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"perfectonnements auac machinée soufflantes rotatives"
La présente invention concerne les machines soufflantes rotatives, aussi bien du type centrifuge que du type axial, composées d'une partie fixe, dans laquelle tourne un rotor 4 plusieurs roues de dimen- sions appropriées, séparées par des redresseurs fixe$ des veines de fluide.
Habituellement, le rotor comprend un arbre qui repose sur deux paliers placés aux extrémités du stator conetituant la volute étanche. Une telle dis- position, qui donne satisfaction pour des machines à
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une stult roue ou des machines de petites dissensions présente toute une série d'inconvénients, à la fois d'ordre mécanique et d'ordre aérodynamique, lorsqu'il s'agit de machines qui comportent plusieurs rouée, ces inconvénients étant d'autant plus sérieux que les roues sont nombreuses, de plue grande. dimensions et tour- , nent à des vitesses plus grandes.
farmi Ion inconvénients, commune aux machinée centrifuges et aux machines axiales classiques , on peut citer a) la grande longueur de l'arbre du rotor, supporté seulement à sea deux extrémités, donne naissance à une vitesse critique qui se trouve à l'intérieur de la gamme des vitesses d'utilisation, de sorte qu'on est boli- gé d'éviter de faire fonctionner la machine 4 sa vitesse critique, ce qui cet sujétion gênante et une source de troubles au moment du passage de cette vitesse. b) tout le poids du rotor étant supporte seule- ment par deux paliers, la pression unitaire sur lesdits paliers est très importante, ce qui rend difficile la conception et le bon fonctionnement des paliers.
Pour diminuer la pression unitaire, on pourrait songer à augmenter la longueur des paliers par rapport à leur diamètre, mais on sa heurterait alors a. d'autres difficul- tés, car il existe une limita pratique au rapport de la longueur d'un palier à son diamètre, limite qu'il convient de ne pas dépasser pour diverses considérations vérifiées par 1'expérience, et qu'on ne développera pas ici.
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c) La totalité du poids du rotor cet suppor- tée par ls doux extrémités seulement du bâti, de sor- te que les fatiguas de ce dernier sont très inégale- ment reparties dans sa masse.
d) Des inconvénients d'ordre aérodynamique , notamment dens le cas dos Machines centrifuges, ainsi qu'il sera exposé plue loin.
Suivant l'invention, on remédia aux inoon- vénionts précitée de la disposition classique$ en faisant reposer l'arbre du rotor, non seulement sur les deux paliers d'extrémités, mais aussi sur des pa- liera Intermédiaires logés dans les redresseure fixes dao veines de fluide.
Grâce à cette disposition particulière, la vitesse critiqua du rotor remonte à une valeur très élevée largement au-dessus de la vitesse maximum d'utilisation, do sorts qu'elle n'est jamais atteinte et que l'on obtient, par conséquent un fonctionnement très rationnel de la machine, sans vibrations. La pres- sion unitaire sur los paliers est ramenée à des valeurs tout à fait modérées, étant donné la multiplicité des surfaces de portée de l'arbre sur le bâti fixe. Le poids total du rotor se trouve presque uniformément réparti sur le bâti puisqu'il est reporté sur toute une série de paliers.
En ce qui concerne plus particulièrement les machines rotatives centrifuges, étant donné qu'on eat limité dans l'augmentation de la longueur de l'arbre du rotor pour les raisons indiquées plue haut, on ne dispose que d'une longueur axiale relativement courte
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pour chacune des roues dans les machines à étagea multiples.
Il en résulte, par exemple, qu'on n'a pas la possibilité de doter chaque roue centrifuge d'une entrée cylindrique, c'est-à-dire une entrée dans laquelle les veines de fluide seraient dirigées parallèlement à l'axe du rotor, ce qui serait copon- dant très souhaitable du point de vue aérodynamique,
Four la marne raison de limitation de la longueur de la machine, les redresseurs fixes dis- posés entre les roues sont relativement courte en direction axiale, de aorte qu'on est obligé de leur donner un profil qui s'écarta beaucoup du profil aérodynamique idéal. Cela se traduit donc par une li- mitation indésirable du rondement de la machine.
Pour ne pas augmenter la longueur de l'ar- bre du rotor, on a été amené jusqu'ici), à placer les roues relativement près les unes des autres, de sorte qu'on n'a pas eu la possibilité de loger, da- vant chaque roue, un système de réglage par gira- tion, ce qui serait cependant très souhaitable aussi du point de vue du rendement aérodynamique de la machine.
