Brevet FR2719633A3 — publié le 19951110

FR 2719633 A3 19951110 FR 9505486 A 19950509 l "Ventilateur centrifuge et appareil domestique à ventilateur centrifuge". Les ventilateurs rotatifs sont bien connus pour fournir un courant d'air dans un grand nombre d'appareils, tels que des dispositifs de chauffage à ventilateur et des épurateurs d'air domestiques. Dans les appareils compacts on utilise souvent un ventilateur du type centrifuge puisque ces dispositifs fournissent un courant d'air accru dans un espace physique donné par rapport à d'autres types de ventilateur. Ainsi, une construction typique d'un tel appareil comporte une entrée d'air, un ventilateur centrifuge entrainé par un moteur, des composants de chauffage ou de filtrage et une sortie d'air. Un problème qui se pose lorsqu'on utilise un ventilateur centrifuge est qu'il est nécessaire d'aspirer dans le ventilateur centrifuge une plus grande quantité d'air que celle disponible à son entrée et le plus souvent il faut un entonnoir sur cette entrée pour réduire la turbulence et la recirculation nuisant à l'efficacité du ventilateur. Le plus souvent il est nécessaire de réduire la hauteur totale du ventilateur et à des fins esthétiques et de sécurité il faut une grille pour recouvrir la bouche de l'entonnoir d'entrée. Etant donné que les techniques de moulage conventionnelles ne permettent pas de former en une seule pièce l'entonnoir d'entrée, la grille et le boîtier extérieur de l'appareil, on a développé un dispositif dans lequel la grille est formée intégralement avec l'entonnoir d'entrée en une pièce individuelle et l'on a réalisé un chevauchement entre l'entonnoir d'entrée et de l'entrée du ventilateur pour éviter que de l'air s'enfuie entre l'entonnoir et l'entrée du ventilateur. Ce joint d'étanchéité est critique et soulève des problèmes puisque la forme de l'entonnoir et de l'entrée du ventilateur, la rotation à des vitesses élevées du ventilateur et le nombre croissant de tolérances dans les divers composants font qu'il est très difficile d'obtenir le jeu très faible entre l'entrée de ventilateur et l'entonnoir indispensable pour obtenir un joint d'étanchéité efficace et éviter ainsi des fuites d'air autour du ventilateur, donc "un gaspillage" de courants d'air. Evidemment, lorsqu'il est nécessaire de satisfaire à des tolérances tellement sévères, le coût de fabrication augmentera inévitablement. En outre, la nécessité d'une grille individuelle augmente inévitablement le coût. L'invention vise à réduire ou au moins à tempérer les inconvénients précédemment mentionnés. En conformité avec l'invention, on fournit un ventilateur centrifuge comportant une pluralité d'ailettes de ventilateur disposées autour de l'axe de rotation, et un entonnoir conçu de manière à guider l'air dans le ventilateur, l'entonnoir s'étendant coaxialement à partir des ailettes de ventilateur et étant disposé de manière à tourner avec les ailettes de ventilateur. L'entonnoir d'entrée pour le ventilateur centrifuge sert à guider l'air dans le ventilateur de manière à réduire la turbulence et la recirculation, ce qui dans le cas contraire provoquerait des pertes. Dans un ventilateur en conformité avec l'invention, l'entonnoir est disposé de manière à tourner avec les ailettes de ventilateur de sorte qu'il n'y pas de passages d'air significatifs entre l'entonnoir d'entrée et les extrémités des ailettes de ventilateur, sans soulever les problèmes habituels de devoir fournir un jeu très faible entre les extrémités des ailettes de ventilateur et l'entonnoir pour éviter des fuites d'air, et en permettant en même temps que les ailettes de ventilateur tournent à vitesse élevée. Avantageusement l'entonnoir d'entrée et le ventilateur sont formés conjointement, par exemple, en les moulant en une seule pièce en partant d'un matériau synthétique convenable, mais d'une autre manière les pièces peuvent être des pièces moulées individuellement et s'épousant mutuellement. En général, la surface intérieure de l'entonnoir s'élargit largement à partir des ailettes de ventilateur en adaptant une forme convenable. Dans un mode de réalisation, la surface d'entonnoir se courbe et prend la forme d'une cloche. D'une autre manière, la surface peut présenter une génératrice droite. En fonction des exigences imposées à la conception, la longueur axiale de l'entonnoir peut être inférieure, égale ou supérieure à la longueur axiale des ailettes de ventilateur. En général on prévoit des moyens pour faire tourner les ailettes de ventilateur autour de l'axe et un moyeu d'entraînement peut être formé intégralement avec les ailettes de