Brevet FR2485648A1 — publié le 19811231

La présente invention se rapporte à un corps de guidage notamment corps de guidage d'air destiné à insonoriser des soufflantes, des ventilateurs ou des turbomachines analogues, susceptibles de créer un courant de fluide, présentant une section droite formée par au moins une série annu- laire concentrique de canaux de circulation séparés entre eux par des sections de paroi sensiblement radiales et obliques en direction axiale, pouvant être appliqué à des machines pouvant fonctionner avec différents fluides à mettre en mouvement. Les corps de guidage d'air connus du type précité ont une structure empêchant la formation d'un filet axial. On y parvient par exem- ple par une déviation multiple dans l'espace de l'écoulement dans le corps de guidage d'air. La déviation en direction radiale et en direction périphérique est réalisée dans ce cas par des nervures de guidage qui sont introduites dans les canaux de circulation ou bien y sont formées d'un seul tenant. La conformation ou l'introduction de ces nervures de guidage dans le corps de guidage d'air impose des limites étroites à la confor- mation des canaux de déviation. Ainsi, un guidage optimum de l'écoulement se- lon les points de vue de la technique des fluides ne peut être réalisé ou ne peut l'être qu'à un coût considérable lors de la fabrication ou du montage. En outre, les nervures de guidage ne peuvent comporter de double paroi, et l'on ne peut réaliser des perforations de liaison entre les différents canaux qu'en des endroits ne posant pas de problèmes du point de vue de la technique du moulage par injection. Pour pouvoir réaliser économiquement le guide d'air connu, le tracé des canaux doit être aussi simple que possible, mais cela a un effet négatif sur le rendement. En conséquence, l'invention a pour objet un corps de guidage d'air permettant un guidage optimum et une insonorisation optimale pour un faible coût de fabrication, et dont le montage soit fortement simplifié. Pour atteindre cet objectif, selon l'invention, chaque série annulaire comprend une pluralité de canaux individuels préformés, iden- tiques, qui sont rassemblés, s'appuyant les uns sur les autres en un bloc de circulation fermé annulairement et centré. Du fait que chaque série annulaire se compose d'une plu- ralité de canaux séparés identiques auto-porteurs, le montage du corps de gui- dage d'air lui-même peut être réalisé de façon simple en direction radiale, au moyen de canaux individuels à courbures multiples. En outre, il suffit d'un seul outil par série annulaire lors de la fabrication par le procédé de moulage par injection. Cet outil peut être fabriqué à un prix avantageux, du fait que le corps profilé à mouler présente un profil fermé et que sa section libre peut être formée par une âme de l'outil relativement stable. Le démoulage du corps profilé est facilité, de sorte que l'on peut couler même des canaux compliqués adaptés au guidage optimum de l'écoulement, sans entraîner un coût de fabrication trop élevé. La mise en contact mutuel de ces canaux individuels assure automatiquement la formation de nervures à double paroi qui contribuent à augmenter l'insonorisation. En raison de la subdivision en segments, cette multipli- cité de canaux individuels est très facile à monter en un seul bloc et la dépense en main d'oeuvre est également très faible. On obtient une conformation optimale si les canaux indi- viduels d'une série annulaire et/ou de séries annulaires voisines s'appuient les uns sur les autres au moyen d'entretoises qui y sont formées, qui peuvent fixer les canaux individuels à une certaine distance mutuelle avec formation de doubles parois,et si de i matière insonorisante est introduite dans les dou- bles parois. Les entretoises selon l'invention font apparaître entre les parois limitrophes des canaux individuels une cavité dans laquelle on peut placer une matière additionnelle insonorisante qui provoque un effet accru lorsqu'on forme des perforations transversales dans les parois des canaux individuels. Si les blocs de circulation sont centrés et groupés au moyen de brides annulaires que l'on peut enfiler par les faces frontales res- pectives du corps de guidage d'air, on obtient une fixation des blocs de circu- lation particulièrement avantageuse par laquelle on peut lier de façon simple le corps de guidage d'air en un bloc de montage préfixé. Ces brides de grou- pement et de centrage conviennent, en outre, bien pour un accouplement sûr au bottier de la turbomachine. Si les sections de paroi voisines des canaux individuels peuvent être fixées dans leur position mutuelle par un assemblage à enclenche- ment et si chaque assemblage à enclenchement est formé par un collet annulaire, comportant une nervure annulaire, qui peut être placé avec enclenchement dans un collet annulaire, comportant une