Brevet FR2636681A1 — publié le 19900323

La présente invention est relative d: un dispositif de mise en rotation d'un gaz en amont dune roue de compresseur montée tournante autour d un axe. Les compresseurs les plus couramment utilisés dans la construction automobile sont du type à entrée axiale. c est-à-dire que les filets fluides du gaz circulant dans le compresseur sont parallèles à 1 axe de rotation de la roue de celui-ci. Une methode connue pour faire varier. pour une vitesse donnée de la soufflante. le débit et le taux du compresseur consiste à disposer des aubes orientables devant 1 entrez de la roue de compresseur et à faire varier le calage angulaire de ces aubes. Ce système présente 1 avantage de conserver un haut rendement du compresseur, mais ensemble des aubes et de leur mécanisme de commande est particulièrement complexe et couteux. La présente invention a pour but de proposer un dispositif qui permet de remplacer 1 ensemble des aubes montées en couronne par un dispositif simple et de cout réduit. Dans ce but 1 invention propose un dispositif de mise en rotation du type mentionné plus haut. caractérisé en cequ'il comporte un conduit de guidage du yaz délimité par une paire de parois planes parallèles et par deux parois p anes divergentes dont les bords aval sont reliés entre eux par une portion de paroi cylindrique dont l'axe est parallèle au plan contenant l'axe de rotation de la roue de compresseur, l'orifice de sortie du conduit de guidage relié à l'entrée de la roue de compresseur étant un trou circulaire forme dans l'une des deux parois planes parallèles et centrés sensiblement sur l'axe de ladite portion de paroi cylindrique, et en ce qu'il comporte un volet monté pivotant entre les parois planes paraléles autour d ' un axe de pivotemervt parallèle a l'axe de la portion de paroi cylindrique. et des moyens de commande du pivotement du volet. Selon d'autres caractéristiques de l'inven- tion - le quiet s'étend de part et d'autre de son axe de pivotement de manière à définir un bord amont d attaque du volet et un bord aval de fuite du volet - l'une des deux parois divergentes comporte sur sa face interne un coin faisant saillie à l'intérieur du conduit dont le bord libre coopère avec le bord d attaque du volet afin d'opposer au gaz circulant dans le conduit de guidage une paroi continue de déviation s'étendant depuis ladite face interne de la paroi divergente jusqu'au bord de fuite du volet lorsque ce dernier occupe une position angulaire prédéterminée - les bords amont des parois divergentes sont raccordés aux bords aval de deux autres parois planes paralléles, ces dernières définissant avec lesdites parois planes parallèles du conduit de guidage un conduit d'amenée du gaz dont a section est rectangulaire ; - lorsque le plan du volet est paralléle à l'axe du conduit d'amenée, son bord d' attaque. est situé sensiblement dans le plan transversal contenant lesdits bords amont des parois divergentes - le bord d'attaque du volet est parallèle à son axe de pivotement ;; - le bord de fuite du volet est parallèle ou incliné par rapport à l'axe de pivotement - l'axe de la roue de compresseur, l'axe de la portion de paroi cylindrique et l'axe de pivotement ne sont pas paralléles entre eux mais contenus dans un meme plan - l'axe de la roue de compresseur, l'axe de la portion de paroi cylindrique et l'axe de pivotement du volet sont parallèles entre eux ; et - le trou circulaire est relié à l'entrée du compresseur par un col convergent. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description détaillee qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue en coupe partielle selon la ligne 1-1 de la figure 2 d'un dispositif de mise en rotation réalisé conformément aux enseignements de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1 - la figure 3a est une vue schématique simplifiée représentant le mode d'écoulement à l'intérieur du dispositif des figures 1 et 2 pour une première position du volet - la figure 3b est une vue similaire à celle de la figure 3a correspondant à une seconde position du volet ; et - les figures 4a et 4b sont des schémas représentant deux autres modes de réalisation du volet, On a représente aux figures 1 et 2 un dispositif de mise en rotation d'un gaz comportant un conduit de guidage 10 alimenté en gaz par un conduit d'amenée 12 pour alimenter un cumpresseur axial dont seule la bride d' entrée 14 est représentée aux figures 1 et 2. L'axe X-X de la bride d'entrée 14 du compres seur est confondue avec l axe de rota t ion de la roue de cumpresseur. Le conduit de guidage 10 est constitué par deux parois planes parallèles 16 et 18, par deux parois planes di.vergentes 20 et 22 ainsi que