Brevet FR3066235A1 — publié le 20181116

-1- « Ventilateur centrifuge d'extraction d'air à basse pression » L'invention concerne un ventilateur centrifuge d'extraction d'air à basse pression. Le domaine de l'invention est le domaine d'extraction d'air à basse pression, et plus particulièrement le domaine des ventilateurs à une pression totale inférieure à 150 Pa. ETAT DE LA TECHNIQUE Les systèmes de ventilation, prévus pour le désenfumage, l'aération, etc. doivent présenter un rendement d'extraction élevé et un niveau sonore réduit, en particulier dans les immeubles à usage professionnel, commercial ou encore d'habitation. Pour réduire les nuisances sonores, des ventilateurs d'extraction prévus pour des pressions totales supérieures à 500 Pa sont utilisés pour l'extraction d'air à des pressions totales inférieures à 150 Pa. Cependant, ces ventilateurs n'étant pas conçus pour l'extraction d'air à des pressions totales inférieures à 150 Pa, ils restent bruyants et leur rendement en est réduit. Un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients. Un autre but de la présente invention est de proposer un ventilateur moins bruyant. Un autre but de la présente invention est de proposer un ventilateur présentant un meilleur rendement comparé aux ventilateurs de l'état de la technique. Un autre but de la présente invention est de proposer un ventilateur spécifiquement conçu pour l'extraction d'air à des pressions totales inférieures à 150 Pa. EXPOSE DE L'INVENTION 3066235 -2- Au moins un des objectifs précités est atteint par un ventilateur centrifuge, prévu pour l'extraction d'air à une pression totale inférieure à 150 Pa, en particulier inférieure à 80 Pa, comprenant : - un flasque, dit inférieur, de forme circulaire et un flasque, dit 5 supérieur, ledit flasque supérieur comprenant en particulier une ouverture, dite une ouïe d'aspiration, prévue pour le passage d'air suivant une direction sensiblement perpendiculaire audit flasque supérieur, et - au moins une aube agencée entre lesdits flasques et comprenant un 10 bord, dit d'entrée, situé vers le centre dudit ventilateur, et un bord, dit de sortie, situé en périphérie dudit ventilateur ; caractérisé en ce que pour au moins une aube : - un rayon, dit d'entrée, défini entre le centre dudit ventilateur et le bord d'entrée de ladite aube, est compris entre 90 mm et 130 mm, et 15 - un rayon, dit de sortie, défini entre le centre dudit ventilateur et le bord de sortie de ladite aube, est compris entre 150 mm et 250 mm. Avec le ventilateur selon l'invention, ses dimensions, en particulier le rayon d'entrée et le rayon de sortie, sont configurés pour une exploitation d'extraction d'air à une pression totale inférieure à 150 Pa. Les inventeurs ont 20 constaté que le ventilateur selon l'invention présente un rendement d'extraction plus élevé et un bruit plus réduit par rapport aux ventilateurs de l'état de la technique. Le ventilateur selon l'invention présente donc un meilleur rendement et est conçu spécifiquement pour l'extraction d'air à basse pression. 25 Dans un mode de réalisation du ventilateur selon l'invention, pour au moins une aube, un angle, dit angle de calage en entrée, formé par : - le rayon d'entrée, et - la tangente à ladite aube au niveau du bord d'entrée, peut être compris entre 60° et 75°. 30 Un tel angle de calage en entrée permet de réduire le bruit et d'augmenter le rendement du ventilateur à des pressions totales inférieures à 150 Pa. 3066235 -3- Dans une version de réalisation du ventilateur selon l'invention, pour au moins une aube, un angle, dit angle de calage en sortie, formé par : - le rayon de sortie, et - la tangente à ladite aube au niveau du bord de sortie, 5 peut être compris entre 600 et 85°. Un tel angle de calage en sortie permet de réduire le bruit et d'augmenter le rendement du ventilateur à des pressions totales inférieures à 150 Pa. Avantageusement, au moins une aube peut être courbée de sorte que ledit 10 ventilateur peut être un ventilateur à réaction. Autrement dit, l'aube s'éloigne du centre du ventilateur dans le sens opposé au sens de rotation du ventilateur. Dans ce cas, l'angle de calage en entrée, respectivement en sortie, est formé par : - le rayon d'entrée, respectivement de sortie, et 15 - la tangente au cercle passant par ladite aube, au niveau du bord d'entrée, respectivement de sortie. Alternativement, au moins une aube peut être rectiligne. Dans ce cas, l'angle de calage en entrée, respectivement en sortie, est 20 formé par : - le rayon d'entrée, respectivement