Brevet FR2521231A1 — publié le 19830812

VENTILATEURS A FLUX AXIAL ET LEURS PALES La présente invention concerne des ventilateurs à flux axial de grandes dimensions et de type industriel ; et plus particulièrement des perfectionnements apportés aux ventilateurs de ce type où des disques recouvrent les surfaces non estives sur la partie interne des pales entre leur fixation au moyeu du ventilateur et leurs surfaces actives de forme aérodynamique sur lesquelles passe l'air sur leurs parties externes. Selon l'un de ses aspects, l'invention concerne des perfectionnements aux pales creuses utilisées dans de tels ventilateurs. La présente invention a donc pour objet un ventilateur à flux axial comprenant un moyeu rotatif, un disque sur un cote du moyeu et s'étendant vers ltextérieur à partir de la périphérie du moyeu, une série de pales s'étendant chacune radialement à partir du moyeu, caractérisé en ce que chaque pale comprend une partie métallique pourvue d'un collet fixé au moyeu une partie en matière plastique renforcée dont la section tranversale externe constitue une surface d'attaque de l'air, l'extrémité interne de la partie en matière plastique étant fixée à l'extremite externe de la partie métallique, et la pé- périphérie externe du disque s'étendant vers I'extérieur jusqu'a approximativement les extrémités internes de la partie en matière plastique des pales. L'invention sera maintenant expliquée avec référence aux dessins annexés, où les mêmes références sont utilisées pour désigner les parties analogues, et dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe d'un ventilateur à flux axial construit selon la présente invention La figure 2 est une vue en plan d'une pale retirée du moyeu du ventilateur La figure 3 est une vue en bout de la pale de la figure 2, selon la ligne 3-3 de cette figure La figure 4 est une vue en coupe longitudinale des parties en matière plastique et métalliques de la pale de la figure 2, selon la ligne 4-4 de cette figure La figure 5 est une vue en coupe de la pale de la figure 2, selon la ligne 5-5 de cette figure La figure 6 est une vue en coupe d'un moule dans lequel la partie en matière plastique de chaque pale peut être formée, et La figure 7 est une vue en plan de l'organe interne du moule de la figure 6, dont l'extremite de droite est arrachée dans un but d'illustration. Si on se réfère maintenant aux détails des dessins ci-dessus, l'ensemble du ventilateur 10 représenté à la figure 1 comprend un moyeu lu pouvant tourner avec un arbre 12 disposé centralement dans une virole 13 annulaire. Les pales 14 du ventilateur comprennent des collets 15 à leurs ex trémités internes, qui sont accouples au moyeu de manière à s'étendre radialement vers I'extérieur par rapport a ce dernier et à disposer leurs extrémités à proximité de la circonférence interne de la virole du ventilateur. Comme représenté et décrit dans le brevet US 2.908.335, chaque collet de pale est fixé fermement à l'intérieur d'un logement 16 à extrémités ouvertes monté sur le moyeu au moyen d'anneaux-fendus 17 disposés dans une gorge pratiquée dans le logement dans une position où ils viennent en engagement avec un épaulement du collet. L'épaulement est amené en engagement étroit avec les anneaux fendus au moyen de vérins à vis 18 traversant le côté arrière des logements. Lorsque les vérins à vis sont retirés des extrémités des collets 15, les pales peuvent être librement inclinées vers les positions dans lesquelles les anneaux fendus 17 peuvent être retirés des logements, moment auquel les pales peuvent être retirées des logements en vue de leur remplacement ou de leur réparation. Il est évident que les pales peuvent être mises en place en ayant recours à la procédure inverse. Dans le ventilateur particulier qui est illustré sur les dessins, le moyeu comprend quatre logements 16 constituant des douilles de réception pour un nombre égal de pales espacées de 900 autour de l'axe de rotation de l'arbre 12. Mais on comprendra que lton puisse utiliser un nombre plus grand ou plus faible de pales dans le ventilateur. Naturellement aussi, on peut utiliser d'autres moyens pour accoupler les pales au moyeu. Comme décrit précédemment, chaque pale 14 comprend une partie métallique 2G sur laquelle est constitué un collet 15 destiné à l'accouplement au moyeu 11, et une partie en matière plastique renforcée 21 comprenant une extrémité interne qui coopère avec l'extrémité externe de la partie mé- tallique 20 et à laquelle elle est fixée. Comme le montre la figure 1, le ventilateur 10 comprend également un disque 22 relié à la partie supérieure du moyeu au moyen de boulons 22A, et dont la périphérie externe (représen-tée en plan en traits mixtes à la figure 2) s'étend vers ltextérieur jusqu'à approximativement la jonction des parties métalliques et en matière plastique des pales. Comme on le voit le mieux à la figure 4 et comme décrit précédemment, la partie métallique 20 de chacune des pales du ventilateur comprend une paire de feuilles 23 dont chacune comprend une extrémité interne de section transversale sensiblement semi-circulaire et une extrémité externe sensiblement plate, à l'exception d'un bord tourné vers le bas et relativement peu profond pour augmenter la résistance. Quand les extrémités internes sensiblement semi-circulaires des feuilles 23 sont disposées face l'une à l'autre, les feuilles forment un corps creux dont l'extrémité interne a une