Brevet FR2487449A1 — publié le 19820129

L'invention concerne un ensemble de ventilateur destiné à être installé dans des tuyauteries, canaux ou enveloppes en forme de canal ou dans des appareils d'aéra- tion et de climatisation, servant à transporter des mi- lieux gazeux et comportant un rotor radial à rotation libre sans volute et un moteur d'entraînement adjoint au rotor. Les ventilateurs de ce genre peuvent s'installer en tant que groupe autonome dans des canaux ou des tuyau- teries, indépendamment du fait que ceux-ci aient une section circulaire ou rectangulaire; ils réunissent les avantages du ventilateur axial écoulement traversant en ligne droite et montage simple - et les avantages du ven- tilateur radial - haute pression et bruit relativement réduit - et pour ces raisons, ils ont été très appréciés pour beaucoup d'applications. Leur montage est simple, à peu près comme celui d'un tronçon de canal ou de tube à air. La sortie d'air se situe dans la même direction que l'entrée d'air, donc à peu près axialement. Toutefois, l'inconvénient des dispositions connues de l'espèce ici considérée est que l'air sort du rotor avec une forte rotation de sorte que l'écoulement se pour- suit aussi sous forme hélicoïdale dans le système de ca- naux ou de tuyauteries qui suit, ce qui entraîne des pertes d'énergie notables: une grande partie de l'énergie com- muniquée par le rotor au fluide ne peut pas être utilisée, de sorte que le rendement de ces ventilateurs est mauvais en conséquence. L'invention vise à y remédier. Dans le but ci-dessus, l'invention vise à fournir un ensemble de ventilateur de l'espèce ici considérée qui, tout en conservant les avantages de la disposition connue décrite plus haut, évite ses inconvénients, en ce sens que le courant de fluide, après avoir passé par le rotor du ventilateur, ne présente plus de rotation du côté de la sortie, dans la tuyauterie ou le canal qui fait suite, de sorte que du côté de la sortie du ventilateur un écou- lement ordonné et de direction uniforme prédomine et que les pertes d'énergie mentionnées plus haut ne sont plus à redouter. Pour résoudre le problème ci-dessus, l'invention pro- pose de brancher, après la sortie du rotor dans le sens d'écoulement du fluide, un dispositif directeur, qui dévie en direction axiale l'écoulement de fluide sortant en direction radiale du rotor. Avantageusement, le dispositif directeur entoure extérieurement le rotor radial; il peut l'entourer, par exemple, avec espacement relativement à la circonférence extérieure. Avantageusement, le dispo- sitif directeur présente la forme d'une roue disposée de manière à ne pas pouvoir tourner, comportant plusieurs aubes; il peut, par exemple, être formé de plusieurs aubes directrices, par exemple 15 à 18 et de préférence 17 aubes, dont le réglage est tel que l'angle d'entrée corresponde à la direction dans laquelle le fluide sort du rotor, de sorte que le fluide peut entrer approximativement sans saccades. Avantageusement, les aubes du dispositif direc- teur peuvent être réglées obliquement de façon telle, ou avoir une forme courbe telle, que le fluide soit dévié de la direction radiale à la direction axiale. On obtient ainsi un ensemble de ventilateur, qui n'a pas seulement les avantages déjà mentionnés de la technique antérieure décrite plus haut, mais qui, en outre, ne présente plus les pertes d'énergie des dispositions connues comparables, en ce sens que le fluide, une fois sorti du rotor, est dévié par le dispositif directeur, de telle sorte qu'il poursuit son écoulement axialement sans rotation, de sorte que les pertes d'énergie liées à une rotation à la sortie sont supprimées. Des mesures décrites en détail plus loin per- mettent d'éviter encore mieux les pertes d'énergie; si les aubes directrices sont réglables conjointement, on peut obtenir après coup un réglage optimal et un réglage du débit dans une mesure réduite, de façon simple et sans y consacrer beaucoup de temps. Avantageusement, le rotor radial, le moteur d'en- trainement correspondant et le dispositif directeur sont réunis en un bloc autonome que l'on peut installer dans son ensemble dans le canal, la tuyauterie, etc., et de préférence, les aubes directrices sont entourées exté- rieurement par une enveloppe cylindrique, qui constitue en même temps le carter de l'ensemble de ventilateur, qui maintient tout l'ensemble. Par exemple, le moteur d'en- trainement situé du côté opposé à l'entrée du rotor peut être retenu à l'aide d'entretoises radiales fixées par leur extrémité extérieure à l'enveloppe cylindrique ou encore, à l'aide d'entretoises angulaires dont une partie est dirigée axialement et est fixée par son extrémité libre à un anneau porteur du côté d'entrée, de préférence participant au montage du rotor, tandis que l'autre partie est dirigée radialement et sert à retenir le moteur d'en- trafnement. Grâce