Brevet FR2444181A1 — publié le 19800711

La présente invention concerne un moto-ventilateur à roue centrifuge à deux sens de rotation. On utilise généralement, pour la ventilation mécanique d'un logement individuel, un ventilateur associé à un réseau destiné à l'extraction de l'air vicié des différents locaux techniques, cuisines, salles d'eau, W C etc... Ce ventilateur doit permettre deux régimes de ventilation : un régime normal utilisé en quasi permanence, et un régime accéléré utilisé temporairement aux heures d'émissions polluantes intensives en cuisine. De façon typique, le régime accéléré permet un accroissement d'au moins 70 % du débit total extrait en régime normal. Par ailleurs, pour permettre un équilibrage satisfaisant du réseau à chaque régime, le ventilateur doit pouvoir fournir des débits pouvant varier sur des plages limitées, sans que sa pression varie exagérément. On utilise généralement dans ce but des roues centrifuges associées à des moteurs à vitesse stable en fonction de la charge. De plus, en régime normal, ce moto-ventilateur doit avoir un fonctionnement-stable malgré les fluctuations normales de la tension des réseaux de distribution d'électricité, et un rendement satisfaisant, car, de ce régime utilisé pratiquement en permanence, dépendent essentiellement les déperditions thermiques par renouvellement d'air du logement, ainsi que la consommation d'électricité imputable au fonctionnement du ventilateur. Diverses tentatives ont déjà été faites pour satisfaire à ces différentes conditions. On a ainsi proposé des moto-ventilateurs à roue centrifuge à action accouplée à des moteurs asynchrones glissants. Le régime accéléré correspond au fonctionnement normal du moteur qui tourne à une vitesse proche de sa vitesse de synchronisme. Le régime normal est obtenu en utilisant le moteur sur des parties instables de ses courbes caractéristiques correspondant à des vitesses de rotation beaucoup plus faibles que sa vitesse de synchronisme. Le glissement de la vitesse de rotation est obtenu en général par une réduction de la tension d'alimentation. En régime normal, la vitesse de rotation de tels moto-ventilateurs est par conséquent très sensible aux variations de charge du réseau et la pression varie considérablement quand le débit varie sur une plage réduite. De plus, ces performances sont considérablement modifiées par de faibles variations de tension. C'est ainsi que l'on peut obtenir jusqu'à 10 % de variation pour des fluctuations normales de la tension. On utilise également des moto-ventilateurs à roue centrifuge à action accouplée à des moteurs asynchrones comportant deux enroulements séparés. Ces deux enroulements sont équivalents à deux moteurs distincts permettant par conséquent deux régimes différents tables. Si ces moto-ventilateurs répondent relativement bien aux objectifs, leur réalisation est conteuse. Enfin, les roues centrifuges à action utilisées jusqu'a présent comportent de petites aubes serrées qui s'encrassent rapidement, ce qui provoque une dégradation progressive de leurs performances entre deux séquences normales de nettoyage. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. A cet effet, dans le moto-ventilateur à roue centrifuge qu'elle concerne, la roue est accouple à un moteur apte à l'en tramer à une vitesse déterminée dans l'un ou l'autre sens, -ledit moto-ventilateur comportant une enveloppe agencée pour permettre un débit donné quand la roue tourne en action et un autre débit quand la roue tourne en réaction. La Déposante a en effet constaté qu'unie même roue centrifuge peut conduire à deux débits différents pour une même vitesse de rotation, selon qu'elle tourne en action ou en réaction. Il suffit alors d'associer le moteur à des moyens de démarrage lui permettant d'entrainer la roue à une vitesse déterminée stable dans un sens ou dans l'autre, pour obtenir son fonctionnement en réaction (sens opposé à la courbure des aubes) en régime normal et son fonctionnement en action (même sens que la courbe des aubes) en régime accéléré. Ces moyens de démarrage peuvent par exemple être- constitués par deux condensateurs de démarrage différents Dans une forme de réalisation de l'invention, ledit moteur est un moteur asynchrone mQnophasé. De préférence, le diamètre d'entrée de la roue est de l'ordre des deux tiers de son diamètre extérieur. De préférence également, les angles d'entrée des aubes sont sensiblement compris entre 100 et 200. De préférence également les angles de sortie des aubes sont sensiblement compris entre 550 et 700. Avantageusement, la distance entre les bords extérieurs de deux aubes consécutives est de l'ordre de O, 15 fois le diamètre extérieur de la roue. Dans une forme de réalisation de l'invention, ladite enveloppe comprend une volute dont les génératrices sont sensiblement parallèles à l'axe de la roue. De préférence, ladite volute est enroulée en spirale sur environ 2400 autour de l'axe de la roue, et ménage autour de celle-ci un passage croissant dans le sens de rotation correspondant au fonctionnement en action. De préférence également, la distance minimale entre ladite volute et l'axe de la roue est de l'ordre de 1,4 fois le rayon extérieur de la roue. De préférence également, la distance maximale entre ladite volute et l'axe de la roue est de l'ordre de deux fois le rayon extérieur de la roue. Avantageusement, ladite volute est prolongée par deux parties planes1 tangentiellement à ses parties extrêmes jusqu'à un plan parallèle au plan contenant l'axe de la roue et les points de la volute les plus éloignés dudit axe, à une distance de ce dernier de l'ordre de 0,9 fois le diamètre extérieur de la roue. De préférence, la sortie de l'enveloppe est située dans un plan sensiblement parallèle à l'axe de la roue et située à une distance de cet axe de l'ordre de 0,9 fois le diamètre de la roue. Avantageusement, l'enveloppe a une largeur de 0,6 fois le diamètre de la roue. Avantageusement également, la