EP3724506A1 - Machine volumetrique a spirales - Google Patents

Machine volumetrique a spirales

Info

Publication number
EP3724506A1
EP3724506A1 EP18819531.7A EP18819531A EP3724506A1 EP 3724506 A1 EP3724506 A1 EP 3724506A1 EP 18819531 A EP18819531 A EP 18819531A EP 3724506 A1 EP3724506 A1 EP 3724506A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spiral
machine
spirals
volumetric
machine according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18819531.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Stéphane WATTS
Frédéric ALBERGUCCI
Antoine DARMEDRU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Exoes SAS
Original Assignee
Exoes SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Exoes SAS filed Critical Exoes SAS
Publication of EP3724506A1 publication Critical patent/EP3724506A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0269—Details concerning the involute wraps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0269—Details concerning the involute wraps
    • F04C18/0284—Details of the wrap tips
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/80—Other components
    • F04C2240/807—Balance weight, counterweight
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0042—Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/005—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F04C29/0071—Couplings between rotors and input or output shafts acting by interengaging or mating parts, i.e. positive coupling of rotor and shaft

Definitions

  • the present invention relates to the field of volumetric machines, especially compression machines or expansion machines. These machines can be:
  • volumetric machines using a change in gas volume.
  • the volumetric machines can be pistons, spiro-orbital, screw, etc.
  • the present invention relates more particularly to the field of volumetric spiro-orbital machines (in English "scroll”), in both forms of use, as a compressor (used for example as an air compressor or in an air conditioning cycle, refrigeration or in a heat pump (sometimes referred to as "Compressor G”) or as a relaxation machine (used for example in an organic Rankine cycle).
  • a compressor used for example as an air compressor or in an air conditioning cycle, refrigeration or in a heat pump (sometimes referred to as "Compressor G) or as a relaxation machine (used for example in an organic Rankine cycle).
  • Such a machine comprises a spiral-shaped moving part performing an orbital movement with respect to another fixed spiral substantially identical to the first. These two spirals are 180 ° out of phase.
  • the spaces formed between the two spirals constitute chambers of geometry and evolutionary position, progressively reduce as the orbital displacement of the mobile spiral to lead to the central discharge port, and conversely in a use in relaxation machine, the rooms grow gradually to open laterally to the periphery.
  • This type of volumetric machine has a reduced sound level, a great flexibility of use with a range high speeds, good performance, robustness and continuous operation at almost constant torque.
  • one of the difficulties relates to obtaining a high volume ratio between the volume of the chambers just before the exhaust and the volume of the chambers just after admission, while accepting high pressures and temperatures which solicit the spirals importantly.
  • fixed and orbital spiral members each having an end plate and a spiral member extending from one side of said end plate
  • spiral members mutually adjusting with angular and radial offset to provide a plurality of contact lines defining at least one pair of closed fluid chambers;
  • a drive mechanism comprising a drive shaft rotatably supported by said casing for causing said spiral member to perform the orbital movement by rotation of said drive shaft so as to change the volume of said drive chambers; fluids.
  • the inner end of said spiral element of each of said spiral members has a surface of axial section which changes, from the root to the tip thereof, and has an extension to the transition between the root and the end plate.
  • the mobile spiral has a significant thickness at its inner end leading to a partial closure of the central orifice of the fixed spiral, during the admission for an expansion machine, or during the discharge for a compressor type machine. The consequence is a degraded performance.
  • the thickness of the spiral at its inner primer reduces the feed section -defined by the spacing of the spiral flanks in cooperation- from the forming chamber to the hollow of the mobile spiral (so-called "indirect" pocket ), for an expansion machine, or just reduces the discharge section of the outlet chamber in the case of a compressor.
  • the consequence is also a degradation of the performances.
  • the present invention relates in its most general sense to a spiral volumetric machine according to the main claim taken alone or in combination with one or more additional technical features.
  • FIG. 1 shows an exploded view of an expansion machine according to the invention
  • Figure 2 shows an inner and outer perspective view of the spiral cover assembly
  • FIG. 4 shows a front view of the fixed and mobile spirals of the machine
  • FIG. 5 represents the position of the fixed and mobile spirals during a rotation of the shaft of the machine
  • Figure 6 is a partially cutaway perspective view of the movable portion of the machine
  • Figure 7 shows a partially cutaway perspective view of the housing assembly of the machine
  • Figure 8 shows a partially cutaway perspective view of the coupling assembly of the machine
  • Figure 9 shows front views of different axial abutment surface variants
  • FIG. 10 shows a schematic view of the lubrication of the machine
  • FIG. 11 represents a schematic view of a Rankine cycle according to the invention.
  • FIG. 12 represents a schematic view of a high temperature heat pump according to the invention.
  • FIG. 13 shows schematic views of design details present on the spirals
  • FIG. 14 represents three sectional views of the assembly constituting the mobile spiral and the fixed spiral at three different stages of the expansion cycle;
  • Figure 16 shows a front view of a variant form of the intake port
  • Figure 17 shows a sectional view of the spirals during the exhaust
  • Fig. 18 is a graph showing the impact of one of the design points of the spirals.
  • FIG. 19 shows a variant of the thrust washer having an annular chamber against pressure
  • FIG. 20 shows a sectional view of the central zone formed by the spirals.
  • the invention relates, as previously explained, spiro-orbital volumetric machines, both for applications of the type of expansion machine as for applications of the compression machine type.
  • An expansion machine within the meaning of the present invention, produces a rotary mechanical movement by transforming the energy from a working fluid under pressure.
  • the transformation is carried out in an expansion chamber, or several expansion chambers, forming an expansion zone, supplied with working fluid in lubricant-laden vapor form, coming from the high-pressure inlet zone and discharged by an exhaust zone.
  • the pressurized fluid comprises a main component such as ethanol or cyclopentane or a refrigerant r 233zd (E) or 336mzz (Z), providing the thermodynamic cycle, charged with a liquid lubricant sprayed into the vapor phase of the main component.
  • the lubricant is for example polyalkylene glycol (PAG) or polyolester (POE) miscible in the liquid phase with the other components.
  • the proportion of lubricant is typically between 1 and 20% by weight.
  • this working fluid may further comprise components such as water, in a proportion of between 0 and 20% by weight and optionally additives for denaturing the ethanol, by example of 1 euro-denaturant (trade name), or an alkane, or methanol, or a ketone in proportions of between 1 and 10% by weight.
  • additives for denaturing the ethanol by example of 1 euro-denaturant (trade name), or an alkane, or methanol, or a ketone in proportions of between 1 and 10% by weight.
  • the expansion machine operates according to the general principle of the relaxation step of a Rankine or Hirn cycle.
  • a compression machine within the meaning of the present invention, compresses a gaseous working fluid by transforming the energy coming from a rotary mechanical movement.
  • the transformation is carried out in a compression chamber or several compression chambers forming a compression zone, supplied with lubricant-laden gaseous working fluid from the low-pressure inlet zone and discharged through an exhaust zone. high pressure.
  • the fluid comprises a main component such as a refrigerant R1336mzz (Z) or R1233zd (E), providing the thermodynamic cycle, charged with a liquid lubricant sprayed into the vapor phase of the main component.
  • the lubricant is for example polyalkylene glycol (PAG) or polyolester (POE) miscible in the liquid phase with the other components.
  • the compression machine operates according to the general principle of the step of compressing a refrigeration cycle.
  • the volumetric spiro-orbital machines comprise two complementary structures (2, 3) with relative displacement of the orbital type.
  • the first structure is a fixed structure (2) formed by a first transverse disc end plate (2001), one of whose surfaces forms a spiral bottom, surmounted by a wall defining a first spiral (2002).
  • This end plate (2001) has a first central opening (407).
  • the second structure (3) is movable relative to the fixed structure (2). It is formed by a second transverse disc end plate (3001) whose one of the surfaces forms a spiral bottom, surmounted by a wall defining a second spiral (3002).
  • the second structure (3) moves relative to the first structure (2) in a circular translation, called orbital motion.
  • the movement is characterized by a plane in which the movement takes place and an eccentricity.
  • the plane is defined by the front surface of the second disc end plate (3001) on the opposite side to the second spiral (3002).
  • value of the eccentricity the maximum offset between the fixed structure (2) and said movable structure (3).
  • the spiral members (2002, 3002) mutually adjust with an orbital offset to provide a plurality of contact lines defining at least one pair of closed fluid chambers (411, 419, 420, 423, 424).
  • the volume of these fluid chambers varies according to the relative position of one of said structures (2) relative to the other structure (3).
  • the inner end of the spiral member (2002, 3002) has an upper indentation respectively (409, 313) extending from the opposite surface of the plate (2001, 3001) to an intermediate section (2003, 3003). ).
  • FIGS. 1, 11 and 12 respectively represent an exploded view of a spiro-orbital volumetric machine according to an example of the invention, as well as a schematic view of a Rankine cycle and a high temperature heat pump. according to the invention.
  • the spiro-orbital volumetric machine (804, 850) has an outer body formed of two complementary hollow parts:
  • a housing assembly (200).
  • a movable hitch (300) which will be described in more detail in the following is integrally enclosed in the volume defined by the spiral cover assembly (400) and the housing (200).
  • the spiral cover assembly (400) surrounds the expansion zone when it is an expansion machine, or compression when it is a compression machine, which extends from the port (19) inlet, respectively discharge, steam to the support of the axial abutment on the part fixed (220). This is the hottest part of the machine (804, 850).
  • This zone includes in particular the fixed structure, also called fixed spiral (2), with which the mobile structure, also called mobile spiral (3), comes into contact. This contact is intended to guide the mobile spiral in its orbit movement.
  • the housing (200) surrounds the machine area (804, 850) extending from the axial abutment support (220) to the end of the shaft (13).
  • This zone comprises in particular a shaft (13) and a coupling device (500) of said machine.
  • the movable hitch (300) comprises the shaft (13) and the members attached thereto:
  • the hub (320) is eccentric relative to the shaft (13), ensuring that its movement is orbital;
  • an anti-rotation ring (12) ensuring that the mobile spiral (3) does not rotate about the axis of its hub (320), while allowing the circular translation of the mobile spiral (3) in the transverse plane;
  • the coupling device (500) of the machine consisting in particular of a toothed wheel (10) and a freewheel (30);
  • bearings for example needle bearings, ball bearings or roller bearings.
  • the working fluid (808) in vapor form enters the spiral cover assembly (400) via the vapor inlet port (19) at a temperature less than 250 ° C typically between 180 ° C and 235 ° C. This vapor is charged with lubricant.
  • the lubricant travels in a known manner the entire Rankine circuit, driven by the working fluid (808).
  • This working fluid (808) is for example composed of a mixture of ethanol, water, denaturant and lubricant.
  • the percentage of water is between 0 and 20% by weight, preferably 4.5% of the mass (azeotrope).
  • a denaturant for example an alkane, an alcohol, a ketone or a euro-denaturant (standardized mixture) between 1% by mass and more (euro-denaturant 2% by volume) to which lubricant is added.
  • PAG polyalkylene glycol
  • the working fluid (808) in vapor form arrives via an inlet connection or a flange provided on the center of the spiral cover assembly (400) and exits, in the example described, on the side by a flange. exhaust pipe (21) provided on the spiral cover assembly (400).
  • the working fluid (808) in vapor form enters the spiral cover assembly (400) via the steam inlet flange (21). This steam is loaded with lubricant.
  • This working fluid (808) comprises a main component such as a refrigerant R1336mzz (Z) or R1233zd (E), providing the thermodynamic cycle, charged with a liquid lubricant sprayed into the vapor phase of the main component.
  • the lubricant is for example polyalkylene glycol (PAG) or polyolester (POE) miscible in the liquid phase with the other components.
  • the compressed working fluid (808) is then admitted to a condenser (854), then to an expander (855) and finally to an evaporator (853) to be readmitted to the inlet of the compression machine (850) .
  • Pressure and temperature sensors (860 and 861) may be implemented respectively at the input and at the output of the compression machine (850).
  • the energy required to compress the working fluid (808) is achieved through a rotary machine (851), which may be an electric motor.
  • the rotation of the shaft (813) of said machine is then transmitted to the compression machine (850) via a transmission (852), which can be effected by a pulley - belt connection.
  • the transmission (852) may also be arranged between a seal (70) and a rear bearing (104), in a configuration similar to that shown in FIG. 11.
  • Figures 2 and 3 respectively show an inner / outer perspective view of the spiral cover assembly and a longitudinal sectional view of the machine.
  • the spiral cover (4) is made of cast iron, in particular a cast iron of lamellar graphite type resistant to ethanol.
  • the part is made by casting in a mold and by machining the various orifices and cavities, then it can be the subject of a surface treatment by nitriding in a bath of salts followed by an oxidation phase, or alternatively d phosphate phosphating treatment of manganese.
  • the outside of the spiral cover (4) has the central intake port (19) to which an inlet connection or flange can be connected.
  • the stationary scroll (2) is pierced at its center (407) so that the working fluid in the form of pressurized vapor (808) admitted through the intake port (19) can access a central chamber (411) between the fixed spiral (2) and the movable spiral (3).
  • the outside of the spiral cover (4) has an orifice for a speed sensor (54).
  • the velocity information is taken by means of a Hall effect sensor, detecting the passage of a moving part, preferably the anti-rotation ring (12) or the mobile spiral (3).
  • the outside of the spiral cover (4) has, on a side wall, an exhaust port surrounded by the flange (21) forming an annular receiving surface for receiving a seal.
  • Two threads (412 and 413) allow to receive screws for fixing a flange of an exhaust duct.
  • This flange (21) is located in the lower lower half of the expansion machine (804) when it is mounted on an associated rotary machine (801). Its exact position is determined according to the machine (801), to facilitate the purging of the stagnant working fluid (808) in the stationary machine and the connection to a condenser (805) of the Rankine cycle. Also, its orientation is preferably such that its orifice is oriented in a direction opposite to the rotating component of the flow of working fluid in the form of vapor (808) at the spiral outlet, and this in order to limit the exit of the oil carried by said vapor.
  • the outside of the spiral cover (4) has, in parallel with its intake circuit, a bypass valve (59) intended, once actuated, to redirect the flow steam directly to a low pressure zone (817) via a volume (418) located behind the fixed scroll (2), without passing between the spirals (2 and 3).
  • This branch circuit ensures in particular the purging of the working fluid (808) stagnant in the machine at a standstill.
  • the outside of the spiral cover (4) also has several cylindrical bosses (404) oriented axially, receiving a tapping for fixing the fixed spiral (2).
  • the outside of the spiral cover (4) also has a plurality of ribs (405), which provide rigidity of the bottom and prevent deformations resulting from the vapor pressure.
  • the outside of the spiral cover (4) has one or more bosses (53) for positioning sensors, for example temperature or pressure sensors.
  • the bottom of the spiral cover (4) has a cylindrical cavity (414) ensuring the centering of the fixed spiral (2) while the indexing in rotation is made using a shoulder screw or a pin ( 102).
  • the fixed spiral (2) is held by screws (100). These screws (100) also make it possible to compress the high temperature flat gasket (6), which seals at the rear of the fixed spiral (2) between the central chamber (411) and the volume of the bypass circuit (418).
  • the volume (415) inside the flat gasket (6) is loaded with high pressure steam, which makes it possible to reduce the flexing of the fixed scroll (2) subjected to pressure.
