Brevet FR2585778A3 — publié le 19870206

FR 2585778 A3 19870206 FR 8513704 A 19850916 L'invention concerne les ventilateurs axiaux des- tinés à avoir un fonctionnement particulièrement silencieux en présence d'un flux d'air à régime turbulent. L'invention concerne, en particulier, les ventilateurs axiaux destinés à fonctionner en association avec les radiateurs de véhicu- les automobiles, ventilateurs comprenant un moyeu central, une série de pales s'étendant depuis le moyeu vers la péri- phérie et dont la partie radialement plus externe est cour- bée en avant dans le sens de rotation du ventilateur, ainsi qu'un anneau extérieur, coaxial, sur la surface cylindrique interne duquel sont fixées les extrémités périphériques des pales. La courbure en avant des pales a généralement pour but de permettre un fonctionnement silencieux et, selon la technique connue, pour obtenir des résultats appréciables de ce point de vue, on donne couramment à chaque pale une cour- bure en avant très prononcée, comme on le constate, par exemple, dans le brevet U.S. No 4 358 245. Dans ce brevet, on précise que l'extension angulaire de la ligne médiane de la pale doit être supérieure à la moitié de la distance an- gulaire entre deux pales voisines. Dans ces conditions, la longueur de la pale incur- vée de cette façon est très importante, ce qui présente quel- ques inconvénients. En premier lieu, on a, les autres condi- tions étant égales, une augmentation du matériau nécessaire pour réaliser la pale et donc une augmentation du poids du ventilateur. En second lieu, l'importance de la longueur de la pale a pour conséquence une diminution des fréquences pro- pr e s de viaticn de oette pal, oe oui entraîune instaité plus ro de la pale et une roesille ré_racn de ses prfonas et de scn silenoe. Ce fait put mrere- é cessaire de limiter le nombre de tours de fonctionnement du ventilateur et, par là même, peut avoir pour résultat une réduction de ses performances. Le but de la présente invention est de réaliser un ventilateur du type spécifié ci-dessus qui ne présente pas lesdits inconvénients même à des régimes relativement éle- vés et qui assure donc, dans de telles conditions, de hau- tes performances et un niveau de silence élevé. Afin d'atteindre ce but, la présente invention a pour objet un ventilateur axial du type spécifié ci-dessus, caractérisé par le fait que la ligne médiane de chaque pa- le obtenue en joignant sur la projection axiale du profil de la pale les points circulairement équidistants du bord d'entrée et du bord de sortie de ladite pale présente un premier tronçon courbe, radialement plus interne, qui s'é- tend a partir de son point d'origine sur le moyeu et se si- tue en arrière par rapport à la ligne radiale passant par ledit point d'origine, et un deuxième tronçon courbe, ra- dialement plus externe, raccordé au premier tronçon et s'é- tendant en avant par rapport à ladite ligne radiale jusqu'a se raccorder à la périphérie de l'anneau extérieur coaxial du ventilateur, l'étendue radiale du premier tronçon étant comprise entre 25 Z et 50 % de l'étendue radiale totale de la pale définie par la distance radiale entre la périphérie du moyeu et la surface cylindrique interne de l'anneau ex- térieur coaxial. Le niveau de bruit d'un ventilateur est, en général, influencé surtout par la partie radialement plus externe de ses pales, partie o la vitesse périphérique de rotation de la pale est plus élevée. La pale du ventilateur selon l'invention présente une partie externe relativament très incurvée en avant, ce qui permet d'obtenir un fonctionnement silencieux. La partie interne de la pale, incurvée elle aussi de façon à se raccorder à la partie externe, se trouve, en revanche, en arrière par rapport à la ligne radiale qui pas- se par le point d'origine de la ligne médiane de cette pale. L'invention est décrite ci-après en se référant à un exemple d'application pratique, donné à titre indicatif et non limitatif et illustré par les dessins ci-joints. Sur ces dessins: - la Fig. 1 est une vue de face, en élévation, d'un ventilateur selon l'invention, - la Fig. 2 est une vue latérale et en coupe par- tielle selon la flèche II de la figure 1, - la Fig. 3 est une vue partielle- à une échelle plus grande que celle de la figure 1, - la Fig. 4 est une vue.en coupe selon la ligne cir- culaire IV-IV de la figure 3 développée sur un plan. La référence 1 désigne dans son ensemble un groupe ventilateur constitué par un moyeu central 2, une série de pales intermédiaires 3 et un anneau extérieur cylindrique 4. Chaque pale 3 s'étend à partir de sa section d'origine pla- cée sur la surface cylindrique externe de rayon Ri du moyeu 2 et se prolonge, en s'incurvant en avant par rapport au sens de rotation U du ventilateur, jusqu'à se raccorder à l'extérieur à la surface cylindrique interne de rayon Re de l'anneau 4. Chaque pale 3, selon la vue de face des fi- gures 1 et 3, est délimitée par une ligne A qui constitue la projection frontale du bord d'entrée de la pale et par une ligne C qui constitue la projection frontale du bord de sortie de ladite pale. Entre lesdites lignes A et C est tracée en pointil- lé une ligne intermédiaire B. Par la lettre R est désignée une circonférence quelconque et par la lettre S est indi- quée l'épaisseur circulaire de la pale sur la circonférence R. L'épaisseur S est donc l'arc de la circonférence R com- pris entre les points Sa et Sc o la circonférence coupe les lignes A et C respectivement. Par Sb est indiqué le mi- lieu de l'arc S. En changeant la valeur du