Compresseur dans le carter duquel est ajusté un rotor.
La présente invention concerne un compresseur dans le carter duquel est ajusté.un rotor comprenant un arbre supporté rotativement dans les pièces extrêmes du carter, une bride s'avançant à partir de l'arbre et une enveloppe cylindrique entourant la bride dans l'espace compris entre l'arbre et l'enveloppe cylindrique, des ailettes sont ajustées dans des fentes traversant la bride du rotor ;
ces ailettes peuvent se déplacer librement suivant l'axe et leur mouvement alternatif est contrôlée pendant la rotation du rotor, par des surfaces de guidage prévues sur les faces intérieures des plateaux d'extrémité opposés.
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cédemment. Dans celui-ci, le moteur de commande est installé dans le prolongement axial du compresseur, soit sur un arbre complètement séparé, au moyen d'un accouplement, soit sur un arbre commun prolongé.
Le but de l'invention est de fournir un com- presseur du type mentionné dans lequel le moteur électrique
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ploi d'éléments de machine communs aux deux unités et en l'installant dans un espace minimal.
Le but de l'invention est réalisé, principalement, en raison de la caractéristique selon lamelle le
rotor du moteur électrique commandant le compresseur est construit de manière intégrante autour d'une enveloppe cylindrique entourant étroitement le carter du compresseur. il est donc entendu qu'il a été possible de construire le com- presseur de l'invention à l'intérieur du moteur électrique.
Il en résulte que le compresseur et le moteur électrique
ont un arbre commun et une structure commune. En plus de
la simplicité de la construction et de l'économie d'espace, on obtient l'avantage qu'aucun bourrage n'est nécessaire dans les paliers de l'arbre, parce qu'il n'existe aucune prise
de force de l'espace clos et on peut donc employer pour les paliers des couvercles d'extrémité borgnes. !
On notera toutefois que la disposition de l'in- vention n'est pas possible avec des compresseurs quelconques ;
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spécifié dans l'introduction où le mouvement des ailettes est ; axial. Dans les compresseurs dits "excentriques", avec un mouvement radial des ailettes, cette disposition n'est pas ' réalisable.
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taillée ci-après en se reportant aux dessins annexés, où : la figure 1 représente une coupe axiale dans un compresseur selon l'invention et la figure 2 montre une coupe dans le compresseur de l'invention, selon la ligne II-II de la figure 1.
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l'invention illustrée dans les dessins comprend deux pièces
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opposer l'une à l'autre et constituer le corps et entre les- quelles est formé un carter. Les extrémités de l'arbre 3
du rotor sont supportées dans des alésages centraux des pièces d'extrémité 1 et 2. La bride 4 du rotor divise le carter en deux parties de sorte que des chambres d'extrémité sont formées entre la bride 4 et les faces intérieures des extrémités opposées. La bride 4 du rotor est traversée de fentes 6 dans lesquelles sont logées des ailettes 7 pouvant
se déplacer axialement et guidées par les faces intérieures
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ailettes 7 sont aussi fraisées sur une certaine distance
dans l'arbre 3.
Une signification particulièrement grande du point de vue de l'invention s'attache à l'enveloppe 5 entourant la bride 4. En ce qui concerne la construction, il
est des plus avantageux de prévoir une enveloppe cylindrique séparée 5, à fixer par des vis réparties autour de la périphérie à la bride 4. Dans l'enveloppe cylindrique 5, il a été prévu des rainures 6a pour les bords extérieurs des ailettes 7. La première et importante fonction de l'enveloppe cylindrique 5 est d'empêcher l'usure des bords extrêmes des ailettes, qui se produirait si ces bords devaient frotter le long de la surface intérieure d'un carter fixe contre laquelle ils seraient poussés par la force centrifuge, comme cela se passe nécessairement dans les pompes centrifuges, par exemple. La seconde signification de l'enveloppe cylindrique 5, qui est importante du point de vue de l'invention, sera divulguée après la description de la construction et
du fonctionnement du compresseur proprement dit.
