EP3926173A1 - Helice pour appareil soufflant comprenant des canaux radiaux de passage d'air - Google Patents

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EP3926173A1
EP3926173A1 EP21180152.7A EP21180152A EP3926173A1 EP 3926173 A1 EP3926173 A1 EP 3926173A1 EP 21180152 A EP21180152 A EP 21180152A EP 3926173 A1 EP3926173 A1 EP 3926173A1
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EP
European Patent Office
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propeller
millimeters
air passage
air
longitudinal axis
Prior art date
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Pending
Application number
EP21180152.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jérémy DELHOM
Nicolas Lauchet
Stéphane Poncet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEB SA
Original Assignee
SEB SA
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A45—HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45D—HAIRDRESSING OR SHAVING EQUIPMENT; EQUIPMENT FOR COSMETICS OR COSMETIC TREATMENTS, e.g. FOR MANICURING OR PEDICURING
    • A45D20/00—Hair drying devices; Accessories therefor
    • A45D20/04—Hot-air producers
    • A45D20/08—Hot-air producers heated electrically
    • A45D20/10—Hand-held drying devices, e.g. air douches
    • A45D20/12—Details thereof or accessories therefor, e.g. nozzles, stands
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D17/00—Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
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    • F04D17/16—Centrifugal pumps for displacing without appreciable compression
    • F04D17/165—Axial entry and discharge
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    • F04D17/16—Centrifugal pumps for displacing without appreciable compression
    • F04D17/167—Operating by means of fibrous or porous elements, e.g. with sponge rotors
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    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
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    • F04D29/30—Vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/666—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps by means of rotor construction or layout, e.g. unequal distribution of blades or vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/20—Three-dimensional
    • F05D2250/28—Three-dimensional patterned
    • F05D2250/283—Three-dimensional patterned honeycomb

Definitions

  • the invention relates to the field of the mechanical design of electrical blowing devices, and in particular of domestic devices dedicated to hairdressing, such as hair dryers in particular.
  • the invention relates on the one hand to a rotating part for a blowing device comprising air passage channels, and on the other hand to a blowing device comprising such a rotating part.
  • the rotating part is for example driven in rotation by an electric motor unit incorporated in the device.
  • a hair dryer usually comprises a handle held by the user, as well as a longitudinal portion generally perpendicular to the handle, for the circulation of air.
  • the air flow emerging from the longitudinal portion is usually heated by heating means.
  • the air flow is generated by a rotating part of the propeller type which sets the air in motion from an air inlet zone to an air outlet zone. air.
  • Rotating parts of the aforementioned type can also be included in other household appliances such as vacuum cleaners, extractor hoods, etc.
  • a known type of rotating part is a propeller comprising a plurality of blades regularly distributed over its periphery, and exhibiting symmetry of revolution.
  • a propeller is for example described in the international application WO 2017/017330 A1 .
  • the propeller of this document has the advantage of having a simple mechanical structure. However, such a propeller can be a significant source of noise pollution during the use of blowers.
  • Noise pollution is mainly due to air flows.
  • the volume of air set in motion between two blades collides with fixed elements facing each other, in particular against rectifier blades.
  • Other examples of fixed elements of the hair dryer, which can interact with the air flow set in motion by the propeller and generate noise pollution, are the support arms and the volute nozzle.
  • the level of perceived noise pollution is linked in particular to the amplitude of the acoustic noise generated by the blades.
  • the latter depends mainly on the type of fluid flow observed and the natural frequencies of vibration.
  • propellers for hair dryers with an optimized mechanical structure have been proposed in order to reduce the acoustic noise generated.
  • the known propellers either exhibit an excessively low efficiency in air flow (which increases the electrical consumption of the hair dryer), or unsatisfactory noise reduction performance, or a complex mechanical structure making their manufacture difficult.
  • an amplitude of the acoustic turbulence noise generated by the part during its rotation must be limited as much as possible.
  • the desired part must in particular be suitable for use in a hair dryer and / or in a vacuum cleaner for domestic use, and be limited to noise levels acceptable for these applications.
  • the desired rotating part has a small size and a low mass.
  • the device incorporating the part must in fact remain small.
  • a propeller for a blower apparatus the propeller being configured to be driven in rotation about a longitudinal axis, the propeller comprising a proximal wall defining an opening d '' intake designed to admit into the propeller an air flow directed along the longitudinal axis,
  • the propeller further comprising a plurality of air passage channels in fluid communication with the inlet opening, said air passage channels being positioned around the longitudinal axis, each air passage channel s 'extending radially outwardly of the longitudinal axis, between an inlet end and an outlet end, wherein the outlet end has an outlet section having a maximum dimension parallel to the longitudinal axis greater than or equal to 4 millimeters.
  • a rotary propeller according to the invention in response to the rotation of the propeller, an air flow is admitted at the level of the intake opening, then is driven radially outwards. Radial air flow passes through the inlet ends and the outlet ends of the air passage channels. A high flow rate outgoing radial flow can be obtained.
  • each radial air passage channel is less than the volume set in motion between two blades of a standard hair dryer propeller.
  • the noise nuisance caused by the collision of the small volume of air exiting each channel against fixed elements of the hair dryer is limited.
  • the “blade passing frequency” is a concept well known to those skilled in the art and corresponds to the product of the number of blades of the propeller by the speed of rotation of the latter.
  • the number of air discharge points is also increased, due to the multiplication of the radial air passage channels.
  • the air flow generated in each radial air passage channel thus approximates a laminar flow and the acoustic turbulence noise is limited.
  • the total energy of the acoustic noise generated is reduced compared to a centrifugal propeller of the state of the art.
  • the propeller of the invention is similar to a centrifugal propeller which would have a high number of equivalent blades.
  • the proposed shape of the outlet sections of the air passage channels makes it possible to significantly reduce noise pollution, while ensuring a sufficient flow rate. of the outgoing radial flow for the main applications envisaged (in particular for incorporating the propeller in a hair dryer).
  • the shape proposed for the outlet ends of the air passage channels limits the total quantity of material necessary for the walls of the channels. , which reduces the total mass of the propeller and optimizes its efficiency.
  • the invention relates to a blowing device, preferably a hair dryer or a vacuum cleaner, the device comprising a propeller as defined above.
  • a blowing apparatus may have the following optional and non-limiting characteristic: the blowing apparatus comprises an air straightening device, the air straightening device being provided to straighten an air flow. radial emerging from the outlet ends of the propeller so as to form an axial air flow parallel to the longitudinal axis.
  • the aforementioned air straightening device can comprise an outer wall in the extension of the proximal wall, and / or an internal wall in the extension of the distal wall.
  • a rotating part according to a particular embodiment, incorporated in a hair dryer, in which the rotating part is a propeller will be described in the rest of the description.
  • the propeller described below can be used, with the same advantages, in another type of blowing device.
  • Any blowing device which requires generating a radial air flow towards the outside, from an incident air flow can advantageously include a propeller described below. It is for example advantageous to incorporate such a propeller in a vacuum cleaner.
  • axial flow a flow in a direction generally parallel to an axis of rotation of the rotating part
  • radial flow a flow in a direction which is generally perpendicular to an axis of the rotary part. rotation of the rotating part and which crosses the axis of rotation.
  • upstream and downstream are understood in relation to the direction of flow of the air flow.
  • the propeller 10 is intended to be incorporated into a hair dryer 1, in a longitudinal portion of the hair dryer, generally called a barrel, which preferably extends perpendicular to a direction of extension of a handle of the hair dryer. .
  • the propeller 10 is placed downstream of an air inlet zone 2 of the hair dryer, and upstream of an air outlet zone 6 of the hair dryer.
  • the propeller 10 is designed to be driven in rotation by a motor, preferably electric. During the operation of the hair dryer, the forced rotation of the propeller 10 causes the movement of air inside the propeller 10, and therefore inside and near the hair dryer. 1 according to the example illustrated in the figures.
  • the propeller 10 is driven in rotation about an axis A.
  • the axis A is an axis of rotation of the propeller 10.
  • the axis A preferably and also serves as an axis of symmetry of revolution for the propeller. 10.
  • the propeller 10 is preferably made by injection molding.
  • a major material of the propeller 10 is preferably a polymer material, such as for example polypropylene (PP) or polyamide reinforced with fibers or glass beads (PAGF).
  • PP polypropylene
  • PAGF polyamide reinforced with fibers or glass beads
  • the helix 10 preferably comprises a proximal wall 4 and a distal wall 5.
  • the "proximal” wall is arranged to be located on the side closest to an air inlet zone 2 of the hair dryer, and the "proximal” wall.
  • distal wall is located on the far side of the air inlet zone 2.
  • the distal wall 5 is axially opposite to the proximal wall 4.
  • the proximal wall 4 and the distal wall 5 are preferably circular, as can be seen in the figure. Figure 1 . These two walls preferably extend in substantially parallel planes.
  • the propeller 10 thus has here a cylindrical outer shape.
  • a plurality of air passage channels 3, a detailed description of which is given below, are interposed between the proximal wall 4 and the distal wall 5 in an axial direction (along the axis A).
  • proximal wall 4 is directed upwards and the distal wall 5 is directed downwards.
  • the proximal wall 4 has an outer edge 400 and an inner edge 401 that are concentric.
  • the outer edge 400 is preferably circular.
  • the internal edge 401 is also preferably circular, and this internal edge 401 defines an intake opening 40 provided to admit a flow of air entering inside the propeller 10.
  • the internal edge 401 therefore also constitutes an edge. intake 401.
  • the incoming air flow is typically axial, directed parallel to the axis A.
  • the intake opening 40 is therefore located around, and contains, the axis A.
  • the internal edge 401 is preferably included in a plane perpendicular to the longitudinal axis A.
  • the intake opening 40 extends transversely to the axis A, and preferably perpendicular to the axis A.
  • a diameter ID of the intake opening 40 is preferably between 10 millimeters and 60 millimeters, and is more preferably between 30 millimeters and 40 millimeters. Here, the ID diameter is 36.5 millimeters. Such size ranges were chosen by the inventors because they present the best possible compromise between the performance of the propeller (in particular the air flow that it can generate) and the size of the propeller.
  • the intake opening 40 delimits one side of a central cavity of the propeller 10.
  • the propeller 10 is thus hollow in shape.
  • the central cavity of the propeller 10 is further delimited by the inlet ends 320 of the air passage channels 3.
  • the propeller 10 is a propeller of the helical-centrifugal type.
  • the operation of the propeller is as follows: the air is sucked in through the intake opening 40, enters the air passage channels 3 through their inlet ends 320, then the air is ejected. centrifugally, that is to say radially, by outlet ends 321 as will be detailed below. Besides this centrifugal movement of the air, a helical movement is also imparted to the air, as explained below. In other words, air undergoes two movements: a centrifugal (radial) movement combined with a helical (axial) movement.
  • a plane P tangent to the inlet opening 40 at the level of the internal edge 401 and comprising the proximal wall 4 defines with the axis A an angle ⁇ not equal to 90 degrees.
  • the angle ⁇ which is illustrated on the Figure 2 , is preferably between 50 degrees and 85 degrees, and more preferably between 60 degrees and 70 degrees.
  • the proximal wall 4 is not included in a single plane perpendicular to the axis A. In other words, the proximal wall 4 is inclined and is not perpendicular to the axis A of rotation of the Helix.
  • Such a construction makes it possible to give, taking into account the rotation of the propeller, a helico-centrifugal movement to the air flow.
  • An advantage of the inclined proximal wall 4 is therefore to use a propeller of the helical-centrifugal type is to have good pressure resistance of the propeller 10 during its drive in rotation, while setting the air in motion. inside the air passage channels 3 with a consequent flow.
  • pressure resistance is meant the ability of the propeller to continue to function well, that is to say to continue to put air in motion, even if the pressure increases. This is particularly the case when the air outlet is partially blocked, for example when an accessory 11 of the concentrator nozzle type is attached to the end of the hair dryer, as can for example be seen in Figure 7a Where 7b .
