BE1005290A3

BE1005290A3 - Ameliorations a un compresseur du type regeneratif a chambre toroidale.

Info

Publication number: BE1005290A3
Application number: BE9100375A
Authority: BE
Inventors: Pietro Lacitignola; Umberto Corradini
Original assignee: Nuovo Pignone Spa
Priority date: 1990-04-24
Filing date: 1991-04-23
Publication date: 1993-06-22
Also published as: GB2243650A; IT1240003B; ES2046918A2; ES2046918B1; DE4113394C2; DE4113394C3; GB2243650B; CH681826A5; FR2661217A1; ES2046918R; FR2661217B1; GB9108444D0; DE4113394A1; IT9020128A0; IT9020128A1; NL9100710A

Abstract

Un compresseur du type régénératif à chambre toroïdale dans lequel les aubages (5) du rotor ont un profil aérodynamique avec leur courbure dans la direction du mouvement du rotor (1) et avec une épaisseur variable telle que les distances entre les surfaces face-à-face de deux aubages voisins restent constantes lorsqu'on les mesure perpendiculairement à l'axe du canal de sortie défini par lesdites surfaces, le strippeur (18) étant pourvu, sur le côté d'aspiration, d'une fente d'entrée (23) de section croissante et étant pourvu, sur le côté de refoulement du compresseur, d'arêtes chanfreinées et d'évasements sur les parois de son canal périphérique.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  AMELIORATIONS A UN COMPRESSEUR DU TYPE REGENERATIF
A CHAMBRE TOROIDALE 
La présente invention concerne des améliorations à un compresseur du type régénératif à chambre toroïdale qui permettent, en réduisant fortement la turbulence et en optimisant le trajet du fluide entre les aubages, de diminuer le bruit du compresseur et d'obtenir une pression de refoulement très élevée tout en conservant de faibles dimensions de ce compresseur. 



   Les compresseurs du type régénératif à chambre toroïdale sont connus et utilisés chaque fois qu'une forte pression de refoulement et un faible débit sont nécessaires ; ces compresseurs comprennent un rotor pourvu, dans sa zone périphérique, d'aubages qui tournent dans une chambre toroïdale ayant une section transversale supérieure à celle des aubages et dans lequel un bloc de séparation avec un canal périphérique pour le passage des aubages,   appelé"strippeur",   interrompt la continuité de ladite chambre en séparant le côté d'aspiration du côté de refoulement du compresseur, des éléments d'étanchéité appropriés étant interposés entre lesdites pièces.

   De cette manière, le fluide entrant ne suit pas seulement la rotation du rotor mais effectue également un trajet   hélicoïdal   à travers ladite chambre toroidale en passant plusieurs fois à travers les aubages du rotor pendant son trajet de l'entrée à la sortie du compresseur. 



   Chaque passage à travers les aubages peut 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 donc être considéré comme un étage de compression classique avec pour résultat qu'un compresseur de ce genre permet de réaliser plusieurs compressions au cours duquel le fluide est accéléré plusieurs fois, ce qui justifie le nom   de"régénératif"donné   au compresseur, qui permet d'obtenir des pressions qui ne pourraient autrement être obtenues qu'en utilisant des compresseurs à étages multiples ou à grande vitesse. 



   Comme ces compresseurs régénératifs à chambre toroldale conformes à l'état actuel de la technique n'assurent pas un guidage uniforme du fluide pendant son déplacement   hélicoïdal   dans la chambre toröidale, ils ne permettent pas d'obtenir un rendement élevé, si bien qu'ils ne peuvent pas fournir la pression de refoulement théoriquement réalisable. De plus, cette insuffisance du guidage du fluide provoque, dans les compresseurs déjà connus, une turbulence qui est la cause d'un bruit indésirable et ennuyeux. Dans certaines dispositions déjà connues, on a tenté de réduire ces difficultés en prévoyant des compresseurs de plus grandes dimensions afin d'obtenir une plus grande pression de refoulement et en utilisant des dispositifs de silencieux 
 EMI2.1 
 cou e coûteux et compliqués pour diminuer le bruit. 



   La présente invention a pour objectif de surmonter ces difficultés en proposant un compresseur du type régénératif à chambre toroïdale qui n'est pas seulement économique et très efficace, avec en particulier des dimensions très faibles, mais qui permet en outre de réduire le bruit au minimum tout en assurant une pression de refoulement très importante, ce qui le rend particulièrement intéressant pour les applications domestiques. 



