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Etre
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monter
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agrea
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Physical
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100 decibels
(1)
[20][_]
10 percent
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2513324A1
Family ID 1942242
Probable Assignee Gebhardt Gmbh Wilhelm
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title VENTILATEUR A FLUX RADIAL
Abstract
_________________________________________________________________
UN VENTILATEUR A FLUX RADIAL, COMPORTANT UNE ROUE 1 MUNIE D'AUBES 2, 3
QUI SONT PAR EXEMPLE INCURVEES VERS L'ARRIERE, SONT CONTENUES ENTRE UN
FLASQUE ARRIERE 4 ET UN FLASQUE AVANT ANNULAIRE 5 COOPERANT AVEC UNE
TUYERE D'ADMISSION 6 ET LAISSANT ENTRER, EN LE GUIDANT, LE FLUIDE QUI
ARRIVE AXIALEMENT, ET POSSEDENT UN BORD D'ENTREE 10 ASSOCIE A
L'OUVERTURE CENTRALE 9 DU FLASQUE ANNULAIRE ET UN BORD DE SORTIE 11,
EST MUNI DE MOYENS ASSOCIES A CES BORDS POUR INFLUER SUR LA STRUCTURE
DE LA TURBULENCE DANS LES ZONES RESPECTIVES D'ENTREE ET DE SORTIE DES
AUBES. SELON L'INVENTION, CES MOYENS SONT CONSTITUES PAR UN PROFIL,
QUI, VU DANS LA DIRECTION DE LA PROFONDEUR DE L'AUBE, EST DENTE OU
DENTELE ET EST PREVU SUR AU MOINS UN DES DEUX BORDS DE CHAQUE AUBE,
SUR UNE PARTIE AU MOINS DE LA LARGEUR DE CELLE-CI.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un ventilateur a flau radial,
comportant une roue munie d'aubes incurvees par exemple vers
l'arriere, qui sont contenues entre un flasque arriere et un flasque
annulaire cooperant avec une tuyere d'admission et laissant entrer en
le guidant le fluide qui arrive axialement, et qui possedent un bord
d' entree associe a l'ouverture centrale du flasque annulaire pour le
passage du fluide et un bord de sortie, bords aux- quels sont associes
des moyens pour influer sur les struc- tures de turbulence dans les
zones respectives d'entree et de sortie des aubes.
Les ventilateurs a flux radial presentent, a cote d'avantages nombreux
et indiscutables, un inconvenient ma- jeur, a savoir: un niveau de
bruit eleve, qui peut attein- dre de 90 a 100 decibels et auquel vient
s'ajouter le fait que le spectre du bruit produit par ces ventilateurs
est extremement defavorable du point de vue de l'excitation qui en
resulte sur le systeme nerveux humain Or c'est pre- cisement en
partant de ce point de vue qu'on a, au cours de ces dernieres annees,
exige des ventilateurs radiaux un fonctionnement de plus en plus
silencieux, notamment pour les appareils ou installations fonctionnant
a proximite im- mediate de l'homme, par exemple, les installations de
cli- matisation, les pompes a chaleur, les systemes de chauffa- ge a
air chaud, les installations d'aeration de cuisines et de garages, etc
Dans divers cas d'application, on a loge ces ventilateurs dans des
enceintes a part, insonori- sees, ou on les a raccordes aux canaux
d'aspiration et de refoulement de silencieux Des mesures de ce genre
peuvent etre prevues sans probleme lors de l'etude de systemes de
ventilation et de conditionnement, mais elles ne sont pas toujours
realisables dans des installations deja existan- tes et ne sont meme
veritablement possibles que dans des casd'application determines Pour
la plupart des cas ren- contres par le specialiste a chaque instant au
cours de son activite quotidienne, on a propose d'autres mesures
secondaires d'insonorisation ou d'attenuation du bruit} qui ont toutes
l'inconvenient de necessiter une forte de- pense en moyens de
construction et en appareils et donc d' entrainer une augmentation
relativement importante du cout de fabrication C'est ainsi que, par
exemple, J I Petrov propose dans la revue technique sovietique
"Vestnik machie nostroienia (L'Indicateur de la Construction
Mecanique), numero 11, 1971, pages 40 et 41, de monter des filtres de
