FR2533629A1

FR2533629A1 - Appareil et procede pour la purge d'un moteur de turbocompresseur avec un systeme d'echappement divise

Info

Publication number: FR2533629A1
Application number: FR8310831A
Authority: FR
Inventors: Hugh Macinnes
Original assignee: Roto Master Inc
Current assignee: Roto Master Inc
Priority date: 1982-09-29
Filing date: 1983-06-30
Publication date: 1984-03-30
Also published as: IT1163635B; DE3321691C2; CA1201599A; JPS6242137B2; GB2127903B; FR2533629B1; GB8315452D0; IE831393L; JPS5965517A; IT8321870A0; MX156512A; US4530640A; DE3321691A1; GB2127903A; IN159553B; BR8303364A; AR229974A1; IE54414B1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL ET UN PROCEDE POUR LA PURGE D'UN MOTEUR DE TURBOCOMPRESSEUR AVEC UN SYSTEME D'ECHAPPEMENT DIVISE. CE TURBOCOMPRESSEUR COMPREND UN LOGEMENT DE TURBINE 20 DEFINISSANT UNE ENTREE 22, UNE SORTIE SITUEE RADIALEMENT VERS L'INTERIEUR PAR RAPPORT A CETTE DERNIERE, UNE CAVITE DE ROUE DE TURBINE OCCUPANT UNE POSITION CENTRALE 24, AINSI QU'UN PASSAGE INTERIEUR EN SPIRALE 28 DONT LA SECTION TRANSVERSALE VA EN DIMINUANT A MESURE QU'IL S'ELOIGNE DE L'ENTREE 22 ET S'ETEND AUTOUR DE LA CAVITE DE ROUE DE TURBINE 24. L'INVENTION EST UTILISEE POUR AMELIORER AU MAXIMUM LE RENDEMENT OPERATOIRE DE LA ROUE DE TURBINE D'UN TURBOCOMPRESSEUR.

Description

1- Appareil et procédé pour la purge d'un moteur de turbocompresseur avec

un système d'échappement divisé La présente invention concerne un logement de turbine d'une conception exceptionnelle pour un turbocompresseur, ainsi qu'un procédé pour la mise en

service d'un turbocompresseur.

Les turbocompresseurs sont des dispositifs

bien connus dans la technique antérieure, dans les-

quels on utilise habituellement une roue de turbine et une roue de compresseur montées sur un arbre unitaire ou commun prenant appui dans des logements respectifs

prévus pour ces roues Le logement de turbine com-

prend une entrée de gaz et une sortie de gaz qui, dans

le cas spécifique, renferme une configuration intérieu-

re en spirale de façon bien connue dans la technique.

Dans le cas spécifique, le logement de turbi-

ne définit une entrée, une sortie située radialement vers l'intérieur par rapport à l'entrée, une cavité centrale pour la roue de turbine, ainsi qu'un passage en volute s'étendant autour de la cavité de roue de

turbine avec une section transversale décroissante.

Les gaz d'échappement provenant d'un moteur sont diri-

gés vers le logement de turbine en passant par le pas-

sage en spirale ou en volute défini dans ce logement.

Etant donné que le passage a une section transversale

décroissante, la vitesse des gaz d'échappement à tra-

vers le logement de turbine est maintenue à un niveau élevé sur toute la circonférence de ce dernier En conséquence, sur toute la circonférence de la turbines les gaz d'échappement viennent heurter les aubes de

cette dernière à une vitesse élevée relativement uni-

forme afin de faire tourner la roue de turbine, la-

quelle entraîne à son tour en rotation la roue de com-

presseur. La roue de compresseur comprime l'air ambiant

et/ou le mélange air-carburant en vue de sa (leur) dis-

tribution dans un état comprimé au collecteur d'admis-

sion du moteur à combustion interne Le moteur à com-

bustion interne comprend spécifiquement plusieurs cy-

lindres dont les sorties de gaz sont couplées l'une à l'autre en groupes ou collecteurs Les collecteurs de gaz d'échappement des jeux de cylindres sont couplés

à l'entrée du logement de turbine.

Les sorties de gaz d'échappement des cylindres des moteurs à combustion interne utilisés dans les turbocompresseurs sont habituellement reliées en deux

groupes ou jeux d'un même nombre de cylindres Ini-

tialement, les collecteurs d'échappement partant des deux jeux de cylindres étaient combinés et dirigés dans un seul parcours d'écoulement à travers un logement de

turbine à flux radial du type décrit.

