Brevet FR2664333A1 — publié le 19920110

ELECTRO-SOUFFLANTE DE CIRCULATION D'UN FLUIDE GAZEUX, TEL QUE DE L'AIR PAR EXEMPLE L'invention concerne une électro-soufflante de circulation d'un fluide gazeux, tel que de 1 1air par exemple, du type comprenant un compresseur de mise en vitesse et en pression du fluide et un moteur électrique d'entraînement dudit compresseur. Il existe de nombreux types de compresseurs qui peuvent être utilisés à cette fin et que l'on sélectionne et dimensionne en fonction du débit de fluide à faire circuler, de l'élévation de pression demandée, et d'autres conditions particulières. Il arrive cependant que les compresseurs habituellement utilisés ne soient absolument pas adaptés à des conditions particulières de débit et d'élévation de pression. Le problème se pose notamment dans le cas où le débit de gaz à traiter est relativement faible et où l'élévation de pression demandée est relativement élevée. Une solution évidente à ce problème consiste à utiliser un compresseur à plusieurs étages raccordés en série, mais elle a pour conséquences de multiplier le coût, l'encombrement, la maintenance, etc.. Une autre solution consiste à partir d'un compresseur de type classique, et à réduire le diamètre de son rotor de façon à adapter le compresseur à un débit de gaz relativement faible, tout en augmentant considérablement sa vitesse de rotation pour obtenir l'élévation de pression souhaitée. Cette solution nécessite donc des moyens spéciaux d'entraînement du rotor, permettant d'atteindre la vitesse de rotation voulue. Elle a également pour conséquence une augmentation importante du bruit et des vibrations en fonctionnement. L'invention a pour but d'apporter une solution simple, efficace et peu coûteuse aux problèmes précités. Elle a pour objet une électro-soufflante compacte, peu bruyante, engendrant peu de vibrations, capable de traiter un débit de gaz relativement faible tout en lui apportant une élévation de pression relativement élevée. L'électro-soufflante selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend un compresseur périphérique à deux étages reliés en série et agencés de part et d'autre d'un rotor unique en forme de disque dont les deux faces circulaires opposées portent des aubages tournant dans deux chambres annulaires symétriques ménagées dans un stator et séparées de façon étanche l'une de l'autre. La machine selon l'invention a donc l'avantage de ne comprendre qu'un rotor, ce qui simplifie sa structure et diminue son coût, son encombrement et les problèmes de maintenance. Le choix d'un compresseur périphérique est favorable au traitement d'un débit relativement faible et à l'obtention d'une élévation de pression relativement élevée. La liaison des deux étages en série permet de garantir l'obtention de l'élévation de pression souhaitée, sans devoir pour cela augmenter considérablement la vitesse de rotation. Il en résulte que le rotor de la machine selon l'invention peut être relié directement à l'arbre de sortie d'un moteur électrique d'entraînement. On évite ainsi d'utiliser un réducteur entre le moteur électrique et le rotor du compresseur, ce qui contribue également à diminuer le coût et à réduire l'encombrement, ainsi que les bruits et vibrations en fonctionnement. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, des moyens à étanchéité bidirectionnelle sont agencés entre les surfaces correspondantes en regard du rotor et du stator et constituent une séparation étanche entre les deux chambres précitées. Avantageusement, ces moyens d'étanchéité sont du type à structure alvéolaire ou en nid d'abeille. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence au dessin annexé, qui est une demi-vue schématique en coupe axiale d'une machine selon l'invention. La machine selon l'invention, que l'on désigne habituellement par le terme d'électro-soufflante, comprend essentiellement un moteur électrique 10 alimenté en énergie électrique par une source de courant approprié 12, et dont l'arbre de sortie est relié directement à l'arbre 14 d'un compresseur périphérique comportant un rotor 16 tournant dans un stator 18. Le rotor 16 sensiblement en forme de disque est solidaire de l'arbre de rotation 14 et centré sur celui-ci, et porte sur ses deux grandes faces circulaires, au voisinage de sa périphérie, des aubages 20 drun type classique, qui s'étendent perpendiculairement aux grandes faces du rotor 16 et qui tournent dans