Brevet FR2475158A1 — publié le 19810807

La présente invention a pour but de fournir un ventila- teur axial dont les aubes ne sont pas torses et sont équipées, au niveau du bord de sortie, de volets-présentant des dimensions et une orientation appropriées, en particulier dans les zones des aubes o la vitesse périphérique est plus petite. On peut obtenir de cette manière une augmentation de la puissance de tirage d'un ventilateur axial dont les aubes ne sont pas torses, en particulier dans les zones des aubes à vitesse périphérique inférieure. A l'heure actuelle, l'augmentation de la puissance de tirage d'un ventilateur dans les zones des aubes à vitesse périphérique inférieure est obtenue par l'un ou l'autre des procédés suivants a) Augmentation de la corde (largeur) de l'aube dans le sens allant de l'extrémité externe vers la racine de l'aube. b) Torsion de l'aube (= augmentation de l'angled'incidence géométrique des sections de l'aube dans le sens allant de l'extrémité externe vers la racine de l'aube). c) Combinaison des mesures indiquées en a) et en b). De telles techniques, qui sont appliquées à l'heure actuelle, présentent les inconvénients suivants: 1) La variation du profil de l'aube, en ce qui concerne sa corde, n'est pas praticable sur des aubes massives, fabriquées par extrusion, et elle est compliquée avec les aubes creuses, en particulier si elles sont renforcées. 2) La torsion d'aubes fabriquées en matière plastique et obtenues par extrusion n'est pas praticable. -. 2475158 3) La torsion d'aubes faites-d'alliage léger. et-obtenues. par extrusion présente les inconvénients suivants: - Nécessité.de dépasser la limite de fluage du matériau.; - Impossibilité d'atteindre dans la pratique des valeurs de torsion appropriées (en particulier sur des aubes présentant une section conchiforme et un faible rapport d'allongement, défini comme le rapport de la longueur à la cordre de l'aube) sans endommager l'aube elle-même. La présente invention élimine les inconvénients -évoqués ci-dessus et offre d'autres avantages dont.l'intérêt apparaîtra aux spécialistes à la lecture de la description qui suit. D'après la présente invention, une augmentation du coefficient de hauteur d'élévation du profil des aubes (et, en conséquence, une augmentation de la puissance de tirage) d'un ventilateur axial, dont les aubes ne sont pas torses, peut être obtenue au moyen de volets présentant une largeur et- une inclinaison appropriées, fixés au bord de sortie des aubes ellesmêmes. Cette augmentation est fonction de la largeur du volet et de, son inclinaison par rapport à la corde du profil. En combinant judicieusement la largeur du volet avec: son inclinaison, on peut parvenir, au niveau des zones des aubes' à vitesse périphérique inférieure, à des accroissements de la puissance de.tirage des aubes qui sont équivalents ou supé- rieurs aux accroissements obtenus par torsion des aubes. Dans les mêmes conditions de travail, le rendement global du ventilateur équipé des dispositifs proposés (volets) est-égal ou même légèrement supérieur au rendement d'un ventila- - teur usuel à aubes torses. Sur la fig. 1 est reproduit un graphique montrant la variation du coefficient de hauteur d'élévation CL d'un profil avec et sans volet (courbes A et B respectivement) en fonction de l'angle d'incidence aérodynamique du profil. Le graphique de la fig. 2. représente la variation du coefficient C en question en fonction de la largeur du volet, exprimée en pourcentage de la corde du profil. Le schéma reproduit sur la fig. 3 illustre une forme, de réalisation typique de l'invention. Dans la description qui suit, on considèrera la forme géométrique possible du volet. - Le volet peut être fixé au bord de sortie de l'aube, sur toute sa longueur ou sur une partie de sa longueur (fig. 4a, 4b). - L'inclinaison du volet par rapport à la corde du profil peut être-constante ou variable le long du rayon de l'aube. - La largeur du volet le long du rayon de l'aube peut être variable dans un rapport linéaire (fig. 5a), dans un rapport non linéaire (fig. 5b) ou en une combinaison de ces deux formes possibles. - Le volet peut être constitué simplement par une plaque coudée (fig. 6). La ligne moyenne du volet peut être droite (fig. 7a) ou peut avoir