  • the flat gasket (6) is made of expanded polytetrafluoroethylene, which allows it to perform its sealing function at high temperatures (up to 250 ° C) and at high pressures (up to 35 bar) . Its thickness is between 1 and 4 millimeters, and its compressibility is between 10 and 70%.
  • the spiral cover (4) has inclined bores (402) for harvesting the oil from the vapor (808), which collects naturally on the walls by centrifugation.
  • the oil collected via the bores (402) then circulates in bores (204) associated in a housing (5).
  • the spiral cover (4) has the peripheral flange (401) for bolting, centering and sealing on a housing portion (200). Sealing is provided by an O-ring (74) whose properties are detailed in the description of the housing assembly (200).
  • Figure 4 shows a front view of the fixed spiral (2) on the left and the mobile spiral (3) on the right, as well as several views of details.
  • Figure 5 shows the positioning of the spirals during a vapor expansion cycle for 1 revolution of the expansion machine.
  • FIGS. 13 and 14 respectively represent a perspective view of the specificities of the centers of each spiral, as well as views showing the role of these specificities at several stages of the vapor expansion cycle.
  • FIGS. 16, 17 and 20 respectively represent a view of a variation of steam intake port shape, views detailing the operation of the exhaust ports of the spirals, as well as a sectional view of the central zone of the spirals.
  • the radial guidance between the two spirals is said to be accommodating ("compiling" in English).
  • the mobile spiral (3002) is indeed still in contact radially with the fixed spiral (2002) via the sealing points (416), visible in a step 601 of FIG. 5.
  • Pressurized steam (808) is admitted into the central chamber (411) via the central bore in the fixed scroll (407).
  • the pressure of this central chamber (411) pushes the mobile spiral (3), increasing the volume of said central chamber.
  • the volume of this chamber (411) increases to a step 606 of Figure 5, where the central chamber (411) is split into two symmetrical chambers (419 and 420). The expansion then continues in these two symmetrical chambers (419 and 420) to the exhaust.
  • the spiral profile extends over three and a half turns in order to obtain the optimum volume ratio between the volume just before the exhaust and the volume just after admission for the intended type of operation.
  • the Spiral geometry (2 and 3) is adjusted according to the input parameters of the expansion machine (804). These parameters can be the pressure of the working fluid (808), its flow rate, its temperature, the type of fluid used or the speed of rotation of the expansion machine (804) in particular.
  • spiral sealing segments (“tip-seal” in English) (17 and 18) are mounted in grooves provided for this purpose (408 and 308).
  • These segments (17 and 18) are made of polyetheretherketone (PEEK), in a grade resistant to temperatures of over 250 ° C, with a thickness typically between 1 and 4 millimeters.
  • the spirals (2 and 3) each have two studs (403 and 302) in contact with the anti-rotation ring (12).
  • the tangential force of the mobile spiral (3) is transmitted to the anti-rotation ring (12) by its studs (302).
  • the ring is locked in rotation by the fixed spiral (2) by means of two studs (403), it follows that the induced rotation of the mobile spiral (3) relative to the fixed spiral (2) is impossible .
  • the studs (403 and 302) being positioned perpendicular to each other, it follows that the movement of the mobile spiral (3) is possible on the plane of the axial abutment (220) .
  • the studs (403 and 302) have at their corners chamfers (311) of low angle, typically between 1 degree and 5 degrees, visible in the detail view B of Figure 4. These chamfers are intended to create an effect hydrodynamic beneficial for the lubrication of the sliding contact between the studs (403 and 302) of spirals and the anti-rotation ring (12).
  • the mobile spiral (3) also has two additional studs (306), of lower height than the guide pads of the ring (302). These studs (306) make it possible to limit moving the anti-rotation ring (12) in the axial direction.
  • the movable scroll (3) has a cavity (304) and a projection (305) for returning the center of gravity of the workpiece to the axis of its hub (320). This balancing eliminates inertial torque fluctuations of up to 50% of the maximum torque delivered by the machine.
  • the fixed and movable spirals (2 and 3) have cavities (303 and 406). These cavities (303 and 406) are positioned in such a way as to increase the exhaust passage section without modifying the previously described volume ratio and have the effect of reducing the work consumed by the machine during the discharge phenomenon.
  • FIG. 17 shows the operation of these cavities (406) at the moment of opening of the two last symmetrical chambers (423 and 424), that is to say close to step 601 as represented in FIG. 5: the vapor flow (808) then begins to escape through its "natural" opening (422) formed by the relative movement of the two spirals (2002 and 3002), but also by its openings formed by the spiral crenels (312) and the cavities (406).
  • cavities (303 and 406) are symmetrical to form the same exhaust passage section for the two symmetrical chambers (423 and 424). These cavities (303 and 406) are broken down into a plurality of portions to provide "bridges" (425) for sealing segments (17 and 18) to be held in their grooves (308 and 408).
  • the fixed and movable spirals (2002 and 3002) have notches (312) machined at the groove of the segment. These notches, visible on the detail C of FIG. 4 and in FIG. 17, are positioned so as to coincide with the cavities (303 and 406) during the discharge, and thus to increase the exhaust flow rate for the same purpose as the cavities (303 and 406).
  • the exhaust flow is represented by arrows in FIG. 17.
  • the notches (312) are machined in several parts to maintain the sealing rings (17 and 18) correctly in their grooves (308 and 408).
  • Figure 18 shows the evolution of the forces generated by the steam (808) throughout a rotation of the expansion machine (804) according to the invention.
  • the curves FT1 and FRI respectively designate the tangential and radial vapor force (808) applied to the mobile spiral (3) in the presence of cavities (303 and 406) as well as notches (312).
  • the curves FT2 and FR2 respectively denote the tangential and radial vapor force (808) applied to the mobile spiral (3) without the presence of the cavities and crenellations.
  • FIG. 18 shows that the presence of cavities (303 and 406) as well as notches (312) makes it possible to reduce by 40% the maximum amplitude of the radial vapor force (808) applied to the mobile spiral (3). In addition, this reduction causes a decrease in the variation of the sealing force between the mobile spiral (3) and the fixed spiral (2) and allows a better control of the flanks tightness while improving the fatigue strength of the materials. .
  • FIG. 18 also shows that the presence of cavities (303 and 406) as well as notches (312) make it possible to increase the average tangential vapor force (808) applied to the mobile spiral (3). This increase results in an increase in the torque delivered by the expansion machine (804) involving a gain in efficiency of up to 2% depending on the pressure ratios applied to the input and output of the machine.
  • the fixed and movable spirals (2 and 3) both have a nose fillet (410 and 309) at the foot of the central end of the spiral profile (usually called the spiral "nose").
  • These leaves (410 and 309) whose radius is typically between 0.2 millimeters and 0.5 millimeters, are intended to reduce the stress concentration present on the nose, this place being generally the one for which the stresses are the most important. strong.
  • the profile of the base of the nose has been enlarged to reduce the constraints to an acceptable level.
  • the stress level was calculated around 100 MPa, which is acceptable in service life for cast iron spirals.
  • steel spirals may have a thinner nose, and therefore have a better performance.
  • this type of solution increases the cost of production of the machine.
  • the fixed and movable spirals (2 and 3) both have a chamfer (421 and 318) in their central zone, at the top of their nose. These chamfers are intended to avoid any interference with the nose fillet (410 and 309) of the opposite spiral during the movement of the mobile spiral (3).
  • the stationary scroll (2) has a centrally located cavity (409) extending axially from an intermediate plane (2003) to the front surface opposite the transverse disc end plate (2001) at the level of his nose.
  • the movable scroll (3) also has a centrally located cavity (313) extending axially from an intermediate plane (3003) to the front surface opposite the transverse disc end plate (3001). at the level of his nose. As described in more detail below, these cavities (409 and 313) are used to ensure that the two symmetrical chambers are subjected to the same vapor pressure.
  • Figure 14 shows sectional views of the central zone of the fixed scroll assembly (2) and movable spiral (3) on the three different stages (604, 606 and 607) of the expansion cycle of the machine (804).
  • the cavity (313) of the mobile spiral (3) opens a communication channel (319) between the two symmetrical chambers (419 and 420).
  • the cavity (409) of the fixed spiral (2) also makes it possible to open a communication channel (315) between the two symmetrical chambers (419 and 420).
  • These two channels (314 and 315) make it possible to reduce the pressure difference between the two symmetrical chambers (419 and 420).
  • the two symmetrical chambers (419 and 420) are ideally subjected to the same vapor pressure, since it is known that a pressure difference in the two symmetrical chambers (419 and 420) causes instability of the machine (804) during its operation. This increases noise and vibration levels during operation, and tends to reduce overall life.
  • cavities (409 and 313) are located axially from intermediate planes respectively (2003, 3003) to front surfaces opposite the transverse disc end plates respectively (2001, 3001) at the noses of their spiral. in order not to reduce the size of the nose near the nose pads (410 and 309), in order to guarantee the mechanical strength of the spiral noses.
  • the oblong hole (407) of the fixed spiral (2) is also located at a distance from the fillet (410) in order to avoid any stress concentration which is detrimental to the mechanical strength of the fixed spiral (2).
  • the central bore (407) of the fixed spiral has an oblong shape.
  • This shape, its precise positioning (angle, center) and the fact that this drilling is done partially in the material of the fixed spiral (2) have been determined in such a way as to optimize the input steam flow while maximizing the volume ratio of the trigger.
  • the ideal form of this piercing is a form of "bean" (426) of the type shown in FIG. 16, however this type of shape proves difficult to machine industrially.
  • a simple round hole is easier to perform, but also has lower performance: lower input rate and / or lower volume ratio.
  • the mobile spiral (3) has, around its surface in contact with the abutment, a low angle chamfer (310), typically between 1 degree and 5 degrees, visible in the detail view D of FIG. chamfer (310) is intended to create a beneficial hydrodynamic effect for the lubrication of the sliding contact between the mobile spiral (3) and a washer (9) of the axial abutment.
  • the transition between a rear face (317) of the mobile spiral (3) and the chamfer (310) is achieved through a fillet (316).
  • the fixed (2) and movable (3) spirals are made of cast iron, in particular a cast iron of spheroidal graphite type resistant to ethanol.
  • the parts are made by casting in a mold and by machining spiral profiles and different holes, and can be surface treated by nitriding in a bath of salts followed by an oxidation phase or alternatively phosphate phosphating treatment of manganese.
  • the parts are made of steel which is or is not subjected to a treatment of the DLC type on at least its contact surface at the level of the spirals.
  • Figures 3 and 6 respectively show a longitudinal sectional view of the machine and a view in perspective of the elements constituting the moving part of the relaxation machine.
  • the anti-rotation ring (12) surrounds the mobile spiral (3). It is positioned so that the axial force induced by the pressure in the mobile spiral (3) is transmitted directly to the support of the axial stop (220).
  • This ring is called "female - female” because it has grooves arranged perpendicularly to each other. This configuration allows the ring to axially bring together the two forces applied to it, namely the force applied by the studs (302) of the mobile spiral (3) and the reaction force applied by the studs (403) of the fixed spiral (2). The fact that these two forces are axially close has the effect of minimizing the buckling of the ring (12) under load.
  • the mobile spiral (3) has the central hub (320) in which is housed a bearing (106).
  • This hub contains an insulation cup (11).
  • This cup (11) makes it possible to create a static vapor volume forming a thermal insulation at the place where the temperature of the mobile spiral (3) is highest.
  • the cup (11) has holes to prevent the accumulation of liquid in the volume of insulation.
  • the inertial contribution of the mobile spiral (3) to the sealing force is suppressed by means of the dynamic balancing carried out with the counterweight (14). ).
  • This feature makes it possible to make the sealing force independent of the speed of rotation of the expansion machine (804).
  • This feature is particularly important when the expansion machine (804) is connected to an associated rotary machine (801) whose rotational speed is variable.
  • the tightness between the mobile and fixed (2 and 3) scrolls at low speed is improved, and the risk of damaging the high speed spirals is reduced.
  • the link between the shaft (13) and the counterweight (14) is formed by means of the bulge (26), visible in FIG. 15.
  • the crown (26) is fixed on the shaft (13) by the intermediate screw (27) and can alternately be hooped in its housing.
  • the crown (26) has a slightly convexly adjusted surface (260) at the contact surface with the counterweight (14).
  • This convex surface (260) has a radius of curvature of the order of one meter and allows the counterweight (14) to have a straight linear connection with the shaft (13).
  • the line of contact between the crown (26) and the counterweight (14) makes it possible to reduce the hyperstatism of the expansion machine (804) and thus to suppress the transmission of the moment generated by the axial forces of steam (808) to the tree (13).
  • the dimensions of the crown (26) may also be adapted to modify the effective offset of the eccentric crankpin (314) vis-à-vis the shaft (13), and thus to modify the sealing force between the two spirals ( 2 and 3).
  • the crown (26) may advantageously be made by an insert to facilitate its realization, particularly when this piece will require a hardness and / or surface condition more restrictive than those of the shaft (13). It will thus be possible to assemble economically a curved (26) steel treated ground with a shaft (13) cast iron or steel directly from turning or milling.
  • Figures 3 and 7 respectively show a longitudinal sectional view of the machine, a perspective view of the elements constituting the housing assembly in partial section.
  • Figures 9 and 19 show respectively variants in the contact surface of the washer (9) and a variant of the washer (9) having an annular chamber against pressure.
  • This set (200) consists of two main parts: the housing (5) and the PTO adapter (8) (PTO is the abbreviation of the term “Power Take-Off", equivalent to the French “Auxiliary Power Take”) ). These two parts are assembled through a bolted assembly which also allows to mount the housing assembly (200) on the spiral cover (4).
  • Sealing and centering of the housing assembly (200) with the spiral cover is provided by a cylindrical flange (201) and the O-ring (74) disposed in an annular groove (229).
  • This is a low-pressure zone at low temperatures relative to the rest of the machine, allowing the use of inexpensive elastomeric seals rather than high temperature resistant seals.
  • the seal (74) like all other static seals of the machine, is a fluoroelastomer O-ring, for example VITON (trade name) or EPDM (ethylene-propylene-diene monomer).
  • the sealing and centering of the housing part (5) with the PTO adapter part (8) is provided by a cylindrical centering (217) and an O-ring (72) disposed in an annular groove (228).
  • the PTO adapter part (8) has fastening means (205) allowing the mounting of the expansion machine (804) on the associated rotary machine (801), for example at a power take-off, and in particular the rear power take-off, provided on the associated rotary machine (801).
  • this fixing means can be adapted according to the interface available on the casing of the associated rotary machine (801).
  • this attachment is made by bolting with ears (205). Sealing is provided by an O-ring (75) disposed in an annular groove (221).
  • this fastening means (205) and the compactness of this part allow the machine to be partially inside the casing of the associated rotary machine (801), thereby reducing the visible external bulk of the machine ( 804).
  • the housing assembly (200) has one or more shims (23) in the form of a housing flange (417).
  • the thickness of this shim is adjusted in order to adjust the axial clearance between the fixed spiral (2) and the moving spiral (3), in order to reach a nominal clearance, for example 50 microns.
  • This nominal axial clearance between the spirals (2 and 3) is calculated based in particular on the temperatures and operating pressures applied to the machine (804), but also on the rigidity of the high temperature flat gasket (6).
  • the control of this axial clearance is essential especially since the machine (804) is designed to operate at high temperature (up to 250 ° C).
  • This housing assembly (200) comprises an axial abutment support (220) containing the axial forces generated by the steam pressure on the mobile spiral (3).
  • the friction exerted on this stop during the displacement of the mobile spiral greatly affecting the overall performance of the machine (804), a surface treatment is applied to one of the surfaces of the abutment, the side of the mobile spiral (3). ) or the housing (5), or both, to reduce the friction losses due to this contact.
