Brevet FR2476241A1 — publié le 19810821

La présente invention se rapporte à une roue pouvant autre avantageusement utilisée dans les types les plus modernes de turbopompes à auto-amorçage avec canal latéral. Les turbopompes dites centrifuges fonctionnent selon le principe du déplacement positif. Les caractéristiques de fonctionnement de ces machines font que les roues étoilées classiques se trouvant à l'intérieur ne permettent pas de produire un écoulement de liquide optimal, de sorte que le rendement volumétrique est tres faible. L'exemple classique à cet égard est la roue à palettes de Siemens qui n'a pas été sensiblement modifiée depuis son invention et qui reflète l'état actuel de la technique. Ces roues à palettes présentent en outre l'inconvénient que leurs dimensions géométriques qui sont déterminées selon des méthodes de construction connues et traditionnelles posent des problèmes de moulage, attendu qu'elles sont difficiles à façonner et ne peuvent être moulées qu'avec un grand pourcentage de rebuts. L'invention a par conséquent pour objet de réaliser une roue de forme favorisant l'écoulement de manière à réduire les pertes volumétriques des pompes et à améliorer ainsi les conditions d'écoulement des turbopompes à auto-amorçage. L'invention vise en outre à simplifier le moulage ou le façonnage de la roue et à réduire les rebuts de coulée lors de la fabrication. Ce résultat est atteint selon l'invention au moyen d'une roue qui est moulée d'une seule pièce et munie de palettes étroitement serrées sur sa surface latérale extérieure. La roue présente une courbure interne de rayon identique au rayon du profil du canal latéral. Elle comporte en outre un nombre minimal de rayons. Le nombre de ces rayons est inférieur à celui des cloisons aménagées à l'intérieur de la roue. Une des surfaces latérales de la roue forme des chambres qui sont délimitées par des cloisons disposées axialement. La coupe effectuée dans le sens axial de la partie du fond des chambres présente un ara de cercle qui va de la paroi de fermeture des différentes chambres jusqu'au bord de la roue. La paroi en forme de demi-arc de cercle, vue en coupe axiale, du canal latéral, au niveau de son point le plus externe, se raccorde tangentiellement aux fonds des chambres ayant le meme rayon de courbure, tandis que son point le plus interne se trouve dans l'alignement de la périphérie interne de la paroi frontale de la roue. Le canal latéral est par conséquent réalisé en forme de demi tore dont le rayon du profil est identique au rayon de courbure de la partie courbée des chambres; le canal latéral forme avec la partie du fond des chambres un tore presque complet. Dans un mode de réalisation préféré, la roue, sur son côté ouvert, se raccorde au canal latéral par une très petite fente d'aération. Dans ce cas, le canal latéral en liaison avec les chambres qui lut sont opposées, forme un tore fermé à peu près au trois-quart. Selon un autre mode de réalisation préféré de la roue selon l'invention, les palettes et les rayons allant vers le moyeu sont réalisés en forme de palettes rectilignes dans le sens radial, de sorte que la pompe contenant la roue peut refouler le liquide dans n importe quel sens de rotation. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation préféré pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 représente schématiquement la roue montée dans une pompe; la figure 2 représente en plan le côté ouvert de la roue; la figure 3 représente, du côté gauche, la coupe de la figure 2 et, du côté droit, une vue développée d'une coupe de la garniture de palettes. La roue 1 est fixée sur un axe 3 et comporte des rayons 4. Les rayons forment des chambres 7 délimitées par des cloisons 5 disposées radialement. La coupe effectuée dans le sens axial de la partie du fond des chambres présente un arc de cercle qui va de la paroi de fermeture 11 des différentes chambres 7 jusqu'au bord de la roue 1. La pompe sur la figure 1 est schématisée par les parties -13a, 13b. Au point le plus externe 8 de la paroi en forme de demi-arc de cercle, vue en coupe axiale, du canal latéral 