FR2507256A1 - Compresseur rotatif - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN COMPRESSEUR ROTATIF A PALETTES. LE CORPS 21 DU COMPRESSEUR DELIMITE UNE CHAMBRE DONT LA PAROI EXTERIEURE INCURVEE 25 EST DE PROFIL SENSIBLEMENT ELLIPTIQUE, ET DANS LAQUELLE TOURNE UN ROTOR 40 PORTANT DES PALETTES COULISSANTS 51-56 GUIDEES PAR DES GALETS 61-66. LE COTE D'ENTREE 27 DE LA CHAMBRE EST SEPARE DU COTE 28 DE SORTIE PAR UNE ZONE 70 DE REFERENCE. L'AXE 39 DU ROTOR EST DEPORTE PAR RAPPORT A L'AXE 26 DE LA CHAMBRE AFIN QUE LES PALETTES 51-56 N'EFFECTUENT QU'UN SEUL MOUVEMENT ALLER-RETOUR A CHAQUE TOUR DU ROTOR 40. DOMAINE D'APPLICATION : SYSTEMES DE REFRIGERATION, ETC.

Description

Dans un compresseur classique du type rotatif à palettes, un rotor

circulaire tourne dans une chambre

circulaire de manière que les palettes exercent une cer-

taine pression contre la paroi extérieure courbe de la chambre, des ouvertures étant ménagées dans les parois extrêmes.

La demande de brevet des Etats-Unis d'Améri-

que N O 157 564, déposée le 16 Juin 1980 sous le titre "Vane Type Compressor Employing Elliptical-Circular Profile", décrit un compresseur du type à palettes dans lequel les palettes sont montées individuellement sur des galets qui se déplacent le long de chemins formés dans les parois extrêmes d'une chambre, les galets étant destinés à guider les palettes en contact étroit avec la paroi courbe de la chambre,paroi dans laquelle sont ménagés des orifices d'entrée et de sortie Dans cette forme de réalisation, la paroi courbe de la chambre est elliptique sur le-côté d'entrée et circulaire sur le côté de sortie Une telle forme de réalisation a pour résultat,dans les zones de jonction du cercle et de l'ellipse, la présence d'une discontinuité mathématique de la courbure, ce qui

rend la surface difficile à générer et donne naissance -

à des problèmes tels que l'apparition de vibrations et

de "sauts de palettes".

L'invention a pour objet un compresseur du type à palettes comportant un rotor circulaire qui tourne dans une chambre ayant un profil sensiblement elliptique sur ses deux côtés d'entrée et de sortie L'invention a donc pour objet un compresseur du type à palettes ayant une géométrie telle qu'il fonctionne de façon douce et

efficace sur une large gamme de vitesses.

L'invention a plus particulièrement pour objet

un compresseur du type à palettes comportant un rotor cir-

culaire qui tourne dans une chambre elliptique de manière que l'axe du rotor soit déporté des axes majeur et mineur de l'ellipse et dans la direction de l'orifice de sortie, afin que le mouvement des palettes soit limité à un seul

aller-retour à chaque rotation de l'arbre.

L'invention a plus particulièrement pour objet un compresseur du type à palettes comportant une chambre

elliptique dans laquelle le mouvement alternatif des palet-

tes s'effectue en douceur sur une large gamme de vitesses, supprimant ainsi une tendance des palettes, dans certaines conditions de vitesse et de pression, à "sauter" sur la paroi incurvée de la chambre En bref, la "vitesse de saut" est abaissée à une valeur située nettement au-dessous de

la plage normale des vitesses de travail.

L'invention a également pour objet un compres-

seur du type à palettes dans lequel la chambre est profilée

et le rotor est disposé de manière que la vitesse de change-

ment de volume soit faible sur la partie terminale de la course, cette vitesse atteignant pratiquement zéro au seuil de l'orifice de sortie, ce qui donne un débit d'écoulement inférieur et plus constant par l'orifice de sortie, ainsi qu'un moment de force élevé et un couple plus constant sur

une rotation complète.

L'invention a également pour objet un compres-

seur du type à palettes qui fonctionne à un rendement élevé, qui présente un faible frottement propre par unité de débit massique ou par unité de volume balayé, et qui fonctionne particulièrement bien avec des fluides de réfrigération du type vapeur ayant une faible pression de vapeur et un point

élevé d'ébullition.

