BE1022576B1 - Element de volute fixe et machine a fluide a volute. - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet de fabriquer un élément de volute fixe à faible coût et de faciliter le positionnement entre l'élément de volute fixe et un élément de volute orbital. Un élément de volute fixe 32 comprend une plaque terminale 32A et un élément de soutien 32B qui sont fabriqués séparément. La plaque terminale 32A comprend une plaque terminale interne 32Aa, un chevauchement à spirale 32Ab, et un groupe d'ailettes de refroidissement 52 qui est formé sur une surface arrière 33 de la plaque terminale interne 32Aa. L'élément de soutien 32B a un trou circulaire 32Ba en son centre dans lequel la plaque terminale interne 32Aa est insérée, et des boîtiers 39 qui logent des mécanismes de manivelle à goupille 40 sont formés de manière solidaire avec l'élément de soutien 32B.

Description

Élément de volute fixe et machine à fluide à volute

Arrière-plan de l’invention

La présente invention concerne un élément de volute fixe qui est appliqué à un compresseur, une pompe à vide, une machine d’expansion et similaires, pour permettre une réduction du coût, et concerne une machine à fluide à volute qui comprend l’élément de volute fixe.

Dans une machine à fluide à volute, un élément de volute fixe comprend une partie de volute qui s’engrène avec une partie de chevauchement d’un élément de volute orbital, dans lequel un milieu de travail est introduit et qui définit une chambre fermée telle qu’une chambre de compression ou une chambre d’expansion, ou une partie de dissipation thermique où des ailettes de refroidissement sont formées, une partie de liaison où l’élément de volute fixe est relié fixement à un boîtier, et une partie d’aspiration où le milieu de travail est aspiré. Étant donné qu’une capacité de scellage élevée est requise sur la partie de volute, il est nécessaire d’assurer la capacité de scellage requise. En outre, étant donné que l’usure d’un scellage de bout, qui est constitué d’un lubrifiant solide et qui est fourni à une extrémité distale de la partie de chevauchement, doit être supprimée, il est nécessaire de réduire le nombre de cavités qui seraient produites dans la partie de volute lorsqu’elle est coulée. En outre, on requiert sur la partie de volute une résistance qui est suffisamment bonne pour supprimer la déformation de la partie de volute durant un procédé de compression ou pendant qu’elle est travaillée.

De plus, une bonne aptitude à la coulée (aptitude au moulage) qui permet à des ailettes de refroidissement d’être formées à des intervalles étroits et une bonne capacité de dissipation thermique (conductivité thermique) qui permet un refroidissement efficace sont également requises sur l’élément de volute fixe. En outre, une bonne aptitude à la mise en œuvre qui peut réduire le temps de travail tout en maintenant la précision de travail et une capacité de traitement de surface qui peut prévenir l’usure et la corrosion tout en maintenant la précision de travail et en assurant la dureté de surface sont requises. Afin de satisfaire ces hautes performances requises, on utilise un alliage spécial d’Al auquel un traitement de surface spécial tel qu’un traitement d’aluminium anodisé dur (traitement à l’alunite dure) est appliqué. Ceci augmente le coût de fabrication de l’élément de volute.

La publication japonaise ouverte à l’inspection no H02-125 988 (document de brevet 1) décrit une technique dans laquelle, afin d’éviter l’apparition de grippage ou d’usure sur les surfaces de glissement de parties de chevauchement de deux éléments de volute qui sont constituées d’un alliage d’Al, un traitement d’aluminium anodisé dur (traitement à l’alunite dure) est appliqué à la surface de glissement d’une partie de chevauchement tandis qu’un traitement de placage qui est dur et riche en propriétés lubrifiantes est appliqué à la surface de glissement de l’autre partie de chevauchement.

De plus, la publication japonaise ouverte à l’inspection no H06-10 858 (document de brevet 2) décrit une configuration dans laquelle un élément sandwich à base de fer qui a une rigidité plus élevée qu’un matériau d’Al est intercalé entre des matériaux d’Al qui constituent une plaque terminale d’un élément de volute fixe ou un élément de volute orbital pour garantir l’étanchéité aux gaz en atténuant la déformation par la pression de la plaque terminale du fait d’une différence de pression entre l’intérieur et l’extérieur d’une chambre de pression tout en assurant une légèreté et une capacité d’usinage de l’élément de volute concerné. Document de la technique apparentée Document de brevet

Document de brevet 1 Publication japonaise ouverte à l’inspection no H02-125 988

Document de brevet 2 Publication japonaise ouverte à l’inspection no H06-10 858 Résumé de l’invention

Avec la technique décrite dans le Document de brevet 1, étant donné que le traitement de surface spécial est appliqué à la partie de chevauchement, le coût élevé est inévitable. De plus, avec la configuration décrite dans le Document de brevet 2, étant donné que le procédé d’insertion de l’élément sandwich à base de fer dans la plaque terminale doit être impliqué, le procédé de travail est rendu complexe, en entraînant le problème que le coût devient élevé. D’autre part, du fait de la chambre fermée qui est formée par l’élément de volute fixe et l’élément de volute orbital, l’un et l’autre des éléments de volute doivent être positionnés avec précision l’un par rapport à l’autre. Cependant, l’élément de volute fixe est fixé au boîtier, alors que l’élément de volute orbital est relié à l’élément de volute fixe par l’intermédiaire d’un mécanisme empêchant la rotation tel qu’un mécanisme de manivelle à goupille. Pour cette raison, lorsque les parties de chevauchement de l’un et l’autre des éléments de volute sont positionnées l’une par rapport à l’autre, étant donné que les parties de chevauchement de l’un et l’autre des éléments de volute sont invisibles de l’extérieur, un temps important doit être passé à positionner les parties de chevauchement avec précision.

La présente invention a été réalisée à la lumière du problème, et un objet de celle-ci consista à fabriquer un élément de volute fixe de façon peu onéreuse. En outre, un objet de la présente invention est de permettre un positionnement aisé et précis d’un élément de volute fixe et d’un élément de volute orbital lors de leur montage pour une machine à fluide à volute.

