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La présente invention est relative à des ventila- teurs radiaux avec un rotor en tambour, en particùlier ceux avec des pales recourbées vers l'avant. De tels ventilateurs radiaux conviennent particulièrement bien pour des installations d'aér.a- tion à des fins non industrielles, parce qu'ils possèdent un dé- bit plus élevé et par conséquent des dimensions plus faibles, ain- si qu'un indice de pression plus élevé et par conséquent une vi- tesse de rotation plus faible désirable pour la réduction du bruit par rapport aux ventilateurs radiaux courants avec des pales re-
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courbees vers l'arrière. Des @@tors en tambour avec des pales re- courbées vers l'avant sont de fabrication particulièrement économi- que à cause des petites dimensions.
À ces avantages s'oppose cependant le désavantage d'un faible rendement, qui peut bien être admis pour des ventila- teurs individuels de faible puissance, mais non pour des ventila- teurs de haute puissance ou dans le cas du montage d'un grand nom- bre de ventilateurs.
Le rendement défavorable du rotor en tambour avec des pales recourbées vers l'avant doit être attribué au fait qu'à cause de la forte conversion de pression dans un canal de pales relativement court, il se produit des décollages* de filets d'air et par conséquent des pertes élevées, ce qui n'est pas le cas des ventilateurs à pales recourbées vers l'arrière, à cause de leurs longs canaux de pales. Il est également connu, pour augmenter le débit, d'accroître la largeur du rotor en tambour dans le sens axial et de la diviser en nids d'abeilles. Le rendement n'est ce- pendant pas amélioré de ce fait.
L'invention a pour but de procurer un rotor en tam- bour pour ventilateurs radiaux, dont les pales particulièrement fortement recourbées vers l'avant donnent un débit et une pression élevés, et dont le rendement est supérieur à celui des rotors en tambour de construction connue avec des pales en tôle recourbées vers l'arrière.
Suivant l'invention, ceci est obtenu en donnant à l'angle d'émergence des pales une valeur comprise entre 0 et 10 et à l'angle total embrassé une valeur comprise entre 115 et 145 .
Les pales de rotor peuvent alors être recourbées vers l'avant au- delà d'un angle d'émergence de 0 , de telle sorte que les extré- mités des pales se trouvent à l'intérieur de la périphérie du ro- tor et l'angle d'émergence peut donc aussi varier dans l'autre sens de 10 à 0 .
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Les conditions et pertes d'écoulement dans des ven- tilateurs radiaux avec des pales recourbées vers l'avant, ainsi que l'agencement suivant l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 représente le triangle de vitesses pour la sortie des pales dans le cas d'une pale de rotor recourbée vers Pavant de type connu.
La figure 2 représente le canal entre deux pales recourbées suivant .la figure 1.
La figure 3 représente l'élargissement du canal de pales suivant la figure 2 dans le sens du courant.
La figure 4 représente une pale de rotor suivant l'invention, recourbée .vers l'avant, avec un angle d'émergence 2 = 0 .
La figure 5 représente une pale de rotor suivant la figure 4 avec un angled'émergence 32 = 10 .
La figure 6 représente une pale de rotor recourbée vers l'avant au-delà d'un angle d'émergence de 0 , avec l'extrémi- té de la pale se trouvant à l'intérieur de la périphérie du rotor et avec un angle d'émergence de 10 dans le sens opposé.
La figure 7 représente le canal entre deux pales du rotor suivant la figure 4 avec un angle d'émergence de 0 .
La figure 8 représente le rétrécissement du canal de pales suivant la figure 7 dans le sens du courant.
Dans un ventilateur radial,le courant d'alimenta- tion provenant du rotor induit dans le boîtier, entre la paroi de celui-ci et le couvercle du rotor, un courant de rotation unifor- me coaxial avec la tuyère d'entrée, pour autant que l'angle d'é mergence entre le courant de rotor absolu et la direction périphé- tique soit suffisamment faible.
Lorsque la quantité d'air en mouvement augmente,
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donc que la vitesse méridienne augmente également, l'angle d'émer- gence du courant de rotor absolu augmente aussi et ceci a pour résultat, de façon croissante, des perturbations du courant de ro- tation, qui peuvent mener jusqu'à un décollement total du courant de rotation uniforme et par conséquent à des pertes de boîtier é- levees.
