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PERFECTIONNEMENTS AUX VENTILATEURS.
La présente invention concerne les ventilateurs centrifuges et particulièrement les ventilateurs permettant une variation efficace de la puissance indépendamment de la vitesse. Un ventilateur de ce type général, réalisé par la demanderesse, comporte des pales construites et disposées de façon à communiquer une vitesse tangentielle réglable au
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@ fluide dans le sens de rotation du rotor. L'exécution faisant l'objet de la présente invention consiste dans un ventilateur comportant des chambres d'entrée et ayant des pales incurvées qui peuvent être réglées pour communiquer à tout degré désiré, une vitesse tangentielle au fluide introduit. Un tel ventila- teur est particulièrement bien adapté au tirage induit.
Le but principal de l'invention est la réalisation d'un ventilateur dans lequel le fluide est admis directement depuis l'atmosphère et qui comporte des moyens pour communi- quer une vitesse -tangentielle réglable, destinée à régler le débit ou la puissance du ventilateur.
Suivant l'invention, également, les pales contrôlant le fluide introduit dans le ventilateur sont réalisées de façon à exiger un minimum de puissance pour leur réglaga,
La caractéristique principale de l'invention consiste dans un ventilateur comprenant des pales destinées à être placées à l'entrée du ventilateur et construites et disposées de façon à pivoter sur des axes en principe radiaux.
Un ventilateur de ce type est particulièrement applicable au tirage forcé, dans léguai l'air est admis au rotor direotement depuis l'atmosphère, de préférence aux ventilateurs à tirage induit dans lesquels l'air est introduit par les conduits disposés à l'entrée.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans des pales de contrôle de l'écoulement du fluide, qui sont ar- ticulées pour réaliser une surface considérablement plus grande pour l'attaque du fluide sur la face des pales sur laquelle le courant descend. On a découvert que, si les pales sont montées symétriquement, par rapport à leurs axes de pivotement, une force excessive est nécessaire pour ouvrir les pales ou les maintenir en position ouverte, à l'encontre de la pression d'air non équilibrée.
En montant les pales d'une manière
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dissymétrique, cependant, avec une prépondérance de la surface du côté du courant descendante de leurs axes, c'est-à-dire ' du côté dirigé vers le ventilateur, il et possible d'équi- librer les forces de façon qu'une puissance relativement faible soit seulement nécessaire pour régler les pales dans une position désirée.. Cette caractéristique est utile,, non seule- ment dans un ventilateur du type préféré qui utilise les pales pour communiquer une vitesse tangentielle, mais égale- ment dans les dispositifs de réglage ou de contrôle de l'écoulement d'air dans un conduit quelconque.
Le dessin annexé représente à titre d'exemple, une forme d'exécution d'un ventilateur établi conformément à la présente invention.
La fig. 1 est une élévation latérale de cette forme d'exécution perfectionnée d'un ventilateur à tirage foroé; la figo 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la fig. 1 et la fig. 3 est une vue en plan schématique d'une partie du rotor et des palescette vue étant destinée à illustrer la théorie du fonctionnement.
Le ventilateur représenté au dessin comprend un carter 4 et un rotor ou turbine 6 montée sur un arbre 8, qui est tourillonné sur des paliers appropriés 10.L'arbre est entraîné par un moteur à vitesse constante, tel qu'un mo- teur à induction à cage d'écureuil, de préférence relié direotement à l'extrémité 11 de l'arbre 8. De chaque côté du carter, est disposé un cône ou ouïe d'entrée 12, au-travers duquel l'air passe de l'atmosphère dans le rotor 6. Le carter comporte le conduit de sortie habituel 14.
Dans le but de régler le débit du ventilateur indépendamment de la vitesse, chaque cône d'entrée comporte
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un certain nombre de pales enveloppantes 16 se chevauchante Comme représenté fig. 2, chaque pale a la forme générale d'un secteur et comporte des axes de pivotement 18 et 20, aux extrémités opposées. L'axe extérieur 18 est tourillonné dans le cône d'entrée 12 et l'axe intérieur 20 est touril- lonné dans un moyeu conique 22, fixé au palier.
Les pales, dans chaque groupe, sont agencées de façon à être réglées simultanément, à toute inclinaison
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désirée, depuis.la position fermée, comme représenté fig.l, -1 tzs cru q 'da=a la position ouverte, comme représenté fig. 2. A cette fin., chaque axe 18 est tourillonné dans un étrier 24 fixé au carter et chaque axe porte une roue conique 26, qui engrène avec une roue conique 28 montée sur un arbre hori- zontal 30, également tourillonne sur l'étrier. Une plaqua
32 est fixée à chaque roue 28, les différentes plaques de chaque cote du ventilateur étant reliées par des biellettes
34, de façon à former un anneau fermé autour de l'entrée-.
Un ressort en hélice 36 relie deux des plaques' en un point de la périphérie pour absorber toute perte de mouvement dans le mécanisme.