Dans le but de réaliser l’objet, selon un aspect de la présente invention, on fournit un élément de volute fixe qui constitue une partie d’une machine à fluide à volute et qui s’engrène avec un élément de volute orbital pour former une pluralité de chambres fermées dans lesquelles un milieu de travail est scellé, y compris une face extrême qui a une partie de chevauchement en spirale qui est formée sur une surface qui fait face à l’élément de volute orbital et une ailette de refroidissement qui est formée sur l’autre surface de celui-ci et un élément de soutien qui a en son centre un espace dans lequel la plaque terminale est insérée, lequel élément de soutien est disposé de façon à entourer la plaque terminale et soutient la plaque terminale insérée dans l’espace.

Selon un aspect de la présente invention, une machine à fluide à volute comprend un élément de volute orbital, et un élément de volute fixe conçu pour s’engrener avec l’élément de volute orbital pour former une pluralité de chambres fermées scellant un milieu de travail. L’élément de volute fixe comprend une face extrême qui a une partie de chevauchement en spirale formée sur une surface faisant face à l’élément de volute orbital, et un élément de soutien qui a en son centre un espace dans lequel la plaque terminale est insérée, lequel élément de soutien est disposé de façon à entourer la plaque terminale et soutient la plaque terminale insérée dans l’espace.

Brève description des dessins

La figure 1 est une vue en perspective globale d’un compresseur à volute selon un mode de réalisation de l’invention.

La figure 2 est une coupe transversale verticale du compresseur à volute.

La figure 3 est une vue en perspective d’un élément de volute fixe qui constitue le compresseur à volute.

La figure 4 est une vue en perspective éclatée de l’élément de volute fixe.

La figure 5 est une vue en perspective d’éléments de volute du compresseur à volute.

Description détaillée des modes de réalisation préférés

Ci-après, la présente invention sera décrite en détail par l’utilisation d’un mode de réalisation illustré de celle-ci. Cependant, les dimensions, matériaux, formes, positions relatives et similaires des pièces constitutives, qui seront décrits dans le présent mode de réalisation, ne sont pas prévus pour limiter le champ d'application de l'invention exclusivement à ceux-ci, sauf description contraire.

Un mode de réalisation dans lequel la présente invention est appliquée à un compresseur à volute sera décrit sur base des figures 1 à 5. La figure 1 est une vue en perspective globale d’un compresseur à volute 10 selon ce mode de réalisation. Sur la figure 1, le compresseur à volute 10 comprend un boîtier cylindrique circulaire 12a qui couvre un côté arbre de transmission et un boîtier cylindrique sensiblement elliptique 12b qui couvre un élément de volute orbital et un élément de volute fixe. Une partie d’ouverture circulaire 14 est formée dans une face extrême axiale du boîtier 12a de sorte qu’un arbre de transmission 18 est inséré et qu’un moteur électrique (dont l’illustration est omise) pour entraîner par rotation l’arbre de transmission 18 est monté dedans.

Une conduite d’admission cylindrique creuse 16 est fournie de façon solidaire au centre d’une face extrême axiale du boîtier 12b de façon à former une partie d’ouverture d’admission à partir de laquelle de l’air de refroidissement est capté. Une conduite de sortie 20, qui est de coupe transversale quadrangulaire, est fournie de façon solidaire avec le boîtier 12a dans une surface circonférentielle externe du boîtier 12a de façon à former une partie d’ouverture de sortie à partir de laquelle l’air de refroidissement est évacué. En outre, cinq conduites d’admission (desquelles seules 22a, 22b et 22c sont montrées), de coupe transversale quadrangulaire, sont fournies dans une surface circonférentielle externe du boîtier 12b d’une manière telle à être dispersées dans une direction circonférentielle et de façon à former des parties d’ouverture d’admission à partir desquelles l’air de refroidissement est capté.

Sur la figure 2, un arbre excentrique 24 est formé de façon solidaire sur une face d’extrémité distale de l’arbre de transmission 18, et cet arbre excentrique 24 a un axe de celui-ci dans une position qui est parallèle à et excentrique par rapport à un axe de l’arbre de transmission 18. Par conséquent, lorsque l’arbre de transmission 18 tourne, l’arbre excentrique 24 orbite (tourne) autour de l’axe de l’arbre de transmission 18.

Un élément de volute orbital 26 comprend une plaque terminale circulaire 26a et une partie de chevauchement en spirale 26b qui est formée de manière solidaire à la plaque terminale 16a. Un palier cylindrique 28 est monté dans une partie centrale d’une surface arrière 27 de l’élément de volute orbital 26, et l’arbre excentrique 24 est soutenu de manière rotative par le palier 28 par l’intermédiaire d’un roulement à rouleaux 30. Ceci permet à l’élément de volute orbital 26 d’effectuer un mouvement orbital conjointement avec l’arbre excentrique 24.

Ensuite, la configuration d’un élément de volute fixe 32 sera décrite en référence aux figures 3 et 4. L’élément de volute fixe 32 comprend une plaque terminale 32A et un élément de soutien 32B qui sont fabriqués séparément l’un de l’autre. La plaque terminale 32A comprend une plaque terminale interne en forme de disque circulaire 32Aa et une partie de chevauchement en spirale 32Ab qui est formée de façon solidaire sur une surface de la plaque terminale interne 32Aa. Comme illustré sur la figure 4, un premier groupe d’ailettes de refroidissement 52 est formé sur une surface arrière 33 de la plaque terminale interne 32Aa. Le premier groupe d’ailettes de refroidissement 52 comprend un certain nombre d’ailettes de refroidissement linéaires 52a qui s’étendent en sens radial à partir d’une circonférence d’un orifice d’évacuation 36 (se référer à la figure 2) qui est ménagé à un centre de la plaque terminale interne 32Aa en direction de l’extrémité circonférentielle externe.

