FR3085187A1 - Un turbocompresseur ayant une zone de contact flexible entre un manchon de palier et une partie de compresseur fixe. - Google Patents
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Abstract
Le turbocompresseur comporte un arbre d'entraînement (3) ; au moins un rouet relié à l'arbre d'entraînement (3) ; un moteur électrique configuré pour entraîner en rotation l'arbre d'entraînement (3) et ayant un rotor relié à l'arbre d'entraînement (3) ; un agencement de palier de butée configuré pour limiter un mouvement axial de l'arbre d'entraînement (3) ; un manchon de palier (16) configuré pour supporter en rotation l'arbre d'entraînement (3), le manchon de palier (16) comportant une face d'extrémité axiale (20) qui est tournée vers l'au moins un rouet et une surface de contact (23) qui est située au niveau de la face d'extrémité axiale (20) du manchon de palier (16) et qui est configurée pour coopérer avec l'agencement de palier de butée ; et une partie de compresseur fixe (25) configurée pour centrer le manchon de palier (16), la partie de compresseur fixe (25) comportant une surface interne radiale (28) configurée pour coopérer avec une surface circonférentielle externe (29) du manchon de palier (16). Une zone de contact flexible (32) est formée au niveau d'une interface entre la surface circonférentielle externe (29) du manchon de palier (16) et la surface interne radiale (28) de la partie de compresseur fixe (25).
Description
Domaine de l’invention
La présente invention se rapporte à un turbocompresseur, et en particulier à un turbocompresseur frigorifique.
Arrière-plan de l’invention
Comme cela est connu, un turbocompresseur frigorifique peut comporter :
- un arbre d’entraînement comportant une première partie d’extrémité axiale et une deuxième partie d’extrémité axiale opposée à la première partie d’extrémité axiale,
- au moins un étage de compression configuré pour comprimer un fluide frigorigène, l’au moins un étage de compression comportant au moins un rouet relié à la première partie d’extrémité axiale de l’arbre d’entraînement,
- un moteur électrique configuré pour entraîner en rotation l’arbre d’entraînement autour d’un axe de rotation, le moteur électrique comportant un stator et un rotor, le rotor étant relié à la deuxième partie d’extrémité axiale de l’arbre d’entraînement,
- un agencement de palier de butée configuré pour limiter un mouvement axial de l’arbre d’entraînement pendant le fonctionnement,
- un manchon de palier ayant un axe longitudinal et étant situé entre le moteur électrique et l’au moins un rouet, le manchon de palier entourant l’arbre d’entraînement et étant configuré pour supporter en rotation l’arbre d’entraînement, le manchon de palier comportant une face d’extrémité axiale qui est tournée vers l’au moins un rouet et une surface de contact qui est située au niveau de la face d’extrémité axiale du manchon de palier et qui est orientée perpendiculairement par rapport à l’axe longitudinal du manchon de palier, la surface de contact étant configurée pour coopérer avec l’agencement de palier de butée, et
- une partie de compresseur fixe configurée pour centrer le manchon de palier sur un axe prédéterminé, la partie de compresseur fixe comportant une surface interne radiale configurée pour coopérer avec une surface circonférentielle externe du manchon de palier.
L’agencement de palier de butée comporte en particulier :
- un élément de palier de butée agencé sur la surface externe de l’arbre d’entraînement, l’élément de palier de butée s’étendant radialement vers l’extérieur par rapport à l’arbre d’entraînement,
- une première plaque de palier axial ayant une forme de bague annulaire, la première plaque de palier axial ayant une première surface et une deuxième surface opposée à la première surface de la première plaque de palier axial,
- une deuxième plaque de palier axial ayant une forme de bague annulaire, la deuxième plaque de palier axial ayant une première surface tournée axialement vers la première plaque de palier axial et une deuxième surface opposée à la première surface de la deuxième plaque de palier axial, et
- une bague-entretoise étant serrée entre les premières surfaces des première et deuxième plaques de palier axial au niveau de parties externes radiales des première et deuxième plaques de palier axial, les parties internes radiales des première et deuxième plaques de palier axial définissant un espace dans lequel s’étend l’élément de palier de butée.
En cours de fonctionnement, la surface de contact du manchon de palier vient en butée contre la deuxième surface de la deuxième plaque de palier axial et l’agencement de palier de butée coopère avec les premières surfaces des première et deuxième plaques de palier axial afin de limiter un mouvement axial de l’arbre d’entraînement.
Cependant, le centrage du manchon de palier par la partie de compresseur fixe induit des déformations radiales du manchon de palier pendant l’assemblage du turbocompresseur, et induit ainsi des déformations de la face d’extrémité axiale du manchon de palier. En outre, la face d’extrémité axiale du manchon de palier est également déformée en raison des gradients de dilatation thermique orientés dans une direction radiale se produisant pendant le fonctionnement du turbocompresseur.
