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EP3143681A2 - Ventilateur de machine électrique tournante - Google Patents

Ventilateur de machine électrique tournante

Info

Publication number
EP3143681A2
EP3143681A2 EP15725752.8A EP15725752A EP3143681A2 EP 3143681 A2 EP3143681 A2 EP 3143681A2 EP 15725752 A EP15725752 A EP 15725752A EP 3143681 A2 EP3143681 A2 EP 3143681A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fan
blades
blade
machine according
electrical machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15725752.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Michel Fakes
André SAUVIGNET
Erwan LE GOFF
Laurent DAHINE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur SAS filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Publication of EP3143681A2 publication Critical patent/EP3143681A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/666—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps by means of rotor construction or layout, e.g. unequal distribution of blades or vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
    • H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft

Definitions

  • the present invention is directed to a rotating electric machine fan and a vehicle having such a device.
  • the present invention is particularly applicable in the automotive field and more particularly to rotating electrical machines such as motors, alternators and alternator-starters.
  • fans for rotating electrical machines are to cool the machine.
  • these machines can have rotational speeds of up to about 18,000 rpm and above, significant noise can be generated by the mechanism.
  • the present invention aims to remedy all or part of these disadvantages.
  • the present invention is directed to a fan of a rotary electric machine comprising at least three blades, of which at least one characteristic of the blades is, following the circumference of the fan in a given direction, progressive for at least three consecutive blades. , the characteristic being selectable from the group comprising:
  • a spacing angle between a straight line passing through a characteristic point of a blade and an axis of rotation of the fan, and a straight line passing through a corresponding characteristic point of an adjacent blade. and the axis of rotation of the fan is, following the circumference of the fan in a given direction, progressive for at least three consecutive blades.
  • a height of the blade is, following the circumference of the fan in a given direction, progressive for at least three consecutive blades.
  • a length of the blade is, following the circumference of the fan in a given direction, progressive for at least three consecutive blades.
  • an angle of inclination between a straight line passing through two characteristic points of a blade and a straight line passing through two corresponding characteristic points of an adjacent blade is, following the circumference of the fan in a given direction, progressive for at least three consecutive blades.
  • the progressivity of at least one characteristic for at least three blades makes it possible to limit the emergence of harmonics and to reduce the noise of the electric machine. The effect is even more noticeable in slow motion. The comfort of the user is increased.
  • At least one characteristic of the blades is progressive for all fan blades.
  • the number of blades of the fan object of the present invention is a prime number.
  • the sum of the spacing angles between the blades is 360 °.
  • the advantage of these embodiments is to have a distribution of the blades achievable and more particularly in the case where the fan comprises two parts comprising blades assembled by welding.
  • the smallest distance between two consecutive blades is greater than three millimeters.
  • a minimum distance of three millimeters allows adequate air circulation in the machine.
  • the minimum arc length between two blades is greater than three millimeters.
  • the progressivity of the spacing angles between the blades is defined by a positive function
  • a function governing the progressivity of the spacing angles has the advantage of defining a reproducible method of calculating the progressivity of the angles.
  • the progressivity function of the spacing angles between the blades is linear.
  • the advantage of having a linear function is to have a growth of spacing angles increasing steadily or decreasing spacing angles decreasing steadily.
  • the ratio between the largest gap angle between two blades and the smallest gap angle between two blades is greater than 1, 2.
  • Such a ratio has the advantage of creating a significant progressivity of the spacing angles between the blades, improving the reduction of noise.
  • the progressivity of the blade length is defined by a positive function.
  • a function governing the progressivity of the lengths has the advantage of defining a reproducible method of calculating the progressivity of the lengths.
  • the progressivity function of the length of the blade is linear.
  • the advantage of having a linear function is to have a growth of the lengths increasing in a regular way or a decrease of the lengths decreasing in a regular way.
  • the ratio between the length of the largest blade and the length of the smallest blade is greater than 1, 2.
  • the progressivity of the blade height is defined by a positive function.
  • a function governing the progressivity of the blade heights has the advantage of defining a reproducible method of calculating the progressivity of the heights.
  • the progressivity function of the height of the blade is linear.
  • the advantage of having a linear function is to have a rise in heights increasing steadily or decreasing heights decreasing steadily.
  • the ratio between the height of the largest blade and the height of the smallest blade is greater than 1, 2.
  • the progressivity of the inclination angles between the blades is defined by a positive function.
  • a function governing the progressivity of the lengths has the advantage of defining a reproducible method of calculating the progressivity of the lengths.
  • the progressivity function of the angles of inclination between the blades is linear.
  • the advantage of having a linear function is to have a rise in heights increasing steadily or decreasing heights decreasing steadily.
  • the ratio between the largest tilt angle and the smallest tilt angle is greater than 1, 2. These embodiments have the advantage of creating a significant progressiveness between the lengths of the different blades and to improve noise reduction. In embodiments, at least two characteristics of the blades are progressive.
  • the advantage of these embodiments is to have, for a portion of the blades, a progressivity in height while a progressivity of the angles of inclination is applied to another part of the blades. Better balancing can be achieved.
  • the progressivity of at least one blade characteristic is a function of the progressivity of at least one other characteristic of the blade.
  • the object of the present invention fan comprises a progressive material distribution configured to balance the fan according to the progressivity of at least one characteristic of at least three blades.
  • a progressive distribution of material makes it possible to balance the fan by being inversely proportional to the distribution of material of the blades for example.
  • the progressive material distribution is achieved by adding material.
  • Such an addition of material has the advantage of allowing a balanced distribution of the material on the fan.
  • the deposit is located around an axial hole of the fan.
  • the progressive material distribution is achieved by removal of material.
  • the advantage presented by these embodiments is the balancing of the fan regardless of the number of blades and their shapes.
  • a removal of material compared to a fan without material distribution balancing is less expensive if for example the removal of material was designed as soon as the molding of the piece.
  • the material for manufacturing at least one part of the fan mainly comprises aluminum.
  • At least one part of the fan is obtained from sheet metal.
  • the cost of machining and buying the sheet is low, the cost of the fan and the rotating electrical machine will be reduced.
  • at least one part of the fan is obtained by folding.
  • the advantage of these embodiments is the speed of folding and thus the decrease in the production cost of large series of fans.
  • at least one part of the fan is made of plastic.
  • At least one part of the fan is obtained by molding.
  • the fan object of the present invention is obtained by assembling two parts comprising blades.
  • a two-piece assembly comprising blades has the advantage of having a decrease in noise and ease of manipulation of the parts during the various manufacturing and machining operations.
  • the present invention relates to a vehicle which comprises at least one fan object of the present invention.
  • FIG. 1 represents, schematically and in plan, a first embodiment of a device that is the subject of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic representation in plan of a second embodiment of a device that is the subject of the present invention
  • invention FIG. 3 represents, schematically and in perspective, an embodiment of a symmetrical fan
  • FIG. 4 schematically represents a graph representing a twenty-nine order harmonic generated by an embodiment of a symmetrical fan and an embodiment of a fan that is the subject of the present invention
  • FIG. 5 schematically and in plan shows a third embodiment of a device that is the subject of the present invention
  • FIG. 6 is a diagrammatic perspective view of a fourth embodiment of a device that is the subject of the present invention.
  • FIG. 7 represents, schematically and in perspective, a fifth embodiment of a device that is the subject of the present invention.
  • FIG. 8 represents, schematically and in perspective, a sixth embodiment of a device that is the subject of the present invention.
  • FIG. 9 represents, schematically and in perspective, a seventh embodiment of a device that is the subject of the present invention.
  • Figure 10 shows schematically and in plan, a vehicle object of the present invention.
  • Figure 1 shows a front view of a particular embodiment 100 of a fan object of the present invention.
  • the device comprises blades 101.
  • the number of blades 101 is a prime number.
  • the device may comprise blades arranged perpendicularly to one face.
  • the face may comprise an axial hole 1 10 receiving a shaft of a rotor of a rotating electrical machine.
  • the face is preferably described by an outside diameter.
  • the blades 101 are concave. In embodiments, the blades are convex or straight.
  • a spacing angle 102 may be defined between:
  • end point of the blade which may be the point of the blade, on the face of the fan comprising the blades and on the outer face of the blade, the furthest away from the axis of rotation of the fan and
  • a characteristic point 105 on an adjacent blade also characterized as a blade end point and
  • the characteristic point may be a point called "blade start point".
  • the blade start point 109 is, for example, the point of the blade, on a face of the fan having the blades and on the outer face of the blade, the closest to the axis of rotation of the fan.
  • Progressivity between a spacing angle 102 and an adjacent spacing angle 106 may be characterized by a positive function.
  • this function is linear and has a strictly positive coefficient of orientation.