  • this treatment was not performed directly on the parts, but on a steel washer coated with a composite metal-polymer (9) (for example provided by the company Daido Metal, trade name DAIDYNE DDK05 ) or any other similar surface coating made in particular by a layer of PTFE (polytetrafluoroethylene) or any other Young's modulus material less than or equal to 5 GPa, of minimum thickness 50 ⁇ m deposited on a metal substrate allowing the mechanical attachment of soft material (PTFE or other) and the dissipation of heat.
  • the washer (9) attached was attached to the abutment support (220) to reduce friction with the moving spiral (3). Alternatively, it may be fixed on the mobile spiral (3), or may not be fixed at all.
  • the washer (9) greatly simplifies the process of making the surface treatment, which is difficult and expensive to perform on large parts.
  • the washer (9) was fixed by means of rivets (105), but could be fixed by any other means (screws or pins for example) without this modifies its principle of use.
  • the washer may be centered on its inside or outside diameter and stopped in rotation by a lug or a pin.
  • a washer (9) having a thickness of flexible material (Young's modulus less than 5 GPa) and thickness of the order of 50 to 250 microns allows accommodation of the surface and facilitates the formation of a "wedge of oil" on the inner edge of the surface (211).
  • the layer of flexible material also allows a certain accommodation over its entire flat surface, it may advantageously be used raw, without the need for rework or rectification that would have been necessary to achieve an acceptable level of flatness if the piece had been made of metal or coated with a thin deposit.
  • the washer (9) abutment may have on its face subject to friction several depressed areas (222) distributed substantially homogeneously.
  • these areas in depression - or pockets - (222) are substantially circular and have a small depth in front of their diameter, typically 30 to 100 ym deep.
  • the pockets (222) have a radius preferably less than the eccentricity of the orbital trajectory of the mobile spiral (3) which promotes the renewal of the oil in the cavity and on the opposite face thanks to the kinematics of the spiral mobile (3).
  • the minimum distance between adjacent pockets (222) may be substantially less than or equal to an orbit diameter, and chosen to ensure a ratio (pocket area / stop surface) of between 20% and 50%.
  • the pockets (222) are made on the face of the abutment equipped with the washer (9) reported in polymer, and their depth is less than or equal to the thickness of the polymer layer, which makes their realization more economical and especially ensures a connection between pockets and non-aggressive flat part for the opposing part.
  • the pockets (222) can be interconnected by communication channels (214) of small width in order to promote the renewal of the oil they trap, and thus prevent the heating of the interface, in particular on machines having to operate at high rotational speeds and / or having a radially extended axial abutment (for example when the abutment width is greater than six times the eccentricity of the orbital motion of the movable spiral).
  • the channels (214) connecting the adjacent pockets will be arranged to allow, step by step, a circulation of the oil between the inner diameter and the outer diameter of the thrust washer (9); advantageously the channels (214) will be arranged in the tangential direction, in the favorable direction vis-à-vis the movement of the mobile spiral (3).
  • Said tangential direction is oriented so that the channels (214) are perpendicular to the direction of instantaneous displacement of the mobile spiral (3) at the point where the axial stop is the most loaded.
  • Said channel orientation (214) and the direction of movement of the movable scroll (3) are shown in Fig. 9.
  • Radial grooves (212) may also be made on the surface of the thrust washer (9), to facilitate the supply of the oil contact and reduce the power dissipated by shearing the oil film.
  • the depth of these striations is comparable to the previously presented pouches (222).
  • the number of striations, their orientation and their width can be adapted according to various parameters, such as the type of fluid used or the type of oil used.
  • An annular groove (223) may be provided on the active face of the metal-polymer washer (9) in the thickness of the polymer, defining one or more annular chambers (223) between the rear face of the mobile spiral (3) and the thrust washer (9) as shown in Fig. 19.
  • This annular chamber (223) is supplied with working fluid (808) at a higher pressure than the ambient pressure of the abutment by one or more holes (225) opening in the bottom of the mobile spiral (3), and thus applies a selected pressure - by the position of the bore - to compensate for a part of the effort axial to which is subjected the mobile spiral (3) due to the pressure distribution in the spirals (2 and 3).
  • This pocket (223) is dynamically sealed on its edges (226) thanks to the accommodation capacity of the polymer, the seal being further improved by the presence of the oil in the working fluid (808).
  • the seal obtained is all the more effective as the axial pressure force is important, because of a crushing of the more pronounced polymer.
  • the assembly achieves a reduction in the net axial force passing between the mobile spiral (3) and the abutment support (220) via the polymer abutment washer (9), in order to reduce the local heat dissipation of it and improve the performance of the machine (804).
  • the metal-polymer washer (9) can be installed on the fixed support (220), in this case the chamber (223) comprises at least locally an extension (224) of dimension substantially close to the orbit diameter, in order to be fed continuously by the bore (225) arranged in the mobile spiral (3).
  • several holes (225) in the mobile scroll can feed several extensions (224), allowing said extensions to have a more limited dimension, in particular less than an orbit diameter, without interruption of the pressure supply of the room (223).
  • the washer (9) By its implantation in the fixed support, the washer (9) will be subjected to a lower temperature and will be cooled by conduction to the fixed support (220).
  • the metal-polymer washer (9) can be installed at the rear of the mobile spiral (3), the annular chamber can thus have a limited and constant radial extent, which is favorable vis-à-vis the length the escape path between the chamber (223) and the pressure of the surrounding chamber (817).
  • the axial abutment support (220) is formed on an annular ring-shaped ring (210).
  • the diameter of this tee (210) and its thickness has been calculated so that the bending of the abutment support (220) in the axial direction conforms to the bending of the mobile spiral (3) when the spirals (2 and 3) are under pressure.
  • This allows the contact pressure on the thrust washer (9) to remain homogeneous and to avoid any stress peak on its inner circumference (in the case where said annular ring is too rigid) or external (in the case where said spiral is too rigid).
  • the surface of the thrust washer (9) is flat, in order to minimize the contact pressures.
  • the inner edge of this surface (211), as well as the edges of the mobile spiral end stop surface (3), visible in FIG. 4, have a chamfer (310) with a very small angle, typically between 1 degree and 5 degrees. This chamfer allows the oil to be distributed on the surface, and creates a beneficial hydrodynamic effect for the lubrication of the contact between the moving spiral (3) and the axial abutment washer (9).
  • the transition between the flat rear portion (317) of the abutment and this chamfer (310) mobile spiral side (3) is achieved through a fillet (316).
  • the bottom of the casing (5) also has a central shaft outlet whose inner tubular surface is machined to receive the bearing (103), the shaft end seal (71) and possibly the second end seal. tree (70).
  • An annulus (202) between the shaft end seals (70, 71) provides a vent chamber (202) to prevent contamination by the working fluid contained in the associated rotary machine ( 801) on which the expansion machine (804) is mounted.
  • This chamber (202) is pierced by a vent (203) opening outwards, in the lower part of said annular chamber (202), when the machine is mounted on a motor, to allow the evacuation of any leaks from fluid (Work fluid (808), or possibly fluid present in the associated rotary machine (801).
  • the seals (70, 71) are annular lip seals, the lips being oriented in opposite directions to the chamber (202) to promote sealing of the machine (804) relative to the working fluid (808) of a part and sealing against the fluids present in the associated rotary machine (801) on the other hand.
  • the chamber (202) forms a fluid recovery volume to evacuate to the outside, and prevent contamination between the two machines (804 and 801).
  • These lip seals could be replaced by any other dynamic sealing device (seals with mechanical seal for example) without this modifying the principle of the invention.
  • the seal (71) is made of polytetrafluoroethylene (PTFE), for example a lip seal marketed under the reference BEKA 804 or BEKA 806 by the company FranceJoint (trade names).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • Figures 3, 8 and 11 respectively show a longitudinal sectional view of the machine, a perspective view of the elements constituting the coupling assembly in partial section and a schematic view of a Rankine cycle according to the invention. .
  • a Rankine cycle recovers waste heat from an associated rotary machine (801), which may be an internal combustion engine or an electric machine. This heat can be recovered in several places: on the cooling circuit, on the cooling of the compressed air upstream of the engine, on the cooling of the exhaust gases. recirculated in the rotary machine or on the exhaust gas (802) as shown in FIG. 11.
  • a heat exchanger (807) is inserted in bypass on the exhaust line after the pollution control system (803).
  • a bypass valve (827) proportionally distributes the flow rates between the heat exchanger (807) and the normal exhaust.
  • the exchanger (807) is an evaporator for evaporating the working fluid (808) of the Rankine cycle.
  • the working fluid (808) is drawn by the pump (806) from a pressure expansion tank (828) controlled by an electric valve (829).
  • the proportional electric valve (829) regulates the air pressure in the expansion vessel (828) either by connecting the expansion tank to a source of compressed air (821) or by connecting the expansion tank ( 828) to the atmosphere.
  • the temperature and pressure of the working fluid (808) upstream of the pump (806) and downstream of the evaporator (807) are measured by sensors.
  • the Rankine cycle calculator receives these signals to control the actuators of the system and a temperature of the vapor in the expansion machine (804) measured either in the expansion zone (816) or in the exhaust zone ( 817).
  • the vapor produced in the evaporator (807) flows to the expansion machine (804).
  • the expansion machine (804) comprises three zones: an inlet zone (814) of the high-pressure steam which is connected to the expansion zone (816), itself connected to the exhaust zone (817). ) at low pressure.
  • the bypass valve (59) opens and closes a bypass channel connecting the intake zone (814) and the exhaust zone (817).
  • the bypass valve (59) is advantageously pneumatic and is connected to the source of compressed air (821).
  • An electric valve (820) controls the admission of air into the bypass valve (59) either by connecting the bypass valve to the source of compressed air (821) or by connecting the bypass valve (59) to the atmosphere.
  • the bypass channel or bypass valve (59) further comprises a restriction, typically of the order of 20 mm 2 in order to limit the volume flow through the bypass channel and to cause a rise in pressure of the zone upstream of the the restriction.
  • the condenser (805) is cooled either by a fluid of the associated rotary machine (801) or by ambient air. For example, one or more of the cooling circuits of the associated rotary machine (801) may be used.
  • the condensed working fluid then returns to the expansion vessel (828).
  • a coupling area (99), including the coupling assembly (500) and the rear bearing (104), is isolated from the working fluid (808) via the end seal (71). 'tree.
  • This particular arrangement allows the elements located in the coupling zone (99) to have a lubricating means independent of the lubrication system of the volumetric machine (804). This arrangement also limits the area containing the working fluid (808) and ensures maximum compactness of the machine (804).
  • the expansion machine (804) is connected to a rotating shaft (813) of the associated rotary machine (801).
  • the coupling assembly (500) makes it possible to connect the shaft (13) of the expansion machine (804) to the shaft (813) of the associated rotary machine (801).
  • the coupling assembly (500) is not limited to the example shown and may be constituted by other coupling means, for example a combination of the following elements: free wheel, clutch of any type, shock absorber vibration, gear, pulley, belt.
  • This assembly (500) is located in the PTO adapter (8), but is isolated from the ethanol vapor by the seal (71) of tree end.
  • the positioning inside the casing of the associated rotary machine (801) allows this assembly to benefit from a means of lubrication independent of the working fluid (808).
  • This assembly (500) is to be adapted according to the associated rotary machine (801) on which the machine (804) is mounted.
  • the geometry of the toothed wheel (10), in particular, must be modified according to the machine (801) used.
  • This assembly (500) consists in particular of a toothed wheel (10) disposed around the central shaft (13), for transmitting the mechanical power generated by the machine (804) to the associated rotary machine (801).
  • the speed ratio between the machine (804) and the associated machine (801) is fixed and is typically between 1 and 6.
  • This assembly (500) consists in particular of a freewheel (30).
  • the freewheel (30) is cams, but it can indifferently be designed according to another technology (free wheel roller for example).
  • This freewheel is, in the example described, implemented between the shaft (13) and the inside of the toothed wheel (10).
  • This freewheel (30) acts as a clutch for the machine (804). Indeed, when the steam pressure is not sufficient to cause rotation of the shaft (13), the freewheel allows the associated rotary machine (801) to rotate without driving the machine (804) (free wheel bandwidth).
  • This assembly (500) is constituted in particular by one or more bearings (31 and 32), making it possible to take up the axial and radial forces induced by the toothed wheel (10).
  • bearings (31 and 32) are constituted in particular by one or more bearings (31 and 32), making it possible to take up the axial and radial forces induced by the toothed wheel (10).
  • FIGS. 3, 6, 10 and 15 respectively represent a longitudinal sectional view of the machine, a view of the partially cutaway moving part, a longitudinal sectional view of the machine with arrows indicating the direction of the oil flows, and a view of the rotating parts of the machine
  • the expansion machine (804) uses at least two lubrication sources.
  • the first source of lubrication comes from the oil contained in the working fluid in the form of steam, this oil can be used to lubricate in particular the contacts of the anti-rotation ring (12), the axial thrust washer (9), the shaft end seal (71), the crown (26) and the bearings (103 and 106). Since a part of the machine is mounted directly inside the casing of the associated rotary machine (801), the elements situated in the coupling zone (99) have an independent lubrication means, which can come from the oil used in the casing of the associated rotary machine (801). In this case, the oil flows associated with these two sources of lubrication are represented by black arrows in FIG. 10 for the flow of oil from the working fluid (808), and by gray and black arrows for the oil flow from the casing of the associated rotary machine (801).
  • the elements located in the coupling zone (99) may also have a lubricating means independent of the associated rotary machine (804), for example by a permanent lubrication.
  • the working fluid in vapor form (808) at the spiral outlet is charged with oil and circulates with a rotating component. This circulation leads to a centrifugal force tending to drive the oil particles towards the inner wall of the spiral cover (4).
  • Slide links the anti-rotation ring (12) and a part of the axial stop (220) are supplied with oil by this direct flow.
  • the oil is then sensed by the inclined holes (402), then passes through inclined holes in the housing (204) to the annular volume (207), allowing the oil to lubricate the shaft end seal (71). ) and the bearing (103).
  • the oil-laden working fluid (808) When the oil-laden working fluid (808) is in the inner volume (141) of the counterweight, it is driven by a rotational movement which projects the oil, heavier than the working fluid, against the walls. (142) of said counterweight (14) by centrifugation. The oil adheres to the walls (142) by capillarity and is then driven by the rotational movement of the counterweight (14) into cavities (140). These cavities have a tangential ramp (143) to facilitate entry and a wedge (144) for oil to accumulate in the cavities (140). The progressive filling of the cavities (140) pushes the oil axially until it is projected on the rear face (317) of the mobile spiral (3).
  • the counterweight acts as an oil separator of the working fluid (808) which is then discharged from the interior (141) of the counterweight to the volume (208) and thereafter through radial bores (209).
  • the shaft end bearing (104) and the elements constituting the coupling assembly (500) are implemented in the coupling zone (99), which can be implemented inside the machine housing. associated rotator (801).
  • the lubricating means of the elements of this zone (99) being independent of the working fluid (808), they can therefore be lubricated by the oil mist present in the casing of the rotary machine (801), the flow being moreover forced by the rotation of the toothed wheel (10).
  • the elements of said zone (99) can be lubricated by a permanent lubrication.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