  • the propeller can be a centrifugal type propeller.
  • a centrifugal propeller when the blower device in which the propeller is integrated is a vacuum cleaner.
  • the plane P comprising the proximal wall 4 and tangent to the intake opening then defines with the axis A an angle of between 85 degrees and 95 degrees, and preferably an angle equal to 90 degrees.
  • Such a propeller then makes it possible to favor the pressure resistance of the propeller, possibly to the detriment of the flow rate, making it possible in particular to compensate for the numerous pressure losses inherent in the suction circuit.
  • a plurality of dividing walls 51 are provided in the body of the helix 10. Each dividing wall 51 connects the proximal wall 4 and the distal wall 5. Each wall separator 51 extends between the central cavity of the propeller 10 and an outer periphery of the propeller 10.
  • each dividing wall 51 is included in a radial plane passing through the longitudinal axis A of the helix 10.
  • the dividing walls 51 thus form radii of the helix 10. In the orientation of the helix. Figure 1 , the dividing walls 51 have a vertical arrangement.
  • An advantage of the incorporation of the dividing walls 51 is to greatly facilitate the industrialization of the propeller, and in particular the release of the propeller 10 during its manufacture.
  • the construction of propeller 10 of the Figure 1 requires only eleven release drawers. It is estimated that twenty-two release drawers would be necessary in the absence of the dividing walls 51.
  • the outside diameter ED of the propeller 10 is between 30 millimeters and 90 millimeters.
  • the propeller 10 remains compact and can easily be integrated into a hair dryer.
  • the outside diameter ED is between 50 millimeters and 70 millimeters, and it is here equal to 60 millimeters, so as to correspond to the usual diameter of the barrel of the hair dryers.
  • the length L of the helix 10 along the axis A is between 3 millimeters and 40 millimeters.
  • the propeller 10 occupies a reduced volume between the air inlet and the air outlet of the hair dryer, and can be integrated without difficulty into the hair dryer.
  • the length L is preferably between 10 millimeters and 40 millimeters, and this length L is here equal to 26.5 millimeters. This range was selected by the inventors so as to offer the best possible compromise between the size of the propeller and aeraulic performance: in fact, it will be understood that the greater the number of air passage channels 3, the better the performance. , but the propeller is more bulky.
  • the propeller 10 whether of the centrifugal or helico-centrifugal type, is used to generate a radial air flow exiting outwards from the axis A, from an air flow entering at the level of the intake opening 40.
  • the outgoing radial air flow is generated when the propeller 10 is rotated about the axis A, for example by means of an electric motor.
  • the propeller 10 For the generation of the outgoing radial air flow, the propeller 10 comprises a plurality of air passage channels 3.
  • the air passage channels 3 are distributed around the axis A. Each air passage channel 3 advantageously extends in a general radial direction with respect to the axis A, towards the outside of the axis A. Each air passage channel 3 has an inlet end 320, an outlet end 321, and channel walls 36 extending between the inlet end 320 and the outlet end 321. The inlet end 320 is closer to axis A than outlet end 321.
  • an air flow admitted inside a given air passage channel 3, via the inlet end 320, is driven in a general radial direction and in a direction away from the axis A under the effect of the centrifugal force generated by the rotation of the propeller. Said air flow is thus directed by the channel walls 36 of the same air passage channel 3, and emerges at the level of the outlet end 321 of the same air passage channel 3.
  • Each passage channel d air 3 is in fluid communication with the inlet opening 40 of the propeller 10, which allows a flow of air entering at the level of the inlet opening 40 to flow through the passage channel. air 3.
  • the general structure of the helix 10 can be qualified as a "multicellular" structure.
  • the air passage channels 3 form juxtaposed cells making it possible to direct the air towards the outside of the propeller 10 under the effect of centrifugal force during the rotation of the propeller.
  • the volume of air directed towards the outside, leaving each “cell”, that is to say from each air passage channel 3, is small. This limits the noise generated by the collision between said volume of outgoing air and fixed elements of the hair dryer (not included in the propeller 10) such as for example the blades of a rectifier.
  • the multiplication of these channels makes it possible to generate a sufficient air flow.
  • the air passage channels 3 are interposed axially between the proximal wall 4 and the distal wall 5 of the helix 10.
  • the inlet ends 320 of the air passage channels. delimit with the proximal wall 4 a central cavity of the helix 10. Said central cavity is concentric with the cylindrical outer periphery of the helix 10.
  • the distal wall 5 closes the side of the helix 10 which is opposite to the inlet opening 40. Said opposite side is located at the bottom of the Figure 1 and at the bottom of the Figure 2 .
  • a mounting hub 54 is formed in the propeller 10, in the center of the distal wall 5.
  • the mounting hub 54 provides a central channel 52 extending along the axis A.
  • a motor drive shaft may be. inserted at the level of the central channel 52 and then be secured to the mounting hub 54 in order to put the propeller 10 in rotation.
  • the length of the mounting hub 54 should be sufficient to mount the propeller 10 securely on a rotating shaft driven by a motor of the hair dryer.
  • the length of the mounting hub 54 is here preferably greater than 6 millimeters.
  • the inlet ends 320 together form a convex conical surface 42.
  • the inlet opening 40 forms a "large base" of the convex conical surface 42.
  • the minimum section 41 is located at the level of a "small base" of the convex conical surface 42.
  • the small base is oriented towards the mounting hub 54, or again towards the distal wall 5, while the large base is oriented towards the proximal wall 4.
  • the edges of the convex conical surface 42 are preferably not straight, but curved.
  • the frustoconical surface is thus curved, and advantageously has the general shape of a bowl.
  • the convex conical surface is concave.
  • An advantage of the curved shape of the edges of the convex conical surface 42 is to increase the total inlet surface area of the air flow, in particular compared to the case where the surface formed by the ends of the air flow. entrance 320 would be cylindrical in shape. As a result, the shape of the convex conical surface 42 is advantageous for reducing the bulk, while maintaining a good level of aeraulic performance.
  • the surface formed by the inlet ends 320 of the air passage channels 3 may alternatively have the general shape of a right cylinder, or else of a truncated cone or of a right cone.
  • the number of air passage channels 3 is advantageously between 60 and 120, and is preferably between 60 and 80.
  • the number of air passage channels 3 is here equal to 66.
  • the number of air passage channels 3 of the propeller 10 is chosen to be high. The number of air discharge points is thus increased, which reduces the energy of the acoustic noise generated when the propeller 10 rotates. This also makes it possible to increase the volume of air set in motion and therefore the flow generated by the propeller.
  • the total number of air passage channels 3 should not, however, be excessive, in order to limit the amount of material required for the channel walls 36 and to limit the complexity of manufacture. This also makes it possible, for a given outside diameter ED, to retain channel sections of sufficient dimensions, as will be detailed below. This makes it possible to maintain a good volume of material / air passage volume ratio. It is also observed that, thanks to the multiplication of the air passage channels 3, the peaks of the acoustic noise due to the rotation of the propeller 10 are of low amplitude.
  • the air passage channels 3 are preferably stacked on at least two stages of channels, along the axis A.
  • the number of channel stages is preferably greater than 3. It is even more advantageously greater than 5.
  • the propeller 10 thus has a large number of air passage channels 3 and therefore has numerous discharge points. air. The total energy of the acoustic noise generated by the rotation of the propeller 10 is reduced, while maintaining a consequent flow, as explained previously.
  • the number of channel stages is preferably less than 10, in order to limit the total size of the part as well as the quantity of material necessary for the manufacture of the channel walls 36.
  • the number of channel stages is equal to 6.
  • the number of air passage channels 3 per stage is preferably between 10 and 15 channels per stage. In the present example of the Figure 1 , there are eleven air passage channels 3 for each channel stage. It should be noted that a channel of hexagonal section divided in its middle by a dividing wall 51 is counted as a single and unique air passage channel 3.
  • the number of air passage channels 3 per stage is a prime number (here 11), in order to limit harmonics. Noise pollution due to the rotation of the room is thus further reduced.
  • each air passage channel 3 has, at its outlet end 321, an outlet section 34, illustrated in FIG.
  • Figure 3 of which a maximum dimension b (oriented parallel to the axis of rotation A of the propeller 10) is between 4 millimeters and 10 millimeters.
  • the outlet section 34 and the inlet section 33 are taken respectively perpendicular to a plane containing the outlet end 321 and to a plane containing the inlet end 320.
  • the maximum dimension b of the outlet section 34 influences the volume of air which emerges from the air passage channel 3 during the setting in motion of the propeller 10.
  • the maximum dimension b is chosen here sufficiently low to reduce this volume of outgoing air. This reduces noise pollution due to the collision of this volume of outgoing air with fixed elements opposite, such as the blades of a straightener of the hair dryer.
  • each air passage channel 3 has an inlet section 33, illustrated in Figure 3 , of which a maximum dimension a (oriented parallel to the axis of rotation A of the propeller 10, as well as the maximum dimension b) is, preferably, less than or equal to the maximum dimension b of the output section 34.
  • the internal volume of the air passage channel 3 increases radially with respect to the axis of rotation A, between its inlet end 320 and its outlet end 321.
  • the maximum dimension a of the inlet section 33 of a given air passage channel 3 is between 70% and 95% of the maximum dimension of the outlet section 34 of the same passage channel d. 'air 3. More preferably, the maximum dimension a is between 75% and 85% of the maximum dimension b, and amounts for example to 80% of the maximum dimension b.
  • the maximum dimension a of the inlet section 33 is chosen small enough to allow a plurality of stages of air passage channels to be arranged along the axis of rotation A, as well as the mounting hub 54.
  • the total length L of the propeller 10 (which is preferably between 10 millimeters and 40 millimeters) must be sufficient to arrange said hub and several stages of channels, but not too long to allow easy integration of the propeller 10 in a hair dryer.
  • FIG. 3 there is shown in Figure 3 the inlet section 33 of an air passage channel 3 of the propeller 10.
  • the Figure 4 shows the outlet section 34 of the same air passage channel 3.
  • the output section 34 presents (on the Figure 4 ) a hexagon shape.
  • the maximum dimension b of the outlet section 34 along the axis of rotation A here corresponds to the length of the middle segment which connects the top top and the bottom top.
  • the maximum dimension b is equal to 6 millimeters.
  • a hexagonal shape of the outlet sections 34 of the propeller 10 is advantageous because the free section available for the passage of air is optimized. The output radial air flow rate is maximized.
  • Another advantage of a hexagon shape of the outlet sections 34 is the possibility of arranging the outlet sections 34 of the air passage channels 3 staggered with respect to one another. This reduces the overall size and the mass of the propeller 10 taken as a whole.
  • the outlet sections 34 preferably form a "honeycomb" structure.
  • the honeycomb structure ensures good rigidity and good mechanical strength of the propeller 10.
  • the space available for the passage of air is maximized while limiting the overall size of the propeller.
  • the hexagon shape of the outlet sections 34 is particularly well suited to the production of a honeycomb structure.
  • the outlet sections of the air passage channels could be chosen square, or even rectangular.
  • the minimum dimension of the outlet section 34 along the axis of rotation A is here denoted w.
  • This minimum dimension w is preferably strictly less than the maximum dimension a; the outlet section 34 thus preferably has a non-rectangular shape.
  • the minimum dimension w of the outlet section 34 corresponds, on the Figure 4 , to the length of the left and right sides of the perimeter of the outlet section 34.
  • the minimum dimension w is preferably less than 10 millimeters, and is more preferably between 1 millimeter and 4 millimeters.
  • the width c taken perpendicular to the axis of rotation A, is preferably between 4 millimeters and 20 millimeters. In the present example, the width c is equal to more than 150% of the maximum dimension b.
  • the inlet section 33 preferably has the same general shape as the outlet section 34, that is to say here a hexagon shape (visible on the Figure 3 ).