  • the steering coefficient is strictly greater than 1.
  • the progressiveness of the angular distribution of the blades is preferentially applied to all the blades. In embodiments, the progressiveness of the angular distribution is applied to at least three blades.
  • the angular distribution of the blades is such that the sum of the spacing angles between corresponding characteristic points is equal to 360 °.
  • the ratio between the smallest spacing angle 108 and the larger spacing angle 107 is preferably greater than 1, 2.
  • the minimum arc length between two blades is greater than three millimeters.
  • the smallest distance between two consecutive blades is greater than three millimeters.
  • the arc length can be calculated between two blade tip points of two adjacent blades between which the pitch angle is the smallest pitch angle 108.
  • FIG. 2 shows a front view of an embodiment of a fan that is the subject of the present invention.
  • the device comprises blades 201.
  • the number of blades 201 is a prime number.
  • the device may comprise blades arranged perpendicularly to one face.
  • the face may comprise an axial hole 210 receiving a shaft of a rotor of a rotating electrical machine.
  • the face is preferably described by an outside diameter.
  • the spaces between the blades can be empty of material and create teeth on which are the blades.
  • the blades 201 are concave. In embodiments, the blades are convex or straight.
  • a spacing angle 202 may be defined between:
  • end point of blade a characteristic point 203 called "end point of blade” which can be the point of the blade, on the face of the fan comprising the blades and on the outer face of the blade, the furthest away from the axis of rotation of the fan and
  • characteristic point 205 on an adjacent blade also characterized as being a blade end point
  • the characteristic point may be a point called "blade start point".
  • the blade start point 209 is, for example, the point of the blade, on a face of the fan having the blades and on the outer face of the blade, the closest to the axis of rotation of the fan.
  • Progressivity between a spacer angle 202 and an adjacent gap angle 206 may be characterized by a positive function.
  • this function is linear and of a directing coefficient strictly positive.
  • the steering coefficient is strictly greater than 1.
  • the progressiveness of the angular distribution of the blades is preferentially applied to all the blades. In embodiments, the progressiveness of the angular distribution is applied to at least three blades.
  • the angular distribution of the blades is such that the sum of the spacing angles between corresponding characteristic points is equal to 360 °.
  • the ratio between the smallest spacing angle 208 and the larger spacing angle 207 is preferably greater than 1, 2.
  • the minimum arc length between two blades is greater than three millimeters and the smallest distance between two consecutive blades is greater than three millimeters.
  • the arc length can be calculated between two blade tip points of two adjacent blades between which the pitch angle is the smallest angle 208.
  • FIG. 3 shows a front view of a particular embodiment of a fan with a distribution of symmetrical blades.
  • the fan 30 has blades 301, the blades 301 can be placed perpendicular to one face and the distribution of the blades can be symmetrical with respect to the angle of spacing.
  • the blades are all similar: the same length, the same height and the same angle of inclination.
  • the blades 301 may be concave or convex.
  • FIG. 4 shows a graph 40 representative of the amplitude of a twenty-nine order harmonic generated by an embodiment of a symmetrical fan 30 and the amplitude of a twenty-second harmonic. -new generated by an embodiment 100 of a fan object of the present invention.
  • the graph 40 has for abscissa 401 the rotational speed in revolutions per minute (or RPM acronym for "Rotations Per Minute” in English terminology) of the fan.
  • the ordinate 402 is an A-weighted sound power measurement in decibel watt (whose acronym is “dB (A) W") of the amplitude of a signal and more particularly of a sound signal.
  • Curve 403 represents the magnitude of the twenty-nine harmonic of a symmetrical fan for rotations between zero and eighteen thousand revolutions per minute.
  • the curve 404 represents the magnitude of the twenty-nine order harmonic of an embodiment 100 of a fan object of the present invention for rotations between zero and eighteen thousand revolutions per minute.
  • Curves 403 and 404 were obtained by the inventors from tests.
  • curve 403 is in every point greater than the curve 404.
  • the difference in amplitude between the curve 403 and the curve 404 is greater than three dB (A) W at certain points of the curve.
  • Curves 403 and 404 are strictly increasing.
  • the maximum reached by curve 403 over the measurement range is close to ninety dB (A) W and the maximum reached by curve 404 over the measurement range is close to eighty-eight dB (A). W.
  • Curve 403 is less than fifty dB (A) W from zero to about two thousand nine hundred revolutions per minute.
  • Curve 404 is less than fifty dB (A) W from zero to about three thousand two hundred revolutions per minute.
  • the twenty-nine harmonic due to the rotation of a symmetrical fan 30 therefore appears earlier and produces more noise than the twenty-nine harmonic due to the rotation of a symmetrical fan 10.
  • FIG. 5 shows a front view of a particular embodiment of a fan that is the subject of the present invention.
  • the device comprises blades 501.
  • the number of blades 501 is a prime number.
  • the device may comprise blades arranged perpendicularly to one face.
  • the face may comprise an axial hole 512 receiving a shaft of a rotor of a rotating electrical machine.
  • the face is preferably described by an outside diameter.
  • the blades 501 can be straight.
  • the blades are convex or concave.
  • the length of the blade can be defined as the length of the intersection curve between the outer face of the blade and the face of the fan with the blades.
  • the lengths 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 110 and 11 1 of the blades 501 to 51 1 respectively are such that 11 is less than 12 which is less than 13 and so on, the greatest length being 11 1.
  • the progressivity between the length 11 of a blade 501 and the length 12 of a blade 502 can be characterized by a positive function.
  • this function is linear and has a strictly positive coefficient of orientation.
  • the steering coefficient is strictly greater than 1.
  • the ratio between the length 11 1 of the largest blade 51 1 and the length 11 of the smallest blade 501 is greater than 1, 2.
  • the progressivity of the length of the blades is preferentially applied to all the blades.
  • the progressivity of the blade length is applied to at least three blades.
  • the blades are the same height, for example.
  • the minimum arc length between two blades is greater than three millimeters.
  • the smallest distance between two consecutive blades is greater than three millimeters.
  • the arc length can be calculated between two blade tip points of two adjacent blades.
  • FIG. 6 shows a front view of a particular embodiment of a fan that is the subject of the present invention.
  • the device comprises blades 601.
  • the number of blades 601 is a prime number.
  • the device may comprise blades arranged perpendicularly to one face.
  • the face may comprise an axial hole 609 receiving a shaft of a rotor of a rotating electrical machine.
  • the face may preferentially be described by an outside diameter.
  • Blades 601 can be straight.
  • the blades are convex or concave.
  • the length of the blade can be defined as the length of the intersection curve between the outer face of the blade and the face of the fan with the blades.
  • the lengths 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 110 and 11 1 of the blades are such that 11 is less than 12 which is less than 13 and so on, the length larger being 11 1.
  • the progressivity between the length 11 of a blade 601 and the length 12 of a blade 603 can be characterized by a positive function.
  • this function is linear and of a directing coefficient strictly positive.
  • the steering coefficient is strictly greater than 1.
  • the ratio between the length 11 1 of the largest blade and the length 11 of the smallest blade may be greater than 1, 2.
  • the progressivity of the length of the blades is preferentially applied to all the blades.
  • the progressivity of the blade length is applied to at least three blades.
  • the blades are the same height, for example.
  • Tilt angles between the blades may follow a gradual distribution.
  • An inclination angle 605 can be defined between:
  • end point of blade a characteristic point called "end point of blade” which can be the point of the blade, on the face of the fan comprising the blades and on the outer face of the blade, the furthest away from the axis of rotation of the fan and
  • blade start point which may be the point of the blade, on the face of the fan having the blades and on the outer face of the blade, the closest to the axis of rotation of the fan;
  • Progressivity between a tilt angle 605 and an adjacent tilt angle 608 can be characterized by a positive function.
  • this function is linear and has a strictly positive coefficient of orientation.
  • the steering coefficient is strictly greater than 1.
  • the progressivity of the angular inclination of the blades is preferentially applied to all the blades. In embodiments, the progressivity of the angular inclination is applied to at least three blades.
  • the ratio between the smallest inclination angle 605 and the largest inclination angle 610 is preferably greater than 1, 2.
  • the progressivity of the inclination angles and the progressivity of the lengths are linked by a function.
  • the minimum arc length between two blades is greater than three millimeters.
  • the smallest distance between two consecutive blades is greater than three millimeters.
  • the arc length can be calculated between two blade tip points of two adjacent blades.
  • FIG. 7 shows a perspective view of a particular embodiment 70 of a fan that is the subject of the present invention.
  • the device comprises blades 701.
  • the number of blades is a prime number.
  • the device may comprise blades arranged perpendicularly to one face.
