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VENTILATEUR.
L'invention est relative à un ventilateur équipé d'un rotor à effet radial devant lequel a été installé un rotor axial.
Ceci convient spécialement pour les ventilateurs radiaux à aubages radiaux courts. Le rotor axial provoque une déviation préliminaire de l'air, ce qui décharge le rotor radial, puisque celui-ci n'a qu'à effectuer une dévi- ation plus réduite de l'air. Ce fait a toute son importance spécialement pour les rotors radiaux à tambour qui sont, en général, équipés d'aubages radiaux très courts et qui, dans le cas d'une trop forte charge, présen- tent une tendance fâcheuse à l'arrachement. Dans le même but on a déjà fait usage de déflecteurs en tôle, partiellement placés dans le rotor radial.
La décharge qui peut être obtenue par ces dispositifs est, cependant, relativement petite car l'ordre de grandeur de la pression qu' ils peuvent procurer est petite par rapport à la pression totale. On a essayé d'éliminer cet inconvénient en disposant l'un après l'autre plu- sieurs aubages axiaux ou en installant des aubages fractionnés suivant Lachmann, v. Karman, Flügel-Frey. mais les frais de fabrication sont tels, que leur utilisation ne peut pas être envisagée dans la construction des ventilateurs pour des raisons économiques.
Suivant l'invention, on a installé devant le rotor à ac- tion radiale un rotor axial avec vitesse méridienne accélérée. Il s'agit, par exemple, des rotors axiaux dans lesquels l'écartement axial de l' enveloppe extérieure mesuré dans la direction du courant, décroît ou dans lesquels l'écartement axial de la périphérie du moyeu s'accroît ou bien dans lesquels les deux caractéristiques se conjuguent. On obtient avec de tels rotors axiaux des valeurs de compression très élevées de sorte que, comparé avec des rotors axiaux normaux de construction cou- rante, il est obtenu une décharge élevée et inégalée du rotor axial.
Par l'installation additionnelle d'un rotor axial à vitesse méridienne accélérée, dans lequel l'écartement axial de l'enveloppe extérieure dé-
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croît en direction du courant, il en découle que le diamètre d'entrée du rotor axial est plus grand que celui du rotor radial.
Or, étant donné que, dans des proportions égales (c'est-à-dire pour un diamètre extérieur constant et pour une vitesse périphérique également constante) la capacité d'absorption d'un rotor s'accroît proportionnel- lement au cube de ce diamètre d'entrée, une telle installation procure, outre la décharge déjà mentionnée, une capacité d'absorption beaucoup plus importe du rotor. Ceci signifie d'autre part, qu'un rotor de ce gen- re n'est pas seulement déchargé et à rendement sensiblement accru,,mais qu'également sa capacité d'absorption est substantiellement augmentée.
Dans le cas d'un rotor à tambour avec un rapport d./d = 0,85 l'emploi a d'un rotor axial ayant le même diamètre extérieur que le rotor radial procurerait un accroissement du débit qui ne serait pas inférieur à 1/0,853 = 1,64, c'est-à-dire à 64%,
Onze formes d'exécution sont représentées, à titre d'exem- ple, par les dessins annexés.
La fig. 1 montre en coupe axiale un ventilateur avec un disque de rotor radial 1, équipé d'une couronne d'aubages 2, dont l'au- tre extrémité est liée avec un disque de couverture 3.Le disque de ro- tor 1 est calé sur un arbre 4 et est relié à un élément de moyeu 5 qui, avec le disque 3, constitue l'ensemble du rotor radial. Sur le même ar- bre 4 se trouve un autre élément de moyeu 6 qui porte les aubages 7 et qui est entouré par une enveloppe 8, celle-ci peut être fixe ou bien être reliée aux aubages 7, de façon à pouvoir tourner. La section de 1' espace intérieur limitée par les parois 6 et 8 de ce ventilateur axial diminue dans la direction P de l'air entrant, et ce, par le fait que 1' écartement entre la paroi extérieure 8 et l'axe du ventilateur décroît, tandis que l'écartement entre l'élément de moyeu 6 et l'axe du ventila- teur s'accroît.
L'ouverture de sortie de ce ventilateur axial .. :dà la position et aux dimensions de l'ouverture d'entrée du ventilateur radial limitée par les parois 3 et 5.
Les aubages 2 et 7 peuvent présenter une forme quelconque, adaptée aux exigences; ils peuvent être fabriqués en tôle ou être profilés; ils peuvent aussi être tordus de façon que leurs arêtes AB et CD se croi- sent dans l'espace.