Un problème auquel on a été confronté initia-

lement dans les turbocompresseurs, a résidé dans le fait qu'il se produisait parfois une surcompression de l'air ou du mélange d'alimentation air-carburant devant être

acheminé au moteur à combustion interne En conséquen-

ce, il est devenu nécessaire de réduire le débit des gaz d'échappement à travers le logement de turbine, de telle sorte qu'une partie de ces gaz contourne la roue

de turbine La déviation d'une partie des gaz d'échap-

pement a été effectuée en équipant les collecteurs d'échappement dechaque jeu de cylindres du moteur à combustion interne, d'une soupape de purge Une partie sélectionnée des gaz d'échappement provenant de chaque jeu de cylindres était ainsi déviée avant d'atteindre l'entrée du logement de turbine En utilisant un tel

dispositif,il est devenu possible de contrôler sélective-

ment le débit des gaz d'échappement, de façon à permet-

tre un contrôle de la compression et d'empêcher une sur-

-35 compression de l'air et du carburant à l'entrée du mo-

teur à combustion interne Toutefois, ces dispositifs ont nécessité des systèmes de soupapes doubles De même, il était nécessaire de localiser les soupapes de

purge à proximité du logement de turbine, ou de réali-

ser ces soupapes de telle sorte qu'elles fassent partie

intégrante du logement de turbine En raison de l'es-

pace limité dont on dispose dans cette zone particuliè-

re du turbocompresseur, le placement, l'installation

et l'entretien des soupapes de purge ont posé un pro-

blème.

Un autre problème auquel on a été confronté dans la technique des turbocompresseurs, a résidé dans

le fait que l'échappement à partir des différents cy-

lindres du moteur à combustion interne que renferme le

turbocompresseur, n'a pas engendré une pression uni-

forme dans les collecteurs d'échappement, mais a plutôt donné lieu à la libération de gaz d'échappement chauds

sous haute pression sous forme de pulsations ou d'im-

pulsions nettement définies Ces impulsions et pulsa-

tions sont dues au fait qu'immédiatement après la course motrice d'un piston dans un cylindre d'un moteur à combustion interne, le gaz contenu dans le cylindre

est toujours sous une pression élevée Lors de l'ouver-

ture initiale de la soupape d'échappement, la majeure

partie des gaz d'échappement chauds s'écoule rapide-

ment ou s'engouffre à grande vitesse dans le collec-

teur d'échappement Après cette poussée initiale et au cours de la période restante pendant laquelle la soupape d'échappement est ouverte, l'écoulement des gaz d'échappement à partir du cylindre s'effectue à une vitesse relativement faible comparativement à la poussée initiale L'expulsion des gaz d'échappement succédant à la poussée initiale a lieu en raison du

mouvement normal du piston qui diminue le volume du cy-

lindre, plutôt que par suite d'une différence de pres-

sion entre le cylindre et le collecteur d'échappement,

telle que celle existant immédiatement avant ilouver-

ture de la soupape d'échappement du cylindre.

Les pulsations et les impulsions engendrées dans les collecteurs d'échappement des groupes ou des

jeux de cylindres ne se produisent pas à l'unisson.

En revanche, les impulsions de gaz d'échappement créées dans chaque collecteur d'échappement ont tendance à

être entremêlées avec des impulsions créées dans l'au-

tre collecteur A la jonction des deux collecteurs

prévus à l'entrée du logement de turbine, les impul-

sions et les pulsations engendrées dans chaque collec-

teur ont tendance à créer une contre-pression dans l'autre collecteur, ce qui a pour effet de réduire le

rendement opératoire tant du moteur à combustion in-

terne que de la roue de turbine, étant donné qu'au

lieu de fournir une pression à la roue de turbine uni-

quement, l'énergie des gaz d'échappement crée, au col-

lecteur, une contre-pression qui influence défavorable-

ment l'écoulement des gaz d'échappement à partir de

l'autre jeu de cylindres.

