FR2475158A1 - AXIAL FAN WITH VANE WHEEL HAVING INCREASED PULLING POWER AND INCLUDING NON-TWISTED VANES - Google Patents

AXIAL FAN WITH VANE WHEEL HAVING INCREASED PULLING POWER AND INCLUDING NON-TWISTED VANES Download PDF

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Abstract

D'APRES L'INVENTION, UNE AUGMENTATION DE LA PUISSANCE DE TIRAGE D'UN VENTILATEUR AXIAL, DONT LES AUBES NE SONT PAS TORSES, EST OBTENUE PAR LA DISPOSITION DE VOLETS, PRATIQUEMENT RIGIDES, PRESENTANT UNE LARGEUR ET UNE INCLINAISON APPROPRIEES, EN PARTICULIER DANS LES ZONES DES AUBES A PLUS PETITE VITESSE PERIPHERIQUE ET AU NIVEAU DU BORD DE SORTIE DES AUBES.According to the invention, an increase in the pulling power of an axial fan, the blades of which are not twisted, is obtained by the arrangement of shutters, practically rigid, exhibiting a suitable width and inclination, in particular in THE AREAS OF DAWNS AT A LOWER PERIPHERAL SPEED AND AT LEVEL OF THE DAWN EDGE.

Description

La présente invention a pour but de fournir un ventila-The object of the present invention is to provide a ventilation

teur axial dont les aubes ne sont pas torses et sont équipées, au niveau du bord de sortie, de volets-présentant des dimensions et une orientation appropriées, en particulier dans les zones des aubes o la vitesse périphérique est plus petite. On peut obtenir de cette manière une augmentation de la puissance de tirage d'un ventilateur axial dont les aubes ne sont pas torses, en particulier dans les zones des aubes à axial torer whose blades are not twisted and are equipped, at the outlet edge, flaps-having appropriate dimensions and orientation, in particular in the areas of the blades where the peripheral speed is lower. In this way, it is possible to obtain an increase in the drawing power of an axial fan whose blades are not twisted, in particular in the areas of the blades to

vitesse périphérique inférieure.lower peripheral speed.

A l'heure actuelle, l'augmentation de la puissance de tirage d'un ventilateur dans les zones des aubes à vitesse périphérique inférieure est obtenue par l'un ou l'autre des procédés suivants a) Augmentation de la corde (largeur) de l'aube dans le  At present, the increase in the drawing power of a fan in the zones of the blades at lower peripheral speed is obtained by one or the other of the following methods a) Increase in the chord (width) of dawn in the

sens allant de l'extrémité externe vers la racine de l'aube. meaning going from the outer end to the root of dawn.

b) Torsion de l'aube (= augmentation de l'angled'incidence géométrique des sections de l'aube dans le sens allant de b) Dawn twist (= increase in the angle of geometric incidence of the dawn sections in the direction from

l'extrémité externe vers la racine de l'aube).  the outer end toward the root of dawn).

c) Combinaison des mesures indiquées en a) et en b).  c) Combination of the measures indicated in a) and b).

De telles techniques, qui sont appliquées à l'heure actuelle, présentent les inconvénients suivants: 1) La variation du profil de l'aube, en ce qui concerne sa corde, n'est pas praticable sur des aubes massives, fabriquées par extrusion, et elle est compliquée avec les aubes creuses, Such techniques, which are applied at the present time, have the following drawbacks: 1) The variation of the profile of the blade, as regards its chord, cannot be practiced on massive blades, manufactured by extrusion, and it’s complicated with hollow blades,

en particulier si elles sont renforcées.  especially if they are reinforced.

2) La torsion d'aubes fabriquées en matière plastique et  2) The twisting of blades made of plastic and

obtenues par extrusion n'est pas praticable. obtained by extrusion is not practicable.