Une telle déformation de la face d’extrémité axiale du manchon de palier peut induire des déformations des première et deuxième plaques de palier axial, et ainsi des films de gaz dans l’agencement de palier de butée lorsque ce dernier est un agencement de palier de butée à gaz.
Par conséquent, le centrage du manchon de palier par la partie de compresseur fixe peut détériorer le positionnement parallèle des première et deuxième plaques de palier axial, et peut ainsi entraîner un grippage de l’agencement de palier de butée et une durée de vie réduite du turbocompresseur. De plus, les déformations de la face d’extrémité axiale du manchon de palier n’entraînent pas nécessairement un grippage mais peuvent également entraîner une instabilité de l’agencement de palier de butée, ce qui provoque la génération de vibrations de l’arbre d’entraînement et ainsi des contacts de ce dernier avec des parties statiques du turbocompresseur entraînant des rayures ou une rupture de l’arbre d’entraînement.
Résumé de l’invention
Un objet de la présente invention consiste à fournir un turbocompresseur amélioré qui peut surmonter les inconvénients rencontrés dans les turbocompresseurs classiques.
Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un turbocompresseur qui est fiable, et qui n’est particulièrement pas soumis aux déformations susmentionnées.
Selon l’invention, un tel turbocompresseur comporte :
- un arbre d’entraînement comportant une première partie d’extrémité axiale et une deuxième partie d’extrémité axiale opposée à la première partie d’extrémité axiale,
- au moins un étage de compression configuré pour comprimer un fluide frigorigène, l’au moins un étage de compression comportant au moins un rouet relié à la première partie d’extrémité axiale de l’arbre d’entraînement,
- un moteur électrique configuré pour entraîner en rotation l’arbre d’entraînement autour d’un axe de rotation, le moteur électrique comportant un stator et un rotor, le rotor étant relié à la deuxième partie d’extrémité axiale de l’arbre d’entraînement,
- un agencement de palier de butée configuré pour limiter un mouvement axial de l’arbre d’entraînement pendant le fonctionnement,
- un manchon de palier ayant un axe longitudinal et étant situé entre le moteur électrique et I au moins un rouet, le manchon de palier entourant l’arbre d’entraînement et étant configuré pour supporter en rotation l’arbre d’entraînement, le manchon de palier comportant une face d’extrémité axiale qui est tournée vers l’au moins un rouet et une surface de contact qui est située au niveau de la face d’extrémité axiale du manchon de palier et qui est configurée pour coopérer avec l’agencement de palier de butée, et
- une partie de compresseur fixe configurée pour centrer le manchon de palier sur un axe prédéterminé, la partie de compresseur fixe comportant une surface interne radiale configurée pour coopérer avec une surface circonférentielle externe du manchon de palier, dans lequel une zone de contact flexible est formée au niveau d’une interface entre la surface circonférentielle externe du manchon de palier et la surface interne radiale de la partie de compresseur fixe.
Une telle configuration du turbocompresseur permet une déformation radiale de la zone de contact flexible entre la partie de compresseur fixe et le manchon de palier, et évite ainsi ou au moins réduit fortement les déformations radiales du manchon de palier et donc les déformations de la face d’extrémité axiale du manchon de palier.
Par conséquent, la configuration du turbocompresseur selon la présente invention évite un grippage ou une instabilité de l’agencement de palier de butée, et améliore donc la fiabilité du turbocompresseur et augmente la durée de vie du turbocompresseur.
