WO1999046511A1 - Roue de ventilation centrifuge en materiaux composites - Google Patents

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WO1999046511A1
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wheel
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Alain François Emile GODICHON
Sylvain Georges Raymond Guillemin
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Abb Solyvent-Ventec
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    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/612—Foam

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of fan wheels or ventilation wheels made from composite materials and capable of equipping any industrial ventilation equipment or installation.
  • the present invention relates to a centrifugal or helico-centrifugal ventilation wheel made from composite materials comprising a series of blades supported by an annular support structure made of composite materials, and at least one reinforcing hoop based on filament windings including reinforcing fibers, for example carbon, said hoop being arranged coaxially and in the vicinity of the axis of rotation of the wheel to form an inner hoop.
  • the present invention also relates to a disc made of composite material intended to equip a centrifugal or helico-centrifugal ventilation wheel.
  • the ventilation wheel is obtained by the resin injection technique in an appropriate mold, the mold containing beforehand fibers of composite materials intended to reinforce the entire structure of the ventilation wheel.
  • the centrifugal ventilation wheel obtained by injection constitutes a monobloc assembly including: the rotation shaft, an annular support structure and ventilation vanes arranged radially from said structure.
  • the resin injection production technique remains a high cost manufacturing technique, since the fibers commonly used must generally be placed manually in the mold.
  • the improvements proposed then consisted in producing reinforcement zones or hoops formed from filament windings of carbon fibers situated at the base of the blades and at their periphery.
  • Such measures have obviously tended to reinforce the mechanical resistance of certain zones of the ventilation wheel without, however, having found a general solution to the problem of the mechanical resistance of the assembly of the centrifugal ventilation wheel.
  • the issue of high manufacturing costs also remained unsolved.
  • the object of the invention therefore aims to propose a new centrifugal ventilation wheel produced from composite materials which remedies the various drawbacks listed above and whose construction guarantees good resistance to centrifugal forces as well as rigidity and deformation. controlled.
  • Another object of the invention is to propose a new centrifugal ventilation wheel made of composite materials capable of withstanding high peripheral rotation speeds while being produced from light unitary materials and of low cost.
  • Another object of the invention is to propose a new centrifugal ventilation wheel in composite materials in which the various elements in composite materials of the wheel contribute in combination to the lightness and to the general resistance of the ventilation wheel.
  • Another object of the invention is to propose a new ventilation wheel made of composite materials, the balancing of which is facilitated and improved.
  • Another object of the invention is to provide a new centrifugal ventilation wheel made of composite materials whose assembly and production of the blades and of the entire structure are facilitated.
  • a centrifugal ventilation wheel made from composite materials comprising a series of blades supported by an annular support structure of composite material, and at least one reinforcing hoop with a bar of filament windings including reinforcing fibers, for example carbon fibers arranged coaxially at and in the vicinity of the axis of rotation of the wheel to form an inner hoop characterized in that: - the support structure comprises at least two coaxial discs inserted against each other which enclose and fix the blades.
  • FIG. 1 shows in a partial cross-sectional view, a centrifugal ventilation wheel according to the invention.
  • FIG. 1A shows in a perspective view, a centrifugal ventilation wheel according to the invention.
  • FIG. 2 shows, in a partial transverse and perspective view, a detail of embodiment of a support disc forming part of the ventilation wheel illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 3 shows, in a partial cross-sectional view, a first example of sandwich material used in the support disc shown in FIG. 2.
  • - Figure 4 shows in a partial cross-sectional view, an example of a second sandwich material used in the support disc shown in Figure 2.
  • FIG. 5 shows, in a partial cross sectional view, a detail of the attachment of the centrifugal ventilation wheel according to the invention.
  • FIG. 6 shows in a partial sectional view of a disc according to Figure 2, a balancing device of a centrifugal ventilation wheel according to the invention.
  • FIG. 7 shows, in a partial perspective view, the embodiment of a blade intended to be incorporated in a ventilation wheel according to the invention according to a preferred embodiment.
  • FIG. 8 and 9 show according to partial perspective views, the production and mounting of protective foils on the blades of a ventilation wheel according to the invention.
  • FIG. 10 shows in a partial perspective view, the structural assembly of ventilation vanes on the discs of the centrifugal ventilation wheel according to the invention.
  • FIG. 11 to 13 illustrate, according to partial cross-sectional views, details of embodiment of the structure of a ventilation wheel according to the invention.
  • centrifugal ventilation wheel according to the invention is capable of being used in any ventilation installation, without being limited to use in CMV installations.
  • the ventilation wheel according to the invention can also be applied, by way of nonlimiting examples, in any primary air fan for a fluidized bed process, or also in any ventilation fan for water treatment, or even in any centrifugal compression machine whatever its ventilation capacity.
  • centrifugal ventilation wheel according to the invention may advantageously be used preferably in fans and blowers at medium and high peripheral speed which can range, for example, up to 400 meters per second.
  • the centrifugal ventilation wheel as illustrated in FIGS. 1 and 1A, is produced from conventional composite materials and known as such and is intended to be mounted, by means of hubs and / or counter-hubs ( Figure 5) on a rotation shaft 1 defining an axis of rotation.
  • the ventilation wheel or blower is connected to a motor assembly not shown in the figures.
  • the centrifugal ventilation wheel according to the invention comprises a support structure comprising at least two discs 2 coaxial with the axis of rotation, these two discs being mounted against each other in substantially parallel planes to grip and fix therebetween, for example by gluing, a series of ventilation vanes 3 also preferably made of composite materials.
  • the vanes 3 form spacers between the discs 2A and 2B which enclose and fix the said vanes 3.
  • the centrifugal ventilation wheel comprises an inlet disc denoted 2A and a rear disc denoted 2B, of identical peripheral diameters, of the order for example of 1690 millimeters.
  • the discs 2A, 2B can be of different diameters depending on the configuration and the future use of the wheel.
  • the discs 2A, 2B could be substantially planar discs or, on the contrary, non-planar discs shaped for example in a substantially frustoconical shape.
  • the centrifugal ventilation wheel comprises discs 2A, 2B associated with a sandwich material 5 (FIGS. 1 to 4) having good compressive strength properties, said sandwich material preferably being incorporated in each disc 2A, 2B to fill the intermediate zone of the discs 2 by forming the core of each disc and therefore excluding the peripheral part of the discs and the central part surrounding the axis of rotation 1.
  • each disc 2A, 2B is formed by a set of two skins of composite materials forming respectively for each disc 2A, 2B, an internal skin 6A, 6B, and an outer skin 7A, 7B.
  • the sandwich material 5 is incorporated between each pair of skins 6A, 7A on the one hand and 6B, 7B on the other hand.
