EP3230568A1 - Compresseur electrique - Google Patents

Compresseur electrique

Info

Publication number
EP3230568A1
EP3230568A1 EP15822970.8A EP15822970A EP3230568A1 EP 3230568 A1 EP3230568 A1 EP 3230568A1 EP 15822970 A EP15822970 A EP 15822970A EP 3230568 A1 EP3230568 A1 EP 3230568A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
compressor
vent hole
return element
flow
inlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15822970.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Nicolas Martin
Patrick LEBRASSEUR
Mathieu Lallemant
Franck Giraud
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes de Controle Moteur SAS filed Critical Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Publication of EP3230568A1 publication Critical patent/EP3230568A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/34Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
    • F02B33/40Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps of non-positive-displacement type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/04Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump
    • F02B37/10Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump
    • F02B37/105Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven pump exhaust drive and pump being both connected through gearing to engine-driven shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0606Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
    • F04D25/0613Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump the electric motor being of the inside-out type, i.e. the rotor is arranged radially outside a central stator
    • F04D25/062Details of the bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/10Shaft sealings
    • F04D29/102Shaft sealings especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/10Shaft sealings
    • F04D29/12Shaft sealings using sealing-rings
    • F04D29/122Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/70Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning
    • F04D29/701Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning especially adapted for elastic fluid pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00Check valves
    • F16K15/14Check valves with flexible valve members
    • F16K15/144Check valves with flexible valve members the closure elements being fixed along all or a part of their periphery
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/60Fluid transfer
    • F05D2260/602Drainage
    • F05D2260/6022Drainage of leakage having past a seal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00Check valves
    • F16K15/02Check valves with guided rigid valve members
    • F16K15/04Check valves with guided rigid valve members shaped as balls
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K15/00Check valves
    • F16K15/14Check valves with flexible valve members
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to the field of electric compressors, and more particularly to an electric supercharger.
  • an electric compressor is a device used to supercharge a heat engine, operating with an electric motor. More specifically, the compressor comprises a compressor wheel driven by an electric motor.
  • the electric compressor is placed on the air intake line of an internal combustion engine, in addition to a turbocharger.
  • the electric compressor plays the same role as the turbocharger, namely increase the intake pressure of the fresh gases in the engine, but is used in particular during transient phases to overcome turbocharger response time problems.
  • a dynamic sealing system is put in place between the compressor wheel and the electric motor.
  • This system consists of two segments.
  • a vent hole known from patent application UK1312334.4, is added between the two segments, to prevent the accumulation of possible pollutants that would have passed through the first segment.
  • the vent hole is connected to the turbocharger inlet via a hose which creates a slight depression to purge the vent hole.
  • the vent hole is thus connected to an area which is generally in depression. This is necessary for the protection of the electric motor and its bearings to be effective.
  • the pressure difference is reversed, that is to say that the area to which the vent hole is connected is in overpressure, which has the effect of repressing the pollutants to the dynamic sealing system.
  • the present invention therefore aims to overcome one or more of the disadvantages of the devices of the prior art by proposing an electric compressor whose sealing system is improved and thus avoids bearing pollution.
  • the present invention proposes an electric compressor comprising a shaft driven in rotation by an electric motor by means of bearings, the shaft driving a compressor wheel in rotation, the compressor comprising two sealing rings mounted around the between the bearings and the compressor wheel and having a vent hole circuit for circulating the flow of pollutants to the outside of the compressor, the inlet of which is arranged between the two sealing segments, the circuit of the vent hole having an anti-return element.
