Brevet FR3059054A1 — publié le 20180525

COMPRESSEUR ELECTRIQUE AVEC TROU D'EVENT La présente invention concerne le domaine des compresseurs électriques, et plus particulièrement un compresseur électrique de suralimentation muni d'un trou d'évent. Dans le cadre de l'invention, un compresseur électrique est un dispositif, utilisé pour suralimenter un moteur thermique, fonctionnant avec un moteur électrique. Plus précisément, le compresseur comporte une roue de compresseur entrainée par un moteur électrique. Le compresseur électrique est placé sur la ligne d'admission d'air d'un moteur à combustion interne, par exemple en complément d'un turbocompresseur. Le compresseur électrique joue le même rôle que le turbocompresseur, à savoir augmenter la pression d'admission des gaz frais dans le moteur, mais est utilisé notamment lors des phases transitoires pour palier aux problèmes de temps de réponse du turbocompresseur. Afin de protéger le moteur électrique et ses roulements d'un air pouvant contenir différents polluants (huile, gaz de recirculation...), un système d'étanchéité dynamique est mis en place entre la roue du compresseur et le moteur électrique. Ce système est composé de deux segments. Un trou d'évent, connu de la demande de brevet UK1312334.4, est ajouté entre les deux segments, afin d'éviter l'accumulation des éventuels polluants qui auraient traversé le premier segment. Pour plus d'efficacité, le trou d'évent est relié à l'entrée du turbocompresseur par l'intermédiaire d'une durite ce qui permet de créer une légère dépression afin de purger le trou d'évent. L'efficacité de ce trou d'évent dépend du débit possible le traversant et de sa possibilité de réalisation technique. En effet, le débit doit être suffisant d'une part pour aspirer les particules d'huile qui pourraient être présentes dans la zone dite d'étanchéité située en aval du roulement, et d'autre part pour compenser l'effort de gravité. Par ailleurs, les roulements créent des turbulences et aspiration vers la partie mécanique du moteur, il faut donc que l'huile ou toute autre matière soit en priorité aspiré par le trou d'évent plutôt que par le roulement. 3059054 2 La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des dispositifs de l'art antérieur en proposant un compresseur électrique 5 dont le trou d'évent est amélioré. Pour cela la présente invention propose un compresseur électrique comportant un arbre entrainé en rotation par un moteur électrique par l'intermédiaire de roulements, l'arbre entrainant en rotation une roue de compresseur, le compresseur comportant un trou d'évent permettant la circulation de flux de polluants vers l'extérieur du 10 compresseur, le trou d'évent étant configuré de façon à ce que le débit du flux le traversant atteigne au moins 10 fois le débit du flux traversant le roulement pour une même différence de pression. Selon un mode de réalisation de l'invention, le rapport longueur/section du trou d'évent est inférieur à 30. 15 Selon un mode de réalisation de l'invention, le trou d'évent à un rayon de 1mm et une longueur de 40mm. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à reluctance variable ou à aimant permanents. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et 20 apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique montrant un moteur intégrant un système selon l'art antérieur, - la figure 2 est une vue en coupe d'une partie d'un compresseur selon un mode 25 de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue du détail A de la figure 2. La présente invention concerne un compresseur électrique équipé d'un système d'étanchéité dynamique. Dans le cadre de l'invention, le système d'étanchéité dynamique est formé par au moins un trou d'évent autonome. 3059054 3 Dans le cadre de l'invention, on entend par compresseur électrique, un compresseur d'air, volumétrique ou non et par exemple centrifuge ou radial, entraîné par un moteur électrique, dans le but de suralimenter un moteur thermique. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur asynchrone à courant 5 continue ou alternatif, ou tout type de moteur électrique du même type. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à reluctance variable (également appelée machine SRM pour Switched Reluctance Motor selon la terminologie anglaise). Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un 10 moteur à aimants permanents. La figure 1 illustre un ensemble moteur à combustion interne comportant un compresseur électrique selon l'invention. L'ensemble moteur comporte trois cylindres 1 associé à un dispositif 3 pour l'alimentation en gaz d'admission. Selon un mode de réalisation, le dispositif d'alimentation 3 (marquée par une ligne 15 pointillée) comprend un turbocompresseur 5. Selon un mode de réalisation, le dispositif d'alimentation 3 comprend une vanne de recirculation des gaz d'échappement 6. Selon un mode de réalisation, le dispositif d'alimentation 3 comprend un refroidisseur d'air de suralimentation 7. 