  • the maximum dimension a of the inlet section 33 along the axis of rotation A which also corresponds to the length of the segment which connects the top top and the bottom top, is preferably between 2 millimeters and 12 millimeters.
  • the maximum dimension a is more preferably between 2 millimeters and 6 millimeters.
  • the maximum dimension a of the inlet section 33 is preferably less than or equal to the maximum dimension b of the outlet section 34.
  • the minimum dimension w of the inlet section 33 along the length 'axis of rotation A is, in the present example, equal to the minimum dimension w of the outlet section 34, that is to say preferably between 1 millimeter and 4 millimeters.
  • the Figure 5 illustrates three juxtaposed air passage channels 3 of the propeller 10. These three channels are shown isolated from the rest of the structure of the propeller 10, and seen from above.
  • the outlet ends 321 and the inlet ends 320 of each of these channels have shapes according to the diagrams of the Figure 3 and some Figure 4 respectively.
  • the channel walls 36 of the air passage channels 3 are glued together.
  • the channels are staggered.
  • Two juxtaposed air passage channels 3 preferably share a common channel wall 36.
  • the right channel wall 36 for the channel located to the left of the Figure 5 is identical to the left channel wall for the channel to the right of the Figure 5 .
  • each air passage channel 3 the successive sections of said channel, from the inlet end 320 to the outlet end 321, have respective dimensions parallel to the axis of rotation A which s 'gradually enlarge.
  • the maximum dimension b1 of the first intermediate section, taken parallel to the axis of rotation A of the propeller 10, is advantageously strictly less than the maximum dimension b2 of the second intermediate section taken parallel to the axis of rotation A.
  • This last maximum dimension b2 is itself strictly less than the maximum dimension b of the outlet section 34 at the level of the outlet end 321.
  • the respective dimensions of the successive sections of the same air passage channel 3 perpendicular to the axis of rotation A, from the inlet end 320 towards the outlet end 321, also gradually increase. .
  • the channel walls 36 for a given air passage channel (six walls here) preferably have the same thickness in the plane of the outlet section 34. Said thickness is preferably between 0.5 millimeter and 1 millimeter, and is here equal to 0.75 millimeter.
  • the dividing wall 51 preferably also has a thickness of between 0.5 millimeter and 1 millimeter, for example equal to 0.75 millimeter.
  • At least one of the channel walls 36 of a given air passage channel 3 has a greater thickness at the level of the inlet end 320 of said channel than at the level of the end of the channel. output 321 of said channel.
  • the six channel walls 36 of said channel have such a difference in thickness between the inlet end 320 and the outlet end 321.
  • a thickness of the channel walls 36 at the inlet end 320 is equal to 1.3 millimeters.
  • An advantage of the difference in thickness between the inlet and the outlet of the air passage channels 3 is to facilitate demoulding during the manufacture of the propeller 10.
  • a draft is formed at the level of the channel walls 36; the channel walls 36 are thinner on the outside than on the inside.
  • the Figure 6 illustrates a sectional view of the propeller 10.
  • the section plane is a transverse plane orthogonal to the axis of rotation A of the propeller 10.
  • the section plane thus passes through a single channel stage; the eleven air passage channels 3 included in said channel stage are visible on the Figure 6 .
  • the channel walls 36 of the helix 10 are advantageously not included in radial planes.
  • transverse direction F1 of exit the direction F1 is orthogonal to the axis of rotation A, passes through the axis of rotation A and passes through the center 340 of the output section 34.
  • a transverse input direction F2 has also been shown; the direction F2 is orthogonal to the axis of rotation A, passes through the axis of rotation A and passes through the center 330 of the input section 33.
  • the direction F1 is offset by an offset angle ⁇ , with respect to the direction F2.
  • the angle ⁇ is for example between 1 degree and 10 degrees.
  • An advantage of such an offset of the channel walls 36 is to accelerate the radial air flow, as said flow progresses outward. The flow rate of the outgoing flow is then increased.
  • a radial exit direction F'1 the direction F'1 passes through the axis of rotation A and passes through the center 340 of the outlet section 34.
  • a radial inlet direction F'2 has also been shown; the direction F'2 is orthogonal to the axis of rotation A, crosses the direction F'1 at a point on the axis of rotation A, and passes through the center 330 of the input section 33.
  • the direction F'1 is offset by a downward offset angle ⁇ , with respect to the direction F'2.
  • the angle ⁇ is for example between 5 degrees and 20 degrees.
  • the propeller 10 is advantageously incorporated in an air circulation chamber of a hair dryer.
  • a hair dryer 1 comprising the propeller 10 is described in what follows.
  • the hair dryer 1 comprises a handle allowing the hair dryer 1 to be held by a user. Said handle is not illustrated on the Figures 7a , 7b and 8 . Said handle typically comprises buttons for manually controlling the hair dryer 1.
  • the hair dryer further comprises a longitudinal portion, also called a barrel, extending parallel to the axis of rotation A of the propeller 10.
  • An air inlet area 2 of the hair dryer 1 is located at one end of the longitudinal portion and an air outlet area 6 of the hair dryer 1 is located at the other end.
  • An air circulation chamber extends between the inlet area and the outlet area.
  • ambient air is drawn in at the air inlet zone 2.
  • the ambient air enters the air circulation chamber via a inlet opening 20 of the air inlet zone 2, then is set in motion along the air circulation chamber, up to the air outlet zone 6.
  • the outlet zone 6 presents typically a circular shape.
  • an accessory 11 making it possible to modify the shape of the air flow emitted by the hair dryer.
  • the accessory 11 is a concentrator nozzle used to concentrate the air flow in a precise location. In a manner known as such, this type of accessory is typically used for shaping the hair.
  • the inlet opening 20 is for example circular, and comprises for example a grid through which the incoming air flow is admitted.
  • the inlet opening 20 preferably admits the axis of rotation A of the propeller 10 as the axis of symmetry of revolution.
  • the propeller 10 is positioned downstream of the air inlet zone 2 of the hair dryer 1 and is positioned upstream of the air outlet zone 3, in the air circulation chamber.
  • the propeller 10, by virtue of its rotation, is responsible for setting the air in motion in the air circulation chamber.
  • a general architecture of the hair dryer 1 is for example in accordance with the hair dryer of the publication WO 2017/017330 A1 , in relation to the Figure 1 of this document.
  • the hair dryer 1 comprises an electric motor 8 carrying a rotating shaft.
  • the electric motor 8 is visible on the Figure 7a , which illustrates some internal components of the hair dryer.
  • the rotating shaft is mechanically connected to the propeller 10, so that the propeller 10 can be rotated about the axis A.
  • the rotating shaft extends along the axis A, and the propeller 10 is directly mounted on the rotating shaft via the mounting hub 54 previously described.
  • a shock absorber also called a “silentbloc” according to the current name, can be provided at the periphery of the electric motor 8 to damp the vibrations of said motor.
  • the speed of rotation of the electric motor 8 is sufficient to guarantee a high flow rate of the air flow leaving the propeller 10.
  • the speed of rotation of the electric motor is between 5,000 revolutions per minute and 30,000 revolutions per minute. minute.
  • the propeller 10 is preferably rotated in the counterclockwise direction.
  • the flow rate of the air flow leaving the propeller 10 can be between 40 cubic meters per hour and 90 cubic meters per hour.
  • the Figure 7b illustrates the hair dryer 1 in an orientation identical to that of the Figure 7a . Additional components of the hair dryer 1, located on top of certain internal components visible on the Figure 7a , are visible on the Figure 7b .
  • the hair dryer advantageously comprises a straightener 7 located downstream of the helix 10.
  • the straightener 7 has an outer diameter greater than the outer diameter ED of the helix 10.
  • the straightener 7 is preferably positioned in the vicinity of the wall. distal 5 of helix 10.
  • a function of the rectifier 7 is to channel the flow of air leaving the propeller 10 and to straighten said flow.
  • the rectifier 7 comprises, on its periphery, several rectifier blades 70 advantageously having a helical shape.
  • the rectifier will make it possible to transform the radial or helical-radial flow generated by the propeller 10 into an axial air flow which will be emitted by the air outlet zone 6.
  • the rectifier 7 visible on the Figure 7b comprising the stator vanes 70 is replaceable by a stator having a spiral shape ("snail volute").
  • FIG. 8 a longitudinal sectional view of the hair dryer 1, illustrating elements of the interior of the hair dryer.
  • the outer shell 6 has in particular an inner shell wall 60.
  • the inner shell wall 60 faces the rectifier, in the air circulation chamber.
  • the straightener 7 forms with the inner shell wall 60 an air straightening device, provided to straighten the radial air flow emerging from the outlet ends 321 of the propeller 10 so as to form an axial air flow.
  • the inner shell wall 60 extends from the vicinity of the outer edge 40 of the proximal wall 4 of the helix 10.
  • the rectifier 7 preferably extends from the outer edge 50. of the distal wall 5 of the helix 10.
  • An advantage of this preferred configuration is that the radial air flow exiting the propeller 10 is guided by the internal hull wall 60 and by the rectifier 7, to form an axial air flow directed along the axis. rotation A towards the air outlet area 3.
  • the propeller 10 having a plurality of air passage channels 3 according to a “multi-cell” configuration thus provides an effective solution for obtaining a radial air flow exiting at a high rate, while greatly reducing the noise pollution generated by it. the rotation of the propeller.
  • the propeller 10 Due to the presence of a large number of air passage channels, the propeller 10 has a large number of equivalent blades.
  • the amplitude of acoustic noise is reduced. Further, the blade-passing frequency of the propeller 10 is higher than the blade-passing frequency of a standard centrifugal propeller, which makes the acoustic noise more high-pitched and less harmful to the human user.
  • the propeller 10 is also advantageously used inside a vacuum cleaner.
  • an alternative rotating part for a hair dryer can be formed by gluing two identical propellers back to back, for example conforming to the structure illustrated on the figures.
  • Figures 1 to 6 The term “back-to-back” is understood to mean that the faces comprising the mounting hubs can be arranged one against the other, so as to obtain a rotating part of doubled length.
  • An advantage of such a rotating part is to increase the flow rate of the outgoing radial air flow, for an unchanged speed of rotation of the rotating part (speed preferably between 5,000 revolutions per minute and 30,000 revolutions per minute) .

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Abstract

La présente invention concerne une hélice (10) pour appareil soufflant, configurée pour être entraînée en rotation autour d'un axe longitudinal (A), l'hélice comprenant :- une paroi proximale (4) définissant une ouverture d'admission (40) admettant un flux d'air dirigé selon l'axe longitudinal (A),- une pluralité de canaux de passage d'air (3) en communication fluidique avec l'ouverture d'admission (40), lesdits canaux de passage d'air (3) étant positionnés autour de l'axe longitudinal (A), chaque canal de passage d'air (3) s'étendant radialement entre une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie, l'extrémité de sortie ayant une section de sortie (34) ayant une dimension maximale parallèlement à l'axe longitudinal (A) supérieure ou égale à 4 millimètres.La présente invention concerne par ailleurs un appareil soufflant, de préférence un sèche-cheveux ou un aspirateur, comprenant une telle hélice.

Description

    DOMAINE DE L'INVENTION
  • L'invention s'inscrit dans le domaine de la conception mécanique d'appareils électriques soufflants, et notamment d'appareils domestiques dédiés à la coiffure, comme les sèche-cheveux notamment.
  • L'invention concerne d'une part une pièce rotative pour appareil soufflant comprenant des canaux de passage d'air, et concerne d'autre part un appareil soufflant comprenant une telle pièce rotative.
    • ETAT DE LA TECHNIQUE
  • Plusieurs appareils domestiques soufflants intègrent une pièce rotative pour produire un flux d'air radial à l'intérieur de l'appareil. La pièce rotative (hélice) est par exemple entraînée en rotation par un bloc moteur électrique incorporé à l'appareil.
