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BREVET D'INVENTION Perfectionnements aux rotors des ventilateurs centrifuges
La présente invention a pour objet des perfectionnements apportée aux rotors des ventilateurs centrifuges.
L'évolution de la teohnique de construction des ventilateurs n'a guère présenté de faits bien aaillants depuis plusieurs années.
Pourtant, si l'on examine les matières et les procèdés mis en oeuvre, on est forcé de reconnaitre qu'on est loin d'avoir atteint la perfection dans ce domaine de fabrication.
Toute la technique se ramène en somme à quelques méthodes qu'on pourrait dire "classiques", fréquemment rudimentaires d'ailleurs, et dont on ne semblepas avoir osé s'éoarter beaucoup jusqu'ici.
Les matières et les moyens mis en oeuvre, tels par exemple l'utilisation de pièces coulées ou de tôles non calibrées, souvant encore assemblées à la main, ne permettent généralement pas de serrer d'assez près les indications fournies par le calcul, ni surtout d'obtenir l'équilibrage et la rigi- . dité indispensables à des éléments tels que des rotors tour-
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nant à grandes vitesses.
A un autre point de vue, non poins important, on peut reprocher aux ventilateurs connus de ne pas s'adapter avec suffisamment de souplesse aux exigences d'une production économique en grande série.
L'invention tient compte de ces considérations, et fait réaliser des moyens de production plus rationnels et plus économiques que ceux employés jusqu'ici dans la fabrication de ces organes délicats. Cette technique nouvelle du rotor permet à la fois, grâce aux matières et aux moyens mis en oeuvre, une précision plus grande, partant des rendements plus élevés, et une fabrication intensive notablement simplifiée.
Suivant la présente invention, le rotor de ventilateur centrifuge comporte des ailettes, préparées d'avance, s'intercalant sans aucune transformation entre les flasques du rotor, assurant ainsi à l'appareil des écartements précis, outre une rigidité et une stabilité exceptionnelles; ces ailettes peuvent être constituées par des tubes calibrés d'alliages légers à haute résistance.
Les dites ailettes peuvent également être exécutées par emboutissage, éventuellement moulage, dans des matières appropriées, de manière à obtenir des éléments constituant des entretoises rigides s'intercalant entre les flasques du rotor. Ces ailettes peuvent affecter toutes sections appropriées, telles que carrées, rectangulaires, circulaires, oblongues, en U, et autres.
Les couronnes peuvent être tirées de tôles et comporter des bords repoussés, éventuellement emboutis, en vue de leur assurer plus de rigidité.
La douille d'entrainement peut être réalisée de manière à assurer une manoeuvre rapide lors d'un changement de moteur.
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Au dessin annexé, sont représentés, à titre d'exemples, plusieurs modes de réalisation de la présente invention.
La fig.1 est une coupe axiale montrant les éléments constitutifs d'un rotor suivant l'invention.
La fig.2 est une même coupe, montrant les éléments assemblés.
La fig.3 montre une variante du rotor, le flasque de fond étant plane.
La fig. 4 est une coupe suivant X-Y de la fig.2, montrant un des types d'ailettes préconisées, ainsi,que la possibilité de rotation du rotor dans les deux sens.
La fig.5 est une vue de dessus d'un fragment de rotor, montrant un dispositif de fixation des ailettes, par bords rabattus, fixés par rivets, attaches, aux flasques.
La fig. 6 est une vue en plan d'un fragment de rotor développé, montrant l'utilisation de pièces de section U et
La fig.7 est une vue en perspective de cette même disposition.
La fig.8 est une vue en plan d'un fragment de rotor développé, montrant une variante du cas précédent.
La fig. 9 est une vue en perspective du mode de réalisation suivant la fig.S.
La fig.lu est une vue en plan d'un fragment de rotor développé, utilisant des ailettes constituées d'éléments emboutis, formant nids d'abeilles par leur juxtaposition.
