Office de Brevets FREYLINGER & ASSOCIES
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1. int rieur dans la zone du rotor LR et D d signant le diam tre ma ximum de la partie G2 du carter formant diffuseur sur son c t sortie Comme cela est visible notamment sur la fi gure 3 il est pr vu dans le sens de l obtention d un bon rendement du ventilateur et moyennant simultan ment une r duction lev e des bruits en mbinaison avec l largis sement conforme l invention du carter dans la zone de la partie G2 du carter formant diffuseur qu au moins les angles situ s du c t aval des pales S1 S8 sont arrondis conform ment un rayon de courbure tel que 0 1 1 rc 0 3 L En outre en combinaison avec les param tres de construction indiqu s pr c demment du carter de ventila teur et les angles situ s du c t aval des pales et en r f rence au d roulement partiel plat du moyeu N confor m ment la figure 4 et aux grandeurs de r f rence qui y sont port es pour le sens de rotation D la direction L de circulation de l air et une pale repr sent e par sa section ext rieure et sa section int rieure un agencement conforme l invention d un rotor pour un ventilateur axial sans roue directrice comportant des pales profil es tordues 10 15 20 25 30 dispos es en tant r parties de fa on uniforme ou non uniforme sur le pourtour du moyeu du rotor d une unit ventilateur et poss dant une ligne moyenne de profil cin tr e de telle sorte que la valeur relative f l ce la h2. rotor LR et D d signant le diam tre ma ximum de la partie G2 du carter formant diffuseur 5 Ventilateur axial sans roue directrice sui vant l une des revendications 2 4 caract ris par le fait que pour la partie G2 du carter formant diffuseur il est pr vu une longueur axiale globale 0 10 D lt ly 10 15 20 25 0 5 Dy D correspondant au diam tre int rieur du carter du ventilateur premi re partie G1 du carter dans la zo ne du rotor LR 6 Ventilateur axial sans roue directrice sui vant l une des revendications 2 5 caract ris par le fait que pour la partie G2 du carter formant diffuseur il est pr vu un largissement brusque qui commence en arri re du rotor LR avec un angle de pente 15 sa aS DTN or et un largissement progressif sup rieur avec l angle de 60 jusqu un diam trede valeur 1 02 D lt pente 0 lt x lt 10 jusqu au diam tre de valeur D 7 Ventilateur axial sans roue directrice se lon l une des revendications 2 6 caract ris par le fait que la partie G2 du carter formant diffuseur est constitu e par un l ment tubulaire qui dans la zone de son largissement est largie l aide d un poin on d em boutissage correspondant 8 Ventilateur axial sans roue directrice sui vant l une des revendications 2 7 caract ris par le fait que la premi re partie G1 du carter et la partie G2 du carter formant diffuseur fo
3. Office de Brevets FREYLINGER amp ASSOCIES S P R L B 1080 Bruxelles Belgique Avenue J S Bach 22 43 T l phone 02 4659915 T lex 63628 patbel R C Bruxelles 398 667 T V A 416 281 537 M Van Malderen Lic A C Li e E T Freylinger ing dipl E P F Z E Meyers phys dipl E P F Z Mandataires agr s pr s l Office Europ en des Brevets V R f N R sf B 4000 Li ge Belgique Bd de la Sauveni re 85 042 T l 041 235406 Luxembourg Rue du Cimeti re 46 Bo te Postale 1153 T l phone 49 41 31 T lex 16081145 01 Gk CELA PROPRIETE INDUSTRIELLE 28 3 19 28 3 1988 ENTREE 14274 OFFICE DE LA PROPRIETE INDUSTRIELLE Rue J A De Mot 24 26 B 1040 BRUXELLES Bruxelles 84111073 7 VPA 83 P 3334 E BE sous le n R f rences du brevet Brevet europ en n gt O 145 857 D livr le 02 03 1988 au x nom s de SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT D pos le 17 Septembre 1984 Messieurs Nous avons l avantage de vous signaler assumer aupr s de votre Administration la repr sentation de la Demanderesse selon pouvoir ci joint pouvoir g n ral d j d pos et dont copie est jointe Nous vous prions de trouver ci joint un exemplaire de la traduction du fascicule descriptif du brevet europ en cit en r f rence selon l article 5 de la loi du 8 Juillet 1977 Il s agit d un red p t apr s Opposition en application de l article 102 d
