Brevet FR2000503A1 — publié le 19690912

i 2000503 La présente invention est relative aux paliers à gaz et peut être utilisée "en particulier bien que non exclusivement dans des turbo-compresseurs. Un Dalier à gaz suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il 5 comprend un stator, un arbre creux en céramique, monté à rotation dans ledit stator, des passages dans le stator pour fournir du gaz au volume compris entre le stator et l'arbre, un organe tel qu'une roue monté à au moins une extrémité de l'arbre, et un tirant s'é-tendant à travers l'arbre et maintenant ledit organe sur cet arbre, 10 ce étrant étant suffisamment serré pour assurer qu'en fonctionnement,les extrémités opposées de l'arbré étant à des températures différentes,le tirant continuera à maintenir fermement le ou chaque organe en pla.?e. D'autres caractéristiques de lljnvention apparaîtront au cours 15 de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé dont la Fig. unique représente l'invention appliquée à un turbo-compresseur. En se référant au dessin, un stator comprend un manchon 11 en céramique comportant des joues annulaires 12, 13 d'extrémité, et 20 une enveloppe 14 qui délimite des chambre 15, 16 aux extrémités opposées du stator, les chambres 15, 16 communiquant au moyen d'un passage Y? ménagé dans l'enveloppe. Une partie de l'enveloppe 14 délimite avec le manchon 11 et les joues d'extrémité .12., 1J une chambre lP de section transversale annulaire comportant une entrée 25 19 pour alimenter la chambre 18 en air sous pression. Dans le manchon 11 se trouve un arbre creux 21 en céramique qui, en fonctionnement tourne sur un coussin d'air fourni à partir de la chambre If au volume compris entre le mahchon 11 et l'arbre 21, par l'intermédiaire de passages 22 ménagés'dans le manchon 11. 30 Aux extrémités opposées de l'arbre 21 sont respectivement disposées une roue 23 de compresseur en alliage d'aluminium et une roue 2^ de turbine, ces deux roues étant emmanchées serré sur l'arbre 21. Les roues 23> 24 portent contre les surfaces externes des joues 12, 13 respectivement, mais sont maintenues espacées, en fonctionnement, 35 de ces surfaces par des coussins d'air fournis à partir de la chambre 1? par l'intermédiaire de passages 25» 26 respectivement. En fonctionnement, le turbo-compresseur fonctionne de la façon habituelle, de l'air étant aspiré dans l'enveloppe par la roue 23, comprimé puis transmis au passage 17 à travers la chambre 15, puis du 40 passage 17 à la chambre 16 où il entraîne la roue 24. , BAD ORIGINAL 69 00353 2 2000503 Un tirant 27 s'étend dans l'arbre 21, ce tirant comportant des parties 2P de diamètre plus important, en contact avec lrarbre 21. A une extrémité, le tirant 27 comporte une liaison par filetaje avec la roue 24, et à son autre extrémité il traverse un passage 5 ménagé dans la roue 23 et coopère avec un écrou 29 qui s'appuie contre la roue 23 et qui lorsqu'il est serré maintient, l'ensemble en position. Cet assemblage soumet l'arbre 21 à des contraintes de compression, ce qui est souhaitable lorsqu'on utilise un arbre en céramique. De préférence l'arbre 21 et le manchon 11 sont réalisés 10 en nitrure de silicium. 3n utilisation, la roue de turbine 24 fonctionne à en iron "00°C, tandis que la roue de compresseur 23 fonctionne à environ 20°C. Il se produit une conduction thermique le long du tirant 27 et le Ions de l'arbre 21, et étant donné la grande différence entre 15 les coefficients de dilatation linéaire du matériau céramique et des autres pièces, la traction dans le tirant 27 devrait, dans des circonstances normales, être complètement relâchée aux températures élevées. Ce problème est résolu en appliquant à froid une contrainte élastique au tirant 27, en serrant l'écrpu à une valeur supé-20 rieure à la contrainte thermique qui interviendra en fonctionnement à la température élevée. Par conséquent lorsque l'ensemble est chauffé à la température.élevée, une force convenable subsiste pour maintenir les roues 23, 24 fermement en position. Le matériau constituant le tirant doit bien entendu être choisi de façon à avoir 25 une limite élastique supérieure à la contrainte imposée lorsque l'é-crou 29 est serré. Dans l'exemple particulier représenté, la longueur totale du tirant est égale 171,5 mm, la longueur totale des trois parties du tirant de diamètre réduit est égale à 127 mm. Le plus petit diamètre est égal à 7,1 m et ce diamètre a été soumis p 30 à une contrainte égale à 50,4 Kg/mm en serrant 1'écrou 29, imposant ainsi une charge égale à 2,032 tonnes, et une déformation ê-lastique de 0,26 mm, à froid. La dilatation différentielle du tirant et de l'arbre en céramique à la température d'utilisation est égale à 0,2 mm et la déformation résiduelle résultante impose une 35 charge de compression égale à 1,016 tonnes s'exerçant sur l'arbre 21. Le tirant a été réalisé en acier allié et l'arbre 21 en ni-/ trure de silicium fritté vendu sous la marque Roydazine. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit qui n'a été choisi qu'à titre d'exemple. x 3AD ORfGjft^ ' 69 00353 -Z. 2000503 REVENDICATION Palier à gaz.caractérisé en ce qu'il comprend un"stator, un arbre creux en céramique, monté à rotation dans ledit stator, des passages dans le stator pour fournir du gaz au volume compris entre le stator et l'arbre, un organe tel qu'une roue monté à au moins ^ une extrémité de l'arbre, et un tirant s'étendant à travers l'arbre et maintenant ledit organe sur cet arbre, ce tirant étant suffisamment serré pour assurer qu'en fonctionnement?les extrémités opposées de l'arbre'étant à des températures différentes,le tirant continuera à maintenir fermement le ou chaque organe en place. BAD ORIGINAL