Brevet FR2470879A1 — publié le 19810612

L'invention concerne un ventilateur monobloc à encastrer, dont le moteur d'entrainement, constitué comme rotor extérieur, avec des ailettes de ventilateur qui sont montées sur le rotor de moteur servant de moyeu de roue de ventilateur, est enfermé complètement dans un tronçon de tuyau, qui présente, sur l'un de ses bords frontaux, des rayons de soutien, dirigés radialement vers l'intérieur et répartis sur le pourtour, qui supportent une plaque de palier centrale pour le stator du moteur, ce tronçon de tuyau, abstraction faite des rayons de support, présentant une surface intérieure cylindrique lisse. La présente invention a pour but de réaliser un ventilateur monobloc du genre décrit ci-dessus, qui soit de fabrication simple, en particulier comme petit appareil, et qui fonctionne avec une caractéristique de rendement de puissance favorable et une faible émission de bruit. Dans ce but, l'invention a pour objet un ventilateur monobloc du genre décrit, caractérisé en ce que sont prévus sur son pourtour, un nombre X, de préférence trois rayons de support, ainsi qu'un nombre Y, de préférence cinq ailettes de ventilateur, disposés l'un derrière l'autre, X et Y étant chacun un nombre impair et Y/X un nombre non entier, le diamètre intérieur du tronçon de tuyau étant inférieur à 100 millimètres, et de préférence égal à 73 mm + 10 %. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, le rapport entre le diamètre extérieur du moyeu de roue de ventilateur et le diamètre intérieur du tronçon de tuyau est compris entre 1/2 et 1/3 et, de préférence, est égal à 1/2,25 t 10 %. Les rayons de support de la plaque centrale de palier sont de préférence disposé du coté refoulement du ventilateur, mais ils peuvent également être prévus du côté aspiration. Dans le premier cas, c'est-à-dire d'une disposition du côté refoulement, il est particulièrement avantageux de prévoir sur le tronçon de tuyau, des éclisses ou pattes de montage dirigées radialement vers l'extérieur, sur le côté des rayons de support. I1 est alors possible, grâce à la conformation extérieure du tronçon de tuyau servant de carter, d'introduire celui-ci, complètement dans un perçage circulaire d'un mur, et de le pousser dans ce perçage jusqu'à ce que les éclisses de montage s'appliquent contre la paroi du mur, et terminent le ventilateur, abstraction faite de l'épaisseur du matériau des éclisses, en alignement avec la surface antérieure de la paroi ou du mur. La roue. de ventilateur fragile se trouve protégée contre les endommagements en provenance de la face antérieure du mur, par les rayons de support, qui recouvrent l'ouverture de soufflage à la manière d'une grille de protection, sans nécessiter pour cela d'éléments supplémentaires, puisque ces rayons sont de toute façon nécessaires pour le support de la plaque de palier. L'invention offre également la possibilité de monter le ventilateur monobloc en l'appliquant sur une face de la paroi ou du mur de montage. Dans ce cas, il est prévu, dans cette paroi, un évidement circulaire ayant un diamètre intérieur égal à celui du tronçon de tuyau et coaxial avec ce dernier. L'invention s'étena à divers modes de réalisation concernant en particulier des ailettes de forme optimale pour des caractéristiques favorables d'écoulement de l'air, avec une émission de bruit réduite. L'invention est décrite ci-après à propos d'exemples de réalisation avec référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe transversale de la moitié supérieure d'un ventilateur monobloc encastré dans une paroi de montage, conforme à l'invention, le moteur n'étant pas coupé la figure 2 est une vue en élévation du ventilateur encastré de la figure 1 en direction de la flèche II de cette figure la figure 3 est une vue d'un détail d'une variante de montage du ventilateur de la figure 1 