Brevet FR2392256A1 — publié le 19781222

L'invention concerne des compresseurs rotatifs, du type étanche à huile, à un ou plusieurs rotors qui, à l'intérieur d'un stator, compriment de l'air dans lequel est injectée de l'huile pour lubrifier les parties mobiles et maintenir une étanchéité correcte entre elles, et duquel cette huile est ensuite éliminée. Selon l'un de ses aspects, l'invention concerne un compresseur rotatif, du type étanche à huile, qui comporte un ensemble rotor-stator à un ou plusieurs rotors, le stator présentant une ou plusieurs sorties et ensemble étant destiné à comprimer un mélange d'air et d'huile, un écran de rejail- lissement espacé de ensemble rotor-stator étant disposé à proximité des sorties du stator, un écran d'égouttage de section pratiquement circulaire étant disposé autour de ltensem- ble ainsi qu'une enveloppe extérieure de section pratiquement circulaire, un ou plusieurs filtres de sortie de type tubulaire étant placés dans espace ménagé entre l'ensemble rotor-stator et l'enveloppe extérieure, le compresseur étant conçu pour que l'air chargé d'huile puisse sortir de l'ensemble rotor-stator, rejaillir sur l'écran de rejaillissement, passer dans un filtre de sortie et, de là, dans une sortie de l'enveloppe et pour que l'huile puisse se retrouver dans une gouttière formée par la partie inférieure de l'écran d'égouttage, Selon un autre de ses aspects, le compresseur rotatif du type étanche à huile, conforme à l'invention, comporte un ensemble rotor-stator avec un ou plusieurs rotors et un stator pour comprimer un mélange d'air et d'hui.le, un écran de rejaillissement au moins partiellement de section circulaire entourant au moins partiellement l'ensemble-rotor-stator, un écran d'égouttage de section pratiquement circulaire entourant l'écran de rejaillissement, un écran séparateur de sortie en matériau perméable à l'air qui est également de section pratiquement circulaire et qui entoure l'écran d'égouttage, et une enveloppe extérieure entourant l'écran séparateur de sortie, le compresseur étant conçu pour que ltair chargé d'huile puisse passer de l'ensemble rotor-stator vers l'intérieur et, de là, à l'extérieur des écrans de rejaillissement et d'égouttage, au travers de l'écran séparateur de sortie et dans une sortie de l'enveloppe, et pour que l'huile puisse se retrouver dans une gouttière formée par la partie inférieure des écrans de rejaillissement et d'égouttage. Dans les compresseurs classiques de ce type, dans lesquels l'huile est éliminée de l'air sur deux étages dont le second comporte un ou plusieurs filtres tubulaires, on prévoit généralement une pièce moulée pour l'ensemble rotor-stator, une autre pièce moulée pour le second étage de séparation, ou une seule pièce moulée de forme complexe pour entourer l'ensemble rotorstator et le séparateur de sortie. Le compresseur conforme à l'invention est tel que tous ses composants sont montés dans une seule enveloppe de section circulaire, en principe une simple enveloppe cylindrique. Outre qu'unie telle forme est esthétiquement plus agréable, elle est mieux adaptée pour supporter une pression importante, et conduit à une économie considérable en matériaux et en travail puisque le processus de coulage est considérablement simplifié. L'invention sera maintenant décrite en se reportant aux dessins annexés qui représentent - figure 1, une vue schématique en coupe longitudinale d'un com- presseur rotatif conforme à l'invention, - figure 2, une vue analogue à la figure 1 d'une variante de compresseur, - figure 3, une vue en coupe transversale selon la ligne 3-3 de la figure 2. - figure 4, une vue analogue à la figure 1 d'une autre variante de compresseur, - figure 5, une vue en coupe transversale selon la ligne 5-5 de la figure 4. On a donc représenté figure I une vue schématique de la section de travail d'un compresseur pourvu d'une entrée 2 qui peut être réduite ou fermée par une soupape de décharge classique 4; cette dernière est soumise à l'effet d'une pression contrôlée par une soupape d'asservissement 6 en fonction de la pression de refoulement du compresseur, de telle sorte que lten- trée est fermée lorsque la pression de refoulement s'élève audessus d'une certaine valeur prédéterminée supérieure à la valeur de fonctionnement normale. Le compresseur comporte égale ment une soupape de pression minimum 8 qui évite que la pression, à l'intérieur du compresseur, descende en dessous d'une pression minimum prédéterminée, si, par exemple, le conduit de refoulement 10 se rompait.Les dispositions énoncées sont connues, et, ni la structure, ni le fonctionnement