Brevet FR2273963A1 — publié le 19760102

La présente invention concerne des roues à aubes pour pompes et ventilateurs dans lesquelles il y a une variation d'angle dans la zone allant de l'arête d'attaque à l'arrête de sortie. De nos jours, on utilise pour les roues à aubes des pompes hydrodynamiques et ventilateurs, des aubes ou palettes présentant une forme dans laquelle 1 'angle varie d'une façon progressive dans une direction, soit en augmentant, soit en restant constant. Il en résulte que le moment cinétiqueàe l'impulsion donné par la relation M = . Q ( r . cu ), dans laquelle M est le moment ci- nétique d'impulsion, P la densité du fluide refoulé, Q la quantité refoulée par unité de temps, r le rayon général et cU la coupe posante de vitesse absolue, varie progressivement de l'entrée à la sortie de telle sorte qu'il atteint sa valeur maximale à la sortie. Les aubes ou palettes construites de cette façon apparais sent,après développement dans un plan, comme simplement courbées ou comme rectilignes (sous forme de spirale logarithaique). La solution qui vient d'être indiquée èst considérée en général com- me une solution optimale.Les propriétés hydrauliques des aubes ou palettes construites de cette façon sont pratiquement impossi- bles à améliorer. Un but de la présente invention est de réaliser une conatruction des palettes ou aubes de turbine pour pompes hydrodynamiques qui permette d'améliorer les propriétés hydrauliques les plus importantes de la pompe, c'est-à-dire le rendement et les caractéristiques de cavitation, tout en réduisant les pulsations et en abaissant le niveau de bruit. L'invention, qui concerne l:aube d'une roue de pompe hydrodynamique ou la palette d'un ventilateur, résout ce problème elle est caractérisée en ce que l'angle des aubes ou palettes du côté compression va en augmentant progressivement depuis l'arrête d'attaque jusqu'à un premier point (B) qui est le point d'intersection du côté compression de l'aube avec la spirale logarithoi- que partant de l'arrête de sortie de l'aube voisine et traversant transversalement le canal d'aubes, et en ce que l'angle des aubes atteint audit premier point (B) une valeur maximale qui est supérieure de 100 à oe0 à l'angle d'entrée, tandis que l'angle d'in inclinaison de la spirale logarithmique sur les circonférences typant leur centre sur l'axe de rotation varie dans une gamme de 100 et 400 et, que de plus, l'angle des aubes va en diminuant progressivement du côté compression depuis ledit premier point (B) jusqu'à l'arrête de sortie de l'aube côté compression de sorte que, à la sortie, il est inférieur de 50 à 500 à l'angle audit premier point (B), l'angle d'aube du côté aspiration va diminuant progressivement depuis l'arase d'entrée jusqu'à un second point (A) qui est le point d'intersection, du côté aspiration, de l'aube avec la spirale logarithmique partant de l'arête d'entrée de l'aube voisine et passant transversalement à travers le canal d'aubes, la diminution de l'angle étant comprise entre LO et 200 et l'angle d'inclinaison de la spirale logarithmique sur les circonférences ayant leur centre sur l'axe de rotation variant dans une gamme de 100 à 40 , tandis que l'angle d'aube va en augmentant progressivement du côté aspiration depuis ledit second point (A) en direction de la sortie, où il est supérieur de 100 à 60 à l'angle audit premier point (A). La valeur de l'angle dans les secteurs entre l'arête d'ente le point 4 le point (3) et l'arête de sortie est fonction du degré de réaction de l'aube exigé dans le fluide refoulé. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple,en référence au dessin annexé, dans lequel la figure 1 représente une coupe de la roue à aubes la figure 2 est une coupe de la roue à aubes effectuée suivant le plan I-Ia de la figure 1 la figure 3 représente schématiquement la variation de la forme de l'aube représentée à la figure 2, depuis l'entrée jusqu' à la sortie. L'aube ou ailette 11 de la roue à aubes montée sur l'arbre 12 présente une nouvelle forme dont le tracé est donné par l'an- gle d'inclinaison par rapport au sens de rotation,suivant la représentation en développé que montre la figure 3. Comme le montre cette figure 3, l'angle de l'aube 11 va en augmentant