Diverses tentatives ont été entreprises en

vue de résoudre ce problème En particulier, la cons-

truction du logement de turbine a été modifiée par l'adjonction d'un diviseur à l'entrée du logement de

turbine qui donne accès à la chambre du turbocompres-

seur Les collecteurs d'échappement des deux jeux de cylindres ne se rejoignent pas à l'entrée du logement

de turbine, mais sont plutôt dirigés à travers des par-

cours d'écoulement séparés à l'intérieur du logement de turbine On a découvert que, dans un logement de turbine à flux radial destiné à être utilisé avec des

turbocompresseurs dans lesquels le logement est du ty-

pe comportant une chambre en forme de volute générale-

ment à 3600 recevant l'écoulement de gaz via un passa-

ge d'entrée et déchargeant cet écoulement de gaz d'une manière progressive radi alement vers l'intérieur sur

la circonférence dela chambre dans un endroit géné-

ralement central de la roue de turbine, il était avan-

tageux de faire passer un diviseur dans le passage en

vue de diviser le passage d'écoulement-sur un arc com-

pris entre environ 1800 et 3000 La longueur du divi-

seur est déterminée par le nombre de cylindres du mo-

teur à combustion interne avec lequel le turbocompres-

seur est utilisé, ainsi que par l'éventail de vitesses

du moteur En règle générale, plus le nombre de cylin-

dres du moteur à combustion interne ou l'éventail de vitesses de ce moteur est réduit, plus grand est

l'avantage qu'offre un logement de turbine divisé.

C'est ainsi que, pour des moteurs à combustion interne comportant un nombre relativement réduit de cylindres ou fonctionnant à des vitesses relativement faibles,_ la chambre du logement est divisée sur un arc allant jusqu'à un maximum d'environ 3000 Inversement, plus

le nombre de cylindres du moteur ou l'éventail de vi-

tesses de ce dernier est élevé, -plus l'effet exercé

par le diviseur de la chambre du logement est réduit.

Avec de tels moteurs, il s'est avéré avantageux de ter-

miner le diviseur de la chambre du logement en un point plus proche de la limite minimum de 1800 Un logement de turbine de turbocompresseur d'un type comportant un tel diviseur, est décrit dans le brevet des Etats-Unis

d'Amérique 4 027 994 accordé le 7 juin 1977.

Un autre progrès réalisé dans la technique

des turbocompresseurs a consisté à localiser la sou-

pape de purge de gaz d'échappement non plus à l'entrée

du logement de turbine, mais bien à un orifice de sor-

tie de dérivation situé entre l'entrée du logement de turbine et la terminaison d'un seul passage en volute défini dans ce logement en vue d'acheminer les gaz d'échappement d'une jonction classique d'un système d'échappement à collecteur double à la roue de turbine centrale disposéedans le logement de turbine La raison principale de ce changement de position de l'appareil de purge était d'éloigner ce dernier de la zone de l'entrée du logement de turbine, de façon à permettre un placement aisé de ce logement dans un compartiment moteur, tout en améliorant le rendement opératoire de la roue de turbine Un tel système est

décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amé-

rique No 376 492 déposée le 10 mai 1982 -

Avant la présente invention, on ne s'est pas

rendu compte, dans la technique antérieure, des avan-

tages que l'on pourrait obtenir en réalisant un loge-

ment de turbine pour un turbocompresseur, de telle sorte qu'il comporte à la fois un diviseur intérieur

à configuration en spirale bifurquant le passage pré-

cité en passages axialement adjacents sur un arc com-

pris entre environ 1800 et 3000, ainsi qu'un orifice

de sortie communiquant avec le passage entre la termi-

naison du diviseur et la sortie de la roue de turbine.

Un système de ce type permet de simplifier la purge d'un système d'échappement divisé, tout en maintenant un bon rendement de la turbine Un tel système de purge permet également de rendre superflu l'emploi d'une soupape double ou de deux soupapes séparées en

vue d'une utilisation avec un moteur à combustion in-

terne dans un turbocompresseur comportant un système

d'échappement divisé.

Un objet de l'invention est de fournir un

mode de mise en service particulier d'un turbocompres-

seur comportant un logement de turbine d'une concep-

tion exceptionnelle.

Un autre objet important de l'invention est de fournir un logement de turbine de turbocompresseur comportant à la fois un passage d'écoulement de gaz d'échappement divisé s'étendant à partir de l'entrée du logement de turbine sur un parcours courbe qui se

termine à une courte distance de l'extrémité du passa-

ge intérieur en spirale, ainsi qu'un orifice de sortie particulièrement conçu pour recevoir un assemblage de

soupape de purge communiquant avec le passage inté-

rieur du logement de turbine au-delà de la terminaison

d'un diviseur prévu dans ce passage.

