BRPI0617523A2 - rotor para uma mÁquina giratària e uma mÁquina giratària - Google Patents

Abstract

<B>ROTOR PARA UMA MÁQUINA GIRATàRIA E UMA MÁQUINA GIRATàRIA <D>A invenção refere-se a um rotor (2) para uma máquina giratória e a uma máquina giratória equipada com o referido rotor, em que o rotor (2) gira em um meio gasoso ou líquido e tem, pelo menos em uma de suas superfícies laterais (4), um perfil (3) com pelo menos uma elevação convexa (19) para produzir uma diferença de pressão. Esse rotor (2) é caracterizado pelo fato de a elevação convexa (19) ser formada como um perfil de aerofólio (3) de uma aeronave e o rotor (2) ter uma cavidade axial (6) no interior. Nesse caso, o rotor (2) é conectado a pelo menos uma câmara (12, 21) para guiar o meio proporcionado para dentro ou para longe, em que pelo menos uma abertura de passagem (5) é proporcionada entre a cavidade (6) e a superfície lateral externa (4) na região do perfil de aerofólio (3). Esse rotor (2) dentro de formações de alojamento diferentes (7) forma uma máquina girató- ria, que pode ser usada como uma bomba, um compressor, um condensador, um ventilador, uma turbomáquina, uma turbina ou como um neutralizador de pressão.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ROTOR PA-RA UMA MÁQUINA GIRATÓRIA E UMA MÁQUINA GIRATÓRIA".

A presente invenção refere-se a um rotor para uma máquina gi-ratória de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 e a uma máquina gira-tória de acordo com o preâmbulo da reivindicação 11.

Máquinas giratórias são distinguidas pelo fato de que elas pro-duzem uma diferença dè pressão em um meio gasoso ou líquido ou são a-cionadas por uma diferença de pressão em um meio desse tipo. Para essafinalidade, máquinas giratórias desse tipo, em geral, têm um rotor que émontado giravelmente no meio líquido ou gasoso ou são acionadas em rela-ção a um estator e produz, por meio de sua forma ou disposição, uma dife-rença de pressão ou converte a diferença de pressão no meio em um movi-mento rotacional. Exemplos de máquinas giratórias desse tipo incluem, emprimeiro lugar, a maioria dos tipos de bombas, compressores, turbomáqui-nas, turbinas ou conversores de energia eólica, que têm uma ampla faixa dedesenhos e, usualmente, são montados, giravelmente em um alojamentocomo um estator.

DE 293 181 A5 descreve uma máquina giratória na forma deuma bomba tendo um rotor cilíndrico ou cônico, que é montado excentrica-mente em um alojamento de bomba. Esse rotor é conectado a um aciona-mento e produz na rotação uma câmara de bomba giratória em forma decrescente, que transporta, de preferência, óleo como um líquido de uma a-bertura de entrada em uma abertura de saída. Essa bomba, que é baseadano princípio hidrodinâmico, produz, durante rotação no alojamento giratórioem forma de crescente uma cunha de óleo, que leva a um subida na pres-são na câmara de bomba e, desse modo, transporta o óleo da abertura deentrada na abertura de saída. Nesse caso, o rotor tem uma superfície lateralexterna redonda relativamente lisa, que produz a subida na pressão do líqui-do, exclusivamènte devido ao seu curso excêntrico de revolução.

Não obstante, um rotor excentricamente giratório desse tipo emum alojamento cilíndrico dificilmente é adequado, devido a sua superfícielateral não estruturada, em um meio gasoso na câmara de bomba.DE 103 19 003 A1 descreve um rotor de um conversor de ener-gia eólica por meio do qual a energia eólica é convertida em energia elétrica.Nesse caso, os rotores consistem em um eixo que é montado em um estatore em que lâminas de rotor que se projetam para fora são dispostas em inter-valos de ângulo constante. As lâminas de rotor são, nesse caso, formadascomo uma asa simétrica de um aerofólio de uma aeronave que possui, nadireção de fluxo uma superfície lateral cilíndrica e, conseqüentemente, temuma protuberância convexa, que se afunila para trás em um ângulo agudo.As lâminas de rotor são, nesse caso, orientadas na direção do vento de talmaneira que o vento que varre provoca, como um meio gasoso e de acordocom a equação de Bernoulli, uma diferença de pressão que causa movimen-to rotacional do rotor montado no estator. Como uma asa desse tipo causaem sua borda, que se afunila em um ângulo agudo, uma formação turbulentadisruptiva, endentações são proporcionadas no perfil de asa, transversal-mente à direção do vento. Isso dá origem a uma pressão mais baixa no ladosuperior do que no lado inferior, levando a um levantamento adicional, comoum resultado do que a formação turbulenta é reduzida e conversão de ener-gia mais eficiente será possível. Contudo, um rotor desse tipo é proporcio-nado, exclusivamente, para uso em meios gasosos ou aeriformes e, devidoas suas lâminas de rotor longas e ao diâmetro de alojamento necessitado,assim, dificilmente pode ser usado com meios líquidos.

