IT9020128A1

IT9020128A1 - Perfezionamenti in un compressore di tipo rigenerativo a camera toroidale

Info

Publication number: IT9020128A1
Application number: IT020128A
Authority: IT
Inventors: Umberto Corradini; Pietro Lacitignola
Original assignee: Nuovo Pignone Spa
Priority date: 1990-04-24
Filing date: 1990-04-24
Publication date: 1991-10-24
Also published as: GB2243650B; IT1240003B; FR2661217A1; GB2243650A; IT9020128A0; CH681826A5; DE4113394C3; DE4113394C2; NL9100710A; DE4113394A1; ES2046918B1; ES2046918R; FR2661217B1; GB9108444D0; ES2046918A2; BE1005290A3

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"PERFEZIONAMENTI IN UN COMPRESSORE DI TIPO RIGENERATIVO A CAMERA TOROIDALE"

Riassunto

Compressore di tipo rigenerativo a camera toroidale in cui le pale del rotore sono a profilo aerodinamico con curvatura nel senso del moto del rotore e di spessore variabile in modo da mantenere costanti le distanze tra le superfici affacciate di due pale contigue, misurate perpendicolarmente alla linea mediana del canale di efflusso delimitato da dette superfici, ed in cui lo stripper presenta sul lato aspirazione una fessura di ingresso a sezione crescente e sul lato mandata smussature degli spigoli nonché svasature sulle pareti del suo canale circonferenziale.

Descrizione

La presente invenzione concerne perfezionamenti in un compressore di tipo rigenerativo a camera toroidale che, riducendo drasticamente le turbolenze e ottimizzando il percorso del fluido tra le pale, consente di abbattere la rumorosità del compressore nonché di conseguire elevatissime prevalenze pur mantenendo ridotte le dimensioni del compressore stesso.

Come noto, i compressori di tipo rigenerativo a camera toroidale vengono utilizzati ovunque sia richiesta una elevata prevalenza con piccole portate. Detti compressori sono costituiti da un rotore provvisto sulla sua periferia circonferenziale di pale le quali ruotano entro una camera toroidale avente una sezione trasversale più grande di quella delle pale stesse ed in cui un blocco di separazione con canale circonferenziale per il passaggio delle pale, denominato "stripper", interrompe la continuità di detta camera separando il lato aspirazione dal lato mandata del compressore, opportuni organi di tenuta essendo interposti tra i suddetti elementi. In tal modo il fluido aspirato non segue solo la rotazione del rotore ma compie anche un percorso elicoidale attraverso la detta camera toroidale passando più volte attraverso le pale del rotore durante il suo percorso dall'ingresso all'uscita del compressore. Ciascun passaggio attraverso le pale può così essere riguardato come uno stadio convenzionale di compressione e quindi con un siffatto compressore si ottengono più compressioni in cui il fluido viene più volte accelerato, da cui il nome "rigenerativo" dato al compressore, raggiungendo aumenti di pressione quali si sarebbero potuti ottenere solo con compressori ad alta velocità o a più stadi.

Questi compressori rigenerativi a camera toroidale noti dallo stato della tecnica, non avendo il fluido uniformemente guidato durante il suo moto elicoidale entro la camera toroidale, non consentono il conseguimento di alti rendimenti riducendo così il valore di prevalenza teoricamente ottenibile. Inoltre, la suddetta mancanza di guida opportuna del fluido induce nei compressori noti turbolenze che sono causa di moleste ed indesiderate rumorosità.

In alcune realizzazioni note si è tentato di ridurre i suddetti inconvenienti realizzando compressori di dimensioni maggiorate per ottenere una maggior prevalenza ed adottando soluzioni complicate e costose di silenziatori per ridurre la rumorosità.

Scopo della presente invenzione è appunto quello di ovviare ai suddetti inconvenienti e di fornire quindi un compressore di tipo rigenerativo a camera toroidale che, oltre ad essere economico, altamente efficiente e soprattutto di dimensioni ridottissime, presenti pure una minima rumorosità ed una elevatissima prevalenza sì da renderlo particolarmente adatto per impieghi di uso domestico.

Ciò viene sostanzialmente conseguito dotando il rotore di pale a profilo aerodinamico, con curvatura nel senso del moto e con spessore variabile in modo che risultino di lunghezza costante le distanze tra le due superfici affacciate di due pale contigue delimitanti un canale di efflusso, misurate perpendicolarmente alla linea media del detto canale di efflusso.