-. 2475158-. 2475158

3) La torsion d'aubes faites-d'alliage léger. et-obtenues.  3) Twisting of blades made of light alloy. and-obtained.

par extrusion présente les inconvénients suivants: - Nécessité.de dépasser la limite de fluage du matériau.; - Impossibilité d'atteindre dans la pratique des valeurs de torsion appropriées (en particulier sur des aubes présentant une section conchiforme et un faible rapport d'allongement, défini comme le rapport de la longueur à la cordre de l'aube) by extrusion has the following disadvantages: - Requirement to exceed the creep limit of the material .; - Inability to reach in practice appropriate torsional values (in particular on blades having a conchiform section and a low aspect ratio, defined as the ratio of the length to the length of the blade)

sans endommager l'aube elle-même.without damaging the dawn itself.

La présente invention élimine les inconvénients -évoqués ci-dessus et offre d'autres avantages dont.l'intérêt apparaîtra  The present invention eliminates the drawbacks mentioned above and offers other advantages, the interest of which will appear.

aux spécialistes à la lecture de la description qui suit.  specialists on reading the following description.

D'après la présente invention, une augmentation du coefficient de hauteur d'élévation du profil des aubes (et, en conséquence, une augmentation de la puissance de tirage) d'un ventilateur axial, dont les aubes ne sont pas torses, peut  According to the present invention, an increase in the coefficient of elevation height of the profile of the blades (and, consequently, an increase in the drawing power) of an axial fan, the blades of which are not twisted, can

être obtenue au moyen de volets présentant une largeur et-  be obtained by means of flaps having a width and-

une inclinaison appropriées, fixés au bord de sortie des aubes ellesmêmes. Cette augmentation est fonction de la largeur du volet  an appropriate inclination, fixed to the outlet edge of the vanes themselves. This increase is a function of the width of the flap

et de, son inclinaison par rapport à la corde du profil.  and its inclination relative to the profile chord.

En combinant judicieusement la largeur du volet avec: son inclinaison, on peut parvenir, au niveau des zones des aubes' à vitesse périphérique inférieure, à des accroissements de  By judiciously combining the width of the flap with: its inclination, it is possible to achieve, at the level of the zones of the blades' at lower peripheral speed, increases in

la puissance de.tirage des aubes qui sont équivalents ou supé- the pulling power of the blades which are equivalent or greater than

rieurs aux accroissements obtenus par torsion des aubes.  laughing at the increases obtained by twisting the blades.

Dans les mêmes conditions de travail, le rendement global du ventilateur équipé des dispositifs proposés (volets)  Under the same working conditions, the overall efficiency of the fan fitted with the proposed devices (shutters)

est-égal ou même légèrement supérieur au rendement d'un ventila- -  is equal or even slightly higher than the efficiency of a ventila- -

teur usuel à aubes torses.usual torsion vane.

Sur la fig. 1 est reproduit un graphique montrant la variation du coefficient de hauteur d'élévation CL d'un profil avec et sans volet (courbes A et B respectivement) en fonction  In fig. 1 is reproduced a graph showing the variation of the elevation height coefficient CL of a profile with and without flap (curves A and B respectively) as a function

de l'angle d'incidence aérodynamique du profil. the angle of aerodynamic incidence of the profile.

Le graphique de la fig. 2. représente la variation du coefficient C en question en fonction de la largeur du volet, The graph in fig. 2. represents the variation of the coefficient C in question as a function of the width of the flap,

exprimée en pourcentage de la corde du profil. expressed as a percentage of the profile chord.

Le schéma reproduit sur la fig. 3 illustre une forme, de  The diagram shown in fig. 3 illustrates a form, of

réalisation typique de l'invention. typical embodiment of the invention.

Dans la description qui suit, on considèrera la forme  In the following description, we will consider the form

géométrique possible du volet.possible geometrical of the shutter.

- Le volet peut être fixé au bord de sortie de l'aube, sur toute sa longueur ou sur une partie de sa longueur (fig. 4a, 4b). - L'inclinaison du volet par rapport à la corde du profil  - The flap can be fixed to the exit edge of the blade, over its entire length or over part of its length (fig. 4a, 4b). - The inclination of the flap relative to the profile chord

peut être-constante ou variable le long du rayon de l'aube.  can be constant or variable along the radius of dawn.