Le compresseur du type à palettes selon l'inven-

tion peut être adapté à des fluides de réfrigération à faible pression de vapeur, soit par accroissement de la vitesse de l'arbre, soit par augmentation des dimensions,

ou encore par une combinaison de ces deux mesures Le com-

presseur du type à palettes selon l'invention est conçu de manière que ses dimensions puissent être augmentées comme souhaité, sans la diminution habituelle de rendement

due aux pertes par les orifices et au plus grand frotte-

ment L'invention a pour objet un compresseur du type à

palettes destiné à être utilisé dans un système de réfri-

gération à vapeur et qui convient idéalement à l'utilisation de nombreux fluides de réfrigération non fluorocarbonés, ce qui élimine les dangers constitués, pour l'environnement,

par l'utilisation de fluides de réfrigération du type fluoro-

carboné.

L'invention a également pour objet un compres-

seur du type à palettes dans lequel les palettes sont guidées de façon positive en contact étroit avec la paroi incurvée de la chambre Cependant, il est prévu de pouvoir déplacer les palettes vers l'intérieur, aussi bien pour réduire la charge de compression au démarrage que pour empêcher toute détérioration par suite de la formation

d'un "bouchon" du liquide de réfrigération.

L'invention a donc pour objet un compresseur

du type à palettes qui est plus efficace que les compres-

seurs du type à palettes utilisés dans le passé, mais qui

est de construction simple et très économique Le compres-

seur du type à palettes selon l'invention est non seulement d'un coût de fabrication peu élevé, mais il est également d'un fonctionnement peu coûteux; il ne demande que très

peu d'entretien et il est capable de fonctionner sans dé-

faillance pendant de longues périodes de temps A cet égard,

le compresseur du type à palettes selon l'invention, lors-

qu'il est utilisé pour des fluides de réfrigération à faible pression de vapeur, permet des tolérances plus larges et

il reste étanche et exempt des fuites habituelles, en par-

ticulier dans la zone des joints, auxquelles la plupart

des machines classiques sont soumises.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une coupe transversale, dans un plan vertical, suivant la ligne 1-1 de la figure 2, du compresseur selon l'invention; la figure 2 est une coupe axiale suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue en perspective éclatée, avec arrachement partiel, d'une palette typique et de ses galets de support;

la figure 4 est une coupe transversale par-

tielle, analogue à celle de la figure 2, montrant le jeu en bout de palette; la figure 5 est une coupe transversale, dans un plan parallèle à celui de la coupe de la figure 1, mais montrant schématiquement la géométrie de la construction,

les palettes associées deux à deux délimitant des compar-

timents d'entrée (hachurés) et de sortie; la figure 5 a est un schéma montrant, à échelle agrandie, le déport latéral de l'axe du rotor par rapport à l'axe de la chambre; la figure 6 est une coupe partielle suivant la ligne 6-6 de la figure 1, montrant la poche associée à l'orifice d'entrée; la figure 7 est un diagramme de construction montrant les trois zones de parallélisme caractérisant le compresseur selon l'invention; et la figure 7 a est un diagramme montrant la

position de l'axe du rotor par rapport au stator ellipti-

que. Les figures 1 et 2 représentent le compresseur

selon l'invention qui comprend une enveloppe 21 définis-

sant une chambre possédant des parois extrêmes parallèles et opposées 23 et 24 et une paroi extérieure incurvée et régulièrement continue 25, centrée sur l'axe 26 de la chambre Pour plus de commodité, la chambre sera divisée en un côté d'entrée ou côté gauche 27 et en un côté de

sortie ou côté droit 28.

Des plaques extrêmes 31 et 32, formant les

parois extrêmes 23 et 24 de la chambre, sont montées,res-

pectivement,sur des flasques d'extrémité 33 et 34 qui

sont serrés l'un vers l'autre par des boulons 35 Les flas-

ques d'extrémité portent des paliers anti-friction 37, 38

et un joint associé 38 a centré autour de l'axe 39 du rotor.

Les paliers 37 et 38 permettent à un rotor 40 de forme cylindrique de tourillonner sur un axe comportant

une extrémité 41 d'entraînement et une extrémité libre 42.

Le rotor, dclmensi Qnné pour s'ajuster entre les parois extrêmes, présente plusieurs gorges radiales, espacées régulièrement Un groupe de palettes 51 56, de forme rectangulaire, peut coulisser radialement dans les gorges et est profilé pour s'ajuster à la chambre afin que les palettes définissent entre elles des compartiments fermés.