Un autre objet plus spécifique encore de l'invention est de fournir un logement de turbine de turbocompresseur comportant une spirale intérieure divisée en deux passages en volute axialement adjacents

et à section transversale décroissante partant de l'en-

trée du logement de turbine, avec un orifice de sortie

de dérivation situé au-delà de la terminaison du divi-

seur.

Un autre objet plus important et plus spécifi-

que encore de l'invention est de fournir un procédé de mise en service d'un turbocompresseur dans un mode de purge, en utilisant une turbine à flux radial avec un passage d'écoulement en volute bifurqué dont la section transversale diminue à partir de l'entrée et ce, avec un rendement sensiblement supérieur à celui pouvant

être atteint jusqu'à présent.

Un autre objet plus spécifique et plus impor-

tant encore de l'invention est de rendre superflu l'em-

ploi d'une soupape double ou de deux soupapes séparées

dans un système de purge pour un moteurde turbocompres-

seur comportant un système d'échappement divisé.

Un autre objet important et plus spécifique

encore de l'invention est de rendre superflue une syn-

chronisation de fonctionnement précise entre des soupa-

pes de purge doubles ou séparées dans un moteur de turbocompresseur comportant un système d'échappement divisé. Un autre objet important et plus spécifique encore de l'invention est de fournir un logement de

turbine à flux radial comportant un passage d'écoule-

ment en volute dont la section transversale diminue à partir de l'entrée du logement de turbine, avec un système de soupape de purge unitaire de conception simple qui communique avec ce logement de turbine en aval de la terminaison d'un diviseur bifurquant le

passage d'écoulement dans le logement de turbine.

Un autre objet important et plus spécifique encore de l'invention est de fournir un logement de

turbine comportant un orifice de sortie destiné à com-

muniquer avec une seule soupape de purge qui peut être

réalisée d'une seule pièce dans la structure du loge-

ment de turbine, ou adapté pour être accouplé à un

assemblage de soupape de purge amovible.

D D'une manière générale, dans une forme de

réalisation donnée à titre d'exemple, l'invention con-

cerne le procédé qui consiste à diriger l'écoulement

des gaz d'échappement d'un turbocompresseur de l'échap-

pement d'un moteur à combustion interne comportant plu-

sieurs cylindres à travers un logement de turbine à flux radial en lui faisant suivre un parcours en volute allant à une roue de turbine, ainsi qu'à purger une partie de ces gaz d'échappement en vue de contourner

la roue de turbine Le perfectionnement de l'in-

vention consiste à canaliser l'écoulement des gaz

d'échappement à partir de cylindres différents du mo-

teur à combustion interne le long de parcours diffé-

rents à section transversale décroissante ménagés dans le logement de turbine en suivant un arc en volute se situant entre environ 1800 et 3000, combiner ensuite cet écoulement des gaz d'échappement en un seul parcours

d'écoulement allant à la roue de turbine, puis détour-

ner sélectivement une partie de l'écoulement combiné des gaz d'échappement du parcours d'écoulement unique dans le logement de turbine en direction d'une seule

soupape de purge.

La structure de l'invention a trait à un logement de turbine à flux radial perfectionné pour turbocompresseurs et analogues Ce logement deturbine définit

une entrée, une sortie située radialement vers l'inté-

rieur par rapport à cette entrée, une cavité de roue de turbine occupant une position centrale, ainsi qu'un passage en volute entourant cette cavité et s'étendant

à partir de l'entrée avec une section transversale dé-

croissante. Le perfectionnement structural de l'invention réside dans la combinaison d'un diviseur intérieur à

configuration en spirale s'étendant à partir de l'en-

trée en vue de bifurquer le passage en pas-

sages axialement adjacents sur un arc compris entre en-

viron 1800 et 300 , ainsi que d'un orifice de sortie communiquant avec le passage au-delà de la terminaison

du diviseur.

Les objets, procédé et structure de l'inven-

tion apparaîtront plus clairement à la lecture de la

description ci-après donnée en se référant aux dessins

annexés dans lesquels: -

la figure lest une vue en élévation et en bout d'un logement de turbine d'un turbocompresseur à configuration intérieure en spirale divisée, cette vue illustrant l'entrée de ce logement; la figure 2 est une vue en élévation et en coupe du logement de turbine, prise suivant la ligne 2-2 de la figure 1; et la figure 3 est une vue en coupe du logement

de turbine, prise suivant la ligne 3-3 de la figure 2.