aux caractéristiques ci-dessus, d'une part, la constitution est simplifiée de façon optimale et rendue économique, et, d'autre part, on obtient ainsi un montage notablement plus facile et plus simple. Des exemples d'exécution de l'objet de l'invention sont représentés par les dessins, dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation latérale schématique, partiellement en coupe d'une disposition selon ltinven- tion, la figure 2 est une vue en plan correspondant à la figure 1, la figure 3 montre partiellement et à plus grande échelle le développement des roues selon les figures 1 et 2, la figure 4 est une vue en élévation latérale partielle, partiellement en coupe, d'une variante de l'objet de l'in- vention, la figure 5 est une vue en plan correspondant à la figure 4, la figure 6 est une vue en élévation latérale du disposi- tif directeur d'une autre variante de l'invention, la figure 7 est une vue en plan correspondant à la figure 6, et la figure 8 est une vue en élévation schématique par l'avant d'une pale du dispositif directeur selon la figure 6, L'ensemble de ventilateur selon le premier mode d'exécution de l'invention comporte un rotor radial à rotation libre 1, sans volute, et un moteur d'entraînement 2 adjoint au moteur et qui peut être avantageusement sous forme de moteur à rotor extérieur, de façon que l'on puisse régler sa vitesse de rotation, par exemple lorsqu'on veut adapter la quantité d'air au besoin effectif, par exemple pour économiser de l'énergie. Selon l'invention, après la sortie 4 du rotor, dans le sens d'écoulement du fluide suivant les flèches 3a, 3b, est branché un dispositif directeur 5, qui dévie dans la direction axiale suivant les flèches 6b le courant de fluide sortant du rotor en direction radiale suivant les flèches 6a, jusqu'à ce que le fluide puisse sortir suivant les flèches 3b. On peut voir que dans le mode d'exécution de la figure 1, le dis- positif directeur 5, qui présente la forme d'une roue ne pouvant pas tourner, munie de plusieurs aubes 7, entoure extérieurement le rotor radial 1, un espacement étant pré- vu entre la circonférence extérieure du rotor radial et le dispositif directeur 5. Comme on lia dit, le dispositif directeur est formé de plusieurs aubes directrices - qui peuvent être, par exemple, au nombre de 15 à 18, de préférence de 17 - et ces aubes sont réglées de telle sorte que l'angle d'entrée correspond à la direction dans laquelle le fluide sort du rotor, de sorte que le fluide peut entrer dans le dispo- sitif directeur approximativement sans saccades. Les aubes directrices de l'appareil directeur peuvent avoir une structure et une disposition diverses. Ainsi, par exemple, les aubes directrices 10 du dispositif di- recteur 11 de la disposition de la figure 6 peuvent être disposées et réglées, comme le montre la figure 7, oblique- ment par rapport à l'axe longitudinal 12, de telle sorte que le fluide est dévié de la direction radiale à la direction axiale. Par exemple, les aubes directrices du dispositif directeur peuvent faire un angle ot de 7 à , de préférence de 10 , avec l'axe 12 dela roue. Cela se voit aussi sur la figure 3; ici, le sens de ro- tation du rotor est indiqué par 13, la déviation du fluide s'effectue suivant la flèche 14, à la direction axiale 15. On peut aussi fabriquer les aubes directrices du disposi- tif directeur avec une forme courbe telle que le fluide soit dévié dela direction radiale à la direction axiale. Les aubes directrices peuvent aussi avoir un profil en arc de cercle, elles peuvent aussi avoir un profil de cour- bure qui s'écarte de la forme d'un arc de cercle. Ces différents modes d'exécution aident, d'une part, à écono- miser de l'énergie et à éviter les pertes par choc, et, d'autre part, ils servent à obtenir une déviation aussi efficace que possible du fluide une fois sorti du rotor et avant son entrée dans la partie suivante du canal ou dela tuyauterie. Selon le mode d'exécution des figures 7 et 8, à nouveau pour obtenir un écoulement aussi avanta- geux que possible du fluide, on peut donner aux aubes une longueur 1 à peu près cinq fois plus grande que le rayon de courbure r, tandis que la hauteur h des aubes est à peu près deux à trois fois plus grande que leur largeur b. En pareil cas, l'aube est désignée par 10. Pour obtenir un actionnement simple, efficace et aus- si peu coûteux que possible, on peut monter les aubes di- rectrices, de façon telle qu'elles puissent être réglées conjointement, de sorte qu'un réglage optimal est possible après coup et que l'on peut obtenir dans une mesure ré- duite un réglage simple et peu coûteux du débit. En outre, pour simplifier surtout le montage et assurer une construction simple, il est prévu que le rotor radial, le moteur d'entraînement correspondant et le dis- positif directeur peuvent être rassemblés en un bloc au- tonome que l'on peut