La fig.ll est une vue en perspective de la disposition suivant la fig.10
La fig.12 est une vue en plan d'un fragment de rotor développé, montrant l'utilisation d'ailettes de section carrée et assemblées par juxtaposition flanc à flanc.
La fig.13 est une vue en perspective de la dispositon
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suivant la fi g.12
La fig.14 est une vue en plan d'un fragment de rotor développé, montrant l'utilisation d'ailettes de section carrée assemblées par juxtaposition arêtes contre arêtes.
La fig.15 est une vue en perspective de la disposition suivant la fig.14
Suivant l'invention, les rotors sont exécutés de préférence en tôles calibrées de duraluminium ou de tout autre alliage léger à haute résistance, mais ils pourront également être réalisés en d'autres matières, assemblées, moulées, embouties ou estampées. Ils sont constitués en ordre principal d'un flasque de fond A (fig.1,2, et 3) et éventuellement d'une couronne B, ces deux pièces servant à maintenir les ailettes C, ainsi que d'une douille d'accouplement D servant à l'entraînement par le moteur.
En outre, un flasque E, affectant la forme d'une surface pleine de révolution pourra être adjoint en vue de permettre le guidage rationnel de l'air dans son trajet vers les ailettes, la génératrice de cette surface étant soigneusement établie dans ce but.
Le flasque de fond A peut être plane (fig.3) ou à défoncement, conique de préférence (fig. 2), ce qui dans le cas de flasques tirés de tôle, leur assurera une grande rigidité; cette dernière pourra d'ailleurs encore être accrue dans le cas de flasques en tôles par un repoussage des bords a,a (fig.1,2,3). Le défoncement aura en outre l'avantage de permettre l'emploi d'un moteur commercial sans qu'il soit nécessaire d'en allonger l'axe par un moyen quelconque.
La couronne B pourra présenter un avant-cône de guidage de l'aire, fig.l et 2).
Les couronnes tirées de tôle pourront être à bords repoussés ou emboutis en vue de leur assurer plus de rigidi-
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té. La douille d'entrainement D sera conçue en vue d'une manoeuvre rapide lors d'un changement de moteur.
Les ailettes C (fig. 1,2,3,et4) pourront être exécutées soit par tronçonnage de tubes ou de pièces similaires, soit par emboutissage ou par moulage, ou par tout autre moyen, et dans les matières appropriées.
Elles pourront être de sections quelconques, carrées, rectangulaires, circulaires, oblongues, en U, ou de toutes autres formes nécessitées par les lois et formules régiddant la technique de ce genre d'appareils, ainsi que par des commodités et des avantages de fabrication. Elles pourront notamment être réalisées en nids d'abeilles (fig.10) constitu- és par des éléments emboutis assemblés.
En longueur, les ailettes pourront être droites ou courbes, coniques, cylindriques, prismatiques, etc..., utilisées seules ou par assemblage, par juxtaposition soit flanc à flanc (fig.12 et 13) ou arêtes contre arêtes (nids d'abeilles, fig.14 et 15), de même que des rotors, de mêmes diamètres ou non (rotors à étages) pourront être accolés,'en vue de modifier les caractéristiques telles que le débit et la pression.
La fixation des ailettes sera réalisée au moyen de rivets, attaches, agrafes, ou par soudure électrique, ou encore par tout autre moyen jugé intéressant.
Cette fixation tiendra compte des effets de la force centrifuge. L'exécution entière du rotor d'ailleurs sera faite en veillant à éviter tout balourd et toute poussée ou réaction nuisibles au bon fonctionnement. Il sera, dans ce but, apporté un soin tout particulier à la disposition/régulibre et parfaitement symétrique des ailettes. A cet effet, le flasque de fond et la couronne pourront éventuellement présenter des logements destinés à noyer l'épaisseur des faces des ailettes en contact avec ces pièces. Outre le sureroit
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de précision et de facilité qu'elle présentera lors du montage, cette particularité permettra un écoulement meilleur de l'air et constituera une garantie supplémentaire quant à la rigidité, déjà remarquable, de la turbine.