Chaque palette (figure 3) comporte deux tou-

rillons alignés, orientés axialement et portant des galets.

Chaque jeu de galets, indiqués en 61-66, est guidé dans une gorge 67 à parois latérales parallèles 68, 69 Les parois latérales extérieures 68 forment des chemins pour les galets des palettes, ces chemins étant profilés de manière que, lorsque les palettes sont sollicitées vers l'extérieur par la force centrifuge, leurs bords extérieurs suivent étroitement la paroi extérieure 25 de la chambre

(voir figure 4).

Il est prévu, sur le côté d'entrée 27 de la chambre, un orifice 71 d'entrée permettant l'aspiration de gaz à l'intérieur de chaque compartiment délimité entre des palettes adjacentes Il est prévu sur le côté 28 de sortie un orifice 72 de sortie permettant le refoulement du gaz comprimé de chaque compartiment La paroi intérieure incurvée 25 est évidée de façon "cylindrique" (voir figure

6) pour présenter des poches périphériques 73, 74, respec-

tivement, qui prolongent les orifices de manière qu'elles chevauchent étroitement une zone 70 de référence décalée angulairement du haut de l'enveloppe, vers l'orifice 72

de sortie.

Conformément à l'invention, l'axe 39 du rotor est déporté latéralement de l'axe 26 de la chambre afin

qu'un contact étanche soit établi, dans la zone de réfé-

rence 70, entre le rotor et la paroi extérieure de la chambre, l'axe du rotor étant déporté vers l'orifice de sortie et étant décalé,ole long des axes majeur et mineur du profil elliptique, sur une distance suffisante pour que chaque palette exécute une seule course aller-retour à chaque tour du rotor, malgré la forme purement elliptique

de la chambre.

L'importance du déport latéral le long de l'axe majeur est égale à peu près au double de celle du déport le long de l'axe mineur afin que la zone 70 d'étanchéité de référence entre les orifices soit décalée d'un certain angle, vers l'orifice de sortie, de l'axe mineur de l'ellipse. La géométrie caractérisant le compresseur selon l'invention sera décrite plus clairement en regard des figures 5, 5 a et 7 Le rotor circulaire 40 est représenté en contact avec la paroi elliptique 25 dans la zone de référence 70, l'axe 39 du rotor étant déporté le long de l'axe majeur a d'une distance ao et étant déporté le long de l'axe mineur b d'une distance bo telles que le rapport

de ces deux distances soit égal à peu près à deux.

Selon l'une des caractéristiques de l'inven-

tion, la longueur des demi-axes majeur et mineur, indiqués en a et b, est proportionnée pour donner une excentricité comprise dans la plage de 15 à 450, cette excentricité étant de préférence comprise dans la plage de 200 à 30

et la valeur de 22,40 pouvant notamment être choisie.

L'excentricité sera définie comme étant l'arc-cosinus du

rapport b/a.

L'une des caractéristiques de l'invention réside dans le fait que le rotor est suffisamment grand pour qu'il existe trois positions, sur la circonférence, o des tangentes au rotor et à la paroi incurvée de la

chambre sont parallèles entre elles Les groupes de tan-

gentes parallèles sont indiqués, respectivement, en I,

Il et III (figure 7).

Lors de la conception du compresseur selon l'invention, on suit le processus décrit ci-après Tout

d'abord, on propose une dimension pour la chambre ellipti-

que et une valeur pour son excentricité Ensuite, le point P, qui est le point de tangence dans la zone de référence, est localisé, de préférence à un angle d'inclinaison O de l'ordre de 42 La tangente à l'ellipse est tracée au point P, comme indiqué en I, et la ligne LR est construite perpendiculairement à la tangente, cette ligne étant le lieu

de l'axe 39 du rotor.

Ensuite, on trace un cercle C représentatif d'un rotor et de préférence de petite dimension Il est

apparu qu'il n'existe que deux positions, sur la circon-

férence, o les tangentes du rotor et de la paroi incurvée de la chambre sont parallèles entre elles Ce sont les

positions I et Ia' Ia' ces dernières se trouvant, respec-

tivement, sur le cercle C du rotor et sur le lieu de la

surface 25.