  • the face may comprise an axial hole 704 receiving a shaft of a rotor of a rotating electrical machine.
  • the face is preferably described by an outside diameter.
  • the blades 701 can be straight.
  • the blades are convex or concave.
  • the height of the blade may be defined as a dimension taken perpendicular to the face having the blades between the face having the blades and the point of the blade furthest from the face with the blades.
  • the progressivity between the height of a blade 701 and the height of a blade 702 can be characterized by a positive function.
  • this function is linear and has a strictly positive coefficient of orientation.
  • the director coefficient is strictly greater than 1.
  • the ratio between the height of the largest blade and the height of the smallest blade may be greater than 1, 2.
  • the progressivity of the pitch of the blades is preferentially applied to all the blades.
  • the progressivity of the blade height is applied to at least three blades.
  • the minimum arc length between two blades is greater than three millimeters.
  • the smallest distance between two consecutive blades is greater than three millimeters.
  • the arc length can be calculated between two blade tip points of two adjacent blades.
  • the face comprising the blades may comprise a progressive material distribution 703 configured to balance the fan according to the progressiveness of the heights.
  • the progressive material distribution is performed by adding material with respect to a fan according to an embodiment 70 without progressive material distribution.
  • the addition of progressive material can be made at the time of manufacture of the piece.
  • the addition of material may be a deposit of material whose quantity increases by following the circumference of the fan in a given direction.
  • the addition of material can be located around an axial hole of the fan.
  • the progressive material distribution by adding material is located on a face of the fan parallel to the face with the blades.
  • the progressive material distribution is achieved by removal of material.
  • FIG. 8 shows a perspective view of a particular embodiment 80 of a fan that is the subject of the present invention.
  • Embodiment 80 may include pitch escalation for at least three blades and length escalation for at least three other blades.
  • the progressivity is applied to adjacent blades.
  • groups of at least three blades can:
  • two groups of at least three different blades have the same progressivity among the choices mentioned in the previous paragraph.
  • the features of progressivity may be the same or different.
  • the spacing angle is defined as being between:
  • blade tip point which may be the point of the blade, on the face of the fan comprising the blades and on the outer face of the blade, furthest from the axis of rotation of the fan and
  • the angle of inclination is defined as being between:
  • end point of blade a characteristic point called "end point of blade” which can be the point of the blade, on the face of the fan comprising the blades and on the outer face of the blade, the furthest away from the axis of rotation of the fan and
  • blade start point which may be the point of the blade, on the face of the fan having the blades and on the outer face of the blade, the closest to the axis of rotation of the fan;
  • the device comprises blades 801.
  • the number of blades is a prime number.
  • the device may comprise blades arranged perpendicularly to one face.
  • the face may comprise an axial hole 806 receiving a shaft of a rotor of a rotating electrical machine.
  • the face is preferably described by an outside diameter.
  • Blades 801 can be straight.
  • the blades are convex or concave.
  • Part of the blades may have a progressiveness in height and another part of the blades may have progressivity in length.
  • the progressivity between the length of a blade 801 and the length of a blade 802 can be characterized by a positive function.
  • this function is linear and has a strictly positive coefficient of orientation.
  • the steering coefficient is strictly greater than 1.
  • the ratio between the length of the largest blade and the length of the smallest blade may be greater than 1, 2.
  • the progressivity of the blade length is applied to at least three blades. The blades to which the progressiveness of length is applied are of the same height, for example.
  • the progressivity between the height of a blade 803 and the height of a blade 804 can be characterized by a positive function.
  • this function is linear and has a strictly positive coefficient of orientation.
  • the steering coefficient is strictly greater than 1.
  • the ratio between the height of the highest blade and the height of the lowest blade can be greater than 1, 2.
  • the progressivity of the blade height is applied to at least three blades.
  • the blades to which the progressiveness of height is applied are of the same length, for example.
  • the minimum arc length between two blades is greater than three millimeters.
  • the smallest distance between two consecutive blades is greater than three millimeters.
  • the arc length can be calculated between two blade tip points of two adjacent blades.
  • the face comprising the blades may comprise a progressive material distribution 805 configured to balance the fan according to the progressivity of the heights and lengths.
  • the progressive material distribution is effected by removal of material with respect to a fan according to an embodiment 80 without progressive material distribution.
  • Progressive material removal can be realized at the time of manufacture of the part or during a subsequent machining.
  • At least two features are progressive and are selected from the group consisting of:
  • FIG. 9 shows a perspective view of a particular embodiment 90 of a fan that is the subject of the present invention.
  • Embodiment 90 may include a progressivity of height and length for at least three blades.
  • the progressivity of height can be a function of the progressivity of length.
  • the height may vary proportionally to the length.
  • dual progressivity is applied to all blades.
  • at least two characteristics are progressive and the characteristics of the progressivities are linked by a function.
  • Features that can be progressive are:
  • the spacing angle is defined as being between:
  • end point of blade a characteristic point called "end point of blade” which can be the point of the blade, on the face of the fan comprising the blades and on the outer face of the blade, the furthest away from the axis of rotation of the fan and
  • the angle of inclination is defined as being between:
  • end point of blade a characteristic point called "end point of blade” which can be the point of the blade, on the face of the fan comprising the blades and on the outer face of the blade, the furthest away from the axis of rotation of the fan and
  • blade start point which may be the point of the blade, on the face of the fan having the blades and on the outer face of the blade, the closest to the axis of rotation of the fan; a line passing through the corresponding characteristic points on the adjacent blade.
  • At least two groups of at least three different blades may have the same progressivity.
  • the features of progressivity may be the same or different.
  • a portion of the blades may have a progressivity of several characteristics and another portion of the blades may have a progressivity of several different characteristics.
  • Embodiment 90 comprises two pieces 903 and 904 assembled. Preferably, the assembly is done by welding.
  • the part 903 may comprise blades 901.
  • the part 904 may comprise blades 902.
  • the number of blades of the device is a prime number. For example, the sum of the number of blades 901 and the number of blades 902 is a prime number.
  • the device may comprise blades arranged perpendicularly to one face.
  • the face may comprise an axial hole 905 receiving a shaft of a rotor of a rotating electrical machine.
  • the face may preferentially be described by an outside diameter.
  • Blades 901 and 902 may be straight.
  • the blades are convex or concave.
  • the progressivities of the device can be characterized by positive functions. Preferably, these functions are linear and of strictly positive coefficients. In embodiments, the guiding coefficients are strictly greater than 1. The ratio between the characteristic of the largest blade and the characteristic of the smallest blade may be greater than 1, 2.
  • the minimum arc length between two blades is greater than three millimeters.
  • the smallest distance between two consecutive blades is greater than three millimeters.
  • the arc length can be calculated between two blade tip points of two adjacent blades.
  • the face comprising the blades may comprise a progressive material distribution configured to balance the fan according to the progressivity of the heights and lengths.
  • the progressivity of the blades may be independent of the direction of rotation of the fan.
  • Both pieces can be:
  • the two parts have the same material and the same method of manufacture.
  • FIG. 10 shows a particular embodiment of a vehicle 1000 which is the subject of the present invention.
  • the vehicle 1000 may comprise a rotary electric machine such as a motor, an alternator or an alternator-starter which comprises at least one fan 100.
  • the vehicle 1000 comprises an embodiment 20, 50, 60, 70, 80, 90 or any other embodiment mentioned above of the fan object of the present invention.
  • the vehicle comprises two fans among the embodiments mentioned above. Both fans can be identical.

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Abstract

La présente invention se rapporte à un ventilateur (100) de machine électrique tournante comportant au moins trois pales (101) dont au moins une caractéristique des pales est, en suivant la circonférence du ventilateur selon un sens donné, progressive pour au moins trois pales consécutives, la caractéristique pouvant être choisie dans le groupe comportant : - un angle d'espacement (102) entre une droite passant par un point caractéristique (103) d'une pale et un axe de rotation du ventilateur (104), et une droite passant par un point caractéristique (105) correspondant sur une pale adjacente et l'axe de rotation du ventilateur, - une hauteur de la pale, - une longueur de la pale et - un angle d'inclinaison entre une droite passant par deux points caractéristiques sur une pale et une droite passant par deux points caractéristiques correspondants sur une pale adjacente.

Description

VENTILATEUR DE MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE
Domaine de l'invention La présente invention vise un ventilateur de machine électrique tournante ainsi qu'un véhicule comportant un tel dispositif.
La présente invention s'applique notamment dans le domaine de l'automobile et plus particulièrement aux machines électriques tournantes tels les moteurs, alternateurs et alterno-démarreurs.
Etat de la technique
Les ventilateurs pour machines électriques tournantes ont pour but de refroidir la machine. Cependant, comme ces machines peuvent avoir des vitesses de rotation allant jusqu'à environ 18000 tours par minute et au delà, un bruit important peut être produit par le mécanisme.