une courbure négative ou positive (fig. 7b, 7c) ou une combinaison de celles-ci. - L'assujettissement entre volet et aube peut être réalisé de sorte qu'on ait le choix entre les options suivantes a) l'angle d'incidence entre le volet et l'aube est fixe et non réglable; - b) l'angle d'incidence entre le volet et l'aube est réglable lorsque le ventilateur est à l'arrêt; c) l'angle d'incidence entre le volet et l'aube est réglable lorsque le ventilateur tourne. - Le volet peut être fixé à l'aube par collage, rivetage, boulonnage, soudure; assemblage à queue d'aronde ou procédés similaires (voir par exemple la fig. 8); ou par combinaison de deux ou de plusieurs des procédés énumérés ci-dessus. Le volet peut être également réalisé par enlèvement d'une partie du bord de sortie d'une aube, auquel cas il peut être considéré comme faisant partie intégrante de l'aube elle-même (fig. 9). - L'angle &'inclinaison du volet par rapport à la corde du profil peut varier entre 10 et 70 ; l'effet recherché n'est pas obtenu lorsque cet angle est inférieur à 10 ou supérieur à 70 , les meilleurs résultats étant obtenus aux alentours de - La largeur du volet peut yvarier.de 0 % &. 30 % (et au-delà, dans des cas particuliers): de 'la largeur de l'aube. Ex'emple' . L'exemple qui suit (voir fig. 10) est destiné à illus- trer la présente invention sans., -pour autant, que celle-ci s'y limite. La fig. 10 est une représentation schématique du moyeu et de l'aube à volet d'un ventilateur axial, équipé de quatre aubes et utilisé dans l'expérience. Les caractéristiques du ventilateur sont les suivantes: r = Rayon 1,65 m d = Diamètre du moyeu 0,3 m c = Corde des aubes 0,3 m s = largeur maximale des aubes 0,070 m 1 = longueur des aubes 1,0 m = Angle de raccordement des aubes 45 0 n = Tours/minute. 382 Les résultats de l'expérience sont rapportés dans la représentation graphique de la fig. il ot on a porté en abscisses le rayon r (en mètres) et en ordonnées la puissance de tirage par unité d'ouverture (kg/m). Sur la figure sont' tracées trois courbes qui montrent l'allure du tirage par unité d'ouverture en fonction du rayon r, dans les conditions suivantes: Courbe A: Aube non torse, sans volet; " B: Aube torse, sans volet; _ C: Aube non torse, avec volet. L'accroissement du tirage, indiqué par la courbe C qui correspond au cas de l'invention, est évident. - REVENDICATIONS - 1. Ventilateur axial à roue à aubes à puissance de tirage accrue, caractérisé en ce qu'il est muni d'aubes qui ne sont pas torses et qui comportent en combinaison des volets pratiquement rigides, présentant des dimensions et des incli"-- naisons appropriées et fixés le long des bords de sortie des aubes. 2. Ventilateur axial àroue à aubes selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que ses aubes sont massives, étant obtenues par extrusion, en particulier de matière plastique renforcée. 3. Ventilateur axial à roue à aubes selon'la revendi- cation 1, caractérisé en ce que ses aubes sont.creuses et éventuellement renforcées. 4. Ventilateur axial à roue à aubes selon l'une i5 quelconque des revendications l à 3, caractérisé en ce que ses volets ne font pas partie du profil des aubes. 5. Ventilateur axial à roue à aubes selon l'une quel- conque des revendications l à 4, caractérisé en ce que ses volets ont essentiellement la forme de triangles rectangles dont les. hypoténuses sont fixés le long des bords de sortie des aubes. 6. Ventilateur axial à roue à aubes selon l'une quel- conque des revendications l à 5, caractérisé en ce que ses volets sont fixés sur toute la longueur des aubes ou sur une partie de celle-ci. 7. Ventilateur axial à roue à aubes, caractérisé en ce que l'inclinaison du volet par rapport à la corde du profil se situe entre O et 70 et, le cas échéant, peut varier le long du rayon de l'aube.' 8. Ventilateur axial à roue à aubes, caractérisé en ce que la1ongueur du volet peut osciller entre O et 30 % de la largeur de l'aube et, le cas échéant, peut varier suivant une relation linéaire ou non linéaire. 9. Ventilateur axial à roue à aubes selon l'une quel- conque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'angle d'incidence du volet par rapport à l'aube peut également être réglable pendant que le ventilateur tourne. % t. j.