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ou la dépollution de l'air

3.3 LE VENTILATEUR

3.3.1.    Comment fonctionne un ventilateur

Le ventilateur est une turbomachine réceptrice, com­portant une ou plusieurs roues autour d'un axe, entraî­née par une puissance mécanique primaire qui lui est transmise. Il entretient l'écoulement d'un fluide ga­zeux qui reçoit ainsi, en le traversant, une puissance mécanique utilisable (puissance utile) correspondant à un travail réel.

La somme de la pression totale à l'ouïe d'aspiration et de la pression totale au refoulement représente la hauteur manométrique totale du ventilateur. Il s'ensuit l'établissement d'un débit du fluide continu (figure 40).

figure41a

Figure 40
Mesure de la hauteur manométrique totale d'un ventilateur

3.3.2.    Les éléments constitutifs d'un ventilateur centrifuge

Un ventilateur est composé de quatre éléments bien distincts :

figure41b

Figure 41
Éléments constitutifs d'un ventilateur centrifuge

anibull2 Le pavillon d'entrée : de sa conception dépendra une bonne partie du rendement du ventilateur ;

anibull2 La turbine qui sera choisie pour une classe d'application selon un rendement (type de matière à transporter, hauteur manométrique) ;

anibull2 La volute ou enveloppe, de forme spiraloïde c'est d'elle que dépendront souvent les problèmes de bruit ; la volute participe aussi au rendement et à la hauteur manométrique du ventilateur ;

anibull2 Le socle support comportant les éléments de transmissions de la vitesse de rotation et permettant de poser le ventilateur au sol.

aniboulverte Forme des Turbines

Les roues des ventilateurs sont, en général, constituées par un disque en acier sur lequel sont fixées les pales ou les aubes. Ces pales ou ces aubes peuvent être réunies à leur autre extrémité par une couronne qui les raidit et les entretoise.

Les pales, ou les aubes peuvent être soit inclinées vers l'avant, soit incurvées vers l'arrière, soit planes et même inclinées en arrière du sens de marche.

On distingue trois types principaux de roues  :

anibull2 Les roues à action dont les aubes sont inclinées vers l'avant (l'air est attaqué par l'intrados de la pale).Le rendement de ces ventilateurs peut attein­dre 88% mais la configuration de la pale (dite en cuillère) en  interdit son utilisation pour de l'air chargé en poussières ou même humide.

anibull2 Les roues radiales dont les aubes sont planes (di­tes autonettoyantes). Ces dernières très souvent utilisées dans l'industrie du bois ont un rendement de 55 à 62% (roues à pales radiales ouvertes) qui aujourd'hui peut atteindre 73% lorsqu'elles comportent une couronne.

anibull2 Les roues à réaction (aussi appelées semi-dépous­siérage, maxi 5g/m3). Ces roues dont les aubes sont inclinées vers l'arrière ont un rendement qui peut atteindre 83%.

Le choix de ces roues dépendra naturellement de l'emplacement du ventilateur (en air propre ou en air poussiéreux) et des particules transportées.

Une turbine pales radiales avec couronne au rendement de 73% conviendra à la grande majorité des installations de dépoussiérage du bois avec des concentrations de 15 à 50 g/m3 d'air. Par contre, s'il y a présence de fibre, d'éléments fibreux tel que lors d'opération de délignage ou de sciage, il sera nécessaire de prévoir une roue radiale sans couronne. En effet, la présence de cette couronne et la jonction aux pales offrent un point d'accrochage de ces éléments fibreux causant un déséquilibre irrémédiable de la turbine. Il en sera de même lors d'utilisation en transport pneumatique à forte concentration de matières.

Un moyeu d'entraînement usiné et alésé à la cote de l'arbre de commande est assemblé avec le disque arrière de la roue.

Les formes et les proportions des roues et des pales ainsi que des arbres sont déterminés d'après les caractéristiques à obtenir.

Les roues à gros débit et faible hauteur manométrique sont larges et le diamètre d'ouïe d'entrée est très voisin de leur diamètre extérieur. Les roues à haute pression et faible débit sont au contraire étroites et comportent une ouïe d'aspiration de petit diamètre.

Entre ces deux limites s'intercale toute une gamme de roues, dont les proportions et les formes répondent chacune à des rapports de débit-pression bien définis.

Les roues sont équilibrées dynamiquement sur banc d'équilibrage électronique (le balourd résiduel doit être faible).

figure42

Figure 42
Différentes turbines de ventilateurs

aniboulverte Volutes

De forme spiraloïde les enveloppes sont constituées de deux flasques et d'un pourtour en tôles d'acier. En règle générale les deux flasques du pourtour sont démontables, mais il arrive parfois que l'un des flasques (arrière) soit directement soudé avec la tôle assurant ce pourtour.

aniboulverte Mode de Montage

L'accouplement au moteur peut être conçu, soit directement, soit par une transmission courroies trapézoïdales. La première solution permet un gain d'encombrement ; la deuxième permet de faire varier la vitesse de rotation en fonction des besoins réels dans les limites d'utilisation.

Le moteur peut être placé sur le châssis arrière du ventilateur, fixé sur le sol indépendamment du ventilateur. L'ensemble moteur et ventilateur peut aussi être assemblé sur un châssis en fer adapté à cet effet. Cette dernière disposition sera de loin préférable à toutes les autres car elle assure une rigidité de l'ensemble indépendamment de la mauvaise planéité des socles béton.

aniboulverte Particularités

Les ventilateurs peuvent être exécutés en matériau autre que l'acier afin de répondre à des applications spéciales. Ils pourront être en PVC, en aluminium, en laiton, en acier inoxydable. Ils pourront aussi être réalisés en acier réfractaire, à tôles d'usure etc. et comporter, soit sur le pavillon, soit sur le rotor, un matériau anti-étincelles pour éviter les incendies.

3.3.3.    Les différents types de ventilateurs centrifuges

Il existe plusieurs conceptions de ventilateurs selon la forme de leur turbine, leur hauteur manométrique totale et leur destination. On distingue les ventilateurs centrifuges :

  • à basse pression Ht < 100 daPa ;
  • à moyenne pression 100 daPa >Ht < 500 daPa ;
  • à haute pression Ht > 500 daPa.