roue a une largeur de l'ordre de 0,4 fois son diamètre extérieur. De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non'limitatif, Aux dessins schematiques annexés la figure 1 est une vue en coupe selon la ligne I-I de la Figure 2, et la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1. Comme montré aux dessins, le moto-ventilateur selon l'in- vention comprend essentiellement une roue centrifuge à aubes i, un moteur asynchrone monophasé 2 accouplé directement à la roue 1, et une enveloppe 3. L'enveloppe 3 est formée d'une paroi avant 4, d'une paroi arrière 5 et d'une paroi latérale 6 qui entoure la roue. La paroi avant 4 comporte une ouverture 7 en forme de pavil lon pour l'admission de l'air dans la roue. La paroi arrière 5 qui porte le moteur 2 comporte un orifice permettant le passage de l'axe 8 du moteur. La paroi latérale 6 est formée d'une volute 9 s'étendant en spirale autour de l'axe 8 entre les points A et B, cette volute étant prolongée par deux parties planes 10 et 11 au delà des points A et B respectivement, tangentiellement à la volute 9 en ces points. Les trois parois 4, 5 et 6 sont aménagées pour former une ouverture 12 pour la sortie de l'air. Le moteur 2 est agencé pour pouvoir tourner dans un sens ou dans l'autre et par conséquent entratner la roue centrifuge 1 soit en action, soit en réaction. Dans l'exemple représenté aux dessins, on a obtenu des pressions relativement stables sur une plage déterminée de débit et un rendement satisfaisant en régime normal, et, en régime accéléré, des pressions stables sur une autre plage déterminée de débit dont les limites sont a peu près égales à 1,7 fois les limites de la plage en régime normal, ainsi qu'un rendement satisfaisant. Pour cela la roue et l'enveloppe avaient les caractéristiques suivantes Si D est le diamètre extérieur de la roue, son diamètre intérieur d est environ égal à 2/3 de D. Les angles d'entrée des aubes o( sont compris entre 10 et 200, et les angles de sortie des aubes/ sont compris entre 550 et 700. Entre ces deux valeurs, la courbure est progressive. Par ailleurs, la distance a entre les bords extérieurs de deux aubes consécutives est égale à 0,15 D. Il en résulte qu'il n'y a pas recouvrement entre deux aubes consécutives. En ce qui concerne l'enveloppe, l'angle g sur lequel la volute 9 est enroulée autour de l'axe 8 est égal à 2400, la distance minimale entre la volute et l'axe de la roue, c'est-à-dire la distance 1 entre l'axe et le point A étant égale à 1,4 D et la distance maximale entre la volute 9 et l'axe de la roue, c'est-àdire la distance L entre l'axe et le point B étant égale à 2 D. Par ailleurs les parties planes 10 et li de la paroi transversale 6 ont des longueurs telles que la sortie 12 soit dans un plan sensiblement parallèle au plan contenant l'axe 8 et le point B, à une distance b de ce plan sensiblement égale à 0,9 D. Enfin, la distance c entre les parois avant et arrière 4 et 5 resnectivement est égale à 0,6 D, la largeur e de la roue étant égale à 0,4 D et la profondeur f du pavillon étant égale à 0,2 D. Comme il va de soi l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus mais en embrasse au contraire toutes les variantes d'exécution. REVENDICATIONS 1.- Moto-ventilateur à roue centrifuge, caractérisé en ce que ladite roue est accouplée à un moteur apte à l'entralner à une vitesse déterminée dans l'un ou l'autre sens, ledit moto-ventilateur comportant une enveloppe agencée pour permettre un débit donné quand la roue tourne en action et un autre débit quand la roue tourne en réaction. 2.- Moto-ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moteur est un moteur asynchrone monophasé. 3.- Moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le diamètre d'entrée de la roue est de l'ordre des deux tiers de son diamètre extérieur. 4.- Moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les angles d'entrée des aubes sont sensiblement compris entre 100 et 200. 5.- Moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les angles de sortie des aubes sont sensiblement compris entre 550 et 700. 6.- Moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la distance entre les bords extérieurs de deux aubes consécutives est de l'ordre de 0,15 fois le diamètre extérieur de la roue. 7.- Moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite enveloppe comprend une volute dont les génératrices sont sensiblement parallèles à l'axe de la roue. 8.- Moto-ventilaeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite volute est enroulée en spirale sur environ 2400 autour de l'axe de la roue et tnénageautour de celle-ci un passage croissant dans le sens de rotation correspondant au fonctionnement en action. 9.- Moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la distance minimale entre ladite volute et l'axe de la roue est de l'ordre de 1, 4 fois le rayon extérieur de la roue. 10.- Moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 7 a 9, caractérisé en ce que la distance maximale entre ladite volute et l'axe de la roue est de l'ordre de 2 fois le rayon extérieur de la roue. 11.- Moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que ladite volute est prolongée par deux parties planes, tangentiellement à ses parties extrêmes jusqu a un plan parallèle au plan contenant l'axe de la roue et les points de la volute les plus éloignés dudit axe, à une distance de ce dernier de l'ordre de 0,9 fois le diamètre extérieur de la roue. 12.- Moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la sortie de l'enveloppe est située dans un plan sensiblement parallèle à l'axe de la roue et situé à une distance de cet axe de l'ordre de 0,9 fois le diamètre extérieur de la roue. 13.- Moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'enveloppe à une largeur de l'ordre de 0,6 fois le diamètre extérieur de la roue. 14.- Moto-ventilateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la roue a une largeur de l'ordre de 0,4 fois son diamètre extérieur.