EP0972991A1 - Dispositif mixte, statique/dynamique pour l'evacuation de fluides gazeux - Google Patents
Dispositif mixte, statique/dynamique pour l'evacuation de fluides gazeux Download PDFInfo
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Abstract
Description
- la figure 1 est une vue schématique, en coupe verticale diamétrale d'un mode de réalisation du dispositif selon la présente invention ;
- la figure 2 est la même vue schématique que la figure 1 présentant des références dimensionnelles ;
- la figure 3 est une représentation schématique, vue de dessus, du chapeau inférieur du dispositif de la figure 1 ;
- la figure 4 est une vue de détail d'une partie du dispositif avec éléments de pales mobiles ;
- la figure 5 est une vue schématique, de côté, d'une première turbine centrifuge utilisée dans le dispositif de l'invention ;
- la figure 6 est une vue schématique, en coupe verticale diamétrale, d'un autre mode de réalisation du dispositif de l'invention ;
- la figure 7 est une vue schématique, de côté, d'une autre turbine centrifuge utilisée dans le dispositif de l'invention.
FOURCHETTE | VALEUR PREFEREE | |
D/d | 1,5 - 3 | 2,25 |
h/d | 0,01 - 0,15 | 0,08 |
H/d | 0,25 - 1,2 | 0,7 |
d2/d | 0,8 - 2 | 1,12 |
d3/d | 1 - 2,40 | 1,31 |
d4/d | 0,2 - 0,5 | 0,28 |
t3/d | 0,04 - 0,07 | 0,05 |
e3/t3 | 0,02 -0,5 | / |
a | 15° - 45° | 30° |
b | 0° - 30° | 22° |
g | 0° - 30° | 22° |
d | 0° - 30° | 22° |
l | 45° - 70° | 60° |
m | 45° - 90° | 75° |
Claims (34)
- Dispositif (1) mixte, statique/dynamique pour l'évacuation de fluide gazeux, notamment de gaz rejetés ou de fumées comprenant d'une part un élément supérieur (2) et un élément inférieur (3), superposés, coaxiaux, rigidement fixés l'un à l'autre par des entretoises (4) de liaison, l'élément inférieur comprenant un fond (5) inférieur et un chapeau (6) inférieur, traversés coaxialement par un tuyau (7) de diamètre donné d débouchant à l'une de ses extrémités, côté chapeau inférieur (6), dans l'espace (8) compris entre les deux éléments (2, 3), l'autre extrémité du tuyau (7) étant destinée à être fixée à l'arrivée des fluides gazeux, ledit fond (5) inférieur et ledit chapeau inférieur (6) étant rigidement fixés l'un à l'autre par leur grande base commune (9) ; l'élément supérieur (2) comprenant un fond supérieur (11) et un chapeau supérieur (12) ; et d'autre part une turbine centrifuge comprenant un moteur et au moins une pale (24),
le fond supérieur (11) présentant une cavité (25) axiale ouverte vers l'espace (8) abritant les pales (24), le moteur comprenant un stator (23) localisé à l'intérieur de la cavité axiale (25) et un rotor (26) muni d'au moins une pale (24), localisé dans la cavité axiale (25), le moteur étant dépourvu d'arbre moteur. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité (25) a une forme tronconique coaxiale au chapeau supérieur (12), de grande base (28) côté espace (8), de petite base (29) fermée.
- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la cavité (25) saille en partie du fond supérieur (11) de l'élément supérieur (2) vers l'espace (8).
- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la grande base (28) de la cavité (25) est disposée sensiblement dans le même plan que le fond supérieur (11) de l'élément supérieur (2), la cavité (25) étant alors intégrée à l'intérieur de l'élément supérieur (2), ou la petite base (29) de la cavité (25) est sensiblement dans le même plan que le fond supérieur (11) de l'élément supérieur (2), la cavité (25) étant alors placée à l'extérieur de l'élément supérieur (2).
- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la cavité (25) occupe une position intermédiaire entre une position située à l'intérieur de l'élément supérieur (2) et une position située à l'extérieur de l'élément supérieur (2).
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pales (24) ont un bord radial (27) inférieur affleurant la base inférieure (28) de la cavité axiale (25).
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le chapeau supérieur (12) comprend une calotte conique (30), la grande base de la calotte conique (30) étant prolongée coaxialement par un premier tronc de cône (31), de dimension réduite, de petite base commune avec la grande base de la calotte (30), le premier tronc de cône (31) étant lui-même prolongé coaxialement par un deuxième tronc de cône (32) de petite base commune avec la grande base du premier tronc de cône (31).