La bride 4 présente, de la façon la plus appropriée, deux faces de forme conique placées l'une contre l'autre ; les grandes bases de ces cônes tronqués se rencontrent avec interposition d'une partie cylindrique de la bride. L'enveloppe cylindrique 5 a été fixée à cette partie de bride cylindrique et tourne avec elle quand le rotor du compresseur est entraîné en rotation. L'enveloppe cylindrique 5 entoure étroitement par ses deux extrémités l'enveloppe extérieure cylindrique du carter du compresseur. Les ailettes 7, se déplaçant axialement entre l'arbre 7 et l'enveloppe cylindrique 5, ont la forme de trapèzes réguliers dont la brande base repose dans la rainure 6 de l'arbre et la petite base s'engage dans la rainure 6a ménagée dans l'enveloppe cylindrique 5.
Les ailettes ont une longueur telle que leurs côtés obliques s'ajustent par glissement dans les surfaces de guidage 8 prévues sur les faces intérieures des pièces d'extrémité opposées.
Les surfaces de guidage 8 ont, de la façon la mieux appropriée, une forme telle que, pendant la rotation du rotor, le mouvement des ailettes 7 développé dans un plan est sinusoïdal, une longueur d'onde de la courbe correspond alors à un tour du rotor. Comme le montre le mieux la figure 2, il existe un orifice d'admission 17 dans la paroi extrême du carter, en face de la zone d'aspiration, et un orifice d'échappement 16 à l'extrémité de la zone de compres-
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mun et, de manière similaire,.les deux orifices d'admission
17 ont été connectés en parallèle avec un conduit d'admission commun. En variante, on peut aussi connecter les deux moitiés du carter en série, afin d'obtenir une pression plus élevée.
La forme de la surface de guidage 8 peut aussi être autre que celle décrite ci-dessus, aussi longtemps que pendant un tour du rotor, il apparaisse un ou plusieurs ni-
et maxima
nima/ déplacés axialement l'un par rapport à l'autre, sous l'effet desquels les ailettes 7 exécutent un mouvement alternatif forcé, parallèle à l'arbre du rotor 3, de sorte que les espaces fermés par la bride 4, la surface de guidage 8 et deux ailettes consécutives 7 se dilatent et se contractent alternativement.
Les ailettes 7 peuvent aussi être de forme circulaire, mais la forme trapézoïdale offre l'avantage
que l'effet abrasif des surfaces de guidage 8 sur les bords
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placent vers l'extérieur, en direction radiale, à mesure que leur bord extérieur s'use. Ce moyen permet d'éviter un jeu axial défavorable des ailettes 7, tandis qu'on peut se permettre un jeu radial considérable.
La lubrification et l'étanchéité sont assurées par de l'huile amenée par un joint à rotule 18 dans l'alésage central lo de l'arbre 3 d'où elle passe par des passages radiaux 20, ménagés dans la bride 4, dans les rainures 6 et 6a des ailettes ; à partir de là, le mouvement de celles-ci disperse l'huile de graissage dans tout le carter. Quoique l'huile de graissage joue un rôle important en assurant la lubrification et l'étanchéité, on verra plus loin que la circulation d'huile rêvât dans la présente invention une importance particulière en accélérant l'effet de refroidissement.
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de la présente invention est l'installation du moteur électrique 9 entratnant le compresseur, qui entoure complètement le carter de celui-ci. Ceci a été rendu possible par la rotation de l'en- veloppe cylindrique 5 avec le rotor du compresseur et autour duquel on a pu monter le rotor 10 du moteur électrique avec son empilage de tôle 11 et ses enroulements 12 et 13. L'empilage
11, en forme d'anneau, est monté à l'aide d'éléments de fixation annulaires appropriés autour de l'enveloppe cylindrique 5. Afin de contrecarrer les forces tendant à faire tourner la pile de tôles 11 du rotor et l'enveloppe cylindrique 5 l'une par rapport
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la manière la mieux appropriée, sont prévues sur l'enveloppe cylindrique 5 pour s'engager dans des rainures correspondantes de la face intérieure de la pile de tôles 11. Dans la forme d'exécution illustrée ici, le moteur 9 possède un rotor 10 en court- ; circuit ; ce rotor est en cage d'écureuil, avec des barres 12 et des bagues de court-circuit 13 reliant les barres aux deux extrémités.