DE 42 23 965 A1 descreve um rotor de turbomáquina em quepelo menos um disco de suporte é montado em um eixo montado e na su-perfície lateral cilíndrica externa da qual são dispostas lâminas curtas proje-tantes, que giram em um meio gasoso. Esse rotor é disposto em um aloja-mento de estator e é acionado via o eixo em uma alta velocidade rotacional.Nesse caso, o meio gasoso é comprimido de uma abertura de entrada emuma abertura de saída com um alto efeito de condensação. Não obstante,um rotor de turbomáquina desse tipo, em geral, não é adequado para meioslíquidos, visto que esses meios não são comprimíveis, assim, as lâminasfinas facilmente poderiam se tornar danificadas. DE 197 19 692 A1 descreveuma bomba de rotor que compreende um rotor denteado internamente e temum desenho muito forte de um rotor denteado internamente. Nesse caso, abomba consiste em um alojamento contendo um anel excêntrico girável emque um impulsor externo e um impulsor interno são montados giravelmente.Nesse caso, o impulsor interno é um rotor interno, que tem uma pluralidadede dentes dispostos em sua superfície lateral externa e é disposto giravel-mente em um rotor externo. O rotor externo encerra o rotor interno com suasuperfície lateral interna em que dentes dirigidos para dentro são igualmentedispostos. Nesse caso, os dentes internos e externos se estendem atravésde todo o comprimento da superfície lateral e consistem, substancialmente,em uma elevação simétrica convexa, seis elevações convexas sendo dis-postas na superfície lateral externa do rotor interno e sete elevações conve-xas sendo dispostas na superfície lateral interna do rotor externo. A cavidadeinterna do rotor externo, nesse caso, é conectada, respectivamente, a umaabertura interna e uma abertura de saída, que se opõem uma à outra. O mo-vimento rotacional do rotor interno também dá origem a um movimento rota-cional do rotor externo no anel excêntrico, assim, formando uma série decâmaras tendo volumes variáveis entre os dentes do rotor interno e do ex-terno. Como um resultado, um fluido localizado nas câmaras é aspirado paraas câmaras de expansão e para fora das câmaras de contração. O fluidoproporcionado, nesse caso, é um líquido hidráulico, que é comprimido daabertura de entrada na abertura de saída como um resultado das diferençasde pressão assim produzidas. Como um rotor desse tipo consiste em pelomenos duas partes denteadas, que são dispostas co-axialmente uma com aoutra e também devem ter um número diferente de dentes e entrelaçam unscom os outros com um encaixe preciso apenas quando projetado com má-xima precisão, uma disposição de rotor desse tipo é altamente complexa defabricar e equipada com um número de partes que estão sujeitas ao atrito esão dependentes do uso.

A invenção, portanto, está baseada no objetivo de proporcionarum rotor utilizável universalmente para um grande número de desenhos demáquinas giratórias que são fortes e quase isentas de manutenção, aomesmo tempo em que são simples de fabricar.Esse objetivo é alcançado pela invenção descrita nas reivindica-ções 1 e 11. Desenvolvimentos e modalidades exemplificativas vantajosasda invenção são descritas nas sub-reivindicações.

A invenção tem a vantagem de que, como um resultado do perfilde aerofólio em uma das superfícies laterais do rotor, devido ao efeito Ber-noulli, resultante do movimento do rotor ou do fluxo de um meio gasoso oulíquido, um efeito de pressão reduzida é produzido acima do perfil de aerofó-lio, assim, permitindo um rotor desse tipo a ser usado em máquinas girató-rias tanto para meios líquidos quanto para gasosos. Como a pressão ou efei- to de sucção não é produzido pela formada de câmaras de vedação girató-rias, um meio enlaçado com sólidos pode, assim, vantajosamente, tambémser transportado, desse modo, rotores desse tipo também são altamenteadequados para transporte contínuo de materiais volumosos ou dispersões.

Ao mesmo tempo, a invenção tem a vantagem de que o perfil de aerofólio de fluxo benéfico dá origem apenas à formação levemente turbu-lenta no meio usado e, além dos mancais, não há contato com um estator ououtras partes do rotor, assim, máquinas giratórias que são equipadas comum rotor desse tipo operam de modo particularmente rápido e quase nãomostram fluxo ou perdas friccionais. Como o rotor de acordo com a invenção é oco internamente e produz a diferença de pressão apenas por meio de umperfil de aerofólio plano em uma das superfícies laterais, o rotor pode serfabricado de modo a ser particularmente leve, assim, apenas massas baixastêm que ser aceleradas, desse modo, como um todo que permite, vantajo-samente, que uma máquina giratória altamente eficiente seja obtida, não obstante o baixo atrito e as baixas turbulências de fluxo.

