Appareil à rotor pour refouler des fluides ou des solides finement divisés La présente invention a pour objet un appareil à rotor pour refouler des fluides ou des solides fine ment divisés ; cet appareil peut en particulier être une pompe à liquides et à solides finement divisés, ainsi qu'un ventilateur ou une soufflerie pour l'air et d'au tres gaz.
Dans les appareils à rotor connus, le rotor est pourvu d'un certain nombre de pales ou aubes cour bes. Les rotors de ce genre présentent une construc tion relativement coûteuse.
L'appareil à rotor, objet de l'invention, est carac térisé en ce que le rotor présente un tambour monté sur un organe de support, ce tambour ayant une sec tion circulaire et étant formé d'une pièce ajourée monobloc dont les orifices sont délimités par des bandes dont les faces sont inclinées par rapport à la surface du tambour. La pièce ajourée monobloc employée pour la construction du rotor est de préférence un métal déployé . Cette pièce peut être fabriquée de diverses façons ; on peut former par exemple des rangées de fentes discontinues dans une tôle et étirer le métal dans une direction perpendiculaire à ces fentes. Le métal déployé peut être de l'acier, de l'aluminium mince ou une autre tôle quelconque.
Dans la forme la plus communément employée de métal déployé les intervalles entre les fentes d'une rangée sont disposés entre les intervalles des fentes des deux rangées voisines, et l'espacement latéral entre les rangées est supérieur à l'épaisseur de la tôle. En munissant une tôle de fentes de cette manière, la tôle est divisée en fait en un ensemble de bandes, dont chacune s'étend depuis l'intervalle qui sépare deux fentes appartenant à une rangée jusqu'à l'intervalle séparant deux fentes d'une ran- gée voisine.
L'étirage latéral de la tôle pour former le métal déployé fait que les bandes sont infléchies pour se placer selon un certain angle par rapport à la longueur de la tôle. En raison de leur liaison avec les autres bandes de métal, elles sont également par tiellement rabattues, de sorte que leurs faces se pla cent selon un certain angle par rapport au plan de la tôle. Le métal déployé ainsi formé présente un dessin caractéristique comprenant des orifices en for me de losanges.
Dans la forme la plus communément utilisée de métal déployé , la distance entre les centres des orifices voisins en forme de losanges, mesurée dans une direction perpendiculaire aux rangées de fentes est égale à la moitié environ de la distance séparant les centres de ces orifices dans une rangée longitu dinale de fentes.
Dans d'autres formes de métal déployé , on exerce un étirage latéral moindre. La distance entre les centres, mesurée dans la première direction, peut être égale à 1/4 au moins de la distance séparant les centres dans l'autre direction. Le métal déployé peut également être muni de crêtes ou nervures s'étendant perpendiculairement aux rangées de fentes. Dans d'autres types de métal déployé , les bandes individuelles de la tôle ajourée ont une forme spéciale, qui leur est donnée par poinçonnage ou em boutissage.
Dans tous les cas, le métal déployé convient au but envisagé par la présente invention si les sur faces de certaines des bandes ou de la totalité des bandes sont inclinées par rapport au plan de la tôle originelle. En pareil cas, les bandes peuvent former les pales ou aubes individuelles du rotor.
Il est cependant connu d'aplatir le métal dé ployé en le laminant. Au cours de cet aplatisse ment, les bandes de métal peuvent être ramenées par un mouvement d'inclinaison inverse, dans le plan de la tôle, et en pareil cas la matière présente un intérêt relativement faible pour les applications ici envisa gées. En effet, seuls les bords latéraux étroits des bandes peuvent servir de pales ou aubes.
Il est également connu de produire des plaques ou feuilles ajourées moulées à l'aide de compositions plastiques. Ces plaques ajourées moulées peuvent être utilisées de la même façon que le métal dé ployé si les bandes individuelles présentent une in clinaison appropriée par rapport à la surface de la plaque.
Quand une feuille de métal déployé est fa çonnée pour recevoir la forme d'un cylindre, cha cune des bandes de cette tôle forme une pale ou aube de refoulement qui est inclinée par rapport à la surface de révolution du cylindre. Dans la fabri cation d'un rotor cylindrique pour ventilateurs souf flants ou analogues, le grand axe des orifices en for me de losanges s'étend parallèlement à l'axe du rotor.
Bien qu'un rotor ait de préférence une surface cylindrique, il peut être également conique. Dans ce cas, l'importance de l'étirage latéral appliqué à la plaque ou feuille ajourée à partir de laquelle est formé le rotor est plus grande sur un bord que sur l'autre bord. C'est ainsi qu'il est facile, par exemple, de façonner du métal déployé constitué par de l'aluminium de faible épaisseur, pour lui donner telle ou telle forme convenable, en particulier une forme partiellement sphérique, correspondant à un corps de révolution. En pareil cas, la veine d'air reçoit une composante de mouvement axiale, ainsi qu'une com posante de mouvement centrifuge.