4. aintien des autres donn es re quises on peut obtenir avantageusement une r duction sup pl mentaire des bruits par le fait qu la premi re partie du carter qui entoure directement l unit ventilateur se raccorde c t sortie une seconde partie du carter formant diffuseur qui poss de un diam tre int rieur qui augmente de fa on brusque une distance situ e dans la plage de valeurs de 2 0 3 1 par rapport au point d intersection du prolongement du bord arri re de l aube d une part et de la corde de la 10 15 20 25 30 35 pale d autre part dans la zone des angles situ e du c t aval des pales la grandeur 1 d signant la lon gueur de la corde du profil de la pale dans la section ext rieure et grdce au fait que les angles situ s du c t aval des pales sont arrondis conform ment un rayon de courbure compris entre 0 1 1 et 0 3 l D apr s DE A 25 21 416 on connait il est vrai un ventilateur axial dont les bruits sont amortis et qui comporte une unit ventilateur entour e par un carter et dans laquelle le diam tre int rieur de la partie du carter qui se raccorde la partie du carter enveloppant la par tie active du point de l coulement du ventilateur aug mente brusquement d environ 25 cependant on n indique aucun param tre particulier de construction pour une con ception du rotor aucun arrondi sp cifique des angles des pales ni la pr sence d une grille de pro
5. ans qu il soit n cessaire d accro tre ou de modifier les conditions de montage comme par exemple la distance partir de grilles de protection situ es du c t de l coulement sortant et sans r duire le rendement du rotor La solution du probl me pos est obtenue con form ment l invention gr ce l enseignement fourni par la revendication 1 Des formes de r alisation avantageuses de l invention font l objet des sous revendications A partir de l tat de la technique fourni par lesumanuels d enseignement pour r soudre le probl me pos ce sont les dispositions suivantes qui sont susceptibles de produire un effet avantageux a r duction du rapport des moyeux D D pour l obtention d une distribution de vitesse aussi uniforme que possi ble et par cons quent d un faible d veloppement de bruits b accroissement du coefficient de pression 10 15 20 25 30 35 c accroissement du coefficient de d bit Ces trois dispositions de conception connues du sp cialiste moyen pour des ventilateurs sont combi n es entre elles de telle sorte que les dispositions a et c agissent dans le m me sens mais en sens oppos de la disposition dimensionnelle b Au moyen de la pr d ter mination de conditions maximales de montage ainsi que de la pression requise et du d bit volumique n cessaire on d termine les grandeurs dimensionnelles coefficient de pression et coefficient de d bit en cherchant mainte
6. au teur de la fl che f de la ligne moyenne du profil sur la corde d une pale par rapport a la longueur 1 de la dis tance entre le bord avant et le bord arri re d une pale est comprise dans la plage de valeurs 0 02 f 1 lt 0 1 est caract ris par les autres param tres suivants de construction pour le rotor de l unit a ventilateur 0 25 lt D D lt 0 35 70 lt Y lt 80 Du gie v lt 50 0 7 lt 1 1 1 avec les d finitions suivantes D diam tre ext rieur du rotor D diam tre du moyeu du rotor 1 longueur de la corde entre le bord avant et le bord arri re du profil de l aube dans la section ext rieure l longueur de la corde entre le bord avant et le bord arri re du profil de l aube dans la section int rieure Y angle de r glage de l aube dans la section ext rieure d une pale mesur par rapport la direction circon f rentielle D sens de rotation y angle de r glage de l aube dans la section int rieure d une pale mesur par rapport la direction circon f rentielle D sens de rotation Avec les param tres de construction indiqu s pr c demment on peut d terminer l ensemble du profil des pales en se basant sur les proc dures usuelles de calcul pour des aubes profil es de compresseurs et des pales pro fl es de ventilateurs on se base alors sur les conditions usuelles et recommand es de recouvrement dans le cas des constructions de rotors axi
7. aux 10 15 20 25 REVENDICATIONS 1 Ventilateur axial sans roue directrice no tamment pour l a ration d changeurs de chaleur comportant des pales profil es tordues dispos es en tant r parties de fa on uniforme ou non uniforme sur le pourtour du mo yeu du rotor d une unit a ventilateur et poss dant une ligne moyenne de profil cintr e de telle sorte que la va leur relative f 1 de la hauteur de la fl che f de la ligne moyenne du profil sur la corde d une pale par rapport la longueur 1 dela distance entre le bord avant et le bord arri re d une pale est comprise dans la plage de va leurs 0 02 lt f l 0 1 caract ris par les autres para m tres suivants de construction pour le rotor de l unit a ventilateur 0 25 K D D lt 0 35 70 lt lt i lt 80 35 gV Y lt 50 0 7 X 1 1 lt 1 avec les d finitions suivantes D diam tre ext rieur du rotor D diam tre du moyeu du rotor 1 longueur de la corde entre le bord avant et le bord arri re du profil de l aube dans la section ext rieure 1 longueur de la corde entre le bord avant et le bord arri re du profil de l aube dans la section int rieure Va angle de r glage de l aube dans la section ext rieure 10 15 20 25 30 35 d une pale mesur par rapport a la direction circon f rentielle D sens de rotation is angle de r glage de l aube dans la section int rieure d une pale mes
