FR3082883A1 - Dispositif de ventilation pour vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de ventilation (1) destiné à générer un flux d'air traversant un échangeur de chaleur (101 ; 102) de véhicule automobile, comprenant : - au moins un ventilateur tangentiel (2) de mise en mouvement d'un flux d'air (F) traversant l'échangeur de chaleur, - un logement (5) agencé pour recevoir un ou plusieurs échangeurs de chaleur, le logement étant placé en amont du ventilateur tangentiel de sorte que, en fonctionnement du ventilateur, de l'air soir aspiré par le ventilateur et cet air aspiré traverse d'abord le logement pour échangeur de chaleur avant de passer dans le ventilateur tangentiel, - un répartiteur amont (10) de l'air aspiré, répartiteur amont agencé pour répartir l'air aspiré avant que cet air ne traverse le logement pour échangeur de chaleur.

Description

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, notamment moteur électrique, ont besoin d'évacuer les calories que génère leur fonctionnement et sont pour cela équipés d'échangeurs de chaleur. Un échangeur de chaleur de 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 « ailettes » ou « intercalaires ». Les ailettes permettent d’augmenter la surface d’échange entre les tubes et l’air ambiant.
Toutefois, afin d’augmenter encore l’échange de chaleur entre le fluide caloporteur et l’air ambiant, il est fréquent qu’un dispositif de ventilation soit utilisé en sus, pour générer ou accroître un flux d’air dirigé vers les tubes et les ailettes.
De façon connue, un tel dispositif de ventilation comprend un ventilateur à hélice.
Le flux d’air généré par les pales d’un tel ventilateur est turbulent, notamment en raison de la géométrie circulaire de l’hélice, et n’atteint en général qu’une partie seulement de la surface de l’échangeur de chaleur (zone circulaire de l’échangeur faisant face à l’hélice du ventilateur). L’échange de chaleur ne se fait donc pas de façon homogène sur toute la surface des tubes et des ailettes.
En outre, lorsque la mise en marche du ventilateur ne s’avère pas nécessaire (typiquement lorsque l’échange de chaleur avec de l’air ambiant non accéléré suffit à refroidir le fluide caloporteur circulant dans l’échangeur), les pales obstruent en partie l’écoulement de l’air ambiant vers les tubes et les ailettes, ce qui gêne la circulation d’air vers l’échangeur et limite ainsi l’échange de chaleur avec le fluide caloporteur.
Cette intégration est d’autant plus compliquée dans un véhicule électrique, dont la face avant laisse peu de place pour y loger les éléments de refroidissement du véhicule.
Le brevet EP233174 décrit un ventilateur tangentiel, ou encore appelé « à écoulement transversal », qui est équipé d'un rotor en forme de tambour, qui comprend, à la circonférence des pales incurvées. Ce ventilateur tangentiel est associé à un radiateur positionné horizontalement et le ventilateur souffle l’air devant le véhicule vers le radiateur.
L’invention vise à améliorer ce type de ventilation avec un ventilateur tangentiel.
L’invention a ainsi pour objet un dispositif de ventilation destiné à générer un flux d’air traversant un échangeur de chaleur de véhicule automobile, comprenant :
- au moins un ventilateur tangentiel de mise en mouvement d’un flux d’air traversant l’échangeur de chaleur,
- un logement agencé pour recevoir un ou plusieurs échangeurs de chaleur, le logement étant placé en amont du ventilateur tangentiel de sorte que, en fonctionnement du ventilateur, de l’air soir aspiré par le ventilateur et cet air aspiré traverse d’abord le logement pour échangeur de chaleur avant de passer dans le ventilateur tangentiel,
- un répartiteur amont de l’air aspiré, répartiteur amont agencé pour répartir l’air aspiré avant que cet air ne traverse le logement pour échangeur de chaleur.
Grâce à l’invention, du fait de la présence du répartiteur, le flux d’air qui traverse le ou les échangeurs de chaleur est relativement homogène, ce qui est particulièrement avantageux en termes de performances. Ce répartiteur permet ainsi de redresser le flux d’air entrant dans le ou les échangeurs et de distribuer uniformément le flux d’air à travers le ou les échangeurs.
De plus la tendance actuelle est de réduire l’entrée d’air en face avant du véhicule, ce qui rend plus difficile d’assurer une distribution d’air homogène sur le ou les échangeurs. L’invention permet grâce au répartiteur d’assurer cet écoulement homogène à travers le ou les échangeurs même si l’entrée d’air est de dimensions réduites.
Par ailleurs le fait que le ou les ventilateurs tangentiels soient derrière le ou les échangeurs est avantageux car ce ou ces ventilateurs sont moins exposés au risque d’être endommagés par des cailloux.