Dans une forme d'exécution particulière, le rotor est placé dans un carter en forme de spirale ou volute de forme classique, afin, de diriger l'air soufflé dans la direction désirée. Il est également possible d'éta blir une soufflerie comportant un carter en forme de demi-volute, autrement dit une soufflerie pourvue d'un orifice d'admission dans la paroi périphérique courbe du carter, ainsi qu'un orifice de sortie. Dans une pareille construction, l'air est astreint à s'écou ler tangentiellement au rotor.
Le rotor lui-même est constitué par un cylindre de métal déployé , sup porté aux deux extrémités par des disques plans, de sorte que, dans une pareille construction, l'air n'est pas aspiré à travers les extrémités du cylindre, mais au contraire à travers l'orifice d'admission du carter. Si toutefois on désire donner naissance à une veine d'air dirigée vers l'extérieur, en vue d'assurer la circulation de cet air, ou un écoulement à travers un système de tubes cylindriques de condenseur ou un radiateur, on peut utiliser le rotor sans l'asso cier à un carter en forme de volute.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, diverses formes d'exécution de l'appareil objet de l'invention. La fig. 1 est une vue en plan partielle d'une feuille de métal déployé comportant des orifices en forme de losanges.
La fig. 2 est une vue de profil de cette feuille de métal déployé telle qu'elle est visible dans la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en perspective d'une réali sation possible d'un rotor de ventilateur.
La fig. 4 est une vue en perspective d'une autre réalisation de ce rotor.
Les fig. 5 et 6 sont des figures schématiques mettant en évidence l'effet du sens de rotation. La fig. 7 est une vue schématique d'une souffle rie centrifuge munie d'un rotor en métal déployé. La fig. 8 est un schéma d'un ensemble formé d'un rotor et d'un condenseur, le rotor étant en métal déployé.
Les fig. 9 et 10 sont respectivement une vue en perspective et une vue de profil d'une variante de métal déployé .
La fig. 11 est une vue en perspective d'une autre variante de métal déployé .
La fig. 12 est une vue en perspective d'un rotor semblable à celui que montre la fig. 3, le métal déployé étant disposé de façon différente.
On voit en examinant les fig. 1 et 2 qu'une feuille de métal déployé se compose d'une série de bandes 1 s'étendant entre des points de jonction 2. Chacune de ces bandes 1 comporte des faces 3 et 31 inclinées par rapport au plan de la feuille. Il s'ensuit que, quand une feuille de ce métal déployé est façonnée pour prendre la forme d'un cylindre, les faces 3 et 31 sont inclinées par rapport à la sur face de révolution du cylindre. Les bandes 1 peu vent alors agir comme les aubes ou pales d'un rotor de ventilateur.
C'est le sens de rotation du rotor qui détermine si les faces 3 et 31 sont les faces travail- lantes des pales ou aubes de refoulement.
Une feuille de ce métal déployé permet la fabrication d'un rotor très simple et peu coûteux. Une réalisation de ce rotor est représentée dans la fig. 3.
Il s'agit ici d'un cylindre 4 établi en métal dé ployé du type représenté dans les fig. 1 et 2, les deux extrémités de cette feuille<I>de</I> métal déployé étant réunies par collage, brasage ou soudage avec ou sans métal d'apport à la hauteur des points de jonction 2. Un bord du cylindre 4 est engagé dans une gorge annulaire pratiquée dans un disque ou anneau de support 5 présentant un organe ou bossage de renforcement axial creux 6 pour la fixation à un arbre d'entraînement. L'autre bord du cylindre 4 s'engage dans une gorge semblable pratiquée dans un organe de renforcement marginal.
Le cylindre 4 en métal déployé peut être fixé au disque 5 et à l'organe de renforcement 6 par collage, brasage, sou dage avec ou sans métal d'apport ou toute autre méthode appropriée. On conçoit que le disque 5 et l'organe de renforcement marginal 6 peuvent être employés pour maintenir la feuille de métal dé- ployé à une forme cylindrique, les deux extrémités de la feuille butant l'une contre l'autre sans fixation.
Dans la construction que montre la fig. 3, le cylindre en métal déployé est supporté à une extrémité. Par contre, dans la construction que mon tre la fig. 4, le cylindre 14 est emboîté à force sur le rebord cylindrique 15 d'un disque 16 qui se trouve au milieu du cylindre. Dans ce cas, le bord du cy lindre est renforcé en le rabattant vers l'intérieur. Au cours du fonctionnement, l'air est aspiré vers l'intérieur à travers les deux extrémités du cylindre.
Dans les fig. 5 et 6, qui sont des représentations schématiques, est indiquée la direction prise par l'air qui s'échappe vers l'extérieur en fonction du sens de rotation du rotor de refoulement par rapport à la direction d'inclinaison des bandes 1.