Le turbocompresseur peut également comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la zone de contact flexible est flexible au moins dans une direction radiale.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la zone de contact flexible est configurée pour éviter une déformation de la face d’extrémité axiale du manchon de palier due à des charges mécaniques provenant de l’assemblage initial du turbocompresseur et/ou due à des gradients de dilatation thermique orientés dans une direction radiale pendant le fonctionnement du turbocompresseur.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la zone de contact flexible est prévue sur le manchon de palier et/ou sur la partie de compresseur fixe.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la zone de contact flexible est prévue sur le manchon de palier et est séparée de la face d’extrémité axiale du manchon de palier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la zone de contact flexible est formée par une partie de contact flexible prévue sur le manchon de palier ou sur la partie de compresseur fixe, la partie de contact flexible étant sensiblement tubulaire et étant sensiblement coaxiale avec l’axe longitudinal du manchon de palier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de contact flexible est prévue sur la partie de compresseur fixe et la surface interne radiale de la partie de compresseur fixe est prévue sur la partie de contact flexible. Donc, pendant l’assemblage du turbocompresseur, la partie de contact flexible étant beaucoup moins rigide que le manchon de palier, elle se déformera et réduit ainsi fortement la déformation du manchon de palier pour une interférence équivalente entre la partie de compresseur fixe et le manchon de palier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de contact flexible est configurée pour centrer le manchon de palier sur l’axe prédéterminé.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de contact flexible fait saillie depuis une surface axiale de la partie de compresseur fixe qui est tournée vers le manchon de palier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de contact flexible se rétrécit radialement vers le moteur électrique.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de contact flexible est prévue sur le manchon de palier et la surface circonférentielle externe du manchon de palier est au moins partiellement prévue sur la partie de contact flexible. Une telle configuration de la partie de contact flexible permet de séparer la zone de contact flexible de la surface de contact du manchon de palier. Donc, pendant l’assemblage du turbocompresseur, la partie de contact flexible se déformera, mais sans affecter la surface de contact du manchon de palier et ainsi l’agencement de palier de butée.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le manchon de palier comporte une rainure annulaire formée dans la face d’extrémité axiale du manchon de palier et s’étendant autour de l’axe longitudinal du manchon de palier, la partie de contact flexible étant délimitée intérieurement par la rainure annulaire.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la zone de contact flexible est formée par plusieurs éléments de contact flexibles répartis angulairement autour de l’axe longitudinal du manchon de palier et prévus sur le manchon de palier ou sur la partie de compresseur fixe.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les éléments de contact flexibles sont répartis régulièrement autour de l’axe longitudinal du manchon de palier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, chaque élément de contact flexible s’étend sensiblement parallèlement à l’axe longitudinal du manchon de palier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, chaque élément de contact flexible est un doigt de contact flexible.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la face d’extrémité axiale du manchon de palier est plane et orientée perpendiculairement par rapport à l’axe longitudinal du manchon de palier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le manchon de palier comporte :
- une partie de palier radial qui est tubulaire et qui est configurée pour supporter en rotation l’arbre d’entraînement,
- une partie de manchon entourant la partie de palier radial et comportant la face d’extrémité axiale du manchon de palier, et
- un espacement annulaire formé entre la partie de palier radial et la partie de manchon.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de contact flexible est prévue sur la partie de manchon.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les éléments de contact flexibles sont prévus sur la partie de manchon.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la rainure annulaire est prévue sur la partie de manchon.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de palier radial est une partie de palier radial à gaz.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de palier radial a un diamètre interne qui est supérieur à un diamètre externe d’une partie de palier de l’arbre d’entraînement qui est entourée par la partie de palier radial, la partie de palier et la partie de palier radial définissant une chambre gazeuse annulaire lorsque l’arbre d’entraînement tourne.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de palier radial et la partie de manchon sont agencées de manière concentrique.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de manchon est reliée à la partie de palier radial par une partie de liaison qui est positionnée à distance de la face d’extrémité axiale du manchon de palier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de manchon et la partie de palier radial sont réalisées en une seule pièce.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de manchon est plus courte que la partie de palier radial le long de l’axe longitudinal du manchon de palier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de palier de butée est un agencement de palier de butée à gaz.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de palier de butée est situé entre l’au moins un étage de compression et le manchon de palier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de palier de butée comporte un élément de palier de butée agencé sur la surface externe de I arbre d’entraînement, l’élément de palier de butée s’étendant sensiblement radialement vers l’extérieur par rapport à l’arbre d’entraînement.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’agencement de palier de butée comporte :
- une première plaque de palier axial ayant une forme de bague annulaire, la première plaque de palier axial ayant une première surface et une deuxième surface opposée à la première surface de la première plaque de palier axial,
- une deuxième plaque de palier axial ayant une forme de bague annulaire, la deuxième plaque de palier axial ayant une première surface tournée axialement vers la première plaque de palier axial et une deuxième surface opposée à la première surface de la deuxième plaque de palier axial, la deuxième surface de la deuxième plaque de palier axial venant en butée contre la surface de contact du manchon de palier, et
- une bague-entretoise étant serrée entre les premières surfaces des première et deuxième plaques de palier axial au niveau de parties externes radiales des première et deuxième plaques de palier axial, la bague-entretoise définissant une distance axiale entre les première et deuxième plaques de palier axial.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les première et deuxième plaques de palier axial sont parallèles l’une à l’autre.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément de palier de butée s’étend dans un espace entre des parties internes radiales des premières surfaces des première et deuxième plaques de palier axial.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le manchon de palier comporte une zone de refroidissement formée dans la surface circonférentielle externe du manchon de palier, et en particulier de la partie de manchon, et destinée au passage d’un fluide frigorigène de manière à dissiper la chaleur provenant du manchon de palier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la zone de refroidissement comporte au moins un canal de refroidissement annulaire formé dans la surface circonférentielle externe du manchon de palier et s’étendant autour de l’axe longitudinal du manchon de palier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le turbocompresseur comporte un élément élastique configuré pour solliciter axialement l’agencement de palier de butée, et en particulier les première et deuxième plaques de palier axial et la bague-entretoise, avec une force prédéterminée contre la surface de contact du manchon de palier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément élastique est agencé entre la deuxième surface de la première plaque de palier axial et la partie de compresseur fixe.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’élément élastique est une rondelle élastique annulaire, de préférence du type Belleville.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’au moins un étage de compression comporte des premier et deuxième étages de compression configurés pour comprimer un fluide frigorigène, les premier et deuxième étages de compression comportant respectivement des premier et deuxième rouets, les premier et deuxième rouets étant reliés à la première partie d’extrémité axiale de l’arbre d’entraînement.