Selon l'un des aspects de l’invention, le répartiteur amont comprend un guide d’air amont ayant une forme de convergent, à savoir la section transversale de ce guide d’air diminue au fur et à mesure que l’on s’éloigne de l’entrée de ce guide.
Selon l’un des aspects de l’invention, ce guide d’air amont présente une forme courbe, notamment non droite sur toute sa longueur. Par exemple cette forme du convergent peut être sensiblement, au moins sur une portion de sa longueur, parabolique ou hyperbolique.
Selon l’un des aspects de l’invention, ce guide d’air amont comporte une entrée d’air et est agencé de manière à ce que son extrémité opposée à l’entrée d’air est agencée de manière à être sensiblement adjacent à l’échangeur de chaleur qui est destiné à être placé dans le logement.
Selon l’un des aspects de l’invention, le guide d’air est agencé en regard d’au moins une majeure partie de l’échangeur, notamment de sensiblement toute la surface de l’échangeur de chaleur placé dans le logement.
Selon l’un des aspects de l’invention, le répartiteur comporte, outre le guide d’air, au moins un déflecteur agencé dans le guide d’air amont et agencé pour orienter le flux d’air vers le logement pour échangeur de chaleur.
Selon l’un des aspects de l’invention, le répartiteur comporte une pluralité de déflecteurs amont disposés en rangée, cette rangée étant notamment sensiblement parallèle à une surface de l’échangeur de chaleur placé dans le logement.
Selon l’un des aspects de l’invention, les déflecteurs de la rangée sont tous identiques.
Selon l’un des aspects de l’invention, certains déflecteurs amont de la rangée sont différents entre eux.
Selon l’un des aspects de l’invention, les déflecteurs amont sont disposés à moins de 5 cm, notamment moins de 2 cm ou moins de 1 cm de l’échangeur de chaleur.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque déflecteur comporte une ailette, notamment ayant une forme de courbe.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque ailette comporte un rebord courbé en direction du logement pour échangeur de chaleur.
Selon l’un des aspects de l’invention, le guide d’air amont comporte une paroi commune avec le logement pour échangeur de chaleur, cette paroi commune étant notamment une paroi d’extrémité du logement pour échangeur de chaleur.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de ventilation comporte un guide d’air aval agencé en aval du ou des échangeurs de chaleur disposés dans le logement.
Selon l’un des aspects de l’invention, ce guide d’air présente une forme de divergent, à savoir la section transversale de ce guide d’air augmente au fur et à mesure que l’on se rapproche de la sortie de ce guide aval.
Selon l’un des aspects de l’invention, ce guide d’air aval présente une forme courbe, notamment non droite sur toute sa longueur. Par exemple cette forme du divergent peut être sensiblement, au moins sur une portion de sa longueur, parabolique ou hyperbolique.
Selon l’un des aspects de l’invention, ce guide d’air aval comporte une sortie d’air et est agencé de manière à ce que son extrémité opposée à la sortie d’air est agencée de manière à être sensiblement adjacent à l’échangeur de chaleur qui est destiné à être placé dans le logement.
Selon l’un des aspects de l’invention, le guide d’air aval est agencé en regard de sensiblement toute la surface de l’échangeur de chaleur placé dans le logement.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif comporte un ou plusieurs déflecteurs aval agencés pour orienter le flux d’air sortant du logement pour un ou plusieurs échangeurs de chaleur, vers la sortie du guide d’air aval.
Selon l’un des aspects de l’invention, les déflecteurs aval de la rangée sont tous identiques.
Selon l’un des aspects de l’invention, certains déflecteurs aval de la rangée sont différents entre eux.
Selon l’un des aspects de l’invention, les déflecteurs aval sont disposés à moins de 5 cm, notamment moins de 2 cm ou moins de 1cm de l’échangeur de chaleur.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque déflecteur aval comporte une ailette, notamment ayant une forme de courbe.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque ailette aval comporte un rebord courbé en direction du logement pour échangeur de chaleur.
Selon l’un des aspects de l’invention, les ailettes amont et/ou aval sont présentes sur sensiblement toute l’étendue du ou des échangeurs de chaleur, ou sur une majeure partie de cette étendue.
Selon l’un des aspects de l’invention, les échangeurs de chaleur sont disposés l’un derrière l’autre dans le sens de circulation du flux d’air.
Selon l’un des aspects de l’invention, le guide d’air amont et/ ou le guide d’air aval sont formées sur deux pièces différentes, notamment assemblées entre elles, par exemple avec des vis, ces pièces étant notamment réalisées en matière plastique.