ventilateur pour coopérer avec les moyens d'entraînement, le plus souvent un moteur électrique, pour générer la rotation, bien que le moyeu d'entraînement puisse être un composant individuel. En outre, l'invention concerne un appareil domestique comportant un boîtier présentant une première ouverture et une deuxième ouverture et recevant un ventilateur centrifuge, le ventilateur centrifuge comportant une pluralité d'ailettes de e ventilateur disposées autour de l'axe de rotation et un entonnoir s'étendant coaxialement à partir du boîtier entre la première ouverture et les ailettes de ventilateur pour guider l'air entre la première ouverture et les ailettes de ventilateur, l'entonnoir étant disposé de manière à tourner avec les ailettes de ventilateur pour fournir un courant d'air se propageant entre les première et deuxième ouvertures. Un rebord peut s'étendre vers l'intérieur du boîtier pour coopérer avec la bouche de l'entonnoir. Comme, alternative possible, ou additionnellement, l'entonnoir peut présenter une bride s'étendant vers l'extérieur et recouvrant partiellement une partie du boîtier entourant la première ouverture. De tels dispositions permettent de réaliser un joint d'étanchéité convenable entre l'entonnoir et le boîtier. Un tel dispositif domestique peut être un dispositif de chauffage à ventilateur comportant un élément de chauffage disposé dans le trajet d'air du ventilateur centrifuge. Des modes de réalisation de la présente invention vont être décrits en guise d'exemple et en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'un ventilateur centrifuge en conformité avec l'invention la figure 2 illustre une vue de dessus du ventilateur illustré sur la figure 1 vue dans la direction de la flèche X de la figure 1, la figure 3 illustre une section verticale à travers le ventilateur centrifuge illustré sur la figure 1, La figure 4 illustre une vue schématique en perspective écorchée d'un dispositif de chauffage à ventilateur en conformité avec l'invention, la figure 5 illustre partiellement une vue schématique en coupe d'une partie du dispositif de chauffage à ventilateur illustré sur la figure 4 pour illustrer une manière de réaliser un joint d'étanchéité entre un boîtier et un entonnoir du dispositif de chauffage à ventilateur; et la figure 6 illustre partiellement une vue schématique en coupe d'une partie du dispositif de chauffage à ventilateur illustré sur la figure 4 pour illustrer une autre manière de réaliser un joint d'étanchéité entre un boîtier et un entonnoir d'un dispositif de chauffage à ventilateur. Evidemment on comprendra que les dessins sont purement schématiques et non dessinés à l'échelle. Sur tous les dessins des parties identiques sont désignées par des numéros de référence identiques. Le ventilateur 10 est fabriqué à partir d'un matériau synthétique convenable, par exemple, par moulage par injection. Le ventilateur comporte une pluralité d'ailettes de ventilateur 16 disposées autour de l'axe de rotation A. A des fins de clarté, les détails des ailettes de ventilateur 16 ne sont pas illustrés sur la figure 2 qui montre seulement un profil d'une seule ailette 16. Comme connu dans le cas de ventilateurs centrifuges, on utilise une large gamme de formes d'ailette. Un entonnoir circulaire 18 est fixé à l'une des extrémités des ailettes de ventilateur et il les supporte. Le diamètre intérieur de l'entonnoir est égal à l'espace diamétral intérieur des ailettes de ventilateur à cette extrémité fixée; le diamètre de la surface intérieure de l'entonnoir 18 augmente largement dans la direction axiale s'éloignant des ailettes de ventilateur de manière à constituer un passage 30. Dans ce mode de réalisation, le passage 30 est généralement conçu en forme de cloche. Cependant, pour ce passage on peut utiliser n'importe quelle autre forme ou profil convenable, par exemple on peut utiliser un entonnoir présentant des parois à génératrices droites. L'entonnoir 18 et les ailettes de ventilateur 16 peuvent être moulés intégralement, ou ils peuvent être des pièces moulées individuellement et s'épousant mutuellement pour maintenir une surface intérieure adéquate. Comme on le voit sur les figures 2 et 3, les extrémités 16a des ailettes de ventilateur 16 s'éloignant de l'entonnoir 18 sont reliées à un moyeu central 20 par l'intermédiaire d'une bride 21 s'étendant radialement vers l'intérieur et de rayons 22, au nombre de quatre dans l'exemple illustré. Le moyeu 20 et les rayons 22 définissent une cage ou un boîtier pour un moteur (non illustré sur les figures 1 à 3) utilisés pour entraîner le ventilateur 10, c'est-à-dire