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le fond supérieur (11) comprend un premier tronc de cône (33) coaxial au chapeau supérieur (12) de petite base (17) côté espace (8), ladite petite base (17) étant adaptée pour accueillir la cavité (25) destinée à abriter les pales (24).
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le chapeau supérieur (12) est pourvu d'une lèvre annulaire (14), périphérique, dirigée vers le bas à partir de la grande base (13) et dans le prolongement de la surface du chapeau supérieur (12).
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le fond supérieur (11) et le chapeau supérieur (12) comprennent chacun une couronne périphérique transversale (18, 19) en regard, définissant une bande transversale de montage et de solidarisation de l'extrémité côté élément supérieur (2) des entretoises (4) sur ledit élément supérieur (2), la lèvre (14) annulaire venant en prolongement de la couronne périphérique (18) du chapeau supérieur (12) et en recouvrement de la couronne périphérique (19) du fond supérieur (11), les couronnes périphériques transversales (18, 19) en regard venant respectivement en prolongement de la grande base du premier tronc de cône (33) du fond supérieur (11) et en prolongement de la grande base du deuxième tronc de cône (32) du chapeau supérieur (12).
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le chapeau supérieur (12) comprend une calotte conique unique dont la grande base est commune avec le fond supérieur (11), la surface tronconique de la calotte conique unique faisant par exemple avec sa grande base un angle de l'ordre de 22°.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément supérieur (2) comprend un fond supérieur (11) se présentant sous la forme d'une coupelle aplatie (48), de forme générale circulaire, la coupelle (48) comprenant une partie centrale (49), transversale, décalée axialement par rapport à la partie restante extérieure annulaire (50), la partie centrale (49) étant plane ou sensiblement plane et étant raccordée à la partie extérieure annulaire (50) par une paroi de raccordement (51) de forme générale tronconique.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le fond (15) inférieur et le chapeau inférieur (6) sont chacun de forme tronconique et en ce que le chapeau inférieur (6) est pourvu d'une lèvre annulaire (10), attenante à la grande base commune (9), dirigée vers le bas à partir de la grande base commune (9) et dans le prolongement de la surface du chapeau inférieur (6).
- Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que le fond inférieur (5) comprend une couronne périphérique (20) parallèle à la surface tronconique du chapeau inférieur (6).
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 et 12, caractérisé en ce que l'élément inférieur (3) comprend une pièce (44) de forme générale tronconique dont la petite base (45) supérieure, est tournée vers l'élément supérieur (2), tandis que la grande base (46) inférieure, est tournée vers l'opposé de l'élément supérieur (2).
- Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que la petite base (45) est surmontée d'une lèvre (47) de section sensiblement circulaire.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que chacune des entretoises (4) en position de service comprend à son extrémité inférieure une patte de liaison inférieure (21) parallèle à, et au contact, et solidaire de la surface tronconique du chapeau inférieur (6), et s'étendant dans une direction tangentielle à l'axe (100) du dispositif.
- Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que les entretoises (4) comportent sur la majeure partie de leur longueur axiale -suivant l'axe (100)- un bossage, disposé sensiblement au centre des entretoises (4) et sensiblement parallèlement à l'axe (100), la région des entretoises (4) située de part et d'autre du bossage étant d'épaisseur réduite.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que le chapeau inférieur (6) comprend, au niveau de sa petite base (15), une saillie annulaire (16) de direction axiale et de hauteur h, le rapport dimensionnel h/d étant compris entre 0,01 et 0,15 et préférentiellement sensiblement égal à 0,08 et/ou en ce que l'angle 1 que font les lèvres annulaires (10, 14) avec les grandes bases (9, 13) est compris entre 45° et 70° et préférentiellement sensiblement égal à 60°.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que le diamètre maximal D de l'élément supérieur (2) est sensiblement égal au diamètre maximal de l'élément inférieur (3), et en ce que le rapport dimensionnel D/d est compris entre 1,5 et 3 et préférentiellement sensiblement égal à 2,25.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que H étant la distance minimale séparant les deux éléments supérieur (2) et inférieur (3), le rapport dimensionnel H/d est compris entre 0,25 et 1,2 et préférentiellement sensiblement égal à 0,7.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, caractérisé en ce que l'angle a que fait la surface tronconique du chapeau inférieur (6) avec sa grande base (9) est compris entre 15° et 45° et préférentiellement sensiblement égal à 30°.