  • This non-return element prevents any backflow to the sealing compartment.
  • the non-return element is disposed on the circuit of the vent hole so as to limit the pollutant flow accumulation zone.
  • the non-return element is a valve arranged to be able to open only in the direction of flow from the inlet of the vent hole to the outlet of the d-hole. vent.
  • the anti-return element comprises a displaceable obstruction member for passing the flow of pollutants in a single direction.
  • the movable member when the flow of pollutant flows from the outlet of the vent hole to the inlet of the vent hole, the movable member is then pressed against an abutment to obstruct the conduit of the hole. Wind.
  • the non-return element is a ball valve.
  • the non-return element a flap valve.
  • the coverslip is a flexible membrane.
  • the invention also relates to a compressor according to the invention, in which the motor is a variable reluctance motor.
  • the compressor is an electric supercharger.
  • FIG. 1 is a schematic representation showing an engine incorporating a system according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a sectional view of a compressor according to the invention
  • FIG. 3 is a schematic representation of a non-return element according to the invention.
  • FIGS. 4a, b and c are a schematic representation of a variant of the non-return element according to the invention, a) in the closed position, b) in the open position, c) a detail seen from the front.
  • the present invention relates to an electric compressor equipped with a sealing system.
  • the dynamic sealing system is formed by at least one non-return element. More specifically, the sealing system is formed by at least one vent hole associated with a non-return element.
  • the term electric compressor an air compressor, volumetric or not and for example centrifugal or radial, driven by an electric motor, for the purpose of supercharging a heat engine.
  • the electric motor is an asynchronous DC or AC motor, or any type of electric motor of the same type.
  • the electric motor is a variable reluctance motor (also called SRM machine for Switched Reluctance Motor according to English terminology).
  • the electric motor is a permanent magnet motor.
  • FIG. 1 illustrates an internal combustion engine with three cylinders 1 associated with a device 3 for supplying an intake gas according to one embodiment of the invention.
  • the feed device 3 (marked by a dotted line) comprises a turbocharger 5.
  • the feed device 3 comprises an exhaust gas recirculation valve 6.
  • the feed device 3 comprises a charge air cooler 7.
  • the supply device 3 comprises an electric compressor 9 and a bypass valve of the compressor 10.
  • the turbocharger 5 is fed by the exhaust gases of the engine 1 and by air arriving through an air inlet 8. Part of the exhaust gas is recycled to the inlet of the engine 1 via a valve 6 for recirculating the exhaust gas.
  • the gases coming from the compressor of the turbocharger 5 are then cooled by the cooler 7 and then feed the electric compressor 9.
  • the cooler is disposed downstream of the electric compressor 9.
  • the electric compressor 9 compresses the gases from the turbocharger 5 and supplies the engine 1.
  • the electric compressor 9, illustrated in FIG. 2, comprises an electric motor 10
  • the electric motor allows the rotation of a shaft 13 of the electric compressor via the bearings 16.
  • the shaft 13 thus rotates the wheel 14 of the compressor 9. More precisely one end of the shaft 13 is rotated by the electric motor, and another end of the shaft 13 rotates the wheel 14 of the compressor.
  • the intermediate portion of the shaft is protected by the compressor body 17.
  • This intermediate portion of the shaft comprises a sealing member, and more precisely dynamic sealing.
  • This member is formed of a first sealing segment 29a positioned on the side of the compressor wheel and a second sealing segment 29b positioned on the side of the Bearings 16. The purpose of these segments is to protect the bearings from pollution that may come from the compressor wheel.
  • vent hole 31 is added between the two segments to prevent the accumulation of any pollutants that would have passed through the first segment 29a.
  • the vent hole 31 is connected to the inlet of the turbocharger.
  • the vent hole 31 is connected to the turbocharger for example by means of a hose which allows to create a slight depression to purge the vent hole.
  • the vent hole 31 thus passes through part of the compressor.
  • the vent hole 31, more precisely the vent hole circuit extends outside the compressor.
