Brevet FR2348386A1 — publié le 19771110

La présente invention concerne un dispositif & structure al- véolaire tridimensionnelle tournante, permettant à une couche limite fluide d'adhérer convenablement å une paroi. Lorsqu'un écoulement de fluide a lieu le long d'une paroi, il arrive que, dans certaines conditions, les filets fluides cessent d'adhérer à cette paroi et provoquent alors des turDulences, des décrochages, des cavitations, du bruit etc. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients dus à cette situation. Conformément a l'invention, le dispositif a structure alvéolaire tridimensionnelle tournante, permettant a une couche fluide d'adnerera une paroi, comprend: une paroi support tournant autour d'un axe et imperméable au fluide, ladite paroi support étant revêtue d'une couche de matière alvéolaire dont les alvéoles sont répartis d'une manière non organisée dans les trois dimensions, débouchent a la surface de la couche et communiquent entre eux, ladite couche ayant, par rapport à l'axe de rotation de ladite paroi support, un diamètre extérieur croissant, au moins sur une partie de la surface de ladite couche, dans le sens de ltécoule- ment du fluide. L'invention consiste encore en certaines autres dispositions mentionnées ci-après et employées en même temps que la disposition principale ci-dessus énoncée. L'invention vise plus particulièrement certains modes d'application et de réalisation de ces dispositions; elle vise plus particulierement encore, et ceci à titre de produits industriels nouveaux, les dispositifs du genre en question, les ensembles les comprenant ainsi que les éléments et outils propres à leur établissement. A simple titre d'exemple et pour faciliter la compréhension de l'invention, il est donné, ci-après, une description de modes particuliers de réalisation de l'invention, figurés d'une marnière schématique et non limitative au dessin annexé, sur lequel: Les figures 1 à 7 représentent, en coupe par un rlan passant par l'axe de rotation, différentes formes de dispositifs réalisés selon l'invention; La figure 8 montre, en coupe et perpective partielles, un autre dispositif conforme à l'invention; La figure 9 représente, en coupe partielle, un ventilateur réalisé selon l'invention; La figure 10 montre, en coupe partielle, un accélérateur de fluide réalisé selon l'invention; La figure 11 est une coupe d'un séparateur conforme à l'invention; et Les figures 12 et 13 montrent, en coupe diamétrale, deux variantes d'organes tournants pour dispositifs conformes à l'invention. Si l'on se propose de réaliser un dispositif à structure alvéolaire tournante selon l'invention, et, plus spécialement, selon celui de ses modes d'application ainsi que ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble que l'on doive donner la préférence, on procède de la manière suivante ou d'une manière analogue. On constitue le dispositif à structure alvéolaire tridimen- sionnelle tournante, permettant a une couche fluide d'adhérer à une paroi, au moyen d'une paroi support tournante 1, imperméable au fluide. La paroi support 1 est solidaire d'un axe 2 mis en rotation par un moteur non figuré. La paroi support 1 est revêtue d'une couche 3 de matière alvéolaire dont les alvéoles débouchent à la surface de la couche 3, ces alvéoles étant répartis d'une ma- nière non organisée dans les trois dimensions et communiquant entre eux. Dans l'exemple représenté par la figure 1, le diamètre de la couche 3 croit régulièrement-de zéro, au point 4 sur l'axe géométrique de rotation, jusqu'au diamètre de la couronne 5, dans le sens de l'écoulement du fluide. L'expérience montre > en effet, que, lors de la rotation du support I et de la couche 3, le fluide est aspiré dans le sens des flèches par la couche 3 et s'échappe en 5. La matière alvéolaire de la couche 3 est fixée de toute manière appropriée à la paroi support 2, par collage par exemple. Comme matière alvéolaire utilisable, on peut citer des matières plastiques cellulaires, en particulier réticulées, telles que le polychlorure de vinyle, le polyuréthane, le polyéthylène, les polyesters réticulés à cellules éclatées, ces matières étant traitées pour avoir des cellules ou alvéoles intercommunicants et débouchants. La matière alvéolaire peut être une matière réfractaire. Elle