Selon un mode de réalisation de l’invention, chacun des premier et deuxième rouets a un côté avant et un côté arrière, les premier et deuxième rouets étant agencés dans une configuration dos-à-dos.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le turbocompresseur comporte un carter hermétique, l’arbre d’entraînement étant agencé en rotation à l’intérieur du carter hermétique.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la deuxième partie d’extrémité axiale de l’arbre d’entraînement comporte une partie de fixation de rotor comportant un alésage axial recevant le rotor.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la partie de compresseur fixe comporte une surface d’appui contre laquelle le manchon de palier vient en butée, et par exemple la surface de contact du manchon de palier.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le manchon de palier est immobilisé axialement par rapport à la partie de compresseur fixe.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le turbocompresseur comporte en outre un élément de fixation serrant axialement le manchon de palier contre la partie de compresseur fixe, et par exemple contre la surface d’appui de la partie de compresseur fixe.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le manchon de palier est un manchon de palier monobloc.
Ces avantages ainsi que d’autres apparaîtront à la lecture de la description suivante compte tenu des dessins ci-joints qui représentent, à titre d’exemples non limitatifs, des modes de réalisation d’un turbocompresseur selon l’invention.
Brève description des dessins
La description détaillée suivante de plusieurs modes de réalisation de l’invention sera mieux comprise lorsqu’elle est lue conjointement avec les dessins annexés, étant entendu, cependant, que l’invention ne se limite pas aux modes de réalisation spécifiques divulgués.
La Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d’un turbocompresseur selon un premier mode de réalisation de l’invention.
La Figure 2 est une vue agrandie d’un détail de la Figure 1.
La Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d’une partie de compresseur fixe du turbocompresseur de la Figure 1.
La Figure 4 est une vue en perspective de la partie de compresseur fixe de la Figure 3.
La Figure 5 est une vue en coupe longitudinale d’une partie de compresseur fixe d’un turbocompresseur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.
La Figure 6 est une vue en perspective de la partie de compresseur fixe de la Figure 5.
La Figure 7 est une vue en coupe longitudinale d’une partie de compresseur fixe d’un turbocompresseur selon un troisième mode de réalisation de l’invention.
La Figure 8 est une vue en coupe longitudinale d’un turbocompresseur selon un quatrième mode de réalisation de l’invention.
La Figure 9 est une vue en coupe longitudinale d’un manchon de palier du turbocompresseur de la Figure 8.
La Figure 10 est une vue en perspective du manchon de palier de la Figure
9.
Description détaillée de l’invention
Les Figures 1 à 4 représentent un turbocompresseur frigorifique 1 selon un premier mode de réalisation de l’invention, qui peut être par exemple un turbocompresseur frigorifique à deux étages.
Le turbocompresseur 1 comporte un carter hermétique 2 et un arbre d’entraînement 3 qui est agencé en rotation à l’intérieur du carter hermétique 2 et qui s’étend le long d’un axe longitudinal A. L’arbre d’entraînement 3 comporte une première partie d’extrémité axiale 4, une deuxième partie d’extrémité axiale 5 opposée à la première partie d’extrémité axiale 4, et une partie intermédiaire 6 située entre les première et deuxième parties d’extrémité axiale 4, 5.
Le turbocompresseur 1 comporte en outre au moins un rouet 7 relié à la première partie d extrémité axiale 4 de l’arbre d’entraînement 3, et configuré pour comprimer un fluide frigorigène. Le turbocompresseur 1 peut par exemple comporter deux rouets 7 agencés dans une configuration dos-à-dos.
Le turbocompresseur 1 comporte également un moteur électrique 8 configuré pour entraîner en rotation J’arbre d’entraînement 3 autour de l’axe longitudinal A. Le moteur électrique 8 comporte un stator 9 et un rotor 10. Avantageusement, le rotor 10 est relié à la deuxième partie d’extrémité axiale 5 de l’arbre d’entraînement 3. À cet effet, la deuxième partie d’extrémité axiale 5 peut comporter un alésage axial 11 à l’intérieur duquel est agencé le rotor 10. Le rotor 10 peut par exemple être solidement ajusté, notamment ajusté avec serrage ou ajusté par contraction, à l’intérieur de l’alésage axial 11.
