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BREVET D'INVENTION " perfectionnements aux turbines à gaz "
La présente invention a pour objet des perfectionnements aux turbines à gaz du type comportant des chambres à combustion dans lesquelles ont lieu la combustion ou l'explosion intennit- tentes d'un fluide gazeux et au sortir desquelles les gaz qui se détendent traversent des ajutages ou des ailettes pour pas- ser dans un rotor et dans un ou plusieurs organes de réaction adjacents pour produire la rotation du rotor.
Suivant la présente invention, une turbine à gaz du type ci-dessus comporte, en combinaison : un rotor formant plusieurs Chambres de combustion espacées angulai rement autour de l'axe du rotor, un ou plusieurs ajutages de sortie partant de oha que chambre de combustion, et un dispositif à soupape fixe commandant le cycle d'opérations dans chaque chambre de com- bustion.
L'invention vise aussi la combinaison d'un élément formant plusieurs chambres de combustion espacées angulaire-
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ment autour de l'axe du rotor, aveo un ou plusieurs ajutages d'échappement partant de chaque chambre de combustion et un dispositif à soupape de distribution coopérant successivement avec les chambres de combustion et leurs ajutages d'échappe- ment pour fermer sensiblement chaque chancre de combustion pendant un laps de temps déterminé d'avance du cycle d'opéra- tions et pour n'ouvrir, pendant un autre laps de temps,que l'ajutage ou les ajutages d'échappement de la chambre de com- bustion, puis pour ouvrir, pendant un autre laps de temps encore$ l'ensemble ou la majeure partie d'au moins une autre paroi de la chambre de combustion en vue du balayage.
Les chambres de combustion sont disposées de préférence radialement autour de l'axe de la turbine; un ou plusieurs ajutages d'échappement ou des orifices d'échappement équivalents sont disposés dans une faoe latérale ou dans chacune des faces latérales opposées de chaque chambre de combustion, et des ou- vertures de balayage sont ménagées à une extrémité, ou aux deux, de ohaoune de ces chambres*
Dans un mode de réalisation de l'invention une soupape uni- que est montée oo-axiale avec le rotor et cette soupape, ainsi que l'élément formant chambre de combustion peuvent tourner re- lativement autour de l'axe de la turbine. De préférence la sou- pape estfixe et l'élément formant chambre de combustion est constitué par le rotor de la turbine.
L'invention vise aussi une turbine à gaz du type décrit en premier lieu ci-dessus, turbine comportant un dispositif de combustion constitué par un tube à flamme dont on peut faire varier la position angulaire relative par rapport aux chambres de combustion, les deux extrémités de ce dispositif se trouvant à une distance suffisante l'une de l'autre pour s'étendre en travers de deux chambres de combustion, de préférence deux cham- bres de combustion voisines. Le tube peut avantageusement faire partie d'une soupape servant à commander le fonctionnement des chambres de combustion.
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On oomprendra mieux lest caractéristiques précédentes de l'invention, ainsi que d'autres, y compris des détails d'un mode de construction typique du compresseur, de l'admission du combustible, du pulvérisateur à combustible, des dispositifs de refroidissement du rotor et de la soupape, en considérant deux modes préférés de construction représentant nn exemple d'ap- plioation de l'invention et que l'on déorira en détail ci-des sous en se référant aux dessins annexés,dans lesquels:
La fige 1 est un plan extérieur de la turbine complète.
Les fige 2a, 2b et 2c sont respectivement des vues de la partie gauche, du centre et de la partie droite d'un dessin unique représentant ensemble une coupe de bout en bout par la ligne 2-2 de la fige 1.
Les fig. 3a et 3b sont respectivement des vues de la moitié de gauche et de la moitié de droite d'un dessin unique représentanensemble une ooupe par la ligne 3-3 des fig. 2a et 4.
Les fig. 4a et 4b sont respectivement des vues de la moitié de gauche et de la moitié de droite d'un dessin unique représentant ensemble une ooupe par la ligne 4-4 de la fig.3.
La fig. 5 est une coupe par la ligne 5-5 de la fig. 3.
La fig. 6 est une coupe par la ligne courbe 6-6 de la fig. 3.
La fig. 7 est une coupe par la ligne 7-7 de la fig. 5.
La fig. 8 est une ooupe, à une plus grande échelle,par la ligne 8-8 de la fig. 3.
La fig. 9 est une coupe par la ligne 9-9 de la fige 8.
La fig. 10 est un plan, à une plus grande échelle, du distributeur de réglage du combustible représenté dans la fig.2.
La fige 11 est une coupe par la ligne 11-11 de la fig.10.
La fige 12 est une vue en bout, en regardant de droite dans la fige 11.
La fige 13 est une coupe par la ligne 13-13 de la fig. 2.
La fig. 14 est, à une plus grande éohelle, une ooupe du
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filtre représenté cbnî ----"""'rwu filtre représenté dans la fig. 13, en ooupe centrale passant dans le plan du papier.
La fige 15 est, à une plus grande échelle, une vue d'une
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partie d'un élément de rotor de oompresseur de l'étage iupérieur représenté dans la fig. 2.
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La, fig. 16 est une coupe par la ligne 16-16 de la fig. 15.
La fig. 17 est un oraquis éohànâtique .8epréientant les de¯ positifs de retroidÙlileI#nt du compresseur par de 1eau.
