Brevet FR3082881A1 — publié le 20191227

DISPOSITIF DE VENTILATION POUR VEHICULE AUTOMOBILE L'invention a pour objet un dispositif de ventilation pour véhicule automobile. L'invention se rapporte au domaine de l'automobile, et plus particulièrement au domaine de la circulation d'air pour le refroidissement du moteur et de ses équipements. Les véhicules à moteur, qu'ils soient à combustion ou électriques, ont besoin d'évacuer les calories que génère leur fonctionnement et sont pour cela équipés d'échangeurs de chaleur. Un échangeur de chaleur de io véhicule automobile comprend généralement des tubes, dans lesquels un fluide caloporteur est destiné à circuler, notamment un liquide tel que l'eau, et des éléments d'échange de chaleur reliés à ces tubes, souvent désignés par le terme c L'invention a également pour objet un module d'échange de chaleur pour véhicule automobile, comprenant un dispositif de ventilation tel que décrit précédemment, et un échangeur de chaleur, le dispositif de ventilation et l'échangeur de chaleur étant positionnés l'un relativement à l'autre de sorte qu'un flux d'air mis en mouvement par le dispositif de ventilation alimente en air l'échangeur de chaleur. Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit échangeur de chaleur comprend des éléments d'échange thermique alignés pour former au moins une rangée d'éléments, les éléments d'échange thermique s'étendant le long d'une deuxième direction, dite direction d'échange, ladite direction longitudinale des tubes étant agencée sensiblement orthogonalement à ladite direction d'échange dans une position de travail du dispositif de ventilation dans le véhicule automobile. Selon une autre caractéristique de l'invention, la direction de longitudinale des tubes s'étend verticalement dans la position de travail. 6 Selon une autre caractéristique de l'invention, la direction longitudinale des tubes s'étend horizontalement dans la position de travail. Cela peut par exemple être le cas lorsque l'échangeur de chaleur est un radiateur de type « down flow » en anglais, c'est-à-dire à écoulement 5 vertical. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : 10 - la figure 1 illustre une vue en perspective d'un module d'échange de chaleur équipé d'un dispositif de ventilation selon la présente invention ; - la figure 2 illustre une vue en perspective d'un détail du module de la figure 1 ; 15 - les figures 3 à 5 illustrent trois configurations d'un dispositif de ventilation du module de la figure 1 ; et - la figure 6 illustre une vue en coupe longitudinale de deux tubes du dispositif ventilation du module de la figure 1. Dispositif de ventilation 20 L'invention a pour objet un dispositif de ventilation 1 pour véhicule automobile. Le dispositif de ventilation est destiné à générer un flux d'air dans un échangeur thermique 101, comme il sera détaillé ultérieurement. Comme visible sur les figures, le dispositif de ventilation 1 comprend une 25 pluralité de tubes 3. Les tubes sont avantageusement réalisés en matériau plastique, ou 7 plastique dopé, ou en matériau métallique. De préférence, les tubes 3 sont sensiblement rectilignes, parallèles entre eux et alignés de manière à former une ou plusieurs rangées de tubes. Sur les modes de réalisation illustrés, le dispositif de ventilation 1 5 comprend une rangée de tubes, chaque tube s'étendant parallèlement à une direction dite direction longitudinale des tubes. Sur les figures, la direction longitudinale des tubes est sensiblement verticale dans une position de travail, dans laquelle le dispositif de ventilation équipe le véhicule automobile, comme il sera expliqué 10 ultérieurement. La direction longitudinale des tubes est référencée sous la lettre V sur les figures. L'ensemble des tubes 3 constitue une grille de soufflage 8. Comme il illustré sur la figure 6, chaque tube 3 est muni d'au moins une ouverture d'éjection 10 d'un flux d'air F distincte de ses extrémités 6, 7. 15 Le dispositif de ventilation 1 comprend également un dispositif d'alimentation en air d'un flux d'air F. Ce dispositif alimente les tubes de ventilation 3 via un circuit d'alimentation en air 4. Le circuit d'alimentation en air 4 comporte notamment un premier et un 20 deuxième collecteurs d'admission d'air 5-1, 5-2 auxquels sont reliés les tubes de ventilation 3 par l'intermédiaire d'entrées d'alimentation en air situées respectivement à chacune de leurs extrémités 6, 7. Les collecteurs sont disposés orthogonalement aux tubes 3, c'est-à-dire sensiblement horizontalement. 