In tal modo, infatti, si ottiene un ingresso corretto e privo di turbolenze del fluido entro i detti canali di efflusso delimitati dalle pale data la loro curvatura, il fluido si muove ora di moto uniforme dentro i detti canali per il modo specifico in cui questi sono stati realizzati ed infine il fluido fuoriesce con la massima velocità possibile data la curvatura in avanti delle pale stesse, con il risultato finale dell'ottenimento di una elevatissima prevalenza.

D'altra parte il detto blocco di separazione o stripper viene realizzato secondo l'invenzione in modo da presentare sul lato aspirazione del compressore una fessura di ingresso, per l'introduzione del fluido nei canali delimitati dalle pale, a sezione crescente cosicché il fluido in ingresso può ora affluire gradualmente entro i detti canali senza alcun impatto violento contro le pale del rotore e quindi senza turbolenze.

Il suddetto stripper è inoltre provvisto sul lato mandata del compressore di smussature degli spigoli nonché di svasature sulle pareti del suo canale realizzanti un invito graduale per l'ingresso delle pale entro il detto canale dello stripper. In tal modo viene evitato non solo il prodursi dei fenomeni di vorticosità, ma anche che l'improvvisa costrizione determinata dallo stripper, ostacolando il flusso del fluido, dia al luogo ad alta rumorosità.

In definitiva, il compressore di tipo rigenerativo a camera toroidale, comprendente un rotore provvisto sulla sua periferia circonferenziale di pale le quali delimitano tra loro canali di efflusso del fluido da comprimere e ruotano entro una camera toroidale avente una sezione trasversale più grande di quella delle pale stesse ed in cui un blocco di separazione con canale circonferenziale per il passaggio delle pale, denominato "stripper", interrompe la continuità di detta camera separando il lato aspirazione dal lato mandata del compressore, opportuni organi di tenuta essendo interposti tra i suddetti elementi, è caratterizzato secondo la presente invenzione dal fatto che le dette pale sono realizzate a profilo aerodinamico, con curvatura nel senso del moto del rotore e con spessore variabile in modo che rimangano costanti le distanze tra le due superfici affacciate di due pale contigue delimitanti un canale di efflusso, misurate perpendicolarmente alla linea media del detto canale di efflusso e dal fatto che il detto stripper presenta sul lato aspirazione del compressore una fessura di ingresso a sezione crescente per l'introduzione del fluido nei detti canali di efflusso delimitati dalle pale ed è provvisto sul lato mandata del compressore di smussature degli spigoli nonché di svasature sulle pareti del detto suo canale, realizzanti un invito graduale per l'ingresso delle pale entro il detto canale dello stripper.

Secondo poi una realizzazione preferenziale della presente invenzione, i detti organi di tenuta sono costituiti da più filetti concentrici ricavati su entrambi i lati del rotore stesso, realizzanti tenute a labirinto.

Secondo un'altra realizzazione preferenziale della presente invenzione, il detto rotore è ottenuto in pezzo unico, ad es. per fusione, per stampo, ecc., comprensivo di pale a spessore variabile e di tenute a labirinto.

Ulteriore realizzazione preferenziale della presente invenzione è data infine dal fatto che il detto compressore è fatto tutto di plastica.

L'invenzione viene ora meglio chiarita con riferimento ai disegni allegati che illustrano una forma preferenziale di realizzazione pratica data a solo titolo esemplificativo ma non limitativa in quanto varianti tecniche e costruttive potranno essere sempre apportate senza uscire dall'ambito della presente invenzione.

In detti disegni:

la Fig. 1 mostra in una vista prospettica parzialmente sezionata un compressore rigenerativo a camera toroidale realizzato secondo l'invenzione;

la Fig. 2 mostra una vista in sezione frontale ed in scala ridotta del compressore dell'invenzione fatta secondo la linea AA di Fig. 1;

la Fig. 3 mostra una vista parziale dall'alto di una porzione del compressore privata del rotore per visualizzare le caratteristiche del suo stripper;

la Fig. 4 mostra una vista parziale della faccia palettata del rotore del compressore rigenerativo secondo 1'invenzione.