Além disso, a baixa massa de rotor e a formação substancial-mente simétrica e a rotação cêntrica dão origem apenas aos efeitos de bai-xas forças centrífugas. Desse modo, um rotor desse tipo pode ser operado,vantajosamente, em altas velocidades rotacionais. Isso permite que mesmoaltas diferenças de pressão em altas velocidades de fluxo sejam produzidas,como um resultado do que altas saídas do meio gasoso ou líquido propor-cionado ou dos sólidos contidos podem, ao mesmo tempo, ser obtidas, van-tajosamente.

À medida que a diferença de pressão produzível sobe, em umaluva de rotor perfilada de acordo com a invenção dessa maneira, quase pro-porcionalmente à velocidade rotacional, quase nenhuma flutuação de pres-são ou volume pode ocorrer, vantajosamente, em uma velocidade constantedo rotor. O perfil de aerofólio na luva lateral produz, quando o motor estásendo acionado, sempre, uma diferença de pressão, que é independente dapressão ambiente do meio, desse modo, vantajosamente, permitindo mesmoque um meio gasoso de alta densidade seja transportado ou líquidos de umaprofundidade muito baixa sejam bombeados para a superfície na aplicaçãode pressão estática.

O rotor de acordo com a invenção e uma máquina giratória equi-pada com o mesmo podem não só ser utilizados no estado acionado paratransporte ou produção de pressão, mas também podem ser usados, na in-tradução de fluxo correto de um meio pressurizado, para produzir velocidaderotacional a fim de produzir energia, tal como, por exemplo, eletricidade, van-tajosamente da força da água ou da força do vento.

Em uma formação de múltiplos estágios do rotor de acordo coma invenção e uma máquina giratória com ele equipada, pressões mais altaspodem, no caso de estágios axiais e em taxa de fluxo constante, vantajosa-mente, serem produzidas ou, no caso de estágios co-axiais, a elevação dasuperfície de perfil, enquanto a diferença de pressão permanece constante,vantajosamente, permite que taxas de fluxo ainda mais altas sejam transpor-tadas.

a invenção será descrita aqui depois em maiores detalhes comreferência a uma modalidade exemplificativa ilustrada nos desenhos, emque:

a figura 1 é uma vista em perspectiva de uma bomba compreen-dendo um rotor de bomba de estágio único;

a figura 2 é uma vista frontal da bomba compreendendo o rotorde bomba;

a figura 3 é uma vista de plano da bomba compreendendo o ro-tor de bomba;

a figura 4 mostra um anel de placa fina de um impulsor para orotor de bomba;

a figura 5 mostra uma disposição de elementos de placa fina deum impulsor para o rotor de bomba;

a figura 6 é uma vista seccional de uma bomba compreendendoum rotor de bomba de múltiplos estágios; e

a figura 7 é uma vista seccional de uma turbina de acionamento.

A figura 1 dos desenhos é uma vista em perspectiva de, como amáquina giratória, uma bomba 1 tendo um rotor oco de estágio único 2, co-mo um rotor de bomba, que tem uma superfície lateral externa 4, nove ele-mentos de perfil de aerofólio 3 entre os quais aberturas de passagem 5 paraa cavidade interna 6 são dispostas.

A bomba 2 mostrada é um desenho que é operado, de preferên-cia, com água como um meio líquido. A bomba 2 consiste, substancialmente,em um alojamento fixo 7 como o estator, em que o rotor de bomba 2 é dis-posto. O rotor, no alojamento 7, é montado, giravelmente, em dois mancais 8e tem em seu centro um eixo 9, que é conectado a um motor de acionamen-to 9 (não mostrado). O alojamento 7 é substancialmente cilíndrico em suaformação e contém em sua superfície lateral externa uma abertura de saída11 para remover a água a ser bombeada. Uma abertura de entrada 10, queé conectável a uma linha de alimentação (não mostrada), é proporcionadana face extrema esquerda ou superfície lateral do alojamento 7 para permitirque a água seja bombeada para entrar na cavidade 6. A abertura de entrada10 é conectada à cavidade 6 do rotor 2 e forma com a mesma uma câmarade entrada 12. Uma bomba 1 desse tipo pode, em princípio, ser usada paratransportar todos os meios líquidos, tais como, por exemplo, água, óleo esemelhantes e também todos os líquidos que são misturados com sólidos,tais como, por exemplo, dispersões.

