Brevet FR2454005A1 — publié le 19801107

les ventilateurs hélicoiides équipant des tours de réfrigération ou les ré frigerants peuvent avoir des diamètres supérieurs à une dizaine de mètres étant donné l'importance des débits d'air mis en jeu, pouvant dépasser 1 000 m3/s, mais la faible valeur de la pression totale nécessaire, de l'ordre de 100 à 300 pascals, conduit à une faible vitesse de rotation, surtout si le niveau de puis sauce sonore doit être faible, car on utilise alors des pales larges à forte déviation. C'est ainsi que la fréquence de rotation peut etre de l'ordre de 1 Hz soit une vitesse angulaire de 6,3 rad/s. L'entrainement des roues de ces ventilateurs est classiquement réalisé au moyen de mateurs électriques par l'intermédiaire de réducteurs à engrenage à un ou plusieurs étages de réduction, l'ensemble étant d'un coût assez élevé surtout si des considérations de silence et de durée de vie conduisent à une finition très poussée des dentures et présente des frais d'entretien appréciables. La présente invention concerne un mode d'entraînement qui ne oomporte pas les inoonvénients précédents. Il utilise les propriétés du moteur électrique linéaire capable d'exercer une poussée importante avec un bon rendement à partir du moment où les vitesses relatives de l'inducteur et de l'induit sont élevées : ltoriginalité de cette invention est de prévoir des dispositions permettant d'appliquer ces propriétés à l'entralnement d'un ventilateur hélicoïde à un étage ou à deux étages tournant en sens inverse l'un de l'autre. La figure 1 représente une coupe passant par l'axe de rotation 1 d'un ventilateur hélicoïde de très grand diamètre, c'est à dire supérieur à lOm, équipé du dispositif objet de l'invention : il comprend un moyeu 2 portant des pales 3, fixées par exemple par des colliers 4 enserrant les extrémités 5 des pales. Sur la figure, l'axe 1 a été représenté vertical car c'est le cas le plus courant, mais les dispositions caractéristiques de l'invention seraient aussi bien appliquables aux cas où l'axe est incliné ou horizontal. Une disposition essentielle de l'invention est que le diamètre du moyeu 2 a été choisi le plus grand possible dans les limites compatibles avec le rendement le plus élevé possible du ventilateur et que l'on place au voisinage de sa périphérie une oeuronne circulaire conductrice mobile 6 électriquement continue et enveloppant partiellement un inducteur fixe 7 disposé en arc de cercle solidaire d'un support fixe 8 pour former un moteur linéaire de rendement élevé. Sur les figures 1, 2 et 3, il a été représenté un emboitement de l'inducteur dans 1' induit suivant une direction parallèle à l'axe de rotation mais son orientation peut être quelconque et est dictée, suivant les cas, pour des considérations de rendement, de dilatation, de facilité de réalisation. Par exem ple, un moyeu de 5 mètres de diamètre conduira, pour un induit de 4 mètres de diamètre moyen, à une vitesse relative de 12,5 m/s entre l'induit 6 et l'inducteur 7 pour une fréquenoe de rotation de 1 Hz. L'invention prévoit qu'il y a au moins un inducteur 7 mais que de préfé- renoue on disposera deux inducteurs axisymetriques tels que 7 et 9 représentés sur la figure 2 qui est une coupe perpendiculaire à l'axe 1 au niveau de 1' in- duit 6 : oette disposition est prévue pour ne pas créer de dissymétrie dans l'action des forces électromagnétiques réciproques entre inducteur et induit. L'alimentation électrique de ou des inducteurs est assurée par un cable 10 aboutissant à une boite 11. Il est formellement prévu que le support 8 de l'inducteur peut etre constitué par une couronne fixe solidaire d'un dispositif de prérotation ou de redressement de ltécoulement si le ventilateur en est équipé. L'invention prévoit l'application de dispositions analogues à un ventilateur de très grand diamètre à un ventilateur à deux étages tournant en sens inverse l'un de l'autre comme représenté sur la figure 3 qui correspond à des modes de réalisation particuliers des détails de montage des parties fixes et des parties mobiles des paliers et butées qui ne constituent pas des particu larités de l'invention. L'essentiel de l'invention est que, dans ce cas d'application, qui est le plus favorable au point de vue rendement, la couronne formant l'induit 6 est portée par un moyeu 2 et que l'inducteur 7 est porte par l'autre moyeu 12, ce qui fait que les vitesses relatives sont doublées : cela permet ou d'utiliser des moyeux de plus faible diamètre que dans le cas d' un ventilateur à un seul étage à vitesses angulaires égales, soit d'augmenter le rendement du moteur li néaire.Il est né nécessaire de prévoir que le cable 10 alimente en électricité l'inducteur 7 ou les inducteurs s'ils sont plusieurs, au moyen d'un contact tournant réalisé au moyen de bagues 13 et d'une boite 14 : la faible valeur de la vitesse angulaire de rotation conduit à une faible valeur de défilement des contacts, ce qui diminue considérablement les risques d'usure et les frais d'entretien éventuel. On sait qu'unie particularité des ventilateurs hélicoides comportant deux étages tournant en sens inverse l'un de l'autre est que les pales 3 de la roue aval sont alimentées par le flux d'air en giration crée par les pales 15 de la roue amont :: il en résulte un rendement très élevé et que si les roues ont dia- cune un tracé et un calage de pales corrects pour ce mode de fonctionnement, les pales aval peuvent être plus étroites et moins nombreuses que les pales amont et que le flux d'air sortant de l'étage aval n'a plus de giration et que l'on peut obtenir une égalité des puissances donc des vitesses de rotation si leur entraînement est assuré par des forces tangentielles appliques à des rayons de valeurs égales. On a ainsi constitue un ensemble à hautes performances en entraînant au moyen d'un dispositif de rendement moyen mais de fabrication économique un ventilateur à deux étages de rendement global très élevé et délivrant l'air sans giration, ce qui permet d'obtenir un jet à faible angle d'ouverture donc de diminuer les risques de recirculation entre plusieurs ventilateurs placés côte à côte, et cela sans avoir à installer d'aubade fixe redresseur. La combinaison d'un moteur linéaire circulaire avec un ventilateur à un ou deux étages à grand rapport de moyeu évite d'autre part les inconvénients de bruit, d'usure et d'entretien souvent rencontrés avec les réducteurs à engrenages. REVENDICATIONS 1. Etage de ventilateur hélicoide à moyeu de grand diamètre caractérisé en ce que la périphérie de celui-ci porte une couronne circulaire conductrioe de ltélectricité formant l'induit d'un moteur lineaire courbe qui comporte au moins un inducteur fixe dispose suivant un arc de cercle, centré sur l'axe de rotation du moyeu, au droit de l'induit, la vitesse de défilement de l'induit par rapport à l'inducteur étant d'au moins 8 m/s. 2. Ventilateur hélicorde à deux étages à moyeux concentriques de grand diamètre, tournant en sens inverse l'un de l'autre, la périphérie de l'un porte une teinture conductrioe de ltélectricité formant induit d'un moteur linéaire courbe suivant la disposition de l'étage de la revendication 1, l'inducteur en arc de cercle étant porté par l'autre moyeu, les vitesses relatives de l'induit par rapport à l'inducteur étant au moins égales à 8 m/s, le moyeu portant l'inducteur étant alimente en courant électrique au moyen d'un con tact tournant.