Brevet FR3101117A1 — publié le 20210326

L’invention concerne un ventilateur (1) centrifuge axial pour la circulation d’un gaz (G) comportant une enveloppe (2) tronconique pourvue d’un orifice d’aspiration (4) et d’un orifice de refoulement (6) alignés sur un axe (A), une turbine (13) centrifuge et un moteur (16) logé dans une cage-moteur (17). Il comporte un conduit axial (24) au moins en partie annulaire s’étendant dudit orifice d’aspiration (4) audit orifice de refoulement (6). Il est caractérisé en ce qu’il comporte un conduit radial (25) périphérique s’étendant à la sortie de ladite turbine (13) pour maintenir le flux de gaz (G) aspiré sous pression et le guider en direction dudit conduit axial (24) dans un écoulement laminaire, sans discontinuité, ni perte de pression. Il comporte en outre un déflecteur (30) disposé à l’intérieur dudit canal radial (25) pour orienter le flux de gaz (G) aspiré et générer une augmentation de pression complémentaire. Figure pour l’abrégé : Fig 5 Ventilateur centrifuge axial à rendement amélioré La présente invention concerne un ventilateur centrifuge axial pour la circulation d’un gaz comportant une enveloppe de forme sensiblement tronconique comportant un pavillon d’aspiration pourvue d’un orifice d’aspiration et un corps de refoulement pourvu d’un orifice de refoulement, une turbine centrifuge pourvue de pales, logée à l’intérieur du pavillon d’aspiration et couplée à la sortie dudit orifice d’aspiration, un moteur couplé à ladite turbine et logé dans une cage-moteur disposée au moins en partie à l’intérieur dudit corps de refoulement, et un conduit axial au moins en partie annulaire s’étendant dudit orifice d’aspiration audit orifice de refoulement. Les ventilateurs dits centrifuges axiaux ou axiaux-centrifuges se distinguent des autres ventilateurs en ce qu’ils comportent une turbine centrifuge et en ce que leur orifice d’aspiration et leur orifice de refoulement sont alignés sur un même axe. Ils sont connus de longue date et largement utilisés en particulier pour extraire des gaz viciés et corrosifs dans des milieux industriels. Selon leur puissance, on les trouve également dans des installations de VMC (Ventilation Mécanique Contrôlée), des centrales de traitement d’air neuf, des installations de désenfumage, etc. La technologie de ces ventilateurs a peu évolué depuis les publications FR 2 337 270, FR 2 474 610 et FR 2 624 923. Toutefois, les règlementations sont en constante évolution pour tenir compte des contraintes environnementales dans le but de réduire l’empreinte carbone des équipements et la consommation d’énergie. Les ventilateurs sont également ciblés par des exigences en matière d’écoconception qui imposent des valeurs de rendement minimales. A ce jour, les ventilateurs qui sont spécifiquement destinés à fonctionner dans des atmosphères toxiques, fortement corrosives, inflammables et/ou abrasives ne sont pas encore concernés par ces règlementations. En outre, la conception de ce type de ventilateurs ne permet pas d’atteindre le niveau de performances exigé compte tenu du flux d’air qui n’est pas suffisamment canalisé. Présentation de l'invention La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant une nouvelle conception de ventilateur centrifuge axial qui permet d’atteindre le niveau de performances exigé par les règlementations en vigueur mais également d’anticiper l’évolution des règlementations, tout en offrant un ventilateur de conception simple, fiable, économique, durable, peu exigeant en entretien, dans lequel le moteur reste totalement isolé du gaz véhiculé par la turbine et facilement accessible. Dans ce but, l'invention concerne un ventilateur du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce qu’il comporte un conduit radial périphérique s’étendant à la sortie de ladite turbine agencé pour maintenir le flux de gaz aspiré sous pression et le guider en direction dudit conduit axial dans un écoulement laminaire, sans discontinuité, ni perte de pression. Dans une forme avantageuse de l’invention, ledit conduit radial a une dimension transversale sensiblement égale à la hauteur des pales de ladite turbine. Il peut être formé entre un plateau annulaire en aval dudit orifice d’aspiration et une plaque inférieure de ladite cage-moteur. Préférentiellement, le plus grand diamètre dudit plateau annulaire est supérieur au plus grand diamètre de la plaque inférieure de ladite cage-moteur, lui-même supérieur au plus grand diamètre de ladite turbine. Dans la forme préférée de l’invention, le ventilateur comporte au moins un déflecteur disposé à l’intérieur dudit canal radial pour orienter le flux de gaz aspiré et générer une augmentation de pression. Il s’entend avantageusement entre ledit plateau annulaire et ladite plaque inférieure de la cage-moteur. Ledit au moins un déflecteur peut être formé d’une paroi courbe s’étendant sur un secteur angulaire défini et décentré par rapport à l’axe de rotation de ladite turbine, de sorte que le bord d’attaque dudit au moins un déflecteur est plus proche dudit axe de rotation que son bord de fuite. Ledit secteur angulaire défini peut s’étendre sur un angle compris entre 60° et 120°, de préférence entre 80° et 100°. Dans une forme préférée de l’invention, ledit ventilateur ne comporte qu’un seul déflecteur. Ledit ventilateur comporte préférentiellement des entretoises disposées dans ledit conduit axial pour lier ladite cage-moteur à ladite enveloppe, lesdites entretoises étant profilées pour redresser le flux de gaz aspiré en direction dudit orifice de refoulement et engendrer un minimum de turbulence. Dans ce but, au moins une desdites