BE361600A - - Google Patents

Description

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   Procédé et dispositifs pour obtenir d'une tuien à gaz, alimentée par   l'échappement   d'un moteur combustion, un rup-   plément   de puissance,   nota#ment   lorsque cette turbine actionne une soufflante. On a indique depuis longtemps un moyen ecd   (le   isse le balayage et la suralimentation dans un   moteur   à combustion en utilisant une soufflante actionnée par   une   tur bine qui-reçoit le gaz d'échappement du moteur
Lorsqu'il s'agit d'un moteur 4 temps   d'où.   les ',gaz sortent généralementà une température d'au moins 400   'la.,

     puissance développée par la turbine estsuffisatne   pour   que la soufflante donne une pression   presque     double   de la pression moyenne effective d'échappement, grâce au rendment global élevé, supérieur à 60 o/p,qu estatteint mantitenant avec les groupes turob-compresseurs contrifuges
Dans le cas   d'un     moteur 1;.   2 temps les circontstances sont sensiblement différentes, car la températeu des gaz d'é chappement est notablement moindre   que   dans le cas du moteur à temps et en outre la pression nécessaire pour le balayages est un peu supérieure.

   Il en résulte que la puissance de la turbine à gaz, lorsque cette dernière est   alimentée     unique-   ment par les gaz d'échappement, devient   insuffisante.   

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 Le but de la présente invention est d'obtenir de la 
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 turbine 8. :"D.7. elle-.même le supplément de puissance.

   Le procédé est   caractérisa   par le fait qu'un apport de chaleur est fourni au fluide alimentant la turbine. cet effet, on brûle, hors du moteur, une quantité ' supplémentaire de combustible (mazout, huile lourde, etc ) soit poru   surchauffer   les gaz d'échappement avant leur admission dans la turbine, soit pour échauffer de l'air soutiré sur le refoulement de la soufflante et le ramener ensuite dans l'ali-      
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 nentation de la turbine, soit encore pour appliquer oonjointe- ment lesdeux moyens. 



   Le desib   annexé   montre schématiquement deux   disposi-,   
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 tifs Ï.:,ur la réalisation du procédé, en fig. 1 dans le cas de la surchauffe des suz d'échappement et en fig. 2 dans le cas du Cl:cloL1.L'J.go de l'air soutiré à la soufflante. En fige 1, l'éch",ppe)::6Et du J,lOt0lU .. se rend, par le collecteur B, dans le tore   d'admission   de la turbine C accouplée à la soufflante F en D, on injecte à l'intérieur des gaz d'échappement, le com- 
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 bustible sUL)j)l.j;:iGl1tc;.i:ce, dont le débit est réglé à l'aide du io zî#iet d et qui brûle en se combinant à l'excès d'air toujours présent dans cesgaz. 



   Sur la figure, on a représenté, pour plus de simplicité, un collecteur d'échappement B unique pour le moteur,   nais,   si la nécessité d'éviter des interférences   n'exige,   on 
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 aura '!'"0Cl.J1lTS 1\ des collecteurs d'échappement séparés, comme 1'indLoue le (1,¯' .2.110.( de brevet belge n  284.589 déposée.le 4 Juin H<9 pour "Dispositif pour utiliser l'énergie des échappements d'un uoteur à combustion et éviter leur interférence". 



   Les flux canalisés par ces collecteurs recevront alors chacun une injection de combustible. On pourra aussi, dans ce cas, utiliser l'appareil giratoire décrit dans la même   demande   de brevet, de façon que les divers échappements constituent ensuite un flux unique dans lequel on feraiune seule injection 
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 de COY!"lou.stïble. 

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  On pourra aussi brûler le combustible Pi1!',nl':"enta.ire, en dehors des gaz d'échappement, dans un ou ),1\1f' 1.0111'8 brÙleurs, dont les fumées serviront à échauffer un échangeur thermique où circuleraient, d'autre part, les c;a7. d' éco;.,.cnent a surchauffer. 
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 On pourrait évidemment combiner l'Cchangeur thermi- que avec l'injection directe de combustible. 



   Une variante du procédé consiste ? faire l'apport de chaleur, non pas au sein des gaz   d'échappement,   mais dans une veine d'air prise en dérivation sur le refoulement   de   la soufflante et ramenée finalement au distributeur de la turbine. 



  Dans ce cas, la veine d'air ainsi   réchauffée   se   trouvera   géné- 
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 ralement à une pression différente d0 celle des gaz îléchappe- ment. Il serait désavantageux, au. pnint de vue   énergétique,   de mélanger purement et simplement cette veine au flux   d'échap-   pement du moteur, avant la turbine. Il convient   :,,lors     d'adop-   ter pour celle-ci un distributeur   ramifié   et, au   besoin,   combine, du genre décrit dans la demande de brevet   bele   n  284.590 déposé le 4 Juin 1929 pour "turbines à deux   ou %.   plusieurs in- 
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 jections en couronne avec distributeurs ramifiés".

   Lec flux gazeux, lu des états élastiques et thermiques fll:;,r:rel1t8t sont ainsi admis dans des rameaux distincts. 



