (50) du boîtier de volute (10). 7. Groupe moto-ventilateur (1) selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé en ce que le premier élément (40) du boîtier de volute (10) comporte un logement (43) permettant de recevoir une partie du nez de volute (llc) et en ce que le cordon d'étanchéité (42', 52) est disposé à l'extérieur de ce logement (43). 8. Groupe moto-ventilateur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ouverture circulaire (13) du boîtier de volute (10) comporte des ergots (48) régulièrement répartis sur son contour (10e) permettant un montage à baïonnette du capot (20) support moteur. 9. Groupe moto-ventilateur (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une partie du nez de volute (10a) appartient au premier élément (40) du boîtier de volute (10) et une partie complémentaire du nez de volute (10b) appartient au second élément (50) du boîtier de volute (10). 10. Groupe moto-ventilateur (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'ouverture circulaire (13) du boîtier de volute (1) comporte des ergots (48) régulièrement répartis sur son contour sauf sur une partie (49) au droit du nez de volute (11). 11. Groupe moto-ventilateur (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'ouverture circulaire (13) du boîtier de volute (10) comporte des ergots (48', 48) régulièrement répartis sur son contour avec au moins un ergot (48) a proximité du nez de volute (11) présentant une longueur inférieure à la longueur des autres ergots (48). 12. Groupe moto-ventilateur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les deux éléments (40,50) du boîtier de volute (10) sont moulés dans un matériau synthétique. 13. Groupe moto-ventilateur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le module de commande est disposé dans l'espace libre dégagé sur le rebord (24) entourant le logement moteur (22). 14. Installation de chauffage et/ou de climatisation pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comporte un groupe motoventilateur (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 raccordé à un conduit (3) muni d'au moins un dispositif de chauffage (5,6) ou de refroidissement d'air (4).