20 Selon un mode de réalisation, le dispositif d'alimentation 3 comprend un compresseur électrique 9 et une vanne de dérivation du compresseur 10. Selon un mode de réalisation, le turbocompresseur 5 est alimenté par les gaz d'échappement du moteur 1 et par de l'air arrivant par une entrée d'air 8. Une partie des gaz d'échappement est recyclé à l'entrée du moteur 1 par l'intermédiaire d'une vanne 6 25 de recirculation des gaz d'échappement. Les gaz issus du compresseur du turbocompresseur 5 sont ensuite refroidis par le refroidisseur 7 puis alimentent le compresseur électrique 9. Selon un autre mode de réalisation non illustrée, le refroidisseur est disposé en aval du compresseur électrique 9. Le compresseur électrique 9 compresse les gaz issus du 30 turbocompresseur 5 et alimente le moteur 1. 3059054 4 Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur électrique comporte un trou 31 d'évent dont la sortie 31b est reliée à l'entrée du turbocompresseur 5. Le compresseur électrique 9 selon l'invention, illustré sur la figure 2, comprend un moteur électrique (non visible), et des roulements 16. Le moteur électrique permet la 5 mise en rotation d'un arbre 13 du compresseur électrique via les roulements 16. L'arbre 13 entraine ainsi en rotation la roue 14 du compresseur 9. Plus précisément une extrémité de l'arbre 13 est entrainée en rotation par le moteur électrique, et une autre extrémité de l'arbre 13 entraine en rotation la roue 14 du compresseur. La partie intermédiaire de l'arbre est protégé par le corps 17 de compresseur. Cette partie 10 intermédiaire de l'arbre comporte un organe d'étanchéité dynamique. Cet organe est formé d'un premier segment d'étanchéité 29a positionné du coté de la roue du compresseur et d'un deuxième segment d'étanchéité 29b positionné du coté des roulements 16. Ces segments ont pour rôle de protéger les roulements de la pollution pouvant provenir du compartiment contenant la roue 14 du compresseur. 15 Entre ces deux segments d'étanchéités 29a, 29b est positionnée l'entrée 37 du trou d'évent 31. Le trou d'évent 31 est ajouté entre les deux segments afin d'éviter l'accumulation des éventuels polluants qui auraient traversé le premier segment 29a. Le trou d'évent 31 permet ainsi d'éviter la pollution des roulements 16 en permettant l'évacuation des polluants grâce à une différence de pression entre la pression du 20 compartiment formé entre les deux segments d'étanchéité 29a, 29b et la pression à la sortie du trou d'évent. La perte de charge du trou d'évent 31 dépend de la section S de ce trou d'évent 31 et de sa longueur L, illustrées figure 3. Le trou d'évent 31 selon l'invention est donc configuré de façon à ce que le débit 25 le traversant atteigne au moins 10 fois le débit traversant le roulement pour une même différence de pression. Ainsi, pour un débit potentiel à travers un roulement 16, sous une différence de pression de lmbars, de 4 10e-3 kg/h, le débit traversant le trou d'évent 31 doit être de 40 10e-3 kg/h 3059054 5 Selon un mode de réalisation de l'invention, pour une optimisation des performances de débit, le rapport longueur/section du trou d'évent 31 doit ainsi être inférieur à 30. La valeur de ce rapport est compatible avec les méthodes de réalisation 5 conventionnelles de fabrication des trous d'évent. Selon un exemple de réalisation de l'invention, le trou d'évent 31 à un rayon de 1mm et une longueur de 40mm. Le rapport longueur sur section du trou d'évent de ce mode de réalisation, ainsi égale à 12,8. Avec un tel trou d'évent 31, le débit est suffisant pour aspirer les particules 10 d'huile, et compenser l'effort de gravité. Dans le cadre de l'invention, la longueur du trou d'évent 31 se définit par la longueur de la portion de conduit formant le trou d'évent 31 située dans le corps du compresseur 9. Plus précisément, une extrémité est située entre les deux segments d'étanchéité et une autre extrémité est située à la jonction avec une durite prolongeant le 15 trou d'évent 31 à la sortie du corps du compresseur 9. Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur comporte une volute 12 de compresseur. Cette volute 12 est disposée du coté de la roue 14 de compresseur. Cette volute 12, de façon classique, comporte une entrée 120 d'air disposée à l'extrémité du compresseur, dans l'axe de l'arbre 13, et une sortie 121 d'air disposée 20 tangentiellement par rapport à l'axe de l'arbre 13. Le compresseur selon l'invention, est ainsi configuré de façon à protéger les roulements, et également le moteur électrique, contre des polluants tels que de l'huile, des gaz de recirculation ou tous autres polluants. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et 25 permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications. REVENDICATIONS1. Compresseur électrique (9) comportant un arbre (13) entrainé en rotation par un moteur électrique par l'intermédiaire de roulements (16), l'arbre entrainant en rotation une roue (14) de compresseur, le compresseur comportant un trou d'évent (31) permettant la circulation de flux de polluants vers l'extérieur du compresseur (9), caractérisé en ce que le trou d'évent (31) est configuré de façon à ce que le débit du flux le traversant atteigne au moins 10 fois le débit du flux traversant le roulement (16) pour une même différence de pression. 2. Compresseur (9) selon la revendication 1, dans lequel le rapport longueur/section du trou d'évent (31) est inférieur à 30. 3. Compresseur (9) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel dans lequel le trou d'évent (31) à un rayon de 1mm et une longueur de 40mm. 4. Compresseur (9) selon une des revendications 1 à 3, dans lequel le moteur électrique est un moteur à reluctance variable ou à aimant permanents.