On trace des cercles C de plus en plus grands, représentant le rotor, jusqu'à ce que l'on obtienne une

condition telle qu'il existe trois positions, sur la cir-

conférence, o les tangentes au rotor et à la paroi incur-

vée de la chambre sont parallèles entre elles, comme indi-

qué en I, II et III, respectivement Cette construction détermine un rotor de rayon R. Il est apparu qu'il existe plusieurs centres de rotor doublement déportés, produisant une seule course

aller-retour à chaque tour du rotor dans un stator ellipti-

que ayant des demi-axes majeur et mineur a et b, respecti-

vement, et que ces centres de rotor sont situés, pour diverses positions angulaires possibles du point P choisi initialement, sur un quadrant d'un lieu elliptique EL défini comme montré sur la figure 7 a Le lieu elliptique EL possède un demi-axe majeur qui-est égal au rayon

(par rapport à l'axe 26) du foyer F de la surface ellipti-

que 25 du stator En outre, le lieu elliptique EL possède une excentricité elliptique qui est le complément de l'excentricité du stator elliptique Ainsi, dans l'exemple décrit o la surface 25 du stator elliptique possède une excentricité de 22,40, l'excentricité du lieu elliptique EL, sur lequel le centre 39 du rotor est localisé, est de

67,60.

En suivant les données ci-dessus, on obtient

un compresseur présentant un certain nombre de caractéris-

tiques et d'avantages notables En premier lieu, malgré

la nature elliptique de la chambre qui conduirait normale-

ment à prévoir deux courses aller-retour à chaque tour de l'arbre, chaque palette n'effectue, en fait, qu'un seul

mouvement aller-retour, ce qui réduit les vibrations, per-

met un fonctionnement à une vitesse de rotation plus élevée

et réduit la quantité d'énergie perdue lors de l'accéléra-

tion radiale des palettes.

D'autres caractéristiques propres au compres-

seur selon l'invention ressortiront de l'étude d'un cycle typique de compression Lorsque le rotor tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, un gaz est aspiré par l'orifice d'entrée 71 (figure 5) dans un compartiment 81 formé entre deux palettes adjacentes, ce compartiment ayant une dimension radiale moyenne Dl Lorsque le rotor tourne, les parois du rotor et de la chambre se déplacent effectivement l'une vers l'autre, ce qui s'accompagne d'un

mouvement progressif des galets et des palettes vers l'in-

térieur de manière que, lorsqu'un compartiment donné approche

de l'orifice 72 de sortie, la dimension radiale de ce com-

partiment, indiqué en 82, soit réduite à une dimension moyenne D 2 qui n'est égale qu'à une petite fraction de la dimension initiale Dl, le rapport des deux dimensions étant une mesure du taux de compression A la suite d'une légère progression du rotor au-delà de la position illustrée sur la figure 5, le gaz comprimé est déchargé de la chambre 82

en passant par l'orifice 72 de sortie.

Une caractéristique de la construction est que la course effective de compression s'effectue sur une partie importante de la rotation complète du rotor Ainsi, comme montré sur la figure 5, l'interruption de l'admission de l'air à l'intérieur du compartiment 81 s'effectue peu avant le passage par le grand axe La compression s'étendant sur

plus de 1800, le moment o le gaz est déchargé du comparti-

ment 82 est retardé jusqu'à ce que la palette avant définissant le compartiment arrive à l'orifice 72 de sortie qui se trouve en totalité audelà du grand axe, par rapport

au sens de rotation du rotor indiqué par une flèche.

Il convient de noter, sur la figure 5, que la dimension D 2 ne varie que légèrement au cours des derniers ,o I u enivirde rotation avant l'arrivée à l'orifice de 25072 c 6 sortie, la "pente" étant extrêmement faible Ceci présente plusieurs avantages Tout d'abord, on obtient un effet de levier mécanique important pour comprimer le gaz à une pression élevée, ce qui établit un couple de charge plus constant sur un cycle complet de rotation Ensuite, la

vitesse du gaz transporté, au point de décharge, est sen-

siblement égale à la vitesse du bout des palettes, ce qui donne un débit d'écoulement sensiblement constant du gaz

par l'orifice de sortie.

En termes mathématiques, le rythme de varia-

tion du volume d'un compartiment par rapport à l'angle de rotation, d V/de approche de zéro sur un angle important précédant l'orifice de sortie et jusqu'au moment o la palette avant atteint l'orifice de sortie On obtient

ainsi un espace d'échappement du compartiment dont la sec-

tion est grande, de l'ordre de la section de l'orifice de sortie lui-même, de sorte qu'il n'existe en fait aucun étranglement présent à l'orifice de sortie et que la vitesse de décharge est donc faible En résumé, tout "laminage"

est pratiquement absent du point d'échappement du gaz com-

primé, un tel laminage étant en partie la cause du manque de rendement relevé dans des compresseurs de conception

plus classique.