  • the sandwich material 5 used can either be a solid core sandwich material as shown in FIG. 3 or a hollow core sandwich material as shown in FIG. 4, of a thickness varying according to the size of the wheel, and by way of example a thickness of the order of 20 mm for the dimensions of the discs mentioned above.
  • the sandwich material with a full core may comprise two or more external layers 10, 11 made of laminated material and a core 12 based on foam of the polyurethane type, and / or resin, loaded or not.
  • the sandwich material with a hollow core can advantageously be produced in the form of a structure of the “honeycomb” type of aluminum 15 directly or indirectly incorporated between the internal and external skins 6, 7 respectively, the axis of the nests of bees being directed substantially perpendicular to the general extension plane of each disc 2.
  • the support structure of the wheel formed by the pair of discs 2 is made from skins 6, 7 made of composite materials.
  • each skin 6, 7 is formed by a stack of several plies of "prepregs" 60, 70 (FIGS. 11 to 13) of fabrics of synthetic fibers known as such, forming reinforcing layers of fabrics which may be carbon fibers, glass fibers or even Kevlar fibers or any other equivalent material, each layer being impregnated with epoxy resin for example.
  • the rigidity of each disc 2 is improved by producing each skin 6, 7 by a stack of several folds 60, 70, each fold consisting of a series of radiating sectors 61 (FIG. 2 ) of angles for example substantially equal to 20 degrees.
  • Each radiating sector 61 is placed side by side with partial overlapping of the neighboring sector immediately adjacent during a "layup" operation after having been previously cut out according to a specific template. To ensure the uniformity of resistance of the structure, the different sectors are cut identically to keep the orientation of the fibers also identical.
  • a flexible plastic sheet covers the whole hermetically with additional removal of a seal on the perimeter of the room.
  • a vacuum is then created under the plastic sheet so as to compact the part while eliminating air bubbles and the excess resin which is absorbed by a pumping fabric.
  • the entire stack then undergoes a conventional autoclave polymerization cycle with several overpressure stages associated with temperature cycles adapted to the materials used.
  • the rigidity of the centrifugal ventilation wheel can be improved by producing each internal skin 6A, 6B of decreasing thickness in an external radial direction towards the peripheral zone of each disc 2.
  • the external skin 7A, 7B can be of substantially constant thickness.
  • the internal skins 6A, 6B and external skins 7A, 7B can be of either constant or variable thickness. In the latter case they may for example be of decreasing thickness radially, and this, either on the internal faces, or on the external faces, or even simultaneously on the two faces.
  • the general resistance of the centrifugal ventilation wheel according to the invention is also improved by the production of stiffening rings intended to take up all or part of the centrifugal forces resulting from the rotation of the wheel.
  • each disc 2A, 2B forming a wheel according to the invention comprises an outer hoop 20A, 20B produced at the periphery of each disc 2A, 2B.
  • the ventilation wheel according to the invention also comprises an inner hoop 21, comprising two hoops associated individually with each disc 2A, 2B and denoted respectively 21 A and 21 B.
  • the inner hoops 21 A, 21 B as well as the outer hoops or peripherals 20A, 20B are produced on the basis of filament windings including resistant reinforcing fibers, for example of carbon, linked by a resin, of epoxy type, and as the case may be before or after the assembly of the structure of the wheel.
  • reinforcing fibers are arranged in an alignment chosen as a function of the tensions which the structure undergoes.
  • resistant or very resistant reinforcing fibers should be understood to mean all fibers, preferably made of composite materials but not exclusively of composite materials, the mechanical characteristics of which are expressed in terms of stress value at break are substantially between 2000 and 4600 Mpa.
  • the inner hoop 21 A located at the base of the input disc 2A is of a diameter greater than that of the other inner hoop 21 B which is it associated with the rear disc 2B and is located substantially in line with the peripheral hoop 20B and in the disk extension plan 2B.
  • the inner hoop 21 B is also intended to surround the shaft 1 1 1
  • the inner hoop 21 A preferably extends in a plane situated in front of the plane of extension of the disk 2A.
  • the inner hoops 21 A, 21 B and peripheral 20A and 20B are held in place at least in part by the prepreg plies 60, 70 (Fig. 11 to 13) forming each internal and external skin, respectively 6A, 6B on the one hand and 7A, 7B on the other hand.
  • the inner hoop 21A is surrounded at least partially, for example at its two lateral faces 22 and at its lower face 23, by the various folds 60, 70 of the inner skin 6A and the outer skin 7A. It is the same for the other internal hoop 21 B and for each peripheral hoop 20A, 20B.
  • Such an arrangement obviously has the advantage of ensuring better resistance of the assembly by improving the resistance to centrifugal forces and considerably limiting the shear due to centrifugal forces between the skins 6, 7 and the sandwich material 5.
  • FIGs 11, 12 and 13 illustrate in more detail the structure of the stack of folds 60, 70 constituting each skin 6, 7 as well as the manner in which the hoops 20 and 21 are held in place by said folds.
  • FIG. 11 illustrates the maintenance of the inner hoop 21A in and on the input disc 2A.
  • the prepreg plies 60 forming the stack leading to the production of the inner skin 6A completely surround the inner hoop 21 A, excluding its upper face 24, and cover the prepreg plies 70 constituting the outer skin 7A.
  • the plies of prepregs 60 and 70 are covered mainly at the lower 23 and lateral 22 faces of the inner hoop 21 A.
  • the peripheral hoop 20B is covered, at least on its lateral faces by at least one and preferably several plies of prepregs 60, 70 originating respectively from the internal skins 6B and external 7B.
  • certain plies of prepregs 60, and / or 70 can be folded over at their terminal ends 61, 71 under the inner face of the peripheral hoop 20B.
  • an external partial reinforcement can be added or glued against the external face of the peripheral hoop 20B.
  • FIG. 13 illustrates the production of the skins 6B, 7B at the level of the internal hoop 21 B.
  • the internal skin 6B can advantageously be produced from six plies of prepregs 60 which surround directly or indirectly the lateral 22 and lower 23 faces of the hoop 21 B.
  • plies of prepregs 62 in the form of strips of reduced dimensions and lengths to reconstitute with immediate vicinity the hoop 21 B a stacking and a specific reinforcement of the hoop at the level of the axis of rotation 1 in addition to the skins 6B, 7B.
  • two prefabricated peripheral rings 63 are included in the lay-up constituted by the skins 6B and 7B to reinforce the structure at the level of the axis of rotation 1.
  • the skin 7B and the folds 70 constituting it reinforce the external face of the disk 2B and ensuring the connection and the joint with the end 61 of the prepreg plies 60 which surround the underside 23 of the hoop 21 B.