de sortie, et - la droite passant par ladite aube. En particulier, le rayon d'entrée d'au moins une aube peut être compris 25 entre : - d'une part 60 mm, plus particulièrement 80 mm, encore plus particulièrement 90 mm, et - d'autre part 180 mm, plus particulièrement 130 mm, encore plus particulièrement 110 mm. 30 Plus particulièrement, le rayon d'entrée d'au moins une aube peut être égal à 113 mm. Dans une version de réalisation alternative, le rayon d'entrée d'au moins une aube peut être égal à 93 mm. 3066235 -4- Ces deux valeurs permettent d'obtenir un ventilateur avec un meilleur rendement et un bruit plus réduit. Préférentiellement, le rayon de sortie d'au moins une aube peut être 5 compris entre : - d'une part 150 mm, particulièrement 170 mm, plus particulièrement 180 mm, encore plus particulièrement 200 mm, et - d'autre part 250 mm, particulièrement 230 mm, plus particulièrement 220 mm, encore plus particulièrement 212 mm. 10 En particulier, le rayon de sortie d'au moins une aube peut être égal à 209 mm. Le rayon de sortie d'au moins une aube peut être égal à 205 mm. Ces deux valeurs permettent d'obtenir un ventilateur avec un meilleur rendement et un bruit plus réduit. 15 Dans un mode de réalisation du ventilateur selon l'invention, l'angle de calage en entrée d'au moins une aube peut être compris entre : - d'une part 60°, plus particulièrement 65°, et - d'autre part 75°, plus particulièrement 73°. 20 Particulièrement, l'angle de calage en entrée d'au moins une aube peut être égal à 70° et plus particulièrement égal à 69°. Ces deux valeurs permettent d'obtenir un ventilateur avec un meilleur rendement et un bruit plus réduit. 25 Dans un mode de réalisation du ventilateur selon l'invention, l'angle de calage en sortie d'au moins une aube peut être compris entre : - d'une part 60°, plus particulièrement 64°, encore plus particulièrement 67°, et - d'autre part 180°, plus particulièrement 130°, encore plus 30 particulièrement 110°. Particulièrement, l'angle de calage en sortie d'au moins une aube peut être égal à 70° et plus particulièrement égal à 76°. Ces deux valeurs permettent d'obtenir un ventilateur avec un meilleur rendement et un bruit plus réduit. 3066235 -5- Avantageusement, le ventilateur selon l'invention peut comprendre un nombre impair d'aubes compris entre 5 et 11, en particulier égal à 7. Le nombre d'aubes peut être égal à 5. 5 Dans une version préférée de réalisation du ventilateur selon l'invention, la hauteur d'au moins une aube du côté du bord d'entrée peut être comprise entre 60 mm et 180 mm. En particulier, la hauteur d'au moins une aube du côté du bord d'entrée 10 peut être égale à 100 mm. Par ailleurs, la hauteur d'au moins une aube du côté du bord d'entrée peut être égale à 95 mm. Dans une version préférée de réalisation du ventilateur selon l'invention, 15 la hauteur d'au moins une aube du côté du bord de sortie peut être comprise entre 60 mm et 180 mm. En particulier, la hauteur d'au moins une aube du côté du bord de sortie peut être égale à 100 mm. Par ailleurs, la hauteur d'au moins une aube du côté du bord de sortie peut 20 être égale à 95 mm. Préférentiellement, l'ouïe d'aspiration peut être de forme circulaire présentant un diamètre compris entre 200 mm et 400 mm, en particulier égal à 330 mm et plus particulièrement égal à 315 mm. 25 En particulier, le diamètre de l'ouïe d'aspiration peut être compris entre : - d'une part 200 mm, plus particulièrement 260 mm, encore plus particulièrement 310 mm, et - d'autre part 340 mm, plus particulièrement 360 mm, encore plus 30 particulièrement 400 mm. Dans une version avantageuse de réalisation du ventilateur selon l'invention, le flasque inférieur et au moins une aube peuvent former une seule pièce. 3066235 -6- En particulier, le flasque inférieur et au moins une aube peuvent être réalisés par moulage. Alternativement, le flasque inférieur et au moins une aube peuvent être assemblés par soudage, vissage ou tout autre moyen de fixation. 5 Avantageusement, toutes les aubes peuvent être identiques. Alternativement, au moins deux aubes peuvent avoir des dimensions différentes, tels que des rayons d'entrée, des rayons de sortie, des angles de 10 calage, etc. différents. Avantageusement, le ventilateur selon l'invention peut avoir une vitesse de rotation comprise entre 300 tr/min et 900 tr/min. 15 Par ailleurs, le débit d'extraction du ventilateur selon l'invention peut être inférieur à 2000 m3/h. En particulier, au moins une, en particulier chaque, aube du ventilateur selon l'invention peut être biseautée. 