A figura 2 dos desenhos é uma vista frontal, mostrando, em de-talhes, também a disposição e a formação do rotor 2, da bomba 1, aqui an-tes descrita. Nesse caso, o rotor 2 consiste substancialmente em um impul-sor cilíndrico 20, que tem no interior uma cavidade cilíndrica 6, que, no casoda bomba 1 mostrada, forma uma câmara de entrada 12. Nove elevaçõesconvexas 3, que formam um perfil de aerofólio que se estende axialmente nasuperfície lateral tangencial externa 4 do rotor 2, são dispostas na superfícielateral externa 4 do rotor 2, distribuídas em porções angulares idênticas.Como o rotor 2 tem em sua superfície lateral tangencial 4 uma pluralidade deelementos de perfil de aerofólio 3, que, em rotação, formam, como um resul-tado do efeito de Bernoulli, uma região de pressão reduzida mesmo em mei-os gasosos, tais como, por exemplo, ar, todos os meios gasosos, tais comomeios gasosos permeados com materiais volumosos, assim, também podemser transportados, condensados ou aspirados.

Aberturas de passagem 5 para a cavidade interna 6 ou para acâmara de entrada 12 da bomba 1, que contém o meio a ser bombeado, talcomo, por exemplo, água, são proporcionadas na região extrema do perfil deaerofólio 3. A figura 3 dos desenhos é uma vista de plano detalhada da for-mação axial da bomba 1. A figura 3 dos desenhos descreve que o rotor 2 élamelar em sua construção, na direção axial. Essas lamelas são, devido aoperfil de aerofólio 3 feito de folhas planas de metal, de preferência, cortadasou perfuradas com o auxílio de um laser. Nesse caso, o rotor 2 consiste,principalmente, em anéis Iamelares 13 e uma disposição de elementos Iame-lares 14, que formam o impulsor 20.

A figura 4 dos desenhos é uma vista mais detalhada dos anéislamelares 13 e a figura 5 dos desenhos é uma vista mais detalhada dos e-lementos Iamelares 14, que, como um pacote axial de lamelas, formem oimpulsor 20 com as superfícies laterais tangenciais 4. O rotor 1, mostrado nafigura 3 dos desenhos, consiste em três disposições de elementos Iamelares14 e um respectivo anel Iamelar 13 é preso as suas superfícies laterais ex-ternas. Nesse caso, o anel Iamelar 13, de preferência, consiste em uma fo-lha plana de aço, que é protegida contra a corrosão causada por líquidos ouconsiste em um aço inoxidável de alto grau. Ambos, os anéis Iamelares 13 eos elementos Iamelares 14, usualmente, são feitos do mesmo material que,dependendo do meio usado, também pode consistir em outros metais, mate-riais plásticos rígidos, materiais compostos de fibras sintéticas ou cerâmicos.Cada anel Iamelar 13 tem no interior um furo circular 23, tendo um diâmetrode, por exemplo, 250 mm e um diâmetro externo menor de, aproximadamen-te, 360 mm. Nesse caso, o anel Iamelar 13 contém, de preferência, noveregiões angulares similares, cada uma de 40Q, e tem disposta em sua super-fície lateral tangencial externa 4, em cada caso, uma elevação convexa 19,que, contrário à direção de rotação 18, se funde plano, em uma inclinaçãodescendente, com uma região de desvio 24 e forma um perfil de aerofólio 3.A elevação convexa 19 tem em relação à extremidade de desvio, de prefe-rência, uma elevação 19 de, aproximadamente, 45 mm e possui um raio deaproximadamente, 20 mm. A região de perfil descendente 24, que se desviacontrária à direção de rotação 18, tem uma curvatura côncava com um raiode 167 mm e se estende através de um comprimento de, aproximadamente,70 mm. A elevação convexa 19 com a região de desvio côncava descenden-te 24, assim, imita na superfície lateral 4 um perfil de uma asa de aerofóliode aeronave. O perfil de aerofólio 3 termina, nesse caso, em uma ponta quesobe ligeiramente 25, que atua como um sabotador e impede, substancial-mente, turbulências na borda de arrancamento. A ponta que impede a turbu-lência 25 é seguida, contrário à direção de rotação 18, por uma superfíciereta tangencial, que fica na distância mais curta do eixo geométrico de rota-ção 26 e se estende tangencialmente através de um comprimento de, apro-ximadamente, 5 mm. Essa superfície delimita as aberturas de passagem 5na direção axial e termina cada perfil de aerofólio individual 3 na superfícielateral externa tangencial 4 do rotor 2. Nesse caso, cada anel Iamelar 13 éformado por perfis de aerofólio 3, de preferência, similares, que são dispos-tos em regiões angulares idênticas e na mesma distância do eixo geométricode rotação 26.