Selon l’un des aspects de l’invention, la pièce sur laquelle est formé le guide d’ait aval est agencée pour définir au moins un canal de sortie dans lequel le flux d’air circulant dans le guide d’air aval vient se jeter.
Selon l’un des aspects de l’invention, le canal de sorite présente une forme en Y de manière à présenter deux ouvertures de sortie d’air.
Selon l’un des aspects de l’invention, le guide d’air aval présente une cloison commune avec le canal de sortie.
Selon l’un des aspects de l’invention, le guide d’air aval communique avec le canal de sortie par un coude de sorte que le flux d’air qui traverse ce coude puisse faire un angle supérieur à 90°, notamment supérieur à 120°.
Selon l’un des aspects de l’invention, le ventilateur tangentiel est disposé à la sortie du guide d’air aval.
Selon l’un des aspects de l’invention, le ventilateur tangentiel est disposé dans le coude qui relie le guide d’air aval au canal de sortie.
Selon l’un des aspects de l’invention, le ventilateur tangentiel est disposé à une ouverture de sortie du canal de sortie qui présente notamment une forme en Y.
Selon l’un des aspects de l’invention, deux ventilateurs tangentiels sont disposés dans le canal de sortie, chaque ventilateur étant à une ouverture du canal de sortie qui présente une forme en Y.
Selon l’un des aspects de l’invention, les ouvertures de sortie du Y donnent en bas de caisse du véhicule.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de ventilation comprend, en plus du ou des ventilateurs tangentiels disposés en aval du ou des échangeurs de chaleur, un ventilateur tangentiel disposé en amont de ce ou de ces échangeurs de chaleur.
Selon l’un des aspects de l’invention, ce ventilateur amont est disposé à l’entrée du guide d’air amont.
Selon l’un des aspects de l’invention, le logement pour échangeur de chaleur est agencé de sorte que lorsque le dispositif de ventilation est monté sur le véhicule, le logement soit incliné de sorte que le ou les échangeurs de chaleur reçus dans ce logement soit ou soient inclinés, cette inclinaison étant notamment comprise entre 0 et 90° par rapport à l’horizontal, les angles de 0° et 90° étant exclus. Cette inclinaison est notamment comprise entre 10° et 80°, par exemple entre 40° et 50°.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de ventilation comporte
1,2 ou 3 ventilateurs tangentiels.
Selon l’un des aspects de l’invention, lorsqu’il est prévu au moins deux ventilateurs tangentiels, ces ventilateurs peuvent être identiques ou différents, notamment diamètres différents.
L’invention a encore pour objet un module d’échange thermique, comprenant un dispositif de ventilation tel que décrit ci-dessus, et au moins un premier échangeur de chaleur placé dans le logement du dispositif de ventilation.
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 :
- les figures 1 à 3 illustrent, en coupe, un module d’échange de chaleur équipé d’un dispositif de ventilation selon différents modes de réalisation de l’invention.
L’invention a pour objet un dispositif de ventilation 1 pour véhicule automobile.
L’invention a également pour objet un module d’échange thermique 100, comprenant le dispositif de ventilation 1 et deux échangeurs thermiques 101 et 102 placés l’un derrière l’autre, comme illustré sur la figure 1.
Les échangeurs 101 et 102 sont par exemple un radiateur basse température et un condenseur de boucle de climatisation.
Le dispositif de ventilation 1 comprend :
- un ventilateur tangentiel 2de mise en mouvement d’un flux d’air F traversant les échangeurs de chaleur 101 et 102,
- un logement 5 agencé pour recevoir les échangeurs de chaleur 101 et 102, le logement 5 étant placé en amont du ventilateur tangentiel 2 de sorte que, en fonctionnement du ventilateur 2, de l’air soir aspiré par le ventilateur 2 et cet air aspiré traverse d’abord le logement 5 pour échangeur de chaleur avant de passer dans le ventilateur tangentiel 2,
- un répartiteur amont 10 de l’air aspiré, répartiteur amont agencé pour répartir l’air aspiré avant que cet air ne traverse le logement 5 pour échangeurs de chaleur.
Le ventilateur 2 est équipé d'un rotor 8 en forme de tambour, qui comprend, à la circonférence des pales incurvées 9.
Le répartiteur amont 10 comprend un guide d’air amont 11 ayant une forme de convergent, à savoir la section transversale de ce guide d’air diminue au fur et à mesure que l’on s’éloigne de l’entrée 12 de ce guide.
Ce guide d’air amont 11 présente une forme courbe, notamment non droite sur toute sa longueur. Par exemple cette forme du convergent peut être sensiblement, au moins sur une portion de sa longueur, parabolique ou hyperbolique.