la figure 4 est une vue d'un autre exemple de réalisation d'une ailette de ventilateur correspondant à la figure 2, et la figure 5 est une vue en élévation suivant la flèche V de l'ailette de ventilateur de la figure 4. Dans la figure 1 est représenté un tronçon de tuyau 1 de forme cylindrique circulaire, qui est pourvu, sur son bord frontal 2, du côté refoulement, de trois rayons d'appui 4, 5 et 6, dirigés radialement vers l'intérieur et décalés de 120 degrés sur le pourtour. Ces rayons supportent une plaque de palier centrale 7 pour le stator du moteur d'entraînement 8. Le long du bord frontal 2 sont, en outre, formées deux éclisses de montage 9 et 10, diamètralement opposées, orientées vers l'extérieur, une de ces éclisses 9 étant disposée en prolongement du rayon d'appui 4. Les références 11 à 15 désignent cinq ailettes de ventilateur, réparties sur le pourtour du rotor du moteur d'entraînement 8. Ces ailettes se trouvent, avec le moteur 8, complètement à l'intérieur du tronçon de tuyau 1, et, cependant, de telle manière que la longueur axiale disponible de l'espace intérieur du tronçon de tuyau soit totalement utilisée, abstraction faite de tolérances de fabrication et des espacements aérodynamiques nécessaires. En variante de l'exemple de réalisation représenté, le tronçon de tuyau 1 peut être constitué, non pas avec une épaisseur de paroi uniforme, mais avec des épaisseurs de paroi différentes, telles que l'épaisseur soit accrue à celle des extrémités où sont disposés les rayons de support. Le moteur d'entraînement 8 qui est constitué comme un moteur à rotor extérieur, est, dans cet exemple, un moteur à hystérésis. Cependant, il est également possible d'envisager une variante, avec un moteur à courant continu, en particulier un moteur exempt de collecteur. Le moteur d'entraînement 8 est polarisé pour tourner en direction de la flèche 16 et les ailettes de ventilateur 11 à 15 sont formées de telle manière qu'elles produisent un soufflage d'air en direction de la flèche 17, de sorte que, dans la figure 1, le côté refoulement se trouve à gauche, c'est-àdire sur le côté du bord frontal 2. Les rayons de support 4, 5 et 6 se trouvent sur le côté de refoulement. En variante, ces rayons pourraient être prévus sur le côté aspiration du ventilateur. Le rotor extérieur 27 du moteur d'entrainement 8 est en forme de pot. I1 se compose d'un anneau d'hystérésis 38 constitué en forme de tronçon de tuyau, sur une des extrémités duquel est fix un anneau de moyeu 24 en métal. La référence 25 désigne une pièce de moyeu métallique constituée comme pièce de fonderie de précision, qui traverse l'ouverture centrale de l'anneau de moyeu 24, et qui entoure l'extrémité de l'arbre 28 pourvue d'une cannelure en croix 60. La pièce de moyeu de palier 25, qui entourel'anneau de moyeu 24 et l'extrémité de l'arbre 28 est réalisée par moulage à injection autour de ces pièces. L'arbre 28 est supporté dans un tube de stator 29 dans des paliers sertis 30 et 31. Les forces axiales de réaction opposées à la direction de la flèche 17 sont absorbées par une bague à ressort 32 enfichée sur l'arbre 28, qui s'appuie sur le palier serti 30 avec interposition d'une rondelle 33. Le tube de stator 29 porte l'enroulement de stator 34 et il est fixé sur la plaque de palier 7. Pour l'arbre de rotor 28, il est prévu, du côté refoulement, un support axial ponctuel 37, consistant en un disque stationnaire 35, sur lequel peut circuler la pointe 36 de l'arbre 28. La paroi d'encastrement 21 représentee dans la figure 1 comporte un évidement ou perçage d'introduction 18, dans lequel le tronçon de tuyau l, qui, abstraction faite des éclisses de montage 9, 10 est totalement lisse, peut s'adapter exactement. Une fois engagé, le ventilateur encastrable, à l'exception de l'épaisseur de matière des éclisses de montage indiquée par la double flèche 