25 Le collecteur 5-1 est appelé dans la suite de la description collecteur supérieur. Le collecteur 5-2 est appelé dans la suite de la description collecteur 8 inférieur. Avantageusement, le circuit d'alimentation comprend également une ou plusieurs turbomachines (non illustrées), pour éjecter l'air à travers le collecteur supérieur 5-1 jusque dans les tubes de ventilation 3 puis dans le 5 collecteur inférieur 5-2. Comme il ressort plus précisément de la figure 6, chaque tube 3 comprend une paroi longitudinale 50 dont une section transversale comprend un bord d'attaque 11 libre, un bord de fuite 15 et un premier et un deuxième profils 12, 14, s'étendant chacun entre le bord d'attaque 11 et le 10 bord de fuite 15. Le bord de fuite 15 est de préférence disposé en regard de l'échangeur de chaleur. La paroi longitudinale 50 est délimitée par une surface interne 16 et une surface externe 18. 15 Chaque ouverture 10 est pratiquée dans la paroi longitudinale 50 du tube 3, de préférence dans l'un ou l'autre des profils 12, 14. Sur la figure 6, chaque ouverture 10 est positionnée à proximité du bord d'attaque 11. Comme également visible sur la figure 6, les ouvertures 10 de la paire de 20 tubes 3 illustrée sont pratiquées dans les profils 12 se faisant face. Ainsi, les tubes de ventilation 3 et leurs ouvertures 10 sont configurés de sorte que le flux d'air F circulant dans les tubes de ventilation 3 soit éjecté par l'ouverture 10 en s'écoulant le long de chaque profil 12, sensiblement jusqu'à leurs bords de fuite 52, par effet Coanda. 25 Le flux d'air F éjecté des tubes 3 permet d'accélérer un autre flux F' dans un sens d'écoulement vers l'échangeur de chaleur. On note que les sections transversales des tubes 3 sont telles que les 9 profils 12 s'étendent dans un sens d'éloignement des tubes 3 depuis les bords d'attaque 11 jusqu'aux bords de fuite 15. Comme particulièrement visible sur les figures 1 à 5, la rangée des tubes 3 comprend une première partie de tubes 3-1, centrale, et une deuxième et 5 une troisième parties de tubes 3-2 et 3-3. Les parties 3-2 et 3-3 sont des parties extrémales et sont disposées de part et d'autre de la partie centrale 3-1. Sur le mode de réalisation illustré, chaque partie comporte un même nombre de tubes 3 (six). io Bien entendu, l'invention ne se limite pas à cette configuration, et les parties 3-1 à 3-3 peuvent comporter un nombre différent de tubes. Le dispositif de ventilation 1 comprend des moyens de pivotement 20 de chaque tube 3 autour d'un axe de pivotement P disposé parallèlement à la direction de ventilation V, les moyens de pivotement 20 étant configurés 15 pour faire pivoter indépendamment au moins deux tubes 3. Par exemple, tous les tubes 3 sont montés pivotants autour d'axes longitudinaux respectifs P entre une position fermée et une position ouverte, la position fermée laissant un espace entre deux tubes 3 adjacents inférieur à un espace entre deux tubes 3 adjacents dans la position ouverte. 20 Sur le mode de réalisation illustré, les tubes peuvent pivoter entre une ouverture complète de la grille et une fermeture complète de la grille. Les figures 3 à 5 illustrent trois ouvertures différentes de la grille de soufflage 8, respectivement à 100% (ouverture complète), 30% (ouverture partielle) et 0% (fermeture complète). 25 Sur le mode de réalisation illustré, les moyens de pivotement 20 sont configurés pour faire pivoter indépendamment la partie centrale 3-1 d'une part, et les parties extrémales 3-2, 3-3 d'autre part. 10 Comme visible sur la figure 2, les moyens de pivotement 20 comprennent un premier élément de pivotement 21 et un deuxième élément de pivotement 22. Le premier élément de pivotement 21 comporte un actionneur 23a et une 5 tringle 24a d'entrainement de la partie centrale 3-1, l'actionneur 23 étant monté pour contrôler la tringle d'entrainement 24a. L'actionneur 23a est solidaire d'une extrémité 25 de la tringle 24a. La tringle 24a est également solidaire de chaque extrémité 6 de chaque tube 3 de la partie centrale via des doigts d'entrainement 26. io Le deuxième élément de pivotement 22 comporte un actionneur 23b et une tringle 24b d'entrainement des parties extrémales 3-2, 3-3, l'actionneur 23b étant monté pour contrôler la tringle d'entrainement 24b. L'actionneur 23 est solidaire d'une extrémité 25 de la tringle 24b. La tringle 24b est également solidaire de chaque extrémité 6 de chaque 15 tube 3 des parties extrémales 3-2, 3-3 via des doigts d'entrainement 26. Comme il ressort également de la figure 1, le dispositif de ventilation 1 comprend un dispositif 27 de