section transver sàle circulaire et ouverte, et dont l'extrémité externe est ouverte entre les extrémités externes des feuilles. L'extrémité interne de la partie métallique est entourée par un anneau métallique 24 déterminant le collet 15 destin à l'accouplement avec un logement du r.oyeu, comme décrit précédemment, et il comprend un épaulement faisant face vers l'extérieur contre lequelles anneaux fendus 17 peuvent s'engager, comme on le voit au mieux à la figure 4 où ils sont représentés en pointillés. Les feuilles 23 de la partie métallique sont soudées à l'anneau autour de leurs extrémités internes de même que le long des parties de leurs bords qui sont reçus à l'intérieur de l'anneau. Les bords longitudinaux des feuilles vont en s 'évasant vers l'extérieur, comme le montre la figure 2, ce qui fait que la partie métallique 20 est plus large à son extrémité externe qu'à son extrémité interne. Ces bords vont également en s'évasant vers l'extérieur, comme on le voit par le côté (figure 4), en vue de former des ouvertures 24A dans leur partie interne creuse. On peut estamper des feuilles se presen- tant selon cette configuration à partir d'un matériau plat et de manière classique. La partie en matière plastique 21 de chaque pale est moulée en une seule pièce ayant extérieurement une section constituant une surface d'attaque de l'air et un intérieur creux qui va en diminuant en largeur en direction allant de son extrémité interne à son extrémité externe. En conséquence, il est possible de mouler la partie en matière plastique 21 entre deux éléments de moule interne et externe 25 et 26 qui sont rigides. Comme le montre la figure 6, l'élément de moule externe 26 est réalisé en sections séparées supérieure et inférieure, et ltélément de moule interne est réalisé en sections 27 séparées longitudinalement.Quand on moule la partie en matière plastique 21, on dispose un renfort sur la face supérieure de ltélément de moule inférieur externe 26, l'élément de moule interne 25 étant disposé sur le renfort, qui est alors disposé sur le côté supérieur de l'élément de moule interne 25 et la section supérieure de l'élément de moule externe 26 est abaissée en place sur le renfort. A ce moment, on peut injecter à -force de la résine dans et au travers du renfort pour parvenir dans l'espace situé entre les éléments de moule interne et externe, par application de pression. Quand le renfort est complètement et régulièrement saturé de résine, on peut polymériser la résine de manière à terminer le moulage. Comme on peut le voir sur les dessins, la partie en matière plastique 21 de la pale a non seulement une section transversale en forme de surface d'attaque pour l'air, mais elle est également un peu tordue entre ses extrémités interne et externe. Du fait que ltélément de moule interne 25 a une longueur considérable et est rigide, il serait difficile de l'enlever, lorsqu'on moule la partie 21 de la pale, du fait qu'il est, comme la partie 21, tordu depuis son extrémité inter-ne jusqu'à son extrémité externe.Cependant, quand on constitue l'élément de moule interne en sections 27 fendues longitudinalement, on facilite son retrait de la partie de la pale moulée du fait qu'il permet de retirer séquentiellement ces sections des'positions qu'elles occupent à l'intérieur de la partie de la pale où il nty a pas de torsion ou seulement très peu de torsion. Comme on peut le voir à la figure 3, la torsion de la section formant pale est généralement coaxiale à la pale, ce qui fait que normalement on ne rencontre que peu de difficultés à retirer la section centrale 27 de l'élément de moule interne. C'est pourquoi il est proposé d'en retirer d'abord la section centrale, puis de déplacer latéralement et séquentiellement les deux sections terminales dans l'espace occupé par la section centrale, puis de les retirer longitudinalement hors de la partie moulée 21. Comme représenté aux figures 6 et 7, des minces bandes 28 peuvent passer par des fentes en alignement pratiquées sur les côtés adjacents des sections de moule internes 27 de manière à les aligner réciproquement pendant la préparation du moulage et la réalisation effective de ce moulage. Comme représenté, les extrémités externes sensiblement plates des feuilles 23 s'appliquent étroitement sur les côtés opposés des extrémités ouvertes internes de la partie 21 de la pale. De préférence, les éléments de moule interne et externe comprennent des bords plats à leurs extrémités internes de manière que les bords de la partie en matière plastique 21 dans lesquels l'extrémité externe de la partie métallique 20 vient se loger viennent à fleur des côtés sensiblement plats des feuilles 23. Comme représenté a la figure 2, les extrémités externes de la partie métallique 20 se prolongent à l'intérieur de l'extrémité interne de la partie en matière plastique 21 sur une distance suffisante pour que son extrémité ouverte rectangulaire soit entièrement à l'intérieur. Les extrémités des parties métalliques et en matière plastique qui coopèrent ensemble sont fixées l'une à l'autre par des dispositifs de fixation 30. Comme le montre la figure 2, trois dispositifs de fixation de ce type peuvent être prévus, s'étendant sur un arc concentrique a l'extrémité incurvée externe de la partie métallique 20. Ces dispositifs de fixation peuvent être manipulés de l'intérieur de l'extrémité des parties métalliques et en matière plastique coopérant