progressivement sur le c8té compression de l'aube 11, depuis l'arrête d' entrée 13 jusqu'au point (B)à partir duquel il diminue progressivement jusqu 'à ce qu'il atteigne sa valeur minimale au niveau de l'arrête de sortie 14.Le point(B)est le point d'intersection de la spirale logarithmique 16 avec le côté compression de l'aube 11, cette spirale logarithmique 16 partant de l'arrête de sortie 14 de l'aube voisine 11' et traversant transversalement le canal d'aubes. Du côté aspiration de l'aube 11, l'angle d'inclinaison d entrez de l'aube va en diminuant progressivement depuis l'arete jus- qu'au point (A) qui est le point d'intersection de la spirale logarithmique 17 avec le côté aspiration de l'aube, ladite spirale logarithmique 17 partant de l'cette d'entrée 13' de l'aube voisine ll' et traversant transversalement le canal d'aubes.En partant du point(A)et jusqu'à l'arrête de sortie 14, l'angle de 1' aube 11 du côté compression va en augmentant progressivement. La forme des spirales logarithmiques 16, 17 et par conséquent également la position des points (A) et (B), sont déterminées par calcul effectué d'après une méthode analytique. D'une façon semblable, le calcul analytique détermine la variation de l'angle dans les secteurs susdits en fonction du degré de réaction de la roue à aubes et des paramètres prévus.En principe, les valeurs angulaires sont les suivantes : du côté compression, la valeur de l'angle au point (B) est supérieure de 100 à 300 à la valeur de 1' 16 angle d'entrée, l'angle d'inclinaison de la spirale logarithriqu sur les circonférences ayant leur centre sur l'axe de rotation varie dans la gamme de 100 à 400 et l'angle d'aube à la sortie est inférieur de 50 à 50 à l'angle au point(B); du côté aspiration, l'angle d'aube au point(8) est inférieur de 10 à 200 à angle d'entrée, l'angle d'inclinaison de la spirale logarithmique surlesdrconférences ayant leur centre sur l'axe de rotation varie dans une gamme de 100 à 400 et à la sortie l'angle d'aube est supérieur de 100 à 600 à l'angle au point (À). Comparativement aux types de réalisation connus, les roues à aubes selon l'invention présentent de meilleures propriétés hydrauliques. De plus, les pulsations de compression sont notablement plus petites parallèlement ê une augmentation de la vitesse du liquide refoulé, les propriétés de cavitation et la stabilité de caractéristique sont améliorées et, pour quelques types de pompes, on constate une augmentation importante du rendement. REVENDICATION Aube ou palette de roue de pompes hydrodynamiques et de -ventilateurs, dans laquelle l'angle d'aube varie entre l'arête d'en- trée et l'arête de sortie, caractérisée en ce que l'angle d'aube du côté compression va en augmentant progressivement depuis 1' arête d'entrée jusqu'à un premier point (B) qui est le point d' intersection du côté compression de l'aube avec la spirale logarithmique partant de l'arête de sortie de l'aube voisine et traversant transversalement le canal d'aubes et en ce que l'angle d' aube atteint audit premier point (B) une valeur maximale qui est supérieure de 100 à 600 à l'angle d'entrée tandis que l'angle d' inclinaison de la spiraltlogaritheique sur les circonférences ayant leur centre sur l'axe de rotation varie dans une gamme de 100 à 400 et que, de plus l'angle d'aube va en diminuant progressivement du côté compression depuis ledit premier point (B) jusqu'à l'arête de sortie de l'aube côté compression, de sorte qu'à la sortie, il est inférieur de 50 à 50 à l'angle audit premier point (B), l'angle d'aube du côté aspiration va en diminuant pro gressivement depuis l'arête d'entrée jusqu'à un second point (A) qui est le point d'intersection du côté aspiration de l'aube avec la spirale logarithmique partant de l'arête d'entrée de l'aube voisine et passant transversalement à travers le canal d'aubes, la diminution de l'angle étant comprise entre 10 et 200 et l'angle d'inclinaison de la spirale logarithmique sur les circonférences ayant leur centre sur l'axe de rotation variant dans la gamme de 100 à 400, l'angle d'aube sur le côté aspiration allant en augmentant progressivement depuis ledit second point (A) en direction de la sortie où il est supérieur de 100 & 60 à l'angle audit second point (A).