En se référant à ces dessins dans les diffé-

rentes figures desquels les mêmes chiffres de réfé-

rence désignent des éléments semblables, on consta-

tera que le logement de turbine 20 comporte un orifi-

ce d'entrée 22 donnant accès à une chambre du logement et qui est déplacé radialement par rapport à une cavi-

té de roue de turbine centrale généralement cylindri-

que 24 Un orifice de sortie 26 est situé radialement vers l'intérieur par rapport à l'orifice d'entrée 22

et en alignement axial avec la cavité de roue de tur-

bine 24 avec laquelle il communique.

Le logement de turbine 20 définit un passage intérieur en spirale désigné d'une manière générale en 28 Ce passage 28 s'étend à partir de l'orifice

d'entrée 22 à la manière d'une volute et avec une sec-

tion transversale décroissante afin d'entourer la ca-

vité de roue de turbine 24 Le passage 28 comprend une cloison transversale 30 qui s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe 32 de la roue de turbine 34 montée dans la cavité 24 Cette cloison 30 bifurque

le passage 28 en passages séparés et axialement adja-

cents 36 et 38 qui sont tous deux illustrés dans les figures 1 et 3 La cloison de bifurcation 30, ainsi que les passages séparés 36 et 38 s'étendent à partir de l'orifice d'entrée 22 en décrivant un arc compris

entre environ 1800 et 3000, comme illustré en figure 2.

Le logement de turbine 20 comporte également un ori-

fice d'admission de gaz perdus 40 qui est relié au pas-

sage 28 au-delà de la terminaison de la cloison 30.

Cet orifice 40 comporte des trous taraudés destinés à recevoir un seul assemblage de soupape de purge 42,

comme le montrent les figures 2 et 3.

L'orifice d'entrée 22 se termine par une bri-

de 44 conçue pour être reliée à des collecteurs d'échap-

pement doubles d'un moteur à combustion interne compor-

tant plusieurs cylindres (non représentés).

il

Tout comme dans les turbocompresseurs clas-

siques, le moteur à combustion interne est divisé en deux groupes égaux de cylindres Les échappements d'un groupe de cylindres sont reliés à un collecteur qui peut être boulonné ou fixé d'une autre manière à la bride 44 en vue de communiquer avec le passage en volute 36 défini dans le logement de turbine 20 Les

cylindres de l'autre groupe sont raccordés à un col-

lecteur d'échappement qui peut être boulonné ou fixé

d'une autre manière à la bride 44 en vue de communi-

quer avec le passage en volute 38.

Le logement de turbine 20 est d'un type clas-

sique à flux radial et à configuration en volute ou

généralement hélicoïdale, comme illustré en figure 2.

Le passage 28 a uné section transversale généralement

toroîdale allant en diminuant depuis une section trans-

versale maximum à l'orifice d'entrée 22 jusqu'à une section transversale minimum à proximité de la surface inférieure de la terminaison en languette classique 45 visible en figure 2 Cette terminaison en-languette agit à la manière d'une tuyère pour diriger les gaz d'échappement introduits dans l'orifice d'entrée Z 2 et ayant franchi le passage intérieur en spirale 28, de telle sorte qu'ils viennent heurter les aubes 46 de la roue de turbine 34 Comme le montre plus clairement la figure 3, on constate que la cloison de séparation 30

bissecte le passage intérieur en spirale 28 sur la ma-

jeure partie de sa longueur en deux passages axiale-

ment adjacents, mais séparés 36 et 38 dont la section transversale diminue d'une valeur maximum à l'orifice d'entrée 22 à une valeur minimum à la terminaison 48

de la cloison de séparation 30.

L'orifice de sortie 40 est conçu pour recevoir l'unique assemblage de soupape de purge 42, encore qu'il soit également adapté pour recevoir, de manière interchangeable, une plaque de fermeture en lieu et place de cet assemblage L'assemblage de soupape de purge 42 est une structure classique comprenant une soupape soulevante à ressort 54 qui est commandée par la pression régnant dans le collecteur d'admission du moteur à combustion interne Un tube de pression 56

s'étend depuis le collecteur d'admission (non repré-

senté) jusqu'à l'assemblage de soupape de purge 42.