  • Such a configuration of all the prepreg plies 60, 70 makes it possible to guarantee good resistance to efforts, in particular centrifugal, of the wheel structure, and to reconcile both the lightness and the rigidity in traction and in bending.
  • each disc 2A, 2B comprises an annular balancing zone 40 made of material capable of being perforated, of the synthetic foam or resin type, whether reinforced or not.
  • the balancing zone 40 will therefore have the form of a ring of synthetic foam situated on the periphery, and for example in the immediate vicinity, of the sandwich material 5, and between the latter and the peripheral hoop 20A, 20B and / or the folds of prepregs 60, 70, located under the underside of the peripheral hoop 20A, 20B.
  • FIG. 5 shows the means by which the ventilation wheel can be fixed to the rotation shaft driven by a motor member.
  • the ventilation wheel can be fixed by means of a hub 44 and a counter-hub 45 of shapes conjugated with the shapes of the inner hoop 21 B so as to come and clamp the latter.
  • the fixing can be done by simple bolting.
  • An assembly clearance between the hoop 21 B and the hub 44 and between the counter-hub 45 will advantageously be provided so as to guarantee centering in operation by pressing the ventilation wheel on the hub 45 without introducing any compression force due to centrifugal force. 14
  • the ventilation wheel according to the invention also preferably comprises a series of blades 3 made of composite materials and obtained according to a conventional technique of vacuum molding in an autoclave.
  • the blades 3 are produced by molding from a mold 46 and a counter-mold 47 allowing each blade 3 to be produced individually (FIG. 7).
  • FIG. 7 the mold 46 and the counter mold 47 have been illustrated in the demolding position to show the blade which has just been molded there.
  • the blades 3 will have a cross section substantially in H so as to facilitate the mounting of protections on the vacuum face or the pressure face of the two faces of the core 3a of each blade 3.
  • the mounting of protections can indeed be particularly suitable when the ventilation wheel is intended to be used under conditions or processes which are particularly abrasive or aggressive for the materials making up the blades 3. Such conditions are encountered for example in mechanical vapor compression due to the presence of particles in the steam.
  • the blades 3 may be of constant width or not. In the latter case, the discs 2 will be of substantially frustoconical shape.
  • Figures 8 and 9 show how the blades 3 are provided with metal protections, preferably stainless steel.
  • the metal protections can include a pin 50 surmounted by a semi-circular crown 51 and intended to be integrated into an imprint (not shown in the figures) provided in the disc 2 on the one hand and in a machined notch 52 in the dawn 3, and in particular in the leading edge of the souls 3a.
  • the metal protections also include a first foil 55 intended to be fixed to the pressure face of the blade 3, namely the upper face of the core 3a.
  • the protective device also advantageously comprises at least one second metal foil 57, intended to be fixed to the disc 2 with a flap 58 intended to form a folded edge on the pressure face of the blade 3.
  • the method of fixing the foils 55 and 57 can be made by gluing with or without a fixing rivet.
  • the imprints 58 are intended to receive the wings 3c of the blades 3 to facilitate their positioning during the assembly of the pair of disks 2 and the blades 3 disposed between said disks 2. Thanks to the imprints 58, perfect and rapid positioning of the set of vanes 3 and discs 2 is obtained, which can be glued under vacuum in a single operation.
  • the ventilation wheel thus obtained ultimately turns out to be a structure making it possible to reconcile lightness and rigidity both in traction and in bending, while being of a relatively simple embodiment and of a relatively reduced cost.
  • the invention finds its industrial application in the manufacture of composite wheel for centrifugal fan.

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Abstract

L'invention concerne une roue de ventilation centrifuge ou hélicocentrifuge réalisée à partir de matériaux composites comportant une série d'aubes (3) supportées par une structure de support annulaire en matériau composite, et au moins une frette de renfort (21) à base d'enroulements filamentaires incluant des fibres de renfort, par exemple de carbone, disposées coaxialement à et au voisinage de l'axe de rotation (1) de la roue pour former une frette intérieure caractérisée en ce que: la structure de support comprend au moins deux disques coaxiaux (2A, 2B) qui enserrent et fixent les aubes (3). Ventilateurs industriels.

Description

ROUE DE VENTILATION CENTRIFUGE EN MATERIAUX
COMPOSITES
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention se rapporte au domaine technique des roues de soufflantes ou des roues de ventilation réalisées à partir de matériaux composites et susceptibles d'équiper tout matériel ou toute installation de ventilation à caractère industriel. La présente invention concerne une roue de ventilation centrifuge ou hélico-centrifuge réalisée à partir de matériaux composites comportant une série d'aubes supportées par une structure de support annulaire en matériaux composites, et au moins une frette de renfort à base d'enroulements filamentaires incluant des fibres de renfort, par exemple de carbone, ladite frette étant disposée coaxialement et au voisinage de l'axe de rotation de la roue pour former une frette intérieure.
La présente invention concerne également un disque en matériau composite destiné à équiper une roue de ventilation centrifuge ou hélico-centrifuge.
TECHNIQUE ANTERIEURE
Il est déjà connu de réaliser des roues de ventilation à partir de matériaux composites, lesdites roues de ventilation étant destinées à être utilisées dans diverses installations de ventilation à caractère industriel, tels que des compresseurs d'air à flux axial ou encore des moteurs à turbines. Dans ces appareils connus, la roue de ventilation est obtenue par la technique d'injection de résine dans un moule approprié, le moule contenant au préalable des fibres de matériaux composites destinées à renforcer l'ensemble de la structure de la roue de ventilation. Dans ce type de technique connue, la roue de ventilation centrifuge obtenue par injection constitue un ensemble monobloc incluant : l'arbre de rotation, une structure de support annulaire et des aubes de ventilation disposées radialement à partir de ladite structure. Les inconvénients de cette technique de réalisation des roues de ventilation centrifuge ainsi obtenues résident notamment dans la difficulté de maintenir des fibres de renfort dans une configuration désirée lors de l'opération d'injection. Ceci a pour conséquence de rendre la technique de réalisation complexe et délicate, en multipliant les précautions de fabrication et de conduire à la réalisation de roues de ventilation centrifuge de résistance diminuée, notamment au niveau des aubes de ventilation.