Dispostas entre dois anéis Iamelares 13 são, para concretizar orotor de bomba 2 mostrado, três camadas Iamelares de, em cada caso noveelementos Iamelares 14, que, em suas bordas radiais externas também têmo mesmo perfil de aerofólio 3 que os anéis Iamelares 13. Para formar umimpulsor 20 de um rotor 2, os elementos Iamelares individuais 14 são conec-tados, em alinhamento congruente com o perfil de aerofólio 3, para um anelIamelar 13 ou para outras disposições Iamelares e, em conseqüência, consti-tuem um impulsor axial ou uma parte impulsora, que forma em sua superfí-cie lateral tangencial externa 4, um perfil de aerofólio uniforme, axialmente orientado 3. Nesse caso, os elementos Iamelares 14 são, porém, dispostostangencialmente afastados um do outro e conectados como um todo aosanéis Iamelares 13, a distância entre os elementos Iamelares formando umaabertura de passagem 5 através da qual o meio proporcionado é aspiradopara fora por meio de sucção da cavidade cilíndrica interna 6, como um re- sultado da pressão reduzida, ao longo do perfil de aerofólio descendente 3,devido ao efeito de Bernoulli.

Para a formação de fluxo benéfico dessas aberturas de passa-gem 5, os elementos Iamelares individuais 14 são proporcionados em suaregião traseira com uma curvatura convexa 15 e em sua região frontal com uma curvatura côncava 16 que permitem um fluxo substancialmente livre deturbulência durante a rotação. Nesse caso, a curvatura côncava 15 na bordainterna também se funde com uma curvatura côncava, que corresponde aoraio do furo 23 no anel Iamelar 13, por exemplo, de 125 mm. Como um resul-tado, o rotor 2 forma no interior uma cavidade cilíndrica 6 axialmente contí- nua como a câmara de entrada 12.

Elementos de conexão em forma de estrela, que são conectadosao eixo de acionamento 9 em uma maneira torcionalmente rígida e, de prefe-rência, a pelo menos um dos anéis Iamelares 13, são proporcionados parafixação do impulsor ao eixo de acionamento 9. Em outra modalidade da in-venção, o perfil de aerofólio 3 também pode ser disposto na superfície lateraltangencial externa, o rotor 2, então, tendo no lado de fora uma superfícielateral circular 4, como um resultado do que a direção de fluxo é invertida e acâmara de saída 21 é formada na cavidade 6 do impulsor 20 ou do rotor 2.

Para operação da bomba 1, o rotor 2 é acionado em uma veloci- dade rotacional predeterminada e em uma direção predeterminada de rota-ção 18, assim, uma pressão reduzida ou diferença em pressão do meio ga-soso ou líquido circundante se forma na superfície lateral externa 4 na dire-ção de rotação 18 após a elevação convexa 19 de acordo com o efeito deBernoulli, assim, o meio é aspirado para fora da câmara interna 6, em que apressão é mais alta. Nesse caso, a diferença de pressão depende, substan-cialmente, da velocidade rotacional ou da velocidade circunferencial do im-pulsor 20. A diferença de pressão sobe, aproximadamente, de modo linear,até que a formação de turbulência na borda de arrancamento ou outros ele-mentos de turbulência se torna tão grande que produz uma contrapressãosignificativa. Essa, porém, pode ser reduzida por uma formação vantajosa,em particular da borda de arrancamento, e pela formação de uma entradacircular 12 e câmaras de saída 21, assim, em velocidades rotacionais de pe-lo menos 10.000 rpm a velocidade sobe linearmente.