  • De telles pièces rotatives sont notamment utilisées dans des appareils de la catégorie des sèche-cheveux, pour produire un flux d'air sortant. Un sèche-cheveux comprend usuellement un manche tenu par l'utilisateur, ainsi qu'une portion longitudinale généralement perpendiculaire au manche, pour la circulation de l'air. Le flux d'air émergeant de la portion longitudinale est usuellement chauffé par des moyens de chauffage.
  • Dans des sèche-cheveux de l'état de la technique, le flux d'air est généré par une pièce rotative de type hélice qui met en mouvement l'air depuis une zone d'entrée d'air vers une zone de sortie d'air.
  • Des pièces rotatives du type susmentionné peuvent également être incluses dans d'autres appareils domestiques tels que des aspirateurs, des hottes aspirantes, etc.
  • Un type connu de pièce rotative est une hélice comprenant une pluralité d'aubes régulièrement réparties sur sa périphérie, et présentant une symétrie de révolution. Une telle hélice est par exemple décrite dans la demande internationale WO 2017/017330 A1 .
  • L'hélice de ce document présente l'avantage d'avoir une structure mécanique simple. Toutefois, une telle hélice peut être une source significative de nuisances sonores au cours de l'utilisation des appareils soufflants.
  • Les nuisances sonores sont principalement dues aux écoulements d'air. Le volume d'air mis en mouvement entre deux pales entre en collision avec des éléments fixes en regard, notamment contre des aubages de redresseur. D'autres exemples d'éléments fixes du sèche-cheveux, pouvant interagir avec le flux d'air mis en mouvement par l'hélice et générer des nuisances sonores, sont les bras de support et le bec de volute.
  • On observe en outre des changements de régime de turbulence de l'écoulement fluide à l'intérieur des flux d'air, en particulier dans des couches limites d'air au voisinage de la face intrados et de la face extrados des pales de l'hélice. De tels changements de régime de turbulence aggravent les nuisances sonores.
  • Le niveau de nuisances sonores perçu est notamment relié à l'amplitude du bruit acoustique généré par les pales. Cette dernière dépend principalement du type d'écoulement fluide observé et des fréquences propres de vibration.
  • Il existe un intérêt commercial pour réduire les nuisances perçues par l'utilisateur, pour les sèche-cheveux et pour de nombreux autres appareils domestiques.
  • Il a été proposé d'autres hélices pour sèche-cheveux de structure mécanique optimisée afin de réduire le bruit acoustique généré. Toutefois, les hélices connues présentent soit un rendement trop faible en débit d'air (ce qui alourdit la consommation électrique du sèche-cheveux), soit des performances de réduction de bruit peu satisfaisantes, soit une structure mécanique complexe rendant leur fabrication délicate.
    • DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION
  • Au regard de ce qui précède, il existe un besoin pour une pièce rotative d'appareil soufflant qui génère un flux radial d'air de débit élevé par la mise en mouvement d'un flux d'air entrant, tout en causant peu de nuisances sonores pendant son fonctionnement.
  • Notamment, une amplitude du bruit acoustique de turbulence généré par la pièce au cours de sa rotation doit être limitée au maximum. Dans le même objectif de réduction des nuisances sonores, on souhaite que la fréquence de passage de pale de la pièce au cours de sa rotation soit la plus élevée possible. En effet, une fréquence de passage de pale élevée a pour effet de minimiser l'énergie du bruit émis par la pièce en rotation. Le niveau sonore perçu par l'utilisateur est donc minimisé.
  • La pièce recherchée doit en particulier être adaptée pour une utilisation dans un sèche-cheveux et/ou dans un aspirateur à usage domestique, et se limiter à des niveaux de nuisances sonores acceptables pour ces applications.
  • Il existe un besoin additionnel pour une pièce rotative permettant de générer un flux radial d'air de débit élevé, tout en nécessitant une quantité modérée de matière pour sa fabrication. De préférence, la pièce rotative recherchée présente un encombrement et une masse faibles. L'appareil incorporant la pièce doit en effet demeurer peu volumineux.
  • On recherche en outre une pièce peu complexe à fabriquer.
  • Il est à cet effet proposé, selon un premier aspect de l'invention, une hélice pour appareil soufflant, l'hélice étant configurée pour être entraînée en rotation autour d'un axe longitudinal, l'hélice comprenant une paroi proximale définissant une ouverture d'admission prévue pour admettre dans l'hélice un flux d'air dirigé selon l'axe longitudinal,
  • l'hélice comprenant en outre une pluralité de canaux de passage d'air en communication fluidique avec l'ouverture d'admission, lesdits canaux de passage d'air étant positionnés autour de l'axe longitudinal, chaque canal de passage d'air s'étendant radialement vers l'extérieur de l'axe longitudinal, entre une extrémité d'entrée et une extrémité de sortie,
    dans laquelle l'extrémité de sortie a une section de sortie ayant une dimension maximale parallèlement à l'axe longitudinal supérieure ou égale à 4 millimètres. Dans une hélice rotative selon l'invention, en réponse à la rotation de l'hélice, un flux d'air est admis au niveau de l'ouverture d'admission, puis est entraîné radialement vers l'extérieur. Le flux d'air radial passe par les extrémités d'entrée et les extrémités de sortie des canaux de passage d'air. Un flux radial sortant de débit élevé peut être obtenu.
  • Le volume sortant de chaque canal radial de passage d'air est inférieur au volume mis en mouvement entre deux pales d'une hélice standard de sèche-cheveux. Ainsi, on limite la nuisance sonore causée par la collision du petit volume d'air sortant de chaque canal contre des éléments fixes du sèche-cheveux.
  • On observe en outre une augmentation de la fréquence de passage de pale, par rapport à une hélice centrifuge de l'état de la technique. Le bruit acoustique généré par la mise en mouvement de l'air au sein de l'hélice est donc plus aigu. La « fréquence de passage de pale » est une notion bien connue de l'homme du métier et correspond au produit du nombre de pales de l'hélice par la vitesse de rotation de cette dernière.
  • Le nombre de points de décharge d'air est également augmenté, du fait de la multiplication des canaux radiaux de passage d'air. L'écoulement d'air généré dans chaque canal radial de passage d'air se rapproche ainsi d'un écoulement laminaire et le bruit acoustique de turbulence est limité. A débit d'air sortant constant, l'énergie totale du bruit acoustique généré est diminuée par rapport à une hélice centrifuge de l'état de la technique.
  • L'hélice de l'invention s'apparente à une hélice centrifuge qui présenterait un nombre élevé de pales équivalentes.
  • La forme proposée des sections de sortie des canaux de passage d'air, et en particulier la dimension maximale parallèlement à l'axe longitudinal supérieure ou égale à 4 mm, permet de réduire de manière importante les nuisances sonores, tout en assurant un débit suffisant du flux radial sortant pour les principales applications envisagées (notamment pour incorporer l'hélice dans un sèche-cheveux).
  • De plus, la forme proposée pour les extrémités de sortie des canaux de passage d'air, et en particulier la dimension maximale parallèlement à l'axe longitudinal supérieure ou égale à 4 mm, limite la quantité totale de matière nécessaire pour les parois des canaux, ce qui diminue la masse totale de l'hélice et optimise son rendement.
  • Des caractéristiques optionnelles et non limitatives d'une hélice telle que définie ci-avant sont les suivantes, prises seules ou en l'une quelconque des combinaisons possibles :
    • pour au moins un canal de passage d'air, la dimension maximale de la section de sortie parallèlement à l'axe longitudinal est comprise entre 4 millimètres et 10 millimètres, de préférence entre 5 millimètres et 7 millimètres, et est avantageusement égale à 6 millimètres.
    • la section de sortie présente une dimension minimale parallèlement à l'axe longitudinal strictement inférieure à la dimension maximale, la dimension minimale étant de préférence inférieure à 10 millimètres et étant plus préférentiellement comprise entre 1 millimètre et 4 millimètres.
    • les sections de sortie des canaux de passage d'air présentent une forme en hexagone.
    • l'hélice est une hélice de type hélico-centrifuge.
    • l'ouverture d'admission présente un bord d'admission, et un angle γ entre l'axe longitudinal et un plan tangent à la paroi proximale au niveau dudit bord d'admission est compris entre 50 degrés et 85 degrés, plus préférentiellement entre 60 degrés et 70 degrés,
    • l'extrémité d'entrée d'au moins un canal de passage d'air présente une section d'entrée ayant une dimension maximale parallèlement à l'axe longitudinal inférieure ou égale à la dimension maximale de la section de sortie dudit canal de passage d'air,
      ladite dimension maximale de la section d'entrée étant de préférence comprise entre 2 millimètres et 12 millimètres, plus préférentiellement entre 2 millimètres et 6 millimètres.
    • la section d'entrée dudit canal de passage d'air présente une forme identique à la forme de la section de sortie dudit canal de passage d'air, et dans laquelle des sections successives dudit canal de passage d'air depuis la section d'entrée jusqu'à la section de sortie présentent des dimensions respectives parallèlement à l'axe longitudinal s'agrandissant progressivement.
    • au moins un canal de passage d'air comprend une section de sortie présentant un premier centre et comprend en outre une section d'entrée
  • présentant un deuxième centre, une direction radiale de sortie passant par le premier centre étant décalée angulairement d'un angle β dans un plan radial passant par l'axe longitudinal, dans un sens d'éloignement de l'ouverture d'admission, par rapport à une direction radiale d'entrée orthogonale à l'axe longitudinal et passant par le deuxième centre.
    • le nombre de canaux de passage d'air est compris entre 30 et 100, ledit nombre de canaux étant de préférence compris entre 50 et 80 et étant plus préférentiellement égal à 66.
    • les sections de sortie respectives des canaux de passage d'air sont disposées en quinconce, de sorte que lesdites sections de sortie forment ensemble une structure en nid d'abeille.
    • l'hélice comprend une pluralité d'étages de canaux de passage d'air le long de l'axe longitudinal, le nombre d'étages étant supérieur à 3, le nombre d'étages étant de préférence supérieur à 5 et plus préférentiellement égal à 6.
    • l'ouverture d'admission présente une section de forme circulaire ayant un diamètre intérieur compris entre 10 millimètres et 60 millimètres, ledit diamètre intérieur étant de préférence compris entre 30 millimètres et 40 millimètres et étant plus préférentiellement égal à 36,5 millimètres.
    • l'hélice présente un diamètre extérieur compris entre 30 millimètres et 90 millimètres, ledit diamètre extérieur étant de préférence compris entre 50 millimètres et 70 millimètres et étant plus préférentiellement égal à 60 millimètres.
    • l'hélice présente une longueur le long de l'axe longitudinal comprise entre 3 millimètres et 40 millimètres, ladite longueur étant de préférence comprise entre 10 millimètres et 40 millimètres et étant plus préférentiellement égale à 26,5 millimètres
    • l'hélice comprend en outre une paroi distale opposée à la paroi proximale, les canaux de passage d'air étant intercalés entre la paroi proximale et la paroi distale,
      et, de préférence, une pluralité de parois séparatrices longitudinales reliant la paroi proximale et la paroi distale, chacune desdites parois séparatrices longitudinales étant comprise dans un plan radial respectif passant par l'axe longitudinal.
    • les extrémités d'entrée forment ensemble une surface tronconique bombée s'étendant autour de l'axe longitudinal, l'ouverture d'admission formant une grande base de la surface tronconique bombée.
    • au moins un canal de passage d'air est délimité par une pluralité de parois de canal s'étendant entre l'extrémité d'entrée dudit canal et l'extrémité de sortie dudit canal,
      au moins l'une desdites parois de canal présentant une épaisseur au niveau de l'extrémité d'entrée supérieure à une épaisseur de ladite paroi de canal au niveau de l'extrémité de sortie.
