Brevet FR2305619A1 — publié le 19761022

La présente invention concerne un compresseur périphérique pour fluide, comprenant un disque rotatif a la périphérie duquel sont fixées des ailes d'entratnement du fluide, et un canal torique dans lequel tournent les ailes, de sorte quelles impriment au fluide un mouvement hélicoïdal d'un orifice d'aspiration à un orifice de refoulement. Dans de tels compresseurs, le fluide à comprimer effectue plusieurs passages entre les ailes de la roue au cours de son trajet entre l'ouverture d'aspiration et l'ouverture de refoulement, en augmentant a chaque passage son énergie du fait de l'accélération qui lui est imprimée par les ailes. De tels compresseurs conviennent particulierement pour la compression de faibles débits de fluide avec un fort rapport de pressions. Leur pouvoir mano metrique est élevé, mais leur rendement est toutefois assez faible, de l'ordre de 0,3 a 0,4. La présente invention a pour but de procurer des compresseurs de ce genre qui présentent des rendements notablement plus élevés que ceux obtenus jusqu'ici. Le compresseur selon l'invention est caractérisé en ce que ses ailes sont en forme de croissant, dont la concavité est orientée dans le sens de la rotation du disque. La forme de ces ailes s'apparente a celle des aubes de turbines a action. Il comporte en outre de préférence au moins l'une des caractéristiques suivantes : - ses ailes sont disposées symétriquement par rapport au plan de symétrie du disque qui les porte, - Ses ailes sont a bords effilés, dont les parties externe et interne font des angles aigus avec les plans tangents aux cylindres décrits par les bords, - la forme de la roue et la forme du canal dans lequel tournent ses ailes sont telles que le gaz rentre entre deux ailes par leurs parties inférieures et en ressorte par leurs parties supérieures, - Le canal d'aspiration a l'entrée du fluide a comprimer comporte dans sa partie centrale un guide des filets de fluide entrant qui les dirige vers les parties latérales du canal torique, de façon que les filets du fluide a comprimer arrivent au contact des ailes par leur partie inférieure, - Le canal torique comporte un barrage entre le refoulement et l'aspiration, dont le profil présente une courbure continue se raccordant tangentiellement, d'un c8té a la paroi interne dudit canal, de l'autre a la paroi des canaux de refoulement et d'aspiration, - La roue porte de part et d'autre deux flasques tournant avec elle, qui imposent la direction de l'écoulement interne. Il est décrit ci-apres, a titre d'exemple et en référence au dessin annexé, un compresseur périphérique d'air selon l'invention. La figure 1 représente en coupe par un plan perpendiculaire a l'axe de rotation (représenté par l'axe I-I de la figure 2), une moitié du compresseur, avec un certain nombre d'ailes, du côté des ouvertures d'aspiration et de refoulement, séparées par la pièce de barrage entre l'aspiration et le refoulemente La figure 2 représente le compresseur en coupe au-dessus de son axe de rotation (selon l'axe II-II de la figure 1). La figure 3 représente schématiquement, en projection sur un plan passant par l'axe de rotation (représenté par l'axe III-III de la figure 1), la circulation du gaz a l'intérieur du canal0 La figure 4 représente schématiquement le guide des filets d'air au débouché de l'orifice d'aspiration (coupe par l'axe IV-IV de la figure 1). La figure 5 représente une variante du compresseur en coupe au-dessus de son axe de rotation au débouché de son orifice d'aspiration (coupe par l'axe IV-IV de la figure 1 correspondante, analogue a la coupe représentée en figure 4). Dans la figure 1, le disque 1 du compresseur, entrasse par l'arbre rotatif 2, peut tourner dans le corps 3, sur des roulements à billes 4, 5 (ces derniers apparaissent nettement sur la figure 2), et il comporte sur son pourtour un jeu d'ailes. Celles-ci tournent dans un canal torique 7 relié à des ouvertures d'aspiration 8 et de refoulement 9, séparées par une cloison 10, dans le sens indiqué par la flèche 11 ; le barrage 6 permet de réduire au minimum possible les fuites d'air comprimé de l'ouverture de refoulement vers l'ouverture d'aspiration. Deux ailes successives, telles que 12, 13, sont séparées par des canaux tels que 14, et elles possédent des bords effilés tels que 15, 16, l'air a comprimer pénétrant dans les canaux 14 dans le sens indiqué par la flèche 17. La figure 2 montre la disposition sur le pourtour du disque 1, d'un jeu d'ailes telles que 12A, 12B, vues