[0001] La présente invention concerne un ventilateur hélicoïde servant à assurer l'écoulement
d'un fluide d'une enceinte amont vers une enceinte aval. L'enceinte amont et l'enceinte
aval peuvent être constituées par une tuyauterie, un réservoir ou par l'atmosphère
extérieure.
[0002] Un ventilateur hélicoïde de type classique est constitué par une roue ou hélice,
tournant à l'intérieur d'une enveloppe circulaire ou virole. L'hélice est, en général,
montée sur un palier et mue par un système d'entraînement. Lorsque cette virole n'est
pas raccordée à une tuyauterie d'aspiration ou lorsque cette tuyauterie est d'une
section supérieure à celle de la virole, on place généralement une pièce de raccordement
appelée pavillon d'aspiration en amont de l'hélice dans le sens d'écoulement du fluide.
[0003] Le pavillon d'aspiration réalise la réduction progressive de la section d'écoulement
du fluide donc l'accélération progressive des filets de fluide contribuant ainsi au
bon fonctionnement aéraulique de l'hélice. La virole supporte le système d'entraînement
de la roue et est donc soumise à des efforts mécaniques importants. Elle doit présenter
des caractéristiques de résistance mécanique suffisantes. Elle peut être, par exemple,
réalisée en tôle métallique roulée et soudée. Un tel mode de construction rend difficile
la réalisation de formes non développables telles que celle d'un pavillon d'aspiration.
En conséquence, pour la plupart des ventilateurs hélicoïdes, et notamment pour ceux
dont le système d'entraînement soumet la virole à des efforts mécaniques importants,
virole et pavillon sont réalisés en deux parties distinctes.
[0004] L'assemblage de ces deux parties s'effectue, selon l'art antérieur, en amont de l'hélice
dans le sens d'écoulement du fluide. Les défauts de réalisation inévitables, tels
que différence de diamètre, désaxage, ovalisation, manque de planéité des brides entre
la virole et le pavillon d'aspiration sont ainsi situés immédiatement avant l'entrée
du fluide dans l'hélice. Ils provoquent des tourbillons néfastes pour les caractéristiques
de débit, de pression, de rendement et de silence du ventilateur.
[0005] Le problème posé consiste à concevoir un ventilateur dans lequel l'écoulement du
fluide soit régulier et non perturbé par les défauts de réalisation précédemment cités.
[0006] La solution apportée à ce problème consiste en un ventilateur hélicoïde dont la pièce
de raccordement comporte deux portions. La première portion est cylindrique de même
diamètre interne que la virole et est munie de brides de fixation. A l'opposé des
brides de fixation, la première portion se poursuit sans discontinuité par la deuxième
portion qui forme pavillon d'aspiration. La zone d'assemblage de la pièce de raccordement
avec la virole se trouve en aval de l'hélice dans le sens d'écoulement du fluide.
La portion cylindrique est de longueur suffisante pour que l'hélice soit sensiblement
intégralement logée à l'intérieur de ladite partie cylindrique. Lors du fonctionnement,
les filets de fluide provenant de l'amont du ventilateur sont concentrés par la portion
formant pavillon d'aspiration, s'écoulent sans perturbation dans la portion cylindrique
et passent à travers l'hélice. Ainsi, les défauts de raccordement entre le pavillon
d'aspiration et la virole ne perturbent pas l'écoulement du fluide dans l'hélice et
de ce fait détériorent beaucoup moins les caractéristiques du ventilateur que dans
la conception traditionnelle.
[0007] L'invention sera mieux comprise à l'étude de la description d'un mode de réalisation
pris à titre nullement limitatif, représenté sur la figure unique. Les flèches représentent
le sens d'écoulement du fluide.
[0008] Tel qu'il est représenté sur la figure, le ventilateur de l'invention comprend une
hélice 1 dont la rotation assure la mise en mouvement du fluide. L'hélice 1 se compose
d'une pluralité de pales 2, disposées radialement par rapport à l'axe X-X du ventilateur
et d'un moyeu 4 qui supporte les pales 2. Les pales 2 peuvent être de différentes
formes suivant la nature du fluide, le débit et la pression voulus. Les pales 2, ici
représentées, ont une section transversale trapézoïdale. Les pales 2, sont fixées
sur le moyeu 4 par vissage, collage, soudage, sertissage ou tout autre moyen. Elles
peuvent également être moulées en une seule matière avec le moyeu 4.
