Brevet FR2514430A1 — publié le 19830415

Roue à ailettes à pas variable pour ventilateur centrifuge La présente invention concerne la technique des roues à ailettes de ventilateurs centrifuges. Il est bien connu, dans la technique des ventilateurs, que les roues à ailettes de ventilateurs centrifuges dont les conceptions des ailettes sont d'un certain type présentent leurs propres avantages et leurs propres inconvénients par rapport aux roues à ailettes ayant d'autres types de conception d'ailettes certaines des caractéristiques qui varient avec la conception des ailettes comprennent la pression, la puissance, le rendement, le niveau de bruit et le débit d'air fourni* Les types de roues à ailettes normalisées de ventila- teurs centrifuges sont classés en types à ailettes droites, à ailettes courbées vers l'avant, à ailettes courbées vers l'ar- rière, à ailettes à extrémités radiales, et à ailettes plates en arrière Ces types présentent chacun, 4 différents débits d'air, des caractéristiques différentes qui sont bien connues et ils possèdent leurs propres courbes caractéristiques. Dans certains cas, il peut être souhaitable d'utiliser une seule roue qui est adaptée pour partager les caractéristi- ques de plusieurs des différents types de roues. Un but de la présente invention est d'obtenir une roue de ventilateur centrifuge réalisée de manière que le pas de ses ailettes varie pour bénéficier d'un réglage du flux d'air de façon sensiblement indépendante de la vitesse du ventilateur. Selon le concept général de la présente invention, on réalise une roue de ventilateur centrifuge dans laquelle les ailettes sont fixées aux extrémités opposées de leur bord radialement extérieur à des moyens annulaires périphériques extérieurs, l'arbre d'entraînement est entouré par un tube extérieur qui peut tourner par rapport à ce dernier, un moyen ajouré formant grille ou un agencement de rayons monté de façon fixe sur le tube extérieur en vue de tourner avec ce dernier comporte une partie périphérique extérieure engagée avec les parties radialement intérieures des ailettes pour déplacer les parties intérieures de celles-ci dans une direc- tion circonférentielle de manière à modifier le pas des ailet- tes en fonction de la position de rotation du tube extérieur par rapport à celle de l'arbre d'entraînement, et des moyens sont prévus pour modifier la position mutuelle de rotation entre le tube extérieur et l'arbre d'entratnement pour modifier en conséquence le pas des ailettes Selon un mode de réalisa- tion supplémentaire de l'invention, la roue est pourvue d'une série d'aubes ou pales s'étendant d'une façon générale radiale- ment dans la zone d'admission ou d'entrée de la roue, ces aubes pouvant pivoter suivant différents angles en fonction de la position du tube extérieur par rapport à celle de l'arbre d'entraînement. On va maintenant décrire,à titre d'exemple uniquement, des modes de réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue isométrique partielle d'une partie d'une roue de ventilateur selon la présente invention; les figures 2 , 2 B et 2 C sont trois vues d'extrémité schématiques montrant une série d'ailettes dans trois positions différentes; et la figure 3 est une vue isométrique partielle simi- laire à la figure 1 mais montrant un agencement dans lequel sont également prévues des ailettes d'admission de ventilateur. Du fait que la structure précise des éléments qui constituent une roue de ventilateur centrifuge réalisée selon les concepts de l'invention peuvent prendre différentes formes, les rouessur le dessin)sont représentées schématiquement Il va de soi que,dans une structure réelle d'une roue de venti- lateur selon l'invention, diverses parties peuvent différer de façon importante par rapport à ce qui a été illustré sur les dessins. La roue sur la figure t est représentée avec une seule ailette 10 qui, aux extrémités opposées de son bord 12 radialement extérieur, est fixée à des parties périphériques annulaires 14 et 16 des éléments qui forment les extrémités axiales de la roue Dans une roue de venti- lateur centrifuge à une seule largeur, la partie annulaire périphérique 16 est, de façon caractéristique, la partie extérieure périphérique de la plaque postérieure 18 de la roue Le moyen de fixation illustré à l'extrémité de l'ailette située le plus près de l'observateur est un axe d'articu- lation 20 qui est présent sur les extrémités opposées de l'ailette Dans un autre mode de réalisation d'un agencement selon la présente invention, l'ailette serait fixée à ses extrémités aux bagues 14 et 16 sans avoir la possibilité de pivoter, mais la matière constituant les ailettes serait de nature flexible afin que, lors du déplacement circonférentiel du bord 22 radialement intérieur de l'ailette, cette ailette fléchirait de sorte que l'on obtiendrait la variation du pas et des caractéristiques de la roue. Les deux bagues 16 et 14 d'extrémités opposées sont fixées à l'arbre 24 en vue de tourner avec ce dernier, la bague 14 d'extrémité Ia plus près sur la figure 1 étant fixée à l'arbre par des rayons 26 s'étendant radialement et l'extrémité 16 d'extrémité le plus loin étant