Enfin, la technique de réalisation par injection de résine demeure une technique de fabrication de coût élevé, puisque les fibres couramment utilisée doivent en général être disposées manuellement dans le moule. Pour résoudre en partie les problèmes de fabrication mentionnés précédemment, il a déjà été proposé d'améliorer la technique de réalisation des roues de ventilation centrifuges par injection de résine tout en tentant de renforcer la résistance mécanique des roues de ventilation ainsi produite. En particulier, il a déjà été proposé de renforcer la résistance aux charges centrifuges des aubes de ventilation et de renforcer leur liaison avec la structure de support annulaire. Les améliorations proposées ont alors consisté à réaliser des zones ou frettes de renfort formées d'enroulements filamentaires de fibres de carbone situées à la base des aubes et à leur périphérie. De telles mesures ont bien évidemment eu tendance à renforcer la résistance mécanique de certaines zones de la roue de ventilation sans pour autant avoir trouvé une solution générale au problème de la résistance mécanique de l'ensemble de la roue de ventilation centrifuge. Par ailleurs, la question des coûts élevés de fabrication est demeurée également non solutionnée.
L'objet de l'invention vise en conséquence à proposer une nouvelle roue de ventilation centrifuge réalisée à partir de matériaux composites portant remède aux différents inconvénients énumérés précédemment et dont la construction garantisse une bonne tenue aux efforts centrifuges ainsi qu'une rigidité et une déformation contrôlée. Un autre objet de l'invention est de proposer une nouvelle roue de ventilation centrifuge en matériaux composites capables de supporter de hautes vitesses de rotation périphérique tout en étant réalisée à partir de matériaux unitaires légers et de coût faible.
Un autre objet de l'invention vise à proposer une nouvelle roue de ventilation centrifuge en matériaux composites dans laquelle les divers éléments en matériaux composites de la roue contribuent en combinaison à la légèreté et à la résistance générale de la roue de ventilation.
Un autre objet de l'invention vise à proposer une nouvelle roue de ventilation en matériaux composites dont l'équilibrage est facilité et amélioré.
Un autre objet de l'invention vise à fournir une nouvelle roue de ventilation centrifuge en matériaux composites dont le montage et la réalisation des aubes et de l'ensemble de la structure sont facilités. EXPOSE DE L'INVENTION
Les objets assignés à l'invention sont atteints à l'aide d'une roue de ventilation centrifuge réalisée à partir de matériaux composites comportant une série d'aubes supportées par une structure de support annulaire en matériau composite, et au moins une frette de renfort à barre d'enroulements filamentaires incluant des fibres de renfort, par exemple de carbone disposées coaxialement à et au voisinage de l'axe de rotation de la roue pour former une frette intérieure caractérisée en ce que : - la structure de support comprend au moins deux disques coaxiaux rapportés l'un contre l'autre qui enserrent et fixent les aubes.
DESCRIPTIF SOMMAIRE DES FIGURES
D'autres détails et avantages de l'invention seront décrits de manière détaillée à la lumière de la description et des exemples illustratifs qui suivent ci-après, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels :
- La figure 1 montre selon une vue en coupe transversale partielle, une roue de ventilation centrifuge conforme à l'invention.
- La figure 1A montre selon une vue en perspective, une roue de ventilation centrifuge conforme à l'invention.
- La figure 2 montre selon une vue transversale partielle et en perspective, un détail de réalisation d'un disque de support faisant partie de la roue de ventilation illustrée à la figure 1.
- La figure 3 montre selon une vue en coupe transversale partielle, un premier exemple de matériau sandwich utilisé dans le disque de support montré à la figure 2. - La figure 4 montre selon une vue en coupe transversale partielle, un exemple d'un second matériau sandwich utilisé dans le disque de support montré à la figure 2.
- La figure 5 montre, selon une vue en coupe transversale partielle, un détail de réalisation de la fixation de la roue de ventilation centrifuge conforme à l'invention.
- La figure 6 montre selon une vue en coupe partielle d'un disque conforme à la figure 2, un dispositif d'équilibrage d'une roue de ventilation centrifuge conforme à l'invention. - La figure 7 montre, selon une vue en perspective partielle, la réalisation dune aube destinée à être incorporée dans une roue de ventilation conforme à l'invention selon une forme préférentielle de réalisation.
- Les figures 8 et 9 montrent selon des vues partielles en perspective, la réalisation et le montage de clinquants de protection sur les aubes d'une roue de ventilation conforme à l'invention.
- La figure 10 montre selon une vue en perspective partielle, l'assemblage structural d'aubes de ventilation sur les disques de la roue de ventilation centrifuge conforme à l'invention. - Les figures 11 à 13 illustrent, selon des vues en coupe transversales partielles, des détails de réalisation de la structure d'une roue de ventilation conforme à l'invention.
MEILLEURE MANIERE DE REALISER L'INVENTION
Dans la description qui suit il sera plus particulièrement fait référence à une roue de ventilation centrifuge réalisée à partir de matériaux composites destinée à être montée et intégrée dans une installation de ventilation destinée à réaliser une compression mécanique de vapeur (CMV)
Néanmoins, il est bien évident qu'au sens de l'invention, la roue de ventilation centrifuge conforme à l'invention est susceptible d'être utilisée dans toute installation de ventilation, sans être limitée à une utilisation dans des installations de CMV.
Ainsi, alors que l'énergie thermique récupérée dans les installations et procédés de CMV peut être utilisée dans des procédés tels que : la concentration par évaporation, la cristallisation par évaporation, la distillation, la récupération énergétique sur des rejets liquides ou gazeux, le séchage à la vapeur surchauffée, la cuisson-séchage de sous produits animaux, la roue de ventilation conforme à l'invention peut également être appliquée, à titres d'exemples non limitatifs, dans tout ventilateur d'air primaire pour procédé sur lit fluidisé, ou encore dans tout ventilateur d'aération pour traitement des eaux, ou encore dans toute machine de compression centrifuge quelque soit sa capacité de ventilation.
A titre préférentiel, nullement limitatif, la roue de ventilation centrifuge conforme à l'invention pourra être avantageusement utilisée de préférence dans des ventilateurs et soufflantes à moyenne et haute vitesse périphérique pouvant aller par exemple jusqu'à 400 mètres par seconde.