Des brides de type parallélépipède rectangle 34 sont fournies sur la plaque terminale interne 32Aa en six emplacements qui s’éparpillent dans une direction circonférentielle de celle-ci de façon à faire saillie en sens radial vers l’extérieur à partir de la surface arrière 33 de la plaque terminale interne 32Aa. Un trou de boulon 34a est fourni dans chacune des brides 34. La plaque terminale 32A est constituée, par exemple, d’un alliage d’Al tel que AC4A ou AC4C. De cette façon, une construction à assemblage par emboîtement sur laquelle l’élément de soutien 32B est monté est formée par une face d’extrémité circonférentielle externe de la plaque terminale interne 32Aa et les surfaces des brides 34 qui font saillie de la face d'extrémité circonférentielle externe. L'élément de soutien 32B a une forme de disque circulaire qui a un trou circulaire 32Ba dans lequel une extrémité circonférentielle externe de la plaque terminale interne 32Aa est installée de façon lâche. La plaque terminale 32A et l'élément de soutien 32B sont disposés de manière concentrique. L'élément de soutien 32B est constitué d'un matériau FC. Des boîtiers 39 sont installés de façon solidaire sur l'élément de soutien 32B en trois emplacements qui sont disposés à des intervalles égaux dans la direction circonférentielle, et les boîtiers 39 sont configurés de façon à loger individuellement des mécanismes de manivelle à goupille 40, qui seront décrits plus tard. Des boîtiers 39 sont également installés sur une extrémité circonférentielle externe de l'élément de volute orbital 26 dans des positions qui font face aux boîtiers 39 ménagés sur l'élément de soutien 32B. De plus, une pluralité de trous à filetage interne 35 sont ménagés dans des positions circonférentielles de l'élément de soutien 32B qui correspondent aux trous de boulon 34a des brides 34. L'élément de soutien 32B est fixé au boîtier 12b à l'intérieur du boîtier 12b. La plaque terminale 32A est fixée à l'élément de soutien 32B dans un état tel que la plaque terminale 32A est insérée dans le trou circulaire 32Ba de l'élément de soutien 32B avec des boulons 37 qui sont insérés à travers les trous de boulon 34a pour être vissés dans les trous à filetage interne correspondants 35. Un jeu minuscule est ménagé entre la face d’extrémité circonférentielle externe de la plaque terminale 32A et le trou circulaire 32Ba de l’élément de soutien 32B de façon à absorber une différence de dilatation thermique qui se produirait entre la plaque terminale 32A et l’élément de soutien 32B du fait d’une différence de matériau entre eux. En outre, ce jeu minuscule est également nécessaire pour le positionnement de la partie de chevauchement 32Ab avec la partie de chevauchement 26b de l’élément de volute orbital 26.

Sur la figure 2, l’élément de volute fixe 32 forme une pluralité de chambres de compression « c » conjointement avec l’élément de volute orbital 26. L’air est capté dans la pluralité de chambres de compression « c » à partir d’un orifice d’aspiration (dont l’illustration est omise) en raison d’un mouvement orbital de l’élément de volute orbital 26 pour être comprimé dedans, après quoi l’air comprimé est évacué de l’orifice d’évacuation 36 qui est formé dans le centre de l’élément de volute fixe 32. L’air comprimé qui est évacué de l’orifice d’évacuation 36 est alimenté à partir d’un tuyau d’évacuation 38 qui est relié à l’orifice d’évacuation 36 vers une destination où l’air comprimé est requis. Une partie centrale de la surface arrière 33 de l’élément de volute fixe 32 est disposée de façon à faire face à la partie d’ouverture de la conduite d’admission 16.

Des mécanismes de manivelle à goupille 40, qui fonctionnent en tant que mécanismes anti-rotation, sont ménagés sur les extrémités circonférentielles externes de l’élément de volute orbital 26 et de l’élément de volute fixe 32 en trois emplacements circonférentiels qui sont disposés à des intervalles de 120°. Les mécanismes de manivelle à goupille 40 sont logés à l’intérieur des boîtiers 39 qui sont fournis sur l’élément de volute fixe 32 et l’élément de volute orbital 26. Les mécanismes de manivelle à goupille 40 ont chacun un élément de manivelle 42 qui comprend une paire d’axes goupillés 44a et 44b dont les axes sont parallèles et qui sont situés dans des positions qui sont excentriques les uns par rapport aux autres. Dans ce mode de réalisation, la paire d’axes goupillés 44a et 44b est formée de manière solidaire l’un par rapport à l’autre. La goupille 44a est soutenue de manière rotative dans le boîtier 39 qui est formé de manière solidaire à la plaque terminale 26a par l’intermédiaire d’un roulement à rouleaux 46, alors que l’autre goupille 44b est soutenue de manière rotative dans le boîtier 39 qui est formé de manière solidaire à l’élément de soutien 32B par l’intermédiaire d’un roulement à rouleaux 48. La rotation de l’élément de volute orbital 26 sur son propre axe est empêchée par les mécanismes de manivelle à goupille 40 qui sont configurés de la façon décrite précédemment.

Un ventilateur centrifuge 50 est monté sur l’arbre de transmission 18. Le ventilateur centrifuge 50 comprend une plaque terminale circulaire 50a qui est fixée à l’arbre de transmission 18 et une pluralité d’aubes 50b qui sont montées sur la plaque terminale 50a dans une direction circonférentielle. Le ventilateur centrifuge 50 tourne conjointement avec l’arbre de transmission 18 ce qui envoie à l’extérieur l’air de refroidissement qui s'écoule le long de l’arbre de transmission 18 en sens radial vers l'extérieur.

Un second groupe d'ailettes de refroidissement 54 est formé sur la surface arrière 27 de la plaque terminale 26a de l'élément de volute orbital 26. Le second groupe d'ailettes de refroidissement 54 comprend un certain nombre d'ailettes de refroidissement linéaires 54a qui sont ménagées autour du palier 28 de façon à s'étendre en sens radial vers l'extérieur à partir d'une circonférence du palier 28.

De plus, une première conduite d'air de refroidissement et une seconde conduite d'air de refroidissement sont formées dans le compresseur à volute 10. La première conduite d'air de refroidissement est configurée de façon à refroidir principalement l'élément de volute fixe 32, tandis que la seconde conduite d'air de refroidissement est configurée de façon à refroidir principalement l'élément de volute orbital 26. L'air de refroidissement est introduit dans ces conduites d'air de refroidissement en faisant tourner le ventilateur centrifuge 50. Une conduite 56 est pourvue d'un espace défini par rapport à la surface arrière 27 de l'élément de volute orbital 26 et une partie d'extrémité distale de l'arbre de transmission 18. La conduite 56 a une forme qui couvre la surface arrière 27 et la partie d'extrémité distale de l'arbre de transmission 18. Un espace intérieur de la conduite 56 forme le second conduit d'air de refroidissement qui communique avec les conduites d'admission 22a à 22e.

