Brevet FR2297336A1 — publié le 19760806

La présente invention concerne un ensemble à grand diamètre de ventilateurs hélicoidaus destins notamment à engendrer le courant d'air de refroidissement qui circule dans les grandes tours de réfrigérartion. I1 est courant d'utiliser de grands ventilateurs hélice cotidaux dont. le diamètre peut atteindre sis-mèwres ou davantage pour engendrer le courant d'air qui doit circuler dans les tours de réfrigération. I1 faut actuellement recouvrir le moyeu de ces ventilateurs hél-icoidaux d'un grand disque central pour empêcher le courant d air engendré de repasser en sens inverse par la région centrale du ventilateur par suite de la différence entre les. pressions qui règnent au-dessus et audessous de son hélice. La:conceptionmécanique du dispositif a pour effet de faire crotte le diamètre de ce disque en fonction de celui de l'hé- linge. Au niveau de son disque central, le ventilateur n'engendre aucun courant d'air ascendant, et l'aire inefficace correspondante peut atteindre 25 ffi de l'aire totale balayée par le ventilateur hélicoSdal. Les fabricants de ces ventilateurs essaient de réduire au minimum l'aire de ce disque central en déterminant judicieusement les paramètres du fonctionnement du ventilateur pour l'application considérée. Ils cherchent surtout à équilibrer la vitisse relativement élevée de l'hélice en bout de pales et la vitesse plus faible du disque central, mais, méme dans le meil lear cas, les bras qui relient le moyeu de l'hélice aux extrémités intérieures de ses pales doivent avoir une certaine longueur pour que ces extrémités aient une certaine vitesse. L'aire qui correspond à ce moyeu et à ces bras doit être obstruée par un disque afin d'empocher l'air d'y repasser en sens inverse. La présente invention concerne donc essentiellement un assemblage à grand diamètre de ventilateurs hélicoidaux, capable d'une part de supprimer les inconvénients dus à la présence du disque précité, d'autre part d'engendrer aussi un courant d'air dans la région normalement occupée par ce disque et où l'air est stagnant, enfin de réduire au minimum dans cette région les tourbillons engendrés par l'hélice à grand diamètre. A ces fins, la présente invention consiste à remplacer le disque dentral par un autre ventilateur héllcordal à petit diamètre et tournant à grande vitesse, mené par un engrenage multiplicateursslui-même mené par l'arbre du grand ventilateur. La vitesse de rotation du petit ventilateur est deux à trois fois supérieure à celle du grand, ce qui rend inutile le grand disque central. En pratique, le petit ventilateur engendre aussi un courant d'air ascendant dans la région où il stagne lorsqu'elle est occupée par le disque. Il est possible de faire tourner le petit ventilateur en sens inverse du grand pour réduire au minimum les tourbillons aérodynamiques engendre par ce dernier. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nullement limitatifs et lequel la figure 1 représente à titre d'exemple en coupe verticale une tour de réfrigération à laquelle est incorporé l'assemblage de ventilateurs selon l'invention la figure 2 représente schématiquement et partiellement en coupe, à plus grande échelle, la partie centrale de lassem- blage de ventilateurs précité ; et la figure 3 est une coupe d'une autre forme de reali- sation du multiplicateur de vitesse de la figure 2. la figure 1 représente schématiquement une tour 10 de réfrigération dont le sommet 12 du corps 11 forme un bac 13 destiné à répartir en pluie par des ajutages 15 le liquide à refroidir qui est pompé en 14 dans le bac. La tour forme 2lité- rieurement une colonne de contact 16 pleine d'une matière de remplissage non représentée dans laquelle descend le liquide finalement recueilli dans un bassin 18 dont il sort en 19. In ensem- blv moteur 22 fait tourner dans une cheminée 21 un assemblage 20 de ventilateurs selon l'invention qui aspire l'air de Ms en haut en lui faisant traverser latéralement la tour pour 11 évacuer par la cheminée 21.Le courant d'air aspiré passe par un dispositif de persiennes 27 dans la colonne 16 qutil traverse pour en sortir entre des déflecteurs 25 qui le régularisent avant sa sortie de la tour par l'orifice inférieur 26 de la cheminée 21, comme le montrent les flèches de la figure 1. Comme le montrent les figures 1 et 2, l'ensemble 22 comporte un moteur 30 et un réducteur de vitesse 32. Il est monté sur un support 34slui-meme monté sur la charpente de la tour de façon convenable. L'assemblage 20 selon l'invention, assujetti à l'arbre mené 36 du réducteur de vitesse 32, comprend deux ventilateurs, l'un de grand diamètre 40 et l'autre de petit diamètre 50 très proche du premier. Le ventilateur 40 comporte un moyeu 44 d'où partent deux bras rayonnants 46 destinés chacun à supporter l'extrémité intérieure de l'une des deux pales 48 de l'hélice du ventilateur. Ces pales 48 peuvent avoir une structure et un profil classiques, et le diamètre de l'hélice qu'elles forment est généralement compris entre 6 et 15 m ou davantage. Jusqutà présent, la région correspondant à l'ensemble 42 constitué par le moyeu 44 et les bras 46 est couramment obstruée par un disque central indiqué par la ligne en traits mixtes de la figure 2. Dans le cadre de l'invention, ce disque est remplacé, au-dessus de l'ensemble 42, par un ventilateur 50 à petit diamètre dont le moyeu 52 supporte une hélice classique à deux pales 54 dont les extrémités libres, ou bien ne vont