BE552548A

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Publication number: BE552548A
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Description

Cette invention se rapporte à, une pompe pour combustible liquide. Plus particulièrement, elle; se rapporte à une pompe relais du genre fréquemment employé à Lord des avions, à côté du réservoir de carburant, pour envoyer l'essence sous pression, de ce réservoir à un autre point dans le système d'alimentation en carburant. D'habitude, la pompe entière, comportant son mo- teur d'entraînement, est immergée dans le combustible, par exem- ple, comme exposé-dans le brevet américain n 2. 418.221, octroyé à R. Curtis.

A de plus hautes altitudes, la vaporisation du combustible présente un sérieux problème, car les bulles de vapeur s'élevant à l'intérieur du combustible sont pompées avec celui-ci, et pro- voquent des interférences dans le fonctionnement des moteurs, parfois appelées "bouchon de vapeur". Exprimé autrement, au mo- ment ou le point d'ébullition du combustible est atteint, celui- ci est-dépourvu de l'énergie suffisante pour se déplacer vers la pompe, et une telle condition est également qualifiée de "bou-

chon de vapeur".

Le problème de la séparation des bulles de va- peur occluses dans le combustible n'est'en aucune façon nouveau, et il a présenté un défi permanent à ceux qui travaillent dans ce domaine, comme le montre un volume important de pratiques brevetées, qui comporte le brevet Curtis indiqué ci-dessus.

En conséquence, tout détail au sujet du problème et de ses cau- ses est estimé superflu.

La présente invention se rapporte à une pompe relais pour combustible, ayant une disposition perfectionnée pour effectuer une séparation efficace des vapeurs occluses du combustible, avant la sortie de celui-ci de la pompe, et le retour de la va- peur au réservoir de combustible dans lequel elle s'élève vers la surface, et la réalisation de ce but par un moyen extrêmement simple. '
La disposition de l'invention accomplit une fonction dou- ble, puisqu'elle ne sépare pas seulement les bulles de vapeur du combustible pendant les périodes où une ébullition violente n'est pas prédominante, mais accomplit une action continue d'a- morçage pendant le temps où 1'ébullition est à son régime de pointe.

D'autres buts apparaîtront de la description suivante faite en se reportant aux dessins annexés, dans lesquels : la fig. 1 est une vue latérale en élévation, combinée avec une coupe transversale montrant le perfectionnement de l'inven- tion ; la fig. 2 est une section transversale suivant la ligne 2-2 de la fig. 1 ; la fig. 3 est une section transversale suivant la ligne 3-3 de la fig. 1; la fig. 4 est une section transversale suivant la ligne 4-4 de la fig. 1;
Tandis que l'invention sera décrite en rapport avec une

roue à aubes centrifuge du type turbine hydraulique, il apparaî- tra que celle-ci trouvera une adaptation aux roues à aubes ayant une présentation différente de l'exemple.

En se reportant maintenant aux dessins, on montre le projet d'aune pompe relais comportant l'invention, et dans lesquels le n 10 désigne le corps de pompe, comportant des moyens définis- sant un orifice de sortie 12, un orifice d'entrée 13 et une chambre de diffusion 14. le corps de pompe, et les parties à dé- crire qui lui sont assemblées sont fixés à une paroi 15 du réser' voir de combustible, à-travers une ouverture convenable 16.

Incidemment, il sera noté que l'orifice 12 est du type double connu, dans lequel la canalisation de sortie associée peut être reliée à l'une ou l'autre extrémité, de sorte que l'ouverture non utilisée sera convenablement fermée. L'entrée 13 comporte une chambre cylindrique 17, occupée par le filtre habituel 18.

Une chemise 31 est ajustée à l'intérieur d'une ouverture cylindrique 32 du corps de pompe' 10, et y est fixée au moyen des vis 33, bien que cette chemise peu/! , si on le désire, faire corps avec le corps de pompe 10. Un joint annulaire 34 assure l'étanchéité: La chemise 31 est pourvue d'un canal périphérique 35, définissant avec la paroi de l'ouverture 32 un passage annu- laire 37, dont le but sera détaillé ci-après.

Un moteur électrique 41 est fixé, au moyen d'un bride 42 et des vis 43, à un bourrelet convenable 4.4 du corps de pompe 10 et porte sur son arbre 46 une roue à aubes centrifuge primaire 49, et une roue à aubes secondaire 51, faisant partie d'une source convenable de dépression par exemple une pompe à anneau liquide.