En outre, une conduite 58 est ménagée à l’extérieur de la conduite 56 avec un espace défini entre la conduite 56 et elle-même d’une manière telle à entourer la conduite 56. Le premier conduit d’air de refroidissement, qui comprend une pluralité de conduits communiquant avec la conduite d’admission 16, est formé aux extrémités circonférentielles externes de l’élément de volute fixe 32 et de l’élément de volute orbital 26 entre les conduites d’admission 22a à 22e. Un espace intérieur de la conduite 58 forme un premier conduit d’air de refroidissement, qui fait communiquer les conduits communiquant avec la conduite d’admission 16. De plus, la conduite 56 et la conduite 58 sont disposées de manière concentrique par rapport à l’arbre de transmission 18.

Tout d’abord, la configuration du premier conduit d’air de refroidissement va être décrite. Lorsque le ventilateur centrifuge 50 tourne, l’air de refroidissement a1 est capté à partir de la conduite d’admission 16. L’air de refroidissement a1 atteint ensuite une partie centrale de la surface arrière 33 de l’élément de volute fixe 32 et s’écoule à partir de la partie centrale en direction de l’extrémité circonférentielle externe de l’élément de volute fixe 32 entre les ailettes de refroidissement 52a pour refroidir de ce fait l’élément de volute fixe 32. L’air de refroidissement a1 qui atteint l’extrémité circonférentielle externe de l’élément de volute fixe 32 s’écoule à partir des conduits formés entre les conduites d’admission 22a à 22e dans la direction circonférentielle dans le conduit qui est formé entre la conduite 56 et la conduite 58 pour refroidir de ce fait l’élément de volute orbital 26 et l’arbre de transmission 18. Par la suite, l’air de refroidissement al atteint le ventilateur centrifuge 50 et est ensuite expulsé en sens radial vers l’extérieur du ventilateur centrifuge 50 par le ventilateur centrifuge 50 pour être évacué de la conduite de sortie 20.

Ensuite, la configuration du second conduit d’air de refroidissement va être décrite. Lorsque le ventilateur centrifuge 50 tourne, l’air de refroidissement a2 est capté dans l’intérieur du boîtier 12b à partir des conduites d’admission 22a à 22e. L’air de refroidissement a2 s’écoule à travers le second conduit d’air de refroidissement qui est formé à l’intérieur de la conduite 56, et à mesure que ceci se déroule, l’élément de volute orbital 26 est refroidi par l’air de refroidissement a2 qui s’écoule entre les ailettes de refroidissement 54a. En outre, l’air de refroidissement a2 change de direction pour s’écouler autour de la circonférence de l’arbre de transmission 18, ce qui refroidit l’arbre de transmission 18. Par la suite, l’air de refroidissement a2 atteint le ventilateur centrifuge 50. Ensuite, l’air de refroidissement a2 est expulsé en sens radial vers l’extérieur du ventilateur centrifuge 50 par le ventilateur centrifuge 50, ce qui l’évacue de la conduite de sortie 20.

La figure 5 montre un état dans lequel l’élément de soutien 32B de l’élément de volute fixe 32 et l’élément de volute orbital 26 sont attachés ensemble avant que la plaque terminale 32A soit montée.

Dans ce mode de réalisation, lorsque l’élément de volute fixe 32 et l’élément de volute orbital 26 sont montés dans le boîtier 12b, premièrement, seul l’élément de soutien 32B de l’élément de volute fixe 32 est monté dans le boîtier 12b, et l’élément de volute orbital 26 est monté sur l’élément de soutien 32B par l’intermédiaire des mécanismes de manivelle à goupille 40. Ensuite, une hauteur « t » de l’élément de soutien 32B basée sur la plaque terminale 26a de l’élément de volute orbital 26 est mesurée pour contrôler de ce fait une hauteur de montage de sorte qu’aucun écartement n’existe entre les plaques terminales et les extrémités distales des parties de chevauchement de l’un et l’autre des éléments de volute. Ensuite, la plaque terminale 32A est enfin montée sur l’élément de soutien 32B en utilisant les boulons 37.

Selon ce mode de réalisation, étant donné que l’élément de volute fixe 32 est configuré de telle sorte que la plaque terminale 32A et l’élément de soutien 32B sont fabriqués séparément et que l’élément de soutien 32B est fabriqué dans le matériau FC qui est très rigide et est peu onéreux, le coût de fabrication de l’élément de volute fixe 32 peut être réduit tout en maintenant la résistance requise.

En outre, lorsque l’élément de volute fixe 32 et l’élément de volute orbital 26 sont montés dans le boîtier 12b, premièrement, seul l’élément de soutien 32B est assemblé à l’élément de volute orbital 26. Ceci permet l’assemblage des deux parties en visualisant la partie intérieure de l’élément de volute, et pour cette raison, le positionnement précis entre l’élément de volute fixe 32 et l’élément de volute orbital 26 peut être facilité.

De plus, la plaque terminale 32A est formée dans forme de disque circulaire, et la plaque terminale 32A et l’élément de soutien 32B sont disposés concentriques l’un par rapport à l’autre. Ceci facilite non seulement la formation de la partie de chevauchement 32Ab sur la plaque terminale 32A, mais également la fixation entre la plaque terminale 32A et l’élément de soutien 32B et la fixation de l’élément de soutien 32B à l’élément de volute orbital 26.

En outre, étant donné que les boîtiers 39 sont formés de façon solidaire sur l’élément de soutien 32B et la plaque terminale 26a de l’élément de volute orbital 26, non seulement le montage des mécanismes de manivelle à goupille 40 est facilité, mais le montage de l’élément de volute orbital 26 sur l’élément de soutien 32B par l’intermédiaire des mécanismes de manivelle à goupille 40 est également facilité.