deux chambres annulaires 22 formées dans le stator 18. Ces deux chambres 22 sont agencées symétriquement par rapport au plan de rotation du rotor 16 et comprennent chacune, de façon classique, un noyau interne annulaire 24 ainsi qu'un obturateur, non représenté sur le dessin, qui est disposé entre les conduits d'entrée et de sortie de fluide dans une chambre 22 et qui comprend une découpe de passage des aubages 20. Les deux chambres 22 sont reliées l'une à l'autre en série par des passages 26, 28 formés dans le stator 18 et éventuellement par un conduit 30 extérieur au stator et raccordant les passages 26 et 28 entre eux. La chambre annulaire 22 située à gauche sur le dessin forme l'étage d'entrée du fluide gazeux et est alimentée en fluide par un conduit 32 formé dans le stator, le conduit 26 précité formant le conduit de sortie du premier étage du compresseur tandis que le conduit 28 précité constitue le conduit d'alimentation du second étage du compresseur, dont le conduit de sortie est constitué d'un passage 34 formé dans le stator 18 et orienté vers le haut sur le dessin. Les emplacements et les orientations des divers conduits 26, 28, 32 et 34 sont déterminés de la façon connue par l'homme du métier. L'invention prévoit également une séparation étanche des deux chambres 22, au niveau du rotor 16 et de son logement dans le stator. Le rotor comprend en effet une face périphérique extérieure 36, de forme cylindrique, qui se trouve en regard d'une paroi cylindrique 38 du stator et délimite un espace annulaire de communication transversale entre les deux chambres 22. Par ailleurs, les deux grandes faces 40 du rotor se trouvent en regard de deux surfaces annulaires plates 42 du stator et les intervalles compris entre ces faces 40 et 42 constituent un passage de fluide reliant les chambres 22 à l'extérieur. Des moyens d'étanchéité 44 sont donc disposés dans les intervalles entre les surfaces cylindriques 36 et 38 d'une part et entre les faces annulaires planes 40 et 42 d'autre part. Ces moyens 44 assurent une étanchéité bidirectionnelle, dans deux directions perpendiculaires, et sont pour cela à structure alvéolaire ou en nid d'abeille. Le fonctionnement de la machine selon l'invention découle à l'évidence de ce qui précède le fluide gazeux à traiter est amené par le conduit 32 dans le premier étage du compresseur, délimité par la chambre 22 située à gauche sur le dessin, qui réalise une certaine mise en vitesse du fluide gazeux et augmente sa pression. Le fluide sort du premier étage par le conduit 26 et gagne le second étage par les conduits 30 et 28. I1 sort du second étage par le conduit 34. Pour fixer les idées, on indiquera à titre d'exemple qu'une machine selon l'invention peut traiter un débit d'air de tordre de 60 m3 normaux par heure avec une élévation de pression de l'ordre de 250 mbar (25.103 Pa) avec un rotor ayant un diamètre extérieur de l'ordre de 300 mm, entralné à une vitesse de rotation de l'ordre de 3000 tours par minute. REVENDICATIONS 1. Electro-soufflante de circulation d'un fluide gazeux, tel que de l'air par exemple, du type comprenant un compresseur de mise en vitesse et en pression du fluide et un moteur électrique (10) d'entraînement du compresseur, caractérisé en ce que le compresseur est un compresseur périphérique à deux étages reliés en série et agencés de part et d'autre d'un rotor unique (16) en forme de disque dont les deux faces circulaires opposées (40) portent des aubages (20) tournant dans deux chambres annulaires symétriques (22) ménagées dans un stator (18) et séparées de façon étanche l'une de l'autre. 2. Electro-soufflante selon la revendication 1, caractérisée en ce que la sortie (26) du premier étage est reliée à l'entrée (28) du second étage par des passages de fluide ménagés dans le stator et à l'extérieur de celui-ci. 3. Electro-soufflante selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que des moyens (44) d'étanchéité bidirectionnelle sont agencés entre les surfaces correspondantes en regard du rotor (16) et du stator (18) et constituent une séparation étanche entre les deux chambres (22) précitées. 4. Electro-soufflante selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens d'étanchéité (44) précités sont du type à structure alvéolaire ou en nid d'abeille. 5. Electro-soufflante selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rotor (16) est entraîné directement par le moteur électrique (10).