8. e la loi europ enne sur les brevets Veuillez agr er Messieurs l expression de nos sentiments distingu s Le Mandataire FREYLINGER amp ASSOCIES Beo Michel VAN MALDEREN 10 15 20 25 Brevet europ en N O 145 857 d pos le 17 Septembre 1984 sous le n 84111073 7 Au nom de SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Publication de la d livrance au Bulletin OEB N 88 09 du 2 Mars 1988 Ventilateur axial sans roue directrice notamment pour l a ration d changeurs de chaleur L invention concerne un ventilateur axial sans roue directrice notamment pour l a ration d changeurs de chaleur conforme au pr ambule de la revendication 1 un tel ventilateur axial est connu de par l utilisation ant rieure de notori t publique Le rapport des moyeux D D des ventilateurs connus tait gal a des valeurs D D gt 0 4 dans la mesure o des exigences taient impos es en ce qui concerne la s curit vis vis dune rupture et la production de pres sions lev es La diff rence des angles de r glage des pales dans la section ext rieure ou dans la section int rieure correspondant l angle usuel de conception d envi ron 28 Le rapport de la longueur de la corde dans la section int rieure la longueur de la corde dans la sec tion ext rieure tait sup rieur 1 Une exigence typique requise pour de tels ven tilateurs notamment lorsqu on doit les utiliser pour fonc tionner en liaison avec des radia
9. igure 2 repr sente une vue de face du dis positif de la figure 1 La figure 3 repr sente plus grande chelle une section de la repr sentation de la figure 1 10 15 20 25 30 35 La figure 4 repr sente une vue radiale d une partie de la surface des moyeux repr sent e sous la forme d un d veloppement en projection horizontale avec la re pr sentation d un profil d une pale dans la section int rieure et dans la section ext rieure Conform ment aux figures 1 2 une unit a ven tilateur constitu e essentiellement par un moteur d entra nement M comprenant un rotor de ventilateur LR fix sur l ar bre men du moteur et comportant des pales S1 S8 est dispo s e dans un carter enveloppant qui se compose d une premi re partie G1 entourant directement l unit 4 ventilateur M LR et d une seconde partie G2 formant diffuseur Des grilles respectives de protection SG sont fix es tant sur le c t entr e que sur le c t sortie du carter Conform ment une forme de r alisation de l invention il est pr vu qu au c t sortie de la premi re partie G1 du carter qui entoure directement l unit de ventilateur M LR se raccorde une seconde partie G2 du carter formant diffuseur qui poss de un diam tre int rieur pr sentant un accroissement brusque a une distance situ e dans une plage de valeurs de 0 3 lo par rapport aux sommets situ s sur le c t aval des pales S1 S8 auquel cas la grandeu
10. nir une valeur aussi faible que possible la vitesse circon f rentielle et la vitesse de rotation du rotor pour des questions de bruits La valeur minimale associ e de la vitesse circonf rentielle est cependant d termin e par une valeur maximale admissible du coefficient de pression qui d pend du type de construction et notamment du rapport des moyeux D D du rotor Comme cela est connu on peut utiliser cet effet la r gle de conception indiquant que pour l obtention d un bon rendement plus la valeur du coefficient de pression est faible plus la valeur du coefficient de d bit est lev e Cette relation est connue d apr s la litt rature concern e sous le terme de courbe de Cordier D apr s le manuel d enseignement Ventilateurs de Bruno Eck 1972 page 271 paragraphe 265 on conna t en outre des relations modifi es entre le coefficient de pression et le coefficient de d bit ou entre les grandeurs sans dimensions qui en d pendent lin airement du nombre du diam tre et du nobre de la vitesse r gime lev Dans le manuel mentionn on recommande en fonction de ces grandeurs respectivement un rapport d termin des moyeux qui puisse garantir une valeur optimale en liaison avec un bon rendement Un cart important par rapport aux valeurs recommand es peut avoir pour cons quence que l on ne puisse obtenir aucun bon rendement et notamment que dans le cas o le rapport des moyeux tombe au dessous des valeurs