des composants mentionnés ne seront décrits plus en détails. Le compresseur comporte un ensemble rotor-stator classique, le stator se présentant sous la forme d'un cylindre dans lequel le rotor 14 tourne autour d'un axe décalé par rapport au centre du cylindre et comporte des aubes coulissantes 16. L'ensemble rotor-stator est monté entre des pièce moulées d'extrémité avant et arrière 18 et 20 qui sont accouplées l'une à l'autre. Un arbre d'entraînement 22, destiné à etre accouplé à un moteur, traverse la pièce moulée 18, et une extrémité d'arbre 24 est reçue dans un palier formé dans la pièce moulée 20. L'air est aspiré par l'entrée 2 pratiquée dans la pièce moulée arrière; il pénètre dans ltespaee de travail1 soit dans l'espace en forme de croissant qui, ménagé entre le rotor et le stator, est occupé par les aubes. L'huile est injectée dans l'air, et, après compression, le mélange air-huile est refoulé dans une rangée d'orifices 26 formés dans le bord supérieur du stator 12. Un premier écran de rejaillissement 28, espacé du stator, est situé au dessus des orifices 26. L'écran de rejaillissement 28 est de section partiellement circulaire; il a pratiquement la même longueur que le stator et entoure ce dernier sur environ 1/8 de sa circonférence. Sur chacun de ses bords, l'écran de rejaillissement est pourvu d'une aile dirigée vers le bas 30, laquelle rejoint le stator 12, et présente deux ouvertures 32 pratiquement en son centre. La plus grande partie du gaz comprimé sortant du stator passe donc par les ouvertes 32. Un second écran de rejaillissement 34 est placé autour du premier en ménageant un certain écartement; ce second écran a la forme d'un tube de section circulaire et ouvert à ses extrémités, qui est coaxial à ensemble rotor-stator, est monté sur une nervure du stator, et dont les extrémités sont espacées des pièces moulées. Le second eocran de rejaillissement est entouré par un écran d'égouttage 36, de section circulaire et coaxial à l'ensemble rotor-stator. Les extrémités de l'écran d'égouttage sont en contact étanche avec les deux pièces moulées grâce à deux anneaux d'étanchéité 38. Au centre de sa surface supérieure, l'écran d'égouttage 36 forme un évidement circulaire 39 dans la paroi latérale duquel sont pratiqués un certain nombre de trous 40.Un couvercle 42, de forme inversée par rapport à celle de ltevidement 39, est monté sur cet évidement grâce à deux pattes latérales raccordées sur la face supérieure de l'écran d'égouttage. Le couvercle 42 couvre environ les deux tiers de la circonférence de l'écran d'égouttage et ses extrémités sont ouvertes. Un filtre de sortie 44 entoure l'écran d'égouttage; il est de section circulaire, constitué par un matériau céramique et maintenu en contact étanche avec les deux-pièces moulées gracie à deux anneaux d'étanchéité 45. Enfin, l'ensemble qui vient- d'btre décrit est monté dans une enveloppe extérieure 46 de forme pratiquement circulaire. En fonctionnement, l'espace entre la partie inférieure de l'écran d'égouttage 36 et l'extérieur du stator 12 forme une gouttière pratiquement semi-cylindrique contenant de l'huile. Cette huile est pratiquement à la pression de refoulement du compresseur, de sorte qu'elle est injectée, par des ajutages (non représentés), dans l'air en cours de compression et qu'elle lubrifie les aubes 16, et les autres parties du compresseur de manière classique. L'air chargé d'huile comprimé dans l'ensemble rotor-stator est refoulé par les orifices de refoulement 26 du stator 12 et rejaillit sur la face intérieure du premier écran de rejaillissement, une grande partie de l'huile contenue dans l'air se déposant sur cet écran et descendant dans la gouttière formée entre le bord inférieur des ailes 30 et le stator 12. L'air se dirige vers le centre du premier écran de rejaillissement, traverse les trous 32 et vient frapper la face intérieure du second écran de rejaillissement 34, ce qui se traduit par la condensation d'une partie supplémentaire de l'huile entraînée par l'air; cette huile redescend également dans la gouttière. L'air comprimé se dirige vers les extrémités du second écran de rejaillissement 34 et passe par les trous 40 pour se retrouver dans le passage limité par le couvercle 42. L'air comprimé se dirige alors circonférentiellement, dans les deux sens, vers les deux extrémités ouvertes du passage et pénètre dans l'espace annulaire formé entre l'écran d'égouttage 36 et le séparateur de sortie 44. Enfin, l'air comprimé traverse le séparateur de sortie et se dirige vers l'orifice de sortie 48. Les gouttelettes d'huile que peut encore contenir