Brevet FR2224640A1 — publié le 19741031

La présente invention concerne la construction des machines à turbine et notamment les turbo-compresseurs. La présente invention peut être appliquée avec succès aux turbo-compressatrs utilisés pour suralimenter les moteurs à combustion interne On connalt un turbo-compress-ear pour la suralimentation des moteurs à combustion interne. Ce turbo-compresseur connu comporte une roue à palettes de compresseur pour la compression de l'air, logée à l'intérieur du carter du compresseur. le carter du compresseur est pourvu d'un joint d'étanchéité labyrinthe, destiné à éliminer les fuites d'air comprimé et formé par des évidements concentriques taillés sur la surface de la roue à palettes du compresseur, qui est orientée vers le corps évacuant les gaz d'échappement depuis la turbine, et par des peignes ménagés sur un anneau non escamotable, intercalé entre le carter du compresseur et le capot calorifuge non escamotable de l'arbre du rotor et s'engageant dans lesdits évidements. Le capot calorifuge de l'arbre du rotor est fixé sur l'anneau pourvu des peignes. En plus, le turbo-compresseur est doté d'un carter amenant les gaz chauds à la roue à palettes de la turbine, disposée sur le même arbre que la roue à palettes du compresseur. L'inconvénient du turbo-compresseur de ce type réside en ce que 11 anneau avec peignes et le capot calorifuge de l'arbre du rotor sont réalisés non escamotables. Cette conception complique les opérations d'assemblage et de désassemblage, car en ce cas, pour déposer le capot calorifuge de l'arbre du rotor et l'vanneau avec peignes, il est nécessaire d'enlever au préalable la roue à palettes du compresseur de l'arbre du rotor ( pour assembler, il faut opérer suivant la succession inverse). En plus de la complication des opérations d'assemblage et de ddsassemblage, il peut se produire un déséquilibrage du rotor On connaît également un autre turbo-compresseur pour la suralimentation des moteurs à combustion interne. Ce turbo-compresseur connu comporte une roue à palattes de compresseur pour comprimer l'air, logé à l'intérieur du carter du compresseur le carter du compresseur possède un joint d'étanchéité labyrinthe destiné à éliminer les fuites d'air comprimé dudit carter. Ce joint d'étanchéité labyrinthe est formé par des évidements concentriques taillés sur la surface de la roue à palettes du compresseur, orientée vers le corps évacuant is gaz d' échappement depuis la turbine, et par des peignes ménagés sur un anneau intercalé entre le carter du compresseur et le capot calorifuge de l'arbre du rotor, et s1 engageant dans lesdits évidements. le capot calorifuge de l'arbre du rotor est fixé sur l'anneau pourvu de peignes0 En plus, le turbo-compresseur comporte un carter amenant les gaz chauds à la roue à palettes de la turbine , disposée sur le meme arbre que la roue à palettes du compresseur0 La particularité d'un tel turbo-compresseur réside en ce que l'anneau pourvu de peignes et le capot calorifuge de l'arbre du rotor, fixé sur lui, sont réalisés avec un plan d'assemblage suivant 1'axe longitudinal, ce qui permet, lors de l'assemblage et du désassemblage, de monter et démonter ces pièces sans déposer de l'arbre du rotor la roue à palettes du compresseur, c'est-à-dire sans dérégler l'équilibrage du rotor. Cependant, cette conception constructive du turbocompresseur est caractérisée par le fait que les déformations thermiques et celles ayant lieu au cours du montage sont transmises du capot calorifuge escamotable de l'arbre du rotor immédiatement à la pièce escamotable (l'anneau pourvu de peignes). A la suite de la déformation thermique de l'anneau, les peignes de l'anneau fr81ent la roue à palettes du compresseur, ce qui provoque l'endommagement de cette dernière le but de la présente invention consiste à améliorer la