11. r la d signe la longueur de la corde du profil de la pale dans la section ext rieure et comme point de d part de la plage de distances on part du c t du rotor d angles arrondis Afin d une part d obtenir un largissement brusque du carter d une mani re appropri e du point de vue de l a rolique et d autre part de pouvoir r aliser cet largissement avec une d pense aussi faible que possible du point de vue fabrication conform ment une forme de r alisation de l invention il est pr vu pour la partie G2 du carter formant diffuseur un largissement brusque qui commence en arri re du rotor LR avec un angle de pente 15 lt M 60 jusqu un diam tre de valeur 1 02 D K 10 15 20 25 30 35 D lt Do et un largissement progressif sup rieur avec l angle de pente 0 XK 10 jusqu au diam tre de va leur D de fa on appropri e on r alise une partie for mant carter ainsi agenc e formant diffuseur partir d un l ment tubulaire correspondant tout d abord au dia m tre de valeur D et que l on largit l aide d un poin con d emboutissage poss dant les cotes ext rieures de la partie largie Selon une autre forme de r alisation de l in vention pour la partie G2 du carter formant diffuseur il est pr vu un rapport d ouvertures totales ou de diam tres 1 03 lt D Da lt 1 25 D du carter du ventilateur premi re partie G1 du carter repr sentant le diam tre
12. recomman 10 15 20 25 30 35 d es dans le manuel d enseignement il apparaisse une rupture de l coulement dsns la zone du moyeu et une for mation accrue correspondante de bruits Les param tres de construction conformes l invention qui sont pr vus conform ment la revendica tion 1 sont situ s hors des conceptions recommand es par la litt rature sp cialis e cependant il s est av r de fa on tonnante que dans le ventilateur conforme l in vention moyennant le respect des valeurs requises pour le d bit volumique et la pression maximale pour un pourcen tage d termin de ce d bit volumique ainsi que dans des conditions maximales donn es de montage et dans le cas d une vitesse circonf rentielle aussi faible que possible ainsi que dans le cas d un faible rapport des moyeux il n appara t aucun ph nom ne de rupture dans le rotor et l coulement se rapproche plus de l tat d une distribu tion uniforme de vitesse pour un d bit volumique donn que dans le cas d un rapport plus lev des moyeux et que la valeur absolue de cette vitesse est plus faible Il s est en outre av r que la perte de pression au niveau de la grille de protection situ e du c t sortie est plus faible ce qui conduit une r duction suppl men taire du bruit tant donn que la puissance d entra nement de l air devant tre fournie est plus faible et que les bruits d coulement sont r duits Moyennant le m
13. rment ensemble un l ment tubulaire d un seul tenant 9 Ventilateur axial sans roue directrice sui vant l une des revendications 2 8 caract ris par le fait que lapartie G2 formant diffuseur comporte du c t de l coulement sortant une grille de protection SG
14. tection situ e au moins sur le c t aval L agencement du rotor qui t choisi pour le ventilateur conforme l invention avec une r partition lev e du travail dans la zone ext rieure du rotor fournit en combinaison avec la r alisation du rotor et l arrondi des bords des pales qui ont t d crits pr c demment une am lioration suppl mentaire dans le sens de l obtention d une distribution de vitesse aussi uniforme que possible avec des valeurs maximales r duites en aval du ventilateur ainsi qu une r duction suppl mentaire des bruits qui per met globalement une r duction de 3 4 dB A De m me ces dispositions vont au moins partiellement l encontre de l id e indiqu e dans le manuel d instructions et selon laquelle lorsque l on augmente la fente moyenne entre le rotor et le carter enveloppant on peut s attendre obte nir un accroissement du niveau des bruits En outre on sup pose d une mani re g n rale que la production maximale pos sible de pression point de rupture diminue dans le cas o la fente entre le rotor et le carter augmente 10 15 20 25 30 33 Une construction dans laquelle il s est av r que l on a obtenu une conception particuli rement avantageu se pour l ensemble du carter du ventilateur muni d une partie du carter formant diffuseur qui s largit brusquement est caract ris e par le fait qu il est pr vu pour la partie du carter formant diffuseur un rapport d o