Une pression excessive dans le collecteur d'admission aura pour effet de déplacer la membrane étanche aux fluides 58 de l'assemblage de soupape de purge 42 vers la gauche (vu dans les figures 2 et 3), surmontant

ainsi la poussée du ressort hélicoïdal 60, tout en sou-

* levant l'organe de soupape 62 à l'écart de son siège défini dans l'assemblage de soupape de purge 42 Une

partie des gaz d'échappement provenant du passage in-

térieur en spirale 28 peut être ainsi détournée sélec-

tivement à travers un conduit de purge 64 en vue de

contourner la roue de turbine 34.

2 È L'assemblage de soupape de purge 42 comporte une bride à travers laquelle passent des boulons à tête hexagonale 66 Ces boulons 66 assujettissent

l'assemblage de soupape de purge 42 à l'orifice de sor-

tie 40 du logement de turbine 20 Un joint 68 assure l'étanchéité aux fluides entre l'orifice de sortie 40

et l'assemblage de soupape de purge 42.

Au cours du fonctionnement du turbocompres-

seur dans lequel on utilise le logement de turbine 20, les gaz d'échappement provenant des deux collecteurs

d'échappement d'un moteur à combustion interne compor-

tant plusieurs cylindres sont dirigés vers l'orifice -

d'entrée 22 Les gaz d'échappement provenant d'un col-

lecteur sont dirigés à travers le passage en volute 36, tandis que les gaz d'échappement provenant de l'autre collecteur sont dirigés à travers le passage en volute 38 Les gaz s'écoulent ainsi dans des parcours en

volute identiques, mais séparés axialement, en direc-

tion de la roue de turbine 34 via les passages 36 et 38 qui sont séparés l'un de-l'autre par la cloison de séparation 30 L'écoulement des gaz d'échappement

à partir des différents cylindres du moteur à combus-

tion interne est ainsi canalisé le long des parcours différents définis par les passages 36 et 38 Comme le montrent les figures 2 et 3, les parcours définis

par les passages 36 et 38 ont une section transversa-

le allant en diminuant à partir de l'orifice d'entrée 22 Les passages 36 et 38 s'étendent tous deux sur un arc en volute se situant entre 1800 et 300 , comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique

4 027 994.

A la terminaison 48 de la cloison de sépara-

tion 30, l'écoulement des gaz d'échappement est, pour

la première fois, combiné en un seul parcours d'écoule-

ment indiqué en 70 en figure 2 La pression régnant dans le collecteur d'admission prévu pour le moteur à combustion interne du turbocompresseur avec lequel le logement de turbine 20 est utilisé, a pour effet de dévier une partie de l'écoulement combiné des gaz

d'échappement du parcours d'écoulement unique 70 dé-

fini dans le logement de turbine 20, vers la soupape

de purge unique 42 Un choix approprié du ressort 60.

permettra de faire varier la partie de l'écoulement combiné des

gaz d'échappement qui est détournée du passage d'écou-

lement unique 70 pour contourner la roue de turbine 34, de façon à maintenir un rendement -opératoire maximum

de cette dernière.

Un rendement opératoire maximum de la roue de turbine 34 est obtenu lorsque Cv/U est égal à environ 1,35, Cv étant la vitesse tangentielle des gaz et U,

la vitesse de pointe de la turbine Le rendement dimi-

nue très rapidement lorsque le rapport CV/U se situe

en dessous de 1,2 et il diminue progressivement lors-

que ce rapport dépasse 1,6.

Dans le procédé de mise en service de la turbine de l'invention, la totalité des gaz passe à tout moment à travers le passage intérieur en spirale

28, conférant ainsi, au système, une vitesse tangen-

tielle des gaz supérieure à celle pouvant être obtenue

en adoptant le mode de purge des systèmes de la techni-

que antérieure dans lesquels la purge est effectuée

avant que les gaz d'échappement ne pénètrent dans l'en-

trée du passage intérieur en spirale 28 De plus, étant donné que le passage intérieur en spirale 28 est bifurqué en passages séparés axialement adjacents 36 et 38 dont la section transversale va en diminuant

à partir de l'orifice d'entrée 22, les pulsations en-

gendrées dans les collecteurs d'échappement reliés à ces passages séparés n'altèrent pas l'écoulement des gaz d'échappement dans les autres passages En outre,

en canalisant l'écoulement à travers les passages sépa-

rés et en détournant sélectivement une partie de l'écou-

lement combiné à l'écart de ces passages au-delà de la

terminaison 48 dé la cloison de séparation 30, on ob-

tient des résultats nettement supérieurs et des rende-

ments améliorés dans les turbocompresseurs avec les-

quels l'invention est mise en oeuvre.