20 Cette forme d'au moins une aube permet d'augmenter le rendement du ventilateur selon l'invention pour l'extraction d'air à un débit compris entre 1500 m3/h et 2000 m3/h. 25 Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un dispositif prévu pour l'extraction d'air à une pression totale inférieure à 150 Pa, comprenant : - au moins un ventilateur selon l'invention, - au moins un moteur prévu pour entrainer la rotation dudit au moins un ventilateur. 30 Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de ventilation prévu pour l'extraction d'air à une pression totale inférieure 3066235 -7- à 150 Pa, comprenant au moins un ventilateur selon l'invention, agencé dans une structure, ladite structure comprenant pour au moins un ventilateur : - une ouverture d'entrée d'air vers le ventilateur, agencée axiale par rapport audit ventilateur, 5 - une ouverture de sortie d'air, depuis le ventilateur, agencée radiale par rapport audit ventilateur, caractérisé en ce que l'ouverture de sortie radiale est située en regard dudit ventilateur et s'étend autour dudit ventilateur, sur au moins 50% du périmètre dudit ventilateur. 10 Le dispositif de ventilation selon l'invention permet d'augmenter le rendement d'extraction d'air à des pressions totales inférieures à 150 Pa° et de réduire le bruit du dispositif de ventilation. 15 DESCRIPTION DES FIGURES ET MODES DE REALISATION D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'exemples de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels : - la FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple de 20 réalisation non limitatif d'un ventilateur selon l'invention ; - la FIGURE 2 est une vue d'en haut du ventilateur de la FIGURE 1 ; - la FIGURE 3 est une vue de côté d'un exemple de réalisation limitatif d'une aube d'un ventilateur selon l'invention ; - la FIGURE 4 est une représentation schématique d'un exemple non 25 limitatif d'un dispositif selon l'invention ; et - les FIGURES 5a et 5b sont des représentations schématiques d'un exemple non limitatif d'un dispositif de ventilation selon l'invention. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes 30 de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle 3066235 -8- sans détail structurel, ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. 5 La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un exemple de réalisation non limitatif d'un ventilateur selon l'invention. Le ventilateur 100 comprend un flasque 102, dit inférieur, et un flasque 104, dit supérieur. Le flasque supérieur 104 comprend une ouverture circulaire, 10 dite ouïe d'aspiration 106, prévue pour le passage de l'air. Le ventilateur 100 comprend aussi 7 aubes 108 courbées dans une direction opposée à la rotation du ventilateur 100. Chaque aube 108 est définie par un bord d'entrée 1101, situé vers le centre du ventilateur 100 et un bord de sortie 1102 situé en périphérie du ventilateur 100. De plus, les aubes 108 du 15 ventilateur 100 sont identiques. Le flasque supérieur 104 peut être amovible, tandis que le flasque inférieur 102 et les aubes 108 peuvent former une seule pièce. 20 La FIGURE 2 est une vue d'en haut du ventilateur de la FIGURE 1. Sur la FIGURE 2, le flasque supérieur 104 a été omis pour plus de clarté et laisser un accès visuel aux aubes 108. Le ventilateur 100 comprend un rayon 2021, dit d'entrée, correspondant au rayon du cercle 2041 passant par les bords d'entrée 1101 de toutes les aubes 25 108. Le rayon d'entrée 2021 est compris entre 90 mm et 130 mm, en particulier égal à 113 mm. Le ventilateur 100 comprend un rayon 2022, dit de sortie, correspondant au rayon du cercle 2042 passant par les bords de sortie 1102 de toutes les aubes 108. Le rayon de sortie 2022 est compris entre 150 mm et 250 mm, en 30 particulier égal à 209 mm. Le ventilateur 100 comprend, pour chaque aube 108, un angle 2061, dit angle de calage en entrée, formé par d'une part le rayon d'entrée 2021 et d'autre part la tangente 2081 à ladite aube 108 au niveau de son bord d'entrée 3066235 -9- 1101.. Pour chaque aube 108, l'angle de calage en entrée 206i est compris entre 600 et 75°, en particulier égal à 70°. Le ventilateur 100 comprend, pour chaque aube 108, un angle 2062, dit angle de calage en sortie, formé par d'une part le rayon de sortie 2022 et d'autre 5 part la tangente 2082 à ladite aube 108 au niveau de son bord de sortie 1102. Pour chaque aube 108, l'angle de calage en sortie 2062 est compris entre 60° et 85°, en particulier égal à 70°. De plus, le ventilateur 100 comprend un moyen de fixation 210 prévu pour relier ledit ventilateur 100 à un moteur non représenté sur la FIGURE 2. Le 10 moyen de fixation 210 peut comprendre une ouverture pour la fixation d'un arbre de transmission et des trous de passage de vis prévus pour la fixation dudit arbre de transmission au ventilateur 100. 