Lorsque l'arbre est supporté seulement par . ses deux extrémités il doit avoir un diamètre rela- tivement grand pour être suffisamment résistant, de sorte que le diamètre de l'ouverture d'entrée du fluide est relativement grand, or, le diamètre extérieur des roues est généralement limité par la vitesse périphérique maximum qu'on peut leur donner, il en résulte donc que le rapport du diamètre de
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ladite ouverture d'entrée au diamètre extérieur des aube* de la roue est relativement grande ce qui *et défavorable aussi du point de vue du rendement.
de plus, plue le diamètre de l'arbra est grand et plue Ion effet aérodynamique sur le fluide véhicula cet néfaste.
Grâce à la structure qui est à la base de la présente invention, il deviont possible de trouver une solution tout à fait satisfaisante à tous non problèmes. En effet ;
Le montage de paliers intermédiaires permet de donner, à l'arbre du rotor, une longueur aussi grande qu'on la désira.
On a donc la f&oulté de doter; chaque roue, d'une entrée cylindrique, de placer, entre deux roues successives, des redresscure d'une longueur axiale aussi grande qu'on le désire, de façon à leur donner le profil aérodynamique qui sa rappro- che le plus du profil idéal, de se par mettre de disposer davant l'entrée de chaque roue, d'un cmplace- ment suffisant pour y monter un système de réglage par Giration, enfin do réduira considérablement la diamètre de l'arbra et, par conséquent, de diminuer la rapport du diamètre de l'ouverture d'entrée des roues au diamètre extérieur de leurs aubes, en même temps qu'on réduit les effets néfaste d'un rand diamètre de l'arbre sur le comportement aérodynami- que du fluide véhicula.
On remarquera on outre que, dans les ma- chines classiques, pour relever la vitesse critique au-dessus de la vitesse d'utilisation, on choisit le
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diamètre de l'arbre d'une ma4hina elac pa,.a extérieurs, le plus grand possible** On augmente donc, on moins temps, le diamètre des labyrinthes d'tanche'- ite entre les étages ot, par suite, le débit de la fuita passant d'un étage de la machine. à l'étage prudent, le long de l'arbre.
Pour un diamètre d'arbre donné, reposant
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sur deux paliers, la flécha augmenteiveo la poids, du rotor. Si le nombre ou le poids des roues est *#/> .,, plus important, on oat obligé d'augmenter les jeux antre les redresseurs et les roues, ainsi qu'antre lce labyrinthes d'étanchéité et l'arbre, de sorte que la fuite augmente très rapidement et diminue
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beaucoup le rendamant global.
La présence des paliers intermédiaires sui- vant l'invention, permet de réduire les diamètres des arbres et surtout les coefficients d'usure et las partes mécaniques de l'ensemble.
L'invention sera mieux comprise 4 la lec-
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turo de la description suivante ot à l'examen don dessins annexes qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, doux modes de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins :
La fig. 1 montra, en coupe verticale axiale
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une soufflante centrifuge suivant l'invention, a. trois étages, la fig. 2. montre, a plus grande échelle un détail de la fig.
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La fig. 3 est un coupa faite suivant la
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ligna 111.111 40 la fig. 2. La fig. 4 montrât égaloment k plut grands éohelle, un autre détail de la fig. 1,
Les fige. ; et 6 sont des coupée faites res- pectivement, suivant les lignes V-V et VI-VI de la fig.l
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La fi . 7 oett à plus petite échelle# un* vue partielle en plan correspondant k la tî . 1.
Z4 fig. 8 représente aohétn'.tiquemant l'instal- lation de graisaago des paliers de la maohino des ti8.
1 à 7 et la fig. 9 représente eohémat1qUGment, une disposition de paliers intermédiaires suivant l'in- vention, appliquée à uno aoufflante axiale.
La soufflante centrifuge représentée sur la fig. 1 comporte un carter désigné dans son ensomble
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par Il de toute structure convenable en autant cit'élé- ments qu'il est nécessaire, tant pour na fabrication quq pour son montage. A l'intérieur du oartorp sont montées trois roues centrifuges 2o3)4 portera par un arbre unique 5 qui tourillonna, non seulement dans daux paliers dtoxtrimitie 6e7, oomma cala est clanalquo dans ce g-nre do machines, mais aussi dans des paliere int3rmèdiairie 8,9 au nombre do deux dans l'ûxamplo, à savoir un pa- lier à l'intérieur de chacun des rodraoseurs fixes 12, 13 des veinas de fluide refoulé. Le palier d'extré- mité 7 est ocngu do lagon 4 servir en méme temps, de butée axiale.
Chaque palier intermédiaire, par exemple le pali3r 8, comporte una partie inférieure ou corps 8a
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(voir aussi fig. 2 et 3) et une partie p4riur' on chapeau 8 . Le corps de palier 8j| présents dUX pattes 80 qui reposent sur des boosao0a 1. au Carter de la machine et qui sont maintenues on place par des via 3.5* Le dami-couaeinot inférieur du palier est indiqué en14 et le domi-coussinot supérieur, en 17.