L'association d'une chambre elliptique renfer-

mant un rotor circulaire déporté dans deux directions, et de palettes guidées par galets a pour résultat une machine telle que décrite, ayant un rendement élevé et un faible frottement interne par unité de débit d'écoulement massique

ou par unité de volume balayé.

Etant donné que les palettes sont guidées par des galets, les orifices d'entrée et de sortie peuvent être placés dans la paroi extérieure incurvée de la chambre et ils peuvent s'étendre sur toute la largeur axiale de la paroi Etant donné que les bouts des palettes ne touchent pas la paroi, les orifices peuvent être réalisés avec une

aire aussi grande que souhaitée, contrairement aux com-

presseurs de type à palettes dans lesquels les palettes ne sont pas guidées et o les orifices doivent être constitués d'une rangée de petits trous afin de conserver une surface de support aussi grande que possible pour les bouts des palettes Une machine de la conception décrite est moins sensible au "surdimensionnement" en raison du fait que la vitesse d'écoulement dans les orifices est une fonction du troisième degré de la dimension de la machine, tandis que l'aire d'écoulement par les orifices est une fonction

du deuxième degré seulement de la dimension de la machine.

Ainsi, lorsqu'on augmente les dimensions, le fait que les

orifices soient placés à la périphérie permet un accrois-

sement correspondant et aussi important qu'il est néces-

saire, sans limitation, de la dimension de ces orifices.

En d'autres termes, la forme de réalisation décrite peut

être agrandie comme souhaité sans la pénalisation habi-

tuelle constituée par une augmentation des frottements

et une augmentation de la vitesse du gaz refoulé Par con-

séquent, le compresseur selon l'invention convient idéale-

ment à une utilisation avec des fluides de réfrigération à l'état de vapeur, du type à faible pression de vapeur et point d'ébullition élevé, le débit nécessaire étant alors obtenu soit par augmentation des dimensions, soit par mise en rotation de l'arbre à une plus grande vitesse, ou encore par une association de ces deux mesures, tout

en bénéficiant de tolérances (jeux) plus larges à l'inté-

rieur de la machine et d'une élimination importante des fuites, aussi bien intérieures qu'extérieures, affectant

normalement les machines du type à palettes.

On a mentionné ci-dessus le fait que les palettes sont maintenues de manière à ne pas pouvoir se déplacer vers l'extérieur afin qu'aucun contact réel ne

se produise aux bouts des palettes Une autre caractéris-

tique de cette forme de réalisation est que les galets parcourent des gorges comportant des parois opposées telles

que la paroi de la gorge située radialement vers l'inté-

rieur établit un jeu radial sensiblement constant avec les galets contenus dans la gorge, ce jeu déterminant ainsi la distance sur laquelle chaque palette peut se déplacer radialement vers l'intérieur Ainsi, dans l'application de l'invention, les parois opposées 68 et 69 des gorges 67 sont usinées de manière que leur écartement dépasse le diamètre du galet d'une faible valeur qui peut être de l'ordre de 0,76 mm, mais qui est comprise entre 1,52 et 0,12 mm La surface 69 qui limite le mouvement des palet- tes vers l'intérieur est appelée, pour plus de commodité, surface de "butée" Le léger mouvement admissible des

palettes vers 1 'intérieur est souhaitable dans les condi-

tions de mise en marche car, lors de la mise en marche,

le fluide peut s'écouler directement entre deux comparti-

ments adjacents, ce qui limite le couple de démarrage.

En d'autres termes, le couple demandé pour faire tourner l'arbre est plus faible au moment du décollement et alors

que l'arbre-tourne à faible vitesse que par la suite, lors-

que les palettes sont plaquées vers l'extérieur sous l'effet de la force centrifuge et alors que l'arbre est mené à sa vitesse nominale Cette caractéristique de faible couple de démarrage est particulièrement avantageuse, car elle permet au compresseur de minimiser les chocs de démarrage transmis à la source d'entraînement; par exemple, lorsque le compresseur est entraîné par un moteur électrique, il

est possible d'utiliser un moteur classique à courant alter-

natif, du type à induction, plutôt qu'un moteur plus coû-

teux du type à "capacité de démarrage" prévu pour l'entraî-

nement de compresseurs.