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, caractérisé en ce que l'angle b et/ou l'angle g et/ou l'angle d que font respectivement la surface tronconique du fond inférieur (5), la surface tronconique du deuxième tronc de cône (32), la surface du premier tronc de cône (33) du fond supérieur (11) avec leur grande base respective est/sont comprise(s) entre 0° et 30° et préférentiellement sensiblement égal/égaux à 22°.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 23, caractérisé en ce que d2 étant le diamètre de la petite base fermée (29) de la cavité (25), le rapport dimensionnel d2/d est compris entre 0,8 et 2 et préférentiellement sensiblement égal à 1,12 et/ou en ce que d3 étant le diamètre de la grande base ouverte (28) de la cavité (25), le rapport dimensionnel d3/d est compris entre 1 et 2,40 et préférentiellement sensiblement égal à 1,31 et/ou en ce que d4 étant la hauteur axiale de la cavité axiale (25), le rapport dimensionnel d4/d est compris entre 0,2 et 0,5 et préférentiellement sensiblement égal à 0,28.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 24, caractérisé en ce que la cavité (25) saille de la petite base (17) vers l'espace (8) entre la moitié et la totalité de sa hauteur axiale et préférentiellement saille d'une distance sensiblement égale à 0,18 x d, et en ce que l'angle m que fait la surface tronconique de la cavité (25) avec sa grande base (28) est compris entre 45° et 90° et préférentiellement sensiblement égal à 75°.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 25, caractérisé en ce que la surface tronconique du premier tronc de cône (31) du chapeau supérieur (12) fait un angle de l'ordre de 60° plus ou moins 10° avec sa grande base, et/ou en ce que la surface conique de la calotte conique (30) fait un angle de l'ordre de 12° plus ou moins 5° avec sa grande base.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 26, caractérisé en ce que la distance séparant la petite base (29) fermée de la cavité (25) du sommet de la calotte conique (30) est de l'ordre de 0,8 x d.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 27, caractérisé en ce que la cavité (25) axiale est pourvue d'une lèvre annulaire (34) attenante à la base (28), périphérique et dirigée vers le haut faisant un angle de l'ordre de 22° plus ou moins 10° avec la base (28) et ayant une largeur de l'ordre de 0,1 d.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 28, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux entretoises (4) disposées à la périphérie du dispositif, les entretoises (4) étant de forme plate à bords arrondis, de longueur radiale t3 et d'épaisseur e3, le rapport dimensionnel t3/d étant compris entre 0,04 et 0,07 et préférentiellement sensiblement égal à 0,05, et le rapport dimensionnel e3/t3 étant compris entre 0,02 et 0,5.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 29, caractérisé en ce que la turbine comporte un stator (23) muni sur l'une de ses faces d'un moyen de fixation (42), la turbine comprenant de plus un rotor (26) sur lequel est montée, du côté du stator (23), une flasque (40) permettant la fixation des pales (24).
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 29, caractérisé en ce que le rotor (26) est muni d'au moins une pièce de fixation des pales (24), fixée sur le rotor (26), par exemple par une vis (62) positionnée selon l'axe de rotation du rotor (26) ; la pièce de fixation consistant en une barre oblongue (61) épousant sensiblement la forme externe du rotor (26) de part et d'autre de la vis (62) et se prolongeant vers le stator (23), une pale (24) étant fixée à chaque extrémité de la barre (61), ou la pièce de fixation consistant en une calotte creuse recouvrant le rotor (26) en étant fixée sur celui-ci par une vis positionnée selon l'axe de rotation du rotor (26), au moins une pale (24) étant fixée sur la calotte creuse.
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 31, caractérisé en ce que les bords radiaux inférieurs (27) des pales (24) sont prolongés par des éléments de pales (37) articulés en rotation autour desdits bords radiaux (27) entre une première position au repos où les éléments de pales (37) sont sensiblement perpendiculaires aux pales (24) lorsque la turbine n'est pas active, et une deuxième position active où chaque élément de pales (37) est sensiblement dans le même plan que la pale (24) associée lorsque la turbine est en action.
- Dispositif selon la revendication 32, caractérisé en ce que les éléments de pales sont forcés dans la position de repos par un élément élastique (38), le passage de la position de repos à la position active étant dû aux forces d'inertie et centrifuge induite par la rotation imprimée par la turbine aux pales (24) et aux éléments de pales (37).
- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 33, caractérisé en ce qu'il comporte deux grandes pales (24) se croisant sur l'axe (100) de manière à créer quatre demi-pales, et en ce que les deux pales (24) se coupant à angle droit, chaque demi-pale comprend un élément de pale (37) en quart de cercle, de telle manière qu'en position de repos, les éléments de pales (37) forment en combinaison un couvercle fermant la base inférieure (28) de la cavité (25).
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