Brevet FR2037117A1 — publié le 19701231

Du fait de leur oonstruction ramassée et de leur vitesse de rotation élevée, les machines électriques tournantes dont l'auto-ventilation est assurée par un ventilateur centrifuge émettent souvent un bruit de sirène y prenant naissance au niveau des nervures de l'enveloppe du ventilateur. L'intensité de ce bruit de sirène. varie en sens inverse de la distance séparant ces nervures des extrémités des ailettes0 L'exécution ramassée empêche souvent de prévoir pour cet écartement une valeur suffisanteO Les dispositiXs les plus connus en vue de diminuer ce bruit de sirène sont décrits brièvement ci-dessous La roue du ventilateur est divisée en deux ou plusieurs secteurs et, à l'intérieur de chacun de ceux-ci, les distances séparant deux ailettes voisines augmentent chaque fois d'une faible quantité. Deux ou plusieurs ailettes du ventilateur sont groupées entre elles à la périphérie de celui-ci. Mais dans ce cas les écartements entre ailettes d'un même groupe sont différents et ne varient pas régulièrement0 Dans les groupes successifs ces écarts se reproduisent dans le même ordre. Enfin, il existe aussi une disposition dans laquelle les écarts entre deux ailettes voisines sont telles qu'elles. diffèrent fortement d'une variation régulière. Autrement dit, on adopte pour le pas de l'ailettage la plus grande irrégularité possible Vis-à-vis d'une roue comportant une répartition-régulière des ailettes c'est-à-dire la même distance entre deux ailettes successives, les dispositifs décrits ci-dessus ont pour objet de répartir entre des sons de hauteurs différentes l'énergie sonore concentrée initialement dans un seul son ; ce qui veut dire que le niveau sonore exprimé en décibels reste à peu près le mâme que celui d'une roue de ventilateur dont les ailettes sont réparties régulièrement0 L'impression subjective d'une diminution , produite par les dispositifs évoqués ci-dessus , provient du degré d'irrégularité apporté au pas de l'ailettage ; étant entendu que, si celui-ci est très important, il faudra accepter en contre-partie un fort déséquilibrage de la roue et un rendement aérodynamique moins bono Comme on le sait l'effet de sirène est dû à l'intéraction s'exerçant entre la roue du ventilateur et les nervures fixés de l'enveloppe qui l'entoure.Les ailettes du ventilateur produisent une certaine répartition du flux d'air à la sortie du ventilateur0 La rotation provoque la succession périodique de zones dans lesquelles la vitesse de l'air est dif férente et agit s w chaque nervure fixée. I1 s'ensuit des pul- sations périodiques de pression qui se superposent-à la pression statique de l'air, et.qui sont perçues comme une émission sonore.Les dispositifs connus jusqu'à présent s'efforçaient en altérant la périodicité de ces pulsations d'obtenir une diminution de "l'effet de sirène"0 Le but de l'invention est de réaliser à présent un dispositif en vue de diminuer le bruit produit par les roues des compresseurs centrifuges comportant plusieurs ailettes, en particulier dans le cas des ventilateur-s destinés aux machines élèctriques auto-ventilés, en atténuant l'intensité des pulsations de pression se produisant dans le ventilateur0 Conformément à l'invention, ce résultat sera atteint en disposant les nervures de l'enveloppe obliquement par rapport à l'axe de ce dernier, et en leur donnant une section trapézoidale dont la plus petite des taces sera tournée vers la roue du ventilateur. Quelques exemples d1-exéeutions conformes à l'invention sont décrits plus en détail à l'aide du dessin joint. La figure 1 représente une vue en élévation d'un ventilateur centrifuge destiné à assurer'l'auto-ventilation d'une machine électrique ; la figure 2 représente une coupe suivant A-A de la figure 1 ; la ligure 3 reproduit à plus grande échelle la partie inférieure de l'enveloppe du ventilateur de la figure 1. Sur la figure 4, on a représenté une coupe suivant C-C d'une nervure de l'enveloppe telle.qu'elle apparaît sur la figure 3 ; tandis que les figures 5 et.6 montrent à l'aide d'une coupe suivant B-S de la figure 3 deux tormes possibles pouvant être adoptées pour ces nervures; La roue 1 du ventilateur est entourée par une enveloppe 2 et les nervures sont désignées par 3.Sur la figure 1, 4 représente la carcasse du moiteur, Comme