Les deux éléments du moyeu 5 et 6 peuvent être rigidement reliés l'un à l'autre et former un seul boîtiero L'élément de moyeu 6 ou éventuellement aussi l'élément de moyeu 5 peut tourner librement autour de l'axe 4; par exemple, l'un ou l'autre élément de moyeu peut être débrayé de l'arbre 4. De cette façon il se produit une pression totale qui corres- pond à celle d'un rotor unique; un réglage de la vitesse est, dans ces conditions, superflu. La fabrication séparée des deux parties offre géné- ralement des avantages du point de vue de l'exécution technique et permet, en plus, d'installer des rotors axiaux finis devant des rotors axiaux dé- jà existants et éventuellement déjà installés pour améliorer le rendement des dits rotors axiaux.
La fig. 2 montre une disposition dans laquelle le moyeu tubulaire 9 est commun aux couronnes des aubages 2 et 7. Cette figure et les suivantes ne représentent que la moitié supérieure du ventilateur.
La fig. 3 montre une disposition similaire dans laquelle les aubages du rotor axial et du rotor radial sont assemblés entre eux de manière à constituer les aubages 10. Les éléments du moyeu sont, par ana- logie, réunis de manière à constituer le moyeu 11 et les parois extérieu- res du boîtier sont réunies de façon à constituer une paroi rotative 12 qui se rétrécit et s'évase comme une tuyère. Dans ce cas, le diamètre de l'ouverture de sortie E peut être égal à celui de l'ouverture d'entrée ou présenter un diamètre plus grand F ou un diamètre plus petit Ho
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Il a été constaté que seuls les rotors possédant une grande valeur de compression peuvent être utilisés avec chance de succès. Ces ro- tors présentent nécessairement un moyeu de diamètre relativement grand.
L'entièreté de la surface du moyeu ne peut donc être utilisée pour le pas- sage. Suivant un développement de l'invention, cet inconvénient est élimi- né de la façon suivante.
Comme représenté à la fig. 4, le rotor axial 7 est fixé sur un moyeu creux: à l'extrémité de celui-ci est fixé un moyeu supplémentaire peu large 13, dont l'alésage intérieur sert comme tube d'admission pour un rotor supplé- mentaire avec aubages 14. De cette façon on a pour la première fois fait participer la surface, morte jusqu'à présent, du moyeu à l'activité du ro- tor et on a pû obtenir une capacité d'aspiration beaucoup plus élevée.
Dans une forme d'exécution d'une admission en forme de tuyère 15 qui n'est pas décrite ici, la quantité d'air à admettre par le moyeu creux 13 peut être réglée facilement. Les rotors présentant ces caractéristiques ont une capacité d'aspiration et une valeur de compression qui n'ont jamais été obtenues jusqu'à présent.
Dans les exemples d'exécution qui suivent, le diamètre ex- térieur du rotor axial est substantiellement constant sur toute sa lon- gueur et approximativement égal ou supérieur au diamètre d'entrée du ro- tor axial.
Dans la fig. 5 l'enveloppe extérieure 16 du rotor axial présente la forme d'un cylindre dont le diamètre est à peu près égal au diamètre intérieur des aubages 2 du rotor radial. Les aubages 2 des ro- tors radiaux et les aubages 7 du rotor axial ainsi que la forme du disque du rotor radial 1 correspondent en substance aux éléments semblables de la fig. 1. L'élément du moyeu 11 correspond en substance à l'élément du moyeu représenté par la fig. 3.
Dans la disposition suivant la fig. 6, le diamètre de l'enveloppe cylindrique 16 est plus grand que le diamètre d'entrée des au- bages radiaux 2. Une telle disposition permet l'emploi de rotors axiaux normalisés, c'est-à-dire des exécutions dont les diamètres intérieurs et extérieurs sont cylindriques. En raison de leur vitesse périphérique plus grande , ces rotors, utilisés comme rotors d'attaque, ont pour effet une décharge considérable du rotor radial.
La fig. 7 montre une disposition suivant laquelle un tel rotor axial 18 avec paroi de moyeu cylindrique 19 et paroi extérieure cy- lindrique 16 est installé devant un rotor radial 17.
Dans la fig. 8, outre un rotor axial 7, un second rotor 20 est installé devant le rotor axial 2.
Dans la fig. 9, le rotor axial se compose de deux rotors axiaux successifs 21 et 22, dans cette disposition, la décharge du rotor radial 2 est améliorée dans le sens de l'invention.
Des pressions plus élevées peuvent être obtenues si le diamètre de la paroi intérieure 24 du rotor axial 23 est maintenu plus grand que celui de l'élément de moyeu 25 du rotor radial 26, comme repré- senté à la fig. 10
La fig. 11 montre un rotor distributeur à aubages 27, dis- posé entre les aubages axiaux 7 et les aubages radiaux 2. Avec une telle dis- position il est possible d'obtenir des pressions qui ne pouvaient être attein- tes, jusqu'à présenta au moyen des exécutions en tôle à un seul étage et pour lesquelles il était indispensable d'utiliser des rotors forgés.
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