On voit que, dans la construction que montre la fig. 7, qui comporte un rotor en métal déployé établi comme le montre soit la fig. 3, soit la fig. 4, on a prévu un carter conventionnel 25 en forme de spirale ou volute, le rotor étant disposé dans le mê me sens relatif que dans la fig. 5, de sorte que l'air soufflé est projeté en principe tangentiellement au rotor.
Par ailleurs, dans la construction que montre la fig. 8, dans laquelle l'air est soufflé vers l'extérieur à travers un serpentin tubulaire environnant 32 for mant condenseur, le rotor est disposé de manière à tourner dans le même sens que dans la fig. 6. Dans la construction que montre la fig. 8, l'air est aspiré vers l'intérieur en venant lécher le carter du moteur d'entraînement 31, de sorte que ce dernier et le ser pentin 32 formant condenseur sont refroidis simulta- nément.
La disposition générale que montre la fig. 8 trou ve son utilité dans tous les types d'appareils de chauf fage et de refroidissement. Le serpentin tubulaire peut être parcouru par de l'eau chaude ou par de la vapeur d'eau, en vue de chauffer un local, ou bien il peut servir de serpentin d'évaporateur pour le re froidissement de l'atmosphère d'un local. A titre de variante, un élément électrique chauffant peut être placé autour du rotor de refoulement, de la même manière.
Un des avantages particuliers du rotor décrit, c'est que le niveau sonore obtenu quand le rotor tourne dans l'air à une vitesse de fonctionnement normale est faible, de sorte que ce rotor convient ainsi parfaitement pour les applications domestiques, notamment dans les appareils domestiques, de condi tionnement de l'air, dans les réfrigérateurs domesti ques et plus généralement dans tous les appareils aux quels est incorporé un ventilateur soufflant. Pour les mêmes raisons, un pareil rotor trouve son utilité dans la soufflerie qui est associée à un équipement de chauffage des voitures automobiles.
Pour tirer un parti maximum des caractéristiques de faible niveau sonore du rotor, il est préférable de le munir, quand cela est désirable, d'un carter en matière sans résonance. Les recherches effectuées ont permis de constater qu'il est possible d'obtenir une soufflerie exceptionnellement peu bruyante en établissant le carter de la soufflerie que montre la fig. 7 en mousse de polystyrène moulée, qui constitue une matière cellulaire dotée d'une certaine tenue. La mousse de polystyrène peut d'ailleurs être remplacée par n'importe quel autre type de matière d'absorp tion des sons, à condition qu'elle soit dotée d'une raideur suffisante.
C'est ainsi que, dans certains cas, des panneaux de nature fibreuse ou une autre ma tière fibreuse peuvent trouver leur emploi avec avan tage.
Suivant un exemple de réalisation possible, une soufflerie établie comme le montre la fig. 7 est mu nie d'un rotor ayant 95 mm de diamètre et une lar geur effective égale à 38 mm. Quand la périphérie du rotor est constituée par du métal déployé en tôle d'aluminium de 13/l0 d'épaisseur de 18, ayant une grandeur d'orifices égale à 19 mm X 6,3 mm, la soufflerie est capable de refouler 2,4 m3 d'air à la minute, quand elle tourne à 2000 t/minute.
Un avantage d'un ventilateur ou d'une soufflerie selon l'invention est que son niveau sonore est faible par rapport à celui des ventilateurs et des souffle ries de débit comparable, et que son prix de revient est peu élevé en raison de l'extrême simplicité de la construction du rotor.
Les variantes de réalisation de métal déployé que montrent les fig. 9, 10 et 11 conviennent pour la construction de rotors.
Diverses opérations de finissage de 1a surface ou paroi peuvent être appliquées au métal déployé . C'est ainsi que ce dernier peut être revêtu de com positions plastiques ou spécialement traité pour sup primer les bavures.
Dans la fig. 12 est représenté un rotor cylindri- que capable d'imprimer au fluide une composante de mouvement axiale et une composante centrifuge. Ce rotor est établi exactement de la même manière que celui que montre la fig. 3, sauf que le métal dé ployé est découpé différemment.
Dans la fig. 3, la grande diagonale des orifices en forme de losanges s'étend parallèlement à l'axe du rotor. Chacune des bandes 1 a pour effet d'im- primer un mouvement à la fois dans le sens péri phérique et dans le sens axial. Mais en raison de la disposition du métal déployé , le mouvement axial imprimé par une bande est annulé par celui qui est imprimé par une bande adjacente.
D'après ce que montre la fig. 12, les grandes diagonales des losanges sont placées en hélice par rapport au cylindre. Dans chaque paire de bandes voisines 1, l'une se trouve sur une circonférence du cylindre, de sorte qu'elle est sans effet comme pale ou aube de soufflerie, tandis que l'autre se trouve pla cée dans une direction hélicoïdale et imprime un mouvement à la fois dans la direction axiale et dans la direction centrifuge.