Machine volumétrique à spirales comportant : une première structure fixe (2) formée par une première plaque d'extrémité discale (2001) transversale dont l'une des surfaces forme un fond de spirale, surmontée par une paroi définissant une première spirale (2002), ladite plaque d'extrémité (2001) présentant un premier orifice central (407) une deuxième structure mobile (3) formée par une deuxième plaque d'extrémité discale (3001) transversale dont l'une des surfaces forme un fond de spirale, surmontée par une paroi définissant une deuxième spirale (3002), l'épaisseur de la paroi de chacune desdites spirales (2002, 3002) variant entre une épaisseur nominale constante sur une partie intermédiaire s'étendant sur plus d'un tour, et une épaisseur réduite, au niveau desdites indentations supérieures (409, 313), dans une partie extrémale centrale s'étendant entre 60° et 120° depuis l'amorce intérieure de la spirale, ladite épaisseur réduite étant inférieure à 50% de ladite épaisseur nominale.

Description

MACHINE VOLUMETRIQUE
Domaine de l'invention
La présente invention concerne le domaine des machines volumétriques, notamment des machines de compression ou des machines de détente. Ces machines peuvent être :
des turbomachines utilisant l'énergie cinétique de gaz
• des machines volumétriques, utilisant un changement de volume du gaz. Les machines volumétriques peuvent être à pistons, spiro-orbitales , à vis, etc.
La présente invention concerne plus particulièrement le domaine des machines volumétriques spiro-orbitales (en anglais « scroll ») , sous les deux formes d'utilisation, comme compresseur (utilisé par exemple, comme compresseur d'air ou dans un cycle de climatisation, de réfrigération ou dans une pompe à chaleur (parfois désigné par « compresseur G ») ou comme machine de détente (utilisée par exemple dans un cycle organique de Rankine) .
Une telle machine comprend une partie mobile en forme de spirale effectuant un mouvement orbital par rapport à une autre spirale fixe sensiblement identique à la première. Ces deux spirales sont déphasées de 180°. Dans une utilisation en compresseur, les espaces formés entre les deux spirales constituent des chambres de géométrie et position évolutive, se réduisent progressivement au fur et à mesure du déplacement orbital de la spirale mobile pour déboucher vers l'orifice de refoulement central, et inversement dans une utilisation en machine de détente, les chambres grandissent progressivement pour déboucher latéralement à la périphérie.
Ce type de machine volumétrique présente un niveau sonore réduit, une grande souplesse d'utilisation avec une gamme de vitesses importante, un bon rendement, une grande robustesse et un fonctionnement continu à couple presque constant.
Pour de telles machines spiro-orbitales , une des difficultés concerne l'obtention de forts ratio de volume entre le volume des chambres juste avant l'échappement et le volume des chambres juste après l'admission, tout en acceptant de fortes pressions et températures qui sollicitent les spirales de manière importante.
Etat de la technique
On connaît dans l'état de la technique le brevet européen EP0814266 présentant un appareil de déplacement de fluides du type à spirales comportant :
- une enveloppe ayant un orifice d'entrée de fluides et un orifice de sortie de fluides ;
- des organes en spirales fixe et orbital ayant chacun une plaque d'extrémité et un élément en spirale s'étendant à partir d'un côté de ladite plaque d'extrémité,
lesdits éléments en spirales s'ajustant mutuellement avec un décalage angulaire et radial afin de réaliser une pluralité de lignes de contact définissant au moins une paire de chambres de fluides fermées ;
- un mécanisme d'entraînement comportant un arbre d'entraînement supporté, de façon à pouvoir tourner, par ladite enveloppe pour faire effectuer le mouvement orbital audit organe en spirale par la rotation dudit arbre d'entraînement afin de changer ainsi le volume desdites chambres de fluides. Selon ce document, l'extrémité intérieure dudit élément en spirale de chacun desdits organes en spirales comporte une surface de section axiale qui change, de la racine à la pointe de celle- ci, et comporte une extension à la transition entre la racine et la plaque d'extrémité. Inconvénients de l'art antérieur
Dans les solutions de l'art antérieur, on observe que la spirale mobile présente à son amorce interne une épaisseur significative conduisant à une obturation partielle de l'orifice central de la spirale fixe, lors de l'admission pour une machine de détente, ou lors du refoulement pour une machine de type compresseur. La conséquence est une performance dégradée.
Par ailleurs, l'épaisseur de la spirale à son amorce intérieure vient réduire la section d'alimentation -définie par l'écartement des flancs de spirales en coopération- de la chambre en formation au creux de la spirale mobile (poche dite « indirecte ») , pour une machine de détente, ou vient réduire la section de refoulement de la chambre débouchante dans le cas d'un compresseur. La conséquence est également une dégradation des performances.
On connait aussi d'autres exemples de machines volumétriques décrites dans les brevets japonais JPS59185885, JP2004076629 ou JP2003049785.
Solution apportée par l'invention
Afin de répondre à ces inconvénients, la présente invention concerne selon son acception la plus générale une machine volumétrique à spirales conforme à la revendication principale prise isolément ou en combinaison avec une ou plusieurs caractéristiques techniques additionnelles. Description détaillée d'un exemple non limitatif de
1 ' invention
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un exemple non limitatif de l'invention qui suit, se référant aux dessins annexés où :
- la figure 1 représente une vue éclatée d'une machine de détente selon l'invention ;
la figure 2 représente une vue en perspective intérieure et extérieure de l'ensemble couvre-spirale ;
- la figure 3 représente une vue en coupe longitudinale de la machine ;
- la figure 4 représente une vue de face des spirales fixe et mobile de la machine ;
- la figure 5 représente la position des spirales fixe et mobile durant une rotation de l'arbre de la machine ;
la figure 6 représente une vue en perspective partiellement coupée de la partie mobile de la machine ;
la figure 7 représente une vue en perspective partiellement coupée de l'ensemble carter de la machine ;
la figure 8 représente une vue en perspective partiellement coupée de l'ensemble d'accouplement de la machine ;
la figure 9 représente des vues de face de différentes variantes de surface de butée axiale ;
- la figure 10 représente une vue schématique de la lubrification de la machine ;
- la figure 11 représente une vue schématique d'un cycle de Rankine selon l'invention ;
- la figure 12 représente une vue schématique d'une pompe à chaleur à haute température selon l'invention ;
- la figure 13 représente des vues schématiques de détails de conception présents sur les spirales ; - la figure 14 représente trois vues de section de l'ensemble constituant la spirale mobile et la spirale fixe à trois stades différents du cycle de détente ;
- la figure 15 représente des vues de l'arbre et du contrepoids de la machine ;
la figure 16 représente une vue de face d'une variante de forme du port d'admission ;
la figure 17 représente une vue en coupe des spirales lors de l'échappement ;
la figure 18 représente un graphique montrant l'impact d'un des points de conception des spirales ;
- la figure 19 représente une variante de la rondelle de butée présentant une chambre annulaire de contre-pression ;
- la figure 20 représente une vue en coupe de la zone centrale formée par les spirales.
L' invention concerne comme précédemment exposé les machines volumétriques spiro-orbitales , tant pour des applications de type machine de détente que pour des applications de type machines de compression.
Principe général de l'utilisation de la machine en machine de détente
Une machine de détente, au sens de la présente invention, produit un mouvement mécanique rotatif par transformation de l'énergie provenant d'un fluide de travail sous pression.
La transformation est réalisée dans une chambre d'expansion, ou plusieurs chambres d'expansion, formant une zone d'expansion, alimentée en fluide de travail sous forme vapeur chargé de lubrifiant, provenant de la zone d'admission haute- pression et évacuée par une zone d'échappement. Le fluide sous pression comprend un composant principal tel que l'éthanol ou le cyclopentane ou un réfrigérant r!233zd(E) ou r!336mzz (Z) , assurant le cycle thermodynamique, chargé avec un lubrifiant liquide pulvérisé dans la phase vapeur du composant principal. Le lubrifiant est par exemple de type polyalkylene glycol (PAG) ou polyolester (POE) miscible en phase liquide avec les autres composants. La proportion de lubrifiant est typiquement comprise entre 1 et 20 % en masse.
Dans le cas d'utilisation de l'éthanol, ce fluide de travail peut en outre comporter des composants tels que de l'eau, dans une proportion comprise entre 0 et 20 % en masse et éventuellement des additifs pour dénaturer l'éthanol, par exemple de 1 ' euro-dénaturant (nom commercial), ou un alcane, ou du méthanol, ou une cétone dans des proportions comprises entre 1 et 10 % en masse.
En fonctionnement nominal, la machine de détente fonctionne selon le principe général de l'étape de détente d'un cycle de Rankine ou de Hirn.
Principe général de l'utilisation de la machine en machine de compression
Une machine de compression, au sens de la présente invention, comprime un fluide de travail gazeux par transformation de l'énergie provenant d'un mouvement mécanique rotatif .
La transformation est réalisée dans une chambre de compression ou plusieurs chambres de compression formant une zone de compression, alimentée en fluide de travail sous forme gazeuse chargé de lubrifiant, provenant de la zone d'admission basse-pression et évacuée par une zone d'échappement haute- pression. Le fluide comprend un composant principal tel qu'un réfrigérant R1336mzz (Z) ou R1233zd(E), assurant le cycle thermodynamique, chargé avec un lubrifiant liquide pulvérisé dans la phase vapeur du composant principal. Le lubrifiant est par exemple de type polyalkylene glycol (PAG) ou polyolester (POE) miscible en phase liquide avec les autres composants .
En fonctionnement nominal, la machine de compression fonctionne selon le principe général de l ' étape de compression d'un cycle de réfrigération.
Principe général des machines volumétriques spiro orbitales
De façon connue, les machines volumétriques spiro- orbitales comportent deux structures complémentaires (2, 3) avec un déplacement relatif de type orbital.
La première structure est une structure fixe (2) formée par une première plaque d'extrémité discale transversale (2001) dont l'une des surfaces forme un fond de spirale, surmontée par une paroi définissant une première spirale (2002) . Cette plaque d'extrémité (2001) présente un premier orifice central (407) .
La deuxième structure (3) est mobile par rapport à la structure fixe (2) . Elle est formée par une deuxième plaque d'extrémité discale (3001) transversale dont l'une des surfaces forme un fond de spirale, surmontée par une paroi définissant une deuxième spirale (3002) .
La deuxième structure (3) se déplace par rapport à la première structure (2) selon une translation circulaire, appelée mouvement orbital. Le mouvement est caractérisé par un plan dans lequel s'opère le mouvement et une excentricité. Le plan est défini par la surface frontale de la deuxième plaque d'extrémité discale (3001) du côté opposé à la deuxième spirale (3002). Enfin, on entend par «valeur de l'excentricité», le décalage maximum entre la structure fixe (2) et ladite structure mobile (3) .
Les éléments en spirales (2002, 3002) s'ajustent mutuellement avec un décalage orbital afin de réaliser une pluralité de lignes de contact définissant au moins une paire de chambres de fluides fermées (411, 419, 420, 423, 424) . Le volume de ces chambres de fluides varie en fonction de la position relative de l'une desdites structures (2) par rapport à l'autre structure (3) .
L'extrémité intérieure de l'élément en spirale (2002, 3002) présente une indentation supérieure respectivement (409, 313) s'étendant depuis la surface opposée à la plaque (2001, 3001) jusqu'à une section intermédiaire (2003, 3003).
Architecture générale d'un exemple de réalisation d'une machine volumétrique spiro-orbitale selon l'invention
Les figures 1, 11 et 12 représentent respectivement une vue éclatée d'une machine volumétrique spiro-orbitale selon un exemple de l'invention, ainsi qu'une vue schématique d'un cycle de Rankine et d'une pompe à chaleur à haute température selon l'invention.
La machine volumétrique spiro-orbitale (804, 850) présente un corps extérieur formé de deux parties creuses complémentaires :
- un ensemble couvre-spirale (400) ;
- un ensemble carter (200) .
Ces deux parties complémentaires (400, 200) présentent chacune une bride cylindrique (401, 201) complémentaire, pour permettre un assemblage de manière étanche par boulonnage.
Un attelage mobile (300) qui sera décrit plus en détail dans ce qui suit est intégralement enfermé dans le volume défini par l'ensemble couvre-spirale (400) et le carter (200).
L'ensemble couvre-spirale (400) entoure la zone d'expansion lorsqu'il s'agit d'une machine de détente, ou de compression lorsqu'il s'agit d'une machine de compression, qui s'étend du port (19) d'admission, respectivement de refoulement, de la vapeur jusqu'au support de la butée axiale sur la partie fixe (220) . Il s'agit de la partie la plus chaude de la machine (804, 850) . Cette zone comprend notamment la structure fixe, aussi appelée spirale fixe (2), avec laquelle la structure mobile, aussi appelée spirale mobile (3), vient en contact. Ce contact a vocation à guider la spirale mobile dans son mouvement d' orbite .
Le carter (200) entoure la zone de la machine (804, 850) qui s'étend du support de la butée axiale (220) jusqu'à l'extrémité de l'arbre (13) . Cette zone comprend notamment un arbre (13) et un dispositif d'accouplement (500) de ladite machine .
L'attelage mobile (300) comprend l'arbre (13) et les organes qui lui sont rattachés :
- un bombé (26), assurant la liaison entre un maneton excentrique (314) de l'arbre (13) et un contrepoids (14) ;
- le contrepoids (14), assurant la liaison avec le moyeu (320) de la spirale mobile (3) ;
- la spirale mobile (3), dont le moyeu (320) est excentré par rapport à l'arbre (13), ceci assurant que son mouvement soit orbital ;
un anneau anti-rotation (12), assurant que la spirale mobile (3) ne tourne pas autour de l'axe de son moyeu (320), tout en permettant la translation circulaire de la spirale mobile (3) dans le plan transversal ;
- le dispositif d'accouplement (500) de la machine, constitué notamment d'une roue dentée (10) et d'une roue-libre (30) ;
- les paliers, par exemple des roulements à aiguilles, à billes ou à rouleaux.
En fonctionnement en machine de détente (804), dans la figure 11, le fluide de travail (808) sous forme de vapeur entre dans l'ensemble couvre-spirale (400) via le port d'admission vapeur (19) à une température inférieure à 250 °C comprise en général entre 180 °C et 235 ° C. Cette vapeur est chargée en lubrifiant.
Le lubrifiant parcourt de manière connue tout le circuit Rankine, entraîné par le fluide de travail (808) .
Ce fluide de travail (808) est par exemple composé d'un mélange d'éthanol, d'eau, de dénaturant et de lubrifiant. Le pourcentage d'eau est compris entre 0 et 20 % en masse, préférentiellement 4,5 % de la masse (azéotrope) . À ce mélange est ajouté un dénaturant, par exemple un alcane, un alcool, une cétone ou de 1 ' euro-dénaturant (mélange normalisé) entre 1 % en masse et plus (euro-dénaturant 2 % en volume) auquel on ajoute du lubrifiant de type polyalkylene glycol (PAG) miscible entre 1 et 20 % en masse, généralement environ 5 à 10 %.
Le fluide de travail (808) sous forme de vapeur arrive par un raccord d' entrée ou une bride prévue sur le centre de l'ensemble couvre-spirale (400) et ressort, dans l'exemple décrit, sur le côté par une bride d'échappement (21) prévue sur l'ensemble couvre-spirale (400).
La vapeur circule entre la spirale fixe (2) et la spirale mobile (3) pour actionner le mouvement orbital de la spirale mobile (3) comme il sera présenté plus en détail dans la suite de la description.
En fonctionnement en machine de compression (850), comme illustré par la figure 12, le fluide de travail (808) sous forme de vapeur entre dans l'ensemble couvre-spirale (400) via la bride d'admission vapeur (21) . Cette vapeur est chargée en lubrifiant .
Le fluide de travail (808) sous forme de vapeur ressort sur le centre par la bride d'échappement (19) ou un raccord de sortie prévu sur l'ensemble couvre-spirale (400), comprimé et à une température inférieure à 250 °C comprise en général entre 90 °C et 235 °C. Le lubrifiant parcourt de manière connue tout le circuit de réfrigération, entraîné par le fluide de travail (808) .