  • the vent hole 31 thus makes it possible to avoid the pollution of the bearings 16 by allowing the evacuation of the pollutants by means of a pressure difference between the pressure P1 of the compartment formed between the two sealing segments 29a, 29b and the pressure P2 at the outlet of the vent hole 35.
  • the pressure P1 between the two segments 29a, 29b is greater than the pressure P2 at the outlet 35 of the vent hole.
  • the compartmental pressure P1 formed between the two sealing segments 29a, 29b is smaller than the pressure P2 at the outlet of the vent hole. In this situation, the pollutants flow back to the bearings 16 instead of being evacuated. This discharge can take place when the electric compressor is not activated and the compressed air output of the compressor of the turbocharger passes through the bypass duct.
  • the invention provides on the circuit of the vent hole 31 a non-return element 36.
  • the passage of air carrying pollutants is then possible only in one direction. More specifically, the passage is only possible from the sealing compartment formed by the two sealing segments 29a, 29b towards the outlet 35 of the vent hole.
  • the non-return element 36 is disposed in the circuit of the vent hole 31, at the outlet of the compressor 9, as close as possible to the inlet 37 of the vent hole. Indeed, it avoids any backflow to the sealing compartment. More specifically, this prevents the polluted air accumulated in the duct during its circulation, from the sealing compartment to the outside, or pushed back to the sealing compartment when the pressure difference is reversed.
  • the non-return element 36 is disposed in the circuit of the vent hole 31 so as to limit the pollutant flow accumulation zone.
  • accumulation zone means the portion of the circuit of the vent hole 31 between the inlet 35 of the vent hole and the non-return element. According to one embodiment of the invention, the accumulation zone or portion is 10 cm maximum.
  • the non-return element is disposed in the portion 38 of the vent hole circuit located at the outlet of the compressor 9.
  • the non-return element 36 is disposed near the inlet 37 of the vent hole.
  • the non-return element 36 is disposed at the inlet 37 of the vent hole.
  • inlet and outlet are defined relative to the flow direction of the flow, in the vent hole, from the sealing compartment to the outside of the compressor.
  • the non-return element 36 is a valve.
  • the valve is arranged so that it can only open in one direction. More specifically, the valve 36 is arranged to open in the flow direction of the flow of pollutants from the inlet 37 of the vent hole 31 to the outlet 35 of the vent hole.
  • the anti-return element 36 according to the invention comprises an obstruction member 41,
  • the valve is a ball valve illustrated in FIG. 3.
  • the displaceable member is then a ball 41.
  • the ball is pushed against the stop by means of a spring. 42.
  • the valve is a flap valve, illustrated in FIG. 4.
  • the displaceable member is then a flap or a flexible membrane 362.
  • FIG. formed by a washer 362 full of which the central portion 361 is cut circularly, at an angle less than 360 °, so as to be able to move on either side of its contour.
  • This washer is pressed against a stop 363 disposed in the duct of the vent hole.
  • the stop is sufficiently wide so that the cut central portion bears against the abutment in a flow direction of the pollutant flow. More specifically, the central portion bears against the stop in the direction of flow from the outside of the vent hole to the sealing compartment.
  • the movable member is configured so that when:
  • the pressure P1 of the compartment formed between the two sealing segments 29a, 29b is smaller than the pressure P2 at the outlet of the vent hole, the valve 36 is closed, ie the flow no longer circulates ,
  • the opening of the non-return element 36 is determined according to a trigger pressure Pdecl. This triggering pressure is determined so that:
  • Pdec1 is as low as possible, and for example is between 0 and 20mbar.
  • the compressor according to the invention is thus configured to protect the bearings, and also the electric motor, against pollutants such as oil, recirculation gases or any other pollutants.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un compresseur 9, 17 électrique comportant un arbre 13 entrainé en rotation par un moteur électrique par l'intermédiaire de roulements 6, l'arbre entraiment en rotation une roue de compresseur14, le compresseur 9 comportant deux segments d'étanchéité 29a, 29b montés autour de l'arbre 13 entre les roulements 16 et la roue de compresseur 14 et comportant un trou d'évent31, 35, 38, de circulation de flux de polluants vers l'extérieur du compresseur, dont l'entrée est disposée entre les deux segments d'étanchéité, le trou d'évent comportant un élément anti retour 36.