Le chepoau du palier est fixé au corps par des vis 18,
Le fluide à mettre en mouvement entre dans l'extrémité 21 du carter 1 de la machine, et sort par l'autre extrémité 22 après avoir emprunté le trajet sui-
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vant : un dispositif d'orientation radiale 20, un con- duit 23 d1 jntréo axiale dans la première roue centrifuge 2, la traversés de ladite roue jusqu'à la périphérie de celle-ci, la vcluto 25, la premier redresseur 12, un dispositif d'orientation axiale 27, formant une entrée axiale dans la deuxième roue centrifuge 3, la traversée do cette roue jusqu'à sa périphérie, la volute 28, le
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deuxième radresseur 13, un deuxième dispositif d'orien- tation axiale 29 formant une entrée axiale dans la troisième roue centrifuge 4, et, enfin, la traversée de cotte roue.
La dispositif d'orientation radiale 20 oompor- te un cartain nombre (dix huit, dans l'exemple) de volets tels quo 32 solidaire chacun d'un axe 33 (voir aussi fig. 5) qui tourillonne dans des paliers 34, 35 du carter. Chaque arbre 33 porta un maneton 37 et toue
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les manetons sont maintonus constamment parallle. gntre eux, grâce à une liaison constituée par uno couron. ne circulaire 38 sur laquelle sont articulées les extré- mités desdite manatons, au moyon d'axes 39.
La oalago
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angulaire de chaque maneton 37, par rapport su volet 32 qui on est solidaire, est tel que, lorsque toue le* volets 32 sont situas dans des plans radiaux, 1 tout les manetens sciant parallèles, Ainsi, ai l'on modifie la position angulaire de l'un des volute, on modifia automatiquement la position angulaire de.toue les autre? volets de la même quantité.
Le dispositif de commando doréglage de la position angulaire des voleta 32 comporte 1 un diapo-'. sitif démultiplicateur ou à serve-meteur à commande mahuelle désigné dans son ensemble par 41 (fige. 1 et 7), un arbre longitudinal 42 monté sur le bâti de la machine, et accouplé 4 l'arbre de sortie 43 du dis- positif à commando manuelle 41, une roue dentée 44 solidaire do l'arbre 42, un arbre 45 (voir aussi fig.
5) qui tourillonne dans le carter dans un plan radial et qui porte une roua dentée conique 46 en prise avec la roue dentée conique 44 ot une roue dentée conique 47 solidaire de l'arbre 45 et en prise avec une roue dentée conique 48 solidaire da l'arbre 33 de l'un des volets 32.
Chacun des deux dispositifs d'orientation axiale 27 et 29 comporte un certain nombre (sept dans l'exemple) de volets télé que 52 (voir aussi fig. 4) qui pivotent chacun autour d'un axe géométri- que perpendiculaire à l'axe général de la Machinât cet effet, chaque volet tel que 52, est muni de deux tourillons 53, 54 portés par des roulements à billes ou analogues 55, 56 montes dans des partie* correspondantes 57, 58 du carter 1 da la machine,
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Chaque tourillon, tal que 54,
porta un Maneton 61 et tous les manatone sont reliée entre eux par un ruban d'acier 62 (voir aussi fig. 6) qui parue sur de p- lots 67 tournant fous dans dos supporta 6Q fixés dons le carter de la machine. Les galets 67 sont sensible- - ment plus larges que le ruban elaclort pour bien supportor celui-ci, malgré ses légors déplacements ', . latéraux sous l'effet de litnolinaigon variable des manatons 61. Zoo volets 52 ont r4ul1èrem.nt , réparti." . angulairament autour de l'axe général 40 la Machine et un galet, tol que 67, est disposa au milieu de ohaoun . dos intarva.1J.os compris entre deux voleta consécu- tifs.
Ainsi, lorsqu'on modifia la position anaulaira
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de l'un des voleta, on modifie automatiquement la posi-
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tion angulaire do tous les autres voleta de la mbme
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quantité.
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Le dispositif do commande do réglage de la
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position angulaire des volets 52 d'orientation axiale
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oat lid au dispositif da commande de réglage da la
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position angulaire des volets 32 d'orientation radiale
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et, à oct effat, il comporte ;
un arbra 71 (fige. 1, 6 et 7) solidaire du tourillon extérieur de l'un don
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volets 52 et portant une roua dentée conique 72 en
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prise avec une roue dantée conique 73 portée par
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l'arbre 42 qui est donc un arbre de commanda générale
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do réglage, non seulement de l'inclinaison des volets radiaux 32, mais aussi de 1 inolinaisQn' dea volets.
