FR2801941A1 - HEATING AND AIR CONDITIONING SYSTEM COMPRISING AT LEAST ONE CENTRIFUGAL PULSE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une installation de chauffage-climatisation présentant au moins un pulseur centrifuge comportant au moins une turbine annulaire (25) pourvue d'ailettes (26), qui est entraînée par un moteur (28), cette turbine (25) étant entourée par une volute (20) définissant un espace de transmission de l'air vers une région de sortie du pulseur, la volute (20) présentant une paroi interne (35) de rayon r présentant une évolution angulaire exponentielle conforme à la relation : r = ro exp (Io pi theta / 180 degre) pour theta compris entre 0degre et thetaM ro = rayon de la paroi interne pour theta = 0degre Io = constante d'évolution exponentielle, caractérisée en ce que : 6, 5. 10-2 <= Io <= 8. 10-2 et en ce que la paroi interne (35) de la volute (20) présente une hauteur croissante en fonction de l'angle theta depuis une valeur H'o pour theta = 0 jusqu'à une valeur H'M pour theta = thetaM , avec 0, 67 <= ro / H'M <= 0, 8.The invention relates to a heating-air conditioning installation having at least one centrifugal blower comprising at least one annular turbine (25) provided with fins (26), which is driven by a motor (28), this turbine (25) being surrounded by a volute (20) defining an air transmission space towards an outlet region of the blower, the volute (20) having an internal wall (35) of radius r exhibiting an exponential angular evolution in accordance with the relationship: r = ro exp (Io pi theta / 180 degree) for theta between 0degre and thetaM ro = radius of the internal wall for theta = 0degre Io = exponential constant, characterized in that: 6, 5. 10-2 <= Io <= 8. 10-2 and in that the internal wall (35) of the volute (20) has an increasing height as a function of the angle theta from a value H'o for theta = 0 up to a value H'M for theta = thetaM, with 0.67 <= ro / H'M <= 0.8.
Description
INSTALLATION DE CHAUFFAGE-CLIMATISATION COMPRENANT AUHEATING-AIR CONDITIONING SYSTEM INCLUDING
MOINS UN PULSEUR CENTRIFUGELESS A CENTRIFUGAL PULSE
La présente invention a pour objet une installation de chauffage et/ou de climatisation comproenant au moins un pulseur centrifuge comportant au moins une turbine anrnuaire pourvue d'ailettes, qui est encrainée en rotation autour d'un axe de rotation par un moteur, cette turbine annulaire étant entourée par une volute définissant un espace de transmission de l'air sortant, par effet centrifuge, de la périphérie de la turbine annulaire, pour le diriger vers une région de The present invention relates to a heating and / or air conditioning installation comprising at least one centrifugal blower comprising at least one annual turbine provided with fins, which is rotated about a rotation axis by a motor, this turbine annular being surrounded by a volute defining a space for the transmission of air exiting, by centrifugal effect, from the periphery of the annular turbine, to direct it towards a region of
sortie du pulseur.output of the blower.
Dans de telles installation, il a été prévu de conférer à la paroi interne, de rayon r, de la volute, une évolution radiale en fonction d'un angle 0 pris dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de manière à former une spirale, notamment exponentielle, et conforme à la relation: r = ro exp ( Io t O / 180 pour 0 compris entre 0 et OM, OM désignant la valeur maximum de l'angle 0 intéressé par ladite évolution angulaire, et correspondant en général à un bord de sortie de la région de sortie; et 10o désignant la constante d'évolution In such installations, provision has been made to give the internal wall, of radius r, of the volute, a radial evolution as a function of an angle 0 taken in a plane perpendicular to the axis of rotation so as to form a spiral, in particular exponential, and conforming to the relation: r = ro exp (Io t O / 180 for 0 between 0 and OM, OM designating the maximum value of the angle 0 interested in said angular evolution, and corresponding in general to an exit edge of the exit region; and 10o designating the evolution constant
radiale exponentielle.exponential radial.