15 La FIGURE 3 est une vue de côté d'un exemple de réalisation non limitatif d'une aube d'un ventilateur selon l'invention. L'aube 300, représentée sur la FIGURE 3, peut être une aube 108 du ventilateur 100. L'aube 300 est définie par un bord d'entrée 302i situé vers le centre d'un 20 ventilateur la comprenant et un bord de sortie 3022 situé en périphérie dudit ventilateur. L'aube 300 a une hauteur 3042 au niveau de son bord de sortie 3022 qui décroît jusqu'à une hauteur 304i en direction du bord d'entrée 302i selon la longueur de l'aube 300. L'aube 300 est donc de forme biseautée. 25 La hauteur 304i est comprise entre 60 mm et 180 mm, en particulier égale à 70 mm. La hauteur 3042 comprise entre 60 mm et 180 mm, en particulier égale à 100 mm. Alternativement à ce qui est représenté sur la FIGURE 3, la hauteur 3041. 30 peut être égale à la hauteur 3042 de sorte que la hauteur de l'aube reste constante sur toute sa longueur. L'épaisseur de l'aube 300 est comprise entre 0.3 mm et 10 mm en particulier égale à 0.8 mm. 3066235 L'aube 300 peut être réalisée en métal ou en alliage métallique, par exemple en acier, en aluminium, ou en polymères, par exemple en polypropène. L'aube 300 peut être réalisée par usinage ou fonderie. 5 La FIGURE 4 est une représentation schématique d'un exemple non limitatif d'un dispositif selon l'invention. Le dispositif 400 est prévu pour l'extraction d'air à des pressions totales 10 inférieures à 150 Pa. Le dispositif 400 comprend le ventilateur 100 des FIGURES 1 et 2. De plus, le dispositif 400 comprend un moteur 402 relié au ventilateur 100 par un arbre de transmission 404. Le moteur 402 est prévu pour entrainer la rotation du ventilateur 100, en particulier à une vitesse comprise entre 15 300 tr/min et 900 tr/min. Le dispositif 400 peut être agencé dans une installation d'extraction d'air d'un immeuble d'habitation par exemple. 20 Les FIGURES 5a et 5b sont des représentations schématiques d'un exemple non limitatif d'un dispositif de ventilation selon l'invention. La FIGURE 5a est une vue en perspective d'un dispositif de ventilation 500, tandis que la FIGURE 5b est une vue en coupe du dispositif de ventilation 500 de la FIGURE 5a. 25 Le dispositif de ventilation 500 comprend le ventilateur 100 des FIGURES 1 et 2 agencé dans une structure 502. La structure 502 comprend une ouverture d'entrée d'air 504 prévue pour le passage d'air en vue de son extraction par le ventilateur 100. Le dispositif 500 comprend un piquage 506 prévu pour relier l'ouverture d'entrée d'air 504 à un conduit d'aération, par exemple d'une 30 installation de ventilation comprenant le dispositif 500. La structure 502 comprend aussi une ouverture de sortie d'air 508 située en regard du ventilateur 100 et s'étend radialement autour du ventilateur 100. L'ouverture de sortie d'air 508 recouvre 95% du périmètre du ventilateur 100. 3066235 -11- Le dispositif 500 comprend deux pieds 510 amovibles agencés pour soutenir la structure 502. Le dispositif 500 comprend en outre un moteur 512, agencé dans la structure 502, et relié au ventilateur 100 par un arbre de transmission 514. Le 5 moteur 512 est prévu pour entrainer la rotation du ventilateur 100, en particulier à une vitesse comprise entre 300 tr/min et 900 tr/min. Le dispositif 500 comprend un moyen de commande 516 prévu pour contrôler la vitesse de rotation du ventilateur 100 par exemple en fonction d'une pression et/ou une température d'air. Le moyen de commande 516 comprend 10 un bouton arrêt d'urgence du dispositif 500 prévu pour arrêter le ventilateur 100 en cas de disfonctionnement ou d'urgence. Par exemple, le dispositif 500 peut être agencé sur la toiture d'un immeuble et relié au réseau aéraulique dudit immeuble. 