La roue de ventilation centrifuge, telle qu'illustrée aux figures 1 et 1A, est réalisée à partir de matériaux composites classiques et connus en tant que tels et est destinée à être montée, par l'intermédiaire de moyeux et/ou contre-moyeux (figure 5) sur un arbre de rotation 1 définissant un axe de rotation . De manière classique, la roue ou soufflante de ventilation est reliée à un ensemble moteur non représenté aux figures. Telle que montrée aux figures 1 et 1A, la roue de ventilation centrifuge conforme à l'invention comporte une structure de support comprenant au moins deux disques 2 coaxiaux à l'axe de rotation, ces deux disques étant rapportés l'un contre l'autre dans des plans sensiblement parallèles pour venir enserrer et fixer entre eux, par exemple par collage, une série d'aubes de ventilation 3 réalisées également de préférence en matériaux composites. Selon ce montage, les aubes 3 forment des entretoises entre les disques 2A et 2B qui enserrent et fixent lesdites aubes 3.. Dans la variante de réalisation montrée aux figures 1 et 1A, la roue de ventilation centrifuge comporte un disque d'entrée noté 2A et un disque arrière noté 2B, de diamètres périphériques identiques, de l'ordre par exemple de 1690 millimètres. Bien évidemment, les disques 2A, 2B peuvent être de diamètres différents selon la configuration et l'utilisation future de la roue. Au sens de l'invention, les disques 2A, 2B pourront être des disques sensiblement plans ou au contraire des disques non plans et conformés par exemple selon une forme sensiblement tronconique. Selon l'invention, la roue de ventilation centrifuge comprend des disques 2A, 2B associés à un matériau sandwich 5 (figures 1 à 4) possédant de bonnes propriétés de résistance à la compression, ledit matériau sandwich étant de préférence incorporé dans chaque disque 2A, 2B pour remplir la zone intermédiaire des disques 2 en formant l'âme de chaque disque et en excluant donc la partie périphérique des disques et la partie centrale entourant l'axe de rotation 1.
Selon une variante préférentielle de l'invention telle que montrée aux figures 1 à 4, chaque disque 2A, 2B est formé par un ensemble de deux peaux de matériaux composites formant respectivement pour chaque disque 2A, 2B, une peau interne 6A, 6B, et une peau externe 7A, 7B. Entre chaque paire de peaux 6A, 7A d'une part et 6B, 7B d'autre part, le matériau sandwich 5 est incorporé. Le matériau sandwich 5 utilisé peut être indifféremment soit un matériau sandwich à âme pleine tel que montré à la figure 3 ou un matériau sandwich à âme creuse tel que montré à la figure 4, d'une épaisseur variant selon la taille de la roue, et à titre d'exemple d'une épaisseur de l'ordre de 20 mm pour les dimensions des disques mentionnées précédemment. La densité de la mousse sera avantageusement de l'ordre de 50 à 70 kg/m3. Ainsi le matériau sandwich à âme pleine peut comporter deux ou plusieurs couches extérieures 10, 11 en matériau stratifié et une âme 12 à base de mousse de type polyuréthanne, et/ou de résine chargée ou non. Le matériau sandwich à âme creuse peut avantageusement être réalisé sous la forme d'une structure de type « nid d'abeilles » en aluminium 15 directement ou indirectement incorporée entre les peaux internes et externes respectivement 6, 7, l'axe des nids d'abeilles étant dirigé sensiblement perpendiculairement au plan d'extension général de chaque disque 2. Selon l'invention, la structure de support de la roue formée par la paire de disques 2 est réalisée à partir de peaux 6, 7 en matériaux composites.
Selon une version particulièrement avantageuse de l'invention, chaque peau 6, 7 est formée par un empilement de plusieurs plis de « pré- imprégnés » 60, 70 (Fig. 11 à 13) de tissus de fibres synthétiques connues en tant que tel, formant des couches de renfort de tissus qui peuvent être des fibres de carbone, des fibres de verre ou encore des fibres de kevlar ou tout autre matériau équivalent, chaque couche étant imprégnée de résine époxy par exemple. Selon une version préférentielle de l'invention, la rigidité de chaque disque 2 est améliorée en réalisant chaque peau 6, 7 par un empilement de plusieurs plis 60, 70, chaque pli étant constitué d'une série de secteurs rayonnants 61 (fig.2) d'angles par exemple sensiblement égal à 20 degrés. Chaque secteur rayonnant 61 est posé côte à côte avec recouvrement partiel du secteur voisin immédiatement adjacent au cours d'une opération de « drapage » après avoir été au préalable découpé selon un gabarit spécifique. Pour assurer l'homogénéité de résistance de la structure, les différents secteurs sont découpés de manière identique pour conserver une orientation des fibres également identiques.
Lorsque l'opération de drapage est terminée, une feuille de plastique souple vient recouvrir le tout hermétiquement avec dépose complémentaire d'un joint d'étanchéité sur le périmètre de la pièce. On réalise ensuite le vide sous la feuille plastique de manière à réaliser un compactage de la pièce tout en éliminant les bulles d'air et l'excédent de résine qui est absorbé par un tissu de pompage. L'ensemble de l'empilement subit alors un cycle classique de polymérisation en autoclave avec plusieurs paliers de surpression associés à des cycles de températures adaptés aux matériaux mis en oeuvre.
A titre de variante particulièrement intéressante, la rigidité de la roue de ventilation centrifuge peut être améliorée en réalisant chaque peau interne 6A, 6B d'épaisseur décroissante en direction radiale externe vers la zone périphérique de chaque disque 2. Simultanément, la peau externe 7A, 7B peut être d'épaisseur sensiblement constante. De manière générale, les peaux internes 6A, 6B et externes 7A, 7B peuvent être d'épaisseur soit constante soit variable. Dans ce dernier cas elles peuvent être par exemple d'épaisseur décroissante radialement, et ceci, soit sur les faces internes, soit sur les faces externes, ou même simultanément sur les deux faces. La résistance générale de la roue de ventilation centrifuge conforme à l'invention est également améliorée par la réalisation d'anneaux raidisseurs destinés à reprendre tout ou partie des efforts centrifuges résultant de la rotation de la roue. A cette fin, chaque disque 2A, 2B formant une roue conforme à l'invention comprend une frette extérieure 20A, 20B réalisée à la périphérie de chaque disque 2A, 2B. La roue de ventilation conforme à l'invention comporte également une frette intérieure 21 , comportant deux frettes associées individuellement à chaque disque 2A, 2B et notées respectivement 21 A et 21 B. Les frettes intérieures 21 A, 21 B ainsi que les frettes extérieures ou périphériques 20A, 20B sont réalisées à base d'enroulements filamentaires incluant des fibres de renfort résistantes, par exemple de carbone, liées par une résine, de type époxy, et selon les cas avant ou après l'assemblage de la structure de la roue. Ces fibres de renfort sont disposées dans un alignement choisi en fonction des tensions que subit la structure. Au sens de l'invention, il convient d'entendre sous le terme « fibres de renfort résistantes ou très résistantes » toutes fibres, de préférence en matériaux composites mais non exclusivement en matériaux composites, dont les caractéristiques mécaniques exprimées en termes de valeur de contrainte à la rupture sont sensiblement comprises entre 2000 et 4600 Mpa. A titre d'exemple non limitatif, on peut citer des fibres de Verre, des fibres de Carbone ou de Kevlar (aramide). La frette intérieure 21 A, située à la base du disque d'entrée 2A est d'un diamètre supérieur à celui de l'autre frette intérieure 21 B qui est elle associée au disque arrière 2B et est située sensiblement au droit de la frette périphérique 20B et dans le plan d'extension du disque 2B. La frette intérieure 21 B est par ailleurs destinée à entourer l'arbre 1 1 1
de rotation de la roue et à servir d'interface avec le moyeu. La frette intérieure 21 A s'étend au contraire, de préférence, dans un plan situé en avant du plan d'extension du disque 2A.