par une portion de paroi cylindiique 24. La portion de paroi cylindrique 24 s'étend sur un demi-cercle de façon à relier entre eux les bords aval des deux parois planes divergentes 20 et 22. L'axe Y-Y de la portion de paroi semi-cylindrique 24 est confondu avec l'axe X-X de rotation de la roue de compresseur et s'étend perpendiculairement au plan des deux parois plantes parallèles 16 et 18. Le gaz pénètre dans le conduit de guidage 10 au moyen du conduit d amenée 12 qui est constitué d une part par le prolongement, vers le haut en considérant les figures 1 et 2. des deux parois planes parallèles 16 et 18 et. d'autre part, par deux autres parois planes parallèles 26 et 28 de manière à définir un conduit d'amenée 12 de section rectangulaire. Les bords amont des parois divergentes 20 et 22 sont raccordes aux bords aval des deux autres parois planes parallèles 26 et 28. L'orifice de sortie 30 du conduit de guidage 10 est un trou circulaire centré sur l'axe Y-Y de la portion de paroi cylindrique 24 forme dans la paroi plane 18 du conduit de guidage. L'orifice de sortie 30 est relié à la bride d'entrée 14 du compresseur au moyen d'un col convergent 32 qui est ici realisé sous forme d'une bride de montage 34 rapportée sur la paroi plane 18 au moyen de vis de fixation 36. La bride d'entre 14 du compresseur est fixée à la bride de montage 34 par des moyens de fixation 38. Conformément à l'invention le dispositif de mise en rotation. représenté aux figures 1 et 2 comporte un volet 40 munte pivotant entre les parois planes parallèles 16 et 18 autour d'un axe de pivotement Z-Z qui est parallèle à l'axe Y-Y de la portion de paroi cylindrique 24. te volet 40 est un volet profilé dont la hauteur "h" est sensiblement égale à la distance axiale séparant les faces internes des parois 16 et 18 de façon à assurer un guidage complet du gaz entre ces parois. Le volet 40 est monté pivotant au moyen d'un axe de commande 42 auquel il est lié en rotation et qui débouche de part et d'autre des parois 16 et 78 dans des paliers de montage 44 et 46. L'une des extrémités, à gauche en considérant ld figure 2, est reliée à un levier 48 de commande de la position angulaire du volet 40. L'axe de rotation Z-Z du volet 40 est situé sensiblement au milieu de la longueur í du volet 40 de façon à définir un bord d'attaque amont 50 et un bord de fuite aval 52 du volet 40. Au voisinage de la zone de raccordement de la paroi plane 28 du conduit d'amenée 12 et de la paroi divergente 22 du conduit de guidage 10, la face interne 54 de la paroi 22 est munie d'un coin 56 faisant saillie à l'intérieur du conduit de guidage 10. Le coin 56 s'étend, comme Ze volet 40, sur toute la hauteur du conduit de guidage de manière à coopérer avec le bord d'attaque 50 du volet 40 lorsque celui-ci est dans la position angulaire prédéterminée représentée en traits mixtes 58 à la figure 1. Dans cette position 58, le volet 40 coopère avec le coin 56 pour opposer au gaz arrivant dans le conduit de guidage 10 une paroi continue de déviation s'ptendallt depuis la face interne 54 jusqu au bord de fuite 52 du volet 40. Le volet de déviation 40 est agencé dans le conduit d yuidage 10 de maniére à ce que, lorsque le plan du volrt est parallèle à l'axe général du conduit d amenée, c' est-à-dire lorsqu'il occupe sa position représentee aux figures 1 et 2, son bord d'attaque 50 est situé sensiblement dans le plan transversal de raccordement entre le conduit de guidage 10 et le conduit d'amenée 12 et contenant les bords amont des parois divergentes 20 et 22 et son bord de fuite affleure sensiblement le col du convergent 32. Dans ce mode de realisation, l'axe X-X de la roue de compresseur, l'axe Y-Y de la portion de paroi cylindrique 24 et l'axe de pivotement Z-Z du volet 40 sont parallèles entre eux. Toutefois, sans sortir du cadre de la présente invention, il est possible de prévoir un agencement dans lequel les axes X-X et Y-Y, d une part et l'axe Z-Z d'autre part ne sont plus parallèles entre eux mais restent contenus dans un meme plan, le conduit de guidaye 10 forme alors un coude inférieur à 90 et comporte un élément de raccordement dans ce plan commun. Les figures 3a et b permettent d illustrer l'importance du rôle complelllerltai3e 'jtuè par le coin 56 dans l'efficacité du dispositif de mise en rotation. Lorsque le volet 40 est dans sa position neutre représenté en traits pleins aux figures 1 et 2, il est sans effet et les filets du gaz s'écoulent normalement de part et d autre sans qu'il joue aucun role dans leur guidage. Lorsque le volet 40 occupe une position inclinée représentée à la figure 3a dans laquelle il forme un angle "i" avec l'axe général du conduit d'amenée 12, et du fait que le volet