La fig. 18 est une coupe semblable à celle de la fig. 6, mais représentant une variante, par la ligne 18-18 de la fig. 19.
La fige 19 est une coupe par la ligne 19-19 de la fig.18.
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fige 20 est une coupe Par la ligne 20+2o de la fi .18, la ligne de ooupe se détournant pour passer à travers quelquesuns des oanaux de refroidissement.
La fig. 21 est une vue partielle, en coupe, représentant
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une variante d'alimentation en combustible et La gig. 22 est une ooupe par la ligne 22,,22 de la fige 21.
Les mêmes nunéros de référence indiquent les mes pièces dans toutes les figures des dessins.
Le Premier type de turbine que l'on décrira en se référant aux fig. 1 à 17 est constitué par trois parties principales indiquées dans la fig. 1 par les numéros de référence 30, 31 et
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32, 30 étant la turbine ed 1'extiaateur de gaz aveo ses pièces 00rmexea,, 31 un oomprasaeur d'air et 32 la chambre engrenages aveo ses Pièces connexes. engrenages En oanuen9a.nt par la turbines on verra, en particulier dem les fig. 2, 3 et ., qu'eue est disposée de façon à tourner au. tour d'un axe horizontal, l'arbre du rotor étant indiqué par 33. Sur cet arbre est olavetée une bride 36 supportant l'organe à chambres de combustion, qui peut être faite d'une seule pièce
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ou en deux pièces annulaires appliquée.a et fixées le une sur le autre suivant la ligne 3-3 de la fig. 4.
Ces deux Parties folu ment plusieurs chambrai de oombustion radiales 34 eçaoées an- gulail'eI#nt et 44uidi8tanteé autour de le axe de 1arbre 33.Ent""
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les chambres de combustion de chaque paire constituées par deux chambres voisines se trouve un espace mort 35 allant en se rétrécissant vers le bas, vers l'axe deñotation et consti- tuant des parties des dispositifs à chemise assurant le re- froidissement des chambres de combustion. De chaque oôté de chaque chambre de combustion se trouve un ajutage d'échappe- ment 37 disposé à peu près tangentiellement par rapport à la chambre de combustion, chacun de ces ajutages comportant un orifice dtéohappement 38 s'étendant sur un petit arc du rotor, comme cela est indiqué dans la fig. 3.
Un seul de ces ajutages est représenté dans la fig. 3 pour plus de clarté, mais il est bien entendu qu'il y aura un ajutage semblable partant de chaque o8té de chaque chambre de combustion. Dans la fig. 4 une ligne brisée est tracée à l'extrémité intérieure'de chaque ajutage, pour montrer que la ooupe réelle de l'ajutage n'est pas dans le vrai plan de coupe du reste de cette figure*
L'extrémité intérieure et l' extrémité extérieure de cha- que chambre de combustion, considérée radialement, sont ouver- tes et ces ouvertures sont commandées,ainsi que les ajutages, par une soupape de commande fixe dont la construction est représentée plus clairement dans les fig. 3, 4 et 8.
La soupape de commande est constituée par deux anneaux disposés latéralement et indiqués ensemble par les numéros de référence 39 et 40 dans la fig. 4, Sur le pourtour extérieur de l'organe à chambres de combustion ou rotor ces anneaux comportent des bride de façon à s'appliquer l'un sur l'autie sur la ligne 3-3 de la fig. 4 et entre les soupapes, 8'une part, et le rotor ainsi que ses ajutages, d'autre part, se trouvent des chicanes à labyrinthe 41 entre lesquelles le jeu est assez petit pour empêcher toute fuite de gaz.
La paroi 42, sur le pourtour intérieur du rotor, est faite d'une seule pièce avec l'anneau 40, de sorte que la paroi intérieure qui vient d'être mentionnée n'est pas constituée par deux moitiés appliquées l'une sur l'autre sur la ligne 3-3 de la fig. 4, . comme l'est la paroi extérieure.
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Dans deux positions radialement opposées les parois laté- rales des anneaux 39 et 40 confortant des ouvertures arquées dans lesquelles sont montées des ailettes courbes 43. Ces ailettes sont creuses et elles sont constituées chacune, comme l'inique la fig. 9, par deux parois 44 soudées entre elles sur oeux de leurs bords qui se touchent, (céest-à-dire les bords perpendiculaires à l'axe de l'arbre 33), et à leur extré- mité intérieure, ainsi qu'à leur extrémité extérieure, elles sont soudées sur des parois 45, l'une intérieure et l'autre extérieure, constituant un châssis arqué et ouvert fixé à l'intérieur des fentes arquées ménagées dans les parois de la soupape annulaire et servant de garniture à ces parois.
Des orifices 46 aboutissant aux deux extrémités à l'intérieur de la partie creuse de l'ailette 43 communiquent aveo une chemise, des espaces 47 et 48 étant ménagés dans les parois de la sou- pape pour servie au refroidissement . Les ailettes 43 ne s'é- tendent pas complètement sur toute la longueur des fentes ar- quées ménagées dans la soupape et il reste des espaces 54 dans lesquels ne se trouvent pas d'ailettes,, sur la face extérieure de chaque paroi annulaire de la sou- pape se trouve un disque 49 olaveté sur l'arbre 33 de façon à tourner aveo lui et à faire ainsi partie du rotor.