Le turbocompresseur 1 comporte en outre un agencement de palier de butée, appelé également agencement de palier axial, agencé entre l’au moins un rouet 7 et le moteur électrique 8 et configuré pour limiter un mouvement axial de l’arbre d’entraînement 3 pendant le fonctionnement. L’agencement de palier de butée est avantageusement un agencement de palier de butée à gaz.
L’agencement de palier de butée comporte un élément de palier de butée 12 agencé sur une surface externe de la partie intermédiaire 6 de l’arbre d’entraînement 3 et s’étendant radialement vers l’extérieur par rapport à l’arbre d entraînement 3. L élément de palier de butée 12 a une forme de disque plat, et comporte une première face d’extrémité axiale 12.1 et une deuxième face d’extrémité axiale 12.2 opposée à la première face d’extrémité axiale 12.1.
L’agencement de palier de butée comporte également une première plaque de palier axial 13 et une deuxième plaque de palier axial 14 ayant chacune une forme de bague annulaire, et étant agencées en parallèle. La première plaque de palier axial 13 a une première surface 13.1 tournée axialement vers la deuxième plaque de palier axial 14 et une deuxième surface 13.2 opposée à la première surface 13.1, alors que la deuxième plaque de palier axial 14 a une première surface 14.1 tournée axialement vers la première plaque de palier axial 13 et une deuxième surface 14.2 opposée à la première surface 14.1.
L’agencement de palier de butée comporte en outre une bague-entretoise 15 entourant l’élément de palier de butée 12, et étant serrée entre les premières surfaces 13.1, 14.1 des première et deuxième plaques de palier axial 13, 14 au niveau de parties externes radiales des première et deuxième plaques de palier axial 13,14. La bague-entretoise 15 définit une distance axiale entre les première et deuxième plaques de palier axial 13, 14, ladite distance axiale étant légèrement supérieure à la largeur de l’élément de palier de butée 12.
Les parties internes radiales des premières surfaces 13.1, 14.1 des première et deuxième plaques de palier axial 13, 14 définissent un espace dans lequel s’étend l’élément de palier de butée 12. En particulier, les premières surfaces 13.1, 14.1 des première et deuxième plaques de palier axial 13,14 sont respectivement configurées pour coopérer avec les première et deuxième faces d’extrémité axiale 12.1,12.2 de l’élément de palier de butée 12.
Avantageusement, le turbocompresseur 1 est configuré de sorte qu’un fluide frigorigène gazeux soit introduit entre l’élément de palier de butée 12 et les premières surfaces 13.1, 14.1 des première et deuxième plaques de palier axial 13, 14 pour former un palier de butée à gaz pour l’arbre d’entraînement 3.
Le turbocompresseur 1 comporte également un manchon de palier 16, également appelé boîtier de palier, qui s’étend le long de la partie intermédiaire 6 de l’arbre d’entraînement 3 et qui est situé entre l’agencement de palier de butée et le moteur électrique 8. Le manchon de palier 16 peut être un manchon de palier monobloc, ou peut être réalisé à partir de parties séparées assemblées.
Le manchon de palier 16 comporte en particulier :
- une partie de palier radial 18 qui est tubulaire et qui entoure la partie intermédiaire 6 de l’arbre d’entraînement 3, la partie de palier radial 18 étant configurée pour supporter en rotation l’arbre d’entraînement 3,
- une partie de manchon 19 entourant la partie de palier radial 18 et comportant une face d’extrémité axiale 20 qui est plane et qui s’étend perpendiculairement à un axe longitudinal B du manchon de palier 16, la face d’extrémité axiale 20 étant tournée vers l’agencement de palier de butée, et
- un espacement annulaire 21 formé entre la partie de palier radial 18 et la partie de manchon 19.
Selon le premier mode de réalisation de l’invention, la partie de palier radial 18 et la partie de manchon 19 sont agencées de manière concentrique, et la partie de manchon 19 est reliée à la partie de palier radial 18 par une partie de liaison P qui est éloignée de la face d’extrémité axiale 20, et qui est par exemple positionnée sensiblement au centre de la longueur axiale de la partie de palier radial 18. La partie de manchon 19 peut être plus courte que la partie de palier 5 radial 18 le long de l’axe longitudinal B du manchon de palier 16.