[0009] Le moyeu 4 est fixé sur un arbre 5 qui est entrainé en rotation par un système d'entraînement
6. L'arbre 5 est monté sur des paliers non représentés. Le système d'entraînement
6 est constitué, par exemple, par un moteur électrique, avec ou sans réducteur. Le
système d'entraînement 6 est supporté par un certain nombre de montants 7 sensiblement
radiaux. Ces montants radiaux 7 sont profilés de manière à réduire les pertes de charge
du fluide, lors de l'écoulement. Le nombre de montants 7 peut être de deux, trois
ou plus selon les modes de réalisation.
[0010] La tête 7a des montants 7 est en contact avec le boîtier du système d'entraînement
6. Le pied 7b des montants 7 est fixé sur une virole 8 réalisée par exemple en tôle
métallique roulée et soudée. Les têtes 7a des montants sont situées en amont des pieds
7b des montants dans le sens d'écoulement du fluide. Dans d'autres modes de réalisation,
les têtes 7a des montants 7 peuvent être situées en aval des pieds 7b des montants
7 ou au même niveau.
[0011] La virole 8 qui présente une surface intérieure cylindrique, d'axe X-X est fixée
par des moyens de fixation 9 sur un support de ventilateur non représenté. La virole
8 supporte une pièce de raccordement 10 par des brides de fixation 11 situées en aval
de l'hélice 1 dans le sens d'écoulement du fluide. La pièce de raccordement 10 comporte
une portion cylindrique 10a adjacente à la virole 8 et de même diamètre intérieur.
Le diamètre intérieur de la portion cylindrique 10a est légèrement supérieur à celui
de l'hélice 1 de façon à laisser un interstice 12 entre l'extrémité des pales 2 de
l'hélice 1 et la portion cylindrique 10a. Cet interstice 12 est suffisant pour tenir
compte des tolérances de fabrication. La longueur axiale de la portion cylindrique
10a est suffisante pour que la totalité de l'hélice 1 soit logée à l'intérieur de
cette portion cylindrique 10a. La pièce de raccordement 10 comporte en outre un pavillon
d'aspiration 10b faisant suite sans discontinuité à la portion cylindrique 10a et
situé en amont dans le sens d'écoulement du fluide. Le pavillon d'aspiration 10b a
la forme d'un tore de manière à assurer le meilleur écoulement possible.
[0012] En fonctionnement, le diamètre de la veine de fluide est réduit par le pavillon d'aspiration
10b au diamètre intérieur de la portion cylindrique 10a afin d'éviter un écoulement
tourbillonnaire en amont de l'hélice 1.
[0013] Grâce à l'existence de la portion cylindrique 10a, la jonction entre le pavillon
10b et la virole 8 se fait en aval de l'hélice 1 c'est-à-dire à un endroit qui ne
risque pas de perturber l'écoulement du fluide lors de l'aspiration par l'hélice 1
et ce, même si cette jonction présente des irrégularités dues à des jeux de fabrication,
désaxage ou tolérance des brides de fixation.
1. Ventilateur hélicoïde du type comportant une hélice (1) entraînée en rotation par
un dispositif d'entraînement (6) supporté à l'intérieur d'une virole (8) cylindrique,
avec une pièce de raccordement (10) formant pavillon d'aspiration de forme générale
torique non développable assemblée à l'extrémité frontale de la virole (8) par l'intermédiaire
de brides de fixation (11),
caractérisé par le fait que la pièce de raccordement (10) présente une portion cylindrique
(10a) présentant le même diamètre interne que la virole et munie d'une bride de fixation,
ladite portion cylindrique se poursuivant à l'opposé de ladite bride sans discontinuité
par la partie (10b) de la pièce de raccordement qui forme le pavillon d'aspiration
et ladite portion cylindrique étant de longueur suffisante pour que l'hélice (1) se
trouve sensiblement intégralement logée à l'intérieur de ladite partie cylindrique,
la zone d'assemblage de la pièce de raccordement avec la virole se trouvant en aval
de l'hélice dans le sens d'écoulement du fluide et que le dispositif d'entraînement
(6) est supporté à l'intérieur de la virole par au moins deux montants (7) sensiblement
radiaux fixés à la virole (8), les têtes (7a) des montants (7) étant situés en amont
des pieds (7b) des montants (7) dans le sens d'écoulement du fluide.
2. Ventilateur hélicoide selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la virole
(8) est réalisée en tôle métallique roulée et soudée