Afin d'éviter l'émergence d'harmoniques et donc de bruits dus au ventilateur, il est courant de positionner les pales de manière asymétrique. Cependant, cette technique ne garantit pas la non-émergence d'harmoniques. En effet, l'environnement du ventilateur peut jouer un rôle dans l'émergence ou non d'harmoniques, la proximité d'une autre pièce de la machine électrique par exemple.
Il est donc nécessaire de constamment perfectionner les ventilateurs de machines électriques afin de réduire le bruit du mécanisme.
Exposé de l'invention
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un ventilateur de machine électrique tournante comportant au moins trois pales dont moins une caractéristique des pales est, en suivant la circonférence du ventilateur selon un sens donné, progressive pour au moins trois pales consécutives, la caractéristique pouvant être choisie dans le groupe comportant :
- un angle d'espacement entre une droite passant par un point caractéristique d'une pale et un axe de rotation du ventilateur, et une droite passant par un point caractéristique correspondant d'une pale adjacente et l'axe de rotation du ventilateur,
- une hauteur de la pale,
- une longueur de la pale et
- un angle d'inclinaison entre une droite passant par deux points caractéristiques d'une pale et une droite passant par deux points caractéristiques correspondants d'une pale adjacente.
En d'autres termes, selon une première alternative, un angle d'espacement entre une droite passant par un point caractéristique d'une pale et un axe de rotation du ventilateur, et une droite passant par un point caractéristique correspondant d'une pale adjacente et l'axe de rotation du ventilateur, est, en suivant la circonférence du ventilateur selon un sens donné, progressive pour au moins trois pales consécutives.
Selon une deuxième alternative, une hauteur de la pale, est, en suivant la circonférence du ventilateur selon un sens donné, progressive pour au moins trois pales consécutives.
Selon une troisième alternative, une longueur de la pale, est, en suivant la circonférence du ventilateur selon un sens donné, progressive pour au moins trois pales consécutives.
Selon une quatrième alternative, un angle d'inclinaison entre une droite passant par deux points caractéristiques d'une pale et une droite passant par deux points caractéristiques correspondants d'une pale adjacente, est, en suivant la circonférence du ventilateur selon un sens donné, progressive pour au moins trois pales consécutives.
La progressivité d'au moins une caractéristique pour au moins trois pales permet de limiter l'émergence d'harmoniques et de réduire le bruit de la machine électrique. L'effet est d'autant plus notable au ralenti. Le confort de l'utilisateur est donc accru.
Dans des modes de réalisation, au moins une caractéristique des pales est progressive pour l'ensemble des pales du ventilateur.
L'avantage de ces modes de réalisation est d'avoir une progressivité concernant toutes les pales du ventilateur. Ainsi, l'émergence d'harmoniques est diminuée.
Dans des modes de réalisation, le nombre de pales du ventilateur objet de la présente invention est un nombre premier.
Ces modes de réalisation présentent l'avantage d'améliorer la réduction de bruits dus au ventilateur.
Dans des modes de réalisation, la somme des angles d'espacement entre les pales est égale à 360°.
L'avantage de ces modes de réalisation est d'avoir une répartition des pales réalisable et plus particulièrement dans le cas où le ventilateur comporte deux pièces comportant des pales assemblées par soudage. Dans des modes de réalisation, la plus petite distance entre deux pales consécutives est supérieure à trois millimètres.
Une distance minimale de trois millimètres permet une circulation de l'air adéquate dans la machine. Dans des modes de réalisation, la longueur d'arc minimum entre deux pales est supérieure à trois millimètres.
Ces modes de réalisation présentent l'avantage de permettre un écart minimum nécessaire au déplacement de masses d'air par les pales du ventilateur pour refroidir la machine.
Dans des modes de réalisation, la progressivité des angles d'espacement entre les pales est définie par une fonction positive Une fonction régissant la progressivité des angles d'espacement présente l'avantage de définir une méthode de calcul reproductible de la progressivité des angles. Dans des modes de réalisation, la fonction de progressivité des angles d'espacement entre les pales est linéaire.
L'avantage d'avoir une fonction linéaire est d'avoir une croissance des angles d'espacement augmentant de façon régulière ou une décroissance des angles d'espacement diminuant de façon régulière.
Dans des modes de réalisation, le ratio entre l'angle d'espacement le plus grand entre deux pales et l'angle d'espacement le plus petit entre deux pales est supérieur à 1 ,2.
Un tel ratio présente l'avantage de créer une progressivité sensible des angles d'espacement entre les pales, améliorant la réduction de bruits.
Dans des modes de réalisation, la progressivité de la longueur de la pale est définie par une fonction positive.
Une fonction régissant la progressivité des longueurs présente l'avantage de définir une méthode de calcul reproductible de la progressivité des longueurs.
Dans des modes de réalisation, la fonction de progressivité de la longueur de la pale est linéaire.
L'avantage d'avoir une fonction linéaire est d'avoir une croissance des longueurs augmentant de façon régulière ou une décroissance des longueurs diminuant de façon régulière.
Dans des modes de réalisation, le ratio entre la longueur de la pale la plus grande et la longueur de la pale la plus petite est supérieur à 1 ,2.
Ces modes de réalisation présentent l'avantage de créer une progressivité sensible entre les longueurs des différentes pales et d'améliorer la réduction de bruits. Dans des modes de réalisation, la progressivité de la hauteur de la pale est définie par une fonction positive.
Une fonction régissant la progressivité des hauteurs des pales présente l'avantage de définir une méthode de calcul reproductible de la progressivité des hauteurs.
Dans des modes de réalisation, la fonction de progressivité de la hauteur de la pale est linéaire.
L'avantage d'avoir une fonction linéaire est d'avoir une croissance des hauteurs augmentant de façon régulière ou une décroissance des hauteurs diminuant de façon régulière.
Dans des modes de réalisation, le ratio entre la hauteur de la pale la plus grande et la hauteur de la pale la plus petite est supérieur à 1 ,2.
Ces modes de réalisation présentent l'avantage de créer une progressivité sensible entre les longueurs des différentes pales et d'améliorer la réduction de bruits.
Dans des modes de réalisation, la progressivité des angles d'inclinaison entre les pales est définie par une fonction positive.
Une fonction régissant la progressivité des longueurs présente l'avantage de définir une méthode de calcul reproductible de la progressivité des longueurs. Dans des modes de réalisation, la fonction de progressivité des angles d'inclinaison entre les pales est linéaire.
L'avantage d'avoir une fonction linéaire est d'avoir une croissance des hauteurs augmentant de façon régulière ou une décroissance des hauteurs diminuant de façon régulière.
Dans des modes de réalisation, le ratio entre l'angle d'inclinaison le plus grand et l'angle d'inclinaison le plus petit est supérieur à 1 ,2. Ces modes de réalisation présentent l'avantage de créer une progressivité sensible entre les longueurs des différentes pales et d'améliorer la réduction de bruits. Dans des modes de réalisation, au moins deux caractéristiques des pales sont progressives.
L'avantage de ces modes de réalisation est d'avoir, pour une partie des pales, une progressivité en hauteur alors qu'une progressivité des angles d'inclinaison est appliquée à une autre partie des pales. Un meilleur équilibrage peut ainsi être obtenu.
Dans des modes de réalisation, la progressivité d'au moins une caractéristique de la pale est une fonction de la progressivité d'au moins une autre caractéristique de la pale.
Ces modes de réalisation présentent l'avantage de permettre une meilleure répartition de la matière si les longueurs augmentent alors que les hauteurs diminuent par exemple. Ces modes de réalisations permettent un meilleur équilibrage ainsi qu'une constance, par exemple, de la surface des pales configurée pour déplacer les masses d'air de façon homogène.
Dans des modes de réalisation, le ventilateur objet de la présente invention comporte une répartition de matière progressive configurée pour équilibrer le ventilateur en fonction de la progressivité d'au moins une caractéristique d'au moins trois pales.
Une répartition de matière progressive permet d'équilibrer le ventilateur en étant inversement proportionnel à la répartition de matière des pales par exemple.
Dans des modes de réalisation, la répartition de matière progressive est réalisée par ajout de matière.
Ces modes de réalisation présentent l'avantage d'équilibrer le ventilateur quel que soit le nombre de pales et leurs formes. De plus, la surface de contact entre une face du ventilateur et une face de la roue polaire est importante. Dans des modes de réalisation, l'ajout de matière est réalisé par dépôt de matière dont la quantité augmente en suivant la circonférence du ventilateur selon un sens donné.
Un tel ajout de matière présente l'avantage de permettre une répartition équilibrée de la matière sur le ventilateur.