  • Selon un deuxième aspect, l'invention vise un appareil soufflant, de préférence un sèche-cheveux ou un aspirateur, l'appareil comprenant une hélice telle que définie ci-avant.
  • Un appareil soufflant selon le deuxième aspect de l'invention peut présenter la caractéristique optionnelle et non limitative suivante : l'appareil soufflant comprend un dispositif de redressement d'air, le dispositif de redressement d'air étant prévu pour redresser un flux d'air radial émergeant des extrémités de sortie de l'hélice de sorte à former un flux d'air axial parallèle à l'axe longitudinal.
  • Notamment, dans le cas mentionné ci-avant où l'hélice présente une paroi distale opposée à la paroi proximale de l'hélice par rapport à l'axe longitudinal, le dispositif de redressement d'air susmentionné peut comprendre une paroi externe dans le prolongement de la paroi proximale, et/ou une paroi interne dans le prolongement de la paroi distale.
    • DESCRIPTION GENERALE DES FIGURES
  • D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés parmi lesquels :
    • [Fig. 1] La Figure 1 est une vue en perspective du dessus d'une hélice pour appareil soufflant selon un exemple de réalisation de l'invention.
    • [Fig. 2] La Figure 2 représente l'hélice de la Figure 1 vue de l'intérieur, en coupe selon un plan radial passant par l'axe longitudinal A.
    • [Fig. 3] La Figure 3 illustre schématiquement une section d'entrée d'une extrémité d'entrée d'un canal radial de passage d'air formé par l'hélice de la Figure 1.
    • [Fig. 4] La Figure 4 illustre schématiquement une section de sortie d'une extrémité de sortie d'un canal radial de passage d'air formé par l'hélice de la Figure 1.
    • [Fig. 5] La Figure 5 représente schématiquement trois canaux de passage d'air juxtaposés.
    • [Fig. 6] La Figure 6 représente schématiquement l'hélice de la Figure 1 vue en coupe selon un plan transversal orthogonal à l'axe longitudinal A.
    • [Fig. 7a] La Figure 7a illustre des composants internes d'un sèche-cheveux selon un exemple de réalisation, comprenant une hélice conforme à l'exemple de la Figure 1.
    • [Fig. 7b] La Figure 7b est une vue du même sèche-cheveux, sur laquelle certains des composants externes du sèche-cheveux sont visibles.
    • [Fig. 8] La Figure 8 est une vue en coupe longitudinale d'un sèche-cheveux équipé d'une hélice conforme à la Figure 1.
    DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION
  • On décrira dans toute la suite une pièce rotative selon un exemple particulier de réalisation, incorporée à un sèche-cheveux, dans lequel la pièce rotative est une hélice. On comprendra toutefois que l'hélice décrite ci-après peut être utilisée, avec les mêmes avantages, dans un autre type d'appareil soufflant. Tout appareil soufflant qui nécessite de générer un flux d'air radial vers l'extérieur, à partir d'un flux d'air incident, peut avantageusement inclure une hélice décrite ci-après. Il est par exemple avantageux d'incorporer une telle hélice dans un aspirateur.
  • Dans toute la suite, on qualifie de « flux axial » un flux selon une direction globalement parallèle à un axe de rotation de la pièce rotative, et on qualifie de « flux radial » un flux selon une direction qui est globalement perpendiculaire à un axe de rotation de la pièce rotative et qui croise l'axe de rotation. Les expressions « amont » et « aval » s'entendent par rapport au sens d'écoulement du flux d'air.
  • Sur l'ensemble des figures annexées et tout au long de la description ci-après, les éléments similaires portent des références alphanumériques identiques.
    • Hélice hélico-centrifuge
  • On a représenté en Figure 1 une hélice 10 selon un exemple de l'invention. L'hélice 10 est prévue pour être incorporée à un sèche-cheveux 1, dans une portion longitudinale du sèche-cheveux, généralement appelée fût, qui s'étend de préférence perpendiculairement à une direction d'extension d'un manche du sèche-cheveux. L'hélice 10 se place en aval d'une zone d'entrée d'air 2 du sèche-cheveux, et en amont d'une zone de sortie d'air 6 du sèche-cheveux. L'hélice 10 est conçue pour être entraînée en rotation par un moteur, préférentiellement électrique. Au cours du fonctionnement du sèche-cheveux, la rotation forcée de l'hélice 10 engendre la mise en mouvement de l'air à l'intérieur de l'hélice 10, et par conséquent à l'intérieur et à proximité du sèche-cheveux 1 selon l'exemple illustré aux figures.
  • L'hélice 10 est entraînée en rotation autour d'un axe A. L'axe A est un axe de rotation de l'hélice 10. L'axe A sert de préférence et également d'axe de symétrie de révolution pour l'hélice 10.
  • L'hélice 10 est de préférence fabriquée par moulage par injection. Un matériau majoritaire de l'hélice 10 est de préférence un matériau polymère, comme par exemple du polypropylène (PP) ou du polyamide renforcé de fibres ou billes de verre (PAGF).
  • L'hélice 10 comprend de préférence une paroi proximale 4 et une paroi distale 5. La paroi « proximale » est agencée pour être située du côté le plus proche d'une zone d'entrée d'air 2 du sèche-cheveux, et la paroi « distale » se situe du côté le plus lointain de la zone d'entrée d'air 2. La paroi distale 5 est opposée axialement à la paroi proximale 4.
  • La paroi proximale 4 et la paroi distale 5 sont de préférence circulaires, comme on peut le voir sur la Figure 1. Ces deux parois s'étendent de préférence dans des plans sensiblement parallèles. L'hélice 10 présente ainsi ici une forme extérieure cylindrique. Une pluralité de canaux de passage d'air 3, dont une description détaillée est fournie ci-après, sont intercalés entre la paroi proximale 4 et la paroi distale 5 selon une direction axiale (le long de l'axe A).
  • Dans l'orientation de l'hélice 10 illustrée sur la Figure 1, la paroi proximale 4 est dirigée vers le haut et la paroi distale 5 est dirigée vers le bas.
  • La paroi proximale 4 présente un bord externe 400 et un bord interne 401 concentriques. Le bord externe 400 est de préférence circulaire. Le bord interne 401 est également de préférence circulaire, et ce bord interne 401 définit une ouverture d'admission 40 prévue pour admettre un flux d'air entrant à l'intérieur de l'hélice 10. Le bord interne 401 constitue donc également un bord d'admission 401. Le flux d'air entrant est typiquement axial, dirigé parallèlement à l'axe A. L'ouverture d'admission 40 est donc située autour de, et contient, l'axe A.
  • Le bord interne 401 est de préférence compris dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal A. Ainsi, l'ouverture d'admission 40 s'étend transversalement à l'axe A, et préférentiellement perpendiculairement à l'axe A.
  • Un diamètre ID de l'ouverture d'admission 40 est de préférence compris entre 10 millimètres et 60 millimètres, et est plus préférentiellement compris entre 30 millimètres et 40 millimètres. Ici, le diamètre ID s'élève à 36,5 millimètres. De telles plages de dimensions ont été choisies par les inventeurs car elles présentent le meilleur compromis possible entre performances de l'hélice (en particulier le débit d'air qu'elle peut engendrer) et encombrement de l'hélice. L'ouverture d'admission 40 délimite un côté d'une cavité centrale de l'hélice 10. L'hélice 10 est ainsi de forme creuse. La cavité centrale de l'hélice 10 est en outre délimitée par les extrémités d'entrée 320 des canaux de passage d'air 3. Dans le présent exemple, l'hélice 10 est une hélice de type hélico-centrifuge. Ainsi, le fonctionnement de l'hélice est le suivant : l'air est aspiré par l'ouverture d'admission 40, pénètre dans les canaux de passage d'air 3 par leurs extrémités d'entrée 320, puis l'air est éjecté de manière centrifuge, c'est-à-dire radiale, par des extrémités de sortie 321 comme cela sera détaillé par la suite. Outre ce mouvement centrifuge de l'air, un mouvement hélicoïdal est également conféré à l'air, comme cela est expliqué ci-après. En d'autres termes, l'air subit deux mouvements : un mouvement centrifuge (radial) combiné à un mouvement hélicoïdal (axial).
  • Comme on peut le voir sur les Figures 1 et 2, un plan P tangent à l'ouverture d'admission 40 au niveau du bord interne 401 et comprenant la paroi proximale 4 définit avec l'axe A un angle γ non égal à 90 degrés. L'angle γ, qui est illustré sur la Figure 2, est de préférence compris entre 50 degrés et 85 degrés, et plus préférentiellement entre 60 degrés et 70 degrés. Ainsi, la paroi proximale 4 n'est pas comprise dans un unique plan perpendiculaire à l'axe A. En d'autres termes, la paroi proximale 4 est inclinée et n'est pas perpendiculaire à l'axe A de rotation de l'hélice. Une telle construction permet de donner, compte tenu de la rotation de l'hélice, un mouvement hélico-centrifuge au flux d'air.
  • Un avantage de la paroi proximale 4 inclinée est donc d'utiliser une hélice de type hélico-centrifuge est d'avoir une bonne tenue en pression de l'hélice 10 au cours de son entraînement en rotation, tout en mettant l'air en mouvement à l'intérieur des canaux de passage d'air 3 avec un débit conséquent. Ainsi, en sélectionnant les plages de valeur ci-dessus pour l'angle γ, les inventeurs ont trouvé le meilleur compromis possible entre tenue à la pression de l'hélice et débit. Par « tenue à la pression », on entend la capacité qu'a l'hélice à continuer de bien fonctionner, c'est-à-dire à continuer à mettre en mouvement de l'air, même si la pression augmente. Cela est particulièrement le cas lorsque la sortie d'air est partiellement obturée, par exemple lorsqu'un accessoire 11 de type buse concentratrice est fixé à l'extrémité du sèche-cheveux, comme on peut par exemple le voir à la Figure 7a ou 7b.
  • Alternativement, l'hélice peut être une hélice de type centrifuge. Notamment, il est avantageux d'utiliser une hélice centrifuge lorsque l'appareil soufflant auquel l'hélice est intégrée est un aspirateur. Le plan P comprenant la paroi proximale 4 et tangent à l'ouverture d'admission définit alors avec l'axe A un angle compris entre 85 degrés et 95 degrés, et de préférence un angle égal à 90 degrés. Une telle hélice permet alors de privilégier la tenue en pression de l'hélice, éventuellement au détriment du débit, permettant notamment de compenser les nombreuses pertes de charge inhérentes au circuit d'aspiration. De manière optionnelle, comme on peut le voir à la Figure 1, une pluralité de parois séparatrices 51 sont fournies dans le corps de l'hélice 10. Chaque paroi séparatrice 51 relie la paroi proximale 4 et la paroi distale 5. Chaque paroi séparatrice 51 s'étend entre la cavité centrale de l'hélice 10 et une périphérie extérieure de l'hélice 10.
  • Par « périphérie extérieure » on entend la surface formée par l'ensemble des extrémités de sortie 321 des canaux de passage d'air 3, cette périphérie extérieure présentant une forme générale cylindrique dans le présent exemple. De préférence, chaque paroi séparatrice 51 est comprise dans un plan radial passant par l'axe longitudinal A de l'hélice 10. Les parois séparatrices 51 forment ainsi des rayons de l'hélice 10. Dans l'orientation de la Figure 1, les parois séparatrices 51 présentent une disposition verticale.
  • Un avantage de l'incorporation des parois séparatrices 51 est de grandement faciliter l'industrialisation de l'hélice, et en particulier le démoulage de l'hélice 10 lors de sa fabrication. Par exemple, la construction de l'hélice 10 de la Figure 1 nécessite seulement onze tiroirs de démoulage. Il est estimé que vingt-deux tiroirs de démoulage seraient nécessaires en l'absence des parois séparatrices 51.
