Brevet FR3060672A1 — publié le 20180622

COMPRESSEUR ELECTRIQUE AVEC ROUE AMELIOREE La présente invention concerne le domaine des compresseurs électriques, et plus particulièrement un compresseur électrique de suralimentation. 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, 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. Actuellement, la roue du compresseur est une roue semi-fermée. Avec ce type de roue il y a présence d'un jeu entre le corps du compresseur électrique et la roue. En effet, les tolérances de fabrication des différentes pièces ainsi que la possible déformation des ailettes en fonctionnement, déformations mécanique liées aux vitesses en jeu et aux contraintes thermiques, requièrent de conserver un jeu suffisant pour éviter le contact entre la roue et le corps du compresseur électrique. Cependant ce jeu est problématique car il induit : une baisse du rendement du compresseur, une contrainte pour le choix d'architecture du compresseur complet, un cout pour garantir les tolérances. Il est donc nécessaire que le jeu soit le plus faible possible. 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 avec une roue de compresseur améliorée, permettant ainsi de réduire voir supprimer le jeu et par conséquence améliorer le rendement, l'architecture et le cout du compresseur électrique. 3060672 2 Pour cela la présente invention propose un compresseur électrique comportant un arbre entrainé en rotation par un moteur électrique, l'arbre entrainant en rotation une roue de compresseur disposée dans une volute, la roue étant une roue fermée. Une telle roue permet de simplifier la volute 12 du compresseur 1 électrique. 5 Selon un mode de réalisation de l'invention, la roue fermée comprend au moins deux éléments de protection des ailettes entourant les ailettes de la roue. Selon un mode de réalisation de l'invention, la roue fermée est configurée pour remplacer une partie de la volute. Selon un mode de réalisation de l'invention, la roue comporte un élément 10 supplémentaire configuré pour fermer la volute et permettant de canaliser le flux d'air en entrée du compresseur électrique. Selon un mode de réalisation de l'invention, la roue fermée comporte un élément d'étanchéité configuré pour réaliser une étanchéité entre la roue et la volute. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément d'étanchéité est une 15 chicane. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à reluctance variable ou à aimant permanent. Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur est un compresseur électrique de suralimentation de moteur thermique. 20 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et 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 en coupe montrant un 25 compresseur électrique selon l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique en coupe montrant une partie du compresseur électrique selon l'invention, - la figure 3 est une représentation schématique en coupe montrant une partie du compresseur électrique selon une autre variante de l'invention. - la figure 4 est un vue en détail d'une roue de compresseur selon l'invention. 3060672 3 La présente invention concerne un compresseur électrique. 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 5 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 continue ou alternatif, ou tout type de moteur électrique du même type. Plus précisément, selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à reluctance variable (également appelée machine SRM pour 10 Switched Reluctance Motor selon la terminologie anglaise). Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le moteur est un moteur à aimant permanent. La figure 1 illustre un exemple de compresseur 1 électrique. Le compresseur électrique 1 comprend au moins un moteur 5 électrique, des roulements 7 et une roue 3 15 de compresseur. Le moteur 5 électrique permet la mise en rotation d'un arbre 6 du compresseur électrique via les roulements 7. L'arbre 6 entraine ainsi en rotation la roue 3 du compresseur 1. Plus précisément une extrémité de l'arbre 6 est entrainée en rotation par le moteur électrique, et une autre extrémité de l'arbre 6 entraine en rotation la roue 3 du compresseur. 20 Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur 1 comporte de manière classique une volute 12 permettant le passage de l'air du compresseur 1. La roue 3 du compresseur est disposée dans la volute 12. Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur 1 comporte un ensemble 9 électronique permettant de commander le compresseur 1 électrique. 