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axiaux 52, ainsi d'ailleurs que des volets axiaux tale ,.;
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que 75 de l'autre dispositif 29 .d'orientation aîala, " - 1 t par l'intermédiaire d'un arbre ,7± et de deux autres \':
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rouas dantdea coniques 77 78.
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On ne reviendra pas sur tous loo evant4,08 déj'" (Jxpoaés dans l'introduction, que procura la présence des paliers intermédiaires télé que 8. et 9.
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es conditions de fonctionnement de la machine oQn considérablement améliorées par rapport 4 cillas d'une machine de conception classique, dont l'arbre est support
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té seulement à chacune de ses extrémités ;
$ on parttçu- lier non seulement les roues sont munies d'entrées .
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axiales cylindriques du fluide, mais ces entrées compbr- tont dos voleta d'orientation réglables, et l'entrée da #" ' la machine comporto aussi des voleta d'orientation 32 étalement réglables, le réglage de l'ensemble de tous
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ces volets se faisant à partir d'un seul organe$ à savoir le dispositif 41 à commande manuelle, dans Ilexam-e décrit et représenté.
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Les paliers de support do l'arbre ea trouvant dans des zones do pressions différentes.
On peut assurer la graissage de chacun d'eux par un circuit indépendant qui lui est propre et qui fonctionna sous la pression à laquelle il est soumis.
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Dans un mode do réalisation part1ou11or, r'aprésonté eohématicluomant sur la fig. 8, le iT8.1..o.gG de tous les paliers est assuré par une installation commune comportant 1 un réservoir commun 81, uns pompe P qui aspire l'huile dans le réservoir 81 et l'envoie dans une conduite commune de refoulement 82,soue una pression supérieure à celle du milieu dans laquai se trouve le palier 7 du dernier étage do la machine, des conduites individuelles 83 de refoulement de l'huila branchées en dérivation sur la conduite générale 82 (voir aussi fige.
2 et 3) et débouchant dans les paliers
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correspondants, des conduites individuelles 84 de retour de l'huile des paliers à des purgeurs 85, et enfin des conduites individuelles 86 de retour de , l'huile des purgeurs 85 au réservoir 81, par des conduites collectrices 87 et 88.
Chaque purgeur 85 comporte un clapet 91 normalement fermé et s'ouvrant seulement, par exemple sous l'action d'un flotteur 92 monté dans le purgeur,' lorsque le niveau de l'huile rassemblée dans ledit purgeur dépasse une'hauteur prédéterminée,
En fonctionnement, la pompe débite constamment' de l'huile sous pression dans les paliers, et, au fur et à mesure que l'huile se rassemble dans chaque purgeur ,l'excès s'en écoule dans le réservoir.
Chaque conduite individuelle de retour 86 est branchée dans le fond du purgeur correspondant, de sorte que seule l'huile peut retourner au réservoir par ces conduites, à l'exclusion de l'air qui demeure au dessus' du niveau de l'huile, dans chaque purgaur.
Sur la fig. 9, on a montré schématiquement l'application de l'invention à une soufflants axiale dont on a représenté seulement une partie, à savoir cinq roues 101, 102, 103, 104, 105 solidaires d'un arbre rotatif 106, et les redresseurs fixes intermé- diatres correspondants 107, 108, 109, 110. Les aubes des roues sont désignées par les mêmes chiffres de référance que ceux desdites roues affectées de l'indice a, et, d'une façon analogue, les ambon des redresseurs sont ddsignées par les mômes chiffres da référence que ceux desdite redresseure également affectés de l'indice a
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L'arbre 1(6 est,
en réalité beaucoup plue
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long que représenta sur les deeaine et porte un plue grand nombre du rouas, toutes séparées los unes dao autres par des redresseurs correspondants. Lo carter de la machine dit indiqué partiellemont en 111 at et ' muni de deux palier a destinés à support or l'arbre aux deux extrémités de colui-ci. Sa plus, l'arbre est sup. porté aussi par un certain nombre de paliers ïntormé- diires, tels que les paliers 1139 114 logea dans les redresseurs fixes lc7e 110 coux-ci étant aupportde par lour périphérie d4ne le carter 111.
Les alésages des autres redresseurs tala que 108, 109 sont munis de chicanes 116 qui coopèrent avec des chicanes complémentaires 117 portées par les moyoux des roues correspondantes.
Cn a représenté schématiquement les conduites 118,119 d'amenée d'huile sous pression aux paliers in-
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t*rmédiairos 113, 114 et les conduites correspondantes 121, 122 de retour de l'huile à la bâohû.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui ont été donnds à titre d'exemples, on peut y apporter de nombreuses modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir pour cela, du cadre de l'in- vention.