Description

COMPRESSEUR ELECTRIQUE
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 entraînée 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.
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.
Dans ce type de dispositif, le trou d'évent est ainsi relié à une zone qui est généralement en dépression. Cela est nécessaire pour que la protection du moteur électrique et de ses roulements soit efficace. Cependant, dans certains cas de fonctionnement, il arrive que la différence de pression s'inverse, c'est-à-dire que la zone à laquelle le trou d'évent est relié soit en surpression, ce qui a pour effet de refouler les polluants vers le système d'étanchéité dynamique.
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 dont le système d'étanchéité est amélioré et permet ainsi d'éviter la pollution des roulements.
Pour cela la présente invention propose, un compresseur électrique comportant un arbre entraîné en rotation par un moteur électrique par l'intermédiaire de roulements, l'arbre entraînant en rotation une roue de compresseur, le compresseur comportant deux segments d'étanchéité montés autour de l'arbre entre les roulements et la roue de compresseur et comportant un circuit de trou d'évent, de circulation de flux de polluants vers l'extérieur du compresseur, dont l'entrée est disposée entre les deux segments d'étanchéité, le circuit du trou d'évent comportant un élément anti retour.
Cet élément anti-retour évite tout refoulement vers le compartiment d'étanchéité.
Plus précisément, cela évite que l'air pollué accumulé dans le conduit lors de sa circulation, allant du compartiment d'étanchéité vers l'extérieur, soit refoulé vers le compartiment d'étanchéité lorsque la différence de pression est modifiée.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément anti-retour est disposé sur le circuit du trou d'évent de façon à limiter la zone d'accumulation de flux de polluant.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément anti-retour est un clapet disposé de façon à ne pouvoir s'ouvrir que dans le sens de circulation allant de l'entrée du trou d'évent vers la sortie du trou d'évent.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément anti-retour comporte un organe d'obstruction déplaçable permettant de laisser passer le flux de polluants dans un seul sens.
Selon un mode de réalisation de l'invention, lorsque le flux de polluant circule de la sortie du trou d'évent vers l'entrée du trou d'évent, l'organe déplaçable est alors plaqué contre une butée pour obstruer le conduit du trou d'évent.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément anti-retour est un clapet à bille.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément anti-retour un clapet à lamelle.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la lamelle est une membrane souple. L'invention concerne également un compresseur selon l'invention, dans lequel le moteur est un moteur à reluctance variable.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur est un compresseur électrique de suralimentation.
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 montrant un moteur intégrant un système selon une réalisation de l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe d'un compresseur selon l'invention,
- la figure 3 est une représentation schématique d'un élément anti-retour selon l'invention,
- les figures 4a, b et c sont une représentation schématique d'une variante de l'élément anti-retour selon l'invention, a) en position fermé, b) en position ouverte, c) un détail vue de face.
La présente invention concerne un compresseur électrique équipé d'un système d'étanchéité. Dans le cadre de l'invention, le système d'étanchéité dynamique est formé par au moins un élément anti-retour. Plus précisément, le système d'étanchéité est formé par moins un trou d'évent associé à un élément anti-retour.
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 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 mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à aimants permanents. La figure 1 illustre un moteur à combustion interne avec trois cylindres 1 associé à un dispositif 3 pour l'alimentation en gaz d'admission conformément à une réalisation de l'invention. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'alimentation 3 (marquée par une ligne pointillée) comprend un turbocompresseur 5.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'alimentation 3 comprend une vanne de recirculation des gaz d'échappement 6.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'alimentation 3 comprend un refroidisseur d'air de suralimentation 7.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'alimentation 3 comprend un compresseur électrique 9 et une vanne de dérivation du compresseur 10.
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 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 de l'invention non illustrée, le refroidisseur est disposé en aval du compresseur électrique 9. Le compresseur électrique 9 compresse les gaz issus du turbocompresseur 5 et alimente le moteur 1.
Le compresseur électrique 9, illustré figure 2, comprend un moteur électrique 10
(non visible figure 2), et des roulements 16. Le moteur électrique permet la 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 entraînée 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 intermédiaire de l'arbre comporte un organe d'étanchéité, et plus précisément 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 de la roue du compresseur.