La possibilité des palettes de se déplacer sur une petite distance vers l'intérieur permet également de protéger le compresseur d'une condition souvent appelée "formation de bouchon" dans laquelle peut pénétrer dans l'orifice d'entrée du compresseur, non pas le gaz vaporisé habituel, mais un "bouchon" de fluide de réfrigération à

l'état liquide Dans de telles conditions, lorsque le com-

presseur tente de comprimer un liquide, il apparaît une

pression suffisante pour soulever les palettes de la sur-

face incurvée contre laquelle elles portent, ce qui permet un échappement sûr du liquide autour dui bout des palettes

vers le compartiment adjacent et ce qui évite ainsi l'accu-

mulation d'une haute pression détruisant normalement les

machines classiques.

Malgré la possibilité des palettes de se déplacer vers l'intérieur, les palettes sont maintenues plaquées par la force centrifuge pendant la totalité du fonctionnement normal de la machine et aucun ressort auxiliaire ni aucune

force hydraulique exercée vers l'extérieur ne sont néces-

saires pour maintenir les palettes plaquées de façon sûre.

Il est évident que dans les cas o une diminution du couple de démarrage est d'une importance primordiale et o des moyens sont prévus pour faire fonctionner normalement le compresseur à une vitesse élevée, des ressorts auxiliaires peuvent être utilisés pour solliciter normalement les palettes vers l'intérieur afin d'assurer le démarrage de chaque palette avec un jeu maximal en bout plutôt que de n'utiliser que la pesanteur pour produire le mouvement

vers l'intérieur.

En perfectionnant le compresseur ayant la con-

ception décrite ci-dessus, on a établi des valeurs ou des plages de valeurs optimales pour les divers paramètres entrant dans cette conception L'analyse, confirmée par l'expérience, a montré, par exemple, que les jeux axiaux

des palettes par rapport aux parois extrêmes 23 et 24 doi-

vent de préférence être d'environ 0,05 mm, mais, dans tous

les cas, un jeu compris entre 0,025 et 0,125 mm est re-

commandé.

Il est en outre préférable que l'allongement du rotor, c'est-à-dire le rapport de sa longueur à son

diamètre, soit compris entre 0,25 et 0,75, la valeur opti-

male semblant être de l'ordre de 0,5.

Les études portant sur l'épaisseur des palettes ont établi que le rapport de l'épaisseur des palettes au diamètre du rotor doit de préférence être compris entre

0,025 et 0,075, un rapport optimal étant d'environ 0,05.

Lorsque le rapport dépasse la limite supérieure de cette plage, la palette devient très lourde, imposant des charges supplémentaires aux paliers des galets et entraînant une perte de la capacité volumétrique, tandis que l'utilisation de palettes trop iirnes rend difficile, du point de vue structurel, le "montage" de ces palettes dans un ensemble

à axé fiable.

Les bouts des palettes sont de préférence arrondis de manière que le rapport du rayon de courbure du bout des palettes à l'épaisseur des palettes soit de

préférence compris entre 2,0 et 2,5.

La machine a été décrite dans une forme de réalisation présentant des orifices d'entrée et de sortie fixes et non réglables pour produire un débit constant ou un flux calorifique constant lorsque cette machine est

utilisée comme compresseur dans un système de réfrigéra-

tion La demande de brevet N O 157 564 précitée décrit

une chemise ou garniture intérieure formant la paroi exté-

rieure incurvée de la chambre sur le côté de décharge et réglable dans la direction périphérique afin qu'il soit possible de faire varier la pression à laquelle le gaz est refoulé et, par conséquent, le rapport de compression du compresseur Le degré d'excentricité utilisé dans la forme de réalisation décrite est suffisamment petit pour

que, si cela est souhaité, une chemise ou garniture simi-.

laire puisse être incorporée dans cette forme de réalisa-

tion, ce qui est de la compétence de l'homme de l'art, dans les applications o il est nécessaire de régler la pression de refoulement De plus, la chemise ou garniture

peut être réglée automatiquement pour effectuer une varia-

tion corrective automatique du flux calorifique afin de maintenir une température constante dans un espace régulé, par l'utilisation du circuit de commande décrit dans la

demande précitée.

Une caractéristique de la machine selon l'in-

vention, lorsqu'elle est utilisée comme compresseur dans un système de réfrigération, est qu'elle n'est pas limitée à une utilisation avec des fluorocarbones tels que le "Freon", qui constituent un danger pour l'ensemble de l'écologie mais, par contre, le compresseur convient idéalement à une utilisation avec de nombreux autres gaz relativement inoffensifs, en particulier des gaz à faible pression de vapeur tels que l'isopentane, le néopentane,

l'isoamylène ou des mélanges de ces gaz.