ici de face, tournant dans le canal torique 7. Ce canal est coupé dans le plan de la figure par un barrage 6, servant a séparer les ouvertures de refoulement et d'aspiration. Dans la figure 3, on voit le sens de circulation de l'air dans le canal, qui comprend une partie droite 7A et une partie gauche 7B, projeté sur un plan passant par l'axe de rotation. L'air pénètre dans les canaux entre les ailes 12A, 12B portées par le prolongement 18 du disque rotatif, par le bas et en ressort par le haut, puis revient vers le bas par la périphérie, dans le sens indiqué par les flèches 8A, 8B, selon des trajets sensiblement circulaires dans le plan de la figure.La composition du déplacement circulaire selon les flèches 8A, 8B, et de la translation dans le canal imprimée par les ailes, donne un déplacement hélicoidal des filets d'air dans le canal, de l'ouverture d'aspiration à celle de refoulement, la figure 4 représente une coupe par un plan passant par l'axe de rotation dans le secteur de l'ouverture d'aspiration 20 (représenté par l'axe IV-IV de la figure 1).Une pièce déflectrice ou guide 21 des filets d'air arrivant dans la direction de la flèche 19, écarte ceux-ci vers les côtés du canal selon des trajets tels que 22, 23, de façon que les filets d'air pénètrent entre les ailes 12A, 1213 par leurs parties inférieures, et non par leur partie supérieure, de façon à éviter toute formation de tourbillons et a imprimer aux filets d'air un mouvnt helicoldal dès leur entrée dans le canal. La figure 5 représente une variante du compresseur, en coupe au-dessus de son axe de rotation au débouché de l'orifice d'aspiration (coupe par l'axe IV-IV de la figure 1 correspondante, analogue a la coupe représentée en figure 4). Dans cette variante, les ailes de la roue 24A, 24B portent deux flasques 25, 26 respectivement, qui imposent au fluide de traverser les aubages de la roue radialement, en rentrant par la section située au rayon inférieur pour sortir par la section située sur le diamètre extérieur de la roue. Une telle roue flasques permet notamment un bon fonctionnement de ce type de compresseur. Bien que la forme de réalisation de l'invention qui vient d'être décrite paraisse préférable, on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de l'invention, certains des organes du compresseur pouvant être remplacés par d'autres qui y joueraient le même rôle technique. REVENDICATIONS 1/ Compresseur périphérique pour fluide, comprenant un disque rotatif à la périphérie duquel sont fixées des ailes, et un canal torique dans lequel tournent les ailes, caractérisé en ce que la section des ailes par un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du disque a la forme d'un croissant, voisine des aubes de turbines à action et en ce que, selon une section par un plan passant par 1 ' axe de la machine, il existe un espace libre entre la paroi interne du canal torique et la base des ailes ainsi qu'entre la paroi externe du canal torique et la partie supérieure des ailes et aussi entre les parois latérales du canal torique et les extrémités latérales des ailes. 2/ Compresseur périphérique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ailes sont disposées symétriquement par rapport au plan de symétrie du disque qui les porte. 3/ Compresseur périphérique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le canal torique comporte un barrage entre la sortie et ltentrée du fluide dans la machine dont le profil présente deux courbures continues se raccordant tangentiellement chacune, d'une part à la paroi interne dudit canal torique, et d'autre part à la paroi du canal de sortie pour lune des deux courbures et du canal d'entrée pour l'autre. 4/ Compresseur périphérique selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ailes sont à bords effilés dont les parties externe et interne font des angles aigus avec les plans tangents aux cylindres décrits par les bords. 5/ Compresseur périphérique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le canal d'entrée du fluide comporte dans sa partie centrale un guide des filets de fluide entrant qui les dirige vers les parties latirales du canal torique, de façon que les filets du fluide arrivent au contact des ailes par leur partie inférieure. 6/ Compresseur périphérique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la roue mobile porte de part et d'autre, sur au moins une partie de la hauteur des ailes, des flasques tournant avec elle qui imposent une section dtentrée du fluide dans les canaux entre les ailes.