se trouve dans un espace divergent, la section de passage sur le coté droit se ferme davantage que celle située sur le coté gauche. De ce fait, le gaz est empêché partiellement de passer à droite ce qui a pour effet de créer le champ d'écoulement représenté par les flèches en aval du volet 40.Il en résulte ainsi le moment cinétique recherché autour de l'axe X-X du compresseur dont l'importance et la régularité dépendent du choix des valeurs du rayon interne rl de la portion de paroi cylindrique 24 par rapport à la demi-largeur "a" du conduit d'amenée 12 ainsi que par rapport à la valeur rO du rayon d'entrée du compresseur et à la longueur "1" du volet. Cependant, pour un axe d'inclinaison "j" du volet 40, représenté à la figure 3b, supérieur à l'angle d'inclinaison "i". le contournement du bord d'attaque 50 du volet 40 par le gaz du côté droit s'effectue difficilement et provoque notamment l'apparition d'un décollement des filets du gaz dans la zone "D" hachurée sur la figure 3b. C'est à partir de cette configuration qu'il y a intéret à arrêter le passage du fluide du coté droit notamment au moyen d'un dispositif tel que le coin 56. A titre de variante, et comme on peut le constater à la figure 4a ou 4b, le bord de fuite 52 du volet 40 n'est pas forcément parallèle à l'axe de rotation Z-Z. Il peut avoir tout profil convenable pour assurer un bon écoulement à l'entrée de la roue de compresseur et en particulier entre constitué par un bord droit incliné par rapport à l'axe Z-Z. REVENDICATIONS 1. Dispositif de mise en rotation d'un gaz en amont d'une roue de compresseur montée tournante autour d'un axe, caractérisé en ce qu'il comporte un conduit (10) de guidage du gaz délimité par une paire de parois planes parallèles (16, 18) et par deux parois planes divergentes (20, 22) dont les bords aval sont reliés entre eux par une portion de paroi cylindrique (24) dont l'axe (Y-Y) est parallèle au plan contenant l'.axe de rotation (X-X) de la roue de compresseur, l'orifice de sortie (30) du conduit de guidage relié à l'entréé de la roue de compresseur étant uri trou circulaire formé dans l'une (18) des deux parois planes parallèles et centré sensiblement sur l'axe (Y-Y) de la portion de paroi cylindrique (24), et en ce qu'il comporte un volet (40) monté pivotant entre les parois planes parallèles (16, 18) autour d'un axe de pivotement (Z-Z) parallèle à l'axe (Y-Y) de la portion de paroi cylindrique, et des moyens de commande (48) du pivotement du volet (40). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le volet (40) s'étend de part et d'autre de son axe de pivotement (Z-Z) de maniere à définir un bord amont (50) d'attaque du volet et un bord aval (52) de fuite du volet. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'une (22) des deux parois divergentes comporte sur sa face interne (54) un coin (56) faisant saillie à l'intérieur du conduit dont le bord libre coopère avec le bord d'attaque (50) du volet afin d'opposer au gaz circulant dans le conduit de guidage une paroi continue de déviation s'étendant depuis ladite face interne jusqu'au bord de fuite du volet lorsque ce dernier occupe une position angulaire prédéterminée. 4. Dispositif selon 1'ulte des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que les bords amont des parois divergentes (20. 22) sont raccordés aux bords aval de deux autres parois planes parallèles (26. 28). cès dernières définissant avec lesdites parois planes parallèles du conduit de guidage (12) un conduit d'amenée du gaz dont la section de sortie est rectangulaire. 5. Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que lorsque le plan du volet (40) est parallèle à l'axe du conduit d'amenée (12), son bord d'attaque (50) est situé sensiblement dans le plan transversal contenant lesdits bords amont des parois divergentes 120, 22) et son bord de fuite (52) à l'entrée du col convergent (32). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que le bord d'attaque (50) du volet est parallèle à son axe de pivotement (Z-Z). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6 caractérisé en ce que le bord de fuite (52) du volet est incliné par rapport à l'axe de pivotement (Z-Z). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'axe (X-X) de la roue de compresseur, l'axe (Y-Y) de la portion de paroi cylindrique et l'axe de pivotement (Z-Z) du volet sont parallèles entre eux. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les axes (X-X) et (Y-Y), d'une part et l'axe (Z-Z), d'autre part ne sont pas parallèles entre eux mais sont contenus dans le méme plan. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit trou circulaire (30) est relié à l'entrée du compresseur par un col convergent (32).