peut etre métallique, comme la mousse d'aluminium. Elle peut aussi être chargée de produits actifs, tels quescharDon activé, silice activée etc. De préférence, les alvéoles de la matière utilisée ne présentent pas d'angles vifs. De préférence également, l'épaisseur de la couche 3 de mati=- re alvéolaire est faible. Cette épaisseur peut être de l'ordre de quelques dixièmes de millimètre, cette indication tétant évidemment pas limitative. L'invention t eut etre mise en oeuvre sous des formes très variées. Sur la figure 1, la paroi support 1 est en forme de pa raboloide; sur la figure 2, la paroi support 6 est en forme de cone de révolution, recouvert extérieurement par une couche 7 de matière alvéolaire. Le dispositif de la figure 3 est cylindrique dans sa plus grande partie et se compose d'une paroi support 8 fixée à un axe tournant 9 et rev8tue extérieurement par une couche alvéolaire 10. Le support 8 est constitué par un cylindre terminé, du côté opposé à l'axe 9, par une couronne circulaire 11 dont le diamètre intérieur est plus petit que le diamètre de ce cylindre.La couche de matière alvéolaire 12, revetant le support 8 recouvre aussi la couronne 11 et possède, à cet endroit, un diamètre réduit provoquant le phénomène d'aspiration cité. Le dispositif de la figure 4 comprend une paroi support 13 en forme de calotte hémisphérique, solidaire d'un axe tournant 14, et une couche alvéolaire 13 13a" revêtant la surface interne de la calotte 13. La paroi support 15 du dispositif de la figure 5 est sensiblement sphérique et résulte de l'assemblage de deux calottes recouvertes par les couches alvéolaires 16 et 17. Ces calottes sont mises en rotation par un axe tournant 18. Dans le dispositif substantiellement cylindrique de la figure 6, la paroi support cylindrique 19, solidaire de Itaxe tournant 20, est revêtue extérieurement et intérieurement par les couches alvéolaires 21 et 22 respectivement. La paroi support tournante peut avoir une forme quelconque de révolution ou non. Par exemple, elle peut, comme la paroi support 23 (fig. 7) entraidée par l'axe tournant 24, etre ondulée, les ondes étant égales ou inégales. La paroi 23 est revetue d'une couche alvéolaire 25. La structure de la paroi support de la couche alvéolaire peut etre continue, comme dans les exemples précédents, ou discontinue comme dans le cas de pales, telles que 26, solidaires d'un axe tournant 27. La couche alvéolaire 28 est placée sur la face de la pale soumise à une dépression, c'eat-à-dire sur l'extrados dans le cas de la pale profilée montrée par la figure 8. La couche 28 peut s'étendre du bord de fuite de la pale jusqu' une limite 29 située un peu en retrait du brod d'attaque 30. Le dispositif, conforme à l'invention, peut servir à la réalisation de ventilateurs comprenant, par exemple, un moteur 31 fixé à une paroi fixe 32 et entraînant en rotation une calotte 33 revêtue d'une couche de matière alvéolaire 34. Le fluide, aspiré par la couche 34, est refoulé à la ipériphérie de la calotte 33 entre la cloison 32 et un anneau 35. Un tel ventilateur est très efficace et silencieux. Plusieurs dispositifs, identiques ou différents, conformes à l'invention, peuvent être montés à la suite les uns des autres pour accroître les effets d'un seul de ces dispositifs, comme le montre la figure 10, sur laquelle un moteur 36 actionne par un arbre 37 un disque 38, un paraboloide 39 et un cône 40, revêtus de couches de matières alvéolaires et disposés dans un canal 41. Ce dispositif permet d'accélérer un fluide circulant dans le sens axial. Le dispositif, conforme à l'invention, peut encore servir à la réalisation de séparateurs pour des liquides ou des gaz. Par exemple, un disque tournant 42 (fig. 11), revêtu de matière al alvéolaire, peut aspirer en 43 un gaz chargé de particules liquides ou solides qui, centrifugées, tombent dans une capacité annulaire 44, tandis que le gaz épuré sort en 45. Le dispositif, conforme à l'invention, permet, en particulier, de réaliser des ventilateurs à pales ou sans pales qui, placés au voisinage de grilles, filtres ou parois demeurent silencieux, contrairement aux ventilateurs connus qui, dans ces circonstances, produisent des ondes de pression génératrices de bruit. Dans le cas d'organes supports tournants d'assez grands