Suivant l'invention, l'on recourbe en conséquence les extrémités des pales de rotor vers l'avant suffisamment forte- ment pour que l'angle d'émergence 2 soit compris entre 0 et 10 .
Etant donné que par suite du nombre fini de pales, l'angle d'émer- gence du courant absolu est supérieur à celui résultant de la va- leur de la vitesse méridienne et de l'angle d'émergence ss de l'extrémité des pales, il peut être nécessaire de recourber les pales de rotor même au delà de l'angle d'émergence ss 2 de 0 vers l'avant. Les extrémités des pales se trouvent alors à l'intérie @ de la périphérie du potor, sans que le courant de boîtier en soir perturbé.
L'angle d'émergence ss 2 des pales de rotor doit donc suivant 1''invention être de 0 ou varier de part et d'autre jusqu'à 10 à partir de 0 , c'est-à-dire que la tangente à l'ex- trémité d'émergence de la pale coincide avec la tangente au cercle de la périphérie du rotor au point de contact ou fait avec celle- ci de part et d'autre un angle de jusqu'à 10 .
La perte de boîtier, qui est provoquée par la per- turbation du courant de rotation induit et se propageant coaxia- lement par rapport à la tuyère d'entrée dans le cas de grandes quantités d'air, n'avait précédemment fait l'objet .que de peu d'observations. Il est réduit suivant l'invention, comme décrit plus en détail ci-après, grâce à une courbure forte ou extrême vers l'avant des extrémités des pales du rotor, avec pour résul- tat que l'angle d'émergence du courant de rotor absolu induisant le courant de rotation est plus faible.
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Dans les constructions antérieures de rotors en tambour avec des pales recourbées vers l'avant, l'on avait atta- ché la plus grande importance à un grand débi pour une faible vi- tesse de rotation. L'angle d'admission des pales ss1 doit alors être aussi grand que possible.
Il est également important d'après l'expérience antérieure, due l'angle d'émergence 3 2 soit inférieur à l'angle d'admission ss1' afin d'éviter un ralentissement local important qui est lié au décollage. L'angle inscrit total Ó = 180 - ( ss1+ ss2 n'est, avec des pales en t8le recoubées vers l'avant pour un rotor en tambour connu, pas supérieur à 90 ( Ó = 90 ), parce que le guidage de canal des pales devient de plus en plus mauvais avec un angle embrassé total Ó supérieur à 90 et la di- minution de la vitesse relative conduit à des décollements et à des tourbillo ns dans une grande mesure.
Pour satisfaire les conditions,précitées : Ó = 90 ss1 -'aussi grand que possible ss2 inférieur à ss1' l'on est soumis à des limites très étroites pour le calcul de l'an- gle d'émergence de pale;3, car pour un angle d!entrée favora- ble ss1 d'environ 40 à 50 , 'connue on en choisit pour tenir compte du débit et de l'élimination de pertes par chocs avec des rotors en tambour comportant des pales recourbées vers l'avant, les li- mites pour l'angle d'émergence /9,, sont nécessairement pas infé- rieures,à 50 à 40 , car l'angle embrassé total ne peut pas être supérieur à 90 (Ó= 1800 ( ss1 + ss2) 90 ), lorsqu'on utilise des pales en tôle non profilées.
Le principe de l'invention consistant à réduire . les pertes de boîtier par un recourbage fort ou extrême vers l'a- vant de l'angle d'emergence ss2 donne la possibilité de former un canal de pales ayant une section décroissante, lorsque l'angle
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embrassé total est superieur à 90 et est compris entre 115 et @ 145 . L'angle d'entrée ss1 peut également être choisi avantageuse- ment entre 40 à 50 , de même l'angle d'émergence ss2 est inférieur à cet angle d'entrée ss1. Les conditions pour de faibles pertes de rotor avec des débits élevés sont par conséquent posées.
Simul- tanément, l'on offre cependant aussi d'abord la condition que les pertes de boîtier puissent être maintenues faibles pour de très larges quantités d'air en mouvement.
L'on a représenté à la figure 1 une pale de rotor recourbée vers l'avant d'un rotor en tambour de type connu, avec l'angle d'introduction ss1' l'angle d'émergence ss2 et l'angle embrassé total :;( inférieur à 90 .