pas tout à fait jusqu'aux extrémités intérieures des pales 48 du grand ven tilateursou bien les chevauchent légèrement. Le moyeu 52 est fi xé à un palier à douille 56 qui entoure un arbre 58 solidaire de l'arbre mené 36 du réducteur 32. L'arbre 58 et le palier 56 pénètrent dans le carter 60, situé au-dessus du ventilateur 50, d'un engrenage multiplicateur de vitesse. Ce dernier est constitué d'un premier pignon 62 qui, assujetti à l'extrémité supérieure de l'arbre 58, engrène avec un second pignon 64 assujetti à l'extrémité supérieure d'un arbre vertical 66 qui tourillonne parallèlement à l'arbre 58 dans le carter 60. L'extrémité inférieure de cetarbre 66 supporte un troisième pignon 68 qui engrène avec un quatrième pignon 70 assujetti au palier 56. Des paliers convenables 72 et 74, montés au-dessus et au-dessous du moyeu 52, permettent au ventilateur 50 de tourner, et une entretoise 75 rend le carter 60 solidaire de la cheminée 21. En fonctionnement, le moteur 30 fait, par l'intermédiaire du réducteur de vitesse 32, tourner les arbres 36 et 58 et, par conséquentle le grand ventilateur 40. L'arbre 66, que font tourner les pignons 62 et 64, fait lui-m8me tourner les pignons 68 et 70 et, par conséquentole palier à douille 56 et le petit ventilateur 50. Les pignons 62, 64, 68 et 70 sont conçus de manière à faire tourner ce dernier 50 dans le m8me sens et deux à trois fois plus vite que le ventilateur 40, ce qui empêche le courant d'air engendré par ce dernier 40 de redescendre en passant dans la région qui surplombe l'ensemble 42 et,en faittengendre au contraire un courant d'air ascendant dans cette région où l'air était stagnant avec les dispositifs à disque de la technique antérieure. La figure 3 représente un autre carter 60t d'engrenage multiplicateur destiné à faire tourner le ventilateur 50 en sens inverse du ventilateur 40. Les éléments internes de ce carter qui sont identiques à ceux du carter 60 précédemment décrit portent les mêmes références accompagnées de l'indice '. Il apparat que la seule différence entre ces deux carters 60 et 60t réside en l'addition d'un pignon fou 75 qui, séparant et engrenant avec les deux pignons 62' et 64', fait tourner le palier à douille 56' en sens contraire de l'arbre 58, de sorte querbien entendu > les deux ventilateurs 40 et 50 tournent en sens contraire l'un de l'autre, ce qui réduit au minimum les tourbillons aérodynamiques engendrés par le premier 40. Il va de soi que la présente invention peut s'appliquer aussi à d'autres installations qui nécessitent l'usage de ventilateurs analogues à grand diamètre, et que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'assemblage de ventilateurs décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICADIONS 1. Assemblage à grand diamètre de ventilateurs destiné à engendrer un courant dlair, caractérisé en ce qutil comprend une hélice à grand diamètre dont les pales partent d'un ensemble central constitué par un moyeu et des bras rayonnants, et une hélice à petit diamètre qui, tournant au-dessus dudit ensemble central, empêche le courant d'air engendré par la première de repasser en sens inverse par la région dans laquelle se trouve cet ensemble, les deux hélices étant montées de manière à tourner autour d'un même axe. 2. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hélice à petit diamètre tourne plus vite que celle à grand diamètre. 3. Assemblage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'hélice à petit diamètre tourne en sens inverse de celle à grand diamètre. 4. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réducteur de vitesse qui fait tourner hélice à grand diamètre mène un multiplicateur de vitesse qui fait tourner l'hélice à petit diamètre. 5. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rotation de l'hélice à grand diamètre est assurée par un arbre principal entouré d'un palier à douille qui fait tourner l'hélice à petit diamètre. 6. Tour de réfrigération comportant une entrée et une sortie d'air et contenant une colonne de contact dans laquelle tombe un liquide pulvérisé qui entre en contact avec un courant d'air de refroidissement, tour caractérisée en ce que le courant d'air qui la traverse entre son entrée et sa sortie d'air en passant dans la colonne de contact est engendré par un assemblage de ventilateurs qui comprend une hélice à grand diamètre dont les pales partent d'un ensemble central constitué par un moyeu et des bras rayonnants, et une hélice à petit diamètre qui, tournant au-dessus dudit ensemble centralvempêche le courant d'air engendré par la première de repasser en sens inverse par la région dans laquelle se trouve cet ensemble, les deux hélices étant montées de manière à tourner autour d'un même axe. 7. Tour de réfrigération selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'hélice à petit diamètre tourne plus vite que celle à grand diamètre. 8. Tour de réfrigération selon la revendication 7, caractérisé en ce que lthélice à petit diamètre tourne en sens inverse de celle à grand diamètre. 9. Tour de réfrigération selon la revendication 7, caractérisé en ce que la rotation de l'hélice à grand diamètre est assurée par un arbre principal entouré d'un palier à douille qui fait tourner l'hélice à petit diamètre. 10. Tour de réfrigération selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'un engrenage principal mène d'une part l'arbre principal et d'autre part un engrenage secondaire qui fait tourner le palier à douille.