  • De façon avantageuse, le diamètre extérieur ED de l'hélice 10 est compris entre 30 millimètres et 90 millimètres. Ainsi, l'hélice 10 demeure peu encombrante et peut s'intégrer sans difficulté dans un sèche-cheveux.
  • De manière plus préférentielle, le diamètre extérieur ED est compris entre 50 millimètres et 70 millimètres, et il est ici égal à 60 millimètres, de manière à correspondre au diamètre habituel du fût des sèches cheveux.
  • De façon avantageuse, la longueur L de l'hélice 10 le long de l'axe A est comprise entre 3 millimètres et 40 millimètres. Ainsi, l'hélice 10 occupe un volume réduit entre l'entrée d'air et la sortie d'air du sèche-cheveux, et peut s'intégrer sans difficulté dans le sèche-cheveux.
  • La longueur L est de préférence comprise entre 10 millimètres et 40 millimètres, et cette longueur L est ici égale à 26,5 millimètres. Cette plage a été sélectionnée par les inventeurs de manière à offrir le meilleur compromis possible entre encombrement de l'hélice et performances aérauliques : en effet, on comprendra que plus le nombre de canaux de passage d'air 3 est important, meilleures sont les performances, mais l'hélice est plus encombrante.
    • Canaux radiaux de passage d'air
  • L'hélice 10, qu'elle soit de type centrifuge ou hélico-centrifuge, est utilisée pour générer un flux d'air radial sortant vers l'extérieur de l'axe A, à partir d'un flux d'air entrant au niveau de l'ouverture d'admission 40. Le flux d'air radial sortant est généré lorsque l'hélice 10 est entraînée en rotation autour de l'axe A, par exemple au moyen d'un moteur électrique.
  • Pour la génération du flux d'air radial sortant, l'hélice 10 comprend une pluralité de canaux de passage d'air 3.
  • Les canaux de passage d'air 3 sont répartis autour de l'axe A. Chaque canal de passage d'air 3 s'étend avantageusement selon une direction générale radiale par rapport à l'axe A, vers l'extérieur de l'axe A. Chaque canal de passage d'air 3 présente une extrémité d'entrée 320, une extrémité de sortie 321 et des parois de canal 36 s'étendant entre l'extrémité d'entrée 320 et l'extrémité de sortie 321. L'extrémité d'entrée 320 est plus proche de l'axe A que l'extrémité de sortie 321.
  • Ainsi, un flux d'air admis à l'intérieur d'un canal de passage d'air 3 donné, via l'extrémité d'entrée 320, est entraîné dans une direction générale radiale et dans un sens d'éloignement par rapport à l'axe A sous l'effet de la force centrifuge engendrée par la rotation de l'hélice. Ledit flux d'air est ainsi dirigé par les parois de canal 36 du même canal de passage d'air 3, et émerge au niveau de l'extrémité de sortie 321 du même canal de passage d'air 3. Chaque canal de passage d'air 3 est en communication fluidique avec l'ouverture d'admission 40 de l'hélice 10, ce qui permet à un flux d'air entrant au niveau de l'ouverture d'admission 40 de circuler dans le canal de passage d'air 3.
  • La structure générale de l'hélice 10 peut être qualifiée de structure « multicellulaire ». Les canaux de passage d'air 3 forment des cellules juxtaposées permettant de diriger l'air vers l'extérieur de l'hélice 10 sous l'effet de la force centrifuge lors de la rotation de l'hélice. Le volume d'air dirigé vers l'extérieur, sortant de chaque « cellule », c'est-à-dire de chaque canal de passage d'air 3, est faible. On limite ainsi le bruit généré par la collision entre ledit volume d'air sortant et des éléments fixes du sèche-cheveux (non inclus dans l'hélice 10) tels que par exemple des aubages d'un redresseur. Toutefois, la multiplication de ces canaux permet d'engendrer un débit d'air suffisant. Dans le présent exemple, les canaux de passage d'air 3 sont intercalés axialement entre la paroi proximale 4 et la paroi distale 5 de l'hélice 10. Comme indiqué ci-avant, les extrémités d'entrée 320 des canaux de passage d'air délimitent avec la paroi proximale 4 une cavité centrale de l'hélice 10. Ladite cavité centrale est concentrique avec la périphérie extérieure cylindrique de l'hélice 10.
  • On a représenté sur la Figure 2 l'hélice 10 vue de l'intérieur, en coupe selon un plan radial passant par l'axe longitudinal A.
  • La paroi distale 5 referme le côté de l'hélice 10 qui est opposé à l'ouverture d'admission 40. Ledit côté opposé est situé au bas de la Figure 1 et au bas de la Figure 2.
  • Un moyeu de montage 54 est formé dans l'hélice 10, au centre de la paroi distale 5. Le moyeu de montage 54 ménage un canal central 52 s'étendant le long de l'axe A. Un arbre d'entraînement moteur peut être inséré au niveau du canal central 52 puis être solidarisé du moyeu de montage 54 afin de mettre l'hélice 10 en rotation.
  • La longueur du moyeu de montage 54 doit être suffisante pour monter l'hélice 10 de manière sécurisée sur un arbre tournant entraîné par un moteur du sèche-cheveux. La longueur du moyeu de montage 54 est ici préférentiellement supérieure à 6 millimètres.
  • Dans le présent exemple, les extrémités d'entrée 320 forment ensemble une surface tronconique bombée 42. Des sections transversales (perpendiculaires à l'axe A) successives de la surface tronconique bombée 42, dans un sens d'éloignement par rapport à l'ouverture d'admission 40, ont une surface de plus en plus réduite jusqu'à atteindre une section minimale 41. Ainsi, l'ouverture d'admission 40 forme une « grande base » de la surface tronconique bombée 42. La section minimale 41 est située au niveau d'une « petite base » de la surface tronconique bombée 42. Comme on peut le voir sur la figure 2, la petite base est orientée vers le moyeu de montage 54, ou encore vers la paroi distale 5, tandis que la grande base est orientée vers la paroi proximale 4.
  • Les bords de la surface tronconique bombée 42 (visibles dans des plans radiaux comprenant l'axe A, par exemple dans le plan de coupe de la Figure 2) ne sont de préférence pas droits, mais courbés. La surface tronconique est ainsi bombée, et présente avantageusement une forme générale de bol. La surface tronconique bombée est concave.
  • Un avantage de la forme courbée des bords de la surface tronconique bombée 42 (forme générale de bol) est d'augmenter la surface totale d'entrée du flux d'air, notamment par rapport au cas où la surface formée par les extrémités d'entrée 320 serait de forme cylindrique. De ce fait, la forme de la surface tronconique bombée 42 est avantageuse pour réduire l'encombrement, tout en conservant un bon niveau de performances aérauliques.
  • Toutefois, la surface formée par les extrémités d'entrée 320 des canaux de passage d'air 3 peut alternativement présenter une forme générale de cylindre droit, ou encore de tronc de cône ou de cône droit.
  • Le nombre de canaux de passage d'air 3 est avantageusement compris entre 60 et 120, et est de préférence compris entre 60 et 80. Le nombre de canaux de passage d'air 3 est ici égal à 66.
  • Le nombre de canaux de passage d'air 3 de l'hélice 10 est choisi élevé. Le nombre de points de décharge d'air est ainsi accru, ce qui diminue l'énergie du bruit acoustique généré lors de la mise en rotation de l'hélice 10. Cela permet également d'augmenter le volume d'air mis en mouvement et donc le débit engendré par l'hélice. Le nombre total de canaux de passage d'air 3 ne doit toutefois pas être excessif, afin de limiter la quantité de matière nécessaire pour les parois de canal 36 et de limiter la complexité de fabrication. Cela permet aussi, pour un diamètre extérieur ED donné, de conserver des sections de canaux de dimensions suffisantes comme cela sera détaillé par la suite. Cela permet de conserver un bon ratio volume de matière / volume de passage d'air. On observe également que, grâce à la multiplication des canaux de passage d'air 3, les pics du bruit acoustique dû à la rotation de l'hélice 10 sont de faible amplitude.
  • Les canaux de passage d'air 3 sont préférentiellement empilés sur au moins deux étages de canaux, le long de l'axe A. Ainsi, le flux d'air entrant au niveau de l'ouverture d'admission 40 rencontre plusieurs étages de canaux successifs. Le nombre d'étages de canaux est de préférence supérieur à 3. Il est encore plus avantageusement supérieur à 5. L'hélice 10 présente ainsi un nombre de canaux de passage d'air 3 important et présente donc de nombreux points de décharge d'air. L'énergie totale du bruit acoustique généré par la rotation de l'hélice 10 est diminuée, tout en conservant un débit conséquent, comme expliqué précédemment
  • Par ailleurs, le nombre d'étages de canaux est de préférence inférieur à 10, pour limiter l'encombrement total de la pièce ainsi que la quantité de matière nécessaire pour la fabrication des parois de canal 36.
  • Dans le présent exemple, le nombre d'étages de canaux est égal à 6.
  • Ces nombres d'étages de canaux ont été choisis par les inventeurs pour leur remarquable compromis entre performances aérauliques (débit, bruit, etc.) et encombrement de l'hélice, en particulier selon l'axe A.
  • Le nombre de canaux de passage d'air 3 par étage est de préférence compris entre 10 et 15 canaux par étage. Dans le présent exemple de la Figure 1, on compte onze canaux de passage d'air 3 pour chaque étage de canaux. On précise qu'un canal de section hexagonale divisé en son milieu par une paroi séparatrice 51 est compté comme un seul et unique canal de passage d'air 3.
  • Il est avantageux que le nombre de canaux de passage d'air 3 par étage soit un nombre premier (ici 11), afin de limiter les harmoniques. Les nuisances sonores dues à la rotation de la pièce sont ainsi davantage réduites.
  • De manière très avantageuse, chaque canal de passage d'air 3 présente, au niveau de son extrémité de sortie 321, une section de sortie 34, illustrée à la
  • Figure 3, dont une dimension maximale b (orientée parallèlement à l'axe de rotation A de l'hélice 10) est comprise entre 4 millimètres et 10 millimètres.
  • La section de sortie 34 et la section d'entrée 33 sont prises respectivement perpendiculairement à un plan contenant l'extrémité de sortie 321 et à un plan contenant l'extrémité d'entrée 320.
  • La dimension maximale b de la section de sortie 34 influe sur le volume d'air qui émerge du canal de passage d'air 3 lors de la mise en mouvement de l'hélice 10. La dimension maximale b est ici choisie suffisamment faible pour réduire ce volume d'air sortant. On réduit ainsi les nuisances sonores dues à la collision de ce volume d'air sortant avec des éléments fixes en regard, tels que des aubages d'un redresseur du sèche-cheveux.
  • De manière plus avantageuse, la dimension maximale b de la section de sortie 34 est comprise entre 5 millimètres et 7 millimètres, ce qui constitue un compromis remarquable entre réduction du bruit et débit conséquent. L'extrémité d'entrée 320 de chaque canal de passage d'air 3 présente une section d'entrée 33, illustrée à la Figure 3, dont une dimension maximale a (orientée parallèlement à l'axe de rotation A de l'hélice 10, de même que la dimension maximale b) est, de préférence, inférieure ou égale à la dimension maximale b de la section de sortie 34.
  • Autrement dit, le volume intérieur du canal de passage d'air 3 s'agrandit radialement par rapport à l'axe de rotation A, entre son extrémité d'entrée 320 et son extrémité de sortie 321.
  • De manière avantageuse, la dimension maximale a de la section d'entrée 33 d'un canal de passage d'air 3 donné est comprise entre 70% et 95% de la dimension maximale de la section de sortie 34 du même canal de passage d'air 3. Plus préférentiellement, la dimension maximale a est comprise entre 75% et 85% de la dimension maximale b, et s'élève par exemple à 80% de la dimension maximale b.