   Quant   à   la veine d'air soutirée, on la réchauffe, de 
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 préférence, en l'utilisant pour l'a11nentation d'un brûleur et ce sont lés produits de la combustion que 7.' on envoie dans un   rémeau   particulier du distributeur de la turbine àgaz. 



   La figure 2 indique, à titre d'exemple, une réalisa- 
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 tion de ce procédé. Les gaz d'échapoenent sortant du 1.ioteur à le combustion A sont admis dans un des r z;.ieà,a-.</du n1stributeur de la turbine C, qui entraîne la soufflante F montée sur   le   même arbre. 
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  Sur la canalisation de r(d01.11enent 11, -lui conduit 1'air ,de balayage au moteur A, est branchée I1ne dérivation I, qui alimente un brûleur D recevant, par exenpie, du c?Tibiistible liquide par le tuyau M. Les produits de la e±"i=iip "joj, se ble liquide par tuyauli. les procluiis cc¯W,: 

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 dirigent par la canalisation G vers un des rameaux L du dis tributeur de la turbine c
Une vanne J permet de faire varier l'importance   du   soutirage et un robinet E, de régler le débit du combustible.. 



   Dans certains cas, on pourra se contenter de réchaud fer l'air soutiré en le faisant passer dans un 0changeur   chauffé   par l'échappement de la turbine, sans dépense supplé-   mentaire   de combustible. Plus généralement, on pourra combi- ner un   réchauffage   sur l'échappement de la turbine, suivi d'une injection de combustible ou du passage dans un échangeur thermique alimenté par le combustible supplémentaire. 



   L'alimentation de la turbine à gaz du groupe de souf. flage à 1'aide d'un. flux soutiré sur le refoulement de la   soufr   flante procure une grande souplesse de fonctionnement, puisque; l'on peut faire varier à la fois le débit d'air soutiré et le degré de réchauffage Elle dispense d'obturer quelques-unes des tuyères de la turbine et de recourir ainsi à l'injection partielle. Il suffit d'admettre, dans un rameau spécial du distributeur de la turbine une proportion plus ou moins   gran-   de du débit de soufflante, après un réchauffage plus ou moins prononcé. 



    REVENDICATIONS '    
1 ) - Un procédé pour obtenir   d'une   turbine à gaz, limentée par l'échappement d'un moteur à combustion, un supplément de puissance, caractérisé par le fait qu'un apport de chaleur est fourni au fluide alimentant la turbine. 



   2 Un mode d'exécution du procédé selon 1 con sistant à surchauffer les gaz d'échappement du moteur avant '      leur admission dans la turbine. 

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

Claims (1)

1. 3 ) -Un dispositif pour la réalisation du procédé selon 1 et 2 comprenant soit une injection de combustible supplémentaire dans les gaz d'échappement, combustible brûlant en se combinant à l'excès d'air toujours présent dans <Desc/Clms Page number 5> EMI5.1 les gaz, soit un échangeur thermique chauffa-gM? le eoiBbns tible supplémentaire et dans lequel passant les 9 scit. EMI5.2 EMI5.3 la combinaison de ces deux moyens., ' '] ' ¯ ' ' ¯ j , ., ' 4 ) Un autre mode d'éxecution 'dÎlpr04i}é(l. lo.'. , consistant à échauffer de l'air soutire S1'!.:t.,-:J;e J;'@foul@.m@.il iÚ ' la soufflante, lorsque la turbine en a2n ïi.3v , ramener ensuite à l'alimentation de la tueblni,6 /;

   l ' 5'=') - Un dispositif pour la réaliBa?19p, an proeede selon 1 et 4 , comprenant soit un brûleur .oX'imùnoé paF l'ai& ..l .... "<10 soutira sur le refoulement de la soufflante loe p;;'t?duittQ da EMI5.4 EMI5.5 la combustion étant envoyés à la turbine, I;o.1t,'l'-: '8klgu thermique chauffant cet air par les g.. a.zppe â@'l& .. turbine ou par du combustible supPlém6.iltl2.i:i7Ii11' So.i,t3.Q,.eosEo , .1 o " . , - .. ¯ EMI5.6 binaison de ces moyenso EMI5.7 ,l - . :

   goy Un dispositif selon 1 à 6 da.ns'.19qel p9nY "' ''. "1'" - 1 éviter la. perte qu'entrainerait la iélt.g 3u'.Qw'-r'pa flo 0 gaz d'échappement avec les produits, if1lSp.s. - dU.' .;t01,:'i' tUZ9 bine est munie d'un distributeur ramifiée ot an boooiïi ooiablaêe EMI5.8 EMI5.9 selon la demande de brevet belge nO 38éo5'S) du 4 Juin 1989 0 -' ,i EMI5.10 RESUMA EMI5.11 Un apport de chaleur est fourni au fluide alimentant la turbine, soit par chauffage des ga& dec3app,'-du moo EMI5.12 EMI5.13 teur, soit par chauffage d'air soutiré au ou.onAn de 1, soufflante et ramené a'1'allmentaHan dé i, tuii>biiio.i1>;''''' ,.,,, , .. ' . i." "'"'it"<i,ill .>, '" '