diamètres, favorables à l'obtention d'un bon rendement, il est indiqué de rigidifier le support de la couche de matière alvéolaire. Dans ce but, le support est avantageusement réalisé en associant deux flasques 46, 47 (fig. 12) ou 48 49 (fig. 13) pour supporter la couche de matière alvéolaire. Ces flasques peuvent être assemblés par collage à leur périphérie et sont maintenus écartés dans leur partie centrale par des entretoises 50 ou 51 centrées sur les axes 52 ou 53. Il va de soi que l'invention ne se limite pas aul modes d'application et de réalisation indiqués, elle en embrasse également toutes les variantes. Revendications 1. Dispositif à structure alvéolaire tridimeFsionnelle tournante, permettant à une couche fluide d'adhérer à une paroi, caractérisé par le fait qu'il comprend une paroi support tournant autour d'un axe et imperméable au fluide, ladite paroi support étant revêtue d'une couche de matière alvéolaire dont les alvéoles sont répartis d'une manière non organisée dans les trois dimensions, débouchent à la surface de la couche et communiquent entre eux, ladite couche ayant, par rapport à l'axe de rotation de ladite paroi support, un diamètre-extérieur croissant, au moins sur une partie de la surface de ladite couche, dans le sens de l'écoulement du fluide. 2. Dispositif, selon revendication 1, caractérisé par le fait que la paroi support, tournant autour d'un axe, est miêe en rotation par un moteur. 3. Dispositif, selon revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la couche de matière alvéolaire est fixée par collage sur la paroi support. 4. Dispositif, selon revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les alvéoles de la matière alvéolaire ne présentent pas d'angles vifs. 5. Dispositif, selon revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'épaisseur de la couche de matière alvéolaire est faible. 6. Dispositif, selon revendication I ou 2, caractérisé par le fait que la matière de la couche alvéolaire est une matière plastique. 7. Dispositif, selon revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la matière de la couche alvéolaire est réfractaire. 8. Dispositif, selon revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la matière de la couche alvéolaire est métallique. 9. Dispositif, selon revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la natire de la couche alvéolaire est charée par un produit actif, au moins. 10. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 å 9, caractérisé par le fait que la paroi support est de révolution et revêtue extérieurement par la couche de ratière alvéolaire. 11. Dispositif, selon lune quelconque des revendications 1 a 9, caractérisé par le fait que la paroi support est de révolution et revêtue intérieurement par la couche de matière alvéolaire. 12. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que la paroi support forme des pales, la couche de matière alvéolaire étant placée sur la face des pales soumise a une dépression. 13. Dispositif, selon revendication 12, caractérisé par le fait que les pales sont profilées et que la couche de matière alvéolaire s'étend du bord de fuite de chaque pale jusqu'à une limite située un peu en retrait du bord d'attaque de ladite pale. 14. Dispositif, selon revendication 10, caractérisé par le fait qu'il est appliqué à la réalisation d'un ventilateur comprenant une paroi support mise en rotation par un moteur et revêtue d'une couche de matière alvéolaire, la périphérie de ladite paroi support se trouvant entre une cloison et un anneau. 15. Accélérateur de fluide caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs dispositifs, selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, montés les uns à la suite des autres. 16. Séparateur, caractérisé par le fait qu'il comprend, au moins, un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, des ouvertures pour l'aspiration et la sortie d'un fluide et une capacité annulaire. 17. Ventilateur, caractérisé par le-fait qu'il comprend, au moins, un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, et une grille, filtre ou analogue, placé au voisinage de ce dispositif. 18. Dispositif, selon revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la paroi support est réalisée par association de flasques de manière à rigidifier ladite paroi.