L'expression "sensiblement elliptique" appli-

quée au profil de la surface incurvée 25 désigne une ellipse mathématique ou ses équivalents approximatifs à l'exception, cependant, de profilscirculaires en totalité ou en partie Des équivalents approximatifs comprennent

les profils du type lemniscate, hypertrochoide ou hypotro-

choide. L'expression "course unique aller-retour" utilisée dans le présent mémoire signifie que chaque palette effectue un cycle de mouvement alternatif une seule fois par tour d'arbre, contrairement à la "course double" qui a lieu dans les machines du type à palettes de l'art

antérieur, ayant un stator elliptique Cependant, l'ex-

pression "course unique aller-retour" n'est pas stricte-

ment limitative et elle englobe des formes de réalisation

dans lesquelles la palette effectue une pause ou une in-

version très légère et momentanée de mouvement vers le

milieu du cycle primaire du mouvement alternatif.

L'adaptabilité de la machine à une large gamme de fluides de réfrigération, en particulier des fluides du type à haut point d'ébullition et basse pression de

vapeur, a été mentionnée Un fluide de réfrigération pré-

féré est l'isoamylène, car il possède un grand nombre de

caractéristiques identiques à celles du fluide de réfri-

gération fluorocarboné "R-11 ", mais il est exempt des dangers bien connus, constitués par ce dernier, pour la couche d'ozone protectrice à haute altitude Cependant, un grand nombre d'autres fluides de réfrigération peuvent être utilisés tels que du pentane, de l'isopentane ou un

mélange de ces deux fluides.

De plus, bien que la machine ait été décrite sous la forme d'un compresseur dans un souci d'uniformité,

compresseur aspirant un gaz et le refoulant sous une pres-

sion plus élevée, la machine est capable, de par sa nature, de travailler comme machine de détente ou moteur, alimentée en gaz sous pression élevée arrivant à l'orifice 72 et évacué sous une pression inférieure par l'orifice 71, avec production d'une force motrice de rotation Lorsque la machine est utilisée comme machine de détente ou comme

moteur, elle a pour avantage un rendement élevé de trans-

fdrmation d'énergie, ainsi que d'autres avantages cités dans le préambule du présent mémoire. Il va de soi que de nombreuses modifications

peuvent être apportées au compresseur décrit et repré-

senté sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (1)