Ce guide d’air amont 11 comporte une entrée d’air 12 et est agencé de manière à ce que son extrémité opposée 13 à l’entrée d’air 12 est agencée de manière à être sensiblement adjacent à l’échangeur de chaleur 101 qui placé dans le logement 5.
Le guide d’air 11 est agencé en regard de sensiblement toute la surface de l’échangeur de chaleur 101 placé dans le logement.
Le répartiteur 10 comporte, outre le guide d’air 11, des déflecteurs 15 agencés dans le guide d’air amont 11 et agencé pour orienter le flux d’air F vers le logement 5 des échangeurs de chaleur 101 et 102.
Le répartiteur 10 comporte une pluralité de déflecteurs amont 15 disposés en une rangée ou plusieurs rangées, cette ou ces rangées étant notamment sensiblement parallèles à une surface 107 de l’échangeur de chaleur 101.
Les déflecteurs 15 de la rangée sont tous identiques.
Selon l’un des aspects de l’invention, les déflecteurs amont sont disposés à moins de 5 cm, notamment moins de 2 cm ou moins de 1 cm de l’échangeur de chaleur.
Selon l’un des aspects de l’invention, chaque déflecteur 15 comporte une ailette 21, notamment ayant une forme de courbe.
Chaque ailette 21 comporte un rebord courbé 22 en direction du logement
5.
Le guide d’air amont 10 comporte une paroi commune 28 avec le logement pour échangeur de chaleur, cette paroi commune 28 étant notamment une paroi d’extrémité du logement 5.
Le dispositif de ventilation 2 comporte un guide d’air aval 30 agencé en aval des échangeurs de chaleur 101 et 102 disposés dans le logement 5.
Ce guide d’air 30 présente une forme de divergent, à savoir la section transversale de ce guide d’air augmente au fur et à mesure que l’on se rapproche de la sortie 31 de ce guide aval.
Ce guide d’air aval 30 présente une forme courbe, notamment non droite sur toute sa longueur. Par exemple cette forme du divergent peut être sensiblement, au moins sur une portion de sa longueur, parabolique ou hyperbolique.
Ce guide d’air aval 30 comporte une sortie d’air 31 et est agencé de manière à ce que son extrémité opposée 32 à la sortie d’air 31 est agencée de manière à être sensiblement adjacent à l’échangeur de chaleur qui est destiné à être placé dans le logement.
Le guide d’air aval 30 est agencé en regard de sensiblement toute la surface de l’échangeur de chaleur 102 placé dans le logement 5.
Le dispositif 1 comporte plusieurs déflecteurs aval 35 agencés pour orienter le flux d’air sortant du logement 5 vers la sortie 31 du guide d’air aval.
Les déflecteurs aval 35 de la rangée sont tous identiques.
Selon l’un des aspects de l’invention, les déflecteurs aval sont disposés à moins de 5 cm, notamment moins de 2 cm ou moins de 1cm de l’échangeur de chaleur.
Chaque déflecteur aval 35 comporte une ailette, notamment ayant une forme de courbe.
Chaque ailette aval 35 comporte un rebord courbé en direction du logement pour échangeur de chaleur.
Les ailettes amont 15 et/ou aval 35 sont présentes sur sensiblement toute l’étendue du ou des échangeurs de chaleur.
Les échangeurs de chaleur 101 et 102 sont disposés l’un derrière l’autre dans le sens de circulation du flux d’air.
Le guide d’air amont 10 et le guide d’air aval 30 sont formés sur deux pièces différentes, notamment assemblées entre elles, par exemple avec des vis, ces pièces étant notamment réalisées en matière plastique.
La pièce 40 sur laquelle est formé le guide d’ait aval 30 est agencée pour définir au moins un canal de sortie 41 dans lequel le flux d’air F circulant dans le guide d’air aval F vient se jeter.
Le canal de sortie 41 présente une forme en Y de manière à présenter deux ouvertures 42 et 43 de sortie d’air.
Le guide d’air aval 30 présente une cloison commune 44 avec le canal de sortie 41.
Le guide d’air aval 30 communique avec le canal de sortie 41 par un coude 50 de sorte que le flux d’air F qui traverse ce coude 50 puisse faire un angle supérieur à 90°, notamment supérieur à 120°.
Le ventilateur tangentiel 2 est disposé à la sortie 31 du guide d’air aval 30.
Le ventilateur tangentiel 2 est disposé dans le coude 50 qui relie le guide d’air aval 30 au canal de sortie 41.
Dans l’exemple de la figure, un seul ventilateur tangentiel 2 est prévu.