turbulence sur les bords d'entree et de sortie des aubes pour diminuer
le niveau de bruit des ventilateurs a flux radial Cet agencement
appporte bien une certaine attenua- tion du bruit, mais il presente
l'inconvenient de provo- quer des pertes de rendement considerables,
avec une dete- rioration de la puissance aerodynamique Dans le brevet
allemand NI 12 53 402, il est propose pour diminuer les bruits de
fonctionnement de ventilateurs radiaux munis d' un grand nombre
d'aubes et utilises pour la ventilation de machines electriques, de
placer les aubes a intervalles irreguliers determines en appliquant
une regle de calcul precise La condition en est evidemment que les
aubes soient orientees radialement Dans ces dispositifs connus, la
quantite totale d'energie acoustique rayonnee n'est tou- tefois pas
diminuee, mais simplement repartie sur une ban- de de frequences plus
large L'agencement decrit dans la demande de brevet allemand DE-OS 26
27 344, dans lequel il est donne au flasque arriere, pour diminuer le
bruit de fonctionnement, une forme tronconique convergeant vers 1 '
oppose du cote aspiration et on le munit d'un rebord qui saille
au-dela de l'aubage et du flasque annulaire, pre- sente aussi l E
desavantage d'augmenter le cout de fabrica- tion et de diminuer le
rendement L'invention a pour objet de remedier a ces inconvenients.
A cet effet, elle vise a diminuer le bruit de fonc- tionnement des
ventilateurs a flux radial et notamment ce- lui qui est lie a la
rotation des aubes par des mesures primaires, avec des moyens simples,
sans que ce soit au de- triment de la puissance du ventilateur et de
son rendement.
Dans le ventilateur selon l'invention, il est prevu
1332 I a cette fin d'influer sur la structure de la turbulence en
donnant a un au moins des deux bords de chaque aube, sur une partie au
moins de la largeur de celle-ci, un profil qui, vu dans la direction
de la profondeur de 1 ' aube, est dente ou dentele Ce profil dente ou
dentele dans la direction de la profondeur de l'aube peut donc e- tre
prevu soit sur le bord de sortie, soit sur le bord d' entree, soit
enfin sur l'un et l'autre bord et il peut s' etendre sur toute la
largeur de l'aube ou sur une partie seulement de cette largeur, par
exemple dans la partie centrale du bord considere, dans celle tournee
vers le flasque annulaire ou dans celle associee au flasque arrie- re
Une telle configuration permet, lorsqu'elle est donnee au bord
d'entree, d'obtenir a la surface des aubes une couche limite
turbulente qui contribue a eliminer ou tout au moins a reduire les
instabilites et les decollements de tourbillons generateurs de bruit
Lorsqu'elle est prevue sur le bord de sortie, il en resulte une
uniformisation du champ de pression qui tourne avec l'aubage et, de ce
fait, une diminution des variations periodiques de force a la pe-
ripherie de la roue Le resultat global des mesures qui viennent d'etre
decrites et qui constituent la presente in- vention est une diminution
du niveau sonore, notamment dans les frequences moyennes et elevees,
ainsi qu'une attenua- tion considerable du bruit de rotation Le bruit
de fonc- tionnement d'une telle roue est subjectivement plus agrea-
ble a entendre que celui d'une roue sur laquelle ces mesu- res n'ont
pas ete prevues Ces dernieres n'affectent ni le rendement, ni la
caracteristique pression/debit volumique ou n'ont sur eux qu'une
influence negligeable Une roue munie sur les bords de ses aubes des
generateurs de turbu- lence selon l'invention est en outre
independante de l'ad- jonction d'un carter et elle peut aussi tourner
librement, sans carter en colimacon.
Le trace du profil dente ou dentele des bords des aubes de la roue
peut avoir diverses configurations; il peut etre crenele, forme
d'indentations en U, en dents de scie, forme d'indentations en C,
ondule ou enfin tout a fait irregulier, la transition entre deux dents
successi- ves etant formee par un arrondi, un angle aigu ou un an- gle
plus ouvert.
