Brevet FR2224653A1 — publié le 19741031

la présente invention concerne la construction des turbo-machines, et notamment les turbo-compresseurs. Elle peut être appliquée avec un maximum d'efficacité aux turbo-compresseurs assurant la suralimentation des moteurs à combustion interne. On cornait un turbo-compresseur pour la suralimentation des moteurs à combustion interne, @yant une roue de turbine calée sur un arbre commun avec une roue de compresseur. L'arbre tourillonne avec ses bouts dans des paliers. le turbocompresseur possède un corps non refroidi d'admission des gaz, qui amène les gaz chauds à la roue de turbine, et un corps pour l'évacuation des gaz d'échappement de la turbine. Dans ce turbo-compresseur, le palier côte roue de turbine de l'arbre est fixé, par un assemblage à bride, directement à la partie la plus chaude Ru corps non refroidi d'admission des gaz. la protection du corps de palier placé dans le palier contre les obliquités et les déformations, apparaissant dans le corps d'admission des gaz par suite de l'action thermique des gaz chauds, s'effectue à l'aide d'un système de elavettes-disques. Ces clavettes-disques permettent au corps de palier de se déplacer et d'occuper pendant la marche du compresseur une position araignée avec le coussinet (roulement) situé du côté roue de compresseur. L'inconvénient du turbo-compresseur connu consis te en ce elle le palier est fixé directement à la partie la plus chaude c'i corps non refroidi de la turbine, sujette aux plus fortes déformations, tant sous l'effet de la température que sous l'effet de la pression des gaz d'échappement remplissant le corps non refroidi d'admission des gaz. I1 s'ensuit des obliquités du palier par rapport à l'axe du rotor ou des défauts d'alignement des coussinets (roulements). En outre, une telle conception du turbo-compresseur est de réalisation compliquée, par suite de la présence d'un grand nombre le pièces ajustées avec une haute précision, et elle n'exclut pas complètement les éventualités d'angulation du palier côté roue de turbine lors des fortes déformations thermiques du corps d'a mission des gaz. On s'est proposé de créer un turbo-compresseur à corps non refroidi d'admission des gaz, dans lequel les déformations thermiques du corps d'admission des gaz ayant une forme tridimensionnelle seraient sans influence sur le palier c8té roue de turbine, dans lequel se trouve le coussinet (roulement) de l'arbre du turbo-compresseur. la solution consiste en ce que, dans un turbo-compresseur ayant une roue de turbine et une roue de compresseur montées sur un arbre commun dont les bouts tourillonnent dans des paliers, et un corps non refroidi d'admission des gaz amenant les gaz chauds à la roue due turbine, la bride de ce corps étant assemblée au corps refroidi évacuant les gaz d'échappement de la turbine, d'après l'invention le palier c8té roue de turbine de l'arbre est fixé à la bride du corps d'admission des gaz. la bride est assemblée directement au corps refroidi évacuant les gaz d'échappement de la turbine, lequel a une température bien plus basse que celle du corps non refroidi d'admission des gaz et n'est donc pas sujette aux déformations thermiques. Un turbo-compresseur réalisé conformément à l'invention pour la suralimentation des moteurs à combustion interne permet d'accroître la puissance des moteurs de 2,5 à 3 fois et d'améliorer leurs performances économiques. le taux d'accroissement de la pression dans le compresseur atteint 4,0 le débit est de 3 à 10 kg/s. le turbo-compresseur conforme à l'invention peut être employé pour les moteurs à pression effective moyenne allant jusqu'à 25 kg/cm2 et de'puissance allant jusqu'à 7000 ch. le rendement du turbo-compresseur est de 6. la masse du turbocompresseur est de 270 à 400 kg, selon la grandeur. D'autres objectifs et avantagés de l'invention sont mis en évidence dans la description détaillée ci-après d'un exemple de réalisation non limitatif, illustré par ls dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement un turbocompresseur conforme à l'inve:ltion (vue en coupe longitudinale) - la figure 2 est une vue du même turbo-compresseur suivant la flèche A. Le turbo-compresseur possède une roue 1 (figure 1) de turbine, montée sur un arbre commun 2 avec une roue 3 de compresseur. L'arbre O tourillonne avec ses bouts dans des coussinets (roulements) 4 et 5, qui sent placés dans des paliers 6 et 7. Le corps non refroidi 8 d'admission des gaz amenant le gaz chaud à la roue ' de de turbine est assemblé par sa bride 9 au cor refroidi 10 évacuant les gaz d'échappement de la turbine. La roue 3 de compresseur est placée dans le corps 11 de compresseur, réalisé en forme de volute.Le palier 7 coté roue 1 de turbine e e l'arbre 2 est fixé à la bride 9 du corps d'admission des gaz 8 par trois éléments tubulaires rigides 1? (figure 2) afin d'assurer la distribution uniforme des charges sollicitant i le palier 7, et sa liaison avec l'endroit le plus chaud du corps d'admission des gaz 8 est assurée par un élémént souple 13 (figure 1) du type soufflet, ne transmettant pas les déformations thermiques du corps 8 d'admission des gaz au palier 7, et assurant en même temps l'étanchéité de la cavité à gaz de la turbine. Pans le corps 8 d'admission des gaz est également monté un distributeur 4 servant à diriger la veine de gaz sur la roue 1 de turbine. Le turbo-compresseur fonctionne de la façon suivante. Les raz d'échappement du moteur -i combustion interne, arrivant par l'orifice d'entrée du corps 8 d'admission des gaz, traversent le distributeur 14 qui les dirige sur la reue 1 de turbine. En tournant, la roue 1 de turbine fait toumen @@roue 3 de compresneur mentée avec elle sur l'arbre commun @. La roue 3 de compresseur comprime l'air, qui est déb@tè par le corps 11 de compresseur vers les cylinéres (pon seprésentés sur les figures) du moteur à combastion interne, lequel est ainst surali@enté. Les guz d'échappement arrivant à la roue 1 de turbine échauffent Le corps non refroidi 8 d'admission des gaz. La @ @@érature de a@s p@@rois @evient à peu près égale à celle des gaz d'échappement du moteur. Le palier côté roue @ de turbine de l'arbre 2 est fixé par des élments rigides 12 à la bride 9 du corps 8 d'admission des gaz. la bride 9 a une température plus basse que celle du corps 8 d'adrissicn des gaz, car elle est assemblée directement au corps refroidi 10 évacuant les gaz d'échappement.C'est pourquoi les déformations thermiques du corps 8 d'admission es gaz sont sans effet sur le palier 7 côté roue i de turbine de l'arbre 2, d'où l'exclusion des défauts d'alignement des coussinets (roulements) 4 et 5 de l'arbre P du turbo-compresseur. Une telle réalisation permet d'accroStre 1: fiabilité du turbo-compresseur et d'augmenter la durée de service des coussinets (roulements). Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son espfit et mises en oeuvre dans le cadre de la revendication qui suit. REVENDICATION 1. Turbo-compresseur du type comportant une roue de turbine et une roue de compresseur montées sur un arbre commun dont les bouts tourillonnent dans des paliers, et un corps non refroidi d'admission des gaz amenant les gaz chauds à la roue de turbine, la bride de ce corps étant assemblée au corps refroidi évacuant les gaz d'échappement de la turbine, caractérisé en ce que le palier côté roue de turbine de l'arbre est fixé à la bride du corps d'admission des gaz.