La partie de raccord entre la plaque terminale 32A et l’élément de soutien 32B de l’élément de volute fixe 32 est configurée en tant que construction à assemblage par emboîtement. Ceci facilite l’attachement et le détachement entre la plaque terminale 32A et l’élément de soutien 32B et empêche l’augmentation de dimension axiale de l’élément de volute fixe 32 lorsque l’on compare avec un cas où l’élément de volute fixe 32 n’est pas construit de façon à être divisé en deux parties indépendantes, moyennant quoi l’augmentation de taille de l’élément de volute fixe 32 peut être supprimée, permettant à l’élément de volute fixe 32 d’être fabriqué à une taille compacte.

En outre, étant donné que les mécanismes de manivelle à goupille 40 sont adoptés en tant que mécanismes anti-rotation, les mécanismes anti-rotation peuvent être logés dans les boîtiers 39 qui sont formés de manière solidaire à l’élément de soutien 32B, et ceci facilite le positionnement de l’élément de volute fixe 32 avec l’élément de volute orbital 26.

Dans le premier conduit d’air de refroidissement, étant donné que la partie centrale de l’élément de volute fixe 32 qui est, en particulier, chauffée à une température élevée peut être refroidie avec l’air de refroidissement al qui vient de s’écouler depuis la conduite d’admission 16 et qui est donc froid, il est possible de renforcer l’effet de refroidissement. En outre, l’air de refroidissement al qui s’écoule à travers le premier conduit d’air de refroidissement s’écoule entre les ailettes de refroidissement 52a, et ceci peut renforcer le refroidissement de l’élément de volute fixe 32.

Dans le second conduit d’air de refroidissement, l’air de refroidissement a2 qui est capté à partir des conduites d’admission 22a à 22e s’écoule entre les ailettes de refroidissement 54a, et ceci peut renforcer le refroidissement de l’élément de volute orbital 26. En outre, les airs de refroidissement al et a2 qui s’écoulent le long des conduites 56 et 58 sont dirigés pour être collectés à la partie centrale, et ceci peut augmenter le débit d’air de refroidissement au niveau de la partie centrale, ce qui permet de renforcer le refroidissement de la partie centrale.

Le conduit d’air de refroidissement est divisé en le premier conduit d’air de refroidissement et le second conduit d’air de refroidissement et les ailettes de refroidissement 52a et les ailettes de refroidissement 54a sont disposées de façon à être orientées dans la direction dans laquelle s’écoule l’air de refroidissement. Ceci peut réduire la perte de charge de l’air de refroidissement. Pour cette raison, la puissance consommée du compresseur à volute 10 peut être réduite.

De plus, les conduites d’admission 22a à 22e sont disposées de façon à s’éparpiller dans la direction circonférentielle du boîtier 12b et le premier conduit d’air de refroidissement est disposé de façon à s’éparpiller entre les conduites d’admission 22a à 22e dans la direction circonférentielle. Ceci peut éviter l’agrandissement de taille du boîtier 12b. En outre, étant donné que les conduites 56 et 58 sont disposées concentriques par rapport à l’arbre de transmission 18, le boîtier 12a peut être fabriqué de taille compacte, moyennant quoi il est possible de donner au boîtier 12a une petite taille. Étant donné que les mécanismes de manivelle à goupille 40 sont fournis en tant que mécanismes antirotation, les mécanismes anti-rotation peuvent être de construction simplifiée et peuvent être rendu peu onéreux en termes de coût, moyennant quoi l’agrandissement de taille du boîtier peut être empêchée.

En outre, étant donné que le ventilateur centrifuge 50 qui peut augmenter la pression statique est fourni en tant que ventilateur de refroidissement, le débit des airs de refroidissement a1 et a2 peut être augmenté, et ceci peut également améliorer l’effet de refroidissement.

Il convient de noter qu’un effet similaire de refroidissement peut également être obtenu même dans l’éventualité où un ventilateur centrifuge d’un type différent, par exemple, un ventilateur sirocco, serait utilisé. Étant donné que la plaque terminale et l’élément de soutien sont fabriqués séparément dans le mode de réalisation décrit précédemment, lorsqu’ils sont assemblés à un boîtier, la plaque terminale et l’élément de soutien peuvent être reliés de façon détachable l’un à l’autre.

Par comparaison avec la face extrême qui constitue une partie circonférentielle interne de l’élément de volute fixe, l’élément de soutien qui représente une partie circonférentielle externe n’exige aucune performance plus élevée que celle requise sur la plaque terminale, à l’exception d’une performance concernant la solidité. Comme dans les modes de réalisation précédents, l’élément de soutien peut être fabriqué dans un matériau bon marché en fabriquant l’élément de soutien séparément de la plaque terminale, moyennant quoi le coût de fabrication de l’élément de volute fixe peut être réduit.

De plus, lorsque l’élément de volute fixe et l’élément de volute orbital sont montés dans le boîtier, on monte d’abord l’élément de soutien dans le boîtier. Ensuite, l’élément de volute orbital est monté dans le boîtier, après quoi la plaque terminale de l’élément de volute fixe peut être montée. En exécutant le travail de montage selon cette procédure de montage, le travail de montage peut être effectué tout en visualisant la partie de chevauchement de l’élément de volute orbital. Ceci facilite le travail de montage des deux éléments de volute et permet aux parties de chevauchement de l’un et l’autre des éléments de volute d’être positionnées avec précision l’un par rapport à l’autre.

Il est important d’éliminer l’un quelconque jeu entre une extrémité distale de la partie de chevauchement et la plaque terminale qui fait face à la partie de chevauchement pour garantir la performance de scellage de la chambre fermée. Selon le mode de réalisation précédent, on monte d’abord l’élément de volute orbital à l’élément de soutien, moyennant quoi une position relative entre une extrémité distale de la partie de chevauchement de l’élément de volute orbital et la plaque terminale de l’élément de volute fixe peut être mesurée directement. Ceci peut faciliter un positionnement précis entre l’extrémité distale de la partie de chevauchement et la plaque terminale.