Un tel pulseur présentant une évolution radiale formant une spirale est par exemple décrit dans la demande de Brevet Japonais JP-9-242 696 (DENSO Corp. Ltd) déposée le 11 Mars 1996 et publiée le Such a pulser having a radial evolution forming a spiral is for example described in the Japanese patent application JP-9-242 696 (DENSO Corp. Ltd) filed on March 11, 1996 and published on
16 Septembre 1997.September 16, 1997.
Par ailleurs, la demande de Brevet Japonais JP-9-158 898 (DENSO Corp. Ltd) déposée le 5 Décembre 1995 et publiée le 17 Juin 1997 décrit un pulseur qui associe une évolution radiale de type précité à une évolution axiale en fonction du même angle de manière à définir un secteur en forme de couronne dont la hauteur prise parallèlement à l'axe du pulseur varie sensiblement linéairement en fonction de l'angle. Ce secteur en forme de couronne présente une paroi interne inclinée permettant de diminuer le bruit généré dans le secteur Furthermore, Japanese patent application JP-9-158 898 (DENSO Corp. Ltd) filed on December 5, 1995 and published on June 17, 1997 describes a pulser which associates a radial evolution of the aforementioned type with an axial evolution according to the same angle so as to define a sector in the form of a crown, the height of which taken parallel to the axis of the blower varies substantially linearly as a function of the angle. This sector in the form of a crown has an inclined internal wall making it possible to reduce the noise generated in the sector
ainsi créé.thus created.
Un tel puiseur présente des performances optimisées, mais il occupe un espace important, ce qui va à l'encontre des exigences actuelles des constructeurs de Such a filler has optimized performance, but it occupies a large space, which goes against the current requirements of the manufacturers of
diminuer l'espace occupé par les composants. reduce the space occupied by the components.
Pour limiter l'encombrement radial des pulseurs tout en conservant une majeure partie des avantages liés à l'existence d'une évolution radiale du rayon r de la paroi interne de la volute en fonction de l'angle O, la valeur du coefficient Io d'évolution exponentielle est, dans certains pulseurs, abaissé à des valeurs assurant un compromis entre la dimension radiale To limit the radial size of the blowers while retaining most of the advantages linked to the existence of a radial evolution of the radius r of the internal wall of the volute as a function of the angle O, the value of the coefficient Io d exponential evolution is, in certain pulsers, lowered to values ensuring a compromise between the radial dimension
et les performances.and performance.
On connaît ainsi des pulseurs à encombrement radial réduit pour lesquels la valeur de Io est voisine de 7,2.10-2 Comme on l'a indiqué ci-dessus, cet encombrement réduit ne permet pas de tirer pleinement partie des possibilités du pulseur. Il en résulte un rendement et une pression de sortie qui sont notablement inférieurs à ceux obtenus avec un pulseur de dimensions "normales" qui n'a pas fait l'objet d'un tel compromis, Pulsers with reduced radial dimensions are thus known for which the value of Io is close to 7.2 × 10 -2. As indicated above, this reduced size does not make it possible to take full advantage of the possibilities of the blower. This results in an output and an outlet pressure which are significantly lower than those obtained with a "normal" size blower which has not been the subject of such a compromise,
ce cui conduit à des performances non satisfaisantes. this leads to unsatisfactory performance.
La présente invention a pour objet un pulseur présentant un encombrement radial réduit, tout en The present invention relates to a blower having a reduced radial size, while
conservant des performances satisfaisantes. maintaining satisfactory performance.