fiabilité du turbo-compresseur ayant un capot calorifuge escamotable de l'arbre du rotor et un anneau escamotable pourvu de peignes, en supprimant le frôlement entre les peignes de l'anneau et la roue à palettes du compresseur0 I1 s'agissait, pour cela, de disposer de telle façon l'annm escamotable pourvu de peignes par rapport au capot calorifuge escamotable de l'arbre du rotor, que les déformations dues à la chaleur et au montage du capot calorifuge escamotable de l'arbre du rotor n'influencent pas la pièce escamotable (anneau pourvu de peignes) Ce problème est résolu du fait que le turbo-compresseur comprenant un carter amenant les gaz chauds à la turbine, un carter évacuant les gaz d'échappement depuis la turbine, à l'intérieur duquel passe l'arbre embrassé par le capot calorifuge escamotable et portant à ses extrémités la roue à palettes de la turbine et la roue à palettes du compresseur, logée à l'intérieur du carter du compresseur, doté d'un joint d'étanchéité labyrintheprévenant les fuites d'air comprimé au carter du compresseur et formé par des évidements concentriques taillés sur la surface de la roue à palettes du compresseur, orientée vers le carter évacuant les gaz d'échappement depuis la turbine, et par des peignes, ménagés sur l'anneau escamotable intercalé entre le carter du compresseur et le capot calorifuge escamotable da l'arbre et s t engageant dans lesdits évidements, comporte, suivant l'invention, une douille circulaire non escamotable, posée entre l'anneau escamotable et le capot calorifuge escamotable de l'arbre du rotor, sur lequel sont fixés l'anneau escamotable et le capot calorifuge escamotable de l'arbre du rotor. Cela donne la possibilité de supprimer la transmission immédiate des déformations dues à la chaleur et au montage du capot calorifuge escamotable de l'arbre du rotor à la pièce escamotable, anneau pourvu des peignes, et d'éliminer ainsi le frôlement entre les peignes et la roue à palettes du compresseur0 En conséquence, la fiabilité du turbo-compresseur s'améliore en général, la simplicité du désassemblage et de l'assemblage étant conservée , car on a conservé la possibilité de déposer l'anneau escamotable et le capot calorifuge de l'arbre du rotor sans déposer de l'arbre la roue à palettes du compresseur0 I1 est avantageux de réaliser la douille cIrculaire de manière que le plus petit de ses diamètres intérieurs dépasse le le diamètre extérieur maximal possible de l'une des roues à palettes du compresseur ou de la turbine. En cas de nécessité de désassembler et d'assembler le turbo-compresseur, il sera possible de retirer le rotor sans déposer la douille circulaire non escamotable D'autres objectifs et avantages de l'invention ressortiront dela description détaillée, qui va suivre, d'exemples non limitatifs de la réalisation avec références aux dessins annexés sur le squels - la figure 1 est une vue schématique du turbo-compresseur conforme à l'invention (coupe longitudinale), - la figure 2 représente l'organe fixant le capot calorifuge de l'arbre du rotor et de l'anneau à la douille non escamotable (en coupe longitudinale, à échelle agrandie) Le turbo-compresseur comporte une roue à palettes 1 de compresseur, logée à l'intérieur du carter 2 du compresseur, un carter d'admission de gaz, amenant les gaz chauds à la roue à palettes 4 de la turbine, un carter 5 évacuant les gaz d'échappement depuis la turbine, les carters 2, 3 et 5 abritent le rotor 6 constitué par un arbre 7 portant la roue à palettes 1 du compresseur et la roue à palettes 4 de la turbine0 Bur le carter 5 évacuant les gaz d'échappement depuis la turbine est fixée, au moyen de vis 8 (figure 2), une douille circulaire non escamotable 9 à laquelle est fixé par des boulons 10 un anneau escamotable 11 pourvude peignes 12, et le capot calorifuge escamotable 13 de l'arbre 