Brevet FR2434939A1 — publié le 19800328

On sait qu'un problème très important concernant le fonctionnement des turbo-machines à roues centrifuges est de pouvoir repousser le plus à gauche possible la limite de pompage sur un diagramme débit (en abcisse)- pression (en ordonnée). L'invention décrite ci-dessous, constitue un moyen simple et efficace de rejeter vers les faibles débits le sommet de la courbe débit-pression qui correspond sensiblement à cette limite de pompage dans les cas les plus fréquents d'utilisation, et pour des roues dont le rapport du diamètre de l'ouïe à celui de la périphérie des aubes est au soins égal à 0,25. Cette invention consiste essentiellement à diminuer légèrement le diamètre de l'ouie d'entrée de fluide dans la turbo-machine, au moyen d'un dispositif de préférence réglable qui entre en jeu lorsque les conditions de fonctionnement sont telles que l'on risque de se rapprocher de la lignite de pompage. La figure 1,- qui est une coupe par l'axe de rotation de la turbo-machine montre les éléments suivants d"n sode de réalisation conforte à l'invention. Elle représente une roue centrifuge 1, tournant dans une enveloppe 2, qui sur la figure est du type en forme de volute, mais ce pourrait être une enveloppe cylindrique pour le cas d'une turbo-machine en montage "barrel". Cette enveloppe comporte une ouverture circulaire 3, par laquelle entre le fluide pour pouvoir ensuite pénétrer dans la roue. Une disposition essentielle de l'invention est que devant cette ouverture 3, on place un opercule de préférence réglable -4, qui peut venir obturer sa periphérie. Sur la figure 2, on a représenté a titre d'exemple, l'opercule 4 dans une position telle, qu'il ne limite plus l'admission de l'ouverture 3. Sur ces figures 1 et 2, on a supposé que l'opercule était réalisé par coulissement radial de voussoirs 5, que l'on distingue sur la figure 3 qui est une vue de face de l'ouïe de la turbo-machine. Dans ce mode de réalisation qui n'est que l'un de ceux prévus par l'invention, les voussoirs 5 coulissent simultanément dans un espace cylindrique 6. On n 'a pas représenté le système mécanique réalisant ce coulissement qui peut être évidemment assuré et commandé par un des moyens connus dans l'état actuel de la technique. La figure 4 montre l'allure des courbes débit-pression et débits graduel lestent obtenus avec la sese machine selon que l'opercule 4 est en position "ouverte" ou "ferrée". On remarquera que le sommet de la courbe situé en A, pour la position "ouverte", passe à B pour la position "ferrée", et correspond à une ouverture du circuit OB nettement plus faible pour B que pour A. Ce qui permet de conserver un débit stable pour des ouvertures situées à gauche de OA. Pour des positions intermédiaires de l'opercule 4, on obtient des courbes intermédiaires, le sommet de la courbe débit-pression décrivant une courbe A B figurée en trait mixte. Le sode de réalisation représenté sur les figures 1, 2 et 3 ne permet que deux positions "ouverte" ou "ferrée" si les vous soirs ne se chevauchent pas pour obtenir des positions intermédiaires, ils pourraient se chevaucher. L'invention prévoit que le dispositif peut être réalisé au moyen d'un diaphragme de type "iris", ou de tout autre système placé immédiatement en amont de la roue, permettant une dininution progressive du diamètre de l'louver ture fixe permettant l'entrée du fluide dans la roue centrifuge par son oule dont le diamètre reste constant. La figure 5 montre à titre d'exemple la réalisation de ce dispositif au moyen d'un tore gonflable 7, complètement éclipsé dans le logement 6, en position "ouverte", et faisant saillie à partir de ce logement en position "fermée", comme représenté sur la figure 5, par gonflage par envoi d'un fluide sous pression au moyen d'un ajutage 8. La figure 7 et la figure 8 représentent un autre sode de réalisation prévu par l'invention. I1 s'agit de volets 9, de faible longueur par rapport au rayon de l'ouverture 3, pivotant simultanément autour d'axes radiaux 10, de saunière à pouvoir passer d'une position en "drapeau", dans l'écoulement du fluide à une position telle, que leurs bords de fuite et bords d'attaque deviennent jointifs, ou sese se superposent légèrement, de manière à former un anneau obturant la périphérie de l'ouverture circulaire 3. Sur les figures 1, 2, 5 et 7 la roue centrifuge est représentée commue étant du type ferré, c'est à dire que le côté des pales 11 opposé au disque 12 reçoit un couvercle 13 tournant avec la roue. Il est prévu que l'invention s'applique aussi bien aux turbomachines équipées d'une roue ouverte, c'est à dire au cas où le couvercle 13 est fixe et où il existe un certain jeu entre lui et les pales 11. L'invention prévoit que dans le cas où à tout moment l'ouverture du cir cuit peut diminuer et créer un risque de pompage, l'opercule 4 peut être fixe et constitué par un simple diaphragme, si on admet une altération du rendement vers les grands débits et une limitation de leur valeur. REVENDICATIONS 1. Opercule annulaire disposé à la périphérie de la partie fixe de 1 'ouïe d'alimentation d'une roue centrifuge, de rapport diamètre d'ouïe sur diamètre aux aubes au soins égal à 0,25, immédiatement en amont de la section libre offerte à l'entrée du fluide dans la roue, dont il diminue le diamètre au maximum de 20 %. 2. Dispositif selon la revendication 1 où le diamètre intérieur de l'opercule est réglable. 3. Dispositif selon la revendication 1, où la résistance offerte par I'oper- cule au passage du fluide dans sa propre section, est réglable par le pivotement autour d'axes radiaux des surfaces élémentaires dont il est constitué.