rainure, formé dans la paroi adjacente, une ouverture de passage subsistant à l'intérieur des collets annulaires à l'état monté, on obtient une conformation particulièrement appropriée des pa- rois des canaux individuels, ce qui facilite considérablement le montage des blocs de circulation. Les assemblages à enclenchement font que le corps de guidage d'air peut être monté sans châssis de montage auxiliaire en prenant en même temps une rigidité élevée. On va décrire à présent l'invention avec davantage de détails sur différents exemples d'exécution non limitatifs, en regard du des- sin annexé dont La figure 1 est une coupe longitudinale, d'une soufflan- te radiale à aspiration axiale en amont de laquelle est monté un corps de guidage d'air selon l'invention; La figure 2 est une coupe partielle du corps de guidage d'air de la figure 1, suivant la ligne II-II; La figure 3 est une vue partielle du corps de guidage d'air selon la figure 1, dans le sens de la flèche III; La figure 4 est une vue en perspective d'une série an- nulaire prémontée de canaux de circulation d'un corps de guidage d'air selon les figures 1 à 3 La figure 5 est une coupe identique à celle de la figure 2, (projection développée) du corps de guidage d'air suivant la ligne V-V de la figure 3; La figure 6 est une représentation à échelle agrandie du détail VI de la figure 5 La figure 7 est une coupe analogue à la figure 5 d'un autre mode d'exécution du corps de guidage d'air à canaux individuels recti- lignes. La figure 1 représente dans sa partie droite l'extrémité. antérieure ou le côté d'aspiration d'une soufflante radiale comportant le ro- tor 1, le boitier-extérieur 2 et les canaux d'écoulement 3. Un corps de guida- ge d'air 4 selon l'invention est bridé au bottier extérieur 2 par un corps de butée annulaire 5. La pression d'appui est appliquée au moyen d'une bride de pression intérieure 15. Ce corps de guidage d'air protège la face frontale de la soufflante de l'extérieur, la-forme particulière de la section droite du canal de circulation produisant un ralentissement de l'écoulement d'aspiration à l'entrée du corps de guidage et une accélération de l'écoulement, éventuel- lement avec prérotation, à la sortie du corps de guidage. - Le corps de guidage est un corps à symétrie de révolu- tion par rapport à l'axe de rotation du rotor 1, qui présente une section de passage 6 incurvée en S en direction axiale. Le courant y est guidé suivant la forme d'un S horizontal et la section d'écoulement augmente de façon conti- nue à partir de la section d'entrée 7 du rotor 1 vers l'extérieur en direction de la section d'entrée 8 du corps de guidage 4. La courbure des surfaces de guidage 11 ou 13 est choisie de façon qu'il y ait un recouvrement radial des 4 24u35648 sections de sortie et d'entrée du corps de guidage. On-peut aussi cependant utiliser des corps de guidage dont les sections de passage sont égales à la sortie et à l'entrée et qui présentent des dimensions radiales identiques. Ces corps de guidage comportent, pour empêcher qu'il se forme des filets a- xiaux continus en ligne droite, des nervures de guidage 12 sensiblement radia- les, obliques par rapport à l'axe du corps de guidage, ce quipermet d'obtenir un recouvrement des sections d'entrée et de sortie partielles. La figure 2 montre que, même dans le mode d'exécution selon la figure 1, il est produit une déviation en direction périphérique, c'est-à-dire une giration de l'écoulement. Les nervures de guidage radiales ou presque radiales 12 ont une allure telle que les canaux de passage 9 pren- nent une forme hélicoïdale en direction périphérique, supérieure à un pas 14. Comme le montre la figure 3, le corps de guidage 4 se compose d'une pluralité de canaux individuels 20a ou 20b qui sont rassemblés en séries annulaires concentriques 21a ou 21b. Tous les canaux individuels a, 20b d'une série annulaire 21a, 21b, sont de conformation identique. En général, les canaux individuels ont une forme de tube rectangulaire tors. Les parois latérales 22a, 22b des canaux individuels/Th-rment les nervures de gui- dage 12, les parois 23a, 23b dirigées en direction périphérique forment la surface de guidage extérieure et la surface intérieure, 10 respectivement 13, ainsi qu'une nervure de guidage 16 sensiblement parallèle aux surfaces de guidage. Ainsi, il ne peut se former de filet axial à l'intérieur du corps de guidage 4. Les segments de canaux individuels 20a ou 20b sont con- formés de façon que leurs parois contigues s'appuient l'une sur l'autre, comme le montre au mieux la figure 4. Des brides annulaires 30, respectivement 31, que l'on enfile de l'extérieur sur le bloc de circulation 24 prémonté et que l'on colle alors, par exemple, fixent les différents segments 20 en un bloc prémonté. Dans le mode de réalisation de la figure 1, la pièce de butée annu- laire 5 ainsi que la