Avantageusement, la partie de palier radial 18 comporte des première et deuxième surfaces de palier radial 18.1,18.2 situées sur chaque côté de la partie de liaison P et configurées pour coopérer avec l’arbre d’entraînement 3. Chacune des première et deuxième surfaces de palier radial 18.1, 18.2 a 10 avantageusement un diamètre interne qui est supérieur à un diamètre externe d une partie de palier 22 prévue sur la partie intermédiaire 6 de l’arbre d’entraînement 3 et qui est entourée par la partie de palier radial 18, de sorte que la partie de palier 22 et chacune des première et deuxième surfaces de palier radial 18.1, 18.2 définissent une chambre gazeuse annulaire lorsque l’arbre 15 d’entraînement 3 tourne. Le turbocompresseur 1 est en particulier configuré de sorte qu’un fluide frigorigène gazeux soit introduit entre la partie de palier 22 de l’arbre d’entraînement 3 et la surface interne de la partie de palier radial 18 pour former un palier radial à gaz pour l’arbre d’entraînement 3.
Le manchon de palier 16 comporte en outre une surface de contact 23 20 située au niveau de la face d’extrémité axiale 20 de la partie de manchon 19, et la deuxième surface 14.2 de la deuxième plaque de palier axial 14 vient en butée contre la surface de contact 23.
Avantageusement, le manchon de palier 16 est immobilisé axialement par rapport à une partie de compresseur fixe 25 du turbocompresseur 1. Le 25 turbocompresseur 1 peut comporter donc un élément de fixation 26 serrant axialement le manchon de palier 16 contre la partie de compresseur fixe 25, et plus particulièrement contre une surface d’appui 27 prévue sur une surface axiale de la partie de compresseur fixe 25. L’élément de fixation 26 peut être fixé, par exemple par vissage, au carter hermétique 2 ou à la partie de compresseur fixe 30 25. En particulier, la surface de contact 23 du manchon de palier 16 vient en butée contre la surface d’appui 27.
La partie de compresseur fixe 25 est en particulier configurée pour centrer le manchon de palier 16 sur un axe prédéterminé qui est coaxial avec l’axe de rotation de l’arbre d’entraînement 3. Ainsi la partie de compresseur fixe 25 35 comporte également une surface interne radiale 28 configurée pour coopérer avec une surface circonférentielle externe 29 du manchon de palier 16, et en particulier de la partie de manchon 19.
La partie de compresseur fixe 25 peut comporter par exemple une partie tubulaire 30 définissant un logement interne dans lequel sont reçues les première 5 et deuxième plaques de palier axial 13, 14 et la bague-entretoise 15.
Le turbocompresseur 1 comporte en outre un élément élastique 31 agencé entre la deuxième surface 13.2 de la première plaque de palier axial 13 et la partie de compresseur fixe 25. L’élément élastique 31 sollicite axialement les première et deuxième plaques de palier axial 13, 14 et la bague-entretoise 15 10 avec une force prédéterminée, par exemple comprise dans la plage allant de 1000 à 2000 N, contre la surface de contact 23 du manchon de palier 16. Avantageusement, l’élément élastique 31 est une rondelle élastique annulaire, de préférence du type Belleville, agencée de manière coaxiale avec le manchon de palier 16 et l’arbre d’entraînement 3. L’élément élastique 31 est 15 avantageusement agencé dans un évidement annulaire formé dans une surface axiale de la partie de compresseur fixe 25, et est en contact avec une partie externe radiale de la deuxième surface 13.2 de la première plaque de palier axial
13.
L’élément élastique 31 permet, notamment lorsqu’une dilatation thermique 20 se produit dans le turbocompresseur 1, un coulissement axial des première et deuxième plaques de palier axial 13, 14 et de la bague-entretoise 15 par rapport à la partie de compresseur fixe 25, et évite ainsi les déformations desdites parties qui pourraient entraîner une durée de vie réduite du turbocompresseur 1.
Le manchon de palier 16 comporte en outre une zone de refroidissement 25 36 formée dans la surface circonférentielle externe 29 de la partie de manchon
19. La zone de refroidissement 36 peut comporter par exemple un canal de refroidissement annulaire 37 formé dans la surface circonférentielle externe 29 de la partie de manchon 19 et s’étendant autour de l’axe longitudinal B du manchon de palier 16, le canal de refroidissement annulaire 37 étant destiné au 30 passage d un fluide frigorigène de manière à dissiper la chaleur provenant du manchon de palier 16.
De plus, le turbocompresseur 1 comporte une zone de contact flexible 32 qui est formée au niveau d’une interface entre la surface circonférentielle externe 29 du manchon de palier 16 et la surface interne radiale 28 de la partie de 35 compresseur fixe 25, et qui est flexible au moins dans une direction radiale. La zone de contact flexible 32 est en particulier configurée pour éviter la déformation de la face d’extrémité axiale 20 du manchon de palier 16 en raison des charges mécaniques provenant de l’assemblage initial du turbocompresseur 1 et/ou en raison des gradients de dilatation thermique orientés dans une direction radiale pendant le fonctionnement du turbocompresseur 1.
