Machine rotative à fluide. L'invention a pour objet une machine ro tative à fluide qui pourrait être, par exem ple, un compresseur ou une turbine.
Cette machine est caractérisée, selon l'in vention, par un dispositif d'étanchéité à laby rinthe comprenant une série d'anneaux espa cés axialement et disposés de façon à former, entre une partie fixe et une pièce annulaire périphérique présentée par le rotor, une série de chambres annulaires ayant pour effet de réduire la déperdition de fluide entre ladite partie fixe et la pièce annulaire, laquelle est portée par une paire de disques dont un au moins est en forme de cône et tourne sa con cavité vers l'autre.
La figure unique du dessin représente par tiellement, en coupe verticale et à titre d'exem ple, une forme d'exécution de la machine se lon l'invention, constituée par un compres seur dont les parties périphériques du rotor sont destinées à fonctionner à des vitesses li néaires relativement très élevées.
Le rotor du compresseur représenté com prend un tambour 11 sur lequel sont fixées des paires de disques opposés 12. L'écoule ment du fluide se fait dans le sens de la flèche 13. Entre les rangées d'aubes 14 por tées par les paires de disques 12 se trouvent des aubes fixes, qui n'ont pas été dessinées pour simplifier la figure. La paroi intérieure du passage de l'air est complétée au moyen d'anneaux 15, placés entre des racines 16 des aubes 14 de chaque rangée. Un dispositif d'étanchéité à labyrinthe, disposé à l'extrémité de sortie du compres seur, comprend plusieurs anneaux minces 17, portés par une partie fixe du compresseur. Cette partie fixe comprend un anneau 18 et des cales annulaires intercalées entre les an neaux minces 17 de faon à les espacer dans le sens axial.
Les anneaux minces 17, l'anneau 18 et les cales annulaires sont assemblés par des rivets, dont un est représenté en 19 et qui traversent la périphérie des anneaux 17. Les anneaux minces 17 font saillie vers l'intérieur, dans des mesures différentes, et leurs bords intérieurs coopèrent avec la surface à gradins 20 d'une pièce annulaire périphérique 21 du rotor de façon à former entre la partie fixe portant les anneaux 17 et la pièce 21 des chambres d'expansion annulaires ayant pour effet de réduire la déperdition de fluide entre la pièce 21 et la partie fixe.
Les anneaux min ces 17 pourraient aussi être portés par la pièce 21, leurs bords extérieurs faisant saillie perpendiculairement à l'axe dans des mesures différentes et coopérant avec une surface à gradins correspondante de la partie fixe.
Certains des anneaux minces 17 pour raient aussi être portés par la pièce annulaire 21 et d'autres par la partie fixe.
La pièce annulaire 21 présente une ner vure intérieure 22, fixée par des rivets aux bords extérieurs d'une paire de disques 23 et 24, en forme de cônes tournant leurs concavi tés l'une vers l'autre; le disque 23 a une coni- cité relativement faible en comparaison avec le disque 24. Les disques 23 et 24 sont fixés par frettage sur une partie cylindrique du rotor constituée par un flasque circulaire 25, muni d'un rebord et boulonné au tambour 11 du rotor, l'un des boulons étant représenté en 26. Dans une variante, les disques 23 et 24 pourraient aussi être fixés par frettage sur un tambour formant la partie centrale du ro tor.
Les disques 23 et 24 sont en acier à coel:- ficient d'élasticité élevé, et le flasque 25 (dans le cas de la variante, le tambour) est en acier ayant un coefficient de dilatation thermique élevé, de faon qu'en régime normal il sub siste une tension de frettage entre ces disques et le flasque, ou, dans le cas de la variante, entre ces disques et le tambour.
Dans le compresseur représenté, ainsi que dans la variante mentionnée, les moyeux des disques 23 et 24 sont pourvus chacun de griffes d'entraînement engagées entre les griffes de l'autre, comme on le voit en 27, et le moyeu du disque 23 porte en outre, comme on le voit en 28, des griffes d'entraînement engagées entre des griffes d'entraînement 29, portées par le moyeu du disque adjacent 12 du compresseur.
La pression de sortie- du compresseur s'exerce contre la face du disque 23, de façon à décharger le rotor axialement. Ainsi les pa liers de butée du rotor sont déchargés dans des proportions très appréciables.
Rotary fluid machine. The object of the invention is a rotary fluid machine which could be, for example, a compressor or a turbine.
This machine is characterized, according to the invention, by a labyrinth sealing device comprising a series of rings spaced apart axially and arranged so as to form, between a fixed part and a peripheral annular part presented by the rotor, a series of annular chambers having the effect of reducing the loss of fluid between said fixed part and the annular part, which is carried by a pair of discs, at least one of which is in the shape of a cone and turns its con cavity towards the other.
The single figure of the drawing shows partially, in vertical section and by way of example, an embodiment of the machine according to the invention, consisting of a compressor whose peripheral parts of the rotor are intended to operate at relatively very high linear velocities.
The rotor of the compressor shown com takes a drum 11 on which are fixed pairs of opposed discs 12. The flow of the fluid takes place in the direction of arrow 13. Between the rows of blades 14 carried by the pairs of discs 12 are fixed vanes, which have not been drawn to simplify the figure. The inner wall of the air passage is completed by means of rings 15, placed between roots 16 of the vanes 14 of each row. A labyrinth seal, arranged at the outlet end of the compressor, comprises several thin rings 17, carried by a fixed part of the compressor. This fixed part comprises a ring 18 and annular wedges interposed between the thin rings 17 so as to space them in the axial direction.
The thin rings 17, the ring 18 and the annular wedges are joined by rivets, one of which is shown at 19 and which pass through the periphery of the rings 17. The thin rings 17 protrude inward, in different measures, and their inner edges cooperate with the stepped surface 20 of a peripheral annular part 21 of the rotor so as to form between the fixed part carrying the rings 17 and the part 21 annular expansion chambers having the effect of reducing the loss of fluid between the part 21 and the fixed part.
The rings min these 17 could also be carried by the part 21, their outer edges projecting perpendicularly to the axis in different measures and cooperating with a corresponding stepped surface of the fixed part.
Some of the thin rings 17 could also be carried by the annular part 21 and others by the fixed part.
The annular part 21 has an internal rib 22, fixed by rivets to the external edges of a pair of discs 23 and 24, in the form of cones rotating their concavities towards one another; the disc 23 has a relatively low taper in comparison with the disc 24. The discs 23 and 24 are fixed by shrinking on a cylindrical part of the rotor constituted by a circular flange 25, provided with a rim and bolted to the drum 11 of the rotor. rotor, one of the bolts being shown at 26. In a variant, the discs 23 and 24 could also be fixed by shrinking on a drum forming the central part of the rotor.
The discs 23 and 24 are made of coel steel: - high elasticity resistance, and the flange 25 (in the case of the variant, the drum) is made of steel having a high coefficient of thermal expansion, so that in normal there is a shrinking tension between these discs and the flange, or, in the case of the variant, between these discs and the drum.
In the compressor shown, as well as in the variant mentioned, the hubs of the discs 23 and 24 are each provided with drive claws engaged between the claws of the other, as seen at 27, and the hub of the disc 23 carries in addition, as seen at 28, drive claws engaged between drive claws 29, carried by the hub of the adjacent disc 12 of the compressor.
The compressor outlet pressure is exerted against the face of the disc 23, so as to unload the rotor axially. Thus, the rotor thrust bearings are unloaded in very appreciable proportions.