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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX VENTILATEURS ET COMPRESSEURS HELICOIDES.
La présente invention est relative aux ventilateurs et compres- seurs hélicoides, à un ou plusieurs étages de pression, avec ou sans aubages directeurs fixes disposés en amont ou en aval de chaque hélice du rotor.
Dans la construction des ventilateurs ou compresseurs connus jusqu'à présent, on s'est attaché à éviter la production de tourillons in- duits au voisinage-du moyeu du rotor hélieolde, c'est-à-dire à la base des pales d'hélice ou à la tête des aubes directrices; à cet effet, on faisait croire, depuis l'extrémité jusqu'à la base des pales, soit leur pas géomé- trique, soit leur largeur, soit la courbure relative de leur profil aérody- namique soit encore l'épaisseur relative de ce profil, ou enfin on combi- nait ensemble deux, trois ou quatre de ces paramètres.
En revanche, il n'a encore jamais été tenu compte des tourbil- lons induits dans la périphérie'du rotor, car on admettait jusqu'à présent, et ceci à tort, que l'extrémité des pales avoisinant la paroi intérieure de l'enveloppe du ventilateur se comportait comme une aile d'allongement infini.
Or, dé nombreux essais ont démontré l'existence de tels tourbil- lons à la périphérie' du rotor, dans la mince couche annulaire comprise entre l'extrémité des pales et la paroi intérieure de l'enveloppe. La théorie, comme l'expérience, permet de vérifier et de chiffrer l'importance de ce phénomène, qui a pour conséquences, d'une part, une altération des caracté- ristiques, débit et pression, du ventilateur et d'autre part, une tendance au décollement des filets de fluide le long des surfaces des pales;
un tel décollement se révèle, sur les courbes caractéristiques du fonctionnement, par un point de rupture brusque qui se traduit par une baisse prématurée de rendement lorsque la section de l'orifice équivalent au circuit sur lequel débite l'appareil, décroit au-dessous d'une certaine valeur.
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C'es ainsi qu'on constate que la courbe débit-pression de l'ap- pareil s'infléchit brutalement vers le bas et recoupe les courbes d'orifice équivalent, provoquant le phénomène périodique de relaxation connu sous le nom de "pompage" et donnant lieu à des coups de bélier-répétés.
La présente invention se propose de remédier à ces graves incon- vénients et prévoit à cet effet, des perfectionnements suivant lesquels le pas géométrique des sections successives des pales du rotor, croit depuis une certaine section médiane jusqu'à l'extrémité périphérique.
Cette particularité peut s'appliquer à toute pale avant une sec- tion et un profil constants mais également, à des pales dont le pas géomé- trique, la largeur, la courbure relative, l'épaisseur relative croissant, ensemble ou séparément, depuis la dite section médiane jusqu'au moyeu.
Grâce à ces perfectionnements, l'influence défavorable des tour- billons périphériques se trouve compensée et l'on constate que les courbes caractéristiques débit-pression de l'appareil ne présentent plus de point d'inflexion brusque. Dans certains cas, on peut encore observer une légère inflexion vers le bas, au-delà d'une certaine valeur maximum de la pression obtenue pour une vitesse donnée, mais cette inflexion n'est pas telle que la courbe d'orifice équivalent puisse recouper la partie descendante de la courbe débit-pression et tout phénomène de pompage est ainsi évité.
L'invention est illustrée à titre d'exemple alux dessins annexés dans lesquels :
La fig. 1 montre le profil aérodynamique classique de la section d'une pale d'un ventilateur ou compresseur hélicoïde.
La fige 2 montre la variation du pas des sections le long d'une pale de largeur constante comportant les perfectionnements conforme à l'in- vention.
Sur la fig. 1, montrant en S une section de pale classique, on voit en F la fibre moyenne de la section et en C, la corde tangente aux bords avant et arrière de cette section, on définit comme largeur de la sec- tion, la projection L de la section S sur la corde C ; la courbure relative s'exprime par le rapport f/L de la longueur de la flèche maximum f à la largeur L; enfin on qualifie d'épaisseur relative le rapport e/L de la plus grande épaisseur e (mesurée perpendiculairement à la corde C) à la lar- geur L.
Sur la fig. 2, on voit la représentation de trois sections suc- cessives d'une pale de rotor hélicoïde dont est figuré en XX', l'axe géomé- trique de rotation.
Pour une section quelconque, telle que S, la distance Ce com- prise entre le point de rencontre c de la corde C avec l'axe XX' et la pro- jection 0 sur cet axe du bord d'attaque de la section, donne la mesure du pas géométrique de la pale au niveau de la section considérée. Ainsi, dans le cas particulier d'une pale à pas géométrique constant, toutes les cordes des sections successives seraient concourantes sur l'axe XX'.
Sur la fig. 2, on voit en S une section de la pale dans la ré- gion médiane, en Si une section au voisinage du moyeu et en S2 une section au voisinage de l'extrémité périphérique de la pale. Ainsi qu'il est connu, le pas géométrique correspondant à la section'Sl est supérieur à celui cor- respondant à la section S, et en conséquence, la corde Cl de la section Si rencontre l'axe XX' en un point.si' qui est plus loin du point 0 que ne l'est le point de rencontre c de la corde C.
Conformément à l'invention, le pas géométrique de la pale est croissant depuis la section médiane S jusqu'à l'extrémité de la pale; c'est ainsi que la corde C2 d'une section périphérique S2 rencontre l'axe XX' en un point o2 situé au delà du point c par rapport au point O. Dans le cas particulier représenté, le point ±2 est compris entre les point e et c1, ce qui veut dire que le pas de la pale au voisinage de la périphérie du
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rotor est inféri- ur au pas de la pale au voisinage du moyeu, mais il est évident qu'il s'agit là d'un exemple non limitatif.
Les sections S, Sl et S2 sont identiques, ce qui signifie que la pale possède non seulement une largeur L constante, mais encore une cour- bure et une épaisseur relatives également constantes. Cette particularité., facilite notablement la construction en usine de la pale, car elle permet d'utiliser sans complication de montage, une machine à reproduire ou dis- positif équivalent.
De plus, l'expérience montre qu'un ventilateur équipé d'un rotor dont les pales présentent les caractéristiques énoncées ci-dessus, permet d'atteindre des pressions de refoulement sensiblement plus élevées que les appareils existants jusqu'à présent.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à l'exem- ple ci-dessus décrit et qu'on pourra apporter toutes modifications de détail à la réalisation de ce type de pale, sans pour cela sortir du cadre général de l'invention. C'est ainsi que la section dite "médiane" à partir de la- quelle le pas géométrique de la pale croît jusqu'à l'extrémité, ne se trouve pas obligatoirement au milieu de la pale, mais peut s'en écarter plus ou moins ,suivant les propriétés qu'on désire obtenir.
REVENDICATIONS.
1 Des perfectionnements apportés aux ventilateurs et compres- seurs hélicoides, consistant en ce que le pas géométrique des sections successives des pales du rotor, crot depuis une certaine section médiane, jusqu'à l'extrémité périphérique des pales.