Les dif- férents disques ou anneaux 49 comportent une autre rangée d'ai- lettes 50 clavetées, à leur extrémité intérieure, entre des anneaux 51 rivés l'un sur l'autre et à leur extrémité exté- rieure par un anneau 52 dont part une Via 53 qui s'engage dans l'extrémité extérieure de chaque ailette 50, de sorte que les ailettes sont ainsi fixées rigidement et radialement dans les disques 49.
Les pièces ainsi décrites sont fermées de chaque coté par des plaques de couverture à chemise d'eau 55 et 56, la plaque 56 oomportant une ouverture annulaire 57 qui communique aveo l'orifice de sortie du compresseur d'air qui sera déorit plus loin. L'espace ménagé à l'intérieur de la paroi 42 de
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la soupape communique avec le passage amulaire 57 et dans deux positions diamétralement opposées sont ménagées des ouver- tures 58 par lesquelles de l'air oomprimé peut être refoulé dans la chambre lorsque l'extrémité inférieure ouverte de la ohambre de combustion vient se placer en regard de l'ouvertu- re.
Dans la paroi extérieure périphérique de la soupape sont ménagées des ouvertures de sortie 59, qui sont également diamétralement opposées, et leurs positions par rapport aux ouvertures d'entrée 58, ainsi que par rapport aux orifices de sortie 38 des ajutages et aux fontes arquées contenant les ailettes 43 seront déorites en détail plus loin lorsqu'il sera question du oyole de fonctionnement des différentes cham- bres de combustion. Dans la paroi des chemises 55 et 56 en face de chaque orifice latéral de sortie comportant les ailes tes 43 et les espaces 54 sont ménagées des évents 193 dont l'un est représenté dans la fig. 8.
Ces évènts servent à faire passer les gaz d'échappement dans un bâti olos qui sera décrit en détail plus loin, d'autres évents 194 servant à. laisser éohapper la pression dans l'espace annulaire entourant l'an- neau 52.
La turbine ainsi décrite est maintenue au centre d'une chancre enveloppante 60 (fig. 1) au moyen de quatre bras ra- diaux 61 (voir en particulier la fig. 3). Ces brasont avan- tageusement fondus d'une seule pièce avec les pièces de la soupape, de sorte que chaque bras est constitué par deux moi- tiés séparées dans un plan contenant leur axe longitudinal (c'est-à-dire par la ligne 3-3 de la fig. 4) et les pièces de soupape ainsi que les bras peuvent être assemblés au moyen de boulons 62 traversant des oreilles portées par les bras. Des joints à. recouvrement peuvent être ménagés sur les bords ad- jaoents des différentes pièces, mais, pour plus de clarté, ces joints ont été supprimés dans les dessins.
D'autres bou- lons 63 servent à boulonner les oouveroles 55 et 56 dans leur position et dans ce cas également on peut utiliser tout type préféré de joint entre les faces adjacentes des onuveroles et
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les pièces de la soupape.
Les bras 61 sont creux pour former des oanaux 65 communi- quant, à leur extrémité intérieure, avec un espace 64 formant chemise d'eau et ménagé dans la paroi périphérique de la soupape. Les bras 61 s'étendent jusqu'à une paroi extérieure 66 entourant l'espace 60 et ils sont fixés à cette paroi.
Des tuyaux 67 et 68, qui aooouplent les extrémités extérieures des paires de canaux 65, communiquent par des tuyaux 69 et 70 avec les raccords de sortie et de retour d'une pompe à eau 71 (fig.2)
Comme l'indique clairement la fig. 3, les deux bras inférieurs sont reliés au tuyau d'écoulement partant de la pompe et les deux bras supérieurs sont reliés au tuyau de retour, de façon à produire ainsi une circulation d'eau à travers tous les espaces formant chemise d'eau dans l'appareil ainsi décrit, des conduites de communication 72 servant à relier la chemise d'eau aux espaces 55 et 56.
Chacun des deux bras 61,qui sont diamétralement opposés, oomporte un canal d'admission de combustible 73 auquel le combustible est amené par un tuyau d'admission 74, ce embus- 'tible étant distribué par un branohement 75 qui le conduit à un pulvérisateur 76 (fig. 3,5 et 7). Le pulvérisateur est constitué par un ensemble vissé en 77 dans une ouverture 78 pratiquée dans la paroi intérieure 42 de la soupape.
Dans une partie, formant épaulement,du pulvérisateur,partie qui est en prise avec un bossage entourant l'ouverture 78, est ménagée une gorge annulaire 79 dont le rayon à partir de l'axe du filetage 77 est le morne que celui du branchement 75, de sorte que, lorsque le pulvérisateur est mis en place et vissé, l'orifice de sortie du branchement 75 concorde invaria- blement avec la gorge 79. Un oanal 80 partant de cette gorge communique avec une chambre intérieure 81 du pulvérisateur et un orifice de pulvérisation 82, de sortie de cette chambre,est commandé par une soupape de pulvérisation 83 chargée par un ressort de compression 84.
Le combustible arrivant sous pres-
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sion au oanal 74 est ainsi éjeoté à travers 1 orifice 82 avec une force suffisante pour soulever légèrement, la soupape de pulvérisation en l'écartant de son siège, et comme l'extrémité intérieure de chaque chambre de combustion concorde avec une ouverture 78, le combustible est refoulé dans la chambre de combustion.