  • La dimension maximale a de la section d'entrée 33 est choisie suffisamment faible pour permettre d'agencer le long de l'axe de rotation A une pluralité d'étages de canaux de passage d'air, ainsi que le moyeu de montage 54. La longueur L totale de l'hélice 10 (qui est de préférence comprise entre 10 millimètres et 40 millimètres) doit être suffisante pour agencer ledit moyeu et plusieurs étages de canaux, mais pas trop élevée pour permettre une intégration aisée de l'hélice 10 dans un sèche-cheveux.
  • A titre d'exemple, on a représenté en Figure 3 la section d'entrée 33 d'un canal de passage d'air 3 de l'hélice 10. La Figure 4 représente la section de sortie 34 du même canal de passage d'air 3.
  • Dans cet exemple, la section de sortie 34 présente (sur la Figure 4) une forme en hexagone.
  • La dimension maximale b de la section de sortie 34 le long de l'axe de rotation A correspond ici à la longueur du segment médian qui relie le sommet haut et le sommet bas.
  • Dans l'exemple de la Figure 4, la dimension maximale b est égale à 6 millimètres.
  • Une forme hexagonale des sections de sortie 34 de l'hélice 10 est avantageuse, car la section libre disponible pour le passage de l'air est optimisée. Le débit du flux d'air radial sortant est maximisé.
  • Un autre avantage d'une forme en hexagone des sections de sortie 34 est la possibilité de disposer les sections de sortie 34 des canaux de passage d'air 3 en quinconce les uns par rapport aux autres. On réduit ainsi l'encombrement total et la masse de l'hélice 10 prise dans son ensemble.
  • Les sections de sortie 34 forment de préférence une structure en « nid d'abeille ». La structure en nid d'abeille assure une bonne rigidité et une bonne résistance mécanique de l'hélice 10. De plus, l'espace disponible pour le passage de l'air est maximisé tout en limitant l'encombrement général de l'hélice.
  • Comme on peut le voir sur les figures, la forme en hexagone des sections de sortie 34 est particulièrement bien adaptée à la réalisation d'une structure en nid d'abeille. Alternativement à la forme hexagonale, les sections de sortie des canaux de passage d'air pourraient être choisies carrées, ou encore rectangulaires.
  • Par ailleurs, la dimension minimale de la section de sortie 34 le long de l'axe de rotation A est ici notée w. Cette dimension minimale w est, de préférence, strictement inférieure à la dimension maximale a ; la section de sortie 34 présente ainsi de préférence une forme non rectangulaire.
  • La dimension minimale w de la section de sortie 34 correspond, sur la Figure 4, à la longueur des côtés gauche et droit du périmètre de la section de sortie 34. La dimension minimale w est de préférence inférieure à 10 millimètres, et est plus préférentiellement comprise entre 1 millimètre et 4 millimètres.
  • On a également illustré sur la Figure 4 la largeur c de la section de sortie 34 de l'extrémité de sortie 321.
  • La largeur c, prise perpendiculairement à l'axe de rotation A, est de préférence comprise entre 4 millimètres et 20 millimètres. Dans le présent exemple, la largeur c est égale à plus de 150% de la dimension maximale b.
  • La section d'entrée 33 présente de préférence une même forme générale que la section de sortie 34, c'est-à-dire ici une forme en hexagone (visible sur la Figure 3).
  • La dimension maximale a de la section d'entrée 33 le long de l'axe de rotation A, qui correspond également à la longueur du segment qui relie le sommet haut et le sommet bas, est de préférence comprise entre 2 millimètres et 12 millimètres. La dimension maximale a est plus préférentiellement comprise entre 2 millimètres et 6 millimètres.
  • Comme indiqué précédemment, la dimension maximale a de la section d'entrée 33 est, de préférence, inférieure ou égale à la dimension maximale b de la section de sortie 34. La dimension minimale w de la section d'entrée 33 le long de l'axe de rotation A est, dans le présent exemple, égale à la dimension minimale w de la section de sortie 34, c'est-à-dire préférentiellement comprise entre 1 millimètre et 4 millimètres.
  • La Figure 5 illustre trois canaux de passage d'air 3 juxtaposés de l'hélice 10. Ces trois canaux sont représentés isolés du reste de la structure de l'hélice 10, et vus du dessus. Les extrémités de sortie 321 et les extrémités d'entrée 320 de chacun de ces canaux présentent des formes conformes aux schémas de la Figure 3 et de la Figure 4 respectivement.
  • Comme visible sur la Figure 5, les parois de canal 36 des canaux de passage d'air 3 sont collées entre elles. Les canaux sont disposés en quinconce. Deux canaux de passage d'air 3 juxtaposés partagent de préférence une paroi de canal 36 commune.
  • A titre d'exemple, la paroi de canal 36 de droite pour le canal situé à gauche de la Figure 5 est identique à la paroi de canal de gauche pour le canal à droite de la Figure 5.
  • De manière avantageuse, pour chaque canal de passage d'air 3, les sections successives dudit canal, depuis l'extrémité d'entrée 320 vers l'extrémité de sortie 321, présentent des dimensions respectives parallèlement à l'axe de rotation A qui s'agrandissent progressivement.
  • On a illustré sur la Figure 5 deux sections intermédiaires hexagonales d'un même canal de passage d'air, à des positions radiales depuis l'axe A différentes, entre l'extrémité d'entrée 320 et l'extrémité de sortie 321 dudit canal de passage d'air. La première section intermédiaire est plus proche de l'extrémité d'entrée 320 que la deuxième section intermédiaire.
  • La dimension maximale b1 de la première section intermédiaire, prise parallèlement à l'axe de rotation A de l'hélice 10, est avantageusement strictement inférieure à la dimension maximale b2 de la deuxième section intermédiaire prise parallèlement à l'axe de rotation A. Cette dernière dimension maximale b2 est, elle-même, strictement inférieure à la dimension maximale b de la section de sortie 34 au niveau de l'extrémité de sortie 321.
  • De préférence, les dimensions respectives des sections successives d'un même canal de passage d'air 3 perpendiculairement à l'axe de rotation A, depuis l'extrémité d'entrée 320 vers l'extrémité de sortie 321, s'agrandissent également progressivement.
  • Au niveau de l'extrémité de sortie 321, les parois de canal 36 pour un canal de passage d'air donné (six parois ici) présentent de préférence une même épaisseur dans le plan de la section de sortie 34. Ladite épaisseur est de préférence comprise entre 0,5 millimètre et 1 millimètre, et est ici égale à 0,75 millimètre.
  • Dans le cas où une paroi séparatrice 51 verticale passe au milieu de l'extrémité de sortie 321 (ce qui n'est pas le cas sur la Figure 5), la paroi séparatrice 51 présente de préférence également une épaisseur comprise entre 0,5 millimètre et 1 millimètre, par exemple égale à 0,75 millimètre.
  • Il est avantageux qu'au moins une des parois de canal 36 d'un canal de passage d'air 3 donné présente une épaisseur plus importante au niveau de l'extrémité d'entrée 320 dudit canal qu'au niveau de l'extrémité de sortie 321 dudit canal. De préférence, les six parois de canal 36 dudit canal présentent une telle différence d'épaisseur entre l'extrémité d'entrée 320 et l'extrémité de sortie 321.
  • Par exemple, une épaisseur des parois de canal 36 au niveau de l'extrémité d'entrée 320 est égale à 1,3 millimètre.
  • Un avantage de la différence d'épaisseur entre l'entrée et la sortie des canaux de passage d'air 3 est de faciliter le démoulage lors de la fabrication de l'hélice 10. Une dépouille est formée au niveau des parois de canal 36 ; les parois de canal 36 sont moins épaisses du côté extérieur que du côté intérieur.
  • La Figure 6 illustre une vue en coupe de l'hélice 10. Le plan de coupe est un plan transversal orthogonal à l'axe de rotation A de l'hélice 10. Le plan de coupe passe ainsi par un unique étage de canal ; les onze canaux de passage d'air 3 compris dans ledit étage de canal sont visibles sur la Figure 6. Comme visible sur la Figure 6, les parois de canal 36 de l'hélice 10 ne sont avantageusement pas incluses dans des plans radiaux.
  • A mesure qu'un canal de passage d'air 3 de la moitié haute de l'hélice (selon l'orientation de la Figure 6) s'étend radialement vers l'extérieur, les parois de canal 36 délimitant ledit canal se décalent vers la droite.
  • On a représenté sur la Figure 6 un centre 340 de la section de sortie 34 et un centre 330 de la section d'entrée 33 d'un même canal de passage d'air 3. On rappelle ici que la section d'entrée 33 et la section de sortie 34 sont hexagonales.
  • On a représenté sur la Figure 6 une direction F1 transversale de sortie ; la direction F1 est orthogonale à l'axe de rotation A, passe par l'axe de rotation A et passe par le centre 340 de la section de sortie 34. On a également représenté une direction F2 transversale d'entrée ; la direction F2 est orthogonale à l'axe de rotation A, passe par l'axe de rotation A et passe par le centre 330 de la section d'entrée 33.
  • La direction F1 est décalée d'un angle α de décalage, par rapport à la direction F2. L'angle α est par exemple compris entre 1 degré et 10 degrés.
  • Un avantage d'un tel décalage des parois de canal 36 est d'accélérer le flux d'air radial, à mesure que ledit flux progresse vers l'extérieur. Le débit du flux sortant est alors accru.
  • De retour à la vue en coupe de la Figure 2 selon un plan radial, à mesure qu'un canal de passage d'air 3 donné s'étend vers l'extérieur, les parois de canal 36 délimitant ledit canal se décalent également vers le bas.
  • On a représenté sur la Figure 2 une direction F'1 radiale de sortie ; la direction F'1 passe par l'axe de rotation A et passe par le centre 340 de la section de sortie 34. On a en outre représenté une direction F'2 radiale d'entrée ; la direction F'2 est orthogonale à l'axe de rotation A, croise la direction F'1 en un point situé sur l'axe de rotation A, et passe par le centre 330 de la section d'entrée 33.
  • La direction F'1 est décalée d'un angle β de décalage vers le bas, par rapport à la direction F'2. L'angle β est par exemple compris entre 5 degrés et 20 degrés. Ainsi, une transition progressive est réalisée entre la direction globalement axiale du flux d'air entrant par l'ouverture d'admission 40 et la direction globalement radiale voulue pour le flux d'air sortant. On améliore ainsi les performances de l'hélice 10.
    • Exemple de sèche-cheveux
  • L'hélice 10 est avantageusement incorporée à une chambre de circulation d'air d'un sèche-cheveux. On décrit, dans toute la suite, un sèche-cheveux 1 comprenant l'hélice 10.
  • Le sèche-cheveux 1 comprend un manche permettant la tenue du sèche-cheveux 1 par un utilisateur. Ledit manche n'est pas illustré sur les Figures 7a, 7b et 8. Ledit manche comprend typiquement des boutons pour commander manuellement le sèche-cheveux 1.
  • Le sèche-cheveux comprend en outre une portion longitudinale, également appelée fût, s'étendant parallèlement à l'axe de rotation A de l'hélice 10.
  • Une zone d'entrée d'air 2 du sèche-cheveux 1 est située à une extrémité de la portion longitudinale et une zone de sortie d'air 6 du sèche-cheveux 1 est située à l'autre extrémité. Une chambre de circulation d'air s'étend entre la zone d'entrée et la zone de sortie.
  • Au cours du fonctionnement du sèche-cheveux 1, de l'air ambiant est aspiré au niveau de la zone d'entrée d'air 2. L'air ambiant pénètre dans la chambre de circulation d'air par l'intermédiaire d'une ouverture d'entrée 20 de la zone d'entrée d'air 2, puis est mis en mouvement le long de la chambre de circulation d'air, jusqu'à la zone de sortie d'air 6. La zone de sortie 6 présente typiquement une forme circulaire. Comme on peut le voir sur les Figures 7a et 7b, il est également possible, de manière connue en tant que telle, de monter de manière amovible sur la zone de sortie d'air 4 un accessoire 11 permettant de modifier la forme du flux d'air émis par le sèche-cheveux. Dans l'exemple illustré, l'accessoire 11 est une buse concentratrice utilisée pour concentrer le flux d'air en un endroit précis. De manière connue en tant que telle, ce type d'accessoire est typiquement utilisé pour réaliser des mises en forme des cheveux.