Les rotors réalisés suivant l'invention présentent plusieurs avantagès sur ceux connus, et notamment:
1 ) une réalisation pratique, rapide, et économique; 2 ) une construction permettant une rigidité remarquable des rotors ; 3 ) un fonctionnement particulièrement silencieux et la suppression des vibrations, résultats obtenus par les moyens et matériaux mis en oeuvre (ex. rotors en tôles de duraluminium calibrées) ainsi que par la perfection qui pourra être atteinte par ce genre de fabrication; 4 ) l'emploi de matériaux légers et résistants comme ceux prévus permet de réaliser des roues de grandes dimensions sans surcroît exagéré de poids, eu égard aux effets de la force centrifuge, et ce par des moyens peu connus à ce jour; 5 ) une grande souplesse quant à l'interchangeabilité du moteur par suite de la forme rationnellement étudiée des rotors dans ce but;
6 ) par suite de la légèreté des rotors, couples de démarrages des moteurs réduits, particulièrement intéressant dans le cas de fonctionnements intermittents, à démarages fréquents (cas de brûleurs à commande automatique de soufflage, par thermostats).
L'invention a été décrite et illustrée à titre purement indicatif et nullement limitatif, et il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à ses détails, sans s'écarter de son esprit.
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PATENT OF INVENTION Improvements to the rotors of centrifugal fans
The present invention relates to improvements made to the rotors of centrifugal fans.
The evolution of the construction technology of fans has hardly presented any well-known facts for several years.
However, if we examine the materials and the processes used, we are forced to recognize that we are far from having achieved perfection in this field of manufacture.
In short, the whole technique boils down to a few methods that we could say "classic", frequently rudimentary moreover, and from which we do not seem to have dared to deviate much so far.
The materials and the means used, such as for example the use of castings or uncalibrated sheets, often still assembled by hand, generally do not allow to tighten enough closely the indications provided by the calculation, nor especially to obtain balancing and rigi-. dity essential to elements such as rotating rotors
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at high speeds.
From another point of view, which is not important, the known fans can be criticized for not adapting sufficiently flexibly to the requirements of economic mass production.
The invention takes these considerations into account, and achieves more rational and economical means of production than those employed hitherto in the manufacture of these delicate organs. This new rotor technique allows both, thanks to the materials and the means used, greater precision, hence higher yields, and significantly simplified intensive manufacturing.
According to the present invention, the rotor of a centrifugal fan comprises fins, prepared in advance, being inserted without any transformation between the flanges of the rotor, thus ensuring the device with precise spacings, in addition to exceptional rigidity and stability; these fins can be formed by calibrated tubes of high strength light alloys.
Said fins can also be produced by stamping, optionally molding, in suitable materials, so as to obtain elements constituting rigid spacers inserted between the flanges of the rotor. These fins can affect any suitable section, such as square, rectangular, circular, oblong, U-shaped, and others.
The crowns can be drawn from sheets and include repelled edges, possibly stamped, in order to ensure them more rigidity.
The drive bush can be made so as to ensure rapid maneuvering during an engine change.
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In the accompanying drawing are shown, by way of examples, several embodiments of the present invention.
Fig.1 is an axial section showing the constituent elements of a rotor according to the invention.
Fig. 2 is the same section, showing the assembled elements.
Fig.3 shows a variant of the rotor, the bottom flange being flat.
Fig. 4 is a section along X-Y of FIG. 2, showing one of the types of fins recommended, as well as the possibility of rotation of the rotor in both directions.
Fig.5 is a top view of a rotor fragment, showing a device for fixing the fins, by folded edges, fixed by rivets, fasteners, to the flanges.
Fig. 6 is a plan view of a developed rotor fragment, showing the use of U section parts and
Fig.7 is a perspective view of this same arrangement.
Fig. 8 is a plan view of a developed rotor fragment, showing a variation of the previous case.
Fig. 9 is a perspective view of the embodiment according to FIG.
Fig.lu is a plan view of a developed rotor fragment, using fins made up of stamped elements, forming honeycombs by their juxtaposition.