Uma alta diferença de pressão também pode, ao mesmo tempo,permitir um aumento na taxa de fluxo por unidade de tempo, embora issoseja limitado pelas áreas de superfície seccional transversal das aberturasde passagem 5. Não obstante, a taxa de fluxo ou o volume de fluxo pode seraumentado facilmente também pelo alargamento da área de superfície doperfil de aerofólio 3. Em princípio, uma diferença de pressão pode ser produ-zida com apenas um perfil de aerofólio 3 na circunferência do rotor 2 ou doimpulsor 20. Não obstante, para aumentar a taxa de fluxo e aperfeiçoar arelação de fluxo, nove perfis de aerofólio 3 foram dispostos, de preferência,circunferencialmente em torno da luva de rotor externa tangencial 4, emboraum número maior e um número menor de superfícies de perfis também po-dem ser concretizados. Um rotor 2 desse tipo, compreendendo pelo menosum perfil de aerofólio 3 não têm que ser cilíndricos, mas pode antes ter umasuperfície lateral externa esférica ou cônica 4 por meio da qual uma diferen-ça de pressão também pode ser produzida. Nesse caso, um rotor desse tiponão requer qualquer entrada fechada 12 ou câmaras de saída 21, visto quea rotação, simplesmente a rotação, dentro de um meio gasoso ou líquido,sem uma parte de alojamento, reduz a diferença de pressão que pode serutilizada apenas por meio de uma linha de descarga ou de alimentação, quedeve ser conectada apenas a uma das câmaras de entrada 12 ou de saída21. Nesse caso, a possibilidade de utilização da compensação de pressãodetermina, substancialmente, o desenho da máquina giratória. Desse modo,uma máquina giratória, tendo uma câmara de entrada fechada, conectada auma linha como uma máquina de sucção também pode ser formada pormeios gasosos ou como um aspirador de pó. Inversamente, um rotor 2 tendouma câmara de saída fechada 21 pode ser usado, vantajosamente, comoum compressor ou ventilador para um meio gasoso ou como uma bombapara o transporte ou para a compensação de pressão de meios líquidos. Umrotor 2 desse tipo pode, porém, também ser usado para produzir velocidade,se houver uma diferença na pressão de um meio circundante e produzir e-nergia, se houver diferenças na pressão da água ou do ar.

Na modalidade particular da invenção mostrada na figura 6 dosdesenhos, uma pluralidade de impulsores 20 são dispostos axialmente emseguida um ao outro e separados um do outro por câmaras de saída sepa-radas 21. Nesse caso, os quatro impulsores 20 mostrados são dispostos emum eixo de acionamento comum 9, que é montado em dois mancais 8 emum estator e a parte de alojamento. Todos os impulsores 20 são circundadospor um alojamento de múltiplas partes 7, que tem três paredes intermediá-rias 22 e, conseqüentemente, forma quatro câmaras de saída 21, em cadauma das quais um impulsor similar 20 é disposto giravelmente.

Cada impulsor nesse caso é formado como o impulsor 20 descri-to com referência às figuras de 1 a 5 dos desenhos e consiste, basicamente,em nove perfis de aerofólio 3, que são dispostos na superfície lateral externa4 e entre os quais aberturas de passagem 5 para a cavidade interna 6 sãoproporcionadas. No primeiro impulsor 20, uma primeira abertura de entrada10 para a região externa do alojamento 7 é proporcionada como uma reen-trância circular, que estabelece uma conexão com a cavidade 6 do primeiroimpulsor 20 como uma câmara de entrada 12. O meio gasoso ou líquidoproporcionado é fornecido a essa primeira abertura de entrada 10, assim, omeio gasoso ou líquido entra na primeira câmara de entrada 12, que é for-mada como a cavidade 6, do primeiro impulsor 20. Se o rotor 2 for acionadoem uma velocidade rotacional predeterminada, uma diferença gasosa é pro-duzida no perfil de aerofólio 3 na região da abertura de passagem 5, comoum resultado do que o meio é aspirado para fora, na primeira câmara de sa-ída 2, circundando o impulsor 20. Isso dá origem, em sua câmara de saída21 a um aumento na pressão, o qual atua através da segunda abertura deentrada 27 na cavidade ou na câmara de entrada do segundo impulsor 28.

Essa rotação do segundo impulsor 28 produz, mais uma vez, uma diferençade pressão, assim, o meio introduz uma segunda câmara de saída 29 comum aumento na pressão. Como uma abertura de entrada para o terceiro im-pulsor é proporcionada também na segunda câmara de saída 29, a pressãoaumenta ainda mais pela segunda quantidade em cada uma das duas câma-ras de saída subseqüente, assim, uma bomba de quatro estágios desse tipoleva a uma subida quatro vezes maior na pressão do que em uma bomba deestágio único 1, compreendendo apenas um impulsor 20. Uma bomba demúltiplos estágios desse tipo como uma máquina giratória pode ser equipa-da com um grande número de estágios de aumento de pressão, assim, per-mitindo que quase quaisquer aumentos desejados na pressão sejam estabe-lecidos, dependendo da velocidade rotacional proporcionada.

Uma bomba de múltiplos estágios desse tipo como uma máqui-na giratória também pode ser formada com estágios radiais. Para essa fina-lidade, uma pluralidade de impulsores 20 tendo diâmetros externos de tama-nhos diferentes são dispostos coaxialmente um no outro e feitos girar por umeixo de acionamento comum 9. Uma máquina giratória dessa construção co-axial permite não só que pressões muito altas sejam produzidas, mas tam-bém, como um resultado da alta área de superfície efetiva dos perfis de ae-rofólio, altos volumes de fluxo por unidade de tempo sejam transportados.

