Brevet FR2671833A3 — publié le 19920724

FR 2671833 A3 19920724 FR 9200643 A 19920122 COMPRESSEUR A ANNEAU LIQUIDE A ALIMENTATION DE LONGUE DUREE La présente invention concerne un compresseur à anneau liquide à alimentation de longue durée. Il est connu que les compresseurs à anneau liquide sont essentiellement constitués par un corps extérieur compor- tant une cavité intérieure qui est ovalisée avec une double ex- centricité et dans laquelle est disposée, sur un arbre, une roue pourvue de multiples aubes radiales qui délimitent des poches Il est en outre prévu une ouverture d'entrée d'un li- quide de service dans la cavité intérieure et un élément à cône qui est introduit à l'intérieur d'un évidement de la roue. L'élément à cône est en outre divisé en quatre chambres qui communiquent entre elles deux à deux et communiquent avec une ouverture d'entrée du gaz à comprimer et une ouverture de sortie du gaz comprimé. La roue met en rotation le liquide de service qui remplit partiellement la cavité, ménagée dans le corps du compresseur, en formant un anneau d'épaisseur presque constante et, étant donné la forme excentrique de la cavité, cet anneau de liquide prend cette forme excentrique sous l'effet de la force centrifuge. Dans les poches délimitées entre des aubes succes- sives de la roue, le liquide de service se trouve repoussé radialement vers la périphérie pendant le premier quart de tour, tandis que, dans le quart de tour suivant, il se trouve repoussé vers le centre En se comportant ainsi, le liquide de service joue un rôle de piston hydraulique qui aspire le gaz à travers les ouvertures particulières d'aspiration de l'élément à cône durant le susdit premier quart de tour et le comprime à travers les ouvertures de refoulement durant le second quart de tour. Ce fonctionnement se déroule d'une manière continue et, étant donné que le corps est symétrique par rapport à l'axe de rotation, la résultante des forces radiales transmises de l'anneau de liquide de service à la roue est nulle. On comprend ainsi comment l'aspiration et la compres- sion du gaz se trouvent réalisées par un tel déplacement radial de l'anneau de liquide de service. D'une manière connue, il est naturellement prévu, à l'intérieur du corps du compresseur, un renouvellement du liquide de service qui, en plus d'exercer la fonction de compression du gaz, est utile pour réaliser une étanchéité parfaite vers l'extérieur et pour évacuer la chaleur de compression. Un compresseur à anneau liquide ainsi fait présente l'inconvénient que le liquide de service entrant dans le compresseur se heurte à la roue, en particulier sur les aubes, ce qui produit une érosion et une détérioration rapide de cette roue. Le but de la présente invention est de résoudre un tel problème d'usure rapide tout en réalisant un compresseur de dimensions-presque égales aux précédentes et avec des perfor- mances améliorées. Suivant la présente invention, ce but est atteint en réalisant un compresseur à anneau liquide à alimentation de longue durée, constitué par un corps extérieur formant un stator et comportant une cavité intérieure qui est ovalisée avec une double excentricité et au centre de laquelle est dis- posée une roue reliée à un arbre et pourvue de multiples aubes radiales qui délimitent des poches entre elles, tandis qu'il est en outre prévu au moins une ouverture d'entrée de liquide de service à l'intérieur de la cavité intérieure et qu'un élé- ment à cône, qui est introduit à l'intérieur d'un évidement de la roue, est en outre divisé en quatre chambres communiquant entre elles deux à deux et présentant une ouverture d'entrée de gaz à comprimer et une ouverture de sortie du gaz comprimé, caractérisé en ce que la roue est composée d'un flasque avant et d'un flasque de moyeu portant les aubes entre eux et en ce que, sur au moins l'un de ces flasques, il est ménagé de mul- tiples trous traversants. De préférence, l'ouverture d'entrée du liquide de service est un collecteur disposé en regard d'au moins certains des trous traversants et elle est ménagée aussi bien dans le corps extérieur formant stator que dans l'élément à cône fixé sur ce dernier. Les caractéristiques et les avantages d'un compres- seur à anneau liquide conforme à la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins schéma- tiques annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en coupe, suivant la ligne I- I de la figure 2, d'un compresseur à anneau liquide conforme à l'invention, la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II- II de la figure 1 et la figure 3 est une vue de face du compresseur, suivant la flèche F de la figure 1. Si on se reporte aux figures, il y est représenté un compresseur à anneau liquide, à alimentation de longue durée, essentiellement constitué d'un corps extérieur 11 formant stator, d'un type essentiellement cylindrique comportant une cavité intérieure 12, ovalisée avec une double excentricité, au centre de laquelle est disposée, sur un arbre 13, une roue 14 pourvue de multiples aubes radiales 15 qui délimitent des poches entre elles. Dans sa partie avant, le corps 11 est pourvu d'une ouverture 16 à l'intérieur de laquelle s'enfonce un élément à cône 17 qui se trouve ainsi à son tour enfoncé dans un évide- ment 18 de la roue 14. L'élément à cône 17 présente une partie élargie 19 formant flasque qui est destinée à s'appuyer sur la surface extérieure de l'ouverture 16. Intérieurement, l'élément à cône 17 est creux et est divisé en quatre chambres 20 et 21 qui communiquent entre elles deux à deux et présentent, les unes 20, une ouverture d'entrée 22 du gaz à comprimer et, les autres 21, une ouverture de sortie 23 du gaz comprimé. L'élément à cône 17 et le corps extérieur Il présen- tent en outre des conduits d'entrée 24 et 25 pour un liquide de service, ces conduits