Compresseur centrifuge. Cette invention a pour objet un compres seur centrifuge, destiné notamment à être utilisé à bord d'un aéronef.
Ce compresseur est caractérisé selon l'in vention en ce que les aubes de son rotor pré sentent chacune un bord d'attaque tel que, le long de la partie extérieure au moins de ce bord d'attaque, les distances séparant un point de ce bord d'un plan transversal pas sant. par l'avant du rotor et. situé en amont de ce bord et d'un plan passant par l'axe du rotor et par le point auquel ce bord d'attaque se raccorde au moyeu du rotor, augmentent avec, la distance du point. considéré à l'axe du rotor.
L'invention a l'avantage de diminuer le risque de l'apparition d'effets de choc dus à la compressibilité du fluide qui tendent à s'opposer à l'augmentation de débit lorsqu'on augmente la vitesse, grâce au fait. que la par tie extérieure au moins du bord d'attaque des aubes du rotor du compresseur selon l'inven tion est inclinée vers l'aval par rapport à la direction de l'écoulement du fluide.
En effet, en chaque point de la partie incli née du bord d'attaque, la. vitesse relative d'en trée VR fait un angle 0 avec, la normale à ce bord en ce point..
Or, on sait que les effets dus à la compres sibilité des gaz et les phénomènes d'obstruction et. de choc- dépendent principalement de la composante normale par rapport au bord d'attaque de la vitesse relative VR du fluide au point considéré.
La composante normale de la vitesse relative d'entrée en chaque point de la partie inclinée du bord d'attaque étant VR # cos 0, il s'ensuit que le fluide se com porte en chaque point de cette partie inclinée comme si le nombre de Mach était égal à IIT # cos 0 (où 117 est un nombre de ATach défini par le rapport de la vitesse VR à la vitesse du son dans le fluide au point considéré), et donc inférieur à M.
A ce propos, il y a. lieu de remarquer qu'à cause de la répartition irrégulière du champ de vitesse, les phénomènes de choc commen cent. en général déjà à se manifester pour des vitesses moyennes auxquelles correspondent les valeurs de 0,8 à 0,9 du nombre de Mach.
Le bord d'attaque des aubes du rotor du compresseur selon l'invention pourrait être incliné sur-toute, sa longueur. Il pourrait être rectiligne, et dans ce cas le nombre de Mach efficace varierait le long de ce bord, ou bien il pourrait être incurvé et conformé de facon que le nombre de Mach efficace reste prati quement constant sur toute sa longueur.
La. disposition selon l'invention peut, le cas échéant, avoir pour résultat supplémentaire une diminution des contraintes dans les aubes du rotor, due au fait que la suppression d'une partie de l'aube près de l'extrémité extérieure du bord d'attaque diminue, d'une part, la force centrifuge appliquée à la racine de cette aube et l'effort de traction dans cette région critique et., d'autre part, augmente la. fré quence propre de vibration de l'aube.
Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du compresseur faisant l'objet. de l'invention.
La. fig. 1 est une demi coupe longitudinale du rotor d'une première forme d'exécution. Les fig. 2 et 3 sont des demi-coupes simi laires des rotors de deux autres formes d'exé cution.
Les fig. 4 et 5 sont. des diagrammes de vi tesse qui se rapportent le premier à une forme d'exécution à direction d'entrée axiale et le second à une forme d'exécution pourvue d'aubes directrices donnant un mouvement de rotation préalable au gaz aspiré.
La fig. 6 montre un détail du rotor selon la fig. 2.
La fig. 1 montre le rotor d'une première forme d'exécution. Ce rotor est fait. d'une seule pièce. Le bord d'attaque C de chaque aube A est incliné vers l'arrière par rapport à la direction d'écoulement du fluide au lieu de se trouver dans mi plan perpendiculaire à l'axe du rotor, selon la ligne en traits mixtes B, comme cela est le cas dans les compresseurs connus. Cette inclinaison est telle que, le long de ce bord d'attaque incliné, les distances sépa rant celui-ci d'un plan transversal passant par l'avant ,du rotor et d'un plan passant par l'axe du rotor et par le point auquel ce bord d'atta que se raccorde au moyeu du rotor,
augmen tent linéairement avec la distance du point considéré dudit bord d'attaque à l'axe du rotor.
