Brevet FR2999250A1 — publié le 20140613

MACHINE DE TYPE CENTRIFUGE ET CORPS DE LADITE MACHINE DESCRIPTION Domaine technique La présente invention se rapporte à une machine de type centrifuge et à un corps de ladite machine. Etat de la technique Les compresseurs du type centrifuge sont largement utilisés dans l'industrie, en particulier dans le domaine des moteurs thermiques. En particulier, on utilise une turbine accouplée sur le même arbre à un compresseur pour former un turbocompresseur. La turbine est alimentée par les gaz d'échappement d'un moteur et entraîne le compresseur qui comprime de l'air frais pour la suralimentation du moteur. Certains compresseurs sont entraînés par un moteur électrique. On utilise également largement des machines de ce type destinées à mettre en mouvement des liquides : on parle dans ce cas de pompe. Les figures 6 et 7 montrent un compresseur 2 centrifuge selon l'art antérieur. Le compresseur 2 comporte un corps de compresseur 21 et une partie tournante montée rotative sur le corps de compresseur 21 autour d'un axe de roue A. La partie tournante comporte une roue de compresseur 22 montée sur un arbre 24 rotatif sur un palier 23 du corps de compresseur 21. La roue de compresseur 22 comporte un moyeu 220 et un ensemble de pales 221 fixées sur le moyeu. Le corps de compresseur 21 comporte une ouverture axiale placée en regard du moyeu 220 et qui constitue une conduite d'entrée 210. Le corps de compresseur 21 comporte en outre une volute 212 autour de la roue de compresseur 22. La volute 212 comporte une ouverture périphérique placée en périphérie de la roue de compresseur 22 et débouche par une conduite de sortie 213 qui s'étend sensiblement dans une direction tangentielle à la roue de compresseur 22. L'ouverture périphérique est appelée un diffuseur 211. Un fluide gazeux circule de l'ouverture axiale 210 à l'ouverture périphérique 211 en étant entraîné par la roue de compresseur 22. La géométrie des pales 221 est étudiée pour que la roue de compresseur 22 fournisse de l'énergie mécanique aux gaz, ceci principalement en les accélérant, l'énergie cinétique ainsi obtenue étant ensuite convertie sous forme de pression, principalement dans la volute 212. La jonction entre la volute 212 et la conduite de sortie 213 a la forme d'une langue 214, comme montré sur la figure 8. La langue 214 comporte un bord d'attaque 2140 sensiblement parallèle à l'axe de roue. La langue s'étend sensiblement dans un plan tangentiel à la roue. Vu dans un plan radial, la volute a une section qui augmente en spirale depuis la langue 214 jusqu'à la conduite de sortie 213 afin d'assurer une vitesse sensiblement constante à une quantité de fluide qui augmente en fonction de la distance angulaire avec la langue 214, la langue 214 réalisant la séparation du flux de fluide gazeux sortant vers la conduite de sortie 213. La plus grande efficacité du compresseur est atteinte lorsque le flux F1 du fluide arrive vers la langue 214 dans la direction du plan de celle-ci, comme représenté sur la figure 9. Cependant, dans certaines conditions de fonctionnement, la direction de sortie du fluide F2 par rapport à la périphérie de la roue a une composante radiale importante, comme le montre la figure 10. C'est par exemple le cas lorsque le débit est important ou que la vitesse de la roue est faible. Dans ce cas, on constate que des turbulences T peuvent apparaître en aval de la langue 214 dans la conduite de sortie 213, ce qui est néfaste pour l'efficacité du compresseur. Dans d'autres circonstances, la direction de sortie du fluide F3 est essentiellement tangentielle, comme le montre la figure 11. Autrement dit, la composante radiale de la vitesse de sortie est très faible devant la composante tangentielle. C'est par exemple le cas lors que le débit est faible ou la vitesse de la roue est importante. Dans ce cas, on constate l'existence d'une zone morte M dans le diffuseur en aval de la langue 214. Ceci réduit également l'efficacité du compresseur. On constate également que la volute 212 est placée essentiellement autour de la roue, y compris la conduite de sortie 213. Ceci conduit à un encombrement radial important. Les mêmes considérations s'appliquent à des pompes traversées par un liquide à la place du fluide gazeux. L'invention vise à fournir un corps de machine du type centrifuge dont l'encombrement radial soit maîtrisé et dont l'efficacité soit peu sensible aux conditions de fonctionnement. Description de l'invention Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un corps de machine du type centrifuge agencé pour contenir une roue rotative autour d'un axe de roue, le corps comportant une volute s'étendant en couronne et comportant une entrée de forme annulaire délimitée entre un premier et un deuxième plan radiaux perpendiculaires à l'axe de roue et destinée à être en regard de la périphérie de la roue, le corps comportant en outre une conduite de sortie dans la continuité de la volute et s'étendant sensiblement tangentiellement à l'entrée, et une langue à la jonction de la volute et de la conduite de sortie, caractérisé en ce que la langue comporte au moins une première portion latérale s'étendant sensiblement dans le premier plan radial. En plaçant ainsi la langue, la direction de celle-ci au niveau de la première portion latérale est toujours orientée de la même manière par rapport au flux du fluide, quelque soit la direction de ce flux par rapport à la périphérie de la roue. En effet, le flux à la périphérie de la roue est essentiellement dans un plan radial et est donc parallèle au plan de la langue qui est également parallèle à un plan radial. On ne risque donc pas de voir apparaître de zone morte ou de turbulence en aval de la langue. De plus, en séparant le flux de cette manière, on décale la conduite de sortie latéralement par rapport à la roue. On confère de cette manière une forme hélicoïdale à la volute dont l'enroulement se décale axialement de part et d'autre de la langue. La conduite peut donc s'étendre à côté de la roue et non