REVENDICATIONS 1 Compresseur rotatif, caractérisé en ce qu'il comporte un corps ( 21) délimitant une chambre qui comprend des parois extrêmes parallèles et opposées ( 23, 24) et une paroi extérieure incurvée ( 25) ayant un profil sensiblement elliptique dont le grand axe (a) et le petit axe (b) sont centrés sur l'axe ( 26) de la chambre, la paroi extérieure présentant une zone ( 70) de référence qui définit des côtés d'entrée et de sortie ( 27, 28) de la chambre, un rotor ( 40) de forme cylindrique présentant plusieurs gorges radiales équidistantes et comprenant un arbre ( 41, 42) au moyen duquel il est supporté afin de pouvoir tourner dans le corps, des palettes ( 51-56) étant profilées de manière à s'ajuster dans la chambre et pou- vant coulisser radialement dans les gorges afin de définir entre elles des compartiments fermés, chaque palette com- portant deux tourillons qui font saillie axialement et sur lesquels sont montés des galets ( 61-66), des chemins ( 67) de roulement étant formés dans les parois extrêmes de la chambre afin de recevoir les galets et de guider les palettes de manière que leurs bords extérieurs profilés suivent la paroi extérieure de la chambre en contact étroit, des moyens définissant un orifice d'entrée ( 71) sur le côté d'entrée de la chambre afin d'aspirer un gaz à l'in- térieur d'un compartiment, et un orifice ( 72) de sortie sur le côté de sortie afin de refouler le gaz du comparti- ment, à l'état comprimé, les orifices étant ménagés dans la paroi extérieure incurvée de la chambre et disposés de façon à chevaucher étroitement la zone de référence, l'axe ( 39) du rotor étant déporté latéralement de l'axe de la chambre pour que le contact se produise dans la zone de référence et que les orifices soient isolés de façon étanche l'un de l'autre, l'axe du rotor étant déporté vers l'orifice de sortie et étant décalé le long des grand et petit axes du profil elliptique, sur des distances suffi- sautes pour que chaque palette n'effectue qu'une seule course allerrxetour à chaque tour du rotor, malgré la nature elliptique de la chambre. 2 Compresseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'amplitude du déport (ao) le long du grand axe est égale à peu près au double de celle du déport (bo) le long du petit axe. 3 Compresseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'excentricité du profil elliptique est comprise entre 20 et 300. 4 Compresseur rotatif, caractérisé en ce qu'il comporte un corps ( 21) qui définit une chambre ayant des parois extrêmes parallèles et opposées ( 23, 24) et une paroi extérieure incurvée ( 25) de profil sensiblement elliptique dont le grand axe (a) et le petit axe (b) sont centrés sur l'axe ( 26) de la chambre, la paroi extérieure présentant une zone de référence ( 70) qui définit des côtés d'entrée et de sortie ( 27, 28) de la chambre, un rotor ( 40) de forme cylindrique présentant plusieurs gorges radiales équidistantes et un arbre ( 41, 42) qui le supporte afin qu'il puisse tourner dans le corps, des palettes ( 51-56) étant profilées de manière à s'ajuster dans la chambre et à pouvoir coulisser radialement dans les gorges pour définir entre elles des compartiments fermés, chaque palette comportant deux tourillons qui font saillie axialement et qui portent des galets ( 61-66), des chemins de roulement ( 67) étant formés dans les parois extrêmes de la chambre afin de recevoir les galets et de guider les palettes de manière que leurs bords extérieurs profilés suivent la paroi extérieure de la chambre en contact étroit, des moyens définissant un orifice d'entrée ( 71) sur le côté d'entrée de la chambre pour aspirer un gaz à l'intérieur d'un compartiment, et un orifice ( 72) de sortie sur le côté de sortie afin de décharger le gaz du compartiment, à l'état comprimé, les orifices étant ménagés dans la paroi extérieure incurvée de la chambre et disposés afin de chevaucher étroitement la zone de référence, l'excentricité du profil elliptique étant com- prise entre 15 et 450, l'axe ( 39) du rotor étant déporté latéralement de l'axe de la chambre le long des grand et petit axes afin d'établir un contact du rotor avec la zone de référence pour assurer l'étanchéité entre les orifices, le rotor étant suffisamment grand pour qu'il existe trois positions, sur la circonférence, o les tangentes au rotor et à la paroi incurvée de la chambre sont parallèles entre elles afin que chaque palette n'exécute qu'un seul mouve- ment aller-retour à chaque tour du rotor, malgré la nature elliptique de la chambre. Compresseur selon l'une des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que les galets se déplacent dans des gorges ( 67) présentant des parois opposées ( 68, 69) et formées dans les parois extrêmes respectives de la chambre, la paroi ( 68) de la gorge, située radialement vers l'extérieur, servant de chemin de roulement pour un galet et la paroi ( 69) de la gorge, située radialement vers l'intérieur, présentant un jeu radial sensiblement constant par rapport aux galets que la gorge contient, afin de permettre à chaque palette de se déplacer radiale- ment vers l'intérieur lors du démarrage et en cas de "bouchon". 6 Compresseur selon l'une des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que les galets se déplacent dans des gorges ( 67) comprenant des parois opposées ( 68, 69) et formées dans les parois extrêmes respectives de la chambre, la paroi ( 68) de la gorge, située radialement vers l'extérieur, servant de chemin' de roulement pour les galets et la paroi ( 69) de la gorge, située radiale- ment vers l'intérieur, établissant un jeu radial sensible- ment constant avec les galets que la gorge contient afin de permettre à chaque palette de se déplacer radialement vers l'intérieur lors du démarrage et en cas de "bouchon", le jeu radial étant compris entre 0,12 et 1,5 mm. 7 Compresseur selon l'une des revendications 1 et 4, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée s'étend, dans le sens de rotation du rotor, jusqu'à un point de coupure se trouvant à peu de distance du grand axe, l'ori- fice de sortie s'étendant en totalité au-delà du grand axe. 8 Compresseur selon l'une des revendications

1 et 4, caractérisé en ce que l'axe du rotor est situé sur un quadrant d'un lieu elliptique ayant un demi-grand axe égal au rayon focal de la paroi extérieure de la chambre, le lieu elliptique ayant une excentricité elliptique qui

est le complément de l'excentricité de la paroi extérieure.