Selon le premier mode de réalisation de l’invention, la zone de contact flexible 32 est formée par une partie de contact flexible 33 qui est prévue sur la partie de compresseur fixe 25 et qui est sensiblement tubulaire, et la surface interne radiale 28 est prévue sur la partie de contact flexible 33. Avantageusement, la partie de contact flexible 33 est sensiblement coaxiale avec l’axe longitudinal B du manchon de palier 16.
Selon le premier mode de réalisation de l’invention, la partie de contact flexible 33 est configurée pour centrer le manchon de palier 16 sur l’axe prédéterminé, et fait saillie depuis une surface axiale (par exemple depuis la surface d’appui 27) de la partie de compresseur fixe 25 qui est tournée vers le manchon de palier 16. La partie de contact flexible 33 peut par exemple se rétrécir radialement vers le moteur électrique 8.
Il convient de noter que la partie de contact flexible 33 peut être strictement tubulaire, ou peut comporter des fentes longitudinales s’étendant jusqu’à I extrémité distale de la partie de contact flexible 33 afin d’améliorer la flexibilité de la partie de contact flexible 33.
Les Figures 5 et 6 représentent un turbocompresseur 1 selon un deuxième mode de réalisation de l’invention qui diffère du premier mode de réalisation essentiellement en ce que la zone de contact flexible 32 est formée par plusieurs éléments de contact flexibles 34 répartis angulairement, et de préférence répartis régulièrement, autour de l’axe longitudinal B du manchon de palier 16 et prévus sur la partie de compresseur fixe 25. Chaque élément de contact flexible 34 peut par exemple être un doigt de contact flexible ou une languette de contact flexible s’étendant sensiblement parallèlement à l’axe longitudinal B du manchon de palier 16. Cependant, selon un autre mode de réalisation de l’invention, les éléments de contact flexibles 34 peuvent être prévus sur le manchon de palier 16, et par exemple sur la partie de manchon 19.
La Figure 7 représente un turbocompresseur 1 selon un troisième mode de réalisation de l’invention qui diffère du premier mode de réalisation essentiellement en ce que la partie de compresseur fixe 25 comporte un corps de compresseur fixe 25.1 et une partie flexible 25.2 distincte du corps de compresseur fixe 25.1 et fixée au corps de compresseur fixe 25.1, et en ce que le contact flexible 33 est défini par la partie flexible 25.2.
La Figure 8 représente un turbocompresseur 1 selon un quatrième mode de réalisation de l’invention qui diffère du premier mode de réalisation 5 essentiellement en ce que la partie de contact flexible 33 est prévue sur la partie de manchon 19 et en ce que la surface circonférentielle externe 29 du manchon de palier 16 est définie partiellement par la partie de contact flexible 33.
Avantageusement, le manchon de palier 16 comporte une rainure annulaire 35 formée dans la face d’extrémité axiale 20 et s’étendant autour de 10 I axe longitudinal B du manchon de palier 16, et la partie de contact flexible 33 est délimitée intérieurement par la rainure annulaire 35.
Bien entendu, l’invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d’exemples non limitatifs, mais au contraire elle englobe tous les modes de réalisation correspondants.
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Turbocompresseur (1) comportant :- un arbre d’entraînement (3) comportant une première partie d’extrémité axiale (4) et une deuxième partie d’extrémité axiale (5) opposée à la première partie d’extrémité axiale (4),- au moins un étage de compression configuré pour comprimer un fluide frigorigène, l’au moins un étage de compression comportant au moins un rouet (7) relié à la première partie d’extrémité axiale (4) de l’arbre d’entraînement (3),- un moteur électrique (8) configuré pour entraîner en rotation l’arbre d entraînement (3) autour d’un axe de rotation, le moteur électrique comportant un stator (9) et un rotor (10), le rotor (10) étant relié à la deuxième partie d’extrémité axiale (5) de l’arbre d’entraînement (3),- un agencement de palier de butée configuré pour limiter un mouvement axial de l’arbre d’entraînement (3) pendant le fonctionnement,- un manchon de palier (16) ayant un axe longitudinal (B) et étant situé entre le moteur électrique (8) et l’au moins un rouet (7), le manchon de palier (16) entourant l’arbre d’entraînement (3) et étant configuré pour supporter en rotation l’arbre d’entraînement (3), le manchon de palier (16) comportant une face d extrémité axiale (20) qui est tournée vers l’au moins un rouet (7) et une surface de contact (23) qui est située au niveau de la face d’extrémité axiale (20) du manchon de palier (16) et qui est configurée pour coopérer avec l’agencement de palier de butée, et- une partie de compresseur fixe (25) configurée pour centrer le manchon de palier (16) sur un axe prédéterminé, la partie de compresseur fixe (25) comportant une surface interne radiale (28) configurée pour coopérer avec une surface circonférentielle externe (29) du manchon de palier (16), dans lequel une zone de contact flexible (32) est formée au niveau d’une interface entre la surface circonférentielle externe (29) du manchon de palier (16) et la surface interne radiale (28) de la partie de compresseur fixe (25).