Dans des modes de réalisation, le dépôt se situe au pourtour d'un trou axial du ventilateur.
Ces modes de réalisation présentent l'avantage de ne pas augmenter le volume de ventilateur.
Dans des modes de réalisation, la répartition de matière progressive est réalisée par enlèvement de matière.
L'avantage présenté par ces modes de réalisation est l'équilibrage du ventilateur quel que soit le nombre de pales et leurs formes. De plus, une suppression de matière par rapport à un ventilateur sans équilibrage par répartition de matière est moins onéreuse si par exemple la suppression de matière a été conçue dès le moulage de la pièce. Dans des modes de réalisation, le matériau de fabrication d'au moins une pièce du ventilateur comporte majoritairement de l'aluminium.
L'aluminium étant un matériau léger, le poids de la machine électrique tournante sera diminué. Dans des modes de réalisation, au moins une pièce du ventilateur est obtenue à partir de tôle.
Le coût d'usinage et d'achat de la tôle étant faible, le coût du ventilateur et de la machine électrique tournante sera diminué. Dans des modes de réalisation, au moins une pièce du ventilateur est obtenue par pliage.
L'avantage de ces modes de réalisation est la rapidité du pliage et donc la diminution du coût de production de grandes séries de ventilateurs. Dans des modes de réalisation, au moins une pièce du ventilateur est en matière plastique.
Ces modes de réalisation présentent l'avantage d'avoir une pièce dans un matériau léger et inoxydable.
Dans des modes de réalisation, au moins une pièce du ventilateur est obtenue par moulage.
L'avantage présenté par ces modes de réalisation est d'avoir un procédé de fabrication adaptable aux différents modes de réalisations présentés précédemment.
Dans des modes de réalisation, le ventilateur objet de la présente invention est obtenu par assemblage de deux pièces comportant des pales.
Un assemblage de deux pièces comportant des pales présente l'avantage d'avoir une diminution du bruit et une facilité de manipulation des pièces lors des différentes opérations de fabrication et d'usinage.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un véhicule qui comporte au moins un ventilateur objet de la présente invention.
Les avantages, buts et caractéristiques particulières du véhicule, objet de la présente invention, étant similaires à ceux du ventilateur, objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
Brève description des figures
D'autres avantages, buts et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description non-limitative qui suit d'au moins un mode de réalisation particulier du ventilateur et du véhicule comportant un tel ventilateur, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente, schématiquement et en plan, un premier mode de réalisation d'un dispositif objet de la présente invention, - la figure 2 représente, schématiquement et en plan, un deuxième mode de réalisation d'un dispositif objet de la présente invention , la figure 3 représente, schématiquement et en perspective, un mode de réalisation d'un ventilateur symétrique,
la figure 4 représente, schématiquement, un graphique représentatif d'une harmonique d'ordre vingt-neuf générée par un mode de réalisation d'un ventilateur symétrique et un mode de réalisation d'un ventilateur objet de la présente invention,
la figure 5 représente, schématiquement et en plan, un troisième mode de réalisation d'un dispositif objet de la présente invention, la figure 6 représente, schématiquement et en perspective, un quatrième mode de réalisation d'un dispositif objet de la présente invention,
la figure 7 représente, schématiquement et en perspective, un cinquième mode de réalisation d'un dispositif objet de la présente invention,
la figure 8 représente, schématiquement et en perspective, un sixième mode de réalisation d'un dispositif objet de la présente invention,
la figure 9 représente, schématiquement et en perspective, un septième mode de réalisation d'un dispositif objet de la présente invention et
la figure 10 représente, schématiquement et en plan, un véhicule objet de la présente invention.
Description de modes de réalisation de l'invention
On note, dès à présent, que les figures ne sont pas à l'échelle.
La figure 1 représente une vue de face d'un mode de réalisation particulier 100 d'un ventilateur, objet de la présente invention.
Le dispositif comporte des pales 101 . Préférentiellement, le nombre de pales 101 est un nombre premier. Le dispositif peut comporter des pales disposées perpendiculairement à une face. La face peut comporter un trou axial 1 10 recevant un arbre d'un rotor d'une machine électrique tournante. La face est préférentiellement décrite par un diamètre extérieur. Dans des modes de réalisation, les pales 101 sont concaves. Dans des modes de réalisation, les pales sont convexes ou droites.
Des angles d'espacement entre les pales peuvent suivre une répartition progressive. Un angle d'espacement 102 peut être défini entre :
- une droite passant par :
- un point caractéristique 103 dit « point de bout de pale » qui peut être le point de la pale, sur la face du ventilateur comportant les pales et sur la face extérieure de la pale, le plus éloigné de l'axe de rotation du ventilateur et
- l'axe de rotation 104 du ventilateur ;
- une droite passant par :
- un point caractéristique 105 sur une pale adjacente aussi caractérisé comme étant un point de bout de pale et
- l'axe de rotation 104 du ventilateur.
Dans des modes de réalisation, le point caractéristique peut être un point dit « point de début de pale ». Le point de début de pale 109 est, par exemple, le point de la pale, sur une face du ventilateur comportant les pales et sur la face extérieure de la pale, le plus proche de l'axe de rotation du ventilateur.
La progressivité entre un angle d'espacement 102 et un angle d'espacement adjacent 106 peut être caractérisée par une fonction positive. Préférentiellement, cette fonction est linéaire et de coefficient directeur strictement positif. Dans des modes de réalisation, le coefficient directeur est strictement supérieur à 1 .
La progressivité de la répartition angulaire des pales est préférentiellement appliquée à toutes les pales. Dans des modes de réalisation, la progressivité de la répartition angulaire est appliquée à au moins trois pales.
La répartition angulaire des pales est telle que la somme des angles d'espacement entre des points caractéristiques correspondants est égale à 360°.
Le ratio entre le plus petit angle d'espacement 108 et le plus grand angle d'espacement 107 est préférentiellement supérieur à 1 ,2.
Préférentiellement, la longueur d'arc minimum entre deux pales est supérieure à trois millimètres. Par exemple, la plus petite distance entre deux pales consécutives est supérieure à trois millimètres. La longueur d'arc peut être calculée entre deux points de bout de pale de deux pales adjacentes entre lesquelles l'angle d'espacement est le plus petit angle d'espacement 108.
On observe sur la figure 2, une vue de face d'un mode de réalisation 20 d'un ventilateur objet de la présente invention.
Le dispositif comporte des pales 201 . Préférentiellement, le nombre de pales 201 est un nombre premier. Le dispositif peut comporter des pales disposées perpendiculairement à une face. La face peut comporter un trou axial 210 recevant un arbre d'un rotor d'une machine électrique tournante. La face est préférentiellement décrite par un diamètre extérieur. Les espaces entre les pales peuvent être vide de matière et créer des dents sur lesquelles sont les pales.
Dans des modes de réalisation, les pales 201 sont concaves. Dans des modes de réalisation, les pales sont convexes ou droites.
Des angles d'espacement entre les pales peuvent suivre une répartition progressive. Un angle d'espacement 202 peut être défini entre :
- une droite passant par :
un point caractéristique 203 dit « point de bout de pale » qui peut être le point de la pale, sur la face du ventilateur comportant les pales et sur la face extérieure de la pale, le plus éloigné de l'axe de rotation du ventilateur et
- l'axe de rotation 204 du ventilateur ;
- une droite passant par :
- un point caractéristique 205 sur une pale adjacente aussi caractérisé comme étant un point de bout de pale et
- l'axe de rotation 204 du ventilateur.
Dans des modes de réalisation, le point caractéristique peut être un point dit « point de début de pale ». Le point de début de pale 209 est, par exemple, le point de la pale, sur une face du ventilateur comportant les pales et sur la face extérieure de la pale, le plus proche de l'axe de rotation du ventilateur.
La progressivité entre un angle d'espacement 202 et un angle d'espacement adjacent 206 peut être caractérisée par une fonction positive. Préférentiellement, cette fonction est linéaire et de coefficient directeur strictement positif. Dans des modes de réalisation, le coefficient directeur est strictement supérieur à 1 .
La progressivité de la répartition angulaire des pales est préférentiellement appliquée à toutes les pales. Dans des modes de réalisation, la progressivité de la répartition angulaire est appliquée à au moins trois pales.
La répartition angulaire des pales est telle que la somme des angles d'espacement entre des points caractéristiques correspondants est égale à 360°.
Le ratio entre le plus petit angle d'espacement 208 et le plus grand angle d'espacement 207 est préférentiellement supérieur à 1 ,2.
Préférentiellement, la longueur d'arc minimum entre deux pales est supérieure à trois millimètres et la plus petite distance entre deux pales consécutives est supérieure à trois millimètres. La longueur d'arc peut être calculée entre deux points de bout de pale de deux pales adjacentes entre lesquelles l'angle d'espacement est le plus petit angle 208.