A l'une des roues est fixée une plaque 38 qui, oomme représenté fig. 1, est agencée de façon à être reliée, de manière similaire, aux biellettes 34, mais qui comporte un prolongement sur lequel est attachée une extrémité d'une bielle de manoeuvre 40. Cette bielle est reliée, par son autre extrémité, à un levier 42. Les leviers 42, des cotes opposés du ventilateur, sont reliés par un arbre oscillant 44.
Un bras 46 qui est destiné à être actionné de façon à modi- fier la position de la plaque 38, en règlant ainsi les positions des pales, est fixé à l'arbre oscillant. Le bras
46 est représenté dans deux positions, à la fig. 1. Dans la position en traits pleins, les pales sont complètement
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fermées. Dans la position en traits mixtes, les pales sont entièrement ouvertesLe bras 46 peut être réglé à la main, mais dans les installations mécaniques, il est, de préférence, actionné par tout mécanisme approprié, qui fonctionne suivant les variationq de la charge.
On observera sur la fig. 2, que les axes autour desquels les pales tournent, bien que s'étendant dans une direction générale radialedepuis l'arbre, sont quelque peu inclinés sur la verticale et par suite se trouvent sur la surface d'un cône. Le but de cette disposition est de réaliser un espace suffisant près de l'extrémité interne des pales, pour permettre la rotation de ces dernières.
Comme représenté à la figo 2 et au schéma de la fig. 3, la partie de chaque pale du coté intérieur ou du couxant descendant, de son axe, c'est-à-dire, du coté du ventilateur, a une plus grande surface, que la partie externe ou du courant ascendaut. Le rapport des surfaces est appro- ximativement de 60 à 40, bien que cette proportion niait pas une importance essentielle. Le but de ce déséquilibre des surfaces est de permettre l'ouverture et la fermeture des pales avec un minimum d'effort.
A la fige 3, sont représentés deux courants d'air passant au droit de l'une des pales à un moment où les pales sont presque formées. On se rend compte que, par suite de la convergence des courants, lorsque l'air pénètre entre les pales, la vitesse de 1 air sur le coté du courant descendant de la pale est plus grande que sa vitesse du coté du oourant ascendant. La pression statique sur le premier cote est par suite moindre que sur le second, et les pales ont tendance à se déplacer dans le sens de leur position de fermeture.
Si les pales sont pivotées symétriquement, par suite, une force considérable est nécessaire pour maintenir les pales ouvertes
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dans toute position désiréeet pour les déplacer de la posi- tion fermée en position ouverte. En montant les pales comme représenté fig. 2, avec une prépondérance de la surface du côté du courant descendant les forces dues à la pression de l'air peuvent être approximativement équilibrées de sorte que seule une légère force est nécessaire pour déplacer ou pour maintenir les pales.
Comme indique ci-dessous, le meilleur rapport a été trouvé comme étant de 60-40, bien que ce rapport puisse varier entre 70-30 et 55-45. Dans cette étendue, la force requise pour déplacer les pales peut être de l'ordre de un cinquantième de la force nécessaire lorsque les pales sont montées symétriquement. Lorsque la surface du cote du courant descendant est moindre que 55% du total, le déséquilibre des forces: augmente très rapidement.
Le ventilateur suivant la présente invention est particulièrement bien adapté à être utilisé comme ventilateur à tirage forcé entraîne par un moteur à vitesse constante.
L'effet de la vitesse tangentielle, permettant le contrôle du débit.sans changer la vitesse est bien connu mais sera rapides ment passé en revue dans cette description.
En référence à la fig. 3, où les pales sont repré- sentées en traits pleins, en position presque fermée, l'air est admis au rotor dans la direction indiquée par la flèche 50.
La vitesse du rotor est représentée par la flèche 52. Il est aisé de se rendre compte que pour tout travail utile à com- muniquer au fluide, il doit y avoir une vitesse relative entra le ventilateur et le fluide entrant dans la direotion de la rotation du rotor. Quand les pales sont presque fermées, la vitesse tangentielle représentée par le vecteur 50 n'est pas considérablement différente de la vitesse du rotor et un faible travail est, par suite, effectue par le rotor. Lorsque
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les pales sont en position/entièrement ouverte, comme repré- sente en traits pointillés, le fluide pénètre dans une direc- tion axiale représentée par.le vecteur 54.
La vitesse relative entre la -turbine et l'air introduit est, par suite, considé- rable et l'on obtient alors la puissance maximum. Pour des puissances intermédiaires, les pales sont inclinées dans des positions intermédiaireso
Dans chaque cas, la vitesse peut être et est mainte- nue constante, permettant ainsi au ventilateur d'être en- traîné par un moteur à induction à cage d'éoureuil,qui a été trouvé le meilleur moyen, et le plus économique, pour effectuer l'entraînement. Le rendement de ce type de moteur ne change que très peu aux puissances réduites.
Il est à noter que, de même que dans les ventila- teurs antérieurs réalisés par la demanderesse, il n'y a pas d'étranglement appréciable du fluide, même si les pales sont presque fermées. Dans toute position des palesle fac- teur régulateur prédominant est la vitesse tangentielle, Lorsque les pales sont déplacées vers la position fermée, la vitesse tangentielle augmente rapidement de telle sorte que la réduction de la surface offerte au passage du fluide est sans conséquences