- La largeur du volet le long du rayon de l'aube peut être variable dans un rapport linéaire (fig. 5a), dans un rapport non linéaire (fig. 5b) ou en une combinaison de ces deux formes possibles. - Le volet peut être constitué simplement par une plaque coudée (fig. 6). La ligne moyenne du volet peut être droite (fig. 7a) ou peut avoir une courbure négative ou positive  - The width of the shutter along the radius of the blade can be variable in a linear relationship (fig. 5a), in a non-linear relationship (fig. 5b) or in a combination of these two possible shapes. - The shutter can simply consist of a bent plate (fig. 6). The middle line of the flap can be straight (fig. 7a) or can have a negative or positive curvature

(fig. 7b, 7c) ou une combinaison de celles-ci.  (fig. 7b, 7c) or a combination thereof.

- L'assujettissement entre volet et aube peut être réalisé de sorte qu'on ait le choix entre les options suivantes a) l'angle d'incidence entre le volet et l'aube est fixe  - The securing between shutter and blade can be carried out so that one has the choice between the following options a) the angle of incidence between the shutter and the blade is fixed

et non réglable; -and not adjustable; -

b) l'angle d'incidence entre le volet et l'aube est réglable lorsque le ventilateur est à l'arrêt; c) l'angle d'incidence entre le volet et l'aube est  b) the angle of incidence between the shutter and the blade is adjustable when the fan is stopped; c) the angle of incidence between the shutter and the blade is

réglable lorsque le ventilateur tourne.  adjustable when the fan is running.

- Le volet peut être fixé à l'aube par collage, rivetage, boulonnage, soudure; assemblage à queue d'aronde ou procédés similaires (voir par exemple la fig. 8); ou par combinaison de deux ou de plusieurs des procédés énumérés ci-dessus. Le volet peut être également réalisé par enlèvement d'une partie du bord de sortie d'une aube, auquel cas il peut être considéré comme  - The shutter can be fixed at dawn by gluing, riveting, bolting, welding; dovetail assembly or similar methods (see for example Fig. 8); or by a combination of two or more of the methods listed above. The flap can also be produced by removing part of the exit edge of a blade, in which case it can be considered as

faisant partie intégrante de l'aube elle-même (fig. 9). forming an integral part of the dawn itself (fig. 9).

- L'angle &'inclinaison du volet par rapport à la corde du profil peut varier entre 10 et 70 ; l'effet recherché n'est pas obtenu lorsque cet angle est inférieur à 10 ou supérieur à 70 , les meilleurs résultats étant obtenus aux alentours de - La largeur du volet peut yvarier.de 0 % &. 30 %  - The angle & 'inclination of the flap relative to the profile chord can vary between 10 and 70; the desired effect is not obtained when this angle is less than 10 or greater than 70, the best results being obtained around - The width of the flap can yvarier.de 0% &. 30 %

(et au-delà, dans des cas particuliers): de 'la largeur de l'aube.  (and beyond, in special cases): of 'the width of the dawn.

Ex'emple' .Example.

L'exemple qui suit (voir fig. 10) est destiné à illus- The following example (see fig. 10) is intended to illustrate

trer la présente invention sans., -pour autant, que celle-ci s'y limite. La fig. 10 est une représentation schématique du moyeu et de l'aube à volet d'un ventilateur axial, équipé de quatre trer the present invention without., - provided, that it is limited. Fig. 10 is a schematic representation of the hub and of the flap vane of an axial fan, equipped with four

aubes et utilisé dans l'expérience.  blades and used in the experiment.

Les caractéristiques du ventilateur sont les suivantes: r = Rayon 1,65 m d = Diamètre du moyeu 0,3 m c = Corde des aubes 0,3 m s = largeur maximale des aubes 0,070 m 1 = longueur des aubes 1,0 m = Angle de raccordement des aubes 45 0 n = Tours/minute. 382 Les résultats de l'expérience sont rapportés dans la représentation graphique de la fig. il ot on a porté en abscisses le rayon r (en mètres) et en ordonnées la puissance de tirage The characteristics of the fan are as follows: r = radius 1.65 md = hub diameter 0.3 mc = blade line 0.3 ms = maximum blade width 0.070 m 1 = blade length 1.0 m = angle of blade connection 45 0 n = RPM. 382 The results of the experiment are reported in the graphic representation of FIG. it ot we have plotted on the abscissa the radius r (in meters) and on the ordinate the drawing power

par unité d'ouverture (kg/m).per opening unit (kg / m).