20, affleure exactement avec la face antérieure 19 de la paroi 21, de sorte que le ventilateur qui fait à peine saillie sur la surface de paroi, n'apporte aucune gêne. D'ailleurs, en cas de gêne, les éclisses de montage pourraient être enfouies dans l'enduit de la paroi. Le ventilateur ne risque aucun. endommagement, parce que ses éléments fragiles sont protégés à partir de la surface frontale 19, par les rayons de support 4, 5, 6 de la plaque de palier 7, à la manière d'une grille de protection. Le ventilateur de l'exemple de la figure 1, pourrait également, comme représenté dans la figure 3, être monté en étant appliqué contre la paroi 21. Dans ce cas, le perçage de la paroi 38 correspondant au perçage 18 est prévu d'un diamètre égal au diamètre intérieur du tronçon de tuyau 1 indiqué par la flèche 23 de la figure 1. Le ventilateur est monté, comme dans la figure 1, coaxial au perçage d'introduction de la paroi. Le tronçon de tuyau 1 présente un diamètre intérieur, indiqué par la flèche 23, de 73 mm t 10 %. L'anneau d'hystérésis 38 du moteur présente de préférence un diamètre extérieur 22 tel que le rapport entre le diamètre extérieur 22 de la roue de ventilateur et le diamètre intérieur 23 du tron çon de tube soit égal à l/2,25 + 10 %. Dans le cas d'un diamètre intérieur 23 égal à 73 mm, et d'un diamètre extérieur 22 égal à 32,44 mm, le rapport mentionné sera exactement égal à 1/2,25. Ce rapport est à considérer, abstraction faite de la faible marge de tolérance 26 entre les ailettes de ventilateur 11 à 15 et le tronçon de tuyau 1, également pour le rapport entre moyeu, pour lequel cependant un domaine de 1/2 à 1/3 est préférable. Dans l'exemple représenté, le nombre X de rayons de support est 3, et le nombre Y d'ailettes de ventilateur est 5. D'autres conditions sont possibles avec des nombres X et Y différents. Cependant le rapport Y/X, comme dans l'exemple, ne doit pas être un nombre entier et, au moins X ou Y doit être un nombre impair tel que 3, 5 ou 7. Ces conditions sont généralement favorables pour des ventilateurs de petites dimensions. Les figures 4 et 5 montrent une variante de l'exemple conforme aux figures 1 à 3. La différence réside uniquement dans la forme et le profil des ailettes de ventilateur. Dans cet exemple sont également prévues au total cinq ailettes dont une seule 40 est représentée, les autres étant identiques. L'ailette de ventilateur 40 est courbée, avec le centre de courbure décalé en direction de la rotation conformément à la flèche 61. L'ailette est décalée avec son bord antérieur 41, dans la projection axiale représentée dans la figure 4, d'un angle 42 égal à 30 t 10 % en arrière, par rapport au rayon. Avec son bord arrière 43 l'ailette est à nouveau courbée, dans la projection axiale de la figure 4, d'un angle 44 de 15 t 10 % en direction de la rotation par rapport au rayon. Le long des bords avant et arrière 41 et 43, les ailettes, comme représenté pour l'ailette 40, sont les plus minces, et, dans le domain médian 45, elles sont environ 3 à 7 fois, de préférence 5 fois plus épaisses que sur leurs bords. L'angle d'attaque 46 dans le domaine du pied 47 de l'ailette de ventilateur s'élève à 45" t 10 %, tandis que cet angle, dans le domaine du bord extérieur de l'ailette 49 est environ 25 % plus faible avec une transition régulière de l'angle d'attaque dans le domaine médian intermédiaire.Le domaine de pied de l'ailette s'étend, comme représenté pour l'ailette 40, surEune zone de pourtour 50 du moyeu égale à 70" t 1,5 . Cela donne au total, pour les cinq ailettes, 350" t 7,5 , de sorte que, même dans le cas de limite maximale de tolérance, il subsiste encore un espace intermédiaire étroit 63, en projection axiale de la figure 4, entre des ailettes voisines. Des ventilateurs encastrés conforme aux dessins conviennent en particulier aux situations dans lesquelles