Selon un aspect de la présente invention, la plaque terminale est formée en une forme de disque circulaire, et la plaque terminale et l’élément de soutien peuvent être disposés de manière concentrique l’un par rapport à l’autre. En adoptant cette configuration, la partie de chevauchement peut facilement être formée au niveau de la plaque terminale, et la liaison de la plaque terminale avec l’élément de soutien et la liaison de l’élément de soutien avec l’élément de volute orbital sont facilitées.

Selon un aspect de la présente invention, une pluralité de boîtiers peut être formée de manière solidaire avec l’élément de soutien à une pluralité d’emplacements circonférentiels sur l’élément de soutien, chacun de ces boîtiers logeant un mécanisme anti-rotation pour empêcher une rotation de l’élément de volute orbital sur son propre axe. En adoptant cette configuration, non seulement on peut monter facilement les mécanismes anti-rotation, mais on peut également monter facilement l’élément de volute orbital sur l’élément de soutien par l’intermédiaire des mécanismes anti-rotation.

Selon un aspect de la présente invention, une partie de soutien de l’élément de soutien qui soutient la plaque terminale forme une construction à assemblage par emboîtement entre elle-même et une extrémité circonférentielle externe de la plaque terminale, conjointement avec une bride qui est fournie sur au moins ou la plaque terminale ou l’élément de soutien, et la plaque terminale et l’élément de soutien sont attachés ensemble par l’intermédiaire de la bride au moyen d’un dispositif de fixation (par exemple, un boulon, ou similaires). En d’autres termes, une partie de soutien de l’élément de soutien qui soutient la plaque terminale, une extrémité circonférentielle externe de la plaque terminale, et une bride ménagée sur au moins ou la plaque terminale ou l’élément de soutien peuvent former une construction à assemblage par emboîtement entre elles, et la plaque terminale et l’élément de soutien peuvent être attachés ensemble par l’intermédiaire de la bride au moyen d’un dispositif de fixation (par exemple, un boulon ou similaires).

En adoptant cette configuration, non seulement la plaque terminale et l’élément de soutien peuvent attachés facilement l’un à l’autre de façon détachable, mais on peut également empêcher une augmentation de dimension axiale de l’élément de volute fixe, moyennant quoi l’élément de volute fixe peut être fabriqué à une taille compacte.

Selon un aspect supplémentaire de l’invention, la plaque terminale est formée d’un alliage d’Al, et l’élément de soutien peut être formé d’un membre qui est plus rigide que l’alliage d’Al. En adoptant cette configuration, la plaque terminale peut satisfaire la performance requise dans une mesure suffisante, et en utilisant l’élément, qui est formé du matériau qui est plus rigide que l’alliage d’Al, pour l’élément de soutien, la solidité qui est requise sur la partie externe peut être satisfaite.

Par exemple, l’élément de soutien peut être formé d’un matériau FC (fonte grise). En adoptant cette configuration, la partie externe peut être fabriquée à faible coût.

En outre, une machine à fluide à volute selon un aspect de la présente invention est une machine à fluide à volute qui comprend l’élément de volute fixe qui a été décrit précédemment. Par exemple, dans le cas d’un compresseur à volute, une pompe à vide à volute ou similaires, le milieu de travail est comprimé dans la pluralité de chambres fermées qui sont formées par l’élément de volute fixe et l’élément de volute orbital, alors que dans le cas d’une machine d’expansion à volute, le milieu de travail est dilaté dans la pluralité de chambres fermées.

Selon la machine à fluide à volute d’un aspect de la présente invention, en incluant l’élément de volute fixe qui est configuré de la façon décrite précédemment, on peut non seulement fabriquer l’élément de volute fixe à faible coût, mais on peut également positionner l’élément de volute fixe et l’élément de volute orbital avec précision l’un par rapport à l’autre lorsqu’ils sont assemblés pour la machine à fluide à volute.

Selon un aspect de l’invention, la machine à fluide à volute peut comprendre un mécanisme antirotation qui est ménagé entre l’élément de volute fixe et l’élément de volute orbital pour empêcher une rotation de l’élément de volute orbital sur son propre axe. Ensuite, ce mécanisme anti-rotation est logé dans une partie intérieure d’un boîtier qui est formé sur l’élément de soutien et dans une partie intérieure d’un boîtier qui est formé sur une plaque terminale de l’élément de volute orbital qui fait face à l’élément de soutien, et a un élément de manivelle qui comprend une paire d’arbres dont les axes sont excentriques l’un par rapport à l’autre et qui sont formés de manière solidaire l’un par rapport à l’autre. La paire d’arbres peut être individuellement soutenue de manière rotative par l'intermédiaire d’un palier dans les boîtiers respectifs de l'élément de volute fixe et de l'élément de volute orbital.

En adoptant cette configuration, le mécanisme anti-rotation peut être logé dans les boîtiers qui sont formés sur l'élément de soutien et l'élément de volute orbital, et pour cette raison, non seulement les mécanismes anti-rotation peuvent être rendus de taille compacte, mais le positionnement entre l'élément de volute fixe et l'élément de volute orbital est également facilité dans le procédé de fixation de l'élément de volute orbital à l'élément de soutien par l'intermédiaire du mécanisme anti-rotation.

Selon le mode de réalisation décrit précédemment, étant donné que l'élément de volute fixe est formé de façon à être séparé en la plaque terminale et l'élément de soutien, on peut non seulement fabriquer l'élément de volute fixe à faible coût, mais on peut également exécuter le positionnement entre l'élément de volute fixe et l'élément de volute orbital facilement et avec précision.

Applicabilité industrielle

Selon le mode de réalisation décrit précédemment, le coût de fabrication de l'élément de volute fixe peut être réduit, et le positionnement entre l'élément de volute fixe et l'élément de volute orbital peut être exécuté facilement et avec précision.

Bien que seuls quelques modes de réalisation donnés à titre d'exemple de la présente invention aient été décrits en détail précédemment, l'homme du métier sera aisément conscient que de nombreuses modifications sont possibles dans les modes de réalisation donnés à titre d’exemple sans dévier matériellement de l’enseignement et des avantages d’un nouveau type de la présente invention. Ainsi, toutes les modifications telles sont prévues pour être incluses dans le champ d’application de la présente invention.