On observe sur la figure 3, une vue de face d'un mode de réalisation particulier 30 d'un ventilateur à distribution de pales symétriques.
Le ventilateur 30 comporte des pales 301 , les pales 301 peuvent être placées perpendiculairement à une face et la distribution des pales peut être symétrique en ce qui concerne l'angle d'espacement. Les pales sont toutes similaires : de même longueur, de même hauteur et de même angle d'inclinaison. Les pales 301 peuvent être concaves ou convexes. On observe sur la figure 4, un graphique 40 représentatif de l'amplitude d'un harmonique d'ordre vingt-neuf générée par un mode de réalisation d'un ventilateur symétrique 30 et de l'amplitude d'un harmonique d'ordre vingt-neuf généré par un mode de réalisation 100 d'un ventilateur objet de la présente invention.
Le graphique 40 a pour abscisse 401 la vitesse de rotation en tours par minutes (ou RPM acronyme de «Rotations Per Minute » en terminologie anglo- saxonne) du ventilateur. L'ordonnée 402 est une mesure de puissance acoustique pondérée A en décibel watt (dont l'acronyme est « dB(A)W ») de l'amplitude d'un signal et plus particulièrement d'un signal sonore. La courbe 403 représente l'amplitude de l'harmonique d'ordre vingt-neuf d'un ventilateur symétrique 30 pour des rotations entre zéro et dix-huit mille tours par minute. La courbe 404 représente l'amplitude de l'harmonique d'ordre vingt-neuf d'un mode de réalisation 100 d'un ventilateur objet de la présente invention pour des rotations entre zéro et dix-huit mille tours par minute.
Les courbes 403 et 404 ont été obtenues par les inventeurs à partir d'essais.
On observe que la courbe 403 est en tout point supérieure à la courbe 404. La différence d'amplitude entre la courbe 403 et la courbe 404 est supérieure à trois dB(A)W en certains points de la courbe. Les courbes 403 et 404 sont strictement croissantes. Le maximum atteint par la courbe 403 sur la plage de mesure est proche de quatre-vingt-dix dB(A)W et le maximum atteint par le courbe 404 sur la plage de mesure est proche de quatre-vingt-huit dB(A)W.
La courbe 403 est inférieure à cinquante dB(A)W de zéro à environ deux mille neuf cent tours par minute. La courbe 404 est inférieure à cinquante dB(A)W de zéro à environ trois mille deux cent tours par minute.
L'harmonique d'ordre vingt-neuf dû à la rotation d'un ventilateur symétrique 30 apparaît donc plus tôt et produit plus de bruit que l'harmonique d'ordre vingt-neuf dû à la rotation d'un ventilateur symétrique 10.
On observe sur la figure 5, une vue de face d'un mode de réalisation particulier 50 d'un ventilateur objet de la présente invention.
Le dispositif comporte des pales 501 . Préférentiellement, le nombre de pales 501 est un nombre premier. Le dispositif peut comporter des pales disposées perpendiculairement à une face. La face peut comporter un trou axial 512 recevant un arbre d'un rotor d'une machine électrique tournante. La face est préférentiellement décrite par un diamètre extérieur. Les pales 501 peuvent être droites.
Dans des modes de réalisation, les pales sont convexes ou concaves.
La longueur de la pale peut être définie comme étant la longueur de la courbe d'intersection entre la face extérieure de la pale et la face du ventilateur comportant les pales. Par exemple, les longueurs 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 110 et 11 1 des pales 501 à 51 1 respectivement sont telles que 11 est inférieure à 12 qui est inférieure à 13 et ainsi de suite, la longueur la plus grande étant 11 1 .
La progressivité entre la longueur 11 d'une pale 501 et la longueur 12 d'une pale 502 peut être caractérisée par une fonction positive. Préférentiellement, cette fonction est linéaire et de coefficient directeur strictement positif. Dans des modes de réalisation, le coefficient directeur est strictement supérieur à 1 . Le ratio entre la longueur 11 1 de la pale 51 1 la plus grande et la longueur 11 de la pale 501 la plus petite est supérieur à 1 ,2.
La progressivité de la longueur des pales est préférentiellement appliquée à toutes les pales. Dans des modes de réalisation, la progressivité de la longueur des pales est appliquée à au moins trois pales. Les pales sont de même hauteur, par exemple.
Préférentiellement, la longueur d'arc minimum entre deux pales est supérieure à trois millimètres. Par exemple, la plus petite distance entre deux pales consécutives est supérieure à trois millimètres. La longueur d'arc peut être calculée entre deux points de bout de pale de deux pales adjacentes.
On observe sur la figure 6, une vue de face d'un mode de réalisation particulier 60 d'un ventilateur objet de la présente invention.
Le dispositif comporte des pales 601 . Préférentiellement, le nombre de pales 601 est un nombre premier. Le dispositif peut comporter des pales disposées perpendiculairement à une face. La face peut comporter un trou axial 609 recevant un arbre d'un rotor d'une machine électrique tournante. La face peut préférentiellement être décrite par un diamètre extérieur. Les pales 601 peuvent être droites.
Dans des modes de réalisation, les pales sont convexes ou concaves.
La longueur de la pale peut être définie comme étant la longueur de la courbe d'intersection entre la face extérieure de la pale et la face du ventilateur comportant les pales. Par exemple, les longueurs 11 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 110 et 11 1 des pales sont telles que 11 est inférieure à 12 qui est inférieure à 13 et ainsi de suite, la longueur la plus grande étant 11 1 .
La progressivité entre la longueur 11 d'une pale 601 et la longueur 12 d'une pale 603 peut être caractérisée par une fonction positive. Préférentiellement, cette fonction est linéaire et de coefficient directeur strictement positif. Dans des modes de réalisation, le coefficient directeur est strictement supérieur à 1 . Le ratio entre la longueur 11 1 de la pale la plus grande et la longueur 11 de la pale la plus petite peut être supérieur à 1 ,2.
La progressivité de la longueur des pales est préférentiellement appliquée à toutes les pales. Dans des modes de réalisation, la progressivité de la longueur des pales est appliquée à au moins trois pales. Les pales sont de même hauteur, par exemple.
Des angles d'inclinaison entre les pales peuvent suivre une répartition progressive. Un angle d'inclinaison 605 peut être défini entre :
- une droite 602 passant par :
un point caractéristique dit « point de bout de pale » qui peut être le point de la pale, sur la face du ventilateur comportant les pales et sur la face extérieure de la pale, le plus éloigné de l'axe de rotation du ventilateur et
- un point caractéristique dit « point de début de pale » qui peut être le point de la pale, sur la face du ventilateur comportant les pales et sur la face extérieure de la pale, le plus proche de l'axe de rotation du ventilateur;
- une droite 604 passant par les points caractéristiques correspondants sur la pale adjacente.
La progressivité entre un angle d'inclinaison 605 et un angle d'inclinaison adjacent 608 peut être caractérisée par une fonction positive. Préférentiellement, cette fonction est linéaire et de coefficient directeur strictement positif. Dans des modes de réalisation, le coefficient directeur est strictement supérieur à 1 .
La progressivité de l'inclinaison angulaire des pales est préférentiellement appliquée à toutes les pales. Dans des modes de réalisation, la progressivité de l'inclinaison angulaire est appliquée à au moins trois pales.
Le ratio entre le plus petit angle d'inclinaison 605 et le plus grand angle d'inclinaison 610 est préférentiellement supérieur à 1 ,2.
Dans des modes de réalisation, la progressivité des angles d'inclinaison et la progressivité des longueurs sont liées par une fonction.
Préférentiellement, la longueur d'arc minimum entre deux pales est supérieure à trois millimètres. Par exemple, la plus petite distance entre deux pales consécutives est supérieure à trois millimètres. La longueur d'arc peut être calculée entre deux points de bout de pale de deux pales adjacentes.
On observe sur la figure 7, une vue en perspective d'un mode de réalisation particulier 70 d'un ventilateur objet de la présente invention.
Le dispositif comporte des pales 701 . Préférentiellement, le nombre de pales est un nombre premier. Le dispositif peut comporter des pales disposées perpendiculairement à une face. La face peut comporter un trou axial 704 recevant un arbre d'un rotor d'une machine électrique tournante. La face est préférentiellement décrite par un diamètre extérieur. Les pales 701 peuvent être droites.
Dans des modes de réalisation, les pales sont convexes ou concaves.
La hauteur de la pale peut être définie comme étant une cote prise perpendiculaire à la face comportant les pales entre la face comportant les pales et le point de la pale le plus éloigné de la face comportant les pales.
