Brevet FR2533627A1 — publié le 19840330

La présente invention concerne les turbo-machines et plus particulièrement les turbines centripètes ou radiales utilisées dans les turbo-compresseurs de moteur et comportant une volute raccordée à deux collecteurs d'échappement d'un moteur thermique. Dans les turbo-machines de ce genre, pour éviter que les bouffées successives de gaz d'échappement amenées par les deux collecteurs soient détendues dans la volute et que des phénomènes vibratoires prennent naissance dans les collecteurs et la volute pour certains régimes de rotation du moteur thermique, on dévie la volute au moyen d'une cloison qui s'étend jusqu'à proximité de la roue de turbine. Cette disposition est peu satisfaisante car la roue de turbine n'est pas alimentée de façon régulière sur toute la largeur du bord d'attaque de ses aubes et des pulsations peuvent prendre naissance entre les deux volutes que délimite la cloison. La présente invention a pour objet de remédier à l'inconvénient ci-dessus tout en accélérant la vitesse des gaz arrivant par bouffées successivement des deux collecteurs d'échappement, ce qui permet de régulariser l1alimenta- tion de la roue de turbine. Conformément à l'invention, la turbo-machine e-ntraî- née'par les gaz d'échappeinent d'un moteur thermique amenés à ladite machine par deux eoilecteurs- d'échappement distincts est caractérisée par deux nervures annulaires saillant à l'intérieur de la volute que délimite la turbo-machine, les deux nervures formant entre elles un conduit convergent s'étendant dans la volute à partir de la périphérie de la roue de turbine. 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'une turbo-machine faisant application de l'invention. La fig. 2 est une coupe partielle schématique vue suivant la ligne II-II de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe partielle très agrandie d'un détail de la fig. 2. La turbo-machine illustrée à la fig. 1 comporte un corps 1 dans lequel est monté un arbre 2, pour l'entraînement d'un rotor de compresseur non représenté. L' arbre 2 supporte également une roue de turbine centripète 3 dont 4 désigne les aubes. Le corps 1 de la turbine est relié à deux collecteurs de gaz d'échappement 5,6 d'un moteur thermique non représenté. Dans la réalisation représentée les collecteurs 5, 6 débouchent tangentiellement dans deux volutes 7, 8 délimitées à l'intérieur du corps 1 par une cloison médiane 9 et deux nervures annulaires 10, 11. L'espace entre les nervures et la cloison est constant. Les nervures 10, 11 forment entre elles un conduit convergent dans lequel sont disposées des aubes 12. La hauteur des nervures 10, 11 et, par conséquent, celle des aubes est constante tandis que la hauteur de la nervure 9 varie de la même façon que celle des volutes pour que l'espace séparant les aubes du bord interne-de la cloison 9 soit constant. Les aubes 12 délimitent entre elles des canaux 13 dont l'axe 14 (fig. 2 et 3) fait un angle' avec la tangente à la roue de turbine 3. L'angle est compris entre 20 et 400. Comme l'illustrent les fig. 2 et 3, le bord d'attaque 15 des aubes 12 est de profil cylindrique tandis que le bord de fuite 16 est tangent aux aubes 4 de la roue de turbine 3. Les nervures 10, 11 et les aubes 12 constituent un distributeur de rayon intérieur R1 et de rayon extérieur. Pour un nombre N d'aubes, l'intervalle entre le bord d'atta que de deux aubes successives est 2 NR2 et l'intervalle entre N deux bords de fuite 2tNR1. N On choisit le rayon r des bords d'attaque pour que r La section des aubes va décroissant comme l'illustre le dessin afin que le col désigné par 17, c'est-àdire la partie la plus etroite separant deux aubes ait une longueur au moins égale à 2tir1 . sin. De cette façon, la vitesse des gaz d'échappement amenés successivement dans les deux volutes 7, 8 est accélérée dans le distributeur par un coefficient compris entre 1,5 et 3 et de préférence 2. L'invention n'est pas limite à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Turbo-machine entraînée par les gaz d'échappement d'un moteur thermique amenés ladite machine par deux collecteurs d'échappement distincts, caractérisée par deux nervures annulaires (10, 11) saillant à l'intérieur de la volute (7, 8) que délimite la turbo-machine, les deux nervures formant entre elles un conduit convergent s'étendant dans la volute à partir de la périphérie de la roue de turbine (3). 2 - Turbo-machine suivant la revendication 1, caractérisée par une cloison de hauteur variant comme celle de la hauteur de la volute et s'étendant jusqu'à distance du conduit convergent pour délimiter avec les nervures (10, 11) deux volutes semblables (7, 8) communiquant respectivement avec les deux collecteurs d'échappement (5, 6), l'espace séparant les nervures de la cloison étant constant sur toute sa périphérie. 3 - Turbo-machine suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les nervures sont reliées par des aubes inclinées délimitant des canaux dont l'axe (14) forme avec la tangente à la roue de turbine (4) un angle compris entre 20 et 400. 4 - Turbo-machine suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le bord d'attaque (15) des aubes (12) est de profil cylindrique. 5 - Turbo-machine suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le bord de fuite (16) des aubes (12) s'étend tangentiellement à la roue de turbine (3). 6 - Turbo-machine suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'on choisit le rayon r des bords d'attaque des aubes pour que r (2tR2) dans lequel R2 est le rayon extérieur de la circonférence délimitée par les aubes (12) et N le nombre d'aubes. 7 - Turbo-machine suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la forme des aubes est définie pour décroître depuis l'entrée du conduit convergent vers la roue de turbine (3) en délimitant un col de largeur au plus égale à 29R1 sin.o( dans lequel R1 est le rayon de la circon férence interne délimitée par les aubes et N le nombre d'aubes. 8 - Turbo-machine suivant ltune des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la hauteur des nervures (10, 11) et la longueur des aubes (12) sont choisies pour que la vitesse des gaz soit multipliée par un coefficient compris entre 1,5 et 3 et de préférence 2.