Entre ces deux segments d'étanchéités 29a, 29b est positionnée l'entrée 37 d'un 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. Selon un mode de réalisation de l'invention, pour plus d'efficacité, le trou d'évent 31 est relié à l'entrée du turbocompresseur. Selon un mode de réalisation, le trou d'évent 31 est rélié au turbocompresseur par exemple par l'intermédiaire d'une durite ce qui permet de créer une légère dépression afin de purger le trou d'évent. Le trou d'évent 31 traverse ainsi une partie du compresseur. Selon un mode de réalisation de l'invention, le trou d'évent 31, plus précisément le circuit du trou d'évent, se prolonge en dehors du compresseur. 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 PI du compartiment formé entre les deux segments d'étanchéité 29a, 29b et la pression P2 à la sortie du trou d'évent 35. La pression PI entre les deux segments 29a, 29b étant supérieure à la pression P2 en sortie 35 du trou d'évent.
Dans certains cas d'utilisation du compresseur, la pression PI du compartiment formé entre les deux segments d'étanchéité 29a, 29b est inférieure à la pression P2 en sortie 35 du trou d'évent. Dans cette situation, les polluants refoulent vers les roulements 16 au lieu d'être évacués. Ce refoulement peut avoir lieu lorsque que le compresseur électrique n'est pas activé et que l'air comprimé en sortie du compresseur du turbocompresseur passe par le conduit de dérivation.
Afin d'éviter ce phénomène de refoulement, l'invention prévoit de disposer sur le circuit du trou d'évent 31 un élément anti-retour 36. Le passage de l'air transportant les polluants est alors possible uniquement dans un sens. Plus précisément, le passage n'est possible que du compartiment d'étanchéité formé par les 2 segments d'étanchéité 29a, 29b vers la sortie 35 du trou d'évent.
Dans le cadre de l'invention, l'élément anti-retour 36 est disposé dans le circuit du trou d'évent 31, en sortie du compresseur 9, le plus proche possible du l'entrée 37 du trou d'évent. En effet, cela évite tout refoulement vers le compartiment d'étanchéité. Plus précisément, cela évite que l'air pollué accumulé dans le conduit lors de sa circulation, allant du compartiment d'étanchéité vers l'extérieur, soit refoulé vers le compartiment d'étanchéité lorsque la différence de pression s'inverse.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément anti-retour 36 est disposé dans le circuit du trou d'évent 31 de façon à limiter la zone d'accumulation de flux de polluant.
Dans le cadre de l'invention, on entend par zone d'accumulation la portion du circuit du trou d'évent 31 entre l'entrée 35 du trou d'évent et l'élément anti-retour. Selon un mode de réalisation de l'invention, la zone d'accumulation ou portion est de 10 cm maximum.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément anti-retour est disposé dans la portion 38 du circuit du trou d'évent situé au niveau de la sortie du compresseur 9.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément anti-retour 36 est disposé à proximité de l'entrée 37 du trou d'évent.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément anti-retour 36 est disposé au niveau de l'entrée 37 du trou d'évent.
Dans le cadre de l'invention, les termes entrée et sortie sont définis par rapport au sens de circulation du flux, dans le trou d'évent, allant du compartiment d'étanchéité vers l'extérieur du compresseur.
Selon un mode de réalisation de l'invention illustré figure 3 et 4, l'élément antiretour 36 est un clapet. Le clapet est disposé de façon à ne pouvoir s'ouvrir que dans un sens. Plus précisément, le clapet 36 est disposé de façon à s'ouvrir dans le sens de circulation du flux de polluants allant de l'entrée 37 du trou d'évent 31 vers la sortie 35 du trou d'évent.
L'élément anti-retour 36 selon l'invention comporte un organe d'obstruction 41,
362 déplaçable ou déplaçable par déformation permettant de laisser passer le flux de polluants dans un sens. Lorsque le flux de polluant circule dans l'autre sens l'organe déplaçable est alors plaqué contre une butée 40, 363 ou tout autre moyen équivalent permettant ainsi d'obstruer le conduit du trou d'évent. Selon un mode de réalisation de l'invention, le clapet est un clapet à bille illustré figure 3. L'organe déplaçable est alors une bille 41. Selon ce mode de réalisation, la bille est poussée contre la butée au moyen d'un ressort 42.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le clapet est un clapet à lamelle, illustré figure 4. L'organe déplaçable est alors une lamelle ou une membrane souple 362. Dans ce mode de réalisation illustré figure 4, l'organe déplaçable est formé par un une rondelle 362 pleine dont la partie centrale 361 est découpée circulairement, sur un angle inférieur à 360°, de façon à pouvoir se déplacer de part et d'autre de son contour. Cette rondelle est plaquée contre une butée 363 disposée dans le conduit du trou d'évent. La butée est suffisamment large pour que la partie centrale découpée prenne appui sur la butée dans un sens de circulation du flux de polluant. Plus précisément, la partie centrale prend appui sur la butée dans le sens de circulation allant de l'extérieur du trou d'évent vers le compartiment d'étanchéité.
Dans tous les cas, quelque soit le mode de réalisation de l'invention, l'organe déplaçable est configuré de façon à ce que lorsque :
la pression PI du compartiment formé entre les deux segments 29a, 29b d'étanchéité est inférieure à la pression P2 en sortie 35 du trou d'évent, le clapet 36 est fermé, c'est-à-dire que le flux ne circule plus,
la pression PI du compartiment formé entre les deux segments d'étanchéité 29a, 29b est supérieure à la pression P2 en sortie 35 du trou d'évent, le clapet
36 est ouvert, c'est-à-dire que le flux circule.
L'ouverture de l'élément anti-retour 36 est déterminée en fonction d'une pression de déclenchement Pdecl. Cette pression de déclenchement est déterminée de façon à ce que :
- Si P2 > PI - Pdecl, alors le clapet est fermé,
Si P2 < PI - Pdecl, alors le clapet est ouvert.
Selon un mode de réalisation de l'invention, Pdecl est la plus faible possible, et par exemple est comprise entrelO et 20mbar. 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 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.