L'invention concerne ainsi une installation de chauffage-climatisation présentant au moins un pulseur centrifuge comportant au moins une turbine annulaire pourvue d'ailettes, qui est entraînée par un moteur, cette turbine annulaire étant entourée oar une volute définissant un espace de transmission de l'air sortant par effet centrifuge de la périphérie de la turbine annulaire, pour le diriger vers une région de sortie O du pulseur, la volute présentant une paroi interne de rayon r présentant une évolution angulaire exponentielle en fonction d'un angle 0 pris dans un plan perpendiculaire a l'axe de rotation du pulseur, conforme à la relation: r = ro exp ( Io O / 180 ) pour 0 compris entre 0 et OM ro = rayon de la paroi interne pour O = 0 Io = constante, caractérisée en ce que: 6,5.10 2 < Io < 8.10-2 et en ce que la paroi interne de la volute presente une hauteur croissante en fonction de l'angle 0 depuis une valeur H'o pour O = 0 jusqu'à une valeur H'M pour = OM, avec 0,67 < rO/H'M < 0,8 The invention thus relates to a heating-air conditioning installation having at least one centrifugal fan comprising at least one annular turbine provided with fins, which is driven by a motor, this annular turbine being surrounded by a volute defining a space for transmitting the air leaving by centrifugal effect from the periphery of the annular turbine, to direct it towards an outlet region O of the blower, the volute having an internal wall of radius r having an exponential angular evolution as a function of an angle 0 taken in a plane perpendicular to the axis of rotation of the blower, conforming to the relationship: r = ro exp (Io O / 180) for 0 between 0 and OM ro = radius of the internal wall for O = 0 Io = constant, characterized in what: 6.5.10 2 <Io <8.10-2 and in that the internal wall of the volute presents an increasing height as a function of the angle 0 from a value H'o for O = 0 to a value H 'M for = OM, with 0.67 <rO / H'M <0.8
En particulier, on peut avoir Io 7,2102. In particular, one can have Io 7.2102.
Selon un mode de réalisation préféré, According to a preferred embodiment,
ro/H'M 0,7.ro / H'M 0.7.
L'invention permet d'obtenir des résultats The invention achieves results
particulièrement remarquables notamment avec ro/H'o - 1. particularly remarkable especially with ro / H'o - 1.
Les caractéristiques et avantages de The characteristics and advantages of
l'invention apparaîtront à la lecture de la description the invention will appear on reading the description
qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en liaison avec les dessins dans lesquels: 0() - les figures la et lb représentent en perspective et en coupe partielle, un pulseur de l'art antérieur selon la demande JP-9-158 898 précitée; - les figures 2a et 2b représentent une vue éclatée d'un pulseur selon l'invention, respectivement en perspective et de côté; - la figure 3a représente en coupe axiale un pulseur assemblé selon les figures 2a et 2b; - la figure 3b illustre l'évolution radiale du pulseur de la figure 3a, en fonction de l'angle 0; - la figure 4 illustre les performances d'un pcuseur selon l'invention; - les figures 5a et 5b sont respectivement des détails des ailettes du pulseur de la figure 3a (figure a), e: d'une variante de celle-ci (figure 5b). Le pulseur représenté aux figures la et lb présente une turbine 1 en forme de couronne annulaire, munie de pales 2 et entourée par une volute 3 dont la paroi externe 6 présente une évolution radiale formant which follows, given by way of nonlimiting example, in connection with the drawings in which: 0 () - Figures la and lb show in perspective and in partial section, a pulser of the prior art according to the request JP- 9-158 898 cited above; - Figures 2a and 2b show an exploded view of a blower according to the invention, respectively in perspective and from the side; - Figure 3a shows in axial section a blower assembled according to Figures 2a and 2b; - Figure 3b illustrates the radial evolution of the blower of Figure 3a, depending on the angle 0; - Figure 4 illustrates the performance of a pcuseur according to the invention; - Figures 5a and 5b are respectively details of the fins of the blower of Figure 3a (Figure a), e: a variant thereof (Figure 5b). The blower represented in FIGS. 1a and 1b has a turbine 1 in the form of an annular crown, provided with blades 2 and surrounded by a volute 3 whose external wall 6 has a radial evolution forming
une spirale qui s'évase vers la sortie 14 du pulseur. a spiral which widens towards the outlet 14 of the blower.
