Brevet FR2422843A1 — publié le 19791109

La présente invention concerne un ensemble compresseur axial destiné en particulier aux installations de ventilation telles que des conduites de-ventilation pour l'aérage des mines, le refroidissement des tailles ou d'autres applications analogues. Des ventilateurs axiaux dans lesquels par exemple des rotors de ventilateurs entratnés électriquement sont mis en place à l'intérieur de tubes à brider aux conduites de ventilation, sont utilisés pour l'aérage des mines. Suivant le débit d'air nécessaire et suivant la pression demandée, des ensembles compresseurs à un étage ou à plusieurs étages constitués par des ensembles compresseurs séparés sont montés en série. De plus, quand la pression nécessaire est très élevée, des ventilateurs axiaux à mouvements de rotation en sens contraires peuvent être également utilisés. Cependant, le montage en série de plusieurs compresseurs pour l'obtention dtune pression élevée dans une conduite conduit aussi dans le cas de ventilateurs axiaux à mouvements en sens contraires à grande longueur hors tout peu avantageuse, qui augmente encore à cause des silencieux tubulaires nécessaires des deux côtés. Pour rendre possible, même quand une ventilation importante est nécessaire et pour une grande valeur correspondante de la pression, la réalisation de l'ensemble compresseur axial nécessaire sous une forme ramassée, on a déjà essayé de remplacer les mécanismes dlen- traînement séparés des rotors de ventilateur par la mise en place d'un moteur central, à partir duquel les rotors des ventilateurs peuvent être entraînés par des transmissions appropriées0 Cependant, cette solution n'a pu encore s'imposer jusqu'à maintenant, d'autant plus qu'elle est d'une construction sensiblement plus compliquée que les unités de compresseurs avec des mécanismes d'entrainement séparés, pouvant être associés de façon simple. Le problème à résoudre concerne par conséquent la réalisation d'un compresseur qui rend possible un raccourcissement de la longueur hors tout dléléments compresseurs montés en série quand une pression et une ventilation importantes sont nécessaires. Pour résoudre ce problème il est proposé selon l'invention de monter en série plusieurs éléments compresseurs qui comportent chacun un moteur avec un arbre double et des rotors d'entrée et de sortie de ventilateurs montés dessus avec des sens de rotation contraires de telle façon que des rotors de ventilateur de compresseurs voisins forment à chaque fois un étage compresseur à mouvement s de sens opposés. I1 est possible par la disposition selon l'invention de compresseurs, dans le cas d1un débit et d'une pression importants nécessaires pour la ventilation, de raccourcir sensiblement la longueur hors tout d'un élément compresseur axial ouf en conservant la même longueur hors tout, d'augmenter de façon appréciable la pression avec une augmentation correspondante du débit.Une caractéristique essentielle de cet élément compresseur est lluti- lisation de compresseurs qui comportent des rotors d'entrée et de sortie de ventilateurs entrainés par des moteurs comportant un arbre double et qui sont-branchés en série avec des mouvements de rotation de sens contraires de sorte que le rotor de sortie d'un ventilateur d'un compresseur forme avec le rotor d'entrée du ventilateur qui lui succède immédiatement un étage compresseur à mouvements de rotation de sens contraires. Le mode de construction des compresseurs nécessaires pour celà, et le montage en série de plusieurs de ces unités sont relativement simple quand chaque compresseur est monté dans un tube de ventilateur muni de chaque côté d'un flasque de raccordement dans lequel le moteur supporte aux extrémités de ses arbres les rotors de ventilateur d'entrée et de sortie est fixé dans une position coaxiale au moyen d'un support usuel de moteur. Les rotors de ventilateur d'entrée et de sortie sont alors recouverts avantageusement chacun d'une bague de protection à brider des deux côtés. De plus, un dispositif de guidage aval est monté en aval du rotor de ventilateur d'entrée de chaque compresseur. Un exemple