On peut dire ici que, dans le type de turbine représen- té et que l'on décrit main tenant, chaque chambre de combustion doit passer par deux cycles complets à chaque tour de l'arbre 33, et ceci est la raison pour laquelle il y a deux dispositifs 76 d'arrivée du combustible et deux orifices de sortie à sou- pape contenant des palettes comme les palettes 43, ainsi que deux dispositifs d'allumage qui seront décrits plus loin.
Le oyole de fonctionnement de chaque chambre de combustion individuelle est le suivant :
En commençant par la ohambre de combustion qui se trouve à gauche de la ligne 4.4, à l'extrémité supérieure de la fig. 3, on verra que, si l'on suppose que le rotor tourne dextrorsum, l'extrémité extérieure de la chambre se trouve tout juste sur le point d'être fermée par rapport à l'orifice de sortie 59 de la soupape.
Il convient de remarquer que cette chambre est une de celles dans lesquelles la combustion est terminée et qu'avant la fermeture de l'orifice de sortie 59 l'orifice d'admission 58 aura été ouvert, de sorte que la pression de l'air entrant par l'orifice d'admission 58 aura complètement balayé la ohambre de combustion et rempli oelle-oi d'air pur.
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Encontinuant son mouvement la chambre fermera l'orifice de sortie 59 et comme elle se déplace vers la position dans la- quelle elle se trouve à droite de la ligne 4-4, le dispositif d'arrivée du combustible sera ouvert par rapport à l'extrémité intérieure de la chambre et pendant une partie de ce temps l'orifice d'admission restera encore en communication avec
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cette extrémité.
Toutefois, l'extrémité extérieure cleea oha.n1"' bre est fermée et l'ajutage 38 est ôgaloma>it t4 su former une ltt1 1 >'le 1 iio lit lIiI\\\."I\I'1 itt Mv i 1, \\1\ t \ 1,\\ 1\
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et le combustible sont maintenant refoulés simultanément dans la chambre de combustion. La continuation du mouvement dextror. sum ferme l'ouverture 58 vis à-vis de la chambre de combustion en question et celle-ci continue à tourner jusqu'à ce que son extrémité extérieure soit ouverte par une petite fente angulai- re 85 vis-à-vis de l'extrémité supérieure du tube de flamme 86, à droite dans la fige 3.
A oe moment ce tube de flamme relie transversalement la chambre de combustion en question à oelle qui la précède dans le mouvement de rotation, et comme le conte- nu de cette dernière vient justement d'être enflammé avant que cette position soit atteinte, une flamne partant de la cham- bre "enflammée" passera dans la chambre qui se trouve juste en communication avec le tube de flamme.En conséquence le oon- tenu de cette dernière chambre se trouve enflammé et immédiate- ment après que l'inflammation ou la combustion ont eu lieu, les orifioes de sortie 38 des ajutages arrière de cette chambre s'ouvrent dans l'espace compris entre les ailettes 43.
Les ori- fioes de sortie des ajutages se déplacent par-dessus les ai- lettes et en passant à travers les ailettes 43 et 50 les gaz produits par l'explosion et détendus assurent par leur force une réaation qui produit la propulsion du rotor d'une façon qui se conçoit d'elle-même. Ensuite l'ajutage d'échappement 38 est balayé par l'ouverture 54, qui ne comporte pas d'ailette, im- médiatement avant que la chambre de combustion ne s'ouvre dans l'orifice de sortie suivant 59, après quoi le cycle d'opéra. tions qui vient d'être décrit se répète.
Le même cycle se reproduit dans chaque chambre de combus- tion successivement et comme la turbine est du type à deux temps par révolution, les forces qui produisent la rotation sont équilibrées par rapport à l'axe de l'arbre 33.
Le tube de flamme 86 est constitué par un canal courbe prtatiqué dans un bloc 87 monté coulissant dans des guides la- téraux 88. Ces derniers sont montés dans des lcgements ménagés dans la paroi extérieure de la soupape, un joint étanche étant disposé entre les guides et le bloc, et les extrémités de ce -10-
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dernier se prolongeant en 89 pour s'engager dans des logements étanches ménagés dans la surface inférieure de la paroi de la soupape. Par un déplacement angulaire des blooh 87 on peut régler le moment de la combustion dans le cycle de fonctionne-* ment . Pour assurer ce mouvement angulaire des blocs, une tige 90 est montée à rotation, pour chaque bloc, dans un palier 91 et se visse dans une teille 92 du bloc 87.
Chaque tige traver- se un guide 93 porté par un bras adjacent 61 et peut être actionnée à la main ou de toute autre façon préférée.
Pour refroidir le rotor,des ajutages 94 partent de la chemise d'eau qui se trouve dans la soupape et aboutissent à l'espace entourant les ajutages 37. L'admission à chaque ajuta- ge 94 est commandée par une soupape à aiguille 95, l'extrémité supérieure de la tige de cette soupape étant reliée de façon réglable à un bras 96 artioulé en 97.
Des paires d'ajutages de ce genre sont montées diamétralement opposées 1une par rap- port à l'astre et les soupapes 95 de chaque paire sont comman- dées par un thermostat indiqué par 98. Chaque thermostat est monté dans une partie élargie 99 d'un ensemble annulaire com- portant des canaux 100 qui communiquent, par intervalles, autour de la turbine, par des orifices 101 traversant la soupape, avec l'espace entourant les ajutages 37. Des butées montantes 102 portées par chaque thermostat 98 et agissant chacune par pression sur des bras 96 commandent le mouvement pivotant de ceux-ci autour de leurs axes 97, et par suite, l'ouverture ou la fermeture des soupapes 95 suivant les conditions de tem- pérature qui règnent dans l'enveloppe 99.