Le rotor de la seconde forme d'exécution, représenté à la fig. 2, se distingue du rotor représenté à la fig. 1 en ce que seule la. partie extérieure du bord d'attaque de l'aube A est inclinée vers l'arrière, selon la ligne D.
Le rotor de la troisième forme d'exécution, représenté à la fig. 3, se distingue du rotor représenté à la fig. 1 en ce que l'augmenta tion de la distance séparant un point du bord d'attaque de l'aube A dudit plan transversal devient plus grande à mesure que ce point s'éloigne de l'axe du rotor, de sorte que ce bord d'attaque est. incliné vers l'arrière d'un angle qui augmente progressivement en allant vers l'extérieur, de manière à former une courbe E dont. la convexité est tournée vers l'amont.
Dans une autre forme d'exécution, le rotor pourrait présenter des aubes ayant des bords d'attaque de différentes formes, telles que celles représentées aux fig. 1 à 3, par exemple des aubes à bord d'attaque tel que celui représenté à la fig. 1 alternant avec des aubes à bord d'attaque tel que celui représenté à la fig. 3.
Dans le rotor de la fig. 2, la partie de chaque aube A comprise entre les plans trans versaux passant par les extrémités de la par tie inclinée de son bord d'attaque a la forme d'un hélicoïde droit, de pas constant. .Ainsi que le montre la partie supérieure 1" de la fig. 6, qui représente le développement dans un plan d'une coupe cylindrique indiquée par VII-VII à la fig. 2, cette disposition permet d'assurer des conditions d'entrée correctes tout.
le long du bord d'attaque pour un écoulement qui, en amont. du rotor, a une direction fai sant avec l'axe de ce rotor un angle qui reste constant. de l'intérieur à. la périphérie. De plus, les conditions d'entrée restent, correctes quelles que soient la. forme et l'inclinaison du bord d'attaque.
Dans les rotors usuels, les parties d'entrée des aubes sont. courbées de façon régulière, comme représenté en T dans la. partie infé rieure de la, fig. 6 qui représente un dévelop pement analogue à celui de la partie supé rieure. Avec. une telle aube, l'angle 13 que le bord d'attaque de l'aube forme avec un plan perpendiculaire à l'axe du rotor est différent de l'angle correspondant, par exemple de l'angle P', d'une mitre partie quelconque de l'aube située dans le même cylindre de coupe.
Dans ces conditions, il n'est pas possible de réaliser avec une telle aube des conditions d'entrée correctes tout. le long du bord d'atta que lorsque ce dernier est, incliné.
Une aube dont la partie d'entrée est dispo sée selon un hélicoïde droit, de pas constant a été représentée et. décrite dans le brevet N 256926. Dans une autre forme d'exécution, compre nant par exemple un rotor tel que celui repré senté à la, fig. 2, le gaz pénétrant entre les aubes du rotor pourrait être animé d'un mou vement de rotation préalable au moyen d'aubes d'entrée fixes telles que représentées schéma tiquement. en F à la. fig. 5.
Ces aubes fixes pourraient être agencées de manière à pro duire approximativement un écoulement global selon un tourbillon libre à l'entrée du rotor, mais ceci n'est pas essentiel, et la composante tangentielle pourrait être augmentée vers la partie extérieure de l'entrée du rotor pour assurer une augmentation de la vitesse de rota tion préalable du gaz à l'a périphérie si cela est nécessaire. En se référant aux diagrammes des fil-. 4 et 5 construits pour une vitesse de rotation donnée U à la périphérie, la. vitesse de rotation préalable a, pour effet de faire augmenter l'angle d'attaque de l'aube à partir de<I>a</I> jusqu'à ai et de réduire la vitesse rela tive à partir de VR, jusqu'à VR' .
Cette dimi nution de la. vitesse relative est avantageuse pour réduire le nombre de Mach relatif de l'aube à l'entrée et complète l'effet obtenu par l'inclinaison vers l'arrière du bord d'atta que de l'aube. Une rotation préalable du fluide gazeux dans le sens de rotation du rotor im plique une certaine réduction de l'efficacité du rotor, mais la, vitesse de rotation plus éle vée à laquelle ce dernier peut être utilisé, grâce à l'inclinaison vers l'arrière du bord d'attaque de chacune de ses aubes compense largement la perte de pression qui résulte de cette réduction d'efficacité.