Ce fluide de travail (808) comprend un composant principal tel qu'un réfrigérant R1336mzz (Z) ou R1233zd (E) , assurant le cycle thermodynamique, chargé avec un lubrifiant liquide pulvérisé dans la phase vapeur du composant principal. Le lubrifiant est par exemple de type polyalkylene glycol (PAG) ou polyolester (POE) miscible en phase liquide avec les autres composants .
Le fluide de travail (808) comprimé est ensuite admis dans un condenseur (854), puis dans un détendeur (855) et enfin dans un évaporateur (853) afin d'être réadmis à l'entrée de la machine de compression (850) . Des capteurs de pression et de température (860 et 861) pourront être implémentés respectivement en entrée et en sortie de la machine de compression (850).
L'énergie nécessaire à la compression du fluide de travail (808) est obtenue grâce à une machine rotative (851), qui peut être un moteur électrique. La rotation de l'arbre (813) de ladite machine est ensuite transmise à la machine de compression (850) via une transmission (852), qui peut être effectuée par une liaison de type poulie — courroie. Par rapport au cas décrit en Figure 12, la transmission (852) pourra être également disposée entre un joint d'étanchéité (70) et un palier arrière (104), dans une configuration similaire à celle présentée en figure 11.
Dans la suite de la description, la machine sera présentée dans le mode particulier de fonctionnement en machine de détente afin d'alléger la description. L'homme de l'art saura interpréter cette description pour l'élargir au mode particulier de fonctionnement en machine de compression. Description détaillée du couyre-spirale
Les figures 2 et 3 représentent respectivement une vue en perspective intérieure/extérieure de l'ensemble couvre- spirale ainsi qu'une vue en coupe longitudinale de la machine.
Dans l'exemple décrit, le couvre-spirale (4) est réalisé en fonte, notamment une fonte de type graphite lamellaire résistant à l'éthanol.
La pièce est réalisée par fonderie dans un moule et par usinage des différents orifices et cavités, puis elle peut faire l'objet d'un traitement de surface par nitruration dans un bain de sels suivi d'une phase d'oxydation, ou alternativement d'un traitement de phosphatation au phosphate de manganèse.
L'extérieur du couvre-spirale (4) présente le port d'admission central (19), auquel peut se connecter un raccord d'entrée ou une bride. La spirale fixe (2) est percée en son centre (407) afin que le fluide de travail sous forme de vapeur (808) sous pression admis via le port d'admission (19) puisse accéder à une chambre centrale (411) comprise entre la spirale fixe (2) et la spirale mobile (3) .
L'extérieur du couvre-spirale (4) présente un orifice destiné à un capteur de vitesse (54) . L'information de vitesse est prise grâce à un capteur à effet Hall, en détectant le passage d'une partie mobile, préférablement de l'anneau anti rotation (12) ou la spirale mobile (3) .
L'extérieur du couvre-spirale (4) présente, sur une paroi latérale, un orifice d'échappement entouré par la bride (21) formant une surface de réception annulaire pour recevoir un joint d'étanchéité.
Deux filetages (412 et 413) permettent de recevoir des vis de fixation d'une bride d'un conduit d'échappement. Cette bride (21) est située dans la moitié inférieure basse de la machine de détente (804) lorsque celle-ci est montée sur une machine rotative associée (801) . Sa position exacte est déterminée en fonction de la machine (801), pour faciliter la purge du fluide de travail (808) stagnant dans la machine à l'arrêt et le raccordement à un condenseur (805) du cycle de Rankine. Également, son orientation est préférentiellement telle que son orifice est orienté de direction contraire à la composante rotative du flux de fluide de travail sous forme de vapeur (808) en sortie de spirale, et ce afin de limiter la sortie de l'huile emportée par ladite vapeur.
L'extérieur du couvre-spirale (4) présente, en parallèle de son circuit d'admission, une vanne de dérivation (en anglais, vanne de «by-pass») (59) destinée, une fois actionnée, à rediriger le débit de vapeur directement vers une zone basse pression (817) via un volume (418) situé derrière la spirale fixe (2), et ce sans passer entre les spirales (2 et 3) . Ce circuit de dérivation assure notamment la purge du fluide de travail (808) stagnant dans la machine à l'arrêt.
L'extérieur du couvre-spirale (4) présente par ailleurs plusieurs bossages cylindriques (404) orientés axialement, recevant un taraudage destiné à la fixation de la spirale fixe (2) .
L'extérieur du couvre-spirale (4) présente également plusieurs nervures (405) , qui assurent la rigidité du fond et évitent des déformations résultant de la pression de vapeur.
L'extérieur du couvre-spirale (4) présente un ou des bossages (53) pour le positionnement de capteurs, par exemple de capteurs de température ou de pression.
Le fond du couvre-spirale (4) présente une cavité cylindrique (414) assurant le centrage de la spirale fixe (2) tandis que l'indexation en rotation est faite à l'aide d'une vis épaulée ou d'une goupille (102) . Le maintien de la spirale fixe (2) est assuré par des vis (100) . Ces vis (100) permettent également de comprimer le joint plat haute température (6), qui assure l'étanchéité à l'arrière de la spirale fixe (2) entre la chambre centrale (411) et le volume du circuit de by-pass (418) . Le volume (415) à l'intérieur du joint plat (6) est chargé en vapeur haute pression, ce qui permet de réduire la flexion de la spirale fixe (2) soumise à la pression. Le joint plat (6) est réalisé en polytétrafluoroéthylène expansé, ce qui lui permet d'assurer sa fonction d'étanchéité à des températures élevées (jusqu'à 250 °C) ainsi qu'à des pressions élevées (jusqu'à 35 bars) . Son épaisseur est comprise entre 1 et 4 millimètres, et sa compressibilité est comprise entre 10 et 70 %.
Le couvre-spirale (4) présente des perçages inclinés (402) destinés à récolter l'huile issue de la vapeur (808), celle-ci se collectant naturellement sur les parois par centrifugation. L'huile collectée via les perçages (402) circule ensuite dans des perçages (204) associés dans un carter (5) .
Le couvre-spirale (4) présente la bride périphérique (401) permettant son boulonnage, son centrage et son étanchéité sur une partie carter (200) . L'étanchéité est assurée grâce à un joint torique (74) dont les propriétés sont détaillées dans la description de l'ensemble carter (200).
Description détaillée des spirales
La figure 4 représente une vue de face de la spirale fixe (2) à gauche et de la spirale mobile (3) à droite, ainsi que plusieurs vues de détails.
La figure 5 représente le positionnement des spirales pendant un cycle de détente de vapeur pour 1 tour de la machine de détente.
Les figures 13 et 14 représentent respectivement une vue en perspective des spécificités des centres de chaque spirale, ainsi que des vues présentant le rôle de ces spécificités à plusieurs étapes du cycle de détente vapeur.
Les figures 16,17 et 20 représentent respectivement une vue d'une variante de forme de port d'admission vapeur, des vues détaillant le fonctionnement des ports d'échappement des spirales, ainsi qu'une vue en coupe de la zone centrale des spirales .
À noter que le profil général de la spirale mobile (3002) est le symétrique de celui de la spirale fixe (2002) .
Dans l'exemple décrit, le guidage radial entre les deux spirales est dit accommodant («compilant» en anglais) . La spirale mobile (3002) est en effet toujours en contact radialement avec la spirale fixe (2002) via les points de scellement (416), visibles dans une étape 601 de la Figure 5.
Il est connu que l'étanchéité dans la direction radiale des différentes chambres de vapeur situées entre la spirale mobile (3) contre la spirale fixe (2) est obtenue en plaquant les profils de la spirale mobile (3002) contre ceux de la spirale fixe (2002) . Cet effort de plaquage est communément appelé effort de scellement.
La vapeur sous pression (808) est admise dans la chambre centrale (411) via le perçage central dans la spirale fixe (407) . La pression de cette chambre centrale (411) pousse la spirale mobile (3) , augmentant le volume de ladite chambre centrale. Le volume de cette chambre (411) augmente jusqu'à une étape 606 de la figure 5, où la chambre centrale (411) est scindée en deux chambres symétriques (419 et 420) . La détente continue ensuite dans ces deux chambres symétriques (419 et 420) jusqu'à l'échappement.
La pression des chambres de vapeur situées entre les deux spirales crée un effort tangentiel sur la spirale mobile (3), celle-ci décrivant un mouvement orbital autour de l'arbre (13) . Ce mouvement orbital est ensuite transformé en mouvement rotatif par l'intermédiaire du maneton (314) excentré de l'arbre (13) .
Dans l'exemple décrit, le profil de spirale s'étend sur trois tours et demi afin d'obtenir le ratio optimum de volume entre le volume juste avant l'échappement et le volume juste après l'admission pour le type de fonctionnement visé. La géométrie des spirales (2 et 3) est ajustée en fonction des paramètres d'entrée de la machine de détente (804) . Ces paramètres peuvent être la pression du fluide de travail (808), son débit, sa température, le type de fluide utilisé ou la vitesse de rotation de la machine de détente (804) notamment.
Dans l'exemple décrit, les spirales (2 et 3) ne sont pas en contact dans la direction axiale. Pour limiter les fuites dues à ce jeu axial, des segments d'étanchéité de forme spiralée («tip-seal» en anglais) (17 et 18) sont montés dans des gorges prévues à cet effet (408 et 308) . Ces segments (17 et 18) sont réalisés en polyétheréthercétone (PEEK) , selon une nuance résistant à des températures allant à plus de 250 °C, avec une épaisseur typiquement comprise entre 1 et 4 millimètres.
Les spirales (2 et 3) présentent chacune deux plots (403 et 302) en contact avec l'anneau anti-rotation (12) . L'effort tangentiel de la spirale mobile (3) est transmis à l'anneau anti-rotation (12) par ses plots (302). L'anneau est bloqué en rotation par la spirale fixe (2) par l'intermédiaire de deux plots (403) , il en résulte que la rotation induite de la spirale mobile (3) par rapport à la spirale fixe (2) est impossible. Toutefois, les plots (403 et 302) étant positionnés perpendiculairement l'un vis-à-vis de l'autre, il en résulte que le mouvement de la spirale mobile (3) est possible sur le plan de la butée axiale (220) .
Les plots (403 et 302) présentent en leurs coins des chanfreins (311) d'angle faible, typiquement compris entre 1 degré et 5 degrés, visibles sur la vue de détail B de la figure 4. Ces chanfreins sont destinés à créer un effet hydrodynamique bénéfique pour la lubrification du contact glissant entre les plots (403 et 302) de spirales et l'anneau anti-rotation (12) .
La spirale mobile (3) présente également deux plots supplémentaires (306), de hauteur inférieure aux plots de guidage de l'anneau (302) . Ces plots (306) permettent de limiter le déplacement de l'anneau anti-rotation (12) dans la direction axiale .
La spirale mobile (3) présente une cavité (304) et une saillie (305) destinées à ramener le centre de gravité de la pièce sur l'axe de son moyeu (320) . Cet équilibrage permet de supprimer des fluctuations inertielles de couple pouvant atteindre jusqu'à 50 % du couple maximal délivré par la machine.
Les spirales fixe et mobile (2 et 3) présentent des cavités (303 et 406). Ces cavités (303 et 406) sont positionnées de telle manière à augmenter la section de passage d'échappement sans modifier le ratio de volume précédemment décrit et ont pour effet de réduire le travail consommé par la machine pendant le phénomène de décharge. La figure 17 montre le fonctionnement de ces cavités (406) au moment de l'ouverture des deux dernières chambres symétriques (423 et 424), c'est-à-dire proche de l'étape 601 telle que représentée sur la figure 5 : le flux de vapeur (808) commence alors à s'échapper par son ouverture «naturelle» (422) formée par le mouvement relatif des deux spirales (2002 et 3002), mais aussi par ses ouvertures formées par les créneaux de spirale (312) et les cavités (406) . Ces cavités (303 et 406) sont symétriques afin de former la même section de passage à l'échappement pour les deux chambres symétriques (423 et 424) . Ces cavités (303 et 406) sont décomposées en plusieurs parties afin de présenter des «pontets» (425) assurant aux segments d'étanchéité (17 et 18) des spirales d'être maintenus dans leur gorge (308 et 408) .
Les spirales fixe et mobile (2002 et 3002) présentent des encoches (312) usinées au niveau de la gorge du segment. Ces encoches, visibles sur le détail C de la figure 4 et sur la figure 17, sont positionnées de façon à être coïncidentes aux cavités (303 et 406) lors de la décharge, et ainsi augmenter le débit d'échappement dans le même but que les cavités (303 et 406) . Le débit d'échappement est représenté par des flèches sur la figure 17. Les encoches (312) sont usinées en plusieurs parties afin de maintenir les segments d'étanchéité (17 et 18) correctement dans leurs gorges (308 et 408) .
La figure 18 présente l'évolution des efforts générés par la vapeur (808) tout au long d'une rotation de la machine de détente (804) selon l'invention. Les courbes FT1 et FRI désignent respectivement l'effort de vapeur (808) tangentiel et radial appliqué à la spirale mobile (3) en présence des cavités (303 et 406) ainsi que des encoches (312) . Les courbes FT2 et FR2 désignent respectivement l'effort de vapeur (808) tangentiel et radial appliqué à la spirale mobile (3) sans la présence des cavités et créneaux. La figure 18 montre que la présence des cavités (303 et 406) ainsi que des encoches (312) permet de réduire de 40 % l'amplitude maximale de l'effort radial de vapeur (808) appliqué à la spirale mobile (3) . En outre, cette réduction engendre une diminution de la variation d'effort de scellement entre la spirale mobile (3) et la spirale fixe (2) et permet un meilleur contrôle de l'étanchéité aux flancs tout en améliorant la tenue en fatigue des matériaux.
La figure 18 montre aussi que la présence des cavités (303 et 406) ainsi que des encoches (312) permettent d'augmenter l'effort tangentiel moyen de vapeur (808) appliqué à la spirale mobile (3) . Cette augmentation se traduit par une augmentation du couple délivré par la machine de détente (804) impliquant un gain de rendement allant jusqu'à 2 % en fonction des ratios de pression appliqués aux entrée et sortie de la machine.
Les spirales fixe et mobile (2 et 3) présentent toutes deux un congé de nez (410 et 309) au pied de l'extrémité centrale du profil de spirale (usuellement nommé le «nez» de spirale) . Ces congés (410 et 309), dont le rayon est typiquement compris entre 0,2 millimètre et 0,5 millimètre, sont destinés à réduire la concentration de contrainte présente sur le nez, cet endroit étant généralement celui pour lequel les contraintes sont les plus fortes. Bien qu'il soit connu que le rendement d'une machine volumétrique de détente puisse être amélioré grâce à un profil de nez fin, le profil de la base du nez a été grossi afin de réduire les contraintes à un niveau acceptable. Dans l'exemple décrit, le niveau de contrainte a été calculé autour de 100 MPa, ce qui est acceptable en durée de vie pour des spirales en fonte. Alternativement, il est connu que des spirales en acier peuvent présenter un nez plus fin, et donc présenter un meilleur rendement. Cependant, ce type de solution augmente le coût de production de la machine.
Les spirales fixe et mobile (2 et 3) présentent toutes deux un chanfrein (421 et 318) en leur zone centrale, en haut de leur nez. Ces chanfreins sont destinés à éviter toute interférence avec les congés de nez (410 et 309) de la spirale opposée lors du mouvement de la spirale mobile (3) .
La spirale fixe (2) présente une cavité (409) située en zone centrale, s'étendant axialement depuis un plan intermédiaire (2003) jusqu'à la surface frontale à l'opposé de la plaque d'extrémité discale transversale (2001) au niveau de son nez. La spirale mobile (3) présente également une cavité (313) située en zone centrale, s'étendant axialement depuis un plan intermédiaire (3003) jusqu'à la surface frontale à l'opposé de la plaque d'extrémité discale transversale (3001) au niveau de son nez. Comme décrit plus en détail ci-après, ces cavités (409 et 313) sont utilisées afin d'assurer que les deux chambres symétriques sont soumises à la même pression vapeur. La figure 14 présente des vues en coupe de la zone centrale de l'ensemble spirale fixe (2) et spirale mobile (3) sur les trois étapes différentes (604, 606 et 607) du cycle de détente de la machine (804) . Ces vues en coupe sont présentées selon trois niveaux différents « H1 » « H2 » et «H3», « H1 » étant situé en bas de la spirale fixe (2002) et en haut de la spirale mobile (3002), « H2 » étant situé au milieu des deux spirales (2002 et 3002) et « H3 » étant situé en haut de la spirale fixe (2002) et en bas de la spirale mobile (3002) . Sur les étapes 606 et 607, sans considérer les cavités (vues «H2»), la chambre de vapeur (420) en contact avec le port d'admission (407) sera alimentée en vapeur (808) davantage que sa chambre symétrique (419) . En conséquence, la pression de la première chambre (420) sera supérieure à celle de sa chambre symétrique (419) lors de la détente. Afin de limiter ce phénomène, la cavité (313) de la spirale mobile (3) permet d'ouvrir un canal de communication (319) entre les deux chambres symétriques (419 et 420) . La cavité (409) de la spirale fixe (2) permet également d'ouvrir un canal de communication (315) entre les deux chambres symétriques (419 et 420) . Ces deux canaux (314 et 315) permettent de réduire la différence de pression entre les deux chambres symétriques (419 et 420) .