Lorsque les soupapes 95 sont ouvertes du fluide réfrigérant partant de la chemise de la soupape passe à travers des ajutages 94 et,par suite de la chaleur des pièces qui se trouvent dans cette zone des ajutages, le fluide réfrigémnt, pour lequel on envisage jus- qu'ioi de l'eau, se transforme en vapeur.
La vapeur s'échappe de la partie annulaire ( qui forme les canaux 100) par des orifices d'extrémité 103 partant des
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parties élargies 99. Ces orifioes débouchent dans l'espace 60 et la vapeur passe ensuite, a@ec les gaz d'échappement de la turbine, à travers un réfrigérant ou condenseur 104, dont elle est extraite par un ventilateur 105 monté sur l'arbre 33.
Le ventilateur aspirateur 105 est construit de façon à exercer l'aspiration nécessaire sur l'échappement de la turbine, et ,le réfrigérant 104 a des dimensions amplement suffisantes pour éviter toute restriction dans l'écoulement des gaz sortant du bâti 103 pour entrer dans le ventilateur d'échappement* L'espa- ce compris entre le bâti extérieur 66,d'une part, et une en- veloppe 106 entourant l'espace 60 et la paroi 107 de celle des extrémités du réfrigérant ou condenseur qui aboutit au ventilateur, d'autre part, est bourré de matière 108 telle que de l'amiante, de la laine de laitier, ou toute autre ma- tière préférée. L'orifice d'échappement 109 du ventilateur 105 se trouve dans une tête 110 munie d'ailettes de refroidis- sement 111.
Le bâti extérieur 66 peut aussi être muni d'ai- lettes de refroidissement 112, comme oela est indiqué claire- ment dans la fig. 1.
La pièce annulaire contenant les oanaux 100 est faite de préférence en deux moitiés s'appliquant l'une sur l'autre suivant la ligne 3-3 de la fig. 2, et les bords +gents peuvent être faits sous forme de joints à recouvrement, et toutes les fois que des joints de cette nature se présentent dans cet ensemble, ils peuvent être fa@ts de toute façon pré- férée, ainsi qu'on l'a dit plus haut, une matière de bourrage étant introduite aux endroits où elle est nécessaire. Par exemple, une matière de bourrage sera nécessaire aux endroits où l'ensemble qui vient d'être mentionné est engagé et mainte- nu entre des brides 113 de la soupape. De même, un bourrage peut être introduit entre la soupape et les pièces d'extrémité constituant des chemises d'eau 55 et 56.
Un orifice de sortie 114 est ménagé pour l'eau de con- densation produite dans le réfrigérant 104.
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En ce qui concerne l'ensemble représenté en particulier dans la fig. 2b, le compresseur à trois étages qui est représen- té est constitué par des rotors 115, 116 et 117 olavetés chacun sur l'arbre 33. Ces rotors sont munis chacun d'une rangée d'ai- lettes 118 de forme semblable à celle qui est représentée avec plus de détail dans les fig. 15 et 16. ces dernières figures représentent le rotor 116, mais à l'exception des profondeurs des ailettes,mesurées parallèlement à l'axe de l'arbre 33, la courbe et la forme des ailettes de chaque étage sont semblables.
Le compresseur comporte trois chaires 119, 120 et 121, qui peuvent être considérées comme constituant l'étage à haute pression, l'étage à pression moyenne et l'étage à basse pres- sion respectivement, ces trois chancres étant renfermées dans une enveloppe extérieure 122 et se faisant suite de la façon indiquée dans la fige 2b. Dans la paroi de la partie de droite, à droite de la chambre 119, sont ménagées des ouvertures 123 servant d'orifioes d'entrée d'air et commandées par une soupape à taquet 124 montée à rotation dans l'enveloppe de façon à tour - ner autour de l'axe de l'arbre 33. Une poignée 125 partant de la soupape passe à travers l'une des ouvertures 123 (voir la fig. 1) et sert au réglage de la soupape.
Lair qui 4 entre par les ouvertures 123 et par les ouver- tures pratiquées dans la soupape est étranglé jusqu'au degré voulu par le réglage de la soupape et il passe par l'orifice d'admission 126 débouchant dans la chambre 119, étant refoulé dans celle-ci par l'impulsion des ailettes 118 du rotor. Il passe ensuite à travers une rangée d'ailettes radiales 127 fixées dans l'enveloppe 119 pour arriver sur les ailettes du rotor 116, ailettes qui compriment l'air dans la chambre 120 du deuxième étage.
L'air est ensuite refoulé par les ailettes du rotor 117 à travers une rangée d'ailettes fixes semblables 127 jusque dans la chambre 121 du troisième étage, d'où il entre dans le oanal d'admission 57 pour passer ensuite .à l'intérieur de la soupape principale de réglage de la turbine , en passant
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par des ouvertures 128 ménagées dans une aile en tonne de rayon qui porte le disque de droite 49 représenté dans la fig. 4.