installer dans son ensemble dans le canal, la tuyauterie etc; à cet effet, on peut prévoir des brides ou des éléments de réduction en eux-memes con- nus, ou des tronçons de franchissement, des emboîtements, et analogues. Dans le mode d'exécution des figures 1 à 3, les aubes sont entourées extérieurement d'une enveloppe 15 de forme cylindrique, qui constitue en même temps le carter de l'ensemble de ventilateur, qui maintient le tout assemblé. En pareil cas, le moteur d'entraînement 2 se trouve du côté opposé à l'entrée 16 du rotor 1, il est retenu à l'aide d'entretoises radiales 17, qui sont fixées par leurs extrémités extérieures en 18 à l'enve- loppe cylindrique. Le carter contient donc le dispositif directeur et le rotor et porte le moteur. Par des moyens non représentés davantage, le carter peut être installé dans le système de canal. Dans la variante des figures 4 et 5, le moteur d'entraînement 20 est à nouveau disposé du côté opposé à l'entrée 21 du rotor 22, il est ici re- tenu à l'aide d'entretoises angulaires 23 dont une partie 24 est dirigée axialement et est fixée par son extrémité libre en 25 à un anneau porteur 26, qui participe de pré- férence au montage du rotor 22, tandis que l'autre partie 27 est dirigée radialement (les parties 24 et 27 sont re- liées entre elles en 28) et sert à retenir le moteur d'entraînement. On a désigné par 29 le dispositif direc- teur, par 30 une plaque de fixation du moteur d'entraî- nement. Dans ce cas aussi, o le ventilateur est équipé de pales courbées vers l'arrière, il existe un carter 31, qui entoure l'ensemble et sert en même temps au maniement pour la disposition et le montage de l'ensemble. -R E V E N D I C A T I 0 N S - 1. Ensemble de ventilateur destiné à être installé dans des tuyauteries, canaux ou enveloppes en forme de canal ou dans des appareils d'aération et de climatisation, servant à transporter des milieux gazeux et comportant un rotor radial à rotation libre sans volute et un moteur d'entraînement adjoint au rotor, ensemble caractérisé en ce qu'après la sortie (4) du rotor, dans le sens d'écoulement du fluide, est branché un dispositif directeur (5, 11, 29), qui dévie en direction axiale l'écoulement de fluide sor- tant en direction radiale du rotor (1, 22). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif directeur (5, 11, 29) entoure exté- -rieurement le rotor radial (1, 22), de préférence avec espacement. 3. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif directeur (5, 11, 29) présente la forme d'une roue disposée de manière à ne pas pouvoir tourner et munie de plusieurs aubes (7, 10). 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif directeur (5, 11, 29) est formé de plusieurs aubes directrices, par exemple à 18 et de préférence 17, dont le réglage est tel que l'angle d'entrée corresponde à la direction dans laquelle le fluide sort du rotor, de sorte que le fluide peut entrer approximativement sans saccades dans le dispositif direc- teur, et, de préférence, les aubes du dispositif directeur sont réglées obliquement de façon telle, faisant, par exemple, un angle de 7 à 15 et de préférence de 10 O avec l'axe de la roue, ou ont une forme courbe telle, que le fluide soit dévié de la direction radiale dans la direction axiale. 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que les aubes directrices ont un profil en arc de cercle ou un profil de courbure s'écartant de la forme d'un arc de cercle. 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la longueur des aubes est à peu près 5 à 6 fois supérieure au rayon de courbure. 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la hauteur des aubes est à peu près 2 à 3 fois supérieure à leur largeur. 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendica- tions 3 à 7, caractérisé en ce que les aubes directrices peuvent être réglées et orientées conjointement. 9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce-que le rotor radial, le moteur d'entrainement correspondant et le dispositif directeur sont réunis en un bloc autonome qui peut s'installer, dans son ensemble, dans le canal, la tuyauterie, etc. 10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que les aubes directrices sont entourées extérieurement par une enveloppe cylindrique constituant en même temps le carter de l'ensemble de ven- tilateur, qui maintient le tout assemblé et, de préférence, le moteur d'entraînement se trouve du côté opposé à l'en- trée du rotor et est retenu, par exemple, à l'aide d'en- tretoises radiales fixées par leur extrémité extérieure à l'enveloppe cylindrique ou à l'aide d'entretoises angu- laires dont l'une des parties est dirigée axialement et est fixée par son extrémité libre à un anneau porteur du coté d'entrée participant, de préférence, au montage du rotor, tandis que l'autre partie est dirigée radialement et sert à retenir le moteur d'entraSnement.