Les deux chambres symétriques (419 et 420) sont idéalement soumises à la même pression vapeur, car il est connu qu'une différence de pression dans les deux chambres symétriques (419 et 420) entraîne une instabilité de la machine (804) durant son fonctionnement, ce qui augmente le bruit et le niveau de vibrations lors du fonctionnement, et a tendance à réduire sa durée de vie globale.
Ces cavités (409 et 313) sont localisées axialement depuis des plans intermédiaires respectivement (2003, 3003) jusqu'à des surfaces frontales à l'opposé des plaques d'extrémité discales transversales respectivement (2001, 3001) au niveau des nez de leur spirale respective afin de ne pas réduire la taille du nez à proximité des congés de nez (410 et 309), en vue de garantir la tenue mécanique des nez de spirales. Le trou oblong (407) de la spirale fixe (2) est également localisé à distance du congé (410) afin d'éviter toute concentration de contrainte nuisible à la tenue mécanique de la spirale fixe (2) .
Le perçage central (407) de la spirale fixe présente une forme oblongue. Cette forme, son positionnement précis (angle, centre) et le fait que ce perçage se fasse partiellement dans la matière de la spirale fixe (2) ont été déterminés de telle manière à optimiser le débit de vapeur en entrée tout en maximisant le ratio de volume de la détente. Il est connu que la forme idéale de ce perçage est une forme de «haricot» (426) du type de celle présentée en figure 16, cependant ce type de forme se révèle difficile à usiner de manière industrielle. Un simple perçage rond est plus facile à réaliser, mais présente également de moindres performances : débit d'entrée inférieur et/ou ratio de volume inférieur.
La spirale mobile (3) présente, autour de sa surface en contact avec la butée, un chanfrein d'angle faible (310), typiquement compris entre 1 degré et 5 degrés, visible sur la vue de détail D de la figure 4. Ce chanfrein (310) est destiné à créer un effet hydrodynamique bénéfique pour la lubrification du contact glissant entre la spirale mobile (3) et une rondelle (9) de la butée axiale. La transition entre une face arrière (317) de la spirale mobile (3) et le chanfrein (310) est réalisée grâce à un congé de raccordement (316) .
Dans l'exemple décrit, les spirales fixe (2) et mobile (3) sont réalisées en fonte, notamment une fonte de type graphite sphéroïdale résistant à l'éthanol.
Les pièces sont réalisées par fonderie dans un moule et par usinage des profils de spirales et des différents perçages, puis peuvent faire l'objet d'un traitement de surface par nitruration dans un bain de sels suivi d'une phase d'oxydation ou alternativement d'un traitement de phosphatation au phosphate de manganèse.
Alternativement, les pièces sont réalisées en acier faisant ou non l'objet d'un traitement de type DLC sur au moins sa surface de contact au niveau des spirales.
Description détaillée de la partie mobile
Les figures 3 et 6 représentent respectivement une vue en coupe longitudinale de la machine et une vue en perspective des éléments constituant la partie mobile de la machine de détente.
L'anneau anti-rotation (12) entoure la spirale mobile (3) . Il est positionné de telle sorte que l'effort axial induit par la pression dans la spirale mobile (3) se transmette directement au support de la butée axiale (220) . Cet anneau est dit «femelle — femelle», car il possède des rainures disposées de manière perpendiculaire entre elles. Cette configuration permet à l'anneau de rapprocher axialement les deux forces qui lui sont appliquées, à savoir la force appliquée par les plots (302) de la spirale mobile (3) et la force de réaction appliquée par les plots (403) de la spirale fixe (2) . Le fait que ces deux forces soient proches axialement a pour effet de minimiser le flambage de l'anneau (12) sous charge.
La spirale mobile (3) présente le moyeu central (320) dans lequel est logé un palier (106) .
Ce moyeu contient une coupelle d'isolation (11) . Cette coupelle (11) permet de créer un volume de vapeur statique formant une isolation thermique à l'endroit où la température de la spirale mobile (3) est la plus élevée. La coupelle (11) présente des perçages destinés à éviter l'accumulation de liquide dans le volume d'isolation.
Il est connu que l'effort de scellement dans les machines volumétriques à spirales dont le guidage radial de la spirale mobile est dit accommodant («compilant» en anglais) est obtenu avec l'inertie de la spirale mobile et/ou en décalant l'axe du maneton excentrique (314) de façon à ce que la réaction de l'effort tangentiel de vapeur (808) de la spirale mobile (3) sur le maneton excentrique (314) induise un effort résultant dans la direction radiale de la spirale mobile (3) . Cet effort radial induit dans le plan des points de scellement (416) permet d'augmenter artificiellement l'effort de scellement des spirales fixe et mobile (2 et 3) . Dans le cas particulier de la machine de détente (804) selon l'invention, la contribution inertielle de la spirale mobile (3) à l'effort de scellement est supprimée à l'aide de l'équilibrage dynamique réalisé avec le contrepoids (14). Cette particularité permet de rendre l'effort de scellement indépendant de la vitesse de rotation de la machine de détente (804). Cette particularité est notamment primordiale lorsque la machine de détente (804) est reliée à une machine rotative associée (801) dont la vitesse de rotation est variable. Ainsi, l'étanchéité aux flancs entre les spirales mobile et fixes (2 et 3) à basse vitesse est améliorée, et le risque d'endommagement des spirales à haute vitesse est réduit.
La liaison entre l'arbre (13) et le contrepoids (14) est réalisée par l'intermédiaire du bombé (26), visible sur la figure 15. Le bombé (26) est fixé sur l'arbre (13) par l'intermédiaire de vis (27) et peut alternativement être fretté dans son logement. Le bombé (26) présente une surface ajustée légèrement convexe (260) au niveau de la surface de contact avec le contrepoids (14). Cette surface convexe (260) présente un rayon de courbure de l'ordre d'un mètre et permet au contrepoids (14) d'avoir une liaison linéaire rectiligne avec l'arbre (13). La ligne de contact entre le bombé (26) et le contrepoids (14) permet de diminuer 1 ' hyperstatisme de la machine de détente (804) et ainsi de supprimer la transmission du moment engendré par les efforts axiaux de vapeur (808) à l'arbre (13) . Les dimensions du bombé (26) pourront également être adaptées afin de modifier le décalage effectif du maneton excentrique (314) vis-à-vis de l'arbre (13), et donc de modifier l'effort de scellement entre les deux spirales (2 et 3) . Le bombé (26) pourra avantageusement être réalisé par une pièce rapportée afin de faciliter sa réalisation, en particulier lorsque cette pièce nécessitera une dureté et/ou un état de surface plus contraignant que ceux de l'arbre (13) . On pourra ainsi assembler de manière économique un bombé (26) en acier traité rectifié avec un arbre (13) en fonte ou en acier directement issu de tournage ou de fraisage.
Description détaillée de l'ensemble carter
Les figures 3 et 7 représentent respectivement une vue en coupe longitudinale de la machine, une vue en perspective des éléments constituant l'ensemble carter en coupe partielle. Les figures 9 et 19 représentent respectivement des variantes dans la surface de contact de la rondelle (9) ainsi qu'une variante de la rondelle (9) présentant une chambre annulaire de contre-pression.
Cet ensemble (200) est constitué de deux pièces principales : le carter (5) et l'adaptateur PTO (8) (PTO est l'abréviation du terme anglais «Power Take-Off », équivalent du français «Prise de Puissance Auxiliaire») . Ces deux pièces sont assemblées grâce à un assemblage boulonné qui permet également de monter l'ensemble carter (200) sur le couvre-spirale (4) .
L'étanchéité et le centrage de l'ensemble carter (200) avec le couvre-spirale sont assurés par une bride cylindrique (201) et par le joint torique (74) disposé dans une gorge annulaire (229) . Il s'agit d'une zone basse-pression à basse température relativement au reste de la machine, ce qui permet d'utiliser des joints en élastomère peu coûteux, plutôt que des joints résistant à de fortes températures. Le joint (74), comme tous les autres joints statiques de la machine, est un joint torique en fluoroélastomère, par exemple en VITON (nom commercial) ou en EPDM (éthylène-propylène-diène monomère) .
L'étanchéité et le centrage de la pièce carter (5) avec la pièce adaptateur PTO (8) est assuré par un centrage cylindrique (217) et par un joint torique (72) disposé dans une gorge annulaire (228) .
Dans l'exemple décrit, la pièce adaptateur PTO (8) dispose de moyens de fixation (205) permettant le montage de la machine de détente (804) sur la machine rotative associée (801), par exemple au niveau d'une prise de force et en particulier la prise de mouvement arrière, prévue sur la machine rotative associée (801) .
La géométrie de ce moyen de fixation peut être adaptée en fonction de l'interface disponible sur le carter de la machine rotative associée (801). Dans l'exemple décrit, cette fixation est réalisée par boulonnage à l'aide d'oreilles (205). L'étanchéité est assurée par un joint torique (75) disposé dans une gorge annulaire (221) .
Le positionnement de ce moyen de fixation (205) et la compacité de cette partie permettent à la machine d'être partiellement à l'intérieur du carter de la machine rotative associée (801), réduisant ainsi l'encombrement extérieur visible de la machine (804) .
L'ensemble carter (200) dispose d'une ou plusieurs cales de réglage (23) reprenant la forme d'une bride du carter (417) . L'épaisseur de cette cale est ajustée afin de régler le jeu axial entre la spirale fixe (2) et la spirale mobile (3), en vue d'atteindre un jeu nominal, par exemple 50 microns. Ce jeu axial nominal entre les spirales (2 et 3) est calculé en fonction notamment des températures et des pressions de fonctionnement appliquées à la machine (804), mais aussi de la rigidité du joint-plat haute température (6) . La maîtrise de ce jeu axial est essentielle d'autant plus que la machine (804) est prévue pour fonctionner en haute température (jusqu'à 250 °C) .
Cet ensemble carter (200) comprend un support de butée axiale (220) reprenant les efforts axiaux générés par la pression vapeur sur la spirale mobile (3) . Les frottements exercés sur cette butée pendant le déplacement de la spirale mobile nuisant fortement à la performance globale de la machine (804), un traitement de surface est appliqué sur l'une des surfaces de la butée, du côté de la spirale mobile (3) ou du carter (5) , ou sur les deux, afin de réduire les pertes par friction dues à ce contact. Dans l'exemple décrit, ce traitement n'a pas été réalisé directement sur les pièces, mais sur une rondelle en acier revêtue d'un composite Métal-Polymère (9) (par exemple fourni par la société Daido Métal, nom commercial DAIDYNE DDK05) ou tout autre revêtement de surface similaire réalisé notamment par une couche de PTFE (polytétrafluoroéthylène) ou tout autre matériau de module de Young inférieur ou égal à 5 GPa, d'épaisseur minimum 50 ym déposé sur un substrat métallique permettant l'accroche mécanique du matériau souple (PTFE ou autre) et la dissipation de la chaleur. La rondelle (9) rapportée a été fixée sur le support de butée (220) afin de diminuer les frictions avec la spirale mobile (3) . Alternativement, elle pourra être fixée sur la spirale mobile (3) , ou pourra ne pas être fixée du tout. La rondelle (9) permet de simplifier fortement le processus de réalisation du traitement surface, celui-ci étant difficile et coûteux à réaliser sur des pièces volumineuses. Dans l'exemple décrit, la rondelle (9) a été fixée grâce à des rivets (105), mais pourrait être fixée grâce à tout autre moyen (visserie ou ergots par exemple) sans que cela ne modifie son principe d'utilisation. Alternativement, la rondelle peut être centrée sur son diamètre intérieur ou extérieur et arrêtée en rotation par un ergot ou un pion.
L'utilisation d'une rondelle (9) comportant une épaisseur de matériau souple (module de Young inférieur à 5 GPa) et d'épaisseur de l'ordre de 50 à 250 microns permet une accommodation de la surface et facilite la formation d'un «coin d'huile» sur le bord intérieur de la surface (211) . La couche de matériau souple permettant par ailleurs une certaine accommodation sur l'ensemble de sa surface plane, celle-ci pourra avantageusement être utilisée brute, sans nécessiter de réusinage ou de rectification qui aurait été nécessaire pour atteindre un niveau de planéité acceptable si la pièce avait été en métal ou revêtue d'un dépôt de faible épaisseur. Selon des exemples de variantes présentées en figure 9, et en vue d'améliorer les performances de la machine, la rondelle (9) de butée peut comporter sur sa face sujette au frottement plusieurs zones en dépression (222) réparties de manière sensiblement homogène. Selon une variante, ces zones en dépression — ou poches — (222) sont sensiblement circulaires et présentent une profondeur faible devant leur diamètre, typiquement 30 à 100 ym de profondeur. Les poches (222) ont un rayon de préférence inférieur à l'excentricité de la trajectoire orbitale de la spirale mobile (3) ce qui favorise le renouvellement de l'huile dans la cavité et sur la face opposée grâce à la cinématique de la spirale mobile (3) . La distance minimum entre poches (222) voisines pourra être sensiblement inférieure ou égale à un diamètre d'orbite, et choisie pour assurer un ratio (surface de poches/surface de butée) compris entre 20 % et 50 %.
De manière préférentielle, les poches (222) sont réalisées sur la face de la butée équipée de la rondelle (9) rapportée en polymère, et leur profondeur est inférieure ou égale à l'épaisseur de la couche de polymère, ce qui rend leur réalisation plus économique et assure surtout un raccordement entre poches et partie plane non agressif pour la pièce antagoniste .
Les poches (222) peuvent être reliées entre elles par des canaux de communication (214) de faible largeur afin de favoriser le renouvellement de l'huile qu'elles emprisonnent, et ainsi éviter 1 ' échauffement de l'interface, en particulier sur des machines devant fonctionner à forte vitesse de rotation et/ou ayant une butée axiale étendue radialement (par exemple lorsque la largeur de butée est supérieure à six fois l'excentricité du mouvement orbital de la spirale mobile) .
Les canaux (214) reliant les poches adjacentes seront agencés pour permettre, de proche en proche, une circulation de l'huile entre le diamètre intérieur et le diamètre extérieur de la rondelle (9) de butée ; avantageusement les canaux (214) seront disposés selon la direction tangentielle, dans le sens favorable vis-à-vis du mouvement de la spirale mobile (3) . Ladite direction tangentielle est orientée de manière à ce que les canaux (214) soient perpendiculaires à la direction de déplacement instantané de la spirale mobile (3) à l'endroit où la butée axiale est la plus chargée. Ladite orientation de canaux (214) et le sens du mouvement de la spirale mobile (3) sont indiqués sur la figure 9.
Ces canaux de communication (214) aboutissant dans les poches (222) peuvent être réalisés d'un côté ou de l'autre de la rondelle (9) sans que cela ne modifie leur principe. Enfin les canaux (214) présenteront une section de passage faible devant la section transversale d'une poche (222) afin de ne pas pénaliser leur portance.
Des stries radiales (212) pourront également être réalisées sur la surface de la rondelle de butée axiale (9), afin de faciliter l'alimentation du contact en huile et diminuer la puissance dissipée par cisaillement du film d'huile. La profondeur de ces stries est comparable aux poches présentées précédemment (222) . Le nombre de stries, leur orientation ainsi que leur largeur pourront être adaptés en fonction de divers paramètres, tels que le type de fluide utilisé ou le type d'huile utilisé .