Il ressort du triangle des vitesses pour l'émergen- ce de la pale, que l'inclinaison de l'angle de direction Ó 2 de la vitesse d'émergence absolue c2 dépend, outre de la vitesse pé- riphérique fixe u2' de l'angle d'émergence de pales ss2 et de la vitesse méridienne c2m' avec en outre le fait connu que, par sui- te de l'influence du nombre fini des pales, il s'établit une vi-
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tesse absolue Cj avec un angle de direction J' 3 supérieur à 2.
L'on a représenté à la figure 2 le canal de pales' .entre deux pales de rotor suivant la figure 1. Ue canal de pales s'élargit approximativement comme représenté à la figure 3, com- me il résulte des diamètres croissants des cercles dont le centre est situé sur le filet de courant médian.
A la figure 4, l'angle d'émergence ss2 est, sui- vant l'invention, égal à 0 et aux figures 5 et 6, l'on a représen- té les variations possibles de l'angle d'émergence ss2 pouvant at- teindre jusqu'à 10 de part et d'autre. L'angle embrassé totale dans le cas des figures 4, 5 et 6 est compris entre 115 et 145 :
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( = 180 - ( l + 112) -;; 115 - 14) ).
Le canal de pales correspondant à la figure 4 est représenté à la figure 7 est forme par deux pales avec un angle
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ss2 = 0 et un angle embrassé total Ó = 115 = 145 .
CE canal de pales se rétrécit, comme on peut s'en rendre compte d'après la figure 6 dans laquelle l'on a représenté les cercles de diamètres décroissants ayant leur centre sur le fi- let de courant médian, et ceci donne une bonne accélération s'oopo- sant aux décollages avec¯formation de tourbillons, avec par cons quent un effet favorable sur le rendement du rotor.
Une courbure vers l'avant des pales de rotor plus forte qu'il n'était courant précédemment et par conséquent le prin- cipe d'une augmentation du rendement total de cette façon, s'oppo- serait à la théorie qu'avec des angles d'émergence de 0 ou plus, la cathète W2 du triangle des vitesses à la sortie des pales at- teint une valeur infinie. Les recherches entreprises avec l'in- vention pour base ont cependant révélé que ces considérations ne s'appliquent pas mais qu'au contraire, à cause de .la diminution des pertes de boîtier résultant du laminage du courant de boîtier en rotation uniforme, l'on peut obtenir une augmentation considéra- ble du rendement total.
Le rendement total du rotor en tambour avec des pa- les recourbées vers l'avant de type connu atteint au maximum 55 %, avec un débit de Ó= 0,6 à 0,8. Pour des quantités en mouvement croissantes, donc avec un débit extrêmement élevé de Ó = 1 à 1,2, le rendement tombe à des valeurs inférieures à 40 à 45 %. Ceci doit être attribué au fait qu'avec la vitesse méridienne c aug- mentant avec les quantités en mouvement croissantes, augmente, en tant que composante déterminante, l'angle de direction Ó 2 du cou- ceci rant de rotor absolu et par conséquent/provoque un laminage du cou- rant de rotation avec des pertes de boîtier.
Suivant l'invention, l'on s'oppose à cet effet en maintenant la seconde composante déterminante, à savoir l'angle d'émergence des pales ss 2, aussi faible que possible.
'Les essais ont démontré que non seulement l'on aug-
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mente le rendement total jusqu'à 70% mais aussi que le débit est alors de Ó = 1. L'on obtient par conséquent, par rapport aux ventilateurs radiaux connus, une diminution de la puissance néces- saire pour l'entraînement d'environ 27 %, par comparaison avec des mêmes debits de Ó= 1, cette économie atteint même environ 55 %.
Le progrès résultant de l'invention réside en ce que le rendement total et l'indice de pression sont fortement amé- liorés et que ces améliorations se produisent en particulier avec des quantités en mouvement très importantes. La vitesse de rota- tion est, à cause de l'indice de pression élevé, faible, ce qui donne une influence favorable sur l'absence de¯bruit, la sécurité de fonctionnement et la durée. Les frais de fabrication sont les mêmes que ceux des rotors en tambour de type courant.
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REVEN1)IGA'frONS.
1. Ventilateur radial avec rotor en tambour, muni de pales de rotor recourbées vers l'avant, caractérisé en ce que l'angle d'émergence des pales de rotor est compris entre 0 et 10 et l'angle embrassé total entre 115 et 145 .