Brevet FR2365712A1 — publié le 19780421

On connaît les propriétés intéressantes de compacité et de possibilité de soufflage dans des fentes ou des gaines de grande largeur par rapport à leur hauteur des ventilateurs du type transversal, équipés de roues à nombre élevé d'aubes dites crochantes ou courbées en avant. Jusqu'à présent leur application a été limitée à des appareils donnant d'assez faibles pressions car leur rendement est inférieur à celui des turbo-machines centrifuges, l'allure de leur courbe débit-pression fait qu ils sont difficilement utilisables quand l'ouverture du circuit varie dans de larges proportions et leur vitesse de rotation est limitée car les pales sont très sollicitées par la force centrifuge et résistent mal à la flexion, ayant un grand allongement, et ont un faible moment d'inertie. Le plus souvent utilisées pour pulser de l'air, ces turbo-machines transversales peuvent être utilisées pour tout autre fluide, gazeux ou liquide. Les dispositions prévues par la présente invention pallient ces incon vénients. La figure 1 est la coupe perpendiculaire à l'axe de rotation d'un ventilateur transversal classique, la figure 2 est une coupe longitudinale passant par cet axe (1). Le rotor du ventilateur comprend au moins deux disques tels que (2) centrés sur cet axe et reliés par des aubes (3) de grand allongement placés près de leur périphérie. Le stator est constitué par une enveloppe comportant deux flancs- (4) et (5) et deux parois cylindriques (6) et (7) dont les generatrioes rectilignes sont parallèles à l'axe (1) : avec les deux flancs elles déli7Ntent un orifice d'aspiration (8) et un orifice de refoulement (9).Pour obliger la plus grande partie du débit à traverser deux fois la roue, ces parois comportent des crosses telles que (10) et (11), près de la périphérie du rotor. Un ventilateur transversal équipe des dispositifs-caractéristiques de l'invention est représenté par les figures 3 et 4 homologues des figures i et 2 précédentes. Les disques (2) sont prolongées au-delà de la périphérie des aubes (3) de diamètre D1 jusqu'à un diamètre D2 au moins égal à D2 x 1,05 et on place autour des aubes (3) des anneaux (12) de diamètre inférieur égal ou légèrement inférieur à D1 et de diamètre extérieur au ondins égal à D2 x 1,05, solidaires des aubes et tournant avec elles et qui concourent très efficacement à la résistance du rotor aux forces centrifuges et aux vibrations par effet de frette et de limitation de portée des aubes.Les prolon- gations (13) et les anneaux (12) constituent des diffuseurs tournant à la meme vitesse angulaire que le rotor et ménagent des espaces (14) dans lesquels le flux de fluide sortant des pales dans l'arc de la roue situé dans la zone de refoulement se régularise et où la pression cinétique de l'air se transforme en pression statique dans des conditions très voisines de la loi du tourbillon parfait V x r =constante, car le ralentissement s 'effectue entre deux parois dont la vitesse tangentielle croît quand on s'éloigne de l'axe alors que le fluide ralentit : au lieu d'être freine par les parois, le fluide reçoit de l'énergie à partir d'un certain diamètre et la couche limite est centrifugée ; ces dispositions conduisent à une augmentation du rendement et du coefficient de pression, cette dernière augmentation étant particulièrement importante vers les faibles débits. Dans l'arc du rotor correspondant à l'entrée du fluide, les anneaux constituent des convergents tournants. L'invention prévoit que les anneaux (12) peuvent être remplaces par des disques intermédiaires tels que (15) de la figure 5 prolonges comme les disques latéraux (13), Elle prévoit également que les crosses (10) et (11) reportées sur la figure 3 peuvent pénétrer dans le diffuseur comme représenté sur la figure 6 en (16) et en (17) : ces crosses sont alors pourvues de fentes pour permettre le passage des extrémités des disques ou des anneaux, ces dispositions permettant d'éviter le retour d'un trop. grand débit vers l'aspiration. Une disposition caractéristique d'une variante de l'invention est représentée sur la figure 7 où la limitation et éventuellement le contrôle du débit de retour du refoulement vers l'aspiration est assuré par deux fentes de soufflage (18) et (19) disposées parallèlement à l'axe de rotation de la machine, à la périphérie des disques et des anneaux et soufflant en direction des aubes de manière à créer deux rideaux fluides .Ces fentes sont ménagées par exemple dans deux boîtes telles que (20) et (21) alimenr tées en fluide sous pression provenant soit d'une source indépendante de la machine, soit par un générateur de fluide sous pression monté sur le même arbre que la machine et alimenté en fluide déjà mis sous pression par le ventilateur 'transversal lui-meme. Une variante prévue par l'invention figurée sur les figures 8 et 9 les crosses pénétrant dans les intervalles (14) pouvant diffuser sont constituées par des cylindres de révolution (22) tournant sur deux axes (23) et (24) parallèles à celui du ventilateur, ces cylindres tournant dans deux carters (25) et (26) les enveloppant d'assez près pour que les fuites soient minimales : celles-ci ont d'ailleurs un effet qui n' est pas entièrement négatif car elles aident à la rotation des cylindres et contribuent à freiner ltéchappement de fluide du refoulement vers l'aspiration, L'invention prévoit que les deux crosses peuvent être constituées de dispositifs différents de l'une à l'autre, choisis parmi ceux décrits cidessus. REVENTICATIONS 1. Ventilateur du type transversal1 e les disques du rotor ont un diamètre extérieur au moines égal å 1,05 fois le diamètre à la périphérie des aubes. 2. Dispositif selon la revendication 1 où l'on monte à la peiphêrie des aubes, entre les disques, des anneaux d'un diamètre extérieur régal à au moins 1,09 fois le diamètre à cette périphérie et de manière à ce que les distances entre disques et anneaux ne soit pas supérieur à 0,25 fois le diamètre à la périphérie des aubes. 3. Dispositif selon les revendications 1 ou 1 et 2, où au roins une des deux crosses du stator est munie de fentes lui permettant de pénétrer dans les espaces du diffuseur tournant. 4. Dispositif selon les revendications 1 ou 1 et 2, où au moins une des deux crosses est constituée par une fente de soufflage de fluide sous pression disposée à la périphérie du rotor et soufflant sur les aubes pour cons tituer un rideau fluide à travers les espaces du diffuseur, ces fentes recevant de l'vair provenant d'une source extérieure. 5. Dispositif selon les revendications 1 ou 1 et 2, où au soins une des deux crosses est constituée par des cylindres de révolution tournant sur un axe commun parallèle à celui de la machine, à une distance de cet axe légèrement supérieure au rayon du rotor, par partie dans un carter cylin drique en communication avec le côte refoulement de l'enveloppe du venti lateur et par l'autre dans les espaces constituant le diffuseur tournant du rotor, 6. Dispositif selon les revendications 1 et 4, ou 1, 2 et 4, où le fluide sous pression alimentant la ou les fentes provient de la machine elle même