2 aménagé dans la pompe, se raccorde tangentiellement la partie du fond des chambres 7. Le point 9 le plus interne de la paroi en forme de demi-arc de cercle du canal 2 se trouve dans l'alignement de la périphérie interne de la paroi frontale 10 de la roue 1. Le nombre des cloisons 5 est supérieur à celui des rayons 4. La roue 1 peut être une pièce moulée, mais il est possible de prévoir un autre mode de réalisation, par exemple soudé. Dans la partie, tournée vers la périphérie, de la roue 1, sont aménagées des chambres 7 séparées par des cloisons 5. La partie, tournée vers la périphérie de la roue 1, des chambres 7 , présente une courbure et ces courbures sont prolongées par la paroi du canal latéral présentant un rayon de courbure identique. La paroi de fermeture axiale des chambres 7 s'étend dans le sens radial jusqu'au point où le canal latéral 2 se raccordant à la roue 1, ferme pour ainsi dire l'espace qui lui est opposé. Dans un mode de réalisation avantageux de la roue selon l'invention, le centre de l'arc de cercle délimitant les parois des chambres 7 colncide avec le centre du canal latéral 2 de section transversale axiale en forme de demi-arc de cercle et se raccordant par l'intermédiaire d'une fente d'aération, et les rayons de ces arcs de cercle sont identiques. La roue 1 réalisée de la façon décrite est par conséquent sensiblement un anneau muni de palettes étroitement serrées et dont la surface latérale externe et le côté tourné vers le canal latéral 2, sont fermés jusqu'au diamètre intérieur du canal latéral. Cet anneau fermé d'un côté est raccordé par des rayons au moyeu 6 de la roue. Dans l'exemple représenté la roue comporte douze rayons, mais il est également possible d'envisager des modes de réalisation comportant un moins grand nombre de rayons, par exemple trois, ce qui correspond aux exigences de résistance minimales. Le moyeu 6 entre l'anneau et les rayons est ouvert sur sa face frontale afin que le liquide refoulé dans le sens axial de la roue 1 puisse s'écouler librement. Les rayons 4 de la roue 1 et les cloisons 5 des chambres 7 sont réalisés de plus en plus faibles vers le haut dans le sens axial (figure 3 à droite), ce qui présente l'avantage que la roue peut entre démoulée d'un côté et contre-moulée de façon simple. Grâce à cette conception des cloisons 5, une pompe munie de cette roue peut fonctionner dans les deux sens de rotation, ce qui était impossible avec les pompes usuelles de même type. A l'état monté, la roue 1 se raccorde par une très petite fente d'aération au canal latéral 2 aménagé dans le corps de la pompe. et forme avec ce dernier, vu en coupe axiale, un tore presque complètement fermé dans lequel l'écoulement du liquide est idéal. REVENDICATIONS 1. Roue, en particulier pour turbopompes å auto-amorçage avec canal latéral; caractériste par le fait qu'elle comporte des chambres (7) délimitées par des cloisons (5) disposées radialement, et que la coupe effectuée dans le sens axial de ces chambres présente un arc de cercle qui s'étend de la paroi de fermeture (11) des chambres (7) jusqu'au bord de la roue (1) et qui, au point le plus externe (8) de la paroi en forme de demi-arc de cercle, vue en coupe axiale,du canal latéral 2 aménagé dans la partie (13a) de la pompe, se fond sans transition à celle-ci, tandis que le point le plus interne (9) de la paroi en forme de demi-arc de cercle du canal latéral (2) se trouve dans l'alignement de la périphérie interne de la paroi frontale (10) de la roue (1), et qu'en outre le nombre des cloisons (5) est supérieur à celui des rayons (4). 2. Roue selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le centre de l'arc de cercle délimitant les parois des chambres (7) coincide avec celui du canal latéral (2) se raccordant par l'intermédiaire d'une fente d'aération et de section transversale axiale en forme de demi-arc de cercle et que les rayons de ces arcs de cercle sont identiques. 3. Roue selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que les rayons (4) et les cloisons (5) sont réalisés de plus en plus étroits dans le sens du côté ouvert des chambres (7)