De toute facon, l'invention sera bien comprise a l'aide de la
description qui suit, en reference au dessin schematique annexe,
representant, a titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes
d'execution de ce ventilateur:
Fig 1 est une vue en coupe axiale, fortement sche- matisee, de la roue
d'un ventilateur a flux radial selon 1 ' invention, la figure ne
precisant pas si cette roue est utilisee avec ou sans carter en
colimacon; Fig 2 et 3 sont des vues de cote et en coupe de details de
deux variantes du ventilateur;
Fig 4 a 9, sont des vues de cote partielles repre- sentant d'autres
variantes; Fig 10 est un graphique dans lequel le bruit de
fonctionnement d'un ventilateur radial de type connu est compare a
celui du ventilateur radial selon l'invention.
Le ventilateur radial selon l'invention possede une roue 1, muni
d'aubes 2, 3, qui sont par exemple incurvees vers l'arriere Ces aubes
2, 2 sont contenues entre un flas- que arriere 4 et un flasque avant
annulaire 5, qui coopere avec une tuyere ou pavillon d'aspiration 6 et
laisse entrer, en le guidant, le fluide qui arrive axialement dans le
sens de la fleche 7 pour le devier radialement dans le sens des
fleches 8 Les aubes presentent chacune un bord d'entree associe a
l'ouverture centrale 2 du flasque annulaire 5, ainsi qu'un bord de
sortie 11, des moyens etant associes a ces bords pour influer sur la
structure de la turbulence dans les zones respectives d'entree et de
sortie des aubes.
La reference 12 designe le moyeu qui sert a etablir la liaison entre
la roue et l'arbre d'entrainement du ventila- teur La roue de la
figure l est, selon l'invention, confor- mee de facon a etre contenue
dans un carter en colimacon non represente, parce qu'il est connu Mais
l'agencement selon l'invention permet aussi d'utiliser la roue sans
carter en colimacon, de sorte qu'elle tourne librement, sans
enveloppe.
Pour influer sur la structure de la turbulence, il est prevu selon
l'invention de donner a un au moins des deux bords 10 et 11 de chaque
aube, sur une partie au moins de la largeur de celle-ci, un profil
qui, vu dans la direc- tion de la profondeur de l'aubre, est dente ou
dentele Ce profil peut donc etre prevu soit uniquement sur le bord de
sortie, soit uniquement sur le bord d'entree, soit sur les deux bords,
suivant l'usage du ventilateur et les bruits auxquels on s'attend.
Dans la variante representee a la figure 2, le pro- fil dente ou
dentele du bord 15 et du bord 16 de l'aube s' etend sur toute la
largeur b de celle-ci, la denture du pro- fil etant designee par les
references 17 et 18 Dans la va- riante de la figure 3, au contraire,
la denture 20 prevue sur le bord 19 de l'aube 21 ne s'etend que dans
la partie centrale de ce bord, tandis que la denture 23 prevue sur le
bord 22 de l'aube s'etend sur une zone de ce bord asso- ciee au
flasque annulaire 24 de la roue 25, zone qui peut s'etendre a peu pres
jusqu'au milieu du bord ou se termi- ner avant Mais le profil dente ou
dentele du bord peut aussi s'etendre sur une zone associee au flasque
arriere
26, variante qui n'est pas representee dans les figures.
Le trace du profil dente ou dentele peut avoir di- verses
configurations Il peut etre forme, par exemple, par des indentations
en U, comme celle indiquee en 27 pour la roue 28 a la figure 4 Il peut
etre aussi en accordeon, comme celui du profil 29 de la roue 30 a la
figure 5 Il peut encore etre irregulier, avec des dents de hauteurs et
de largeurs differentes, comme le profil 31 de la roue 32 a la figure
6 Il peut etre ondule, comme celui du profil
37 de la roue 38 a la figure 7 Il peut etre crenele, com- me le profil
12 de la roue 34 a la figure 8 Il peut enfin etre forme d'indentations
en C 35, comme dans la roue 36 a la figure 9 La transition entre les
parties saillantes du profil peut etre formee par un arrondi (fig 4, 7
et 9) ou par un angle aigu (fig 5, 6) ou deux angles droits
(fig 8).
Lorsqu'on met en pratique les idees essentielles de l'invention, on
obtient les avantages deja cites, a savoir: une configuration dentee
ou dentelee du bord d'entree des aubes contribue a eliminer les
instabilites et les decolle- ments de tourbillons, generateurs de
bruit Une configura- tion similaire prevue sur le bord de sortie des
aubes a pour effet d'uniformiser le champ de pression qui tourne avec
l'aubage et par consequent de reduire les variations de force
periodiques a la peripherie de la roue Il en re- sulte au total une
diminution du niveau de bruit, en par- ticulier dans la plage des
frequences moyennes et elevees, ainsi qu'une forte attenuation du
bruit de rotation, sans que le rendement et la caracteristique
pression-debit vo- lumique du ventilateur en soient affectes de facon
notable.