7 du rotor0 les peignes 12 de l'anneau 11 s'engagent dans des évidements concentriques 14 de la roue 1 du compresseur, en formant avec lui un joint d'étanchéité labyrinthe. Dans 1'alésage du carter d'admission de gaz 3 est fixé un appareil à buse 15 (figure 1). La douille circulaire 9 est réalisée de manière que le plus petit de ses diamètres intérieurs dépasse le diamètre extérieur maximal possible de la roue à palettes 1 du compresseur ou de la roue à palettes 4 de la turbine, ce qui permet de retirer aisément le rotor 6 lors du désassemblage et de l'assemblage du turbo-compresseur, sans déposer la douille 9o le turbo-compresseur fonctionne de la manière suivantes les gaz d'échappement provenant du moteur à combustion interne, à travers les orifices d'admission gon représentés) du carter d'admission de gaz 3 (figure 1), parviennent à l'appareil à buse 15, qui oriente le courant de gaz moteur vers la roue à palettes 4 de la turbine, calée sur le même arbre 7 que la roue à palettes 1 du compresseur A la suite de la rotation de la roue à palettes 1 du compresseur, l'air est comprimé, ce qui assure la suralimentation du moteur à combustion interne. les gaz d'échappement débouchant de la roue à palettes 4 de la turbine parviennent à L'enceinte d'échappement du carter 5 évacuant les gaz d'échappement depuis la turbine, où ils réchauffent lescapot calorifuge escamotable 13 de l'arbre 7 du rotor 6, et ensuite s'échappent du turbo-compresseur à travers l'orifice de sortie le capot calorifuge escamotable 13 est fixé sur la douille circulaire non escamotable 9o Pour cette raison, les déformations résultant du montage et de l'échauffement du capot calorifuge escamotable 13 sont absorbées par la douille circulaire non escamotable 9 et n'exercent aucun effet sur l'anneau escamotable 11 pourvu des peignes 12. Le joint d'étanchéité labyrinthe, formé par les peignes 12 (figure 2) de l'anneau 11 s'engageant dans les évidements concentriques 14 de la roue à palettes du compresseur, empoche les fuites d'air depuis l'enceinte de refoulement du carter 2 (figure 1) du compresseur vers l'enceinte d'échappement du carter 5 évacuant les gaz d'échappement depuis la turbine. Cette réalisation permet de simplifier l'assemblage et le désassemblage du compresseur et d'améliorer sa fiabilité. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S R EVEN1)ICÀTI0NS 1 Turbo-compresseur du type comportant un carter d'amenée de gaz chauds à la turbine, un carter destiné à l'évacuation des gaz usés de la turbine et à l'intérieur duquel passe un arbre embrassé par un capot calorifuge démontable et portant à ses extrémités une roue à palettes de turbine et une roue à palettes de compresseur logée à l'intérieur du carter du compresseur, ce dernier étant pourvu d'un joint d'étanchéité à labyrinthe destiné à prévenir les fuites d'air comprimé du carter du compresseur et formé, d'une part par des évidements concentriques taillés sur celle des surfaces de la roue à palettes du compresseur qui est orientée vers le carter d'évacuation des gaz usés de la turbine, et d'autre part par des peignes qui, étant ménagés sur un anneau démontable intercalé entre le carter du compresseur et le capot calorifuge démontable de l'arbre, s'engagent dans lesdits évidements, caractérisé en ce qu'il comporte une douille circulaire non démontable 9 disposée entre l'anneau démontable 11 et le capot calorifuge démontable 13 de l'arbre 7 et sur laquelle sont fixés l'anneau démontable 11 et le capot calorifuge démontable 13 de l'arbre 7. 2 Turbo-compresseur conformément à la revendication 1, caractérisé en ce que ladite douille circulaire non démontable est réalisée de manière que le plus petit de ses diamètres intérieurs soit plus grand que le diamètre extérieur maximal possible de l'une des roues à palettes du compresseur ou de la turbine.