- 2. Turbocompresseur (1) selon la revendication 1, dans lequel la zone de contact flexible (32) est configurée pour éviter une déformation de la face d’extrémité axiale (20) du manchon de palier (16) due à des charges mécaniques provenant de l’assemblage initial du turbocompresseur (1) et/ou due à des gradients de dilatation thermique orientés dans une direction radiale pendant le fonctionnement du turbocompresseur (1).
- 3. Turbocompresseur (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la zone de contact flexible (32) est prévue sur le manchon de palier (16) eVou sur la partie de compresseur fixe (25).
- 4. Turbocompresseur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la zone de contact flexible (32) est formée par une partie de contact flexible (33) prévue sur le manchon de palier (16) ou sur la partie de compresseur fixe (25), la partie de contact flexible (33) étant sensiblement tubulaire et étant sensiblement coaxiale avec l’axe longitudinal (B) du manchon de palier (16).
- 5. Turbocompresseur (1) selon la revendication 4, dans lequel la partie de contact flexible (33) est prévue sur la partie de compresseur fixe (25) et la surface interne radiale (28) de la partie de compresseur fixe (25) est prévue sur la partie de contact flexible (33).
- 6. Turbocompresseur (1) selon la revendication 5, dans lequel la partie de contact flexible (33) est configurée pour centrer le manchon de palier (16) sur l’axe prédéterminé.
- 7. Turbocompresseur (1) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel la partie de contact flexible (33) fait saillie depuis une surface axiale de la partie de compresseur fixe (25) qui est tournée vers le manchon de palier (16).
- 8. Turbocompresseur (1) selon la revendication 4, dans lequel la partie de contact flexible (33) est prévue sur le manchon de palier (16) et la surface circonférentielle externe (29) du manchon de palier (16) est prévue au moins partiellement sur la partie de contact flexible (33).
- 9. Turbocompresseur (1) selon la revendication 8, dans lequel le manchon de palier (16) comporte une rainure annulaire (35) formée dans la face d’extrémité axiale (20) du manchon de palier (16) et s’étendant autour de l’axe longitudinal (B) du manchon de palier (16), la partie de contact flexible (33) étant délimitée intérieurement par la rainure annulaire (35).
- 10. Turbocompresseur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la zone de contact flexible (32) est formée par plusieurs éléments de contact flexibles (34) répartis angulairement autour de l’axe longitudinal (B) du manchon de palier (16) et prévus sur le manchon de palier (16) ou sur la partie de compresseur fixe (25).
- 11. Turbocompresseur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le manchon de palier (16) comporte :- une partie de palier radial (18) qui est tubulaire et qui est configurée pour supporter en rotation l’arbre d’entraînement (3),- une partie de manchon (19) entourant la partie de palier radial (18) et comportant la face d’extrémité axiale (20) du manchon de palier (16), et- un espacement annulaire (21) formé entre la partie de palier radial (18) et la partie de manchon (19).5 12. Turbocompresseur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à11, dans lequel I agencement de palier de butée comporte un élément de palier de butee (12) agencé sur la surface externe de l’arbre d’entraînement (3), I element de palier de butée (12) s’étendant sensiblement radialement vers l’extérieur par rapport à l’arbre d’entraînement (3).10 13. Turbocompresseur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à
- 12, dans lequel l’agencement de palier de butée comporte :- une première plaque de palier axial (
- 13) ayant une forme de bague annulaire, la première plaque de palier axial (13) ayant une première surface (13.1) et une deuxième surface (13.2) opposée à la première surface (13.1) de 15 la première plaque de palier axial (13),- une deuxième plaque de palier axial (14) ayant une forme de bague annulaire, la deuxième plaque de palier axial (14) ayant une première surface (14.1) tournée axialement vers la première plaque de palier axial (13) et une deuxieme surface (14.2) opposée à la première surface (14.1) de la deuxième20 plaque de palier axial (14), la deuxième surface (14.2) de la deuxième plaque de palier axial (14) venant en butée contre la surface de contact (23) du manchon de palier (16), et- une bague-entretoise (15) étant serrée entre les premières surfaces (13.1, 14.1 ) des première et deuxième plaques de palier axial (13, 14) au niveau25 de parties externes radiales des première et deuxième plaques de palier axial (13, 14), la bague-entretoise (15) définissant une distance axiale entre les première et deuxième plaques de palier axial (13, 14).
- 14. Turbocompresseur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel le manchon de palier (16) comporte une zone de refroidissement 30 (36) formée dans la surface circonférentielle externe (29) du manchon de palier (16) et destinée au passage d’un fluide frigorigène de manière à dissiper la chaleur provenant du manchon de palier (16).
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