Tel que cela est montré aux figures 1 et 2 notamment, les frettes intérieures 21 A, 21 B et périphériques 20A et 20B sont maintenues en place au moins en partie par les plis de pré-imprégnés 60, 70 (Fig. 11 à 13) formant chaque peau interne et externe, respectivement 6A, 6B d'une part et 7A, 7B d'autre part. Ainsi la frette intérieure 21A est entourée au moins partiellement, par exemple au niveau de ses deux faces latérales 22 et au niveau de sa face inférieure 23, par les différents plis 60, 70 de la peau interne 6A et de la peau externe 7A. Il en est de même pour l'autre frette interne 21 B et pour chaque frette périphérique 20A, 20B. Une telle disposition a bien évidemment pour avantage d'assurer une meilleure tenue de l'ensemble en améliorant la tenue aux efforts centrifuges et en limitant considérablement le cisaillement dû aux efforts centrifuges entre les peaux 6, 7 et le matériau sandwich 5.
Les figures 11 , 12 et 13 illustrent plus en détail la structure de l'empilement des plis 60, 70 constituant chaque peau 6, 7 ainsi que la façon dont les frettes 20 et 21 sont maintenues en place par lesdits plis.
Ainsi la figure 11 illustre le maintien de la frette intérieure 21A dans et sur le disque d'entrée 2A. Les plis de pré-imprégnés 60 formant l'empilement conduisant à la réalisation de la peau interne 6A entourent complètement la frette intérieure 21 A à l'exclusion de sa face supérieure 24 et viennent recouvrir les plis de pré-imprégnés 70 constituant la peau externe 7A. Le recouvrement des plis de préimprégnés 60 et 70 s'effectue principalement au niveau des faces inférieures 23 et latérales 22 de la frette intérieure 21 A. La figure 12 12
illustre le mode de réalisation détaillée de l'empilement et des plis de pré-imprégnés 60, 70 , au niveau de la réalisation de la frette périphérique 20B. Ainsi, la frette périphérique 20B est recouverte, au moins sur ses faces latérales par au moins un et de préférence plusieurs plis de pré-imprégnés 60, 70 issus respectivement des peaux internes 6B et externe 7B. Comme cela est visible à partir de la figure 12, certains plis de pré-imprégnés 60, et/ou 70 peuvent être repliés au niveau de leurs extrémités terminales 61 , 71 sous la face intérieure de la frette périphérique 20B. Accessoirement, un renfort partiel externe peut être rapporté ou collé contre la face externe de la frette périphérique 20B.
La figure 13 illustre la réalisation des peaux 6B, 7B au niveau de la frette intérieure 21 B. Selon les détails de réalisation illustrés, la peau interne 6B peut être réalisée avantageusement à partir de six plis de pré-imprégnés 60 venant entourer directement ou indirectement les faces latérales 22 et inférieures 23 de la frette 21 B. Tel que cela est montré à la figure 13, il est envisageable d'avoir recours à des plis de pré-imprégnés 62 sous forme de bandes de dimensions et longueurs réduites pour reconstituer au voisinage immédiat la frette 21 B un empilement et un renfort ponctuel de la frette au niveau de l'axe de rotation 1 en plus des peaux 6B, 7B. Avantageusement, deux couronnes périphériques 63 préfabriquées sont incluses dans le drapage constitué par les peaux 6B et 7B pour renforcer la structure au niveau de l'axe de rotation 1. La peau 7B et les plis 70 la constituant viennent renforcer la face externe du disque 2B et assurer la liaison et la jointure avec l'extrémité 61 des plis de pré-imprégnés 60 qui entourent la face inférieure 23 de la frette 21 B. Une telle configuration de l'ensemble des plis de pré-imprégnés 60, 70 permet de garantir une bonne tenue aux efforts, notamment centrifuges, de la structure de la roue, et de concilier à la fois la légèreté et la rigidité en traction et en flexion.
De manière avantageuse, l'équilibrage de chaque roue de ventilation sera réalisé au niveau de chaque disque 2A, 2B. Ainsi chaque disque 2A, 2B comporte une zone annulaire d'équilibrage 40 réalisée en matériau susceptible d'être perforé, du type mousse synthétique ou résine renforcée ou non. La zone d'équilibrage 40 aura donc la forme d'un anneau en mousse synthétique situé en périphérie, et par exemple au voisinage immédiat, du matériau sandwich 5, et entre ce dernier et la frette périphérique 20A, 20B et/ou les plis de préimprégnés 60, 70, situés sous la face inférieure de la frette périphérique 20A, 20B. Tel que cela est particulièrement bien montré à la figure 6, l'équilibrage de la roue de ventilation peut alors être effectué sur un rayon fixe à la périphérie de la roue, par perçage direct de la zone annulaire d'équilibrage 40. Dans le trou non débouchant réalisé (figure 6) il est alors possible d'injecter de la résine pour obtenir un collage structural du perçage, puis d'y insérer un morceau de plomb 41. Il est alors possible d'équilibrer la roue à l'aide de plusieurs masses ponctuelles disposées selon différentes positions radiales. La figure 5 montre le moyen par lequel la roue de ventilation peut être fixée sur l'arbre de rotation entraîné par un organe moteur. A titre d'exemple, la roue de ventilation peut être fixée par l'intermédiaire d'un moyeu 44 et d'un contre-moyeu 45 de formes conjuguées aux formes de la frette intérieure 21 B de manière à venir pincer cette dernière. La fixation peut être effectuée par simple boulonnage. Un jeu de montage entre la frette 21 B et le moyeu 44 et entre le contre-moyeu 45 sera avantageusement prévu de manière à garantir un centrage en fonctionnement par appui de la roue de ventilation sur le moyeu 45 sans introduire d'effort de compression dû à la force centrifuge. 14
La roue de ventilation conforme à l'invention comporte également de préférence une série d'aubes 3 réalisées en matériaux composites et obtenues selon une technique classique de moulage sous vide à l'autoclave. Selon l'invention les aubes 3 sont réalisées par moulage à partir d'un moule 46 et d'un contre-moule 47 permettant de réaliser chaque aube 3 individuellement (figure 7). Sur la fig.7, le moule 46 et le contre-moule 47 ont été illustrés en position de démoulage pour montrer l'aube qui vient d'y être moulée. Avantageusement, les aubes 3 auront une section transversale sensiblement en H de manière à faciliter le montage de protections sur la face de dépression ou la face en pression des deux faces de l'âme 3a de chaque aube 3. Le montage de protections peut en effet être particulièrement approprié lorsque la roue de ventilation est destinée à être utilisée dans des conditions ou procédés particulièrement abrasifs ou agressifs pour les matériaux composant les aubes 3. De telles conditions sont rencontrées par exemple en compression mécanique de vapeur en raison de la présence de particules d'eau dans la vapeur. Par ailleurs, les aubes 3 pourront être de largeur constante ou non. Dans ce dernier cas, les disques 2 seront de forme sensiblement tronconique. Les figures 8 et 9 montrent la façon dont les aubes 3 sont pourvues de protections métalliques, de préférence en inox. Ainsi, les protections métalliques peuvent comprendre un pion 50 surmonté d'une couronne semi-circulaire 51 et destiné à venir s'intégrer dans une empreinte (non représentée aux figures) prévue dans le disque 2 d'une part et dans une encoche 52 usinée dans l'aube 3, et en particulier dans le bord d'attaque des âmes 3a.