  • L'ouverture d'entrée 20 est par exemple circulaire, et comprend par exemple une grille à travers laquelle le flux d'air entrant est admis. L'ouverture d'entrée 20 admet de préférence l'axe de rotation A de l'hélice 10 comme axe de symétrie de révolution.
  • L'hélice 10 est positionnée en aval de la zone d'entrée d'air 2 du sèche-cheveux 1 et est positionnée en amont de la zone de sortie d'air 3, dans la chambre de circulation d'air. L'hélice 10, de par sa rotation, est responsable de la mise en mouvement de l'air dans la chambre de circulation d'air.
  • Une architecture générale du sèche-cheveux 1 est par exemple conforme au sèche-cheveux de la publication WO 2017/017330 A1 , en relation à la Figure 1 de ce document.
  • Le sèche-cheveux 1 comprend un moteur électrique 8 portant un arbre tournant. Le moteur électrique 8 est visible sur la Figure 7a, qui illustre certains composants internes du sèche-cheveux. L'arbre tournant est relié mécaniquement à l'hélice 10, de sorte que l'hélice 10 peut être entraînée en rotation autour de l'axe A. Dans cet exemple, l'arbre tournant s'étend le long de l'axe A, et l'hélice 10 est directement montée sur l'arbre tournant par l'intermédiaire du moyeu de montage 54 précédemment décrit.
  • Un amortisseur, aussi dit « silentbloc » selon l'appellation courante, peut être prévu à la périphérie du moteur électrique 8 pour amortir les vibrations dudit moteur.
  • La vitesse de rotation du moteur électrique 8 est suffisante pour garantir un débit élevé du flux d'air sortant de l'hélice 10. De préférence, la vitesse de rotation du moteur électrique est comprise entre 5 000 tours par minute et 30 000 tours par minute. L'hélice 10 est de préférence entraînée en rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
  • A titre d'exemple, si le moteur électrique tourne à 15 000 tours par minute, le débit du flux d'air sortant de l'hélice 10 peut être compris entre 40 mètres cubes par heure et 90 mètres cubes par heure.
  • La Figure 7b illustre le sèche-cheveux 1 selon une orientation identique à celle de la Figure 7a. Des composants additionnels du sèche-cheveux 1, situés pardessus certains composants internes visibles sur la Figure 7a, sont visibles sur la Figure 7b.
  • Notamment, le sèche-cheveux comprend avantageusement un redresseur 7 situé en aval de l'hélice 10. Le redresseur 7 présente un diamètre extérieur supérieur au diamètre extérieur ED de l'hélice 10. Le redresseur 7 est de préférence positionné au voisinage de la paroi distale 5 de l'hélice 10.
  • Une fonction du redresseur 7 est de canaliser le flux d'air sortant de l'hélice 10 et de redresser ledit flux. Dans le présent exemple, le redresseur 7 comporte, sur sa périphérie, plusieurs aubages de redresseur 70 ayant avantageusement une forme hélicoïdale. Ainsi le redresseur va permettre de transformer le flux radial ou hélico-radial généré par l'hélice 10 en un flux d'air axial qui sera émis par la zone de sortie d'air 6.
  • Le redresseur 7 visible sur la Figure 7b comportant les aubages de redresseur 70 est remplaçable par un redresseur ayant une forme en colimaçon (en « volute d'escargot »).
  • On a représenté sur la Figure 8 une vue en coupe longitudinale du sèche-cheveux 1, illustrant des éléments de l'intérieur du sèche-cheveux.
  • Une coque extérieure 6 du sèche-cheveux 1, s'étendant autour du bloc moteur 8 et du redresseur 7, est visible sur la Figure 8.
  • La coque extérieure 6 présente notamment une paroi interne de coque 60. La paroi interne de coque 60 fait face au redresseur, dans la chambre de circulation d'air.
  • Le redresseur 7 forme avec la paroi interne de coque 60 un dispositif de redressement d'air, prévu pour redresser le flux d'air radial émergeant des extrémités de sortie 321 de l'hélice 10 de sorte à former un flux d'air axial. Selon une configuration préférée, la paroi interne de coque 60 s'étend à partir du voisinage du bord extérieur 40 de la paroi proximale 4 de l'hélice 10. De plus, le redresseur 7 s'étend de préférence à partir du bord extérieur 50 de la paroi distale 5 de l'hélice 10.
  • Un avantage de cette configuration préférée est que le flux d'air radial sortant de l'hélice 10 est guidé par la paroi interne de coque 60 et par le redresseur 7, pour former un flux d'air axial dirigé le long de l'axe de rotation A vers la zone de sortie d'air 3.
  • Comme on le voit sur la Figure 8, au cours du fonctionnement du sèche-cheveux 1, le flux d'air axial sortant par la zone de sortie d'air 3 émerge principalement parallèlement à l'axe de rotation A. On comprendra que, plus le débit du flux d'air radial sortant de l'hélice 10 est élevé, plus le débit du flux d'air axial émergeant du sèche-cheveux 1 est élevé.
  • L'hélice 10 présentant une pluralité de canaux de passage d'air 3 selon une configuration « multi-cellulaire » fournit ainsi une solution efficace pour obtenir un flux d'air radial sortant de débit élevé, tout en réduisant fortement les nuisances sonores générées par la rotation de l'hélice.
  • Du fait de la présence d'un grand nombre de canaux de passage d'air, l'hélice 10 comporte un nombre élevé de pales équivalentes.
  • L'amplitude du bruit acoustique est réduite. En outre, la fréquence de passage de pale de l'hélice 10 est plus élevée que la fréquence de passage de pale d'une hélice centrifuge standard, ce qui rend le bruit acoustique plus aigu et moins nuisible pour l'utilisateur humain. L'hélice 10 est aussi d'usage avantageux à l'intérieur d'un aspirateur.
  • On notera qu'une pièce rotative alternative pour sèche-cheveux peut être formée en collant dos-à-dos deux hélices identiques, par exemple conformes à la structure illustrée sur les Figures 1 à 6. On entend par « dos-à-dos » que les faces comprenant les moyeux de montage peuvent être agencées l'une contre l'autre, de sorte à obtenir une pièce rotative de longueur doublée. Un avantage d'une telle pièce rotative est d'augmenter le débit du flux d'air radial sortant, pour une vitesse de rotation inchangée de la pièce rotative (vitesse comprise de préférence entre 5 000 tours par minute et 30 000 tours par minute).

Claims (15)

  1. Hélice (10) pour appareil soufflant, l'hélice étant configurée pour être entraînée en rotation autour d'un axe longitudinal (A), l'hélice comprenant une paroi proximale (4) définissant une ouverture d'admission (40) prévue pour admettre dans l'hélice un flux d'air dirigé selon l'axe longitudinal (A),
    l'hélice comprenant en outre une pluralité de canaux de passage d'air (3) en communication fluidique avec l'ouverture d'admission (40), lesdits canaux de passage d'air (3) étant positionnés autour de l'axe longitudinal (A), chaque canal de passage d'air (3) s'étendant radialement vers l'extérieur de l'axe longitudinal (A), entre une extrémité d'entrée (320) et une extrémité de sortie (321),
    l'extrémité de sortie (321) ayant une section de sortie (34) ayant une dimension maximale (b) parallèlement à l'axe longitudinal (A) supérieure ou égale à 4 millimètres,
    les sections de sortie (34) respectives des canaux de passage d'air (3) étant disposées en quinconce, de sorte que lesdites sections de sortie (34) forment ensemble une structure en nid d'abeille.
  2. Hélice selon la revendication 1, dans laquelle, pour au moins un canal de passage d'air (3), la dimension maximale (b) de la section de sortie (34) parallèlement à l'axe longitudinal (A) est comprise entre 4 millimètres et 10 millimètres, de préférence entre 5 millimètres et 7 millimètres, et est avantageusement égale à 6 millimètres.
  3. Hélice selon l'une des revendications 1 ou 2, la section de sortie (34) ayant une dimension minimale (w) parallèlement à l'axe longitudinal (A) strictement inférieure à la dimension maximale (b), la dimension minimale (w) étant de préférence inférieure à 10 millimètres et étant plus préférentiellement comprise entre 1 millimètre et 4 millimètres.
  4. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle les sections de sortie (34) des canaux de passage d'air (3) présentent une forme en hexagone.
  5. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, l'hélice (10) étant une hélice de type hélico-centrifuge.
  6. Hélice selon la revendication 5, dans laquelle l'ouverture d'admission (40) présente un bord d'admission (401) et dans laquelle un angle γ entre l'axe longitudinal (A) et un plan tangent à la paroi proximale (4) au niveau du bord d'admission (401) est compris entre 50 degrés et 85 degrés, plus préférentiellement entre 60 degrés et 70 degrés.
  7. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle l'extrémité d'entrée (320) d'au moins un canal de passage d'air (3) présente une section d'entrée (33) ayant une dimension maximale (a) parallèlement à l'axe longitudinal (A) inférieure ou égale à la dimension maximale (b) de la section de sortie (34) dudit canal de passage d'air (3),
    ladite dimension maximale (a) de la section d'entrée (33) étant de préférence comprise entre 2 millimètres et 12 millimètres, plus préférentiellement entre 2 millimètres et 6 millimètres.
  8. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle le nombre de canaux de passage d'air (3) est compris entre 30 et 100, ledit nombre de canaux étant de préférence compris entre 50 et 80 et étant plus préférentiellement égal à 66.
  9. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle l'ouverture d'admission (40) présente une section de forme circulaire ayant un diamètre intérieur (ID) compris entre 10 millimètres et 60 millimètres, ledit diamètre intérieur (ID) étant de préférence compris entre 30 millimètres et 40 millimètres et étant plus préférentiellement égal à 36,5 millimètres.
  10. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, l'hélice (10) présentant un diamètre extérieur (ED) compris entre 30 millimètres et 90 millimètres, ledit diamètre extérieur (ED) étant de préférence compris entre 50 millimètres et 70 millimètres et étant plus préférentiellement égal à 60 millimètres.
  11. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, l'hélice (10) présentant une longueur le long de l'axe longitudinal (A) comprise entre 3 millimètres et 40 millimètres, ladite longueur étant de préférence comprise entre 10 millimètres et 40 millimètres et étant plus préférentiellement égale à 26,5 millimètres.
  12. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans laquelle les extrémités d'entrée (320) forment ensemble une surface tronconique bombée (42) s'étendant autour de l'axe longitudinal (A), l'ouverture d'admission (40) formant une grande base de la surface tronconique bombée (42).
  13. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, l'hélice (10) comprenant en outre :
    - une paroi distale (5) opposée à la paroi proximale (4), les canaux de passage d'air (3) étant intercalés entre la paroi proximale (4) et la paroi distale (5),
    - une pluralité de parois séparatrices longitudinales (51) reliant la paroi proximale (4) et la paroi distale (5), chacune desdites parois séparatrices longitudinales (51) étant comprise dans un plan radial respectif passant par l'axe longitudinal (A).
  14. Hélice selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans laquelle au moins un canal de passage d'air (3) est délimité par une pluralité de parois de canal (36) s'étendant entre l'extrémité d'entrée (320) dudit canal et l'extrémité de sortie (321) dudit canal,
    au moins l'une desdites parois de canal (36) présentant une épaisseur au niveau de l'extrémité d'entrée (320) supérieure à une épaisseur de ladite paroi de canal (36) au niveau de l'extrémité de sortie.
  15. Appareil soufflant, de préférence un sèche-cheveux (1) ou un aspirateur, comprenant une hélice (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.
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