L'Empilage de tôles 14 du stator a été monté
en liaison avec la surface cylindrique intérieure des pièces d'extrémité 1 et 2 opposées l'une à l'autre ; l'empilage est serré entre des pattes de fixation appropriées 28. La surface cyl'indrique intérieure des éléments 1 et 2 du corps portent des nervures axiales 27 s'engageant dans des rainures correspondantes
de la pile de tôles du stator. En outre, le stator du moteur électrique 9 a été équipé d'un enroulement classique 15. Quand l'enroulement 15 du stator est mis sous tension, le moteur électrique et le rotor de compresseur combinés commencent à tourner.
puisqu'aucune prise de force n'est nécessaire sur l'arbre 3 du rotor, il a été possible de fermer les deux paliers d'extrémité de l'arbre au moyen de couvercles 23 et 23' dits "borgnes".
Dans le but de refroidir le moteur électrique 9, des ailettes de refroidissement 21 ont été attachées aux extrémités de l'enveloppe cylindrique 5 pour aspirer l'air de refroidissement par des ouvertures 25 ménagées dans la coquille extérieure des pièces d'extrémité 1 et 2.
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carter du compresseur qui doit donc être refroidi plus efficacement qu'auparavant. Ce besoin de refroidissement supplémentaire a été satisfait au moyen d'une quantité d'huile supérieure à la normale que l'on utilise en même temps
pour le graissage et pour l'étanchéité. Une quantité d'huit considérable, atteignant en fait à peu près 0,6 % du volume d'air débité en condition normale par le compresseur, passe de manière continue par le joint à rotule 18 et le système de conduit 19 et 20 dans le carter du compresseur où se produit une transmission de lachaleur à l'huile. Du carter, l'huile de refroidissement, de graissage et d'étanchéité est entraînée avec l'air comprimé dans un réservoir, puis, sous l'effet de la pression régnant dans ce dernier, elle passe dans des cuves ou un radiateur de refroidissement, non
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qui sont refroidis avec l'aide des ailettes 21. L'huile refroidie est introduite à nouveau dans le carter par le joint à rotule 18.
Afin d'éviter toute fuite d'huile par les joints entre l'enveloppe cylindrique 5 et l'enveloppe extérieure du carter, la zone annulaire suivant ce joint est raccordée au conduit d'admission 17 par des trous 24 à travers lesquels l'huile s'infiltrant au-delà des joints est recueillie et renvoyée dans le carter.
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tion présentée ci-avant ne constitue simplement que l'une des nombreuses applications possibles de l'invention.
Par exemple, le moteur électrique peut aussi bien être un moteur synchrone ou un moteur à courant continu.
REVENDICATIONS.
1. Compresseur dans le carter duquel est ajusté un rotor comprenant un arbre (3) supporté rotativement dans les pièces d'extrémité (1, 2) du carter, une bride
(4) partant de l'arbre et une enveloppe cylindrique (5) entourant cette bride, avec des ailettes (7) ajustées dans l'espace compris entre l'arbre (3) et l'enveloppe cylindrique (5), dans des fentes (6) traversant la bride (4) du rotor, possédant une liberté de mouvement axial et dont
le mouvement alternatif axial pendant la rotation du rotor est contrôlé par des surfaces deguidage (8) ménagées sur les faces intérieures des plateaux d'extrémité opposés, caractérisé en ce que le rotor (10) du moteur électrique (9) entraînant le compresseur a été construit intégralement autour de l'enveloppe cylindrique (5) entourant étroitement le carter de celui-ci.