Les protections métalliques comportent également un premier clinquant 55 destiné à être fixé sur la face en pression de l'aube 3, à savoir la face supérieure de l'âme 3a. Avantageusement, le premier clinquant 55 15
sera pourvu d'un bord terminal roulé 56 de manière à assurer le recouvrement du bord d'attaque 3b de l'aube 3. De préférence, un second bord roulé peut être prévu pour recouvrir le bord de fuite de l'aube 3. Le dispositif de protection comporte également avantageusement au moins un second clinquant 57 métallique, destiné à être fixé sur le disque 2 avec un rabat 58 destiné à former un bord rabattu sur la face en pression de l'aube 3. Le mode de fixation des clinquants 55 et 57 peut être réalisé par collage avec ou sans rivet de fixation. Pour faciliter le positionnement et le montage rapide de l'ensemble des pièces constituant la roue de ventilation conforme à l'invention, il est particulièrement avantageux de réaliser une série d'empreintes 58 (figure 10) dans les faces internes de chaque disque 2A, 2B, c'est-à- dire dans les peaux 6A, 6B. Les empreintes 58, de direction, forme et configuration appropriées aux aubes 3, sont destinées à recevoir les ailes 3c des aubes 3 pour faciliter leur positionnement lors de l'assemblage de la paire de disques 2 et des aubes 3 disposées entre lesdits disques 2. Grâce aux empreintes 58 on obtient un positionnement parfait et rapide de l'ensemble des aubes 3 et des disques 2 qui peuvent être collés sous vide en une seule opération.
La roue de ventilation ainsi obtenue s'avère en définitive être une structure permettant de concilier légèreté et rigidité à la fois en traction et en flexion, tout en étant d'une réalisation relativement simple et d'un coût relativement réduit.
POSSIBILITE D'APPLICATION INDUSTRIELLE
L'invention trouve son application industrielle dans la fabrication de roue composite pour ventilateur centrifuge.

Claims

16
REVENDICATIONS
- Roue de ventilation centrifuge ou hélico-centrifuge réalisée à partir de matériaux composites comportant une série d'aubes (3) supportées par une structure de support annulaire en matériau composite, et au moins une frette de renfort (21 ) à base d'enroulements filamentaires incluant des fibres de renfort, par exemple de carbone, disposées coaxialement à et au voisinage de l'axe de rotation (1 ) de la roue pour former une frette intérieure caractérisée en ce que :
- la structure de support comprend au moins deux disques coaxiaux (2A, 2B) qui enserrent et fixent les aubes (3).
- Roue selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte un matériau sandwich (5), possédant de bonnes propriétés de résistance à la compression, incorporé dans chaque disque (2A, 2B) pour remplir la zone intermédiaire du disque en formant son âme.
- Roue selon la revendication 2 caractérisée en ce que chaque disque (2A, 2B) est formé par un ensemble de deux peaux (6A, 6B; 7A, 7B) de matériau composite formant respectivement une peau interne (6A, 6B) et une peau externe (7A, 7B) et entre lesquelles le matériau sandwich (5) est incorporé. 17
4 - Roue selon la revendication 3 caractérisée en ce que la peau interne (6A, 6b) est d'épaisseur décroissante en direction radiale externe, alors que la peau externe (7A, 7B) est d'épaisseur sensiblement constante.
5 - Roue selon l'une des revendications 2, 3, ou 4 caractérisée en ce que le matériau sandwich (5) est un matériau sandwich à âme pleine.
6 - Roue selon l'une des revendications 2, 3 ou 4 caractérisée en ce que le matériau sandwich (5) est un matériau à âme creuse, du type nid d'abeilles.
7 - Roue selon l'une des revendications 3 à 6 caractérisée en ce que chaque peau (6A, 6B; 7A, 7B) de matériau composite est formée par un empilement de plusieurs plis (60, 70) de pré-imprégnés de tissus de fibres synthétiques.
8 - Roue selon la revendication 7 caractérisée en ce que les plis (60, 70) sont constitués d'une série de secteurs rayonnants (61 ), chaque secteur étant posé côte à côte avec recouvrement partiel.
9 - Roue selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisée en ce que la frette intérieure (21 ) comporte deux frettes (21 A, 21 B) associées individuellement à chaque disque (2A, 2B). 10- Roue selon l'une des revendications 3 à 9 caractérisée en ce que la frette intérieure (21) est maintenue en place au moins en partie par les peaux (6A, 6B; 7A, 7B) qui entourent au moins partiellement ladite frette.
11 - Roue selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisée en ce que chaque disque (2A, 2B) comporte une frette périphérique (20A, 20B) à base d'enroulements filamentaires incluant des fibres de renfort, par exemple de carbone.
12 - Roue selon la revendication 11 et l'une des revendications 3 à 9 caractérisée en ce que pour chaque disque (2A, 2B), la frette périphérique (20A, 20B)) est recouverte au moins partiellement par les deux peaux, respectivement interne (6A, 6B) et externe (7A, 7B).
13 - Roue selon l'une des revendications 11 à 12 caractérisée en ce que chaque disque (2A, 2B) comporte une zone annulaire d'équilibrage (40) réalisée en matériau susceptible d'être perforé, du type mousse synthétique et située en périphérie du matériau sandwich (5), et entre ce dernier et la frette périphérique (20A, 20B).
14 - Roue selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisé en ce que les aubes (3) sont réalisées en matériau composite.