La progressivité entre la hauteur d'une pale 701 et la hauteur d'une pale 702 peut être caractérisée par une fonction positive. Préférentiellement, cette fonction est linéaire et de coefficient directeur strictement positif. Dans des modes de réalisation le coefficient directeur est strictement supérieur à 1 . Le ratio entre la hauteur de la pale la plus grande et la hauteur de la pale la plus petite peut être supérieur à 1 ,2.
La progressivité de la hauteur des pales est préférentiellement appliquée à toutes les pales. Dans des modes de réalisation, la progressivité de la hauteur des pales est appliquée à au moins trois pales.
Préférentiellement, la longueur d'arc minimum entre deux pales est supérieure à trois millimètres. Par exemple, la plus petite distance entre deux pales consécutives est supérieure à trois millimètres. La longueur d'arc peut être calculée entre deux points de bout de pale de deux pales adjacentes.
La face comportant les pales peut comporter une répartition de matière progressive 703 configurée pour équilibrer le ventilateur en fonction de la progressivité des hauteurs.
Préférentiellement, la répartition de matière progressive est effectuée par ajout de matière par rapport à un ventilateur suivant un mode de réalisation 70 sans répartition de matière progressive. L'ajout de matière progressive peut être réalisé au moment de la fabrication de la pièce. L'ajout de matière peut être un dépôt de matière dont la quantité augmente en suivant la circonférence du ventilateur selon un sens donné. L'ajout de matière peut être localisé au pourtour d'un trou axial du ventilateur.
Dans des modes de réalisation, la répartition de matière progressive par ajout de matière est localisée sur une face du ventilateur parallèle à la face comportant les pales.
Dans des modes de réalisation, la répartition de matière progressive est réalisée par enlèvement de matière.
On observe sur la figure 8, une vue en perspective d'un mode de réalisation particulier 80 d'un ventilateur objet de la présente invention.
Le mode de réalisation 80 peut comporter une progressivité de hauteur pour au moins trois pales et une progressivité de longueur pour au moins trois autres pales. Préférentiellement, la progressivité est appliquée à des pales adjacentes.
Dans des modes de réalisation, des groupes d'au moins trois pales peuvent :
- avoir une progressivité des angles d'espacement,
- avoir une progressivité de la hauteur,
- avoir une progressivité de la longueur,
- avoir une progressivité des angles d'inclinaison,
- avoir une combinaison de progressivités d'au moins deux progressivités parmi les trois précédentes ou
- ne pas avoir de progressivité.
Dans des modes de réalisation, deux groupes d'au moins trois pales différents ont une même progressivité parmi les choix énoncés au paragraphe précédent. Les caractéristiques de la progressivité peuvent être identiques ou différentes.
Préférentiellement, l'angle d'espacement est défini comme étant entre :
- une droite passant par :
un point caractéristique dit « point de bout de pale » qui peut être le point de la pale, sur la face du ventilateur comportant les pales et sur la face extérieure de la pale, le plus éloigné de l'axe de rotation du ventilateur et
- l'axe de rotation du ventilateur ;
- une droite passant par :
- un point caractéristique sur une pale adjacente aussi caractérisé comme étant un point de bout de pale et
- l'axe de rotation du ventilateur.
Préférentiellement, l'angle d'inclinaison est défini comme étant entre :
- une droite passant par :
un point caractéristique dit « point de bout de pale » qui peut être le point de la pale, sur la face du ventilateur comportant les pales et sur la face extérieure de la pale, le plus éloigné de l'axe de rotation du ventilateur et
- un point caractéristique dit « point de début de pale » qui peut être le point de la pale, sur la face du ventilateur comportant les pales et sur la face extérieure de la pale, le plus proche de l'axe de rotation du ventilateur;
- une droite passant par les points caractéristiques correspondants sur la pale adjacente.
Le dispositif comporte des pales 801 . Préférentiellement, le nombre de pales est un nombre premier. Le dispositif peut comporter des pales disposées perpendiculairement à une face. La face peut comporter un trou axial 806 recevant un arbre d'un rotor d'une machine électrique tournante. La face est préférentiellement décrite par un diamètre extérieur. Les pales 801 peuvent être droites.
Dans des modes de réalisation, les pales sont convexes ou concaves.
Une partie des pales peut avoir une progressivité en hauteur et une autre partie des pales peut avoir une progressivité en longueur.
La progressivité entre la longueur d'une pale 801 et la longueur d'une pale 802 peut être caractérisée par une fonction positive. Préférentiellement, cette fonction est linéaire et de coefficient directeur strictement positif. Dans des modes de réalisation, le coefficient directeur est strictement supérieur à 1 . Le ratio entre la longueur de la pale la plus grande et la longueur de la pale la plus petite peut être supérieur à 1 ,2. Dans des modes de réalisation, la progressivité de la longueur des pales est appliquée à au moins trois pales. Les pales auxquelles la progressivité de longueur est appliquée sont de même hauteur, par exemple.
La progressivité entre la hauteur d'une pale 803 et la hauteur d'une pale 804 peut être caractérisée par une fonction positive. Préférentiellement, cette fonction est linéaire et de coefficient directeur strictement positif. Dans des modes de réalisation, le coefficient directeur est strictement supérieur à 1 . Le ratio entre la hauteur de la pale la plus haute et la hauteur de la pale la plus basse peut être supérieur à 1 ,2.
Dans des modes de réalisation, la progressivité de la hauteur des pales est appliquée à au moins trois pales. Les pales auxquelles la progressivité de hauteur est appliquée sont de même longueur, par exemple.
Préférentiellement, la longueur d'arc minimum entre deux pales est supérieure à trois millimètres. Par exemple, la plus petite distance entre deux pales consécutives est supérieure à trois millimètres. La longueur d'arc peut être calculée entre deux points de bout de pale de deux pales adjacentes.
La face comportant les pales peut comporter une répartition de matière progressive 805 configurée pour équilibrer le ventilateur en fonction de la progressivité des hauteurs et des longueurs.
Préférentiellement, la répartition de matière progressive est effectuée par enlèvement de matière par rapport à un ventilateur suivant un mode de réalisation 80 sans répartition de matière progressive. L'enlèvement de matière progressive peut être réalisé au moment de la fabrication de la pièce ou lors d'un usinage ultérieur.
Dans des modes de réalisation, au moins deux caractéristiques sont progressives et sont choisies dans le groupe comprenant :
- l'angle d'espacement,
- la longueur,
- la hauteur,
- l'angle d'inclinaison.
On observe sur la figure 9, une vue en perspective d'un mode de réalisation particulier 90 d'un ventilateur objet de la présente invention. Le mode de réalisation 90 peut comporter une progressivité de hauteur et de longueur pour au moins trois pales. La progressivité de hauteur peut être une fonction de la progressivité de longueur. Par exemple, la hauteur peut varier de façon proportionnelle à la longueur.
Dans des modes de réalisation, la double progressivité est appliquée à toutes les pales. Dans des modes de réalisation, au moins deux caractéristiques sont progressives et les caractéristiques des progressivités sont liées par une fonction. Les caractéristiques qui peuvent être progressives sont :
- les angles d'espacement,
- la hauteur,
- la longueur,
- les angles d'inclinaison.
Préférentiellement, l'angle d'espacement est défini comme étant entre :
- une droite passant par :
un point caractéristique dit « point de bout de pale » qui peut être le point de la pale, sur la face du ventilateur comportant les pales et sur la face extérieure de la pale, le plus éloigné de l'axe de rotation du ventilateur et
- l'axe de rotation du ventilateur ;
- une droite passant par :
- un point caractéristique sur une pale adjacente aussi caractérisé comme étant un point de bout de pale et
- l'axe de rotation du ventilateur.
Préférentiellement, l'angle d'inclinaison est défini comme étant entre :
- une droite passant par :
un point caractéristique dit « point de bout de pale » qui peut être le point de la pale, sur la face du ventilateur comportant les pales et sur la face extérieure de la pale, le plus éloigné de l'axe de rotation du ventilateur et
- un point caractéristique dit « point de début de pale » qui peut être le point de la pale, sur la face du ventilateur comportant les pales et sur la face extérieure de la pale, le plus proche de l'axe de rotation du ventilateur; - une droite passant par les points caractéristiques correspondants sur la pale adjacente.
Dans des modes de réalisation au moins deux groupes d'au moins trois pales différents peuvent avoir une même progressivité. Les caractéristiques de la progressivité peuvent être identiques ou différentes.
Dans des modes de réalisation, une partie des pales peut avoir une progressivité de plusieurs caractéristiques et une autre partie des pales peut avoir une progressivité de plusieurs caractéristiques différentes.