Pour faciliter le refroidissement du compresseur,le jet d'eau est introduit à l'intérieur du compresseur par des tuyaux d'alimentation 129 dont chaque étage de compression du compresseur est muni. Ces tuyaux se terminent, comme cela est montré clairement dans les fig. 2b et 15, dans un espace an- nulaire entouré par un anneau 130 fixé, pour la chambre de l'étage inférieur, à. une paroi d'extrémité fixe 131 et,pour les deux autres étages, à des parois fixes 132, les ailettes 127 étant fixées entre ces parois 132 et les parois opposées 133.
L'anneau 130 forme un espace annulaire comportant un orifice de sortie annulaire étroit 134 qui envoie le jet d'eau sur les ailettes du rotor, ce jet étant ainsi capté avec l'air et envoyé à travers le compresseur d'un étage au suivant.Des parois annulaires en prise 135 qui se trouvent à 1intérieur des chancres formant étage de compression permettent à. l'eau non pulvérisée de sortir par les orifices 136, 137 et 138.
Le réglage de la circulation de l'eau est représenté sohé- matiquement dans la fig. 17, dans laquelle les tuyaux de sor- tie 136, 137 et 138 passent chacun dans une chambre à flotteur 139. Dans chacune de ces chambres se trouve un flotteur 140, qui commande une soupape représentée schématiquement par un tu- be 141 coulissant dans la chambre de soupape 142 de façon à commander l'entrée dans cette chambre, par des tuyaux 143 d'eau de complément fournie par une pompe 144. Les tuyaux 129 d'arrivée d'eau comportent chacune une soupape 145 qui commande l'écoulement de l'eau à travers le tuyau et qui est réglée par un thermostat 146.
De cette façon, de l'eau sera refoulée, suivant la température de l'eau dans les réservoirs 139, dans un étage de compression sous la pression correspon- dant à un étage suivant,ainsi qu'on le comprendra facilement
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en se reportant à la fig. 17. Dans cette figure le tuyau de sor tie 138 d'un étage à pression relativement haute débouche dans un réservoir 139 dont l'eau est envoyée par un tuyau 129 dans une chambre formant un étage à pression inférieure. Au passage du réservoir 139 dans le tuyau 129 l'eau traverse un radiateur 147, de sorte que sa température est abaissée avant qu'elle ne soit réintroduite dans le compresseur.
A l'extrémité droite de l'appareil représenté dans la fig.l et représenté à une plus grande échelle et en partie dans les fig. 2b et 2o, et dans la fig.13, un pignon à dents obliques 148 olaveté sur l'arbre 33 engrène avec des roues à dents obli- ques 149 montées de chaque oôté de l'arbre 33. Ces roues à dents obliques sont montées sur des arbres de couche 150 supportés dans des paliers portés par la plaque d'extrémité 131 du oompres- seur,et dans une plaque d'extrémité 151 de la boîte d'engrena- ges 152. Chaque arbre de couche 150 porte un pignon 153, les deux pignons engrenant avec une roue dentée 154 olavetée sur un arbre de queue 155 pour lequel un long palier à manchon est monté dans la plaque d'extrémité 151.
Une monture 156 représen- tée dans les fig. 1 et 2c indique simplement une monture dans laquelle peuvent être fixées les pales d'hélioe d'un avion ou toute autre pièce destinée à être actionnée par la turbine. Le mécanisme déorit jusqu'ioi représente un réduoteur de vi- tesse monté entre l'arbre 33 et l'arbre de queue 155, de sorte que, lorsque le premier est évalué à une grande vitesse, le dernier peut être entraîné à une vitesse relativement basse oonfonne aux conditions de puissanoe exigées.
L'arbre de queue 155 porte, à son extrémité intérieure, une roue oonique 157 engrenant avec deux pignons coniques 158 et 159 respeotivement. Le pignon oonique 158 est fixé de façon à tourner avec une tige 160 sur laquelle est monté un rotor 161 de la pompe à eau 71 qui fait circuler de l'eau dans la chemise à eau de la turbine.
Il est aussi relié, de façon à l'entraîner, à un organe d'une pompe à huile désignée dama son @@
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par la numéro de référence 162 et dont part un tuyau d'aliments tion d'huile 163 qui envoie de l'huile dans un épurateur d'hui- le oonstitué par un bâti extérieur 164 et un filtre en toile métallique 165 (fig. 14 ). L'huile filtrée par la toile métal- lique 165 est distribuée par des branchements 16µ aux divers engrenages et par un tuyau 167 aux points de graissage des paliers de l'arbre principal 33. Une soupape de dégagement à ressort 168 commande les orifices de dégagement 169 du 164
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Ibâ.t1l' ontena.nt le filtre.
Une deuxième tige 170, à laquelle es t fixé le pignon
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conique 159, entraîne une pompe à ooabustible représentée dans son ensemble par le numéro de référence 171. Le combus- tible peut être envoyé à la pompe, à partir de toute source désirée, par le tuyau d'admission 172 (fig. 1), et au sortir de la pompe il est envoyé par un tuyau 173 à un régulateur de combustible 174.
Ce dernier est représenté en détail dans les fig. 10, 11 et 12, par lesquelles on verra que le tuyau 173 débouche dans un oanal 175 du régulateur 174, et à partir de ce canal deux orifices de sortie communiquent avec les tuyaux d'alimen-
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tation de oombustible 74 déjà décria ur chaque orifice de
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iJOrt.1e 11 Y a une soupape à aiguille 176 oommanciant l'arri... vée du combustible venant du oanal 175 et entrant dans le tuyau 74, et les deux soupapes à aiguille sont portées par une
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ahape 177 toumant, autour de le axe de tige 178.
