Brevet FR2529966A1 — publié le 19840113

La presente invention concerne les compresseurs centrifuges et, en particulier, ceux qui sont utilisés pour la compression de l'air de suralimentation des moteurs de véhicules routiers, ces compresseurs étant le plus souvent entraînés par une turbine dans laquelle sont détendus les gaz d'échappement. Les compresseurs centrifuges sont destinés a augmenter l'énergie de pression de gaz, le plus souvent de l'air, mais une part appréciable de l'énergie transmise aux gaz par la roue de compresseur est constituée par de l'énergie cinétique. Pour améliorer le rendement des compresseurs, on cherche donc à ralentir la vitesse du courant de gaz pour transformer l'énergie cinétique en énergie potentielle, c'est-à-dire en augmentant la pression pour une même quantité d'énergie absorbée. Pour assurer cette transformation, on dispose souvent un diffuseur à aubes à la sortie de la roue de compresseur ou encore dans les compresseurs de petite dimension, on prévoit seulement un diffuseur lisse. L'invention crée un nouveau compresseur dont le rendement est très amélioré par rapport aux appareils connus. Conformément à l'invention, le compresseur centrifuge dont la roue de compresseur refoule dans une volute par un diffuseur est caractérisé en ce qu'il est prévu en série deux diffuseurs dont un à aubes. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est une coupe-élévation schématique d'un turbo-compresseur mettant en oeuvre l'invention, la partie turbine d'entraînement n'étant pas représentée. La fig. 2 est une coupe transversale du diffuseur à double action qui est mis en oeuvre dans le compresseur de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe schématique vue suivant la ligne III-III de la fig. 2. La fig. 4 est un schéma, à plus grande échelle, illustrant des détails de réalisation. La fig. 1 montre de façon schémåtique un compresseur centrifuge faisant application de l'invention, compresseur qui comprend un corps 1 délimitant une volute 2 à la périphérie d'une buse d'entrée 3. La roue de compresseur est désignée par 4, cette roue étant entraînée par un arbre 5. Suivant l'invention, on dispose à la périphérie de la roue de compresseur 4 un diffuseur désigné dans son ensemble par 6. Le diffuseur 6 forme, à sa périphérie, un bourrelet 7 coopérant avec la partie courbe 8 que présente intérieurement le corps 2 pour former un coude de liaison entre le diffuseur et la volute. En deçà du bourrelet 7, le diffuseur présente une partie lisse 9 qui délimite avec le fond-de la volute 2 un conduit annulaire 10. Le diffuseur comporte, en outre, en deçà de la partie lisse 9 des aubages 11 formés suivant une couronne qui est disposée comme l'illustre le dessin juste à la sortie des aubes 4a de la roue de compresseur 4. Le dessin, en particulier, les fig. 3 et 4, montre que les aubages 11 délimitent des-canaux 12 de section circulaire dont l'axe longitudinal forme avec la tangente à la roue de compresseur 4 un angle compris entre 20 et 400, dans le présent exemple de réalisation, cet angle est de 310. Le bord d'attaque 13 des aubes forme des angles vifs et leur bord de fuite délimite un arrondi 14 qui est tangent à la paroi du canal d'un côté et tangent au cercle circonscrit aux aubages de l'autre coté de façon à empêcher un décollement du courant de gaz. Par ailleurs, la ligne médiane 15 de chaque canal 12 présente une courbure dont la concavité e.st, comme le montre la fig. 4, dirigée dans le sens de la composante tangentielle de la vitesse des gaz. Les caractéristiques décrites ci-dessus permettent d'apporter une première réduction de la vitesseradiale des gaz à la sortie des aubes de la roue de compresseur au moyen du diffuseur à aubes décrit. Une seconde réduction de la vitesse est ensuite réalisée dans le diffuseur lisse disposé autour du diffuseur à aubes-puisqu'alors la section de passage va croissant. La présence du coude 8 permet ensuite de faire déboucher les gaz dans la volute 2 avec une vitesse radiale nulle et une vitesse tangentielle égale à celle des gaz circulant dans ladite volute. De cette façon, on obtient que la vitesse des gaz à la sortie du diffuseur soit inférieure de moitié à la vitesse à la sortie de la roue. I1 devient ainsi possible d'accroître sensiblement l'énergie de pression du gaz tout en réduisant l'énergie cinétique de celui-ci. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - - Compresseur centrifuge dont la roue de compresseur refoule dans une volute par un diffuseur, caractérisé en ce qu'il est prévu en série deux diffuseurs (loir 10) dont un à aubes. 2 - Compresseur centrifuge suivant la revendication 1, caractérisé-en ce que le diffuseur à aubes (11) est disposé en amont par rapport à un diffuseur lisse (10) lorsqu'on considère le sens de circulation des gaz provenant de la roue de compresseur. 3 - Compresseur centrifuge suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la sortie du diffuseur est délimitée entre une partie coudée - (8) du corps et un bourrelet du diffuseur de façon à former un coude reliant le diffuseur à la volute. 4 - Compresseur centrifuge suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la disposition du diffuseur- dans la volute est déterminée pour que la vitesse des gaz à la sortiedu diffuseur soit inférieure à la moitié de la vitesse de ces gaz à la sortie de la roue du compresseur. 5 - Compresseur centrifuge suivant l'une -des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le diffuseur à aubes (11) délimite des canaux (12) formant un angle compris entre 20 et 400 avec la tangente à la roue du compresseur. 6 - Compresseur centrifuge suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bord d'attaque (13) des aubes forme un angle vif. 7 - Compresseur centrifuge suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les bords de fuite (14) des aubes présentent un arrondi qui est tangent d'un coté à la paroi du canal que forment les aubes et, de l'autre cette, au cercle circonscrit aux aubes. 8 - Compresseur centrifuge suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en çe que la ligne médiane de chaque canal (12) que délimitent les aubes présentent une courbe (15) dont la concavité est dirigée dans le sens de la omesante tangentielle de la vitesse des gaz.