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Turbine pour agent moteur fortement chauffé.
Les turbines qui fonctionnent avec un agent moteur chauffé tellement fortement que la température peut encore être supportée sans détérioration par les aciers résistants aux fortes chaleurs pour autant qu'ils ne soient pas soumis en même temps à des sollicitations mécaniques,, rendent désirable d'établir sans refroidis- sement les tuyères qui agissent sur le rotor pour éviter les pertes liées à un refroidissement. Ceci est d'autant plus important que les coefficients de transmission de chaleur pour les vitesses élevées de l'agent moteur dans les tuyères sont très élevés et que par conséquent aussi les quantités de chaleur cédées à l'agent de refroidisse- ment dans le cas d'un refroidissement sont considérables.
La présente invention concerne par conséquent une turbine pour agent moteur fortement chauffé, dans la- quelle la chambre annulaire de l'agent moteur, à partir de @
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laquelle les tuyères sont alimentées, est maintenue assem- blée par des ancrages placés avant la couronne de tuyères non refroidie. Pour pouvoir laisser les tuyères sans re- froidissement, elles doivent être maintenues fortement exemptes de sollicitations mécaniques et avoir la possi- bilité de se dilater librement.
Pour résoudre ce problème il a déjà été proposé d'insérer les différentes tuyères, ouvertes d'un côté dans la direction périphérique, dans des rainures annulaires permettant une dilatation dans la direction radiale, la disposition étant telle que les tuyères s'alignent l'une contre l'autre de sorte que le côté ouvert de chaque tuyère est fermé. Il est connu également déjà de mainte- nir ensemble par des ancrages radiaux les parois annulai- res coaxiales qui délimitent l'arrivée aux tuyères, pour débarrasser les tuyères de cette fonction.
On a également posé cet ancrage dans des lames de tuyère faites creuses parcourues par le liquide de refroidissement et on a éga- lement établi les lames de tuyère refroidies elles-mêmes comme liaisons résistant à la traction-
La présente invention consiste au contraire prin- cipalement en ceque lesancrages sont des ancragescreux parcourus par un fluide de refroidissement.
Le dessin représente l'invention. La fig. 1 Lion- tre une coupe méridienne à travers la chambre annulaire de l'agent moteur et la chambre de l'envelmppe dans laquelle fonctionne le rotor. Les fig. 2 et 3 montrent les tuyères qui agissent sur le rotor et l'espace situé devant ces tuyères, à plus grande échelle. La fig. 4 montre une coupe dans les tuyères, transversalement à la direction d'écou- lement.
La chambre annulaire 2 pour l'agent moteur for- @
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tement chauffé est entourée, à part une petite partie de la périphérie par la paroi 3 en acier résistant aux fortes chaleurs. Cette paroi est enveloppée extérieurement par la chemise 4 en pierres réfractaires mauvaises conductrices de la chaleur qui sont entourées par les parois 5 et 6, résistant à la pression et pourvues d'une chemise à eau. La pression qui règne dans la chambre annulaire 2 et se transmet par les fins joints et les pores de la doublure de pierres 4 aux parois 5 et 6, tend à écarter l'une de l'autre les parois 5 et 6, maintenues assemblées en 7 du côté opposé, à l'endroit où l'agent moteur chaud est amené sur toute la périphérie aux tuyères 8 qui agissent sur l'aubage du rotor 10.
Si on voulait utiliser.les parois des tuyères pour supporter ces forces, on devrait les refroidir fortement, car elles perdent trop fortement leur résistance lorsqu'elles s'échauffent à la. température de l'agent moteur en écoulement. Ce refroidissement entraînerait toutefois des pertes de chaleur considérables car la transmission de chaleur de l'agent moteur circulant très rapidement dans les tuyères est très importante. Pour cette raison les tuyères 8 sont maintenues exemptes de cette sollicitation mécanique de sorte qu'on peut renoncer à leur refroidissement. Ceci est rendu possible par le fait que l'on emploie des ancrages 9 creux, parcourus par un liquide de refroidissement, pour transmettre les forces de traction de la paroi 6 à la paroi 5.
Dans ce but, les ancrages creux 9 sont soudés par une extrémité à la paroi 6 et par l'autre extrémité à l'anneau 11 parcouru par le liquide de refroidissement et qui est relié de son côté à la paroi 5 au moyen des vis percées 12. Pour qu'on puisse souder facilement ces ancrages creux 9, la partie de l'enveloppe à laquelle appartient la paroi 6 est assem-
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blée par soudure aux endroits 13 et 14 au moyen de diffé- rentes pièces et il en est de même de l'anneau 11 aux endroits 15 et 16.
Aprèsla soudure des ancrages creux 9, les parties appartenant à une pièce peuvent être facile- ment reliées par soudure surtout qu'il s'agit de moitiés annulaires, car il est à recommander de subdiviser l'en- veloppe de la manière usuelle dans le plan médian hori- zontal ?
Par le fait que lesancrages creux sont parcou- rus par un liquide de refroidissement, leur température reste tellement basse qu'ils sont capables de transmettre les forces de traction de la paroi 6 à la paroi 5. Ceci est encore influencé favorablement par les chemises 17 en acier résistant aux fortes chaleurs qui entourent les ancrages creux nvec un jeu minime, de sorte que les an- crages ne sont pas baignés directement par l'agent moteur chaud en écoulement.
Mais ces chemises 17 réduisent en même temps et avant tout les pertes de chaleur. Un échauf- femont élevé n'est pas nuisible aux chemises 17 car elles n'ont à transmettre aucune force et sont placées par leur extrémité de façon librement dilatable dans des évidements des anneaux 18 et 19 et sont maintenues par ces anneaux dans la position correcte. Ces anneaux 18 et 19 sont ége- lement faits en acier résistant aux fortes chaleurs.
Par suite de la liaison rigide obtenue par les ancrages creux entre les différentes pièces de l'enveloppe résistant à la pression qui entourent la chambre de l'a- gent moteur, il est possible de monter les tuyères 8 de façon dilatable dans toutes les directions dans l'espace qui est délimité par les ancrages creux 9 et les deux par- ties annulaires 6 et 11 de l'enveloppe reliées par eux et qui fait suite aux ancrages creux 9 dans la direction de l'Il
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l'écoulement.
De ce fait, les tuyères sont formées avan- tageusement par des corps de tuyère dont les canaux de tuyère prennent naissance par juxtaposition de corps 8 en forme d'U en coupe transversale, ouverts d'un côté dans la direction périphérique et qui s'engagent l'un dans l'autre avec emboîtement comme le montre la fig. 4. Ces tuyères sont disposées de telle manière par rapport aux ancrages creux 9 et aux chemises 17 résistant aux hautes températures qui les enveloppent, que le trajet d'écou- lement de l'agent moteur se prolonge entre les chemises 17 jusque dans les ouvertures d'entrée des tuyères, de sorte que les ancrages creux 9 ne gênent pas l'arrivée de l'agent moteur aux tuyères 8.
Revendications.
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1/ Turbine pour agent moteur fortement chauffé, dans laquelle la chambre annulaire de l'agent moteur, à partir de laquelle les tuyères sont alimentées, est main- tenue assemblée par des ancrages placés devant la courenne de tuyères non refroidie, caractérisée en ce que les an- xrages sont des ancrages creux (9) parcourus par un fluide de refroidissement.