Une rainure annulaire (223) pourra être aménagée sur la face active de la rondelle métal-polymère (9), dans l'épaisseur du polymère, définissant une ou des chambres annulaires (223) entre la face arrière de la spirale mobile (3) et la rondelle de butée (9) comme montré sur la figure 19. Cette chambre annulaire (223) est alimentée en fluide de travail (808) à plus haute pression que la pression ambiante de la butée par un ou plusieurs perçages (225) débouchant dans le fond de la spirale mobile (3) , et applique ainsi une pression choisie — par la position du perçage — afin de compenser une partie de l'effort axial auquel est soumise la spirale mobile (3) du fait de la distribution de pression dans les spirales (2 et 3) .
Cette poche (223) est étanchée dynamiquement sur ses bords (226) grâce à la capacité d'accommodation du polymère, l'étanchéité étant par ailleurs améliorée par la présence de l'huile dans le fluide de travail (808) . L'étanchéité obtenue est d'autant plus efficace que l'effort axial de pression est important, du fait d'un écrasement du polymère plus prononcé. L'ensemble réalise une diminution de l'effort axial net transitant entre la spirale mobile (3) et le support de butée (220) par l'intermédiaire de la rondelle de butée polymère (9), en vue de diminuer la dissipation thermique locale de celle-ci et d'améliorer la performance de la machine (804) .
La rondelle métal-polymère (9) peut être installée sur le support fixe (220), dans ce cas la chambre (223) comporte au moins localement une extension (224) de dimension sensiblement proche du diamètre d'orbite, afin d'être alimentée en continu par le perçage (225) aménagé dans la spirale mobile (3) . Avantageusement plusieurs perçages (225) dans le scroll mobile pourront alimenter plusieurs extensions (224), permettant aux dites extensions d'avoir une dimension plus limitée, en particulier inférieure à un diamètre d'orbite, sans interruption de l'alimentation en pression de la chambre (223) .
De par son implantation dans le support fixe, la rondelle (9) sera soumise à une température moins élevée et sera refroidie par conduction vers le support fixe (220) .
Alternativement, la rondelle métal-polymère (9) peut être installée à l'arrière de la spirale mobile (3), la chambre annulaire peut ainsi avoir une étendue radiale limitée et constante, ce qui est favorable vis-à-vis de la longueur du chemin de fuite entre la chambre (223) et la pression de la chambre environnante (817).
Côté carter (5), le support de butée axiale (220) est réalisé sur une couronne annulaire en forme de té (210) . Le diamètre de ce té (210) ainsi que son épaisseur a été calculé afin que la flexion du support de butée (220) en direction axiale se conforme à la flexion de la spirale mobile (3) lorsque les spirales (2 et 3) sont sous pression. Ceci permet à la pression de contact sur la rondelle de butée (9) de rester homogène et d'éviter tout pic de contrainte sur sa circonférence intérieure (dans le cas où ladite couronne annulaire est trop rigide) ou extérieure (dans le cas où ladite spirale est trop rigide) .
Dans l'exemple décrit, la surface de la rondelle de butée axiale (9) est plane, afin de minimiser les pressions de contact. Le bord intérieur de cette surface (211), ainsi que les bords de la surface de butée côté spirale mobile (3) , visible sur la figure 4, présentent un chanfrein (310) avec un angle très faible, typiquement compris entre 1 degré et 5 degrés. Ce chanfrein permet à l'huile de se répartir sur la surface, et crée un effet hydrodynamique bénéfique pour la lubrification du contact entre spirale mobile (3) et rondelle de butée axiale (9) . La transition entre la partie arrière (317) plane de la butée et ce chanfrein (310) côté spirale mobile (3) est réalisée grâce à un congé de raccordement (316) .
Le fond du carter (5) présente par ailleurs une sortie d'arbre centrale dont la surface tubulaire intérieure est usinée pour recevoir le palier (103), le joint de bout d'arbre (71) et éventuellement le deuxième joint de bout d'arbre (70) .
Un espace annulaire (202) compris entre les joints de bout d'arbre (70, 71) constitue une chambre de mise à l'air (202) permettant d'éviter la contamination par le fluide de travail contenu dans la machine rotative associée (801) sur laquelle est montée la machine de détente (804) .
Cette chambre (202) est percée par un évent (203) débouchant à l'extérieur, dans la partie basse de ladite chambre annulaire (202), lorsque la machine est montée sur un moteur, pour permettre l'évacuation d'éventuelles fuites de fluides (fluide de travail (808), ou éventuellement fluide présent dans la machine rotative associée (801) .
Les joints (70, 71) sont des joints à lèvres annulaires, les lèvres étant orientées en directions opposées à la chambre (202) pour favoriser l'étanchéité de la machine (804) par rapport au fluide de travail (808) d'une part et l'étanchéité par rapport aux fluides présents dans la machine rotative associée (801) d'autre part. Ainsi, la chambre (202) forme un volume de récupération des fluides pour les évacuer vers l'extérieur, et éviter toute contamination entre les deux machines (804 et 801) . Ces joints à lèvres pourraient être remplacés par tout autre dispositif d'étanchéité dynamique (joints à garniture mécanique par exemple) sans que cela ne modifie le principe de l'invention.
Dans l'exemple décrit, le joint (71) est réalisé en polytétrafluoroéthylène (PTFE) , par exemple un joint à lèvre commercialisé sous la référence BEKA 804 ou BEKA 806 par la société FranceJoint (noms commerciaux) .
Description détaillée de l'ensemble d'accouplement sur une machine rotative associée
Les figures 3, 8 et 11 représentent respectivement une vue en coupe longitudinale de la machine, une vue en perspective des éléments constituant l'ensemble d'accouplement en coupe partielle ainsi qu'une vue schématique d'un cycle de Rankine selon l'invention.
Un cycle de Rankine récupère la chaleur perdue d'une machine rotative associée (801), qui peut être un moteur à combustion interne ou une machine électrique. Cette chaleur peut être récupérée à plusieurs endroits : sur le circuit de refroidissement, sur le refroidissement de l'air comprimé en amont du moteur, sur le refroidissement des gaz d'échappement recirculés dans la machine rotative ou sur des gaz d'échappement (802) tel que représenté dans la figure 11.
Dans ce dernier cas, un échangeur de chaleur (807) est inséré en dérivation sur la ligne d'échappement après le système de dépollution (803) . Une vanne de dérivation (827) répartit proportionnellement les débits entre l'échangeur de chaleur (807) et l'échappement normal.
L'échangeur (807) est un évaporateur destiné à évaporer le fluide de travail (808) du cycle de Rankine. Le fluide de travail (808) est aspiré par la pompe (806) depuis un vase d'expansion (828) à pression contrôlée par une vanne électrique (829). La vanne électrique proportionnelle (829) régule la pression d'air dans le vase d'expansion (828) soit en reliant le vase d'expansion à une source d'air comprimé (821), soit en reliant le vase d'expansion (828) à l'atmosphère.
La température et la pression du fluide de travail (808) en amont de la pompe (806) ainsi qu'en aval de 1 ' évaporateur (807) sont mesurées par des capteurs. Le calculateur du cycle de Rankine reçoit ces signaux pour commander les actionneurs du système ainsi qu'une température de la vapeur dans la machine de détente (804) mesurée soit dans la zone d'expansion (816) soit dans la zone d'échappement (817).
La vapeur produite dans 1 ' évaporateur (807) circule jusqu'à la machine de détente (804) . La machine de détente (804) comprend trois zones : une zone d'admission (814) de la vapeur à haute pression qui est connectée à la zone d'expansion (816), elle-même connectée à la zone d'échappement (817) à basse pression. La vanne de dérivation (59) ouvre et ferme un canal de dérivation mettant en communication la zone d'admission (814) et la zone d'échappement (817) . La vanne de dérivation (59) est avantageusement pneumatique et est connectée à la source d' air comprimé (821). Une vanne électrique (820) contrôle l'admission d'air dans la vanne de dérivation (59) soit en reliant la vanne de dérivation à la source d'air comprimé (821), soit en reliant la vanne de dérivation (59) à l'atmosphère. Le canal de dérivation ou la vanne de dérivation (59) comprend en outre une restriction, typiquement de l'ordre de 20 mm2 afin de limiter le débit volumique traversant le canal de dérivation et de provoquer une montée en pression de la zone en amont de la restriction.
La vapeur à basse pression échappée de la machine de détente (804) depuis la zone d'échappement (817) circule dans le condenseur (805) afin de retourner à l'état liquide. Le condenseur (805) est refroidi soit par un fluide de la machine rotative associée (801) soit par de l'air ambiant. Par exemple, un ou plusieurs des circuits de refroidissement de la machine rotative associée (801) peut être utilisé. Le fluide de travail condensé retourne alors dans le vase d'expansion (828) .
Une zone d'accouplement (99), constituée notamment de l'ensemble d'accouplement (500) et du palier arrière (104), est isolée du fluide de travail (808) via le joint d'étanchéité (71) de bout d'arbre. Cette disposition particulière permet aux éléments situés en zone d'accouplement (99) de posséder un moyen de lubrification indépendant du système de lubrification de la machine volumétrique (804). Cette disposition permet également de limiter la zone contenant le fluide de travail (808) et garantit une compacité maximale de la machine (804) .
La machine de détente (804) est connectée à un arbre tournant (813) de la machine rotative associée (801) . L'ensemble d'accouplement (500) permet de réaliser la liaison entre l'arbre (13) de la machine de détente (804) et l'arbre (813) de la machine rotative associée (801).
L'ensemble d'accouplement (500) ne se limite pas à l'exemple présenté et pourra être constitué d'autres moyens d'accouplement, par exemple une combinaison parmi les éléments suivants : roue-libre, embrayage de tout type, amortisseur de vibration, engrenage, poulie, courroie.
Cet ensemble (500) est situé dans l'adaptateur PTO (8), mais est isolé de la vapeur d'éthanol par le joint (71) de bout d'arbre. Le positionnement à l'intérieur du carter de la machine rotative associée (801) permet à cet ensemble de bénéficier d'un moyen de lubrification indépendant du fluide de travail (808) .
Cet ensemble (500) est à adapter en fonction de la machine rotative associée (801) sur laquelle se monte la machine (804) . La géométrie de la roue dentée (10), en particulier, doit être modifiée selon la machine (801) utilisée.
Cet ensemble (500) est constitué notamment d'une roue dentée (10), disposée autour de l'arbre central (13), permettant de transmettre la puissance mécanique générée par la machine (804) vers la machine rotative associée (801) . Le rapport de vitesse entre la machine (804) et la machine associée (801) est fixe et est typiquement compris entre 1 et 6.
Cet ensemble (500) est constitué notamment d'une roue libre (30) . Dans l'exemple décrit, la roue-libre (30) est à cames, mais elle pourra indifféremment être conçue selon une autre technologie (roue-libre à galets par exemple) . Cette roue- libre est, dans l'exemple décrit, implémentée entre l'arbre (13) et l'intérieur de la roue dentée (10). Cette roue-libre (30) joue le rôle d'embrayage pour la machine (804) . En effet, lorsque la pression vapeur n'est pas suffisante pour entraîner la rotation de l'arbre (13), la roue-libre permet à la machine rotative associée (801) de tourner sans entraîner la machine (804) (roue-libre passante). Lorsque la pression vapeur est suffisante pour entraîner la rotation de l'arbre (13), la puissance de la machine (804) est fournie à la machine rotative associée (801) et la vitesse de rotation de la machine (804) est limitée par celle de la machine rotative associée (801) (roue- libre en prise) .
Cet ensemble (500) est constitué notamment d'un ou plusieurs paliers (31 et 32), permettant de reprendre les efforts axiaux et radiaux induits par la roue dentée (10) . Description détaillée de la lubrification
Les figures 3, 6, 10 et 15 représentent respectivement une vue en coupe longitudinale de la machine, une vue de la partie mobile partiellement coupée, une vue en coupe longitudinale de la machine avec des flèches indiquant la direction des flux d'huile ainsi qu'une vue des parties tournantes de la machine
Dans l'exemple décrit, la machine de détente (804) utilise au moins deux sources de lubrification. La première source de lubrification provient de l'huile contenue dans le fluide de travail sous forme de vapeur, cette huile pouvant servir à lubrifier notamment les contacts de l'anneau anti rotation (12), la rondelle de butée axiale (9), le joint de bout d'arbre (71), le bombé (26) et les paliers (103 et 106). Une partie de la machine étant montée directement à l'intérieur du carter de la machine rotative associée (801), les éléments situés en zone d'accouplement (99) possèdent un moyen de lubrification indépendant, qui peut provenir de l'huile utilisée dans le carter de la machine rotative associée (801) . Dans ce cas, les flux d'huile associés à ces deux sources de lubrification sont représentés par des flèches noires sur la figure 10 pour le flux d'huile provenant du fluide de travail (808), et par des flèches grises et noires pour le flux d'huile provenant du carter de la machine rotative associée (801).
Alternativement, les éléments situés en zone d'accouplement (99) peuvent aussi posséder un moyen de lubrification indépendant de la machine rotative associée (804), par exemple par un graissage permanent.
Le fluide de travail sous forme de vapeur (808) en sortie de spirale est chargé d'huile et circule avec une composante rotative. Cette circulation conduit à une force centrifuge tendant à entraîner les particules d'huile vers la paroi intérieure du couvre-spirale (4). Les liaisons glissière de l'anneau anti-rotation (12) ainsi qu'une partie de la butée axiale (220) sont alimentées en huile par ce flux direct.
L'huile est ensuite captée par les trous inclinés (402), puis transite via des perçages inclinés dans le carter (204) vers le volume annulaire (207), permettant à l'huile de lubrifier le joint de bout d'arbre (71) ainsi que le palier (103) .
La rotation du contrepoids (14) entraînant une dépression dans le volume annulaire correspondant (208), une partie du fluide de travail (808) chargé d'huile passe ensuite par le palier (103) pour atteindre ledit volume (208) et être capté par le contrepoids (14) .
Lorsque le fluide de travail (808) chargé d'huile se trouve dans le volume intérieur (141) du contrepoids, il est animé d'un mouvement de rotation qui projette l'huile, plus lourde que le fluide de travail, contre des parois (142) du dit contrepoids (14) par centrifugation. L'huile adhère aux parois (142) par capillarité et est ensuite entraînée par le mouvement de rotation du contrepoids (14) dans des cavités (140) . Ces cavités présentent une rampe tangentielle (143) pour faciliter l'entrée ainsi qu'un coin (144) permettant à l'huile de s'accumuler dans les cavités (140). Le remplissage progressif des cavités (140) pousse l'huile axialement jusqu'à ce qu'elle soit projetée sur la face arrière (317) de la spirale mobile (3) . Le contrepoids joue un rôle de séparateur d'huile du fluide de travail (808) qui est ensuite évacué du volume intérieur (141) du contrepoids vers le volume (208) puis par des perçages radiaux (209) .
L'autre partie du flux du fluide de travail chargé en huile en provenance du volume (207) est dirigée vers l'intérieur du contrepoids via des rainures axiales (307), visibles sur les figures 5 et 6. Ce flux permet de lubrifier le bombé (26), et débouche dans le volume discal compris entre l'arbre (13) et la coupelle d'isolation (11) . Ce flux passe ensuite par le palier (106) de la spirale mobile (3) pour déboucher dans le volume intérieur (141) du contrepoids où l'huile est ensuite projetée contre la face arrière de la spirale mobile (317) tel que décrit dans le paragraphe précédent.
L'huile projetée contre la face arrière de la butée axiale (220) est ensuite entraînée par le mouvement orbital de la spirale mobile (3) dans la liaison avec la rondelle (9) .
Le palier de bout d'arbre (104) ainsi que les éléments constituant l'ensemble d'accouplement (500) sont implémentés en zone d'accouplement (99), celle-ci pouvant être implémentée à l'intérieur du carter de la machine rotative associée (801) . Le moyen de lubrification des éléments de cette zone (99) étant indépendant du fluide de travail (808), ils peuvent donc être lubrifiés par le brouillard d'huile présent dans le carter de la machine rotative (801), le flux étant de plus forcé par la rotation de la roue dentée (10) . Alternativement, les éléments de ladite zone (99) peuvent être lubrifiés par un graissage permanent .