guidage de l'air dans le collecteur supérieur 51. Le dispositif 27 comprend deux répartiteurs 28, 29 de cloisonnement du 20 collecteur 5-1. Les répartiteurs 28, 29 permettent une alimentation dédiée en air de chaque partie centrale 3-1, et extrémales 3-2, 3-3. Le collecteur supérieur 5-1 comprend une entrée d'air dans la partie centrale 3-1 et de chaque entrée extrémale 3-2, 3-3, référencées 25 respectivement 30-1, 30-2 et 30-3. Comme visible sur la figure 1, le répartiteur 28 s'étend depuis une interface entre les entrées 30-1 et 30-2 jusqu'à un dernier tube 3d-2 de la Il partie extrémale 3-2. Le répartiteur 29 s'étend depuis une interface entre les entrées 30-1 et 30-3 jusqu'à un dernier tube 3d-1 de la région centrale 3-1. Ainsi, le collecteur supérieur 5-1 comprend une zone d'alimentation en air 5 de la partie centrale 3-1, référencée 31-1, délimitée par l'entrée 30-1 et les répartiteurs 28 et 29. Le collecteur supérieur 5-1 comprend une zone d'alimentation en air de la partie extrémale 3-2, référencée 31-2, délimitée par l'entrée 30-2 et le répartiteur 28. io Le collecteur supérieur 5-1 comprend une zone d'alimentation en air de la partie extrémale 3-3, référencée 31-3, délimitée par l'entrée 30-3 et le répartiteur 29. Comme visible sur les figures 1 et 2, le dispositif de ventilation 1 comprend également deux clapets 32, 33 de gestion de débit d'air dans les 15 tubes 3. Les deux clapets 32, 33 sont solidaires de l'actionneur 23b de l'élément de pivotement 22 des parties extrémales 3-2, 3-3. Le clapet 32 est monté dans l'entrée d'air 30-2, mobile entre une position d'ouverture de l'entrée 30-2 et une position de fermeture de l'entrée 30-2. 20 Dans la position d'ouverture, l'air pénètre dans la zone 31-2 et alimente en air les tubes de la partie extrémale 3-2. Dans la position de fermeture, aucun air ne pénètre dans les tubes 3 de la partie extrémale 3-2. Le clapet 33 est monté dans l'entrée d'air 30-3, mobile entre une position 25 d'ouverture de l'entrée 30-3 et une position de fermeture de l'entrée 30-3. Dans la position d'ouverture, l'air pénètre dans la zone 31-3 et alimente en air les tubes de la partie extrémale 3-2. 12 Dans la position de fermeture, aucun air ne pénètre dans les tubes 3 de la partie extrémale 3-3. Les clapets 32, 33 sont positionnés parallèlement l'un à l'autre, ce qui assure que les parties extrémales 3-2 et 3-3 sont alimentées en air ou au 5 contraire non alimentées en air de manière simultanée. Le pivotement entre la position d'ouverture et la position de fermeture est contrôlé par l'actionneur 23. Ainsi, il est possible de souffler de l'air uniquement dans la partie centrale 3-1, aucun air ne soufflant dans les parties extrémales 3-2 et 3-3. io Module d'échanae L'invention a également pour objet un module d'échange de chaleur pour véhicule automobile 100 comprenant le dispositif de ventilation 1 et au moins un échangeur de chaleur 101, le dispositif de ventilation et l'échangeur de chaleur étant positionnés l'un relativement à l'autre de sorte 15 qu'un flux d'air mis en mouvement par le dispositif de ventilation alimente en air l'échangeur de chaleur. Sur le mode de réalisation illustré, le module 100 comprend un échangeur de chaleur 101. Comme particulièrement visible sur la figure 2, le dispositif de ventilation 20 1 et l'échangeur de chaleur 2 sont disposés sensiblement parallèlement l'un à l'autre. L'échangeur de chaleur 101 comprend deux boîtes collectrices 102 agencées parallèlement l'une à l'autre. Entre les deux boîtes collectrices 102 s'étendent des éléments d'échange 25 thermique 103 (tubes, ailettes ou plaques) depuis une première extrémité 104 à une deuxième extrémité 105. Les éléments 103 sont disposés parallèlement à une direction E, dite 13 direction d'échange, sensiblement horizontale. Les boîtes collectrices 102 sont disposées verticalement. Les tubes 3 du dispositif de ventilation 1 sont disposés de sorte que la direction de ventilation V est disposée orthogonalement à la direction 5 d'échange E. Cette configuration permet de contrôler le débit d'air soufflé par le dispositif de ventilation 1 dans l'échangeur de chaleur 101 suivant la longueur des éléments d'échange, c'est-à-dire la longueur de l'échangeur 101 et non pas suivant la hauteur de l'échangeur 101. io Comme il ressort également de la figure 2, chacune des parties extrémales 3-2 et 3-3 fait face respectivement à l'une des extrémités 104, 105 des éléments 103 et la boîte collectrice 102 associée de l'échangeur de chaleur 101. Selon les circonstances, le dispositif de ventilation 