bride d'appui intérieure 15 qui sont responsables de cet- te tâche. Pour augmenter l'effet d'amortissement, l'appui mutuel- (selon la figure 5) peut être réalisé au moyen de nervures 32 qui font appa- rattre entre les différentes parois 22 ou 23 des canaux 20 des cavités 34. De ce fait, les canaux-20 peuvent être découplés mutuellement du point de vue de la technique des vibrations et fonctionner avec moins de bruit. Des perfo- rations de liaison 33 pratiquées dans les parois 22 et 23 des canaux 20 provo- quent une liaison fluidique nécessaire des canaux individuels 20. La cavité 34 2485648 peut être isolée au moyen d'une matière insonorisante appropriée. Une simplification du montage consiste à fixer les dif- férents canaux 20 contigus au moyen d'un assemblage. Les figures 5 et 6 mon- trent une conformation possible de cet assemblage dans les parois radiales 22 des canaux 20. Cet assemblage y est réalisé sous la forme d'une fermeture à enclenchement 40 qui a en même temps pour rôle de fixer la distance des deux canaux contigus 20. Chaque partie de l'assemblage comporte, dans ce but, un collet annulaire mâle 41 et un collet annulaire femelle 42 que l'on emboîte, ceux-ci engrenant mutuellement par un profilage 43 à l'extérieur du collet mâle 41 et à l'intérieur du collet-femelle 42. Il reste à l'intérieur de l'as- semblage 40 un espace libre 44 qui accouple les canaux 20 entre eux. Le collet femelle 42 Joue en même temps le rôle de séparateur et fait prendre aux canaux une position mutuelle stable. La figure 7 représente le même dispositif de fixation, pour le cas o les canaux individuels 20 ne peuvent produire de déviation radiale de l'écoulement. Pour monter le corps de guidage 4, on procède en assem- blant d'abord le bloc de passage 21b situé le plus à l'intérieur en insérant de la matière insonorisante entre les parois des canaux individuels, puis en ajoutant les autres canaux individuels de bloc de passage contigu. En plus, ou en variante de l'assemblage à enclenchement, on peut aussi coller les diffé- rents canaux entre eux, pour obtenir un bloc compact. On peut égalementcoller les brides 30 et 31 ou les souder aux canaux individuels, puis les fixer au boîtier 2. R E V E N D I C A T I O N S 1. - Corps de guidage d'air destiné à insonoriser des soufflantes, des ventilateurs ou des turbomachines analogues, susceptibles de créer un courant de fluide présentant une section droite formée par au moins une série annulaire concentrique de canaux de circulation séparés entre eux par des sections de paroi sensiblement radiales et obliques en direction axia- le, pouvant être appliqué à des turbomachines pouvant fonctionner avec diffé- rents fluides, caractérisé en ce que chaque série annulaire (21) comprend une pluralité de canaux individuels (20) préformés identiques qui sont rassemblés, s'appuyant les uns sur les autres en un bloc de circulation (24) fermé annu- lairement et centré. 2. -Corps de guidage d'air selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que, dans le cas de plusieurs blocs de circulation (21a, 21b) ceux-ci sont disposés concentriquement entre eux, leurs sections de paroi (23a, 23b) dirigées en direction périphérique s'appuyant l'une sur l'autre. 3. - Corps de guidage d'air selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les canaux individuels (20) d'une série annulaire (21) et/ou de séries annulaires (21a, 21b) s'appuient mutuelle- ment par des entretoises (32) qui y sont formées et peuvent fixer les parois (22, 23) des canaux individuels (20) à une certaine distance mutuelle, avec formation de doubles parois (34). 4. - Corps de guidage d'air selon la revendication 3, caractérisé en ce que la matière insonorisante (35) est introduite dans les doubles parois (34). 5. - Corps de guidage d'air selon l'ensemble des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que les blocs de circulation (24') sont centrés et groupés au moyen de brides annulaires (31) que l'on peut enfiler par les côtés respectifs du corps de guidage 4. 6. - Corps de guidage d'air selon l'ensemble des reven- dications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on peut fixer des sections de paroi voisines (22, 23) des canaux individuels (20) par un accouplement à enclen- chement (40) dans leur position relative. 7. - Corps de guidage d'air selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque assemblage à enclenchement (40) est formé par un collet annulaire mâle (41) faisant saillie d'un côté, pouvant être emboîté avec enclenchement dans un collet annulaire femelle (42) formé dans une paroi contigue (22, 23), une ouverture de passage (44) subsistant à l'intérieur des collets annulaires (40, 41) à l'état monté. 7 24 8 5 6 48 8. - Corps de guidage d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que des canaux individuels contigus (20) sont collés entre eux.