Cete évolution radiale s'accompagne d'une évolution axiale pour définir un couloir annulaire de hauteur progressivement croissante en direction de la sortie 14 e- qui est délimitée à l'intérieur par une paroi interne qui forme un angle 02 (croissant ou non) avec un plan normal à l'axe du pulseur, cet angle correspondant sensiblement à l'angle 0O d'éjection du flux d'air à This radial evolution is accompanied by an axial evolution to define an annular corridor of progressively increasing height in the direction of the exit 14 e- which is delimited inside by an internal wall which forms an angle 02 (increasing or not) with a plane normal to the axis of the blower, this angle corresponding substantially to the angle 0O of ejection of the air flow at
extérieur de la turbine 1.outside of the turbine 1.
Comme indiqué ci-dessus, un tel pulseur As stated above, such a kicker
présente l'inconvénient d'un encombrement important. has the disadvantage of a large size.
Le dispositif selon l'invention illustré par les figures 2a,2b,3a et 3b, présente un moteur 28 dont l'axe 30 entraîne une turbine annulaire 25 pourvue de pales 26 et qui est entouré par une volute 20 délimitée à sa partie supérieure par une région de couronne 21, à sa partie inférieure par un fond 22, ainsi que par une paroi qui définit un couloir annulaire 36 présentant une évolution radiale en fonction de l'angle 0 et enfin une paroi 23 située sensiblement dans le prolongement du pourtour 34 de la turbine 25, et qui définit conjointement avec un prolongement 35' de la paroi 35, un couloir annulaire 38 présentant une évolution axiale correspondant à une hauteur croissante vers la sortie 40 The device according to the invention illustrated by FIGS. 2a, 2b, 3a and 3b, has a motor 28 whose axis 30 drives an annular turbine 25 provided with blades 26 and which is surrounded by a volute 20 delimited at its upper part by a crown region 21, at its lower part by a bottom 22, as well as by a wall which defines an annular passage 36 having a radial evolution as a function of the angle 0 and finally a wall 23 situated substantially in the extension of the periphery 34 of the turbine 25, and which defines jointly with an extension 35 ′ of the wall 35, an annular passage 38 having an axial evolution corresponding to an increasing height towards the outlet 40
du oulseur.of the oulseur.
Comme le montre plus particulièrement la figure 3b, la spirale formée par la paroi 35 (et son prolongement 35') présente une expansion radiale en fonction de l'angle 0 (pris dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la turbine 25). Cette expansion radiale est relativement faible afin de limiter l'encombrement du pulseur et elle est donnée par la formule r = ro exp ( Io O / 180 ) avec 6,5.10-2 < Io < 8.10-2 et notamment As shown more particularly in FIG. 3b, the spiral formed by the wall 35 (and its extension 35 ') has a radial expansion as a function of the angle 0 (taken in a plane perpendicular to the axis of rotation of the turbine 25 ). This radial expansion is relatively small in order to limit the size of the blower and it is given by the formula r = ro exp (Io O / 180) with 6.5.10-2 <Io <8.10-2 and in particular
I = 7,2.102I = 7.2.102
pour compris entre O et OM.for between O and OM.
0 = 0 correspond au début de l'expansion radiale, au voisinage du bord 43 de la sortie 40, et OM correspond à la fin de l'expansion radiale, au voisinage 0 = 0 corresponds to the start of the radial expansion, in the vicinity of the edge 43 of the outlet 40, and OM corresponds to the end of the radial expansion, in the vicinity
du bord 44 de la sortie 40.from edge 44 of exit 40.