La roue à aubes 49 comprend un moyeu 52,portant plusieurs aubes hélicoïdales 53, (fig. 2 et 4) supportées sur le moyeu à leur extrémité supérieure, et se terminant vers l'intérieur par une surface 54 tronconique, ou entrée de la roue à aubes, à ne

pas considérer cependant comme étant aussi limitée. A leur péri- phérie extérieure, les aubes 53 se terminent en partie sur une surface cylindrique 55, et une surface tronconique 56, quine doit pas être non plus considérée comme limitative. La surface de la chemise 31 épouse, sur une partie de son étendue, à savoir 58, la périphérie voisine 56 des aubes 53, sauf pour ce qui con- cerne le jeu habituel nécessaire au fonctionnement, comme il est indiqué.

La forme des extrémités inférieures des différentes aubes 53,est telle qu'elle tombe à l'intérieur d'une zone annulaire A. Dans l'exemple actuel, une telle zone A a un diamètre inté- rieur de 1 pouce 1/8, et un diamètre extérieur de 1 pouce 1/2.

L'angle des surfaces 56 et 58 par rapport à la verticale est de 13 degré 1/4, et la hauteur mesurée verticalement des aubes 53 de la roue est de 7/8 de pouce. A leur jonction avec le moyeu 52 les extrémités des aubes tombennt à l'intérieur d'une zone annulaire de 3/4 de pouce de diamètre intérieur, et de 2 pouces 1/32 de diamètre extérieur, et 1 4 aubes indiquées commencent tangentiellement vers l'intérieur s un cercle de 3/4 de pouce et sont pourvues d'un angle de sortie de 10 . Autrement, ces aubes sont telles qu'on les trouve généralement dans les pompes centrifuges.

La chemise 31 est pourvue d'un épaulement possédant une rainure annulaire 61, de préférence de section transversale rec- tangulaire, mais celle-ci peut prendre d'autres formes pourvu que la zone définie soit suffisante pour admettre le passage du volume maximum de vapeur et/ou de liquide, dérivé vers celle-ci par l'action des pompes à aubes 49 et 51,et comme il sera dé- taillé ci-après. Dans l'exemple présent, la rainure 61 a un dia- mètre intérieur de 1.156 pouces, et un diamètre extérieur de 1. 389 pouces, donnant une largeur effective de 0.117 pouces approximativement, et une profondeur de 0.097 pouces. La dispo-

sition de la roue à aubes 49 par rapport à la rainure 61, est telle que la zone A définie par la première est au moins égale à la largeur de la rainure, et dans son prolongement.

L'inter- valle 65 doit être seulement suffisant pour fournir le jeu de fonctionnement.

La rainure 61 communique, par l'intermédiaire d'un passage 66, avec le passage 37, et ce dernier passage est, à son tour, en communication avec une chambre 67 par l'intermédiaire d'un passage 69. La chambre 67 constitue l'entrée d'une seconde pom- pe, par exemple, une pompe à eau qui comporte la roue à aubes secondaires 51, et dont la chambre 71 constitue la sortie. Cette sortie communique, au moyen d'une canalisation, non indiquée, avec l'intérieur du réservoir 15, pour y ramener la vapeur récu- pérée, avec une certaine quantité de combustible.

Le fonctionne- ment se fait comme suit :supposons que la pression dans le ré- servoir 15 est telle, que la vapeur du combustible soit produite, l'admission à la pompe principale 23, en 13, comprend du liqui- de et la vapeur occluse, qui passe vers le dessus à travers la gorge 22, vers l'entrée 54 de la roue à aubes 49,et de là, dans les espaces entre les aubes. Des bulles de vapeur apparais- sant à l'intérieur de la zone d'influence des aubes de la roue à aubes, sont forcées, par l'effet séparateur de la force cen- trifuge, de s'écouler vers la région de diamètre minimum, soumi- se à l'effet de rotation des aubes, c. a.d. entre les extrémités inférieures des passages entre les aubes de la roue à aubes.

Si, maintenant, un effort axial est appliqué à la zone d'ac- cumulation des bulles, celles-ci seront enlevées. Ainsi, on pro- cure la rainure 61, vers laquelle les bulles sont obligées de se déplacer, sous l'influence de la dépression de la pompe secon- daire 20. En même temps, le liquide, étant de plus forte densité, traverse radialement vers le haut l'espace limité par la paroi 58 et passe vers l'extérieur dans le diffuseur 14 vers la sortie

12 de la pompe (fig.2). La vapeur passe de la rainure 61 dans le passage 37, à travers le passage 69, dans et à travers la pompe secondaire 20 pour retourner vers la masse de combustible dans le réservoir.