   Ce résultat est atteint essentiellement en donnant aux aubages du rotor un profil aérodynamique avec une courbure dans la direction du déplacement et 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 avec une épaisseur variable, de façon à ce que les distances entre les deux surfaces face-à-face de deux aubages voisins définissant un canal de sortie restent constantes lorsqu'on les mesure perpendiculairement à l'axe dudit canal de sortie. 



   On obtient ainsi grâce à leur courbure, une entrée correcte et exempte de turbulences du fluide dans lesdits canaux de sortie définis par les aubages, le fluide se déplaçant ensuite d'un mouvement uniforme dans lesdits canaux en vertu de la manière particulière suivant laquelle ils sont conçus, et le fluide sortant finalement avec la vitesse maximale possible à cause de la courbure en avant des aubages et avec, pour résultat final, que l'on obtient une pression de refoulement très élevée. 



   Conformément à la présente invention, du côté d'aspiration du compresseur où est prévu le bloc de séparation ou strippeur pour l'introduction du fluide dans les canaux définis par les aubages, il est prévu une fente d'entrée de section croissante si bien que le fluide entrant peut pénétrer graduellement dans lesdits canaux sans choc violent contre les aubages du rotor et donc sans turbulences. Sur le côté de refoulement du compresseur, ledit strippeur est pourvu d'arêtes chanfreinées et d'évasements sur les parois de son canal, de façon à former un guidage progressif pour l'entrée des aubages dans ledit canal de strippeur.

   Ceci empêche non seulement l'apparition de phénomènes tourbillonnaires mais évite également la constriction brusque provoquée par le strippeur, qui donne lieu à un bruit intense à cause de l'obstruction à l'écoulement du fluide. 



   Par conséquent, le compresseur régénératif du type à chambre toroïdale comprenant un rotor équipé dans sa zone périphérique d'aubages définissant entre eux des canaux d'écoulement pour le fluide à comprimer et qui tourne dans une chambre   toroldale   ayant une section 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 
 EMI4.1 
 transversale supérieure à celle des aubages et dans lequel un bloc de séparation avec un canal périphérique pour e e le passage des aubages et appelé strippeur interrompt la continuité de ladite chambre en séparant le côté d'aspiration du côté de refoulement du compresseur, des éléments d'étanchéité appropriés étant interposés entre lesdites pièces est caractérisé, conformément à la présente invention,

   en ce que lesdits aubages présentent un profil aérodynamique avec une courbure en direction du déplacement et avec une épaisseur variable telle que les distances entre les deux surfaces face-à-face de deux aubages voisins définissant un canal de sortie restent constantes lorsqu'on les mesure perpendiculairement   a   l'axe dudit canal de sortie, ledit strippeur étant pourvu, sur le côté d'aspiration du compresseur, d'une fente d'entrée de section croissante pour l'introduction du fluide dans lesdits canaux de sortie définis par les aubages et pourvu, sur le côté de refoulement du compresseur, d'arêtes chanfreinées et d'évasements sur les parois de son canal pour former un guidage progressif pour l'entrée des aubages dans ledit canal de strippeur. 



   Conformément à un mode de réalisation préféré de la présente invention, lesdits éléments d'étanchéité sont constitués d'un certain nombre de filetages concentriques disposés sur les deux côté du rotor, de façon à former des joints à labyrinthe. 



   Conformément à un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, ledit rotor est réalisé en une pièce, par exemple par coulée, par moulage, etc., y compris ses aubages à épaisseur variable et ses joints de labyrinthe. 



   Conformément à un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, ledit compresseur est entièrement réalisé en plastique. L'invention sera décrite plus en détail ci-après en se référant aux figures en 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 annexe qui représentent, à titre d'exemple limitatif, un mode de réalisation préféré auquel des modifications techniques et de construction peuvent être apportées sans se départir de l'objet de la présente invention. 



  Ces figures sont respectivement :
La figure 1, une vue en perspective partiellement en coupe d'un compresseur régénératif à chambre toroïdale réalisé conformément à la présente invention ;
La figure 2, une vue en coupe de l'avant du compresseur de la présente invention à échelle réduite, prise suivant la ligne AA de la figure 1 ;
La figure 3, une vue partielle par le dessus d'une partie du compresseur sans le rotor, pour illustrer les caractéristiques de son strippeur ;
La figure 4, une vue partielle de la face avec aubages du rotor du compresseur régénératif selon la présente invention. 