il ressort des figures, les ner vures 3 de l'enveloppe 2 du ventilateur sont placées obliquement par rapport à l'axe de la roue 1, et suivant un angle ss = arc tg z , t étant le pas de l'ailettàge et t t la largeur d'une ailette. La nervure 3 présente en coupe la forme d'un trapèze, et il est important que la plus petite des faces parallèles de ce trapèe soit tournée vers la roue. L'angle du flanc de la nervure doit être choisi assez grand, 450 au moins, car l'intensité de "l'effet de sirène diminue quand cet angle augmente, Les flancs trapézoïdaux peuvent être soit droits (figure 5), soit présenter un évidement arrondi (figure 6). Dans les deux cas, il est indiqué d'adopter pour le trapèze formé par la nervure 3 une hauteur h égale à 0,5 -0,6 t (t étant le pas de l'ailettage), et poUr la face parallèle tournée vers la roue 1, une longueur "c" aussi faible que possible.Comme le montre la figure 2, les nervures sont disposées de telle sorte que deux nervures successives soient symétriques, Bien que les exemples d'exécution décrits concernent des roues de ventilateur munies d'ailettes également espacées, le dispositif conforme à l'invention peut s'appliquer à des roues de ventilateurs comportant des ailettes d'écartements différents, et, en vue également d'atténuer le bruit, à des compresseurs centrifuges0 Contrairement aux dispositifs connus, dans lesquels la diminution de "l'effet de sirène est obtenu en agissant sur la conception de la roue du ventilateur, cette diminution est atteinte conformément à l'invention par une disposition particulière des nervures de l'enveloppe du ventilateur et en adoptant pour ces nervures une forme judicieuse. On a, par ce moyen, la possibilité de prévoir pour le ventilateur des dispositions optima, tant en ce qui concerne ses caractéristi ques méaniques que ses performances. La diminution de Baefèt de sirène" est dans une large mesure indépendante de la vitesse de rotation du ventilateur, et ne dépend pas d'une diminution de la puissance absorbée par pe dernier. Même dans le cas oW l'intervalle est très faible, on obtient une diminution importante de cet effet, Des essais comparatifs effectués à une vitesse de 2.500 t/m entre un ventilateur de construction courante comportant des nervures de section rectangulaire et un autre, conforme à la présente invention, muni de nervures de section trapézoïdale, ont donné à l'avantage du dispositif conforme à l'invention, pour des sections à peu près équivalentes et une distance entre les nervures et la roue de 10 m/m , en ce qui concerne "l'effet de sirène" * une diminution du niveau sonore de 9 à 10 décibels pour la fréquence fondamentale, et une diminution du bruit de 6 à 7 décibels0 REVENI CA T IONS lo Dispositif en vue de diminuer le bruit produit par les roues des compresseurs centrifuges et en particulier des ventilateurs centrifuges, comportant plusieurs ailettes, destinés au refroidissement des machines électriques auto-ventilées, caractérisé en ce que les nervures de l'enveloppe de la roue du ventilateur sont disposées obliquement par rapport à l'axe de ce dernier, et présentent une section tra pézoidale dont la plus petite des faces parallèle est tournée vers la roue du ventilateur. 2o Dispositif conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que les flancs trapézoldaux des nervures de l'enveloppe sont droits, 3. Dispositif conforme à la revendication 1 caractérisé en ce qUe les flancs trapézoïdaux présentent un évidement arrondi. 4. Dispositif conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que la hauteur du trapèze formé par la ner vure de l'enveloppe est égale à environ 0,5 - 0,6 t (t = pas de l'ailettage), et en ce que la longueur de la face parallèle qui est tournée vers le ventilateur est aussi faible que pos sigle, 5. Dispositif conforme à la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'angle formé par le flanc de la nervure de l'enveloppe est d'au moins 450 60 Dispositif conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que l'angle ss d'inclinaison des nervures de t l'enveloppe est choisi de telle sorte que ss = arc tg t , t étant le pas de l'ailettage et L la largeur d'une ailette. 7. Dispositif conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que deux nervures qui se suivent sont disposées symétriquement.