1 peut souffler 15 uniquement de l'air sur la partie centrale 3-1 tandis que les tubes des parties extrémales 3-2, 3-3 sont en position de fermeture, ce qui permet de protéger de tout choc thermique l'interface entre les extrémités 104, REVENDICATIONS1. Dispositif de ventilation destiné à générer un flux d'air en direction d'un échangeur de chaleur (1) de véhicule automobile, le dispositif de ventilation comprenant : - des tubes (3) alignés pour former au moins une rangée de tubes, les tubes s'étendant le long d'une première direction, dite direction longitudinale des tubes (V) ; et des moyens de pivotement (20) d'au moins plusieurs desdits tubes (3) autour d'un axe de pivotement (P) disposé parallèlement à ladite direction longitudinale des tubes(V), les moyens de pivotement (20) étant configurés pour faire pivoter indépendamment au moins deux tubes dont au moins un est muni d'une ouverture d'éjection (10) d'un flux d'air (F) distincte de ses extrémités (6, 7). 2. Dispositif de ventilation selon la revendication précédente, dans lequel les tubes (3) sont répartis en une partie centrale (3-1) et deux parties extrémales (3-2, 3-3), les moyens de pivotement (20) étant configurés pour faire pivoter indépendamment la partie centrale (3-1) et au moins l'une des parties extrémales (3-2, 3-3). 3. Dispositif de ventilation selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de pivotement (20) comprennent : - un premier élément de pivotement (21) comportant un premier actionneur (23a) et une première tringle (24a) d'entrainement de la partie centrale (3-1), le premier actionneur (23a) étant monté pour contrôler ladite première tringle (24a) ; - un deuxième élément de pivotement (22) comportant un deuxième actionneur (23b) et une deuxième tringle (24b) d'entrainement de ladite au moins une partie extrémale (3-2, 3-3) et indépendante de la partie centrale (3-1), le deuxième actionneur (23b) étant monté pour contrôler ladite 15 deuxième tringle (24b). 4. Dispositif de ventilation selon la revendication précédente, dans lequel le deuxième élément de pivotement (22) est configuré pour contrôler les deux parties extrémales (3-2, 3-3). 5 5. Dispositif de ventilation selon l'une des revendications 2 à 4, comprenant un collecteur d'alimentation en air de l'au moins un tube muni d'une ouverture d'éjection (10) d'un flux d'air (F) et au moins un clapet (32, 33) monté mobile dans le collecteur entre une position de fermeture d'alimentation de l'une au moins des parties centrale (3-1) et/ou extrémales (3-2, 3-3) et une position io d'ouverture d'alimentation de l'une au moins des parties centrale (3-1) et/ou extrémales (3-2, 3-3), le clapet (32, 33) étant agencé pour être commandé par les moyens de pivotement (20), 6. Dispositif de ventilation selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque tube (3) présente une section comprenant 15 - un bord d'attaque (11), - un bord de fuite (15), opposé au bord d'attaque (11), - un premier et un deuxième profils (12, 14), s'étendant chacun entre le bord d'attaque (il) et le bord de fuite (15), ladite ouverture (10) du tube (3) étant sur l'un des premier et deuxième 20 profils (12, 14), ladite ouverture (10) étant configurée de sorte qu'un flux d'air sortant de l'ouverture (10) s'écoule le long d'au moins une portion dudit un des premier et deuxième profils (12, 14), 7. Module d'échange de chaleur pour véhicule automobile, comprenant un dispositif de ventilation selon l'une des revendications précédentes, et au 25 moins un échangeur de chaleur, le dispositif de ventilation et l'échangeur de chaleur étant positionnés l'un relativement à l'autre de sorte qu'un flux d'air mis en mouvement par le dispositif de ventilation alimente en air l'échangeur de chaleur. 8. Module d'échange de chaleur selon la revendication précédente, ledit échangeur de chaleur (101) comprenant des éléments d'échange thermique 16 alignés le long d'une deuxième direction, dite direction d'échange (E), pour former au moins une rangée d'éléments, ladite direction longitudinale des tubes (V) étant agencée sensiblement orthogonalement à ladite direction d'échange (E) dans une position de travail du dispositif de ventilation dans le 5 véhicule automobile. 9. Module d'échange de chaleur selon la revendication précédente, dans lequel la direction longitudinale des tubes (V) s'étend verticalement dans la position de travail. 10. Module d'échange de chaleur selon la revendication 8, dans lequel la direction longitudinale des tubes (V) s'étend horizontalement dans la position de travail.