l'air sont retenues dans le filtre de sortie 44 et descendent dans'le fond de l'enveloppe extérieure 46. Un conduit de retour 50 permet de ramener l'huile accumulée à l'admission d'air. On peut donc voir que l'invention permet de réaliser un compresseur dont la forme extérieure est simple et dont la forme intérieure permet d'intégrer aisément les composants; la disposition coaxiale de ces derniers élimine le besoin d'un ou deux pièce(s) moulée(s) comp-lexe(s), ce qui réduit les prix de fabrication. La structure décrite est du type à double passage; ce qui signifie que, dans chaque étage où l'air progresse de l'ensemble rotor-stator à la sortie d'air comprimé, cet air circule selon deux trajets parallèles de sens opposés. La circulation entre les différents espaces se fait donc alternativement par les extrémités et par le centre des divers écrans. Cela offre l'avantage que la vitesse de l'air est maintenue relativement basse, ce qui améliore l'efficacité de séparation des écrans de rejaillissement et du filtre de sortie. Dans certaines conditions, il peut toutefois être préférable d'utiliser un système A passage unique, dans lequel, à chaque étage, il y a un seul trajet d'air.On notera qu'il est très facile d'adapter le compresseur pour en faire un système à passage unique, en disposant les divers écrans de telle sorte que la communication entre les espaces annulaires se fasse au niveau des extrémités de ces écrans. Dans la variante représentée figures 2 et 3, les m- mes composants sont affectés des mêmes références numériques. Cette variante de compresseur est un système à passage unique; ainsi, l'air sortant du stator 12 heurte le premier écran de rejaillissement tubulaire 28 et se dirige vers la droite du compresseur (figure 2); il se dirige ensuite vers la gauche du compresseur entre les premier et second écrans de séparation 28 et 34; il revient ensuite vers la droite du compresseur entre le second écran 34 et l'écran d'égouttage 36. On notera que, dans cette variante, le second écran de rejaillissement est seulement partiellement circulaire et qu'il est suffisant que ses deux bords trempent dans l'huile contenue dans la gouttière pour que le compresseur fonctionne de façon satisfaisante. Dans la variante des figures 2 et 3; il n'y a pas un seul grand filtre de sortie, mais six petits filtres tubulaires 52 raccordés à ltextrémité avant du compresseur. L'air passe au niveau de l'extrémité-de droite de l'écran d'égouttage (figure 2), traverse les filtres tubulaires 52 et se dirige vers la sortie 48 du compresseur. Comme précédemment, la gouttière est formée dans l'espace défini entre le stator et l'écran d'é- gouttage. L'huile séparée par les filtres de sortie 52 redescend le long de la face extérieure de l'écran d'égouttage 36 et se rassemble au fond de l'enveloppe 46. Cette huile est ramenée à l'admission par le conduit de retour d'huile 50. La variante représentée figures 4 et 5 ne comporte pas d'écran d'égouttage distinct. Dans cette variante, l'huile, séparée par les premier et second écrans de rejaillissement, redescend vers le fond de l'enveloppe extérieure 46 qui sert de gouttière. Dans cette variante, le second écran de rejaillissement 34 n'est que partiellement circulaire, ses deux bords étant immergés dans l'huile contenue dans la gouttière. Au dessus des écrans de rejaillissement, une cloison 54 définit un espace partiellement annulaire avec l'enveloppe extérieure. Cet espace partiellement annulaire contient six filtres tubulaires de sortie 52 qui sont fixés à l'extrémité arrière du compresseur. Comme précédemment, l'air sortant du stator traverse finalement les filtres de sortie et se dirige vers l'orifice de sortie 48. Les filtres fixés sur l'extrémité arrière du compresseur sont plus accessibles et peuvent être plus aisément remplacés que s'ils étaient fixés sur l'extrémi- té avant. Bien que les figures 2 à 5 illustrent des systèmes à un seul passage, il est clair qu'une adaptation simple permet de réaliser des systèmes à double passage. L'invention a été décrite, appliquée à un compresseur du type à aubes eccentriques, mais il est clair qu'elle est également applicable à un compresseur du type à vis. REVEWDICATIONS 1) Compresseur rotatif du type étanche à huile, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble rotor-stator, à un ou plusieurs rotors et un stator pourvu d'une ou plusieurs sorties, pour comprimer un mélange d'air et d'huile, un écran de rejail- lissement espacé de l'ensemble rotor-stator et situé à proximité des sorties du stator, un écran d'égouttage de section pratique- ment circulaire entourant l'ensemble rotor-stator et une enveloppe extérieure de section pratiquement circulaire, l'espace ménagé entre l'ensemble rotor-stator et l'enveloppe extérieure étant, de plus, occupé par un ou plusieurs filtres de sortie, le compresseur étant conçu pour que l'air chargé d'huile puisse sortir de l'ensemble rotor-stator, rejaillir sur l'écran de re Jaillissement, traverser un filtre de sortie et se diriger vers une sortie de l'enveloppe, et pour que huile puisse se rassembler dans une gouttière formée par la partie inférieure de l'écran d'égouttage. 2) Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure constitue l'écran d'égouttage. 3) Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou chaque filtre de sortie est monté dans l'espace ménagé entre l'écran d'égouttage et l'enveloppe extérieure. 4) Compresseur selon l'une des revendications t à 3, caractérisé en ce que écran de rejaillissement est de section au moins partiellement circulaire. 5) Compresseur selon l'une des revendications 1, 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte un seul filtre de sortie de rection pratiquement circulaire qui entoure l'écran d'égouttage. 6) Compresseur selon l'une des revendications 1.à 4, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs séparateurs de sortie dans la partie supérieure de l'espace ménagé entre l'ensemble rotor-stator et l'enveloppe extérieure. 7) Compresseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les séparateurs de sortie sont fixés sur l'extrémité d'entraînement du compresseur. 8) Compresseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les séparateurs de sortie sont fixés sur l'extrémité d'entrée du compresseur. 9) Compresseur rotatif du type étanche à huile, caractérisé en ce qu:il comporte un ensemble rotor-stator, à un ou plusieurs rotors et un stator, pour comprimer un mélange d'air- et huile, un écran de rejaillissement de section au moins partiellement circulaire qui entoure au moins partiellement llen- semble rotor-stator, un écran d'égouttage de section pratiquement circulaire qui entoure l'écran de rejaillissement, un écran séparateur de sortie en matériau perméable à l'air, également de section pratiquement circulaire et entourant l'écran d'égouttage, et une enveloppe extérieure entourant écran séparateur de sortie, le compresseur étant conçu pour que l'air chargé huile puisse passer de l'ensemble rotor-stator vers l'intérieur et, de là, vers l'extérieur des écrans de rejaillissement et d'égouttage, puis au travers de l'écran séparateur de sortie pour atteindre une sortie de l'enveloppe, et pour que l'huile puisse se rassembler dans une gouttière formée par la partie inférieure des écrans de rejaillissement et d'égouttage. 10) Compresseur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'écran de rejaillissement est de section circulaire. 11) Compresseur selon les revendications 9 ou 10, caractérisé en ce que les écrans de rejaillissement, d'égouttage et séparateur sont coaxiaux. 12) Compresseur selon les revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'il présente deux faces d'extrémité entre lesquelles l'écran séparateur de sortie est fixé. 13) Compresseur selon l1une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour transférer, à l'entrée d'admission du compresseur, 1 1huile séparée qui se rassemble dans le fond de L'enveloppe extérieure. 14) Compresseur selon l'une des revendications 9 à t3, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure est de section circulaire. is) Compresseur selon l'une des revendications 1 à 8 ou selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'enveloppe extérieure est cylindrique. t6) Compresseur selon ltune des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux écrans de rejaillissement, l'un à l'intérieur de l'autre. 17) Compresseur selon la revendication 16, caractérisé en ce que les bords de écran de rejaillissement intérieur sont raccordés au stator, l'écran de rejaillissement extérieur se prolongeant en dessous du niveau qui, en fonctionnement, est atteint par l'huile dans la gouttière. 18) Compresseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il constitue un système à un seul passage. 19) Compresseur selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'il constitue un système à double passage. 20) Compresseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écran séparateur de sortie est constitué par un matériau entratnant la condensation de l'huile. 21) Compresseur selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'écran séparateur de sortie est constitué par un matériau céramique.