entretoises est positionnée à la sortie dudit conduit radial à l’intersection entre ledit conduit radial et ledit conduit axial. Ledit conduit axial peut être formé entre une paroi de ladite cage-moteur et une paroi de ladite enveloppe, lesdites parois étant majoritairement parallèles entre-elles, pour favoriser un flux de gaz laminaire. La dimension transversale dudit conduit axial peut être sensiblement égale ou supérieure à la dimension transversale dudit conduit radial. En outre, le diamètre dudit orifice de refoulement est de préférence supérieur au diamètre dudit orifice d’aspiration dans un rapport de 30% à 50%, préférentiellement de 40%. Brève description des figures La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d’un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation d’un exemple d’implantation d’un ventilateur selon l’invention, la figure 2 est une vue éclatée en coupe et de côté du ventilateur selon l’invention, la figure 3 est une vue en coupe et de côté du ventilateur de la figure 2 après assemblage, la figure 4 est une vue en coupe et de face du ventilateur de la figure 3, la figure 5 est une vue similaire à la figure 4, montrant le trajet du flux de gaz véhiculé par la turbine, la figure 6 est une vue similaire à la figure 5 d’un ventilateur selon l’art antérieur, montrant comparativement le trajet du flux de gaz véhiculé par la turbine, la figure 7 est une vue de dessus de la figure 3 montrant le trajet du flux de gaz dans le pavillon d’aspiration dévié par le déflecteur du côté refoulement, et la figure 8 est une vue de dessous de la figure 3 montrant le trajet du flux de gaz du côté aspiration. Ventilateur (1) centrifuge axial pour la circulation d’un gaz (G) comportant une enveloppe (2) de forme sensiblement tronconique comportant un pavillon d’aspiration (3) pourvue d’un orifice d’aspiration (4) et un corps de refoulement (5) pourvu d’un orifice de refoulement (6), une turbine (13) centrifuge pourvue de pales (14), logée à l’intérieur du pavillon d’aspiration (3) et couplée à la sortie dudit orifice d’aspiration (3), un moteur (16) couplé à ladite turbine (13) et logé dans une cage-moteur (17) disposée au moins en partie à l’intérieur dudit corps de refoulement (5), et un conduit axial (24) au moins en partie annulaire s’étendant dudit orifice d’aspiration (4) audit orifice de refoulement (6), ventilateur caractérisé en ce qu’il comporte un conduit radial (25) périphérique s’étendant à la sortie de ladite turbine (13) pour maintenir le flux de gaz (G) aspiré sous pression et le guider en direction dudit conduit axial (24) dans un écoulement laminaire, sans discontinuité, ni perte de pression. Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conduit radial (25) a une dimension transversale (H) sensiblement égale à la hauteur des pales (14) de ladite turbine (13). Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conduit radial (25) est formé entre un plateau annulaire (26) en aval dudit orifice d’aspiration (4) et une plaque inférieure (20) de ladite cage-moteur (17), et en ce que le plus grand diamètre dudit plateau annulaire (26) est supérieur au plus grand diamètre de la plaque inférieure (20) de ladite cage-moteur (17), lui-même supérieur au plus grand diamètre de ladite turbine (13). Ventilateur selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un déflecteur (30) disposé à l’intérieur dudit canal radial (25) pour orienter le flux de gaz (G) aspiré et générer une augmentation de pression. Ventilateur selon la revendication 4, prise selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit au moins un déflecteur (30) s’étend entre ledit plateau annulaire (26) et ladite plaque inférieure (20) de la cage-moteur (17). Ventilateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit au moins un déflecteur (30) est formé d’une paroi courbe s’étendant sur un secteur angulaire défini et décentré par rapport à l’axe de rotation (A) de ladite turbine (13), de sorte que le bord d’attaque (31) dudit au moins un déflecteur (30) est plus proche dudit axe de rotation (A) que le bord de fuite (32) dudit au moins un déflecteur (30). Ventilateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit secteur angulaire défini s’étend sur un angle compris entre 60° et 120°, de préférence entre 80° et 100°. Ventilateur selon l’une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu’il comporte un seul déflecteur (30). Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte des entretoises (23) disposées dans ledit conduit axial (24) pour lier ladite cage-moteur (17) à ladite enveloppe (2), lesdites entretoises (23) étant profilées pour redresser le flux de gaz (G) aspiré en direction dudit orifice de refoulement (6) et engendrer un minimum de turbulence. Ventilateur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’au moins une entretoise (23) est positionnée à la sortie dudit conduit radial (25) à l’intersection entre ledit conduit radial (25) et ledit conduit axial (24). Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit conduit axial (24) est formé entre une paroi de ladite cage-moteur (17) et une paroi de ladite enveloppe (2), lesdites parois étant majoritairement parallèles entre-elles. Ventilateur selon la revendication 11, caractérisé en ce que la dimension transversale (D) dudit conduit axial (24) est sensiblement égale ou supérieure à la dimension transversale (H) dudit conduit radial (25). Ventilateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre dudit orifice de refoulement (6) est supérieur au diamètre dudit orifice d’aspiration (4) dans un rapport de 30% à 50%, préférentiellement de 40%.