Les mouvements de la chape 177 pour omm2amder les 80upapes à aiguille 176 sont obtenus au moyen d'un plongeur 178 ooulissant dans le oy- 11ndre 179, dont l'extrdniité inférieure ouverte ocmmnque avec la ohambre 121 formant étage à haute oompoeea8ion, l'extré- mité supérieure de oe oylindre contenant un ressort de oompres. sion 180 qui agit sur le piston 178 en surmontant la pression
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de la chambre 121. Coma le ressort 180 exerce une contre-pres- sion oonstante, on peut'obtenir le réglage initial du dispositif dans son ensemble ou rectifier le réglage à tout moment voulu,
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"a a9pla.9ant le pivot de la. chape 177.
Ce déplacement est obte-
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nu de la. façon suivante. Les tiges 178 coulissent dans des fentes 181 ménagées dans les extrémités de la chape et ces ti- ges sont portées elles-mêmes par un bloc 182 pouvant coulis- ser dans un logement 183 servant de guide et ménagé dans le j régulateur. La position du bloc 182 dans le sens de la longueur du logement 183 (chest-à-dire longitudinalement par rapport aux bras(de la chape 177) est assurée par la rencontre avec une ti- ge filetée 184 montée à rotation dans le dispositif 174, mais ne pouvant y effectuer aucun mouvement longitudinal.
En fai- sant tourner la vis 184 dans un sens ou dans l'autre on dépla- ce les tiges 178 longitudinalement dans les fentes 181 pour faire varier le pivot de la ohape et régler ainsi la charge des soupapes 176. Une indioation visuelle du réglage ainsi obtenu est donnée au moyen d'une aiguille 185 fixée à la vis 184 et se déplaçant sur'une échelle graduée 186 fixée au dispositif 174.
Le combustible est avantageusement pris dans un réci- pient par un tuyau 172 et envoyé à la pompe à combustible au moyen d'une pompe qui monte le combustible et dont le rotor est fixé à la tige 170, tout combustible en excès venant de la pompe 171 étant renvoyé au récipient par des tuyaux 188.
Dans 1=ensemble qui vient d'être déorit,les chambres de combustion d'extrémité de la turbine sont représentées.,dans la fig. 4, creuses avec des orifices d'entrée et de sortie ménagés , pour le fluide réfrigérant, dans les parois laté- rales de ces chambres et débouchant dans l'espace qui entoure les ajutages 37.
Dans la variante représentée par les fig. 18 à 20 le rotor est constitué par trois parties annulaires axiales: une partie oentrale 189, dans laquelle'"sont ménagées les chambres de combustion, et des parties latérales 190 formant les ajutages. Ces parties peuvent être fixées entre elles par une rangée de goujons filetés 191 assez rapproohés les uns des autres sur le pourtour du rotor.
Dans ce cas les espaces
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restant entre les chambres de combustion ne sont pas entière- ment creux; ils sont produits par plusieurs canaux de circula-' tion 192 dans lesquels le fluide réfrigérant circule de la façon indiquée par les flèches dans les fig. 18 à 20, On a jugé inu- tile de décrire avec plus de détail la disposition de oescar naux de circulation, qui sont nettement représentés dans les dessins
Pour terminer on pourra faire les observations générales suivantes.
Les surfaces de la soupape de réglage de la turbine sont établies de façon à être aussi rapprochées que possible des surfaces adjacentes de la chambre de combustion et des dis- ques 49, sans les toucher réellement, de façon à obtenir le jeu le plus petit possible,pour empêcher toute fuite excessive de gaz, en tenant oompte des tolérances à ménager pour la dilatation des pièces dans les conditions de température qui règnent .pendant le fonctionnement*
On verra que 1ensemble réfrigérant de la turbine est construit de façon que le fluide réfrigérant entre dans les cavités de la chemise dans la région où la soupape et ses pièces connexes sont soumises aux conditions de température les plus rigoureuses* Ainsi, à sa température la plus basse,
le fluide réfrfegérant agit sur les pièces qui nécessitent le plus grand refroidissement*
Pour mettre la turbine en marche, on peut amorcer la. combustion au moyen d'une bougie d'allumage 195 (fig. 1, 2a et 3) ou d'un dispositif équivalent monté dans la soupape dans une position correspondant sensiblement à la compression des gaz dans lea chambres de combustion et en avant de l'ex- trémité de sortie du canal de flamme 86. Les canaux de flamme 86 peuvent comporter, si on le désire, des soupapes de commande permettant de régler le volume de gaz en.flammé qui les traverse.
Ces soupapes de réglage ne sont d'ailleurs pas représentées. Dans une variante, au lieu d'utiliser du gaz enflammé provenant d'une chambre de combustion pour l'inflammation du contenu d'une au-
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tre chambre, on peut utiliser une source de flamme extérieure et, de préférence, un ajutage d'inflammation partant de cette source est monté de façon qu'on puisse en régler la position sur le pourtour, de la même façon que pour les tubes d'inflam- mation 86.