La présente demande revendique la priorité sur la demande de brevet japonais no 2013-072 383 déposée le 29 mars 2013.

Description des numéros et caractères de référence 10 compresseur à volute ; 12a, 12b boîtier ; 14 partie d’ouverture ; 16, 22a à 22e conduite d’admission ; 18 arbre de transmission ; 20 conduite de sortie ; 24 arbre excentrique ; 26 élément de volute orbital ; 26a plaque terminale ; 26b partie de chevauchement ; 27 surface arrière ; 28 palier ; 30, 46, 48 roulement à rouleaux ; 32 élément de volute fixe ; 32A plaque terminale ; 32Aa plaque terminale interne ; 32Ab partie de chevauchement ; 32B élément de soutien ; 32Ba trou circulaire ; 33 surface arrière ; 34 bride ; 34a trou de boulon ; 35 trou à filetage interne ; 36 orifice d’évacuation ; 37 boulon ; 38 tuyau d’évacuation ; 39 boîtier ; 40 mécanisme à manivelle à goupille ; 42 élément de manivelle ; 44a, 44b axe goupillé ; 50 ventilateur centrifuge ; 50a plaque terminale ; 50b aube ; 52 premier groupe d’ailettes de refroidissement ; 52a ailette de refroidissement ; 54 second groupe d’ailettes de refroidissement ; 54a ailette de refroidissement ; 56, 58 conduite ; a1, a2 air de refroidissement ; c chambre de compression.

Claims (17)