15. teurs concerne l obten tion d une quantit d termin e d air de soufflage c est dire d une quantit d air requise d termin e sans dif f rence de pression statique importante moyennant l exi gence simultan e d une pression d air minimale pour un pourcentage d termin de cette quantit d air par exem ple dans le cas d une quantit d air de soufflage r duite 10 15 20 25 30 35 de 30 40 en raison d un givrage du radiateur ou d un encrassement du radiateur ou du filtre En outre la quan tit d air requise doit quitter le ventilateur avec un profil de vitesse aussi uniforme que possible et avec une composante de moment angulaire cin tique aussi fai ble que possible ce qui permet de maintenir un faible niveau les bruits d coulement contre les composants que longe l coulement et qui doivent tre refroidis En outre les dimensions maximales de tels ventilateurs sont prescrites pour des questions de montage Etant donn qu en outre le c t aspiration et le c t re foulement des ventilateurs sont accessibles il faut pour des questions de s curit disposer en ces endroits des grilles de protection qui d une mani re nuisible vont l encontre des exigences indiqu es pr c demment C est pourquoi la pr sente invention a pour but partir d un ventilateur sans roue directrice du type indiqu plus haut de r duire fortement le niveau sp cifique de la puissance acoustique s
16. ur par rapport la directimcircon f rentielle D sens de rotation 2 Ventilateur axial sans roue directrice sui vant la revendication 1 comportant un carter suppl mentai re entourant au moins l unit ventilateur caract ris par le fait qu la premi re partie G1 du carter qui entoure directement l unit ventilateur M LR se raccorde c t sortie une seconde partie G2 du carter formant diffuseur qui poss de un diam tre int rieur qui augmente de fa on brusque une distance situ e dans la plage de valeurs de 0 3 1 par rapport au point d intersection du prolongement du bord arri re de l aube d une part et de la mrde de la pale d autre part dans la zone des angles situ e du c t aval des pales S1 S8 la grandeur Le d signant la longueur de la corde du profil de la pale dans la section ext rieure 3 Ventilateur axial sans roue directrice sui vant la revendication 2 caract ris par le fait que les angles situ s du c t aval des pales S1 S8 sont arron dis conform ment un rayon de courbure r tel que 0 1 1 lt r lt 0 3 la 4 Ventilateur axial sans roue directrice sui vant la revendication 2 ou 3 caract ris par le fait que pour la partie G2 du carter formant diffuseur il est pr vu un rapport d ouvertures totales ou de diam tres 1 03 D D 1 25 D du carter du ventilateur premi re partie G1 du carter repr sentant le diam tre mt rieur dans la zone du
17. uvertures globales ou diam tres tel que 1 03 g D D 1 25 et une longueur A lt ly lt 0 5 Dar D repr sentant approximativement le diam tre int rieur du carter du ventila axiale totale telle que 0 10 D teur dans la zone du rotor et D le diam tre maximal de la partie du carter formant diffuseur Une forme de r alisation particuli rement avan tageuse du point de vue de la technique de fabrication de la partie du carter formant diffuseur est caract ris e par le fait que pour cette partie du carter il est pr vu tout d abord un largissement brusque qui commence en arri re du rotor avec un angle de pente 15 lt x lt 60 jusqu un diam tre de valeur 1 02 D lt D5 lt Do et un largis sement progressif sup rieur avec l angle de pente 0 lt K lt 10 jusqu au diam tre de valeur D Avantageusement la partie du carter formant diffuseur est constitu e par un l ment tubulaire qui dans la zone de son largisse ment est largie l aide d un poin on d emboutissage correspondant L invention ainsi que d autres formes de r a lisation avantageuses de l invention vont tre expliqu es ci apr s de fa on plus d taill e en r f rence un exemple de r alisation repr sent sch matiquement sur le dessin La figure 1 repr sente la vue en l vation la t rale d une unit ventilateur dispos e dans un carter de ventilateur d un ventilateur axial sans roue directrice La f
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