Dans les dispositifs représentés jusqu'ici la soupape a été agencée de façon à fonctionner en deux cycles par révo- lution. Il est foui? à fait évident, toutefois, qu'il peut y avoir plus ou moins de deux cycles par révolution et il y aura lieu de ménager, pour chaque cycle., les ouvertures d'admission et d'échappement d'air comprimé et de combustible qui sont né- oessaires pour le cycle de fonotionnement.
Au lieu d'être envoyé dans l'air ambiant, le fluide gazeux sortant de l'aspirateur 105 peut être envoyé dans un réoupé- rateur dans lequel la chaleur perdue peut être utilisée par exemple pour produire de la vapeur d'eau. Celle-ci peut être utilisée , si on le préfère, dans la turbine elle-même et elle sert alors à augmenter la puissance de la turbine, tout en jouant le rôle d'agent servant pour les ajutages et pièces adjacentes du rotor. Dans une variante la vapeur produite par récupération peut être utilisée dans une turbine distincte à vapeur ou à gaz, ou bien elle peut servir à toutÇautre usage préféré.
Les paliers principaux de l'arbre 33 peuvent être cons- truits de la façon représentée à gauche dans la fig. 4, sous forme de plusieurs manchons oo-axiaux 196, perforés et rainés, comportant des perforations radiales et des rainures longitu- dinales servant à transporter le lubrifiant jus qu'aux diffé- rentes surfaces de glissement. Le lubrifiant est refoulé avan- tageusement sous pression à travers un canal 197, au sortir de la pompe de graissage.
Dans une variante d'alimentation en combustible, comme celle qui est représentée dans les fig. 21 et 22, un ou plu- sieurs pulvérisateurs de combustible représentés dans leur
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ensemble par le numéro de référence 198 sont insérés dans le canal partant du compresseur et aboutissant à l'intérieur de la soupape. Chaque pulvérisateur est constitué par un ajutage de pulvérisation dont l'orifioe de sortie est commandé par une soupape à ressort 199 à laquelle le combustible est mené par un tuyau. 200 partant d'un dispositif d'alimentation sem- blable à celui qui est représenté à titre d'exemple dans les fig. 10 et 12.
Le pulvérisateur peut être supporté simplement par le tuyau 200, ou bien il peut être monté sur un rayon(ou une tra- verse dont plusieurs sont répartis autour de l'axe de la tur- bine, radialement et transversalement au oanal d'entrée entre la paroi intérieure de la chemise d'eau 56 et une paroi adje- oente à chemise d'eau 201 entourant un palier 202.
L'extrémité intérieure de la soupape 199 est renforcée au moyen d'une tête comportant des parties radiales élargies 203, comme cela est indiqué clairement en coupe dans la fig.22.
L'un des avantages de cet ensemble, cest qu'un mélange intime de combustible et d'air est obtenu avant l'entrée dans la soupape principale de distribution de la turbine, et qu'on dispose par conséquent, dans la chambre de combustion,d'un mélange qui se trouve à l'état le plus- favorable immédiatement après l'achèvement de la oompression.
La vitesse de la turbine peut être réglée au moyen d'un régulateur (non représenté) disposé de façon à coopérer avec le dispositif d'alimentation en combustible, pour couper ou réduire cette alimentation lorsque la vitesse augmente par suite d'une diminution de la charge. Le régulateur peut aussi servir à établir automatiquement 1allumage (électrique) alterna- tif lorsque la vitesse diminue,pour rétablir la combustion qui peut avoir oessé par suite de 1 interruption de 1 arrivée du combustible. En plus ou au lieu du dispositif qui vient d'être décrit, le réglage de la vitesse peut aussi être effectué par réduction de la pression ou de l'air arrivant aux chambres de
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combustion, à. l'aide de la soupape à modérateur 124.
Dans les dispositifs représentés les rotors de la tur- bine et du compresseur tournent à la même vitesse et en oonsé- quenoe le diamètre du rotor du compresseur sera nécessairement considérablement plus grand que oelude la turbine, pour que l'on.obtienne la vitesse voulue au sommet des ailettes.
Bien qu'on ait parlé d'eau et de vapeur pour le fluide réfrigérant assurant le refroidissement de différentes parties de 11 appareil, on peut utiliser un autre fluide réfrigérant si on le préfère.
Il est bien entendu que les dessins qui représentent 1 appareil décrit ne sont pas des dessins de oonstruotion et ne servent qu'a indiquer avec la préoision nécessaire la disposition d'ensemble, la forme et le fonotiomement relatif des parties constitutives de l'ensemble, en tant que cela est nécessaire pour faire oomprendrllinvèntion.
La turbine est destinée à utiliser des huiles combusti- bles ou huiles de gaz relativement lourdes, mais elle f@onc- tionnera aussi d'une façon satisfaisante avec des combustibles plus légers, tels que le pétrole. On donnera toutefois la pré- férenoe à des huiles relativement lourdes, à cause de leurs avantages bien oonnus,ee qui est rendu possible par le degré de turbulenoe que l'on peut obtenir dans les chambres de combustion pour le mélange de combustible et d'air, ainsi qu'en raison de l'adoption de l'allumage par une flamme.
Il est bien entendu que bien que l'on n'ait décrit et représenté qu'une rangée d'ailettes fixes et d'ailettes mobiles 43 et 50, on peut utiliser,dans le oadre de l'invention, tout nombre préféré d'étages d'ailettes,fixes et mobiles.
REVENDICATIONS.
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