Brevet FR2833050A1 — publié le 20030606

avec la zone d' aspiration (347) du compresseur (130). 1 2833050 VENTILATEUR HELICOIDE AVEC UN MOYEN REDUCTEUR DE BRUIT La présente invention se rapporte au domaine technique général des ventilateurs de type hélicode, comprenant une roue composée d'une série de pales montées à rotation à l'intérieur et à distance d'une virole formant le carter du ventilateur. La présente invention concerne un ventilateur hélicode comprenant une roue composée d'une série de pales montées à rotation à l'intérieur et à distance d'une virole, chaque pale étant munie d'un moyen réducteur de bruit acoustique disposé au voisinage de la virole. Les ventilateurs hélicoides sont largement connus et comprennent une roue de ventilation formée par une série de pales, à pas fixe ou variable, fixées sur un moyeu, la roue étant supportée et entranée par un arbre d'entranement solidaire d'un moteur destiné à fournir l'énergie nécessaire à la rotation de l'axe. La roue et les pales sont disposoes à l'intérieur d'un carter ou virole, et montéss à une distance précise, de l'ordre de quelques millimètres, de la face interne de la virole. En vue de réduire ia puissance acoustique du ventilateur, il est déjà connu de réduire autant que possible le jeu périphérique existant entre l'extrémité des paies et la surface interne de ia virole. En effet, la mise en rotation de la roue crée une différence de pression entre l'intrados et l'extrados de chaque pale, ce qui génère une circulation de fluide autour des extrémités des pales, à travers la surface annulaire correspondant au jeu périphérique entre I'extrémité des pales et la face interne de la virole. 2 2833050 La circulation de fluide due à la différence de pression génère des turbulences importantes qui sont sources de bruit et qui contribuent de façon significative à la genèse de la puissance acoustique du ventilateur hélicode. Pour réduire la puissance acoustique de ce type de ventilateur, il est déjà connu de réduire autant que possible le jeu périphérique précédemment mentionné, en essayant d'obtenir une virole suffisamment rigide et parfaitement ronde. Pour résoudre ce problème, il est déjà connu d'avoir reco u rs, po u r les matériaux con stituant la vi role, à des matériaux rig ides et de réaliser une virole de forte épaisseur, dont ia face interne est généralement usinée à 1'aide d'un tour pour tenter de lui assurer une forme parfaitement cylindrique. De la même façon, pour rébuire le jeu périphérique, la roue est elle-même usinée autour de son axe, après assemblage des pales sur 1e moyeu. Dans certains cas, on prévoit même de réaliser la virole du ventilateur sous la forme de deux viroles indépendantes assemblées entre elles, I'une des viroles comportant et supportant l'assemblage des bras et du support du moteur d'entranement sur le bout d'arbre duquel est fixée la roue du ventilateur. Le recours à deux viroies présente l'avantage de faciliter le centrage de la seconde virole, tout en facilitant également son mode d' assemblage. 2û Néanmoins, il s'avère que toutes les formes de réalisation précédemment évoquées présentent l'inconvénient d'être coûteuses, dans la mesure o leur réalisation requiert de nombreuses étapes industrielles successives, incluant notamment des étapes d'usinage, d'assemblage, ainsi que le recours à une consommation de matériaux relativement importante. De plus, les dispositifs conn us présentent toujours le désavantage de prod u ire des turbulences relativement importantes, ces turdulences générant un bruit acoustique conséquent. 3 2833050 L'objet de l'invention vise en conséquence à résoudre l'ensemble des problèmes évoqués précédemment et à proposer un nouveau ventilateur hélicode qui soit de conception et de réalisation particulièrement simplifiées, et qui apporte une contribution efficace à la réduction de la puissance acoustique de tels ventilateurs. Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau ventilateur hélicoide dont le rendement global est également amélioré. Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau ventilateur hélicofde particulièrement économique à réaliser. Un autre objet de l'invention vise à proposer un nouveau ventilateur hélicoide dont la fabrication est particulièrement simplifiée. Les obets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'un ventilateur hélicode comprenant une roue composée d'une série de pales montées à rotation à l'intérieur et à distance d'au moins une virole, chaque pale étant munie d'un moyen réducteur de bruit acoustique au voisinage de la virole, caractérisé en ce que les moyens réducteurs de bruit sont disposés du côté intrados des pales et formés par un bourrelet de matière formant excroissance par rapport à la surface de chaque pale et dont la face extérieure formant le contour vient sensiblement tangenter