fixée à l'arbre par suite de la fixation de la plaque postérieure 18 à cet arbre Un tube extérieur 28 entoure l'arbre d'entraînement de manière à pouvoir tourner avec ce dernier Une grille circulaire comprenant une bague fendue 30 et des rayons radiaux 32 est montée fixement sur le tube extérieur 28 en vue de tourner avec ce dernier par suite de la fixation des extrémités intérieures des rayons 32 au tube extérieur La bague ou partie périphérique extérieure de la grille est munie d'une série de fentes 34 dont le nombre correspond au nombre d'ailettes, la partie radiale intérieure des extrémités des ailettes s'ajustant dans les fentes en vue d'un déplacement de la partie intérieure des ailettes dans une direction circonférentielle de manière à modifier en conséquence le pas des ailettes selon le degré de la position de rotation 14430 du tube extérieur 28 par rapport à l'arbre 24 En d'autres termes, du fait que les bagues extérieures 14 et 16 auxquelles sont fixés les bords radiaux extérieurs des ailettes ont une position circonférentielle fixe par rapport à l'arbre d'en- trainement 24, et du fait que les parties radiales intérieures des ailettes sont soumises à un déplacement circonférentiel en fonction de la position de rotation du tube extérieur 28, la variation du pas des ailettes est déterminée par la variation de la position de rotation de l'arbre d'entraînement par rap- port au tube extérieur 28 Bien que l'assemblage de la bague avec la partie radialement intérieure des ailettes 10 soit illustré sur la figure 1 comme étant obtenu par utilisation de fentes 34, on comprendra que d'autres dispositions structurales pourraient être utilisées, comme par exemple la présence d'une bague pleine comportant des axes s'étendant axialement et en- serrant entre eux la partie radiale intérieure de l'ailette. Selon la présente invention, des moyens sont également prévus pour effectuer la variation de la position de rotation du tube extérieur 28 par rapport à celle de l'arbre d'entraîne- ment 24 Dans le mode de réalisation illustré, l'arbre d'en- trainement 24 est pourvu d'un trou axial 36 dans lequel est logée une tige de commande 38, L'arbre d'entraînement est pourvu d'une fente 40 s'étendant axialement et le tube extérieur 28 comporte une fente 42 s'étendant diagonalement, les emplace- ments de ces fentes,sur la longueur axiale des arbres,et les tubes coïncidant d'une façon générale Un axe s'étendant radialement, comme par exemple un goujon 44, fait saillie à travers les deux fentes et son extrémité intérieure est assu- jettie de façon fixe à la tige de commande 38 Grâce à cette disposition, si la tige de commande est déplacée vers l'inté- rieur par-l'arbre, le tube extérieur est entraîné en rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre, comme on peut le voir sur la figure 1, par rapport à l'arbre 24 Le déplacement de la tige 38 vers l'extérieur se traduit par un déplacement circonférentiel du tube extérieur 28 en sens opposé C'est par cette disposition que l'on règle les positions de rotation relatives de l'arbre et du tube extérieur et que, de ce fait, on commande le pas particulier des ailettes. On peut faire tourner l'arbre de n'importe quelle manière classique, par exemple au moyen d'une poulie 46 montée sur l'arbre d'entraînement. Les figures 2 à 2 C montrent divers angles de pas d'une série de lamelles On peut supposer, à des fins d'expli- cation, que dans chacune des trois vues, la roue est entraînée en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre Ainsi, sur la figure 2 , les ailettes sont généralement inclinées vers l'avant et la roue partage alors les caractéristiques similaires d'une roue à conception d'ailettes courbées vers l'avant Sur la figure 2 B, les ailettes sont disposées radia- lement et la roue possède par conséquent des caractéristiques similaires et, dans la figure 2 C, les ailettes sont inclinées vers l'arrière et, par conséquent, présentent les caractéris- tiques générales d'une telle roue. Sur la figure 3, on a représenté une roue de venti- lateur centrifuge similaire à celle que l'on vient de décrire mais comportant, en outre, un système d'aubes d'admission mobile Les parties qui, sur la figure 3, sont identiques ou assurent une fonction similaire à celle sur la figure 1, portent les mêmes références numériques sur cette dernière. On a représenté une seule aube d'admission mobile étant donné qu'une explication du fonctionnement de cette dernière permet de comprendre comment une série d'aubes similaires disposées autour de la zone d'admission de la roue fonctionne. Dans l'agencement représenté, l'aube 50 est disposée dans la zone circonférentielle délimitée, d'une façon générale, a sa partie radialement intérieure, par l'extérieur du tube extérieur 28 et, à sa partie radialement extérieure, par la partie marginale intérieure 22 de l'ailette 10 L'aube 50 est articulée à son bord radialement extérieur à un arbre 52 qui s'étend radialement vers l'extérieur et qui est articulé à son extrémité radialement extérieure à la structure annulaire d'extrémité 14 ou à la structure du rayon 56 reliant cette partie annulaire extérieure 14 à