aucune place libre n'est disponible sur le côté refoulement, en avant de la paroi d'encastrement, et dans lesquelles une protection est nécessaire, à partir du côté frontal, contre des agressiom mécaniques possibles, par exemple par négligence du personnel d'entretien ou par des appareils environnants. -REVENDICATIONS 1. Ventilateur monobloc encastrable, dont le moteur d'entraînement, constitué comme rotor extérieur, avec des ailettes de ventilateur montées sur le rotor serv-ant de moyeu de roue de ventilateur, est enfermé complètement dans un tronçon de tuyau, qui présente, sur l'un de ses bords frontaux, des rayons de soutien, dirigés radialement vers l'intérieur, et répartis sur le pourtour, pour supporter une plaque de palier pour le stator du moteur, le tronçon de tuyau, abstraction faite des rayons, présentant une surface intérieure cylindrique lisse, ventilateur caractérisé en ce que sont prévus, répartis uniformément sur son pourtour, l'un derrière l'autre, un nombre X, de préférence trois rayons de support (4, 5, 6) ainsi qu'un nombre Y, de préférence cinq ailettes de ventilateur (11 à 15), X et Y étant chacun un nombre impair, et le rapport Y/X n'étant pas un nombre entier, le diamètre intérieur (23) du tronçon de tuyau (1) étant inférieur à 100 millimètres, et notamment égal à 73 mm + 10 %. 2. Ventilateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport entre le diamètre extérieur (22) du moyeu de roue de ventilateur (2a) et le diamètre intérieur (23) du tronçon de tuyau (1) est égal à 1/2,2 t 10 . 3. Ventilateur suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les rayons (4, 5, 6) de support de la plaque de palier sont disposés du côté du refoulement. 4. Ventilateur suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les rayons (4, 5, 6) de support de la plaque de palier sont disposés du côté de l'aspiration. 5. Ventilateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des éclisses ou pattes de montage (9, 10) orientées radialement vers l'extérieur sont disposées sur le côté des rayons de support de plaque de palier (4, 5, 6). 6. Ventilateur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que, pour l'arbre de rotor (28), est prévu, du côté refoulement, un palier axial ponctuel (37). 7. Ventilateur suivant l'une quelconque des revendica tions 1 à 6, caractérisé en ce que le moteur d'entraînement (8) est un moteur à hystérésis. 8. Ventilateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le moteur d'entraînement est un moteur à courant continu, en particulier sans collecteur. 9. Ventilateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par des ailettes de ventilateur profilées (40), qui sont courbées avec un centre de courbure décalé en avant en direction de rotation, dont le bord antérieur (41), en projection axiale, est décalé d'un angle (42) de 30 t 10 % en arrière du rayon, et dont le bord postérieure (43) est, en projection axiale, incliné d'un angle (44) de 15 t 10 % en direction de la rotation par rapport au rayon. 10. Ventilateur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les ailettes de ventilateur (40) sont les plus minces le long de leurs bords antérieur et postérieur (41, 43) et dans le domaine médian intermédiaire, elles sont de trois à sept fois, de préférence cinq fois plus épaisses que sur leurs bords. 11. Ventilateur suivant l'une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que l'angle d'attaque (46) dans le domaine du pied de l'ailette (47) est de 45" t 10 %, et l'angle d'attaque (48) dans le domaine du bord extérieur (49) est plus petit d'environ 25 %, avec une transition régulière entre ces angles d'attaque dans le domaine intermédiaire. 12. Ventilateur suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les domaines de pied (47) des ailettes (40) s'étendent sur une zone de pourtour (50) du moyeu égale à 70" t 1,50.