l'extrémité de chaque pale à sa partie supérieure. D'autres particularités et avantages de l'invention seront mieux compris à la lumière de la description q u i suit et des dessins an nexés, don nés à titre purement illustratif et non limitatif, dans lesquels: - La figure 1 illustre, selon une vue en coupe transversale partielle, un mode de réalisation préférentielle d'une pale de ventilateur hélicode conforme à l'invention. - La figure lA illustre une vue et une variante de réalisation identique à la variante de la figure 1, sur laquelle des références complémentaires ont été introduites pour plus de clarté. - La figure 2 illustre, selon une vue en perspective partielle, une pale de ventilateur hélicoide selon l'invention présentant un moyen de réduction de bruit s'étendant sur toute la largeur de la pale. - La figure 3 illustre, selon une vue en coupe transversale partielle, une autre variante de réalisation d'une pale d'un ventilateur hélico7de conforme à l'invention. - La figure 4 illustre, selon une vue latérale partielle, une variante complémentaire de réalisation d'une pale de ventilateur hélicoide selon l'invention. - La figure 5 montre un graphe représentant, de manière comparative, le gain de puissance acoustique d'un ventilateur hélicoide équipé de pales conformes à l'invention, par rapport à un ventilateur hélicoide équipé de pales classiques sans moyen réducteur de bruit. La figure 1 représente une paie 1 de ventilateur hélicode (non représenté en totalité) selon l'invention, réalisée par exemple à partir d'un matériau métallique ou plastique, par exemple par injection, la pale étant fixée, par tous moyens connus de l'homme du métier, sur un moyeu 2, lui-même solidaire d'un arbre de transmission dont seul l'axe géométrique 3 a été représenté pour plus de commodité. L'arbre de transmission est relié à un moteur électrique ou thermique (non représenté aux figures) destiné à assurer l'entranement du ventilateur. De manière connue, le ventilateur hélicoide conforme à l'invention est un ventilateur industriel et comporte une roue composée ou formée d'une série 2833050 de pales 1, à pas fixe ou variable, montées en étoile sur le moyeu 2 à intervalles réquliers ou non selon les configurations choisies. Les pales sont montées à rotation à i'intérieur et à distance d'au moins une virole 4, en général cyiindrique, formant le carter du ventilateur hélicode. s Le sens de rotation R du ventilateur hélicode définit au niveau de chaque pale une face dite intrados I et une face dite extrados E, tel qu'lilustré à la figure 1. Selon l'invention, chaque pale est munie d'un moyen réducteur de bruit acoustique 10 disposé au voisinage de la virole 4, et donc du jeu J déterminé par la distance de montage de l'extrémité supérleure 1A de chaque pale l, les moyens rébucteurs de bruit lO étant disposés du côté intrados I des paies l, et formés par un bourrelet l OA de matière formant excroissance par rapport à la surface de chaque pale l et dont la face extérieure 12 formant le contour vient sensiblement tangenter l'extrémité supérieure lA de chaque paie l, de manière à obtenir une zone de continuité d'écouiement pour le fluide ou gaz. Grâce à cette disposition particulière, on évite de recourir à des étapes additionnelles de finition industrieile tendant à réduire le jeu J. tout en conservant un niveau de puissance acoustique significativement diminué. En effet, la réalisation d'une excroissance en bout de pale venant tangenter i'extrémité 1A de chaque pale à sa partie supérieure permet au fluide ou gaz de s'écouler réquiièrement et sans turbulence significative autour de l'extrémité 1 A des pales, ce qui explique la diminution du niveau de puissance acoustique constaté du ventilateur. De manière particulièrement avantageuse, tel qu'illustré aux figures, le bourrelet de matière 1 OA formant le moyen réducteur de bruit 10 présentera 6 2833050 à sa partie inférieure une face de blocage 11 de la fuite d'air, cette face 11 s'étendant sensiblement radialement à partir de l'intrados 1. Une telle disposition a pour principal intérêt de ne pas réduire de manière significative le rendement d'un tel ventilateur, mais au contraire de lui conserver un rendement acceptable, voire même de l'améliorer. De manière particulièrement avantageuse, le bourrelet 10A présente une section en quart de cercle, dont la partie courbe 12 vient tangenter l'extrémité 1 A de pale, et dont la face libre inférieure forme la face de blocage 11. Selon cette réalisation préférentielle, le bourrelet 10A est accolé contre l'intrados 1, son centre O se situant dans le plan de joint de la pale 1 et du bourrelet lOA, le point de rencontre M (figure lA) du bourrelet avec l'extrémité supérieure 1 A formant une tangente T. Selon cette configuration, la face de blocage 11 s'étend sensiblement perpendiculairement à l'intrados 