assurer que le ventilateur 10 tourne autour de son axe de rotation A. Le moyeu 20 et les rayons 22 peuvent être moulés intégralement avec les ailettes 16 et l'entonnoir 18, ou d'une autre manière, ils peuvent être formés individuellement, par exemple, comme partie de l'arbre d'entraînement du moteur utilisé pour entraîner le ventilateur. La figure 4 illustre une vue en perspective schématique écorchée d'un dispositif de chauffage à ventilateur comportant un ventilateur en conformité avec l'invention. Le dispositif de chauffage à ventilateur 30 comporte un boîtier 31 dont les parois latérales ne sont pas illustrées. Le boîtier peut être formé d'une manière appropriée et à partir d'un matériau convenable quelconques, par exemple, un matériau synthétique ou un métal. Le boîtier 31 présente une paroi inférieure ou fond 31a sur lequel est monté un diffuseur de ventilateur 32 présentant une ouverture 32a située vis à vis d'une paroi frontale 31b du boîtier. La paroi frontale 31b présente une partie perforée 31c pour permettre le passage de l'air que fait circuler le ventilateur 10. En général, la partie perforée comporte une grille munie de fentes 31c. Le fond 31a présente un endroit de montage 31j pour un moteur 33 dans la zone définie par la paroi de séparation du diffuseur 32. Le ventilateur 10 entre avec précision dans le diffuseur 32 de sorte que le moteur 33 est logé dans le boîtier défini par le moyeu central 20 et les rayons 22 et l'arbre d'entraînement 33a du moteur 33 qui d'une manière connue est en engrenage avec le moyeu central 20 de sorte que lors de son fonctionnement le ventilateur 10 tourne avec l'axe d'entraînement 33a. Un dispositif de chauffage à ventilateur 40 en forme d'un élément de chauffage en fil 41 (dont seulement une partie est illustrée sur la figure 4), enroulé autour des gabarits de bobinage 42 et appuyé par un support 43 est monté sur le fond 31a entre le ventilateur et la grille 31c. Une partie supérieure 31d du boîtier 31 est prévue avec une ouverture 31f munie d'une autre grille 31e qui lorsque le dispositif de chauffage à ventilateur est assemblé coïncide avec l'entonnoir 18 du ventilateur 10. La figure 5 illustre schématiquement une manière pour éviter, ou au moins diminuer, les fuites d'air entre l'entonnoir 18 et le boîtier 31. Dans cet exemple, un rebord 31g s'étendant vers l'intérieur est prévu autour de la périphérie de l'ouverture 31f et l'arête 18c de la gorge 18b de l'entonnoir est reçue dans le boîtier de manière à être étroitement limité par le rebord 31g. L'interaction de l'arête 18c et du rebord 31g forme un joint d'étanchéité efficace qui permet la rotation de l'entonnoir 18 relativement à la partie supérieure 31 du boîtier mais qui évite le passage d'air entre le boîtier et l'entonnoir 18 de sorte que l'air est seulement aspiré dans l'entonnoir 18 sans s'enfuir sensiblement entre l'entonnoir 18 et le boîtier 31. Le jeu entre le rebord 31g et l'arête 18c est typiquement compris entre 1 et 2 mm (millimètres), dans le présent exemple il est égale à 2 mm. La figure 6 illustre schématiquement une autre manière d'éviter ou au moins de diminuer les fuites d'air. Dans ce mode de réalisation, le bord extérieur 18b de l'entonnoir 18 est muni d'une bride 18d qui s'étend radialement vers l'extérieur et dont le diamètre maximal est supérieur à celui de l'ouverture 31f, de sorte que la bride 18d est située tout près de la partie 31h de la partie supérieure 31d entourant l'ouverture 31f de manière à permettre la rotation de l'entonnoir 18 autour de son axe tout en évitant que l'air n'entre dans le boîtier 31 en passant entre l'ouverture de boîtier 31f et l'entonnoir 18. Comme illustré par les lignes à traits interrompus sur la figure 6, le rebord 31g s'étendant vers l'intérieur peut également être prévu dans cet exemple sous forme d'une paroi 31g s'étendant vers l'intérieur espacée en arrière de la périphérie de l'ouverture 31f, de sorte que la bride 18d est limitée par le rebord 31g. L'interaction de la bride 18d et de la partie 31h (et du rebord 31g si celui-ci est présent) constitue un joint d'étanchéité qui permet la rotation relative de l'entonnoir 18 par rapport à la partie supérieure 31d du boîtier 31 mais qui évite le passage d'air entre le boîtier et l'entonnoir 18 de sorte que l'air est seulement aspiré à travers l'entonnoir 18. L'utilisation de la bride 18d aussi bien que du rebord 31g doit permettre un élargissement des tolérances de fabrication puisque des espaces plus larges peuvent être admis entre la bride de recouvrement partiel 18d et la partie 31h et entre le rebord 31h et le bord de la