mutuellement. Dans ce but, les dispositifs de fixation peuvent être des boulons dont les têtes s'appuient contre les côtés externes des plaques 23, et dont les extrémités internes sont fixées par des écrous qui peuvent être vissés sur les boulons sur les côtés externes de la partie métallique 20.Naturellement, les boulons peuvent être également manipulés au travers des ouvertures en vue de désassembler les parties métalliques et en matière plastique coopérant mutuellement. Pour éviter que des objets et/ou autres éléments viennent se loger à l'intérieur de la partie 21 de la pale creuse, une barrière 31 en matière plastique ou en tout autre matériau léger est disposée au travers de la partie interne creuse de la partie 21, à proximité de son extrémité interne. Plus particulièrement, cette barrière est conformée de manière re 3 se loger étroitement dans la partie interne creuse de la partie 21 de la pale dans un emplacement situé juste à l'extrieur de l'extrémité externe de la partie métallique 20. Comme représenté en tirets à la figure 2, l'extrémité interne de la barrière 31 comprend un évidement lui permettant de se disposer de façon générale concentriquement à l'extrémité incurvée externe de la partie métallique 20. R Ey E N DI CATI ON S 1. - Ventilateur à flux axial, comprenant un moyeu rotatif, un disque sur un côté du moyeu et s'étendant vers l'extérieur à partir de la périphérie du moyeu, une série de pales s'étendant chacune radialement à partir du moyeu, caractérisé en ce que chaque pale (14) comprend une partie mé- tallique (20) pourvue d'un collet (15) fixé au moyeu (11), une partie en matière plastique renforcée dont la section transversale externe constitue une surface d'attaque de l'air, l'extré- mité interne de la partie en matière plastique étant fixée à l'extrémité externe de la partie métallique, et la périphérie externe du disque (22) s'étendant vers l'extérieur jusqu'à approximativement les extrémités internes de la partie en matière plastique des pales. 2. - Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie en matière plastique (21) de chaque pale est constituée par un élément creux dont la largeur diminue dans la direction allant de son extrémité interne à son extrémité externe, l'extrémité externe de la partie métallique de la pale se logeant à l'intérieur de l'extrémité interne de la partie en matière plastique, et des éléments de fixation fixant l'une à l'autre les extrémités des parties de la pale qui coopèrent l'une avec l'autre. 3. - Ventilateur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une barrière s'étendant au travers de la partie intérieure de la partie en matière plastique de chaque pale à proximité de l'extrémité externe-de la partie métallique. 4. - Ventilateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les dispositifs de fixation sont manipulés de l'intérieur des extrémités des parties métallique et en matière plastique de chaque pale qui coopèrent l'une avec l'autre, et en ce que les côtés de la partie métallique sont ouverts pour permettre l'accès aux dispositifs de fixation. 5. - Ventilateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie métallique de chaque pale comprend une paire de feuilles allongées dont les extrémités internes sont approximativement semi-circulaires et dont les extrémités 'externes sont sensiblement plates, et en ce qu'un anneau entoure les extrémités internes des feuilles et est fixé à celles-ci, et en ce que les bords longitudinaux des feuilles vont en s'évasant à partir de leurs extrémités internes en direction de leurs extrémités externes pour former lesdits côtés ouverts. 6.- Pale pour ventilateur à flux axial, comprenant une partie en matière plastique renforcée en une seule pièce comportant une section transversale externe d'attaque pour l'air et un intérieur creux qui va diminuant en largeur dans la direction allant de son extrémité interne à son extrémité externe, caractérisée par une partie métallique comportant un collet à son extrémité interne et destiné à sa fixation au moyeu du ventilateur et une extrémité externe qui vient se loger dans l'extrémité interne de la partie en matière plastique, et par des dispositifs de fixation fixant l'une à l'autre les extrémités de ces parties qui coopèrent mutuellement. 7. - Pale selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend une barrière s'étendant au travers de l'intérieur de la partie en matière plastique à proximité de l'extrémité externe de la partie métallique. 8. - Pale selon la revendication 6, caractérisée en ce que la partie métallique est également creuse. 9. - Pale selon la revendication 8, caractérisée en ce que les éléments de fixation sont manipulés de l'intérieur des extrémités des parties métalliques et en matière plastique de chacune pale qui coopèrent mutuellement, et en ce que les côtés de la partie métallique sont ouverts pour permettre l'accès aux dispositifs de fixation. 10, - PaRle selon la revendication 9, caractérisée en ce que ladite partie métallique de chaque pale comprend une paire de feuilles allongées dont les extrémités internes sont approximativement circulaires et dont les extrémités externes sont sensiblement plates, et en ce qu'un anneaux entoure les extrémités internes des feuilles et est fixé à celles-ci, et en ce que les bords longitudinaux des feuilles vont en s'évasant de leur extrémité interne à leur extrémité externe pour former lesdits côtés ouverts.