Claims

REVENDICATIONS
1. Compresseur électrique 9 comportant un arbre 13 entraîné en rotation par un moteur électrique par l'intermédiaire de roulements 16, l'arbre entraînant en rotation une roue de compresseur 14, le compresseur comportant deux segments d'étanchéité 29a, 29b montés autour de l'arbre 13 entre les roulements 16 et la roue de compresseur 14 et comportant un circuit de trou d'évent 31, de circulation de flux de polluants vers l'extérieur du compresseur 9, dont l'entrée 37 est disposée entre les deux segments d'étanchéité,
caractérisé en ce que le circuit du trou d'évent 31 comporte un élément anti retour 36.
2. Compresseur 9 selon la revendication 1, dans lequel l'élément anti-retour 36 est disposé sur le circuit du trou d'évent 31 de façon à limiter la zone d'accumulation de flux de polluant.
3. Compresseur 9 selon une des revendications 1 ou 2, dans lequel l'élément anti- retour 36 est un clapet 36 disposé de façon à ne pouvoir s'ouvrir que dans le sens de circulation allant de l'entrée 37 du trou d'évent vers la sortie 35 du trou d'évent.
4. Compresseur selon une des revendications 1 à 3, dans lequel l'élément anti-retour 36 comporte un organe d'obstruction déplaçable 41, 362 permettant de laisser passer le flux de polluants dans un seul sens.
5. Compresseur 9 selon la revendication 4, dans lequel lorsque le flux de polluant circule de la sortie du trou d'évent vers l'entrée du trou d'évent, l'organe déplaçable 41, 362 est alors plaqué contre une butée pour obstruer le circuit du trou d'évent 31.
6. Compresseur 9 selon une des revendications 1 à 5, dans lequel l'élément antiretour 36 est un clapet à bille.
7. Compresseur 9 selon une des revendications 1 à 5, dans lequel l'élément antiretour 36 un clapet à lamelle.
8. Compresseur 9 selon la revendication 7, dans lequel la lamelle est une membrane souple 361.
9. Compresseur 9 selon une des revendications 1 à 8, dans lequel le moteur est un moteur à reluctance variable.
10. Compresseur 9 selon une des revendications 1 à 9, dans lequel le compresseur est un compresseur électrique de suralimentation de moteur thermique.
EP15822970.8A 2014-12-12 2015-12-11 Compresseur electrique Withdrawn EP3230568A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1462357A FR3029976B1 (fr) 2014-12-12 2014-12-12 Compresseur electrique
PCT/FR2015/053446 WO2016092230A1 (fr) 2014-12-12 2015-12-11 Compresseur electrique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3230568A1 true EP3230568A1 (fr) 2017-10-18