En variante, comme illustré à la figure 2, deux ventilateurs tangentiels 2 sont disposés dans le canal de sortie, chaque ventilateur 2 étant à une ouverture 42, 43 du canal de sortie 41 qui présente une forme en Y.
Ces ouvertures de sortie 42 et 43 du Y donnent en bas de caisse du véhicule.
Dans l’exemple de la figure 2, deux ventilateurs 2 sont prévus. Aucun n’est disposé dans le coude 50.
Comme illustré sur la figure 3, le dispositif de ventilation 1 comprend, en plus des ventilateurs tangentiels 2 disposés en aval des échangeurs de chaleur, un ventilateur tangentiel 60 disposé en amont de ces échangeurs de 5 chaleur.
Ce ventilateur amont 60 est disposé à l’entrée 12 du guide d’air amont 10.
Selon l’un des aspects de l’invention, le logement 5 pour échangeur de chaleur est agencé de sorte que lorsque le dispositif de ventilation est monté sur le véhicule, le logement 5 soit incliné de sorte que les échangeurs de io chaleur 101 et 102 reçus dans ce logement 5 soient inclinés, cette inclinaison étant notamment comprise entre 0 et 90° par rapport à l’horizontal, les angles de 0° et 90° étant exclus. Cette inclinaison est notamment comprise entre 10° et 80°, par exemple entre 40° et 50°.
Les ailettes peuvent être formées sur une pièce dédiée ou, en variante, 15 être formées avec le guide d’air associé.

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de ventilation (1 ) destiné à générer un flux d’air traversant un échangeur de chaleur (101 ; 102) de véhicule automobile, comprenant :
    - au moins un ventilateur tangentiel (2) de mise en mouvement d’un flux d’air (F) traversant l’échangeur de chaleur,
    - un logement (5) agencé pour recevoir un ou plusieurs échangeurs de chaleur, le logement étant placé en amont du ventilateur tangentiel de sorte que, en fonctionnement du ventilateur, de l’air soit aspiré par le ventilateur et cet air aspiré traverse d’abord le logement pour échangeur de chaleur avant de passer dans le ventilateur tangentiel,
    - un répartiteur amont (10) de l’air aspiré, répartiteur amont agencé pour répartir l’air aspiré avant que cet air ne traverse le logement pour échangeur de chaleur.
  2. 2. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le répartiteur amont comprend un guide d'air (11) amont ayant une forme de convergent.
  3. 3. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le guide d’air (11) est agencé en regard d'au moins une majeure partie de l’échangeur, notamment de sensiblement toute la surface de l’échangeur de chaleur placé dans le logement.
  4. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le répartiteur comporte, outre le guide d’air, au moins un déflecteur (15) agencé dans le guide d’air amont et agencé pour orienter le flux d’air vers le logement pour échangeur de chaleur.
  5. 5. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le répartiteur comporte une pluralité de déflecteurs (15) amont disposés en rangée, cette rangée étant notamment sensiblement parallèle à une surface de l’échangeur de chaleur placé dans le logement.
  6. 6. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de ventilation comporte un guide d’air aval (30) agencé en aval du ou des échangeurs de chaleur disposés dans le logement.
  7. 7. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel ce guide d’air présente une forme de divergent.
  8. 8. Dispositif selon l’une des revendications 6 ou 7, dans lequel le guide d’air amont et le guide d’air aval sont formées sur deux pièces différentes, notamment assemblées entre elles.
  9. 9. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel la pièce (40) sur laquelle est formé le guide d’air aval est agencée pour définir au moins un canal de sortie dans lequel le flux d’air circulant dans le guide d’air aval vient se jeter, notamment ce canal de sortie présentant une forme en Y de manière à présenter deux ouvertures de sortie d’air.
  10. 10. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le guide d’air aval communique avec le canal de sortie par un coude (50) de sorte que le flux d’air qui traverse ce coude puisse faire un angle supérieur à 90°, notamment supérieur à 120°.
  11. 11. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le ventilateur tangentiel est disposé dans le coude (50) qui relie le guide d’air aval au canal de sortie.
  12. 12. Dispositif selon la revendication 10 et éventuellement 11, dans lequel le ventilateur tangentiel est disposé à une ouverture de sortie du canal de sortie qui présente notamment une forme en Y.
  13. 13. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel deux ventilateurs tangentiels sont disposés dans le canal de sortie, chaque ventilateur étant à une ouverture du canal de sortie qui présente une forme en Y.
  14. 14. Module d’échange thermique, comprenant un dispositif de ventilation (1) selon l’une des revendications précédentes et au moins un premier échangeur de chaleur placé dans le logement du dispositif de ventilation.
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