bride 18d. Ainsi, dans cet exemple l'espace entre le rebord 31g' et le bord de la bride 18d et la partie 31h de la partie supérieure 31d du boîtier peut même être égal à 3mm, bien qu'en général on préfère un espace de 2 mm. Un espace similaire existe entre la paroi 31g' et le bord de la bride 18d, si l'on a prévu la paroi 31g'. Les ouvertures 31f sont recouvertes par les grilles 31e. Les grilles peuvent être formées intégralement pendant la fabrication du boitier, par exemple, en pratiquant des perforations ou des fentes dans le boitier, ou elles peuvent être définies par des structures séparées montées sur le boîtier de la manière connue. Lorsque le dispositif de chauffage à ventilateur 30 illustré sur la figure 4 fonctionne, le moteur 33 fait tourner le ventilateur 10 autour de son axe de sorte que les ailettes de ventilateur 16 font que l'air est aspiré dans l'entonnoir 18 en passant par la grille 31e (figure 4) recouvrant le sommet du boîtier 31. L'air se propage à travers le ventilateur et il est dirigé par le ventilateur de manière à passer par l'ouverture 32a et sur l'élément de chauffage 41 qui chauffe l'air. L'air chauffé passe alors à travers la grille 31c. La conception de l'entonnoir permet au ventilateur d'aspirer une quantité accrue d'air. Puisque le ventilateur comporte un entonnoir d'entrée intégral 18 le jeu entre le boitier et l'entonnoir, (par opposition au jeu présent entre un ventilateur et un entonnoir monté sur le boîtier) n'est pas particulièrement critique. Cela permet des tolérances de fabrication et une liberté de conception plus larges en vue du montage du moteur et du ventilateur dans le boitier. REVENDICATIONS: 1. Ventilateur centrifuge comportant une pluralité d'ailettes (16) de ventilateur longitudinales disposées autour d'un axe de rotation, et un entonnoir (18) conçu de manière à guider l'air dans les ailettes, caractérisé en ce que l'entonnoir s'étend coaxialement à partir des ailettes de ventilateur et en ce qu'il est disposé de manière à tourner avec les ailettes. 2. Ventilateur centrifuge selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ailettes (16) de ventilateur et l'entonnoir (18) sont conçus intégralement de manière à constituer une seule pièce. 3. Ventilateur centrifuge selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface intérieure de l'entonnoir (18) présente la forme d'une cloche. 4. Ventilateur centrifuge selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la surface intérieure de l'entonnoir (18) présente des parois droites. 5. Appareil domestique comportant un boîtier (31) ayant une première ouverture (31f) et une deuxième ouverture (31c) et recevant un ventilateur centrifuge (10), le ventilateur centrifuge comportant une pluralité d'ailettes (16) de ventilateur longitudinales disposées autour d'un axe de rotation et un entonnoir (18) s'étendant coaxialement entre la première ouverture (31f) et les ailettes de ventilateur de manière à guider de l'air entre la première ouverture et les ailettes de ventilateur, caractérisé en ce que l'entonnoir (18) est disposé de manière à tourner avec les ailettes de ventilateur, et en ce qu'il est prévu un moteur (33) pour provoquer la rotation du ventilateur centrifuge autour de son axe de rotation afin de provoquer un courant d'air entre les première et deuxième ouvertures. 6. Appareil domestique selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'entonnoir (18) est conçu intégralement de manière à constituer une seule pièce avec les ailettes (16) de ventilateur. 7. Appareil domestique selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'autour de la première ouverture (31f) l'on a prévu un rebord circulaire (31g) s'étendant vers l'intérieur et en ce que le bord extérieur (18c) de l'entonnoir est positionné dans ledit rebord. 8. Appareil domestique selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le bord extérieur (18c) de l'entonnoir présente une bride (18d) s'étendant vers l'extérieur dont le diamètre maximal est supérieur à celui de la première ouverture (31f), et en ce que la bride est positionnée près du boîtier (31h) entourant la première ouverture. 9. Appareil domestique selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'autour de la première ouverture (31f) l'on a prévu en outre un rebord circulaire (31g') s'étendant vers l'intérieur, et en ce que le bord extérieur de la bride est positionné dans ledit rebord. 10. Appareil domestique selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'au moins un élément de chauffage (41) est disposé dans le trajet d'air entre les première et deuxième ouvertures.