l'arbre 24 en la rendant solidaire de cet arbre La partie de bord radialement inté- rieure de l'aube 50 comporte un axe d'articulation 58 qui s'étend vers le bas dans une fente axiale 60 dans laquelle il se déplace librement lorsque la position de rotation du tube extérieur 28 varie par rapport à celle de l'arbre 24. Le bord de l'aube 50 qui est aligné avec l'arbre 52 est supporté en vue de son pivotement à son extrémité inférieure par une équerre 62 dont une des extrémités est fixée à l'arbre d'entraînement 24 et dont l'autre extrémité sert à l'assem- blage pivotant de l'aube 50. Grâce à l'agencement décrit, on voit que lorsque la position de rotation du tube extérieur 28 par rapport à celle de l'arbre d'entraînement 24 varie, les ailettes 10 de la roue de ventilateur centrifuge et les positions angulaires des aubes 50 dans la zone d'admission de la roue varient en conséquence On peut donc obtenir une commande ou réglage du flux d'air grâce à l'effet conjoint de la variation du pas des pales 10 et de l'angle des aubes 50 o On considère qu'une roue de ventilateur centrifuge à déplacement d'air selon les concepts de la présente invention peut trouver une utilisation dans diverses applications Une application particulière dans laquelle il semble que la présente invention serait extrêmement utile est celle qui a un rapport avec les roues de ventilateur centrifuge utilisé dans les appareils de réfrigération des moyens de transport, dans lesquels il est courant d'entratner un ventilateur à plusieurs vitesses en raison de la variation de vitesse de la source de force motrice du système de réfrigération. Bien que cela n'ait pas été représenté, on comprendra que les aubes peuvent aussi être disposées de façon à réduire considérablement ou bloquer effectivement le flux d'air Cette diminution ou ce blocage du flux d'air pourrait être obtenu indépendamment de l'agencement d'ailettes centrifuges et pourrait trouver une application dans l'arrêt du flux d'air -pendant un cycle de dégivrage d'un dispositif de réfrigération de moyen de transport o la roue à ailettes est entraînée par une courroie. REVENDICATIONS 1, Roue de ventilateur centrifuge comprenant un arbre d'entralnement ( 24) , des moyens opposés formant extrémités de roue comprenant des moyens annulaires périphériques exté- rieurs ( 14, 16) reliés à l'arbre en vue d'un mouvement d'en- traînement, une série d'ailettes ( 10) de ventilateur espacées autour de la roue, et un agencement pour faire varier le pas des ailettes, caractérisée par le fait que ledit agencement comprend: un moyen ( 20) fixant les extrémités opposées des bords radialement extérieurs desdites ailettes auxdits moyens annulaires périphériques extérieurs; un tube extérieur ( 28) entourant ledit arbre d'entraînement de manière à tourner avec ce dernier; un moyen ajouré formant grille ( 30, 32) monté de façon fixe sur le tube extérieur en vue d'une rotation avec ce dernier et comportant une partie périphérique extérieure coopé- rant avec les parties radialement intérieures desdites ailettes de manière à déplacer lesdites parties intérieures dans l'une ou l'autre des directions circonférentielles de manière à faire varier le pas desdites ailettes en fonction de la rotation dudit tube extérieur par rapport audit arbre d'entra Inement; et des moyens ( 38, 40, 42) pour modifier la position de rotation du tube extérieur par rapport à celle de l'arbre d'entraînement pour modifier en conséquence le pas desdites ailettes. 2 Roue de ventilateur centrifuge suivant la revendi- cation 1, caractérisée par le fait que ledit arbre d'entraine- ment ( 24) comporte un trou axial ( 36) et une fente axiale ( 40) et que ledit tube extérieur comporte une fente ( 42) en diagonale qui coïncide, d'une façon générale, avec ladite fente axiale dudit arbre d'entraînement, ledit agencement comprenant un moyen de commande axialement mobile comportant une tige ( 38) disposéedans ledit trou axial dudit arbre d'entraînement et un axe ( 44) fixé à la tige et faisant saillie à travers ladite fente axiale et ladite fente en diagonale de manière que le déplacement axial de ladite tige engendre ladite variation dans la position de rotation dudit tube extérieur par rapport audit arbre d'entratnement. 3 Roue de ventilateur centrifuge suivant les revendications 1 ou 2, comprenant une série d'aubes ( 50) s'étendant d'une façon générale radialement dans la zone d'entrée de ladite roue, caractérisée par le fait que lesdites aubes sont reliées fonctionnellement audit tube extérieur de manière à pouvoir pivoter suivant des angles différents en fonction de la position de rotation dudit tube extérieur par rapport audit arbre d'entraînement. 4 Roue de ventilateur centrifuge suivant la revendication 3, caractérisée par le fait qu'un des bords, s'étendant radialement, de chacune aesdites aubes est supporté de façon pivotante par ledit arbre d'entraînement et lesdits moyens annulaires périphériques extérieurs dans une disposition mutuelle fixe en ce qui concerne cet arbre et ces moyens et que l'autre bord,s'étendant radialement,de chacune desdites aubes est engagé dans mne ouverture axiale dudit tube extérieur.