Con riferimento alle Figure, con 1 viene indicato il rotore del compressore che, imperniato col suo mozzo 2 entro una opportuna cavità 3 presentata dal corpo interno 4 del compressore stesso, presenta sulla periferia circonferenziale della sua faccia inferiore una serie di pale 5 nonché tre filetti concentrici 6 atti a far tenuta a labirinto con il detto corpo interno 4. Detto rotore 1 e conseguentemente le sue pale 5 ruotano nel senso della freccia 7 entro una camera toroidale 8 che presenta una sezione trasversale più grande di quella delle pale stesse e che è delimitata dal detto corpo interno 4 e dal corpo esterno 9 del compressore, il quale a sua volta presenta un foro per il passaggio dell’albero 10 di connessione del rotore con un motore di trascinamento nonché un condotto di mandata 11. Sulla faccia superiore del rotore 1 sono inoltre previsti tre filetti concentrici 12 atti a fare tenuta a labirinto con il detto corpo esterno 9. Le dette pale 5, che delimitano tra loro canali di efflusso 13 (v. Fig. 4), sono realizzate a profilo aerodinamico, con curvatura nel senso del moto 7 del rotore e con spessore variabile in modo che le distanze 14 tra le due superfici affacciate 15 e 16 di due pale contigue, misurate perpendicolarmente alla linea mediana 17 del canale di efflusso delimitato da dette superfici, risultino costanti. D'altra parte la suddetta camera toroidale 8 è interrotta da un blocco di separazione (v. Figg.

1 7 3) o stripper 18 con canale circonferenziale 19 per il passaggio delle pale 5, il quale separa il lato aspirazione del compressore, costituito da un foro 20 nel corpo interno 4 attraverso il quale foro il fluido entra secondo il verso della freccia 21, dal lato mandata del compressore, costituito dal detto condotto 11 attraverso il quale il fluido viene espulso secondo il verso della freccia 22. Orbene, detto stripper 18 presenta in corrispondenza del detto foro 20 e quindi nel lato aspirazione una fessura di ingresso 23 a sezione crescente nella direzione della freccia 7 (v. Figg. 1 e 3) per il convogliamento guidato del fluido entro i canali di efflusso 13 delimitati dalle pale 5 e sul lato mandata, lato condotto 11, spigoli smussati 25 e 26 (v. Figg. l e 3) nonché svasature 27 e 28 delle pareti 19' e 19” del detto canale 19 realizzanti un invito graduale per l'ingresso del gas trascinato dalle pale ruotanti 5 entro il detto canale 19 dello stripper 18.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Compressore di tipo rigenerativo a camera toroidale, comprendente un rotore provvisto sulla sua periferia circonferenziale di pale le quali delimitano tra loro canali di efflusso del fluido da comprimere e ruotano entro una camera toroidale avente una sezione trasversale più grande di quella delle pale stesse ed in cui un blocco di separazione con canale circonferenziale per il passaggio delle pale, denominato "stripper", interrompe la continuità di detta camera separando il lato aspirazione dal lato mandata del compressore, opportuni organi di tenuta essendo interposti tra i suddetti elementi, caratterizzato dal fatto che le dette pale sono realizzate a profilo aerodinamico, con curvatura nel senso del moto del rotore e con spessore variabile in modo che rimangano costanti le distanze tra le due superfici affacciate di due pale contigue delimitanti un canale di efflusso, misurate perpendicolarmente alla linea media del detto canale di efflusso e dal fatto che il detto stripper presenta sul lato aspirazione del compressore una fessura di ingresso a sezione crescente per l'introduzione del fluido nei detti canali di efflusso delimitati dalle pale ed è provvisto sul lato mandata del compressore di smussature degli spigoli nonché di svasature sulle pareti del detto suo canale, realizzanti un invito graduale per l'ingresso delle pale entro il detto canale dello stripper.
2. Compressore di tipo rigenerativo a camera toroidale secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti organi di tenuta sono costituiti da più filetti concentrici ricavati su entrambi i lati del rotore stesso, realizzanti tenute a labirinto.
3. Compressore di tipo rigenerativo a camera toroidale secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il detto rotore è realizzato in pezzo unico comprensivo di pale a sezione variabile e di tenute a labirinto.
4. Compressore di tipo rigenerativo a camera toroidale secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di essere realizzato tutto in plastica.