Comme le montrent plus particulièrement les figures 2a,2b et 3a, la volute 20 présente également une expansion axiale, définissant un couloir annulaire 28 prolongeant en direction du moteur 28 le couloir annulaire 36. Le couloir annulaire 38 est délimité par le prolongement 35' de la paroi en spirale 35, le fond 22, As shown more particularly in FIGS. 2a, 2b and 3a, the volute 20 also has an axial expansion, defining an annular passage 28 extending towards the motor 28 the annular passage 36. The annular passage 38 is delimited by the extension 35 'of the spiral wall 35, the bottom 22,
et la paroi 23.and the wall 23.
Le couloir annulaire 38 a une hauteur h' qui The annular passage 38 has a height h 'which
varie de 0 pour 0 = 0, jusqu'à h'M pour 0 = OM. varies from 0 for 0 = 0, to h'M for 0 = OM.
La dimension axiale de la volute varie donc de o H'- pour O = 0 jusqu'à H'M pour = OM avec H'M = H'o + hM. L'évolution axiale est avantageusement choisie de manière que 0,67 < ro/H'M < 0,8 3 5 et en particulier The axial dimension of the volute therefore varies from o H'- for O = 0 to H'M for = OM with H'M = H'o + hM. The axial evolution is advantageously chosen so that 0.67 <ro / H'M <0.8 3 5 and in particular
rO/H'M = 0,7.rO / H'M = 0.7.
Comme le montre la figure 4, ces valeurs correspondent à des performances tout à fait saisfaisantes tant en ce qui concerne le rendement (courbe I) que la pression d'air en sortie (courbe II), qui confèrent au pulseur des caractéristiques As shown in Figure 4, these values correspond to very impressive performances both in terms of efficiency (curve I) and the outlet air pressure (curve II), which give the blower characteristics
remarquables en dépit d'un faible encombrement. remarkable despite a small footprint.
Comme le montrent les figures 5a et 5b, les ailettes 26 présentent à leur extrémité située du côté de l'entrée d'air 50 un biseau concave 27 de hauteur hb qui longe une région incurvée correspondante 24 faisant partie d'un boitier supérieur de la volute 20. Si on désigne par la hauteur de la pale 26, il est avantageux que hb/hp - 0,1. Ceci permet d'améliorer les performances aérodynamiques du pulseur (d'environ 10 à 15 %) et de Le diminuer le bruit généré par celui-ci (d'environ 2 à 3 dBA). Les extrémités 27 et 27' des pales 26 sont reliées entre elles par des bandeaux 22 et 32 qui occupent une partie de la largeur des pales 26, sans se recouvrir, de manière à permettre un démoulage axial de l'ensemble constitué par les pales 26, les bandeaux 12 et 32 et le bol conique 29 solidaire du bandeau 32 et qui As shown in FIGS. 5a and 5b, the fins 26 have at their end situated on the side of the air inlet 50 a concave bevel 27 of height hb which runs along a corresponding curved region 24 forming part of an upper box of the volute 20. If the height of the blade 26 is designated, it is advantageous that hb / hp - 0.1. This improves the aerodynamic performance of the blower (by around 10 to 15%) and reduces the noise generated by it (by around 2 to 3 dBA). The ends 27 and 27 ′ of the blades 26 are interconnected by strips 22 and 32 which occupy part of the width of the blades 26, without overlapping, so as to allow an axial release of the assembly constituted by the blades 26 , the strips 12 and 32 and the conical bowl 29 secured to the strip 32 and which
vient s'engager sur l'axe 30.comes to engage on axis 30.
Alternativement (figure 5b), le bandeau supérieur 37 est disposé sur la face longitudinale externe des pales 26 et le bandeau inférieur 39 solidaire du boi 29 occupe une majeure partie ou la totalité de l'extrémité 27', ce qui permet également de démouler l'ensemble. Alternatively (FIG. 5b), the upper strip 37 is disposed on the external longitudinal face of the blades 26 and the lower strip 39 secured to the housing 29 occupies most or all of the end 27 ′, which also makes it possible to demold l 'together.
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Effective date: 20100831 |