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PALE REVERSIBLE DE VENTILATEUR HELICOIDE
L'invention se rapporte aux pales de ventilateurs hélicoïdes et concerne plus particulièrement une paie réversi- ble de profil convenablement étudié pour obtenir un rendement acceptable dans les deux sens de rotation.
La- conception, des ventilateur hélicoïdes a subi, dans ces dernières années, un profond boulversement. Elle est basée actuellement sur l'utilisation des profils d'ailes d'avions qui permettent des rendements très élevés.
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Le tracé des pales d'un ventilateur normal s'établit à partir du triangle des vitesses suivant la figure l, dans laquelle U représente la vitesse circonférentielle, V la vitesse axiale de. l'air, i l'angle d'attaque et 1 le profil d'aile choisi.
Le ventilateur tournant dans le sens de rotation pour lequel il est. dessiné (suivant la flèche de la figure 1),four- nit alors tes caractéristiques avec un très bon rendement .
Mais il existe de nombreux problèmes où l'écoulement de l'air ne doit pas s'exécuter seulement dans le sens de la. figure 1, mais doit pouvoir s'inverser, soit occasionnellement, soit périodiquement. La solution simple consiste alors à inverser son sens de marche, ce qui est très facile lorsqu'il est attaqué directement par un moteur électrique, dont on inverse alors le sens de rotation. par un simple commutateur.
Si l'on utilise un ventilateur tracé suivant la figure 1, en inversant son sens de marche, on obtient le triangle des vitesses de la figure 2. La vitesse axiale de l'air y est forte- ment réduite. Les débitssont donc différents dans les deux sans de marche. De plus, le rendement est fortement diminua, le profil utilisé dans le sens inverse de marche ayant des qualités généralement aérodynamiques très défectueuses. Il en résulte/que le débit obtenu en. sens inverse sera, non seulement plus faible que celui obtenu en sens normal, liais qu'il demandera une puissance plus élevée que celle du sens normal.
Si les conditions de fonctionnement exigent du ventila- teur que le débit soit rigoureusement le même dans les deus sens de marche, une solution connue consiste à abandonner le profil d'aile et à le remplacer par un profil plan, symétrique autour d'un centre et de deux. axes. On aura le tracé de la figure 3, avec toujours le triangle des vitesses bâti sur U et V avec un angle d'attaque i et un profil 2 ayant deux axes de symétrie AA' et BB' et un centre de symétrie 0.
Le profil
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peut d'ailleurs être réduit à sonsquelette. l'axe AA' et peut être alors réalisé avec une simple tôle par exemple. la réalisation suivant le figure 3 étant symétrique, si l'on inverse le sens de rotation, le débit sera rigoureusement le même dans les deux sens de marche.
Malheureusement, les qualités aérodynamiques du profil 2 sont mauvaises et il en jésuite que, d'une part, le rendement sera mauvais et, d'autre part, puisque ce profil a une moindre aptitude à produire la pression voulue que les autres profils, il faudra, pour donner la même pression, augmenter la surface des pales au tourner plus vite qu'avec le profil 1 tournant. dans le sens normal de la figure 1.
Le profil de pale, objet de la présente invention, repré- sente une amélioration du profil @ de la figure 3. Il possède encore un centre de symétrie mais plus d'axes de symétrie. Son tracé est basé sur les considérations suivantes :
Si l'on considère un profil d'aile classique 1 et que l'on trace la répartition des pressions le long de ce profil, suivant la figure 4, on remarque que c'est dana la moitié avant que sont engendrées les forcesdde pression les plus importantes; c'est donc cette moitié avant qui produit la plus grande partie de la pression.
Le profil 3, objet de l'invention, sera constitué suivant la figure & en conservant la moitié avant du profil d'aile 1 classique et en lui adjoignant, sur sa partie arrière, une deuxième moitié semblable à la partie avant, mais retournée , de manière à avoir un profil à double courbure ayant un centre de symétrie en- son milieu C. On aura ainsi conservé la plus gvende partie des propriétés aérodynamiques du profil initial 1. Pour les améliorer, on affinera un peu les bords, de façon à obtenir, dans les deux sens de rotation un bord de fuite assez mince pour réduire les remous. Le nouveau profil est représenté à la figure 5, avec le triangle des vitesses.
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La figure 5 pouvant se renverser symétriquement, on voit que le débit sera rigoureusement le même dans les deux sens de marche. L'expérience montre, en outre. que le rendement est bien meilleur qu'avec le profil de la figure 3 et que l'aptitude à fournir de la pression, un peu inférieure à celle d'un profil classique suivant la figure 1. est également bien supérieure à celle d'un profil plan symétrique suivant la figure 3.
Ce profil nouveau, à double courbure, peut également être réduit à san squelette :la ligne à double courbure 000, et peut être alors réalisé en tôle par exemple.
REVENDICATIONS
Pale réversible de ventilateur hélicoïdal, assumant un débit identique pour les deux sens de rotation et caractérisé @
1 ) Un profil à double courbure ayant un centre de @ symétrie situé au milieu du profil, chaque demi-profil de part et d'autre de ce centre étant constitué par la moitié avant d'un bon profil d'aile classique.
2 ) L'amélioration du profil diaprés 1 ) par amincis- sèment des bords, de telle manière que le bord qui aert de bord de fuite ne produise ps de remous trop importants.
3 ) Le profil d'après 1 ) peut être réduit à son sque- lette constitué par la ligne moyenne, de manière à pouvoir être réalisé au moyen d'une simple tôle par exemple.