Le mode de réalisation 90 comporter deux pièces 903 et 904 assemblées. Préférentiellement, l'assemblage est fait par soudage. La pièce 903 peut comporter des pales 901 . La pièce 904 peut comporter des pales 902. Préférentiellement, le nombre de pales du dispositif est un nombre premier. Par exemple, la somme du nombre de pales 901 et du nombre de pales 902 est un nombre premier.
Le dispositif peut comporter des pales disposées perpendiculairement à une face. La face peut comporter un trou axial 905 recevant un arbre d'un rotor d'une machine électrique tournante. La face peut préférentiellement être décrite par un diamètre extérieur. Les pales 901 et 902 peuvent être droites.
Dans des modes de réalisation, les pales sont convexes ou concaves. Les progressivités du dispositif peuvent être caractérisées par des fonctions positives. Préférentiellement, ces fonctions sont linéaires et de coefficients directeurs strictement positifs. Dans des modes de réalisation, les coefficients directeurs sont strictement supérieurs à 1 . Le ratio entre la caractéristique de la pale la plus grande et la caractéristique de la pale la plus petite peut être supérieur à 1 ,2.
Préférentiellement, la longueur d'arc minimum entre deux pales est supérieure à trois millimètres. Par exemple, la plus petite distance entre deux pales consécutives est supérieure à trois millimètres. La longueur d'arc peut être calculée entre deux points de bout de pale de deux pales adjacentes.
La face comportant les pales peut comporter une répartition de matière progressive configurée pour équilibrer le ventilateur en fonction de la progressivité des hauteurs et des longueurs. Dans des modes de réalisation, la progressivité des pales peut être indépendante du sens de rotation du ventilateur.
Les modes de réalisation cités précédemment peuvent être :
- en matériau comportant majoritairement de l'aluminium et obtenus par pliage,
- en matériau comportant majoritairement de l'aluminium et obtenus par moulage,
- en tôle et obtenu par pliage ou
- en matière plastique et obtenu par moulage.
Les modes de réalisation cités précédemment peuvent être obtenus par assemblage de deux pièces comportant des pales. Les deux pièces peuvent être :
- en matériau comportant majoritairement de l'aluminium et obtenus par pliage,
- en matériau comportant majoritairement de l'aluminium et obtenus par moulage,
- en tôle et obtenu par pliage ou
- en matière plastique et obtenu par moulage.
Préférentiellement, les deux pièces ont le même matériau et le même mode de fabrication.
On observe sur la figure 10, un mode de réalisation particulier d'un véhicule 1000 objet de la présente invention.
Le véhicule 1000 peut comporter une machine électrique tournante tel un moteur, un alternateur ou un alterno-démarreur qui comporte au moins un ventilateur 100. Dans des modes de réalisation, le véhicule 1000 comporte un mode de réalisation 20, 50, 60, 70, 80, 90 ou tout autre mode de réalisation cité précédemment du ventilateur objet de la présente invention. Préférentiellement, le véhicule comporte deux ventilateurs parmi les modes de réalisation cités précédemment. Les deux ventilateurs peuvent être identiques.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Ventilateur (100) de machine électrique tournante comportant au moins trois pales (101 ) caractérisé en ce qu'au moins une caractéristique des pales est, en suivant la circonférence du ventilateur selon un sens donné, progressive pour au moins trois pales consécutives, la caractéristique pouvant être choisie dans le groupe comportant :
- un angle d'espacement (102) entre une droite passant par un point caractéristique (103) d'une pale et un axe de rotation du ventilateur (104), et une droite passant par un point caractéristique (105) correspondant d'une pale adjacente et l'axe de rotation du ventilateur,
- une hauteur de la pale,
- une longueur de la pale et
- un angle d'inclinaison (605) entre une droite (602) passant par deux points caractéristiques d'une pale et une droite (604) passant par deux points caractéristiques correspondants d'une pale adjacente.
2. Ventilateur (100) de machine électrique tournante selon la revendication 1 , dont au moins une caractéristique des pales (101 ) est progressive pour l'ensemble des pales du ventilateur.
3. Ventilateur (100) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 1 ou 2, dont le nombre de pales (101 ) est un nombre premier.
4. Ventilateur (100) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 1 à 3, dont la somme des angles d'espacement (102) entre les pales (101 ) est égale à 360°.
5. Ventilateur (100) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 1 à 4, dont la plus petite distance entre deux pales (101 ) consécutives est supérieure à trois millimètres.
6. Ventilateur (100) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 1 à 5, dont la longueur d'arc minimum entre deux pales (101 ) est supérieure à trois millimètres.
7. Ventilateur (100) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 1 à 6, dont la progressivité des angles d'espacement (102) entre les pales (101 ) est définie par une fonction positive.
8. Ventilateur (100) de machine électrique tournante selon la revendication 4, dont la fonction de progressivité des angles d'espacement
(102) entre les pales (101 ) est linéaire.
9. Ventilateur (100) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 7 ou 8, dont le ratio entre l'angle d'espacement le plus grand (107) entre deux pales et l'angle d'espacement le plus petit (108) entre deux pales est supérieur à 1 ,2.
10. Ventilateur (50) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 1 à 9, dont la progressivité de la longueur (11 ) de la pale (501 ) est définie par une fonction positive.
1 1 . Ventilateur (50) de machine électrique tournante selon la revendication 10, dont la fonction de progressivité de la longueur (11 ) de la pale (501 ) est linéaire.
12. Ventilateur (50) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 10 ou 1 1 , dont le ratio entre la longueur (11 1 ) de la pale (51 1 ) la plus grande et la longueur (11 ) de la pale (501 ) la plus petite est supérieur à 1 ,2.
13. Ventilateur (60) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 1 à 12, dont la progressivité des angles d'inclinaison (605) entre les pales (601 ) est définie par une fonction positive.
14. Ventilateur (60) de machine électrique tournante selon la revendication 13, dont la fonction de progressivité des angles d'inclinaison (605) entre les pales (601 ) est linéaire.
15. Ventilateur (60) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 13 ou 14, dont le ratio entre l'angle d'inclinaison le plus grand (610) et l'angle d'inclinaison le plus petit (605) est supérieur à 1 ,2.
16. Ventilateur (70) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 1 à 15, dont la progressivité de la hauteur de la pale (701 ) est définie par une fonction positive.
17. Ventilateur (70) de machine électrique tournante selon la revendication 14, dont la fonction de progressivité de la hauteur de la pale (701 ) est linéaire.
18. Ventilateur (70) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 16 ou 17, dont le ratio entre la hauteur de la pale (701 ) la plus grande et la hauteur de la pale la plus petite est supérieur à 1 ,2.
19. Ventilateur (80) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 1 à 18, dont au moins deux caractéristiques des pales (801 ) sont progressives.
20. Ventilateur (90) de machine électrique tournante selon la revendication 19, dont la progressivité d'au moins une caractéristique de la pale (901 ) est une fonction de la progressivité d'au moins une autre caractéristique de la pale.
21 . Ventilateur (70) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 1 à 20, qui comporte une répartition de matière progressive (703) configurée pour équilibrer le ventilateur en fonction de la progressivité d'au moins une caractéristique d'au moins trois pales (701 ).
22. Ventilateur (70) de machine électrique tournante selon la revendication 21 , dont la répartition de matière progressive (703) est réalisée par ajout de matière.
23. Ventilateur (70) de machine électrique tournante selon la revendication 22, dont l'ajout de matière (703) est réalisé par dépôt de matière dont la quantité augmente en suivant la circonférence du ventilateur selon un sens donné.
24. Ventilateur (70) de machine électrique tournante selon la revendication 23, dont le dépôt (703) se situe au pourtour d'un trou axial (704) du ventilateur.
25. Ventilateur (80) de machine électrique tournante selon la revendication 21 , dont la répartition de matière progressive (805) est réalisée par enlèvement de matière.
26. Ventilateur (100) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 1 à 25, dont le matériau de fabrication d'au moins une pièce du ventilateur comporte majoritairement de l'aluminium.
27. Ventilateur (100) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 1 à 25, dont au moins une pièce du ventilateur est obtenue à partir de tôle.
28. Ventilateur (100) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 26 ou 27, dont au moins une pièce du ventilateur est obtenue par pliage.
29. Ventilateur (100) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 1 à 25, dont au moins une pièce du ventilateur est en matière plastique.
30. Ventilateur (100) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 26 ou 29, dont au moins une pièce du ventilateur est obtenue par moulage.
31 . Ventilateur (90) de machine électrique tournante selon l'une des revendications 1 à 30, obtenu par assemblage d'au moins deux pièces (903 et 904) comportant des pales.
32. Véhicule (1000) caractérisé en ce qu'il comporte au moins un ventilateur (100) selon l'une des revendications 1 à 31 .
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