Family

ID=52424019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15822970.8A Withdrawn EP3230568A1 (fr) 2014-12-12 2015-12-11 Compresseur electrique

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20170356331A1 (fr)
EP (1) EP3230568A1 (fr)
CN (1) CN107208530A (fr)
FR (1) FR3029976B1 (fr)
WO (1) WO2016092230A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3059054B1 (fr) * 2016-11-18 2019-03-22 Valeo Systemes De Controle Moteur Compresseur electrique avec trou d'event

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1045973A (en) * 1962-07-14 1966-10-19 Walter Eberspacher Exhaust turbo supercharger
FR1362976A (fr) * 1962-07-14 1964-06-05 Geratebau Eberspacher O H G Turbo-chargeur à gaz d'échappement
US5028205A (en) * 1989-12-14 1991-07-02 Ingersoll-Rand Company Oil scavenger system for a seal for a rotary shaft
DE10056430A1 (de) * 2000-11-14 2002-05-23 Daimler Chrysler Ag Aufgeladene Brennkraftmaschine mit einem Radialverdichter
US20060180130A1 (en) * 2005-02-14 2006-08-17 St James David Motor assisted mechanical supercharging system
FR2898656B1 (fr) * 2006-03-14 2011-04-22 Peugeot Citroen Automobiles Sa Clapet de surpression pour gaz de carter
GB2489531B (en) * 2011-04-02 2017-02-01 Cummins Ltd A turbocharger
EP2924261B1 (fr) * 2012-11-22 2019-09-25 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Compresseur d'alimentation équipé de moteur électrique et dispositif motorisé muni d'un compresseur d'alimentation équipé de moteur électrique

Also Published As

Publication number Publication date
FR3029976B1 (fr) 2019-07-26
US20170356331A1 (en) 2017-12-14
FR3029976A1 (fr) 2016-06-17
CN107208530A (zh) 2017-09-26
WO2016092230A1 (fr) 2016-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3029976B1 (fr) Compresseur electrique
FR2910081A1 (fr) Appareil de delivrance regulee d&#39;un gaz,notamment appareil d&#39;assistance respiratoire
FR3060896B1 (fr) Compresseur electrique avec circuit de refroidissement
EP3289222B1 (fr) Compresseur électrique avec système d&#39;étanchéité dynamique amélioré
WO2017203178A2 (fr) Compresseur electrique
WO2017103353A1 (fr) Compresseur electrique
FR3068086B1 (fr) Compresseur electrique avec trou d&#39;event
FR3059054A1 (fr) Compresseur electrique avec trou d&#39;event
FR3044711B1 (fr) Compresseur electrique avec circuit de refroidissement
EP4127417A1 (fr) Ensemble pour turbomachine d&#39;aeronef comportant un systeme ameliore de lubrification d&#39;un reducteur d&#39;entrainement de soufflante
FR3058189A1 (fr) Compresseur electrique avec systeme d&#39;etancheite dynamique ameliore
FR3063780A1 (fr) Compresseur electrique avec circuit de refroidissement
WO2016174376A1 (fr) Compresseur électrique avec système d&#39;étanchéité dynamique améliore
WO2016097563A1 (fr) Compresseur avec systeme d&#39;etancheite
FR3046637B1 (fr) Compresseur electrique avec systeme d&#39;etancheite dynamique ameliore
WO2016207573A1 (fr) Compresseur electrique avec roue amelioree
FR3038017B1 (fr) Compresseur electrique avec roue amelioree
FR3041699A1 (fr) Compresseur electrique
FR3055027A3 (fr) By-pass double clapet
FR3060672A1 (fr) Compresseur electrique avec roue amelioree
WO2017103354A1 (fr) Compresseur electrique
FR3048034A1 (fr) Compresseur electrique
FR3048035A1 (fr) Compresseur electrique
FR3017666A1 (fr) Compresseur a bague de raccordement rapportee

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20170620

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20180327