Fig.ll is a perspective view of the arrangement according to fig.10
Fig. 12 is a plan view of a developed rotor fragment, showing the use of fins of square section and assembled by juxtaposition from side to side.
Fig. 13 is a perspective view of the dispositon
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according to fi g.12
Fig. 14 is a plan view of a developed rotor fragment, showing the use of fins of square section assembled by juxtaposition of ridges against ridges.
Fig. 15 is a perspective view of the arrangement according to Fig. 14
According to the invention, the rotors are preferably made of calibrated sheets of duraluminium or any other high strength light alloy, but they can also be made of other materials, assembled, molded, stamped or stamped. They consist in the main order of a bottom flange A (fig. 1,2, and 3) and possibly a ring B, these two parts serving to hold the fins C, as well as a coupling sleeve D used for driving by the motor.
In addition, a flange E, affecting the shape of a full surface of revolution, could be added in order to allow the rational guidance of the air in its path towards the fins, the generator of this surface being carefully established for this purpose.
The bottom flange A can be flat (fig.3) or with a knockout, preferably conical (fig. 2), which in the case of flanges drawn from sheet metal, will give them great rigidity; the latter could also be further increased in the case of sheet metal flanges by pushing back the edges a, a (fig.1,2,3). The breaking will also have the advantage of allowing the use of a commercial motor without it being necessary to lengthen the axis by any means.
Crown B may have a front air guide cone, fig.l and 2).
The crowns drawn from sheet metal may have embossed or pressed edges in order to ensure them more rigidity.
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you. The drive bush D will be designed for rapid maneuvering during an engine change.
The fins C (fig. 1,2,3, et4) may be produced either by cutting tubes or similar parts, or by stamping or by molding, or by any other means, and in the appropriate materials.
They may be of any cross-section, square, rectangular, circular, oblong, U-shaped, or of any other shape required by the laws and formulas governing the technique of this type of device, as well as by manufacturing facilities and advantages. They could in particular be made of honeycombs (fig. 10) made up of assembled pressed elements.
In length, the fins may be straight or curved, conical, cylindrical, prismatic, etc., used alone or by assembly, by juxtaposition either side to side (fig. 12 and 13) or edges against edges (honeycombs , fig. 14 and 15), as well as rotors, of the same diameters or not (stepped rotors) may be placed side by side, in order to modify the characteristics such as the flow rate and the pressure.
The fins will be fixed by means of rivets, fasteners, staples, or by electric welding, or even by any other means deemed interesting.
This fixing will take into account the effects of centrifugal force. The entire execution of the rotor will be made while taking care to avoid any unbalance and any thrust or reaction harmful to proper operation. For this purpose, particular care will be taken in the arrangement / regularity and perfectly symmetrical of the fins. To this end, the bottom flange and the crown may optionally have housings intended to embed the thickness of the faces of the fins in contact with these parts. Besides the roof
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precision and ease that it will present during assembly, this feature will allow a better flow of air and will constitute an additional guarantee as to the already remarkable rigidity of the turbine.
The rotors produced according to the invention have several advantages over known ones, and in particular:
1) a practical, fast, and economical realization; 2) a construction allowing remarkable rigidity of the rotors; 3) particularly silent operation and the elimination of vibrations, results obtained by the means and materials used (eg rotors made of calibrated duraluminium sheets) as well as by the perfection which can be achieved by this type of manufacturing; 4) the use of light and resistant materials such as those provided makes it possible to produce large-sized wheels without excessive additional weight, having regard to the effects of centrifugal force, and this by means little known to date; 5) great flexibility as to the interchangeability of the engine due to the rationally designed shape of the rotors for this purpose;
6) due to the lightness of the rotors, reduced starting torques for the motors, particularly advantageous in the case of intermittent operations, with frequent starts (in the case of burners with automatic blowing control, by thermostats).
The invention has been described and illustrated purely as an indication and in no way limiting, and it goes without saying that numerous modifications can be made to its details, without departing from its spirit.