A figura 9 dos desenhos mostra um outro tipo particular de mo-dalidade da invenção, mostrando uma turbina de acionamento, de preferên-cia, para um meio líquido. É proporcionado com essa finalidade um rotor ci-líndrico de estágio único 2, que tem perfis de aerofólio 3, dispostos em suasuperfície lateral externa e aberturas de passagem 5 em sua cavidade, queé disposta em um alojamento cilíndrico 7.

O alojamento 7 contém, em sua extremidade axial, uma aberturade entrada 10 e, sua outra extremidade axial, uma abertura de saída 11, queé formada na maneira de um gargalo de garrafa. O rotor 2 disposto no alo-jamento 7 é acionado por meio de sua abertura de entrada 10 via um eixo 9por meio do qual o meio líquido, de preferência, tal como, por exemplo, águatambém é fornecido. A rotação faz com que a água seja aspirada para o alo-jamento circundante como uma câmara de saída 21, assim, produzindopressão em excesso, que sai da abertura de saída estreita do tipo gargalode garrafa, de fluxo benéfico, 11 no meio circundante. Dependendo da velo-cidade rotacional de acionamento e da área de superfície seccional trans-versal da abertura de saída 11, o fluxo de água em uma velocidade de fluxoespecífica na água parada circundante, assim, produzindo um efeito de re-cuo semelhante à turbina. Isso permite, de preferência, que veículos de águasejam acionados ou líquidos saiam em alta pressão como uma função dadireção em meios similares ou diferentes.

Claims (20)

1. Rotor para uma máquina giratória que gira em um meio gaso-so ou líquido e tem, pelo menos uma de suas superfícies laterais (4), umperfil (3) com pelo menos uma elevação convexa (9) para produção de umadiferença de pressão, caracterizado pelo fato de que a elevação convexa (19) é formada como um perfil de aerofólio (3) e o rotor (2) tem, no interior,uma cavidade axial (6) e o rotor (2) é conectado a pelo menos uma câmara (12, 21) para fornecimento ou remoção do meio, pelo menos uma aberturade passagem (5) sendo proporcionada entre a cavidade (6) da superfícielateral externa (4) na região do perfil de aerofólio (3).

2. Rotor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fatode que o rotor contém o pelo menos um impulsor (20) e um eixo (9), que éconectado ao mesmo em uma maneira torcionalmente rígida e é montadogiravelmente em um estator (7).

3. Rotor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fatode que o impulsor (20) é substancialmente cilíndrico em sua formação e temno interior uma cavidade cilíndrica (6), o perfil de aerofólio (3) sendo dispostona superfície lateral externa (4) ou na superfície lateral interna.

4. Rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações prece-dentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos um perfil de aerofólio (3)é disposto axial e tangencialmente em uma das superfícies laterais (4) doimpulsor (20) o perfil de aerofólio (3) tendo pelo menos uma elevação con-vexa radial (19), que, contrário à direção de rotação (18), se funde com umaregião de desvio descendente (24) cuja distância do eixo geométrico de ro-tação (26) diminui em uma superfície lateral externa (4) e aumenta em umasuperfície lateral interna e em ou na região extrema da qual pelo menos umaabertura de passagem (5) para a cavidade interna (6) é disposta.

5. Rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações prece-dentes, caracterizado pelo fato de que o impulsor (20) é feito de um metal,plástico, composto de fibra de vidro ou um material cerâmico.

6. Rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações prece-dentes, caracterizado pelo fato de que o impulsor (20) é Iamelar em suaconstrução e consiste em pelo menos um anel Iamelar (13) com pelo menosum perfil de aerofólio (3) e uma disposição de pelo menos uma estrutura Ia-melar (14) com um perfil de aerofólio (3) que são unidos em alinhamentoaxial, os elementos Iamelares (14) sendo suficientemente espaçados um do outro, tangencialmente, para formar pelo menos uma abertura de passagem(5).

7. Rotor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fatode que a elevação convexa (19) descreve uma superfície circular de referên-cia, que tem um raio definido e se funde, contrária à direção de rotação (18)com a região de desvio descendente (24), que se estende retilinearmente,ligeiramente de modo convexo ou ligeiramente de modo côncavo e na regiãoda qual ou na extremidade da qual a abertura de passagem (5) é disposta.

8. Rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações prece-dentes, caracterizado pelo fato de que a região de desvio descendente (24)é ligeiramente côncava em sua formação e, na sua extremidade, uma pontadirigida radialmente para fora (25) é disposta na maneira de um sabotadorcomo uma borda de arrancamento.

9. Rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações prece-dentes, caracterizado pelo fato de que o impulsor (29) tem axialmente múlti- pios estágios em sua formação, uma pluralidade de partes impulsoras espa-çadas (20, 28), que atuam como um impulsor separado (20, 28) sendo dis-posto em sucessão axial na direção do eixo geométrico de rotação (26), em-bora as partes impulsores sejam conectadas uma à outra ou ao eixo (9) emuma maneira torcionalmente rígida.

10. Rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1a 8, caracterizado pelo fato de que o impulsor (20) tem radialmente múltiplosestágios em sua formação, uma pluralidade de impulsores (20), tendo diâ-metros diferentes, sendo dispostos co-axialmente um no outro e simetrica-mente ao eixo geométrico de rotação (26) e conectados um ao outro e/ ouao eixo (9) em uma maneira torcionalmente rígida.

11. Máquina giratória compreendendo um rotor, como definidoem qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizada pelo fato deque a máquina giratória tem, como o estator, um alojamento (7) em que orotor é montado e que forma, com uma superfície lateral externa (4) e/ ouuma superfície lateral interna do rotor (2), pelo menos uma câmara (12, 21)que, em rotação, mostra uma diferença na pressão do meio gasoso ou líqui-do circundante.

12. Máquina giratória de acordo com a reivindicação 11, caracte-rizada pelo fato de que o alojamento (7) forma, como a câmara (12, 21) emque o meio é fornecido, uma câmara de entrada (12) e, como a câmara emque o meio é removido, uma câmara de saída (21).

13. Máquina giratória de acordo com a reivindicação 11 ou 12,caracterizada pelo fato de que a máquina giratória contém pelo menos umrotor (2), cuja superfície lateral externa (4) é circundada por uma parte dealojamento (7), e forma com a mesma no rotor (2) uma câmara de entrada(12) ou câmara de saída (21) e tem pelo menos uma abertura de entrada(10) e/ou abertura de saída (11).

14. Máquina giratória de acordo com a reivindicação 11 ou 12,caracterizada pelo fato de que a máquina giratória contém pelo menos umrotor (2), cuja cavidade interna (6) é coberta por pelo menos uma parte dealojamento (7) e forma com a cavidade (6) uma câmara de entrada (12) oucâmara de saída (21) e tem pelo menos uma abertura de entrada 10 e/ ouuma abertura de saída (11).

15. Máquina giratória de acordo com qualquer uma das reivindi-cações de 11 a 14, caracterizada pelo fato de que a máquina giratória con-tém pelo menos uma câmara de entrada (12) e uma câmara de saída (21),cada câmara (12, 21) tendo uma abertura de entrada (10) ou abertura desaída (11).

16. Máquina giratória de acordo com qualquer uma das reivindi-cações de 11 a 15, caracterizada pelo fato de que a máquina giratória con-tém pelo menos um rotor (2) com um impulsor de múltiplos estágios axial-mente (20, 28) e suas superfícies laterais externas (4) são circundadas poruma parte de alojamento separada (7, 22), que tem uma respectiva aberturade entrada (27) para o estágio subseqüente com uma outra parte impulsora(28) ou uma abertura de entrada (10) ou abertura de saída (11).

17. Máquina giratória de acordo com qualquer uma das reivindi-cações de 11 a 15, caracterizada pelo fato de que a máquina giratória con-tém pelo menos um rotor (2) com um impulsor com múltiplos estágios radi-almente, que é circundado por uma parte de alojamento comum (7) sendodotado de uma abertura de entrada (10) ou uma abertura de saída (11).

18. Máquina giratória de acordo com qualquer uma das reivindi-cações de 11 a 17, caracterizada pelo fato de que a máquina giratória é for-mada como uma turbina de acionamento e contém pelo menos um rotor (2),que tem um impulsor (20) e é circundada por uma parte de alojamento cilín-drica (7) e encerrar o rotor (2) e contém uma abertura de entrada axial (10)para fornecer um meio gasoso ou líquido e para introduzir um eixo (9) e tem,em sua extremidade axial oposta, uma abertura de saída em forma de gar-galo de garrafa (11).

19. Máquina giratória de acordo com qualquer uma das reivindi-cações de 11 a 17, caracterizada pelo fato de que a máquina giratória é for-mada como uma bomba, um compressor, um condensador, uma turbina,uma turbomáquina ou um neutralizador de pressão.

20. Máquina giratória de acordo com qualquer uma das reivindi-cações de 11 a 17, caracterizada pelo fato de que a máquina giratória é for-mada para produzir velocidade rotacional através de um meio gasoso oulíquido e contém pelo menos uma câmara de entrada (12) para o forneci-mento direcional do meio gasoso ou líquido pressurizado, câmara de entradaque é formada de tal maneira que a direção de fluxo dirigida para a elevaçãoconvexa (19) do rotor montado giravelmente (2).