1. REVENDICATIONS 1. — Élément de volute fixe (32) qui fait partie d’une machine à fluide à volute (10) et qui s’engrène avec un élément de volute orbital (26) pour former une pluralité de chambres fermées (c )dans lesquelles un milieu de travail est scellé, comprenant : une plaque terminale (32A) qui a une partie de chevauchement en spirale (32Ab) formée sur une surface faisant face à l’élément de volute orbital (26) ; et un élément de soutien (32B) qui a en son centre un espace (32Ba) dans lequel la plaque terminale (32A) est insérée, lequel élément de soutien (32B) est disposé de façon à entourer la plaque terminale (32A) et soutient la plaque terminale (32A) insérée dans l’espace (32Ba) caractérisé en ce que la plaque terminale (32A) a une ailette de refroidissement (52a) formée sur l’autre surface de la plaque terminale (32A).
2. 2. — Élément de volute fixe (32) selon la revendication 1, dans lequel la plaque terminale (32A) est formée en une forme de disque circulaire, et la plaque terminale (32A) et l’élément de soutien (32B) sont disposés de manière concentrique l’un avec l’autre.
3. 3. — Élément de volute fixe (32) selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel une pluralité de boîtiers (39) est formée de manière solidaire avec l’élément de soutien (32B) à une pluralité d’emplacements circonférentiels sur l’élément de soutien (32B), chacun de ces boîtiers (39) logeant un mécanisme anti-rotation (40) pour empêcher une rotation de l’élément de volute orbital (26) sur son propre axe.
4. 4. — Élément de volute fixe selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel une partie de soutien de l’élément de soutien (32B) qui soutient la plaque terminale (32A), une extrémité circonférentielle externe de la plaque terminale (32A), et une bride (34) ménagée sur au moins ou la plaque terminale (32A) ou l’élément de soutien (32B) forment une construction à assemblage par emboîtement entre eux, et la plaque terminale (32A) et l’élément de soutien (32B) sont attachés ensemble par l’intermédiaire de la bride (34) au moyen d’un dispositif de fixation (37).
5. 5. — Élément de volute fixe selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel la plaque terminale (32A) est formée d’un alliage d’aluminium, et l’élément de soutien (32B) est formé d’un élément qui est plus rigide que l’alliage d’aluminium.
6. 6. — Élément de volute fixe selon la revendication 5, dans lequel l’élément qui est plus rigide que l’alliage d’Al est constitué d’un matériau en fonte grise.
7. 7. — Machine à fluide à volute comprenant : un élément de volute orbital (26) ; et un élément de volute fixe (32) conçu pour s’engrener avec l’élément de volute orbital (26) pour former une pluralité de chambres fermées (c ) scellant un milieu de travail, dans laquelle l’élément de volute fixe (32) comprend une plaque terminale (32A) qui a une partie de chevauchement en spirale (32Ab) formée sur une surface faisant face à l’élément de volute orbital (26) ; et un élément de soutien (32B) qui a en son centre un espace (32Ba) dans lequel la plaque terminale (32A) est insérée, lequel élément de soutien (32B) est disposé de façon à entourer la plaque terminale (32A) et soutient la plaque terminale (32A) insérée dans l’espace. caractérisée en ce que la plaque terminale (32A) a une ailette de refroidissement (52a) formée sur l’autre surface de la plaque de refroidissement (32A).
8. 8. — Machine à fluide à volute selon la revendication 7, dans laquelle la plaque terminale (32A) est formée en une forme de disque circulaire, et la plaque terminale (32A) et l’élément de soutien (32B) sont disposés de manière concentrique l’un avec l’autre.
9. 9. — Machine à fluide à volute selon l’une quelconque des revendications 7 et 8, dans laquelle une pluralité de boîtiers (39) est formée de manière solidaire avec l’élément de soutien (32B) à une pluralité d’emplacements circonférentiels sur l’élément de soutien (32B), chacun de ces boîtiers (39) logeant un mécanisme anti-rotation (40) pour empêcher une rotation de l’élément de volute orbital (26) sur son propre axe.
10. 10. — Machine à fluide à volute selon l’une quelconque des revendications 7 et 8, dans laquelle une partie de soutien de l’élément de soutien (32B) qui soutient la plaque terminale (32A), une extrémité circonférentielle externe de la plaque terminale (32A), et une bride (34) ménagée sur au moins ou la plaque terminale (34A) ou l’élément de soutien (32B) forment une construction à assemblage par emboîtement entre elles, et la plaque terminale (32A) et l’élément de soutien (32B) sont attachés ensemble par l’intermédiaire de la bride (34) au moyen d’un dispositif de fixation (37).
11. 11. — Machine à fluide à volute selon l’une quelconque des revendications 7 et 8, dans laquelle la plaque terminale (32A) est formée d’un alliage d’aluminium, et l’élément de soutien est formé d’un élément qui est plus rigide que l’alliage d’aluminium.
12. 12. — Machine à fluide à volute fixe selon la revendication 11, dans lequel l’élément qui est plus rigide que l’alliage d’aluminium est constitué d’un matériau en fonte grise.
13. 13. — Machine à fluide à volute selon l’une quelconque des revendications 7 et 8, comprenant un mécanisme anti-rotation (40) qui est ménagé entre l’élément de volute fixe (32) et l’élément de volute orbital (26) pour empêcher une rotation de l’élément de volute orbital (26) sur son propre axe, dans laquelle le mécanisme anti-rotation (40) est logé dans une partie intérieure d’un boîtier (39) qui est formé sur l’élément de soutien (32B) et dans une partie intérieure d’un boîtier (39) qui est formé sur une plaque terminale (26a) de l’élément de volute orbital (26) qui fait face à l’élément de soutien (32B), et le mécanisme anti-rotation (40) a un élément de manivelle (42) qui comprend une paire d’arbres (42a, 42b) formés de manière solidaire l’un à l’autre, les axes des arbres (42a, 42b) étant excentriques l’un par rapport à l’autre, et dans laquelle la paire d’arbres (42a, 42b) est individuellement soutenue de manière rotative par l’intermédiaire d’un palier (46, 48) dans les boîtiers respectifs (39) de l’élément de volute fixe (32) et de l’élément de volute orbital (26).
14. 14. — Machine à fluide à volute selon la revendication 9, comprenant un mécanisme anti-rotation (40) qui est ménagé entre l’élément de volute fixe (32) et l’élément de volute orbital (26) pour empêcher une rotation de l’élément de volute orbital (26) sur son propre axe, dans laquelle le mécanisme anti-rotation (40) est logé dans une partie intérieure d’un boîtier (39) qui est formé sur l’élément de soutien (32B) et dans une partie intérieure d’un boîtier (39) qui est formé sur une plaque terminale (26a) de l’élément de volute orbital (26) qui fait face à l’élément de soutien (32B), et le mécanisme anti-rotation (40) a un élément de manivelle (42) qui comprend une paire d’arbres (42a, 42b) formés de manière solidaire l’un à l’autre, les axes des arbres (42a, 42b) étant excentriques l’un par rapport à l’autre, et dans laquelle la paire d’arbres (42a, 42b) est individuellement soutenue de manière rotative par l’intermédiaire d’un palier dans les boîtiers respectifs (39) de l’élément de volute fixe (32) et de l’élément de volute orbital (26).
15. 15. — Machine à fluide à volute selon la revendication 10, comprenant un mécanisme anti-rotation (40) qui est ménagé entre l’élément de volute fixe (32) et l’élément de volute orbital (26) pour empêcher une rotation de l’élément de volute orbital (26) sur son propre axe, dans laquelle le mécanisme anti-rotation (40) est logé dans une partie intérieure d’un boîtier (39) qui est formé sur l’élément de soutien (32B) et dans une partie intérieure d’un boîtier (39) qui est formé sur une plaque terminale (26a) de l’élément de volute orbital (26) qui fait face à l’élément de soutien (32B), et le mécanisme anti-rotation (40) a un élément de manivelle (42) qui comprend une paire d’arbres (42a, 42b) formés de manière solidaire l’un à l’autre, les axes des arbres (42a, 42b) étant excentriques l’un par rapport à l’autre, et dans laquelle la paire d’arbres (42a, 42b) est individuellement soutenue de manière rotative par l’intermédiaire d’un palier (46, 48) dans les boîtiers respectifs (39) de l’élément de volute fixe (32) et de l’élément de volute orbital (26).
16. 16.— Machine à fluide à volute selon la revendication 11, comprenant un mécanisme anti-rotation (40) qui est ménagé entre l’élément de volute fixe (32) et l’élément de volute orbital (26) pour empêcher une rotation de l’élément de volute orbital (26) sur son propre axe, dans laquelle le mécanisme anti-rotation (40) est logé dans une partie intérieure d’un boîtier (39) qui est formé sur l’élément de soutien (32B) et dans une partie intérieure d’un boîtier (39) qui est formé sur une plaque terminale (26a) de l’élément de volute orbital (26) qui fait face à l’élément de soutien (32B), et le mécanisme anti-rotation (40) a un élément de manivelle (42) qui comprend une paire d’arbres formés (42a, 42b) de manière solidaire l’un à l’autre, les axes des arbres (42a, 42b) étant excentriques l’un par rapport à l’autre, et dans laquelle la paire d’arbres (42a, 42b) est individuellement soutenue de manière rotative par l’intermédiaire d’un palier (46, 48) dans les boîtiers respectifs (39) de l’élément de volute fixe (32) et de l’élément de volute orbital (26).
17. 17.— Machine à fluide à volute selon la revendication 12, comprenant un mécanisme anti-rotation (40) qui est ménagé entre l’élément de volute fixe (32) et l’élément de volute orbital (26) pour empêcher une rotation de l’élément de volute orbital (26) sur son propre axe, dans laquelle le mécanisme anti-rotation (40) est logé dans une partie intérieure d’un boîtier (39) qui est formé sur l’élément de soutien (32B) et dans une partie intérieure d’un boîtier (39) qui est formé sur une plaque terminale (26a) de l’élément de volute orbital (26) qui fait face à l’élément de soutien (32B), et le mécanisme anti-rotation (40) a un élément de manivelle (42) qui comprend une paire d’arbres (44a, 44b) formés de manière solidaire l’un à l’autre, les axes des arbres (44a, 44b) étant excentriques l’un par rapport à l’autre, et dans laquelle la paire d’arbres (44a, 44b) est individuellement soutenue de manière rotative par l’intermédiaire d’un palier (46, 48) dans les boîtiers respectifs (39) de l’élément de volute fixe (32) et de l’élément de volute orbital (26).