15 - Roue selon la revendication 14 caractérisé en ce que les aubes (3) ont une section transversale sensiblement en H. - Roue selon la revendication 15 caractérisé en ce que les aubes (3) sont pourvues de protection métalliques ,de préférence en inox, comprenant :
- un pion intégré (50, 51 ) dans une empreinte du disque (2) et dans une encoche (52) ménagée dans le bord d'attaque (36) de l'aube (3),
- un premier clinquant (55) fixé sur la face en pression de l'aube (3) avec recouvrement du bord d'attaque (56) de l'aube (3), et de préférence recouvrant également le bord de fuite de l'aube (3),
- et de préférence un second clinquant (57) fixé sur le disque (2) avec un bord (58) rabattu sur la face en pression de l'aube (3).
- Roue selon l'une des revendications 1 à 16 caractérisé en ce que les disques (2A, 2B) sont pourvus d'empreintes (58) pour recevoir les ailes (3c) des aubes (3) et faciliter leur positionnement.
- Disque destiné à équiper une roue de ventilation conforme à l'une des revendications 1 à 17.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2830579B1 (fr) * 2001-10-05 2004-01-23 Abb Solyvent Ventec Roue de compression centrifuge associant une structure en materiau composite et une structure metallique et procede de fabrication
US7251887B2 (en) 2003-12-04 2007-08-07 Honeywell International, Inc. Tool for balancing rotating components
EP2302170A1 (fr) 2004-11-12 2011-03-30 Board of Trustees of Michigan State University Turbomachine et procédé d'operation
AU2005330024A1 (en) * 2005-03-29 2006-10-05 Carrier Corporation Single piece nozzle cover design and method of manufacture
WO2007037699A1 (fr) 2005-09-27 2007-04-05 Umoe Mandal As Ventilateur centrifuge
NO327520B1 (no) * 2007-12-05 2009-07-27 Dynavec As Anordning ved løpehjul
JP2010180721A (ja) * 2009-02-03 2010-08-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd インペラの製造方法および圧縮機
IT1394295B1 (it) * 2009-05-08 2012-06-06 Nuovo Pignone Spa Girante centrifuga del tipo chiuso per turbomacchine, componente per tale girante, turbomacchina provvista di tale girante e metodo di realizzazione di tale girante
IT1397057B1 (it) 2009-11-23 2012-12-28 Nuovo Pignone Spa Girante centrifuga e turbomacchina
IT1397058B1 (it) 2009-11-23 2012-12-28 Nuovo Pignone Spa Stampo per girante centrifuga, inserti per stampo e metodo per costruire una girante centrifuga
FI20105048A (fi) * 2010-01-21 2011-07-22 Runtech Systems Oy Menetelmä radiaalikompressorin juoksupyörän valmistamiseksi
ITCO20110064A1 (it) 2011-12-14 2013-06-15 Nuovo Pignone Spa Macchina rotante comprendente un rotore con una girante composita ed un albero metallico
US10193430B2 (en) 2013-03-15 2019-01-29 Board Of Trustees Of Michigan State University Electromagnetic device having discrete wires
ITCO20130067A1 (it) 2013-12-17 2015-06-18 Nuovo Pignone Srl Girante con elementi di protezione e compressore centrifugo
FR3031551A1 (fr) * 2015-01-09 2016-07-15 Carpyz Ingenierie Methode de conception et construction de roues turbos, helicos, reacteurs, alimentees
DE102015203630B3 (de) * 2015-03-02 2016-03-31 Voith Patent Gmbh Verfahren zur Montage eines Leitapparates
NO339655B1 (en) * 2015-05-28 2017-01-16 Dynavec As Runner for a fluid machine having removable blades
CN105090111A (zh) * 2015-06-19 2015-11-25 苏州亚铨机械科技有限公司 一种新型电机动叶轮
CN110469528B (zh) * 2019-09-10 2024-03-12 洛阳北玻三元流风机技术有限公司 一种碳纤维和膨胀材料夹芯结构离心风机轮毂及成型方法
US11441574B2 (en) * 2019-12-26 2022-09-13 Trane International Inc. HVACR blower
CN112503002A (zh) * 2020-11-18 2021-03-16 靳普 一种斜向推力结构的压气机及转子系统
CN114734208B (zh) * 2022-04-18 2023-03-03 中国科学院工程热物理研究所 一种斜流或离心叶轮的整体叶环结构及其加工方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2610362A1 (de) * 1976-03-12 1977-09-15 Achthal Maschinenbau Gmbh Ventilatorfluegelraeder aus kunststoff zur foerderung aggressiver medien
FR2504209A1 (fr) * 1981-04-21 1982-10-22 Hunsinger Ewald Roue de turbomachine radiale en materiaux composites, moyeu et inducteur metalliques
FR2631083A1 (fr) * 1988-05-03 1989-11-10 Plastiremo Roue composite pour compresseur centrifuge et procede pour sa fabrication
DE4321173A1 (de) * 1993-06-25 1995-01-12 Inst Luft & Kaeltetechnik Ggmbh Kältemittel-Turboverdichter
EP0737814A1 (fr) * 1995-04-10 1996-10-16 Abb Research Ltd. Compresseur
DE19525829A1 (de) * 1995-07-15 1997-01-16 Abb Research Ltd Lüfter
EP0761978A1 (fr) * 1995-08-30 1997-03-12 Societe Europeenne De Propulsion Turbine en matériau composite thermostructural, en particulier à grand diamètre, et procédé pour sa fabrication

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3144204A (en) * 1962-08-24 1964-08-11 Acme Engineering And Mfg Corp Centrifugal blower wheel
CA1155712A (fr) * 1979-10-29 1983-10-25 Rockwell International Corporation Rotor centrifuge composite pour pompes a bouillie

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2610362A1 (de) * 1976-03-12 1977-09-15 Achthal Maschinenbau Gmbh Ventilatorfluegelraeder aus kunststoff zur foerderung aggressiver medien
FR2504209A1 (fr) * 1981-04-21 1982-10-22 Hunsinger Ewald Roue de turbomachine radiale en materiaux composites, moyeu et inducteur metalliques
FR2631083A1 (fr) * 1988-05-03 1989-11-10 Plastiremo Roue composite pour compresseur centrifuge et procede pour sa fabrication
DE4321173A1 (de) * 1993-06-25 1995-01-12 Inst Luft & Kaeltetechnik Ggmbh Kältemittel-Turboverdichter
EP0737814A1 (fr) * 1995-04-10 1996-10-16 Abb Research Ltd. Compresseur
DE19525829A1 (de) * 1995-07-15 1997-01-16 Abb Research Ltd Lüfter
EP0761978A1 (fr) * 1995-08-30 1997-03-12 Societe Europeenne De Propulsion Turbine en matériau composite thermostructural, en particulier à grand diamètre, et procédé pour sa fabrication

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