de réalisation de l'appareil selon l'invention est décrit en détail en référence au dessin annexé, dans lequel La figure 1 est une vue de caté représentée partiellement en coupe d'un ensemble compresseur axial constitué par trois compresseurs. La figure 2 représente l'ensemble de la figure 1 vu de l'avant. Dans exemple de réalisation représenté trois 1, 11 et 1" compresseurs sont montés en série dans une position coaxiale sur une plaque d'assise la. Chaque unité 1, 1' et 1 comporte à ses deux extrémités un tube 2 de ventilateur comportant des brides de raccordement 3, dans lequel un moteur 4 actionné électriquement avec un arbre double 4 est fixé de la maniere représentée par un support 5 de moteur.Une boite à bornes 6 est montée extérieurement sur le tube 2 de ventilateur et de cette bote part un tube de liaison 7 destiné à loger les fils électriques aboutissant au moteur 4. A l'une des deux extrémités, non représentées, de l'arbre du moteur 4 est fixé un rotor d'entrée 8 d'un ventilateur, et à l'extrémité opposée est fixé un rotor de sortie 9 d'un ventilateur. Des bagues protectrices 11 à fixer avec des vis au tube 2 de ventilateur par l'intermédiaire de brides 12 couvrent respectivement les rotors de ventilateur 8 d'entrée et 9 de sortie. En arrière du premier rotor 8 d'entrée du dernier rotor de sortie, il y a un dispositif de guidage aval 13, et le premier rotor de ventilateur 8 d'entrée est recouvert d'un chapeau 10 de guidage de l'air. Un amortisseur tubulaire 14, fixé par bride est monté en amont et en aval de l'ensemble compresseur. Les sens de rotation des éléments compresseurs 1, 1' et 1" bridés l'un contre l'autre sont (comme l'indiquent les flèches) choisis à chaque fois de sens contraire, de sorte que le rotor de ventilateur 9 de sortie du premier élément compresseur 1 forme avec le rotor de ventilateur 8 d'entrée du second élément compresseur un un étage I de compresseurs à mouvements de rotation de sens contraires, auquel succède un autre étage II de compresseurs à mouvements de rotation de sens contraires. Dans un exemple pratique d'application de ce type, la longueur hors-tout totale des trois éléments compresseurs est seulement de 3 150 mm donnant pour un diamètre nominal de 700 mm, une puissance de 55 kW par moteur et n = 3000 t/mn, un débit d'air de 400 m3/mn sous une pression P de 1600 mm d'-eau (environ 0,16 bar). Dans ces conditions chacun des deux étages de compresseurs à mouvements de rotation de sens contraires produit une augmentation de pression de 600 mm d'eau (environ o,o6 bar) auxquels s'ajoutent à chaque fois une augmentation de pression de 200 mm d'eau par roter de ventilateur d'entrée et pour rotor de ventilateur de sortie au début et la fin de ltensemble compresseur axial. Une puissance de compression comparable nécessitait jusqu'à maintenant une longueur hors tout d'environ 5000 mm. RE-V'NDICATI0NS 1 - Ensemble compresseur axial destiné en particulier aux installations de ventilation, caractérisé en ce que plusieurs éléments compresseurs qui comprennent chacun un moteur à arbre double sur lequel sont fixés des rotors d'entrée et de sortie de ventilateur avec des sens de rotation opposés sont montés en série de telle manière que des rotors de ventilateur placés côte à côte d'éléments compresseurs voisins forment à chaque fois un étage compresseur à mouvements de rotation de sens contraires. 2 - Ensemble compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément compresseur est placé dans un tube de ventilateur comportant des deux côtés des brides de raccordement, dans lequel le moteur portant aux extrémités de son arbre le rotor d'entrée de ventilateur et celui de sortie est fixé dans une position coaxiale au moyen du support approprie. 3 - Ensemble compresseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque rotor d'entrée et de sortie de ventilateur est recouvert dtune bague protectrice à brider des deux côtés. 4 - Ensemble compresseur selon l'une queiconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'en aval du rotor d'entrée de ventilateur de chaque élément compresseur est monté un dispositif de guidage.