étant opposés entre eux, étant au nombre de deux par élément et se terminant en regard de collecteurs 26 et 27 qui font face vers l'intérieur de la cavité 12 De tels collecteurs présentent en particulier la forme d'un arc de cercle. La roue 14 se trouve constituée d'un flasque avant 28 et d'un flasque de moyeu 29 reliés entre eux par les aubes 15 qui, ainsi que cela a été indiqué, sont radiales, sont incur- vées en avant vers la périphérie de la roue et sont unifor- mément espacées de façon à permettre le passage du gaz éga- lement subdivisé. On remarque que, dans l'exemple représenté, aussi bien le flasque avant 28 que le flasque de moyeu 29 sont pourvus de multiples trous ou lumières 30 traversants, qui sont orientés parallèlement à l'axe de l'arbre 13 et sont aptes à faire face aux collecteurs 26 et 27 d'un côté et dans les poches délimitées entre les aubes 15 de l'autre. En tout état de cause, en variante, ces trous traver- sants peuvent être ménagés dans un seul flasque de la roue. Le fonctionnement d'un compresseur conforme à l'invention se trouve être le suivant. En faisant tourner l'arbre 13 et par conséquent la roue 14, on met en rotation le liquide de service qui remplit partiellement la cavité 12 ménagée dans le corps extérieur 11 du compresseur, en formant un anneau d'épaisseur presque constante, schématiquement désigné par le repère 31 Etant donné la forme excentrique de la cavité 12, cet anneau de liquide 31 prend cette forme excentrique sous l'effet de la force centrifuge. Durant le premier quart de tour de la roue, ou bien dans la phase d'aspiration, c'est la pression d'aspiration qui règne dans la poche formée entre deux aubes successives 15. Cette poche se trouve alimentée en liquide de service à travers les trous 30, spontanément sous l'effet de la différence de pression existant entre les collecteurs 26 et 27 et ladite poche. Bien entendu, la quantité de liquide de service sera d'autant plus grande que la différence de pression existante sera élevée Au fur et à mesure que la rotation s'approche de la phase de refoulement suivante, il s'écoulera à travers les trous 30 une quantité de plus en plus faible de liquide de service qui tendra à s'annuler dans la zone intermédiaire située entre les ouvertures d'entrée 22 du gaz à comprimer et les ouvertures de sortie 23 du gaz comprimé. En fait, lorsqu'on s'approche de la phase suivante de refoulement, la pression à l'intérieur de la poche comprise entre les deux aubes 15 prend des valeurs de plus en plus voisines de celles de la pression existant dans les collecteurs 26 et 27. On peut ainsi remarquer qu'au moyen d'un compresseur conforme à la présente invention, pourvu de trous traversants dans les flasques de la roue, le phénomène d'érosion par le liquide de service se trouve considérablement réduit, étant donné qu'il ne se présente pas de collisions sur la roue et en particulier sur les aubes 15. Avantageusement en outre, le fait d'avoir ménagé des collecteurs dans la partie avant de l'élément à cône 17 et à l'intérieur du corps extérieur Il a permis de rendre optimale la disposition des composants, en évitant de prendre de la place aux dépens des chambres d'alimentation de gaz ou d'autres parties de la machine. Il peut être prévu que les trous traversants 30 soient ménagés aussi bien sur le flasque avant 28 que sur le flasque de moyeu 29 à des distances différentes par rapport à l'élément à cône 17 central. REVENDICATIONS 1 Compresseur à anneau liquide à alimentation de longue durée, constitué par un corps extérieur ( 11) formant un stator et comportant une cavité intérieure ( 12) qui est ovalisée avec une double excentricité et au centre de laquelle est disposée une roue ( 14) reliée à un arbre ( 13) et pourvue de multiples aubes radiales ( 15) qui délimitent des poches entre elles, tandis qu'il est en outre prévu au moins une ouverture d'entrée de liquide de service à l'intérieur de la cavité intérieure ( 12) et qu'un élément à cône ( 17), qui est introduit à l'intérieur d'un évidement de la roue ( 14), est en outre divisé en quatre chambres ( 20, 21) communiquant entre elles deux à deux et présentant une ouverture ( 22) d'entrée de gaz à comprimer et une ouverture ( 23) de sortie du gaz comprimé, caractérisé en ce que la roue ( 14) est composée d'un flasque avant ( 28) et d'un flasque de moyeu ( 29) portant les aubes ( 15) entre eux et en ce que, sur au moins l'un de ces flasques ( 28, 29), il est ménagé de multiples trous traversants ( 30). 2 Compresseur à anneau liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture ( 24-26, 25- 27) d'entrée du liquide de service est un collecteur disposé en regard d'au moins certains des trous traversants ( 30) et elle est ménagée aussi bien dans le corps extérieur ( 11) formant stator que dans l'élément à cône ( 17) fixé sur ce dernier. 3 Compresseur à anneau liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture d'entrée ( 24-26, 25-27) est constituée par un conduit ( 24, 25) se terminant par un collecteur ( 26, 27) disposé en regard d'au moins certains des trous traversants ( 30) et en ce qu'elle est ménagée aussi bien dans le corps extérieur ( 11) formant stator que dans l'élément à cône ( 17) fixé sur ce dernier. 4 Compresseur à anneau liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le collecteur ( 26, 27) présente une forme en arc de cercle. Compresseur à anneau liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les trous traversants ( 30) sont ménagés aussi bien sur le flasque avant ( 28) que sur le flasque de moyeu ( 29). 6 Compresseur à anneau liquide suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les trous traversants ( 30) sont ménagés aussi bien sur le flasque avant ( 28) que sur le flasque de moyeu ( 29) à des distances différentes par rapport à l'élément à cône ( 17) central.