Essentiellementla séparation perfectionnée, résultant de la structure de l'invention est l'enlèvement de la vapeur aussi près que possible de l'entrée de la roue à aubes, sans restrein- dre la dimension de la sortie, et ce par l'application d'une dépression axiale balayant les bulles de l'extrémité inférieure libre des aubes.

Il a été reconnu que les bulles de vapeur peuvent être sé- parée du liquide dans une zone située près de l'entrée de la roue à aubes. Toutefois, des dispositions antérieures pour at- teindre ce but ont supposé que les bulles s'accumulaient au bord intérieur extrême des aubes, tandis qu'on a trouvé que -les bulles sont essentiellement séparées du liquide dans une zone vers l'extérieur à partir du bord intérieur des au- bes. En conséquence, le balayage des bulles de la zone d'accumu- lation a été trouvé comme pouvant êtr accompli au mieux, en ap- pliquant la dépression axiale, sur une région annulaire corres- pondant à cette partie de la roue à aubes dans laquelle les bul- les ont leur concentration maximum.

Un autre facteur important a été trouvé dans la localisa- tion angulaire relative du canal 66 par rapport au bec 81 défi- nissant la partie la plus étroite du diffuseur 14. Dans une pompe suivant cette invention, un tel angle est situé entre les limites de 120 et 180 , mesuré dans le sens de la rotation, quoique pour la clarté du dessin il est indiqué comme étant exactement de 150 . L'expérience a montré que le choix d'un tel angle pouvait affecter de façon critique l'action de séparation.

Les résultats optimum, dans les conditions de fonctionnement généralement rencontrées, avec des avions opérant disons jusqu'à

25. 000 pieds d'altitude, ont été réalisés avecl'angle de 150 comme indiqué.

Tandis qu'on a montré une réalisation particulière de'l'in- vention, il sera entendu, naturellement, qu'on ne désire pas étre limité à celle-ci, puisque de nombreuses modifications peu- vent être faites, et on envisage donc par les revendications annexées de couvrir n'importe quelle modification tombant dans les limites de l'esprit véritable et de la portée de cette in- vention.

REVENDICATIONS.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

1 Pompe pour fournir un fluide sous pression, et, simul- tanément, séparer de ce fluide des bulles de vapeur qui y sont occluses, caractérisée en ce qu'elle comprend une roue à aubes centrifuge, une enveloppe définissant un corps de pompe, compor- tant un diffuseur pour recevoir la décharge de la roue à aubes, cette roue ayant plusieurs aubes, ces aubes ayant une limite intérieure constituée par une surface de révolution formant l'entrée de la roue à aubes, pour l'admission du fluide vers les aubes, une portion de cette enveloppe définissant une gorge d'entrée essentiellement dans le prolongement de la section transversale radiale de cette entrée, et un canal d'admission pour le liquide et'pour les vapeurs occluses dans celui-ci, en communication avec cette gorge, une source d'énergie pour l'en- traînement,

un moyeu formant partie de la roue à aubes entraînée par cette source, ces aubes étant supportées à une extrémité sur le moyeu, et les extrémités libres des aubes, lorsqu'elles sont en rotation, balyant une région annulaire située dans un plan normal à l'axe de rotation, un épaulement sur l'enveloppe, contigüe à ces extrémités libres, situé dans un plan normal à l'axe de rotation et juxtaposé au premier plan, cet épaulement ayant une rainure annulaire essentiellement dans le prolongement <Desc/Clms Page number 8> de la zone annulaire s'ouvrant dans le second plan, et se trou- vant en face des extrémités libres des aubes, le diffuseur rece- vant le liquide débité par les aubes, et la rainure recevant la vapeur accumulée à la zone la plus profonde des aubes,

et une source d'aspiration en communication avec la rainure pour four- nir une force à travers la rainure pour enlever la vapeur débi- tée à celle-ci par les aubes.

2.- Pompe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la source d'aspiration est une pompe du type à anneau li- quide.