   Dans les figures, le numéro de référence 1 désigne le rotor du compresseur qui tourne avec son moyeu 2 dans une cavité appropriée 3 réalisée dans le corps intérieur 4 du compresseur et comprenant, dans la zone périphérique de sa face inférieure, une série d'aubages 5 plus trois filetages concentriques 6, de façon à former un joint à labyrinthe vis-à-vis dudit corps intérieur 4. Ledit rotor 1, et par conséquent ses aubages 5, tournent dans la direction de la flèche 7 tandis que la chambre toroidale 8 ayant une section transversale plus grande que celle des aubages est délimitée par ledit corps intérieur 4 et que le corps extérieur du compresseur 9 comprend une conduite de refoulement 11 et un trou pour le passage de l'arbre 10 connectant le rotor à un moteur d'entraînement.

   Sur la face supérieure du rotor 1 sont également prévus trois filetages concentriques 12, de façon à former un joint 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 à labyrinthe   vis-à-vis   du corps extérieur 9. Lesdits aubages S, qui définissent entre eux des canaux de sortie 13 (voir figure 4), présentent un profil aérodynamique avec leur courbure dans la direction du mouvement 7 du rotor, et leur épaisseur est variable de façon à ce que les distances 14 entre les deux surfaces 15 et 16 face- à-face des deux aubages voisins restent constantes lorsqu'on les mesure perpendiculairement à l'axe 17 du canal de sortie défini par lesdites surfaces.

   Ladite chambre toroldale 8 est interrompue par un bloc de séparation (voir figures 1 à 3) ou strippeur 18 comprenant un canal périphérique 19 pour le passage des aubages, de façon à séparer le côté d'aspiration du compresseur constitué d'un trou 20 dans le corps intérieur 4 à travers lequel le fluide entre dans la direction de la flèche 21, du côté de refoulement du compresseur constitué de ladite conduite 11 par laquelle le fluide est refoulé dans la direction de la flèche 22.

   Ledit strippeur 18 comprend, dans une position correspondant au trou 20 et donc à son côté d'aspiration, une fente d'entrée 23 ayant une section croissant dans la direction de la flèche 7 (voir figures 1 et 3) pour entraîner le fluide en le guidant dans les canaux de sortie 13 définis par les aubages 5 et comprenant également, sur son côté de refoulement,   c'est-à-dire   à la conduite 11, des arêtes chanfreinées 25 et 26 (voir figures 1 et 3) et des évasements 27 et 28 des parois 19'et 19'dudit canal 19, de façon à réaliser un guidage progressif pour l'entrée du gaz entraîné par les aubages en rotation 5 dans ledit canal 19 du strippeur 18.

Claims

REVENDICATIONS 1. Compresseur du type régénératif à chambre toroïdale comprenant un rotor équipé, dans une zone périphérique, d'aubages définissant entre eux des canaux de sortie pour le fluide à comprimer et qui tourne dans une chambre toroidale ayant une section transversale supérieure à celle des aubages et dans lequel un bloc de séparation avec un canal périphérique pour le passage des aubages, appelé"strippeur", interrompt la continuité de ladite chambre en séparant le côté d'aspiration du côté de refoulement du compresseur, des éléments d'étanchéité appropriés étant interposés entre lesdites EMI7.1 pi% pièces,

caractérisé en ce que lesdits aubages présentent un profil aérodynamique avec leur courbure dans la direction du mouvement et avec une épaisseur variable telle que les distances entre les deux surfaces face-à-face de deux aubages voisins définissant un canal de sortie restent constantes lorsqu'on les mesure perpendiculairement à l'axe central dudit canal, ledit strippeur étant équipé, sur le côté d'aspiration du compresseur, d'une fente d'entrée de section croissante pour l'introduction du fluide dans les canaux de sortie définis par les aubages et équipé, sur le côté de refoulement du compresseur, d'arêtes chanfreinées et d'évasements sur les parois de son canal, de façon à assurer un guidage progressif pour l'entrée des aubages dans ledit canal de strippeur.
2. Compresseur du type régénératif à chambre toroldale tel que revendiqué par la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments d'étanchéité sont constitués d'un certain nombre de filetages concentriques disposés sur les deux faces du rotor, de façon à former des joints à labyrinthe.
3. Compresseur du type régénératif à chambre <Desc/Clms Page number 8> toroldale tel que revendiqué par l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit rotor est réalisé en une pièce, y compris les aubages à section variable et les joints à labyrinthe.
4. Compresseur du type régénératif à chambre toroïdale tel que revendiqué à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est entièrement construit en plastique.