1. Tel qu'illustré à la figure 2 en particulier, la section du bourrelet 10A est l:' sensiblement constante. A titre de variante, la section du bourrelet 10A peut néanmoins varier de manière réqulière ou non sur toute sa longueur. La variante de réalisation illustrée à la figure 4 montre que le bourrelet 1 OA peut suivre l'extrémité 1A de pale sur une longueur inférieure à la longueur extrême L de chaque pale, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. A titre préférentiel, le bourrelet lOA suit l'extrémité de pale sur au moins 50% de sa largeur L, et de préférence sur toute sa largeur L. Le bourrelet lOA peut partir à distance du bord d'attaque l C et s'arrêter à distance du bord de fuite 1 D. Avantageusement, I'épaisseur du bourrelet 10A sera comprise entre 0,5 et 3 fois l'épaisseur de chaque pale, et de préférence entre 0,5 et 2 fois l'épaisseur de pale 1. 7 2833050 La fixation du bourrelet 1 OA sur l'intrados des pales 1 pourra être obtenue de diverses manières, le bourrelet lOA pouvant par exemple être rapporté sur chaque pale par tous moyens connus, et par exemple par thermosoudage, collage, vissage ou autre. il est également envisageable que le bourrelet 1 OA soit venu de matière avec la paie l, par exemple d'une étape d'injection plastique. Dans l'exemple de réalisation montré, le ventilateur hélicode comporte une virole unique 4, étant entendu que le ventilateur hélicode conforme à l'invention peut comporter un nombre supérieur de viroles. La figure 3 illustre une variante de réalisation conforme à l'invention, dans laquelle la partie courbe 12 formant le contour de la section du bourrelet 1 OA, définit une courbe convexe quelconque, dès l'instant o elle présente une tangente T au point de rencontre M avec la section terminale ou l'extrémité supérieure 1A de la pale l, en déterminant un angle a inférieur ou égal par exemple à 30 . Le graphe illustré à la figure 5 montre les résultats particulièrement intéressants en matière de réduction de bruit obtenu avec un ventilateur hélicode équipé de pales conformes à l'invention. On peut en effet constater à la lecture de ce graphe une diminution conséquente du bruit acoustique, en particulier à partir des bruits larges bandes du ventilateur, cette diminution croissant réqulièrement avec l'augmentation de la fréquence du bruit. La réduction peut atteindre 10 dB pour le tiers d'octave 10 000 Hz. REVENDICATIONS 1- Ventilateur hélicode comprenant une roue composée d'une série de pales () montées à rotation à l'intérieur et à distance d'au moins une virole (4), chaque pale (1) étant munie d'un moyen réducteur de bruit acoustique (10) au voisinage de la virole (4), caractérisé en ce que les moyens réducteurs de bruit (10) sont disposés du côté intrados (I) des pales (1) et formés par un bourrelet de matière (1 OA) formant excroissance par rapport à la surface de chaque pale (1) et dont la face extérieure (12) formant le contour vient sensiblement tangenter I'extrémité (1A) de chaque pale à sa partie supérieure. 2 - Ventilateur selon ia revendication 1 caractérisé en ce que le contour (12) définit une courbe convexe présentant une tangente (T) au point de rencontre avec l'extrémité (1A) en déterminant un angle a inférieur ou égal à 30 . 3- Ventilateur selon ia revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le bourrelet (1 OA) présente à sa partie inférieure une face de blocage (11) de la fuite d'air. 4 - Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le bourrelet (10A) présente une section en quart de cercle, dont la partie courbe (12) vient tangenter l'extrémité (1A) de pale (1), et dont la face libre inférieure (11) forme la face de blocage. - Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la section du bourrelet (1 OA) est sensiblement constante. 6 - Ventilateur selon l'une des revendications l à 5 caractérisé en ce que le bourrelet (10A) suit l'extrémité (1A) de pale (1) sur au moins 50% de sa largeur. 7- Ventilateur selon la revendication 6 caractérisé en ce que le bourrelet (1 OA) suit l'extrémité (1 A) de pale (l) sur toute sa largeur. 8- Ventilateur selon la revendication 6 caractérisé en ce que le bourrelet (10A) part à distance du bord d'attaque (1 C) de la pale (l) et s'arrête à distance du bord de fuite (1 D) de chaque paie (1). 9- Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que I'épaisseur du bourrelet (10A) est comprise entre 0,5 et 3 fois l'épaisseur de chaque pale (l), de préférence entre 0,5 et 2 fois l'épaisseur de pale. -Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que le bourretet (1 OA) est rapporté sur chaque pale (1). 11 -Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que le bourrelet (10A) est venu de matière avec la pale (1), par exemple par injection. 12-Ventilateur selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisé en ce qu'il