15 Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Ventilateur (100) centrifuge, prévu pour l'extraction d'air à une pression totale inférieure à 150 Pa, comprenant : un flasque (102), dit inférieur, de forme circulaire et un flasque (104), dit supérieur, et - au moins une aube (108;300) agencée entre lesdits flasques (102;104) et comprenant un bord (1101;3021), dit d'entrée, situé vers le centre dudit ventilateur (100), et un bord (1102;3022), dit de sortie, situé en périphérie dudit ventilateur (100) ; caractérisé en ce que pour au moins une aube (108;300) : - un rayon (2021), dit d'entrée, défini entre le centre dudit ventilateur (100) et le bord d'entrée (1101;3021) de ladite aube (108;300), est compris entre 90 mm et 130 mm, et - un rayon (2022), dit de sortie, défini entre le centre dudit ventilateur (100) et le bord de sortie (1102;3022) de ladite aube (108;300), est compris entre 150 mm et 250 mm. 2. Ventilateur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, pour au moins une aube (108;300), un angle (2061), dit angle de calage en 20 entrée, formé par : - le rayon d'entrée (2021), et - la tangente (2081) à ladite aube (108;300) au niveau du bord d'entrée (1101;3021), est compris entre 60° et 75°. 25 3. Ventilateur (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que pour au moins une aube (108;300), un angle (2062), dit angle de calage en sortie, formé par : - le rayon de sortie (2022), et 30 - la tangente (2082) à ladite aube (108;300) au niveau du bord de sortie (1102;3022), est compris entre 60° et 85°. 3066235 -13- 4. Ventilateur, (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une aube (108;300) est courbée, de sorte que ledit ventilateur (100) est un ventilateur à réaction. 5 5. Ventilateur (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rayon d'entrée (2021) d'au moins une aube (108;300) est compris entre : - d'une part 90 mm, et - d'autre part 130 mm, encore plus particulièrement 110 mm. 10 6. Ventilateur (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rayon de sortie (2021) d'au moins une aube (108;300) est compris entre : - d'une part 150 mm, particulièrement 170 mm, plus particulièrement 15 180 mm, encore plus particulièrement 200 mm, et - d'autre part 250 mm, particulièrement 230 mm, plus particulièrement 220 mm, encore plus particulièrement 212 mm. 7.Ventilateur (100) selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'angle de calage en entrée (2061) d'au moins une aube (108;300) est compris entre : - d'une part 60°, plus particulièrement 65°, et - d'autre part 75°, plus particulièrement 73°. 8.Ventilateur (100) selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'angle de calage en sortie (2062) d'au moins une aube (108;300) est compris entre : - d'une part 60°, plus particulièrement 64°, encore plus particulièrement 67°, et - d'autre part 85°. 9. Ventilateur (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un nombre d'aubes (108;300) impair compris entre 5 et 11, en particulier égal à 7. 3066235 -14- 10.Ventilateur (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur (3041) d'au moins une aube (108;300) du côté du bord d'entrée (1101;3021) est comprise entre 60 mm et 180 mm. 5 11.Ventilateur (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur (3042) d'au moins une aube (108;300) du côté du bord de sortie (1102;3022) est comprise entre 60 mm et 180 mm. 10 12.Ventilateur (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flasque supérieur comprend une ouverture (106), dite une ouïe d'aspiration, prévue pour le passage d'air suivant une direction sensiblement perpendiculaire audit flasque supérieur (104), ladite ouïe d'aspiration (106) étant de forme circulaire et présentant un diamètre compris 15 entre 200 mm et 400 mm, en particulier égal à 315 mm. 13.Ventilateur (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que sa vitesse de rotation est comprise entre 300 tr/min et 900 tr/min. 20 14. Dispositif (400) prévu pour l'extraction d'air à une pression totale inférieure à 150 Pa, comprenant : - au moins un ventilateur (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 25 - au moins un moteur (402) prévu pour entrainer la rotation dudit au moins un ventilateur (100). 15. Dispositif (500) de ventilation prévu pour l'extraction d'air à une pression totale inférieure à 150 Pa, comprenant au moins un ventilateur (100) selon 30 l'une quelconque des revendications précédentes, agencé dans une structure (502), ladite structure (502) comprenant pour au moins un ventilateur (100) : - une ouverture d'entrée (504) d'air vers le ventilateur (100), agencée axiale par rapport audit ventilateur (100), 3066235 -15- une ouverture de sortie (508) d'air, depuis le ventilateur (100), agencée radiale par rapport audit ventilateur (100), caractérisé en ce que l'ouverture de sortie (508) radiale est située en regard dudit ventilateur (100) et s'étend autour dudit ventilateur (100), sur au moins 5 50% du périmètre dudit ventilateur (100).