pas en périphérie de celle-ci. On peut ainsi diminuer l'encombrement radial du corps. Selon une autre disposition, la langue comporte en outre une portion centrale reliée à la première portion latérale et s'étendant dans un plan sensiblement parallèle à l'axe de roue ou de manière oblique par rapport à la première portion latérale. On obtient les avantages de l'invention, même si une partie de la langue est dans une orientation classique. Cette partie centrale de langue est exposée à un moindre flux que dans l'art antérieur. Cette portion centrale n'est pas nécessairement plane, mais elle pourrait aussi être courbe. Selon encore une autre disposition complémentaire, la langue comporte en outre une deuxième portion latérale reliée à la portion centrale et s'étendant sensiblement dans le deuxième plan radial. Le flux de sortie peut ainsi être réparti de part et d'autre de la zone périphérique de la roue, afin de s'adapter aux contraintes d'encombrement du corps. L'invention a aussi pour objet une machine du type centrifuge comportant une roue, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps tel que défini précédemment et dans lequel la roue est montée rotative. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 représente une vue de côté d'une partie d'un corps de machine conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, comprenant essentiellement une volute et une conduite de sortie ; - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 3 du corps de machine de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne de la figure 2; - les figures 4 et 5 sont des vues de détail du corps en coupe similaire à celle de la figure 3 selon un deuxième et un troisième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne VI-VI de la figure 7 d'un compresseur centrifuge selon l'art antérieur ; - la figure 7 est une vue du compresseur, le corps étant vu en coupe selon la ligne VII-VII de la figure 6; - la figure 8 est une figure similaire à la figure 4 ou 5 pour le compresseur des figures 6 et 7 ; - les figures 9 à 11 sont des vues schématiques de l'écoulement du fluide dans la volute selon l'art antérieur à différents points de fonctionnement. DESCRIPTION DETAILLEE Un corps 1 de machine centrifuge conforme à un premier mode de réalisation de l'invention, tel que représenté sur les figures 1 à 3, comporte une volute 10 dont la section évolue en augmentant entre une langue 11 et une conduite de sortie 12. La langue 11 réalise la jonction entre la volute 10 et la conduite de sortie 12. Le corps 1 comporte un diffuseur 13 qui débouche dans la volute 10 sur une entrée de forme annulaire centrée sur un axe de roue A et qui s'étend à la périphérie 30 de la roue 3 . Le diffuseur 13 comporte deux parois 131, 132 parallèles entre elles dont les faces respectives 1310, 1320 définissent un premier et un deuxième plan radiaux R1, R2, c'est-à-dire perpendiculaires à l'axe de roue A. La conduite de sortie 12 s'étend sensiblement tangentiellement à la forme annulaire du diffuseur 13. Conformément à l'invention, la langue 11 comporte une première portion latérale 111 s'étendant sensiblement dans le premier plan radial R1. 2 9992 50 6 En fonctionnement, une roue 3 est installée sur le corps 1 et montée rotative de manière à générer un flux de fluide à travers le diffuseur 13. La direction de ce flux est essentiellement dans un plan radial, avec une composante radiale et une composante tangentielle. Le flux se dirige dans 5 la volute 10 vers la langue 11. Celle-ci sépare le flux en une part prépondérante vers la conduite de sortie 12 et une part minime vers la volute 10. On constate que le flux est toujours orienté dans la direction de la langue 11. Dans un deuxième mode de réalisation du corps 1', montré sur la 10 figure 4, la langue 11' comporte en outre une portion centrale 113 reliée à la première portion latérale 111' et s'étendant dans un plan sensiblement parallèle à l'axe de roue A ou de manière oblique par rapport à la première portion latérale 111'. Cette portion centrale 113 n'est pas nécessairement bien orientée par rapport au flux, mais elle ne concerne qu'une partie de 15 celui-ci. Dans un troisième mode de réalisation du corps 1", montré sur la figure 5, la langue 11" comporte en plus de la première portion latérale 111" une deuxième portion latérale 112 reliée à la portion centrale 113" et s'étendant sensiblement dans le deuxième plan radial R2. Le flux est alors 20 réparti vers deux joues 12a, 12b de la conduite de sortie, de part et d'autre du diffuseur 13. REVENDICATIONS1. Corps de machine du type centrifuge agencé pour contenir une roue (3) rotative autour d'un axe de roue (A), le corps (1) comportant une volute (10) s'étendant en couronne et comportant une entrée (13) de forme annulaire délimitée entre un premier et un deuxième plan radiaux (R1, R2) perpendiculaires à l'axe de roue (A) et destinée à être en regard de la périphérie (30) de la roue (3), le corps (1) comportant en outre une conduite de sortie (12) dans la continuité de la volute (10) et s'étendant sensiblement tangentiellement à l'entrée (13), et une langue (11) à la jonction de la volute (10) et de la conduite de sortie (12), caractérisé en ce que la langue (11) comporte au moins une première portion latérale (111) s'étendant sensiblement dans le premier plan radial (R1). 2. Corps selon la revendication 1, dans lequel la langue (11) comporte en outre une portion centrale (113) reliée à la première portion latérale (111') et s'étendant dans un plan sensiblement parallèle à l'axe de roue (A) ou de manière oblique par rapport à la première portion latérale (111'). 3. Corps selon la revendication 2, dans lequel la langue (11) comporte en outre une deuxième portion latérale (112) reliée à la portion centrale (113") et s'étendant sensiblement dans le deuxième plan radial (R2). 4. Machine du type centrifuge comportant une roue (3), caractérisée en ce qu'elle comporte un corps (1) selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel la roue (3) est montée rotative.