Dès lors, on a décrit ci-dessus, à titre

d'illustration, un procédé de mise en service excep-

tionnel d'une turbine faisant partie d'un turbocompres-

seur pour moteurs à combustion interne, ainsi qu'un logement d'une configuration exceptionnelle destiné à

être utilisé avec cette turbine.

L'homme de métier reconnaîtra immédiatement diverses modifications pouvant être envisagées sans se départir du principe essentiel de l'invention telle qu'elle est décrite ici,-toutes ces modifications

étant couvertes par les revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS

1 Logement de turbine à flux radial pour

turbocompresseurs et analogues, définissant une en-

trée ( 22), une sortie ( 26) situéeradialement vers l'in-

térieur par rapport à cette entrée, une cavité de roue de turbine occupant une position centrale ( 24), ainsi qu'un passage en volute ( 28) entourant cette cavité

et s'étendant avec une section transversale décrois-

sante à partir de l'entrée pour se terminer à la ca-

vité, caractérisé par le perfectionnement comprenant,

en combinaison, un diviseur intérieur à configura-

tion en spirale ( 30) s'étendant à partir de l'entrée ( 22) en vue de bifurquer le passage ( 28) en passages axialement adjacents ( 36, 38) s'étendant sur un arc

compris entre environ 1800 et 300 , ainsi qu'un orifi-

ce de sortie ( 40) communiquant avec le passage ( 28) au-

delà de la terminaison du diviseur ( 30).

2 Logement de turbine suivant la revendi-

cation 1, caractérisé en ce que l'orifice de sortie ( 40) est conçu pour recevoir un assemblage de soupape

de purge unique ( 42).

3 Logement de turbine suivant la revendi-

cation 2, caractérisé en ce que l'orifice de sortie

est également conçu pour recevoir de manière interchan-

geable un élément de fermeture.

4 Logement de turbine à flux radial pour turbocompresseurs et analogues, ce logement entourant une cavité de roue de turbine centrale ( 24), tandis

qu'il définit un orifice d'entrée ( 22) déplacé radia-

lement par rapport à cette cavité ( 24), une sortie ( 26)

située radialement vers l'intérieur par rapport à l'en-

trée et communiquant avec la cavité de roue de turbine, un passage ( 28) s'étendant à partir de l'entrée à la manière d'une volute et avec une section transversale décroissante en vue d'entourer la cavité de roue de

turbine, ce passage comprenant une cloison ( 30) desti-

née à le bifurquer en passages séparés et axialement adjacents ( 36, 38), cette cloison s'étendant à partir de l'entrée en décrivant un arc compris entre environ 1800 et 3000, ainsi qu'un orifice de gaz perdus ( 40) relié au passage ( 28) au-delà de la terminaison de la

cloison ( 30).

Procédé en vue de diriger l'écoulement

des gaz d'échappement d'un turbocompresseur de l'échap-

pement d'un moteur à combustion interne comportant plusieurs cylindres à travers un logement de turbine à flux radial ( 20) en lui faisant suivre un parcours en volute allant à une roue de turbine ( 34), une partie de ces gaz d'échappement étant ensuite purgée pour

contourner la roue de turbine, caractérisé par le per-

fectionnement qui consiste à-canaliser l'écoulement des gaz d'échappement à partir de cylindres différents du

moteur à combustion interne le long-de parcours diffé-

rents ( 36, 38) à section transversale décroissante mé-

nagés dans le logement de turbine ( 20) en suivant un arc en volute se situant entre environ 1800 et 3000, combiner ensuite l'écoulement de ces gaz d'échappement dans un seul parcours d'écoulement ( 70) situé en -aval, puis détourner sélectivement une partie de l'écoule

ment combiné des gaz d'échappement du parcours d'écou-

lement unique ( 70) ménagé dans le logement de turbine,

en direction d'une seule soupape de purge ( 42).

6 Procédé suivant la revendication 5, carac-

térisé par le perfectionnement supplémentaire consis-

tant à faire varier la partie de l'écoulement combiné des gaz d'échappement qui est détournée, de façon à maintenir un rendement opératoire maximum de la roue

de turbine ( 34).

Par procuration de ROTO-MASTER, INC.

Le mandataire est R Baudin -