rayon de la cir- conférence R et en reliant tous les points Sb obtenus -ainsi, on détermine ladite ligne médiane B. La ligne médiane B com- mence donc au point indiqué par Ib sur le moyeu et se ter- mine au point Eb sur l'anneau extérieur 4. En traçant la ligne radiale qui passe par le point Ib, ladite ligne radia- le coupe la ligne B en un point indiqué par Zb. La ligne mé- diane B comprend donc un premier tronçon interne B1, qui se situe en retrait par rapport à ladite ligne radiale, et un deuxième tronçon externe B2 qui, au contraire, se situe en position avancée par rapport à la ligne radiale elle-même. Une allure analogue est caractéristique des lignes d'entrée A et de sortie C. La ligne d'entrée A commence en un point Ia et se termine en un point Ea. La ligne radiale qui passe par le point Ia coupe la ligne d'entrée A en un point Za' de sorte que cette ligne A se trouve divisée en un premier tronçon A1 en arrière et un deuxième tronçon A2 en avant par rapport à ladite ligne radiale. De même, sur la ligne de sortie C, on a les points Ic, Ec' Zc et, par conséquent, la ligne C se trouve, elle aussi, divisée en un tronçon C1 en arrière et un tronçon C2 en avant. La distance radiale entre les points Ib et Zb est normalement comprise entre % et 50 % de la distance radiale entre la surface exter- ne du moyeu 2 de rayon Ri et la surface interne de la cou- ronne de l'anneau extérieur 4 de rayon Re. L'épaisseur cir- culaire S croit progressivement de l'intérieur vers l'exté- rieur. Sur la figure 4, la lettre W indique l'angle d'at- taque de la pale au niveau de la section considérée. La va- leur de l'angle W décroît progressivement à mesure qu'aug- mente le rayon depuis le rayon Ri sur le moyeu jusqu'au Rayon Re sur la surface interne de l'anneau 4. En traçant les deux lignes radiales passant par les points Ib et Eb relatifs à la même pale 3, on obtient un intervalle angu- laire indiqué par H. En considérant, par contre, les lignes radiales passant par les points Eb de deux pales voisines, on détermine la distance angulaire, indiquée par K, entre deux pales consécutives. L'intervalle H est toujours infé- rieur ou égal à la distance K. EXEMPLE Un ventilateur axial destiné à fonctionner en asso- ciation avec le radiateur d'un véhicule automobile et réa- lisé selon la présente invention présente les caractéris- tiques suivantes: Diamètre externe des pales 305 mm Diamètre interne 125 mm Nombre de pales 6 Angle de calage des pales à la hauteur du diamètre externe 19,38 Angle de calage des pales à la hauteur du diamètre interne 36,75 Epaisseur circulaire des pales à la hauteur du diamètre externe 75, 5 mm Epaisseur circulaire des pales à la hauteur du diamètre interne 46,5 mm Ce ventilateur, à une vitesse de fonctionnement de 2840 t/min avec une puissance absorbée de 150 Watts, four- nit un débit d'air de 2 000 m3/heure. Le niveau de bruit, mesuré avec un microphone pla- cé sur l'axe à 2 mètres de distance du ventilateur, est de 66 dbA dans le cas de fonctionnement associé à un radia- teur de véhicule automobile et de 64 dbA en l'absence de radiateur. REVENDI C A T I 0 N S 1 - Ventilateur axial, en particulier pour véhicu- les automobiles, comprenant un moyeu central, une série de pales s'étendant depuis le moyeu vers la périphérie et dont la partie radialement plus externe est incurvée en avant dans le sens de la rotation du ventilateur, et compre- nant également un anneau extérieur coaxial sur la surface cylindrique interne duquel sont fixées les extrémités péri- phériques des pales, ventilateur caractérisé par le fait que la ligne médiane (B) de chaque pale (3), obtenue en re- liant sur la projection axiale du profil de la pale les points (Sb) circulairement équidistants du bord d'entrée (A) et du bord de sortie (C) de ladite pale, présente un pre- mier tronçon courbe (B1), radialement plus interne, qui s'é- tend à partir de son point d'origine (Ib) sur le moyeu (2) et est situé en retrait par rapport à la ligne radiale (Ib Zb) passant par ledit point d'origine, et un deuxième tronçon courbe (B2), radialement plus externe, raccordé audit premier tronçon et s'étendant en avant par rapport à ladite ligne radiale jusqu'à se raccorder au point (Eb) en périphérie a l'anneau extérieur coaxial (4) du ventilateur, l'étendue radiale du premier tronçon étant comprise entre % et 50% de l'étendue radiale totale de la pale définie par la distance radiale entre la périphérie (Ri) du moyeu (2) et la surface cylindrique interne (Re) de l'anneau ex- térieur coaxial (4). 2 - Ventilateur selon la revendication 1, caractéri- sé par le fait que les courbes obtenues en projetant axia- lement le bord d'entrée (A) et le bord de sortie (C) de la pale (3) présentent, toutes les deux, un premier tronçon in- terne (A1, C1) qui est en retrait et un deuxième tronçon (A2, C2), plus externe, qui est en avant par rapport à la ligne radiale correspondante passant par le point d'origine respectif de chaque courbe sur le moyeu central. 3 - Ventilateur selon la revendication 2, caractéri- sé par le fait que ladite ligne médiane (B), à partir de son point d'origine (Ib) sur le moyeu jusqu'a son point ter- minal (Eb) sur l'anneau extérieur, se trouve comprise dans un intervalle angulaire qui n'est pas supérieur à la moi- tié de la distance entre deux pales adjacentes, le profil de la pale étant caractérisé, en outre, par une épaisseur circulaire progressivement croissante de l'intérieur vers l'extérieur et par un angle de calage du profil progressi- vement-décroissant de l'intérieur vers l'extérieur.