Claims

Revendications
1 - Machine volumétrique à spirales comportant : une première structure fixe (2) formée par une première plaque d'extrémité discale (2001) transversale dont l'une des surfaces forme un fond de spirale, surmontée par une paroi définissant une première spirale (2002), ladite plaque d'extrémité (2001) présentant un premier orifice central (407)
une deuxième structure mobile (3) formée par une deuxième plaque d'extrémité discale (3001) transversale dont l'une des surfaces forme un fond de spirale, surmontée par une paroi définissant une deuxième spirale (3002),
ladite deuxième structure (3) se déplaçant par rapport à ladite première structure (2) selon un mouvement orbital, lesdits éléments en spirales (2002, 3002) s'ajustant mutuellement avec un décalage orbital afin de réaliser une pluralité de lignes de contact définissant au moins une paire de chambres de fluides fermées (411, 419, 420, 423, 424), le volume desdites chambres de fluides variant en fonction de la position relative de l'une desdites structures (3) par rapport à l'autre structure (2), une extrémité intérieure dudit élément en spirale (2002, 3002) présentant une indentation supérieure (respectivement 409, 313) s'étendant depuis la surface opposée à la plaque (2001, 3001) jusqu'à une section intermédiaire (2003, 3003) caractérisée en ce que l'épaisseur de la paroi de chacune desdites spirales (2002, 3002) varie entre une épaisseur nominale constante sur une partie intermédiaire s'étendant sur plus d'un tour, et une épaisseur réduite, au niveau desdites indentations supérieures (409, 313), dans une partie extrémale centrale s'étendant entre 60° et 120° depuis l'amorce intérieure de la spirale, ladite épaisseur réduite étant inférieure à 50% de ladite épaisseur nominale. 2 - Machine volumétrique à spirales selon la revendication 1 caractérisée en ce que
l'orifice central (407) de ladite première plaque d'extrémité (2001) présente une forme oblongue,
l'une des extrémités dudit orifice central (407) de forme oblongue intersectant la projection transversale de la zone intermédiaire non indentée (2004, 3004) de la spirale
(2002, 3002),
la zone extrémale (2005) de la spirale (2002) surmontant ladite première plaque d'extrémité (2001) présentant une indentation inférieure (2006) s'étendant depuis la périphérie de ladite extrémité de l'orifice oblong (407) jusqu'à la zone médiane (2004) non indentée de la spirale (2001) .
3 - Machine volumétrique à spirales selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'une au moins desdites plaques d'extrémité discales (2001, 3001) transversales présente dans une zone annulaire périphérique une pluralité de cavités séparées (303, 406) par des pontets (425) et creusées par rapport aux fonds de spirales desdites plaques d'extrémité discales (2001, 3001) .
4 - Machine volumétrique à spirales selon la revendication précédente caractérisée en ce que les bords intérieurs (450) desdites cavités (303, 406) sont situés sur une ligne (451) décalée radialement de moins de 60% de l'épaisseur de la paroi de la spirale (2002, 3002) à la projection de la surface interne de l'extrémité périphérique de la spirale opposée (2002, 3002), lorsque la chambre périphérique formée entre les deux spirales est débouchante (étape 601). 5 - Machine volumétrique à spirales selon la revendication 3 ou 4 caractérisée en ce que la largeur desdites cavités (303, 406) mesurée selon la direction radiale est supérieure à l'épaisseur de la paroi de la spirale (2002, 3002) opposée .
6 Machine volumétrique à spirales selon la revendication 3 ou 4 caractérisée en ce que la profondeur desdites cavités (303, 406) est supérieure à 0,5 millimètres.
7 - Machine volumétrique à spirales selon la revendication 1 caractérisée en ce que la surface frontale supérieure de l'une au moins desdites spirales (2002, 2003) présente une rainure médiane (308, 408) pour le positionnement d' un j oint ( 17 , 18).
8 - Machine volumétrique à spirales selon la revendication précédente caractérisée en ce que la surface frontale supérieure de l'une au moins desdites spirales (2002, 3002) présente, sur l'arête interne, des encoches (312) débouchant dans ladite rainure médiane (308, 408) .
9 - Machine volumétrique à spirales selon la revendication 3 ou 4, et la revendication précédente caractérisée en ce que lesdites encoches (312) de la spirale (2002, 3002) de l'une desdites structures (2, 3) sont positionnées pour communiquer, pendant le mouvement orbital, avec les cavités (303, 406) formées dans la plaque d'extrémité discale (2001, 3001) de la structure complémentaire (2, 3).
10 - Machine volumétrique à spirales selon la revendication 1 caractérisée en ce que les spirales fixe et mobile (2002, 3002) présentent toutes deux un congé (410 et 309) au pied de l'extrémité centrale du profil de spirale ainsi qu'un chanfrein (421 et 314) sur l'arête interne du sommet de spirale dans leur zone centrale.
EP18819531.7A 2017-12-15 2018-11-15 Machine volumetrique a spirales Withdrawn EP3724506A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1762225A FR3075251B1 (fr) 2017-12-15 2017-12-15 Machine volumetrique a spirales
PCT/FR2018/052855 WO2019115897A1 (fr) 2017-12-15 2018-11-15 Machine volumetrique a spirales

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3724506A1 true EP3724506A1 (fr) 2020-10-21

Family

ID=61132727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18819531.7A Withdrawn EP3724506A1 (fr) 2017-12-15 2018-11-15 Machine volumetrique a spirales

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3724506A1 (fr)
FR (1) FR3075251B1 (fr)
WO (1) WO2019115897A1 (fr)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59185885A (ja) * 1983-04-06 1984-10-22 Nippon Soken Inc スクロ−ル型流体機械
US5944500A (en) * 1996-06-20 1999-08-31 Sanden Corporation Scroll-type fluid displacement apparatus having a strengthened inner terminal end portion of the spiral element
JP2003049785A (ja) * 2001-08-06 2003-02-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スクロール型流体機械
JP3919631B2 (ja) * 2002-08-13 2007-05-30 株式会社ケーヒン スクロール型圧縮機

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019115897A1 (fr) 2019-06-20
FR3075251B1 (fr) 2019-11-08
FR3075251A1 (fr) 2019-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1001192A5 (fr) Machine du type a volutes.
BE1014892A5 (fr) Compresseur a vis sans huile.
EP3682141B1 (fr) Pivot pour palier lisse et un procédé de réalisation du pivot
FR2559848A1 (fr) Machine a volutes pour comprimer un fluide
EP3247924B1 (fr) Intégration d'une pompe en fût de pignon
FR2845434A1 (fr) Compresseur a dioxyde de carbone hermetique a deux etages
FR2951231A1 (fr) Systeme de lubrification de compresseur a spirale
EP2402613B1 (fr) Pompe à vide de type sèche
FR2965858A1 (fr) Amortisseur a compression de film liquide
FR2636100A1 (fr) Compresseur de fluide et systeme de refrigeration
EP3132123B1 (fr) Pompe à engrenages à carburant, prévue notamment comme pompe à haute pression
FR3075251B1 (fr) Machine volumetrique a spirales
EP3724451A1 (fr) Machine volumetrique spiro-orbitale
FR3067385A1 (fr) Machine de detente et procedes d'utilisation d'une telle machine
FR3075250A1 (fr) Machine volumetrique
CA2874377C (fr) Pompe a cavites progressives
FR3067386B1 (fr) Machine de detente
FR2482208A1 (fr)
FR3087512A1 (fr) Dispositif amortisseur
BE870198A (fr) Elements en volute complementaires, notamment pour pompes a liquides
WO2024115866A1 (fr) Dispositif à arbre rotatif avec refroidissement et lubrification intégrés.
EP3997353A1 (fr) Recirculation de lubrifiant dans un palier a elements roulants de turbomachine
FR2496162A1 (fr) Turbine a refoulement
WO2014184200A1 (fr) Système d'admission amélioré pour une machine de détente axiale
FR2531486A1 (fr) Machine volumetrique a palettes

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20200330

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: WATTS, STEPHANE

Inventor name: ALBERGUCCI, FREDERIC

Inventor name: DARMEDRU, ANTOINE

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20210805

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20211216