Le bruit de fonctionnement d'une roue de ventilateur selon l'invention
est subjectivement moins desagreable a enten- dre que celui d'une roue
connue du meme type La figure 10 illustre sous forme de graphique une
comparaison entre le bruit produit par une roue selon l'invention
(courbe 50) et celui que fait une roue demunie de moyens generateurs
de turbulence, donc une roue connue du meme type (courbe 51) Les
courbes indiquent l'evolution de l'intensite du bruit (en decibels)
avec la frequence (en Hz).
Il convient de signaler que la diminution du ni- veau de bruit, qui
est considerable (entre 5 et 10 percent, com- me il ressort du
graphique),est obtenue avec des moyens de construction simples, qui ne
necessitent pratiquement au- cune depense supplementaire En outre, une
roue munie de generateurs de turbulence selon l'invention est
independan- te de l'adjonction d'un carter et peut aussi tourner
libre- ment, sans colimacon.
L'invention est applicable avec les memes avantages aux ventilateurs a
flux radial a aubes radiales ou incur- vees vers l'avant.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS -
1. Ventilateur a flux radial, comportant une roue(1) munie d'aubes
(2,3), par exemple incurvees vers l'ar-riere, qui sont contenues entre
un flasque arriere (4) et un flasque avant annulaire (5) cooperant
avec une tuyere d'admission (6) et laissant entrer, en le guidant, le
fluide qui arrive axialement, et qui possedent un bord d' entree (10)
associe a l'ouverture centrale (9) du flasque annulaire que traverse
le fluide et un bord de sortie (11), bords auxquels sont associes des
moyens pour influer sur la structure de turbulence dans les zones
respectives d' entree et de sortie des aubes, caracterise en ce que
pour influer sur la structure de la turbulence, un profil, qui,vu dans
la direction de la profondeur de l'aube, est den-te ou dentele, est
prevu sur au moins un des deux bords (10,11) de chaque aube (293), sur
une partie au moins dela largeur (b) de celle-ci.2. Ventilateur selon
la revendication 1, caracte-rise en ce que le bord de sortie (11)
et/ou le bord d'en-tree (10) de chaque aube presentent, vus dans la
directionde la profondeur de l'aube, un profil dente ou dentele.3.
Ventilateur selon la revendication 1 ou la re-vendication 2,
caracterise en ce que le profil dente oudentele du bord s'etend sur
toute la largeur de l'aube.4 Ventilateur selon la revendication 1 ou
la re-vendication 2, caracterise en ce que le profil dente ou dentele
(20) ne s'etend que sur la partie centrale du bord(19) de l'aube
(21).5. Ventilateur selon la revendication 1 ou la re-vendication 2,
caracterise en ce que le profil dente ou dentele (23) du bord (22) de
l'aube ne s'etend que sur la partie de ce bord associee au flasque
annulaire (24) etproche de celui-ci.6. Ventilateur selon la
revendication 1 ou la re-vendication 2, caracterise en ce que le
profil dente ou dentele du bord de l'aube ne s'etend que sur la partie
dece bord associee au flasque arriere (4) et proche de ce-lui-ci.7.
Ventilateur selon l'une quelconque des reven-dications 1 a 6,
caracterise en ce que le profil est crene-le (33), forme
d'indentations en U ou en C, en accordeon (29), ondule (37) ou
irregulier (31).8. Ventilateur selon l'une quelconque des
reven-dications 1 a 7, caracterise en ce que la transition entreles
saillies successives du profil est formee par un ar-rondi (27,35,37),
par un angle aigu (29, 31) ou ouvert (33).9 Ventilateur selon l'une
quelconque des reven-dications 1 a 8, caracterise en ce que la roue
est contenue dans un carter en colimation et tourne a l'interieur de
ce carter.10. Ventilateur selon l'une quelconque des reven-dications 1
a 8, caracterise en ce que la roue tourne li-brement et est montee
sans carter.
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