Sur la figure sont' tracées trois courbes qui montrent l'allure du tirage par unité d'ouverture en fonction du rayon r, dans les conditions suivantes: Courbe A: Aube non torse, sans volet; " B: Aube torse, sans volet; _  In the figure are drawn three curves which show the appearance of the draft per unit of opening as a function of the radius r, under the following conditions: Curve A: Dawn not torso, without flap; "B: Dawn torso, without flap; _

C: Aube non torse, avec volet.C: Dawn not torso, with flap.

L'accroissement du tirage, indiqué par la courbe C qui The increase in circulation, indicated by curve C which

correspond au cas de l'invention, est évident.  corresponds to the case of the invention, is obvious.

Claims (9)

- REVENDICATIONS -- CLAIMS - 1. Ventilateur axial à roue à aubes à puissance de tirage accrue, caractérisé en ce qu'il est muni d'aubes qui ne sont pas torses et qui comportent en combinaison des volets 1. Axial fan with impeller with increased drawing power, characterized in that it is provided with blades which are not twisted and which comprise in combination flaps pratiquement rigides, présentant des dimensions et des incli"--  practically rigid, having dimensions and inclinations "- naisons appropriées et fixés le long des bords de sortie des aubes. naisons suitable and fixed along the outlet edges of the blades. 2. Ventilateur axial àroue à aubes selon la revendi-  2. Axial fan with paddle wheel as claimed cation 1, caractérisé en ce que ses aubes sont massives, étant obtenues par extrusion, en particulier de matière plastique cation 1, characterized in that its blades are massive, being obtained by extrusion, in particular of plastic material renforcée.reinforced. 3. Ventilateur axial à roue à aubes selon'la revendi- 3. Axial fan with impeller according to the claim cation 1, caractérisé en ce que ses aubes sont.creuses et cation 1, characterized in that its blades are hollow and éventuellement renforcées.possibly reinforced. 4. Ventilateur axial à roue à aubes selon l'une  4. Axial fan with impeller according to one i5 quelconque des revendications l à 3, caractérisé en ce que ses i5 any of claims 1 to 3, characterized in that its volets ne font pas partie du profil des aubes. flaps are not part of the blade profile. 5. Ventilateur axial à roue à aubes selon l'une quel- 5. Axial fan with impeller according to one of them conque des revendications l à 4, caractérisé en ce que ses volets  conch of claims l to 4, characterized in that its flaps ont essentiellement la forme de triangles rectangles dont les.  have essentially the shape of right triangles whose. hypoténuses sont fixés le long des bords de sortie des aubes.  hypotenuses are attached along the outlet edges of the blades. 6. Ventilateur axial à roue à aubes selon l'une quel- 6. Axial fan with impeller according to one of them conque des revendications l à 5, caractérisé en ce que ses volets  conch of claims l to 5, characterized in that its flaps sont fixés sur toute la longueur des aubes ou sur une partie are fixed over the entire length of the blades or over a part de celle-ci.of it. 7. Ventilateur axial à roue à aubes, caractérisé en ce que l'inclinaison du volet par rapport à la corde du profil se situe entre O et 70 et, le cas échéant, peut varier le long du rayon de l'aube.' 7. Axial fan with impeller, characterized in that the inclination of the flap relative to the chord of the profile is between 0 and 70 and, if necessary, can vary along the radius of the blade. ' 8. Ventilateur axial à roue à aubes, caractérisé en ce que la1ongueur du volet peut osciller entre O et 30 % de la largeur de l'aube et, le cas échéant, peut varier suivant8. Axial fan with paddle wheel, characterized in that the shutter length can vary between 0 and 30% of the width of the blade and, if necessary, can vary according to une relation linéaire ou non linéaire. a linear or non-linear relationship. 9. Ventilateur axial à roue à aubes selon l'une quel-  9. Axial fan with impeller according to one of them conque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'angle conch of claims 1 to 8, characterized in that the angle d'incidence du volet par rapport à l'aube peut également être  incidence of the shutter relative to dawn can also be réglable pendant que le ventilateur tourne. adjustable while the fan is running. % t. j.% t. j.
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