25 Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins une partie de l'ensemble 9 électronique est disposée à l'arrière de la roue 3, entre la roue 3 et le moteur 5 électrique, illustré figure 1. Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins une partie de l'ensemble électronique 9 est disposée à une extrémité de l'arbre 6 opposée à l'extrémité ou est 30 située la roue 3, non illustré. 3060672 4 La partie intermédiaire de l'arbre est protégée par le corps 4 de compresseur. Dans le cadre de l'invention, la roue du compresseur 1 est une roue fermée illustrée en détail figures 2 à 4. Dans le cadre de l'invention, selon un mode de réalisation de l'invention, la roue 3 5 fermée, illustrée figure 4, comprend au moins deux éléments 31 de protection entourant les ailettes 32 de la roue. Plus précisément, les deux éléments 31 de protection sont disposés parallèles entre eux, de part et d'autre des ailettes 32, et perpendiculairement par rapport à l'axe X de l'arbre 6 du compresseur 1. Il n'y a ainsi plus de jeu d'air au dessus des ailettes 32 comme sur une roue semi-ouverte. L'air, illustré par des flèches A, 10 entre par la partie centrale 33 de la roue 3 appelée nez, passe par les ailettes 32 comprises entre les deux éléments 31, et ressort perpendiculairement par l'espace 34 laissé entre les deux éléments 31. Selon un mode de réalisation de l'invention, les deux éléments de protection sont deux disques 31. 15 Selon un mode de réalisation de l'invention, les deux éléments de protection sont deux capots, non illustrés, entourant les ailettes de la roue. Le terme capot désigne tout élément permettant de protéger de part et d'autre les ailettes de la roue, tout en laissant entrer et circuler l'air. Les capots ont toutes formes géométriques compatibles avec les ailettes de la roue. 20 Selon un mode de réalisation, illustré figure 3, la roue fermée est configurée pour remplacer une partie de la volute 12. Plus précisément, la roue comporte un élément supplémentaire 35 configuré pour fermer la volute 12 et permettant de canaliser le flux d'air en entrée du compresseur 1 électrique. La partie de la volute remplacée par la roue 3 est située à l'extrémité de la volute 12 par rapport à l'axe X de l'arbre 6 25 Une telle configuration permet de simplifier la volute 12 du compresseur 1 électrique. Selon un mode de réalisation de l'invention, la roue 3 fermée comporte un élément 36 d'étanchéité configuré pour réaliser une bonne étanchéité entre la roue 3 et la volute 12. Par exemple, cet élément d'étanchéité est une chicane 36. Cet élément 30 permet d'assurer l'étanchéité entre la roue et la volute tout en permettant de maintenir 3060672 5 des tolérances classiques, sans contraintes supplémentaires au niveau de l'interface roue/volute. L'utilisation d'une telle roue 3 fermée permet de réduire le coût matière du corps du compresseur 1 électrique. Une telle configuration permet également, selon 5 l'intégration du compresseur 1 électrique dans le moteur, de réduire les risques de pompage grâce à une recirculation naturelle de l'air entre les détails l'élément supplémentaire 35 configuré pour fermer la volute 12 et élément 36 d'étanchéité. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans 10 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 (1) comportant un arbre (6) entrainé en rotation par un moteur (5) électrique, l'arbre (6) entrainant en rotation une roue (3) de compresseur disposée dans une volute (12), caractérisé en ce que la roue (3) est une roue (3) fermée. 2. Compresseur (1) selon la revendication 1, dans lequel la roue (3) fermée comprend au moins deux éléments (31) de protection des ailettes entourant les ailettes (32) de la roue (3). 3. Compresseur (1) selon une des revendications 1 ou 2, dans lequel la roue (3) fermée est configurée pour remplacer une partie de la volute (12). 4. Compresseur (1) selon une des revendications 1 à 3, dans lequel la roue (3) comporte un élément supplémentaire (35) configuré pour fermer la volute (12) et permettant de canaliser le flux d'air en entrée du compresseur (1) électrique. 5. Compresseur 1 selon une des revendications 1 à 4, dans lequel la roue (3) fermée comporte un élément (36) d'étanchéité configuré pour réaliser une étanchéité entre la roue (3) et la volute (12). 6. Compresseur (1) selon la revendication 5, dans lequel l'élément d'étanchéité (36) est une chicane (36). 7. Compresseur 1 selon une des revendications 1 à 6, dans lequel le moteur (5) électrique est un moteur à reluctance variable ou à aimant permanent. 8. Compresseur 1 selon une des revendications 1 à 7, dans lequel le compresseur est un compresseur électrique de suralimentation de moteur thermique.