3. - Pompe pour fournir un fluide sous pression, et simulta- nément, séparer de ce fluide les bulles de vapeur qui y sont occluses, caractérisée en ce qu'elle comprend une roue à aubes centrifuge, une enveloppe définissant un corps de pompe, compor- tant un diffuseur pour recevoir la décharge de la roue à aubes, et une gorge d'entrée essentiellement tronconique, disposée en direction axiale par rapport à un côté du diffuseur, et ayant comme axe l'axe de rotation de la roue à aubes, cette roue ayant plusieurs aubes se terminant en partie à leur périphérie extéri- eure, sur une surface tronconique se conformant à la paroi de la gorge, et séparée de celle-ci par un espace suffisant pour pro- curer entre les deux un jeu normal pour le fonctionnement, les aubes se terminant vers l'intérieur de la roue,

pour définir une entrée tronconique inversée par rapport à la pente de la pé- riphérie extérieure des aubes, de façon à avoir des aubes plus étroites à une extrémité qu'à l'autre, et se terminant par des extrémités émoussées, disposées dans une zone annulaire, normale à l'axe de rotation, cette roue à aubes ayant un moyeu sur le- quel sont supportées les extrémités plus larges des aubes, une partie de l'enveloppe définissant un épaulement, rolongeant vers l'intérieur, essentiellement au diamètre pla etit de la gorge, disposé dans un plan parallèle à la zone annulaire, l'é- <Desc/Clms Page number 9> paulement ayant une rainure circulaire faisant face à la zone annulaire, et qui en est séparée par le jeu de fonctionnement, l'épaulement définissant une ouverture centrale essentiellement dans le prolongement de l'entrée de la roue à aubes,

et procu- rant un passage d'admission vers cette roue, une source d'aspi- ration et des moyens formant un passage de fluide, de la rainu- re versl'entrée de la source., pour.enlever les bulles de va- peur de l'extension la plus profonde des aubes, vers et dans la rainure.

4. - Pompe suivant la revendication 3 caractérisée en ce que le moyen formant passage comporte une canalisation en commu- nication avec la rainure, et en ce que le diffuseur comporte un bec, et l'axe de cette canalisation est déplacé angulairement en sens inverse de la rotation de la roue à aubes d'un angle qui est essentiellement de 150 .

5. - Pompe pour fournir un fluide sous pression, et simulta- nément, séparer du fluide les bulles de vapeur qui y sont occlu- ses, caractérisée en ce qu'elle comprend une roue à aubes centri- fuge, des moyens définissant une enveloppe pour la pompe, com- portant un diffuseur pour recevoir la décharge de fluide de la roue à aubes, cette roue comportant un moyeu et plusieurs aubes supportées à une extrémité sur ce moyeu, l'extrémité opposée des aubes tombant à l'intérieur et balayant une zone annulaire dont le centre se'trouve sur l'axe de rotation et qui est nor- male à celui-ci, et des moyens formant partie de cette enveloppe, définissant une rainure annulaire essentiellement dans le pro- longement de la zone annulaire, s'ouvrant en face de cette zone, une source d'aspiration,

et des moyens définissant une canalisa- tion pour fluide faisant communiquer la rainure et la source pour enlever la vapeur d'entre les aubes, au point le plus pro- fond de celles-ci en même temps que le liquide se déplace vers l'extérieur entre ces aubes. <Desc/Clms Page number 10>

6. - Pompe suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les aubes vont en diminuant axialement vers leurs extrémités opposées respectives, en vue de procurer un déplacement volumé- trique progressivement décroissant, à partir du moyeu vers les extrémités opposées.

7. - Pompe pour fournir un fluide sous pression, et simul- tanément, séparer du fluide les bulles de vapeur qui y sont occluses, caractérisée en ce qu'elle comprend une roue à aubes centrifuge, des moyens définissant une enveloppe pour la pompe, comportant un diffuseur pour recevoir la décharge de fluide de la roue à aubes, cette roue comportant un moyeu et plusieurs aubes faisant saillie sur celui-ci, ces aubes ayant collective- ment une périphérie cylindrique mutuelle pour une partie de leur extension axiale, commençant à la jonction avec le moyeu, et cette périphérie continuant comme une limite tronconique vers l'extrémité libre de ces aubes, de façon que ces aubes soient émoussées, et plus étroites radialement à leur extrémité libre qu'à l'extrémité du côté du moye., ces aubes se terminant au centre sur une surface,

qui est une surface de révolution, pour définir une ouverture d'entrée pour la roue à aubes, cette enve- loppe ayant un passage d'admission dont la section transversale est essentiellement dans le prolongement de la section trans- versale de la surface de révolution, des moyens sur cette enve- loppe définissant'une rainure annulaire, s'ouvrant vers l'extré- mité émoussée des aubes, la face ouverte de la rainure étant essentiellement dans le prolongement de la zone annulaire ba- layée par les extrémités émoussées des aubes, et séparée de celles-ci par le jeu nécessaire pour le fonctionnement.