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Installation thermique de force motrice.
La présente invention concerne une installation ther- mique de force motrice dans laquelle un fluide de travail gazeux, de préférence de l'air, est comprimé à une pression relativement élevée dans au moins un compresseur et, ensuite, aussi porté à une température relativement élevée dans un échauffeur, par un apport de chaleur extérieure, pour être finalement détendu dans au moins une turbine en fournissant de l'énergie, le fluide de travail chauffé dans l'échauffeur étant recueilli dans un collecteur.
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Le but de l'invention est d'éviter autant que pos- sible les tuyauteries entre l'échauffeur et la turbine, étant donné que ces tuyauteries sont précisément exposées aux tempé- ratures élevées et aux dilatations thermiques qui en résultent, ce qui entraîne des réactions importantes dans les machines, ceux-ci provoquent de leur côté des contraintes indésirables de la matière, exigeant par conséquent l'interposition d'élé- ments spéciaux destinés à absorber les dilatations thermiques et à éviter les difficultés précitées. En conséquence, et suivant l'invention, le collecteur est directement raccordé à la tubulure d'entrée de la turbine. Il en résulte un ensemble plus compact et plus léger, ce qui est particulièrement favo- rable dans la construction des bateaux.
On évite également les difficultés qui résultent dans le cas de l'agencement d'une tuyauterie spéciale entre le collecteur de l'échauffeur et la turbine par suite de la dilatation thermique de cette tuyauterie. De plus, lee rayonnements de chaleur, précisément aux endroits où règnent les températures les plus élevées, sont inférieurs à ceux des installations connues, ce qui est favorable au rendement de l'ensemble. Du reste, ce rende- ment est même amélioré par le fait que les gaz chauds suivent le trajet le plus court possible en passant du collecteur dans la turbine, de sorte que les pertes d'écoulement sont rédui- tes dans la même proportion.
En ce qui concerne le prix d'a- chat, l'invention permet d'obtenir un avantage dans ce sens q'il est possible de réaliser des économies de matière grâce à la suppression d'une tuyauterie spéciale précisement aux endroits où il est nécessaire d'utiliser des matériaux de haute résistance à chaud et stable à la chaleur, donc coûteux, à cause des températures élevées de fonctionnement.
D'autre part, pour éviter autant que possible les contraintes de la matière provenant de dilatations de la turbine et du collecteur, l'axe du collecteur, formé par un corps de révolution, est de préférence orienté perpendiculaire- ment à l'axe horizontal de la turbine et, pour cette dernière, on peut prévoir dans son plan médian horizontal, et dans un palier, deux points fixes situés dans un plan passant par l'axe du collecteur et perpendiculaire à l'axe de la turbine.
Un mode de réalisation de l'objet de l'invention est représenté sur le dessin annexé à titre d'exemple, sur lequel:
La fig. 1 représente l'échauffeur et la turbine, essentiellement en une coupe axiale longitudinale, d'une
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installation thermique de force motrice fonctionnant avec de l'air et du genre précité.
La fig. 2 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne II-II de la fig. 1.
Sur les figures du dessin, 1 désigne un échauffeur d'air muni d'une tubulure d'admission 2, à travers laquelle il reçoit de l'air comprimé qu'il faut porter à une température relativement élevée. Cette tubulure 2 est raccordée à un distri- buteur annulaire 3, qui répartit l'air à chauffer sur un cer- tain nombre de faisceaux tubulaires 4, léchés par les produits de combustion chauds provenant d'un foyer 5 et sortant par une tubulure 6, de sorte que l'air traversant les faisceaux tubu- laires 4 est porté à une température relativement élevée.
L'air chauffée dans les différents faisceaux tubulaires 4 entre dans un collecteur 7, formé par un corps de révolution, et qui est directement raccordé à la tubulure d'admission 8 d'une turbine 9 à.axe horizontal. L'axe du collecteur 7 est orienté perpendiculairement à l'axe de la turbine 8, 9. Il en résulte qu'aucune tuyauterie n'est intercalée entre le collecteur 7 et la turbine 8, 9. En 10 sont indiquées des colonnes supportant l'échauffeur 1.
Dans un palier 11, on prévoit pour la turbine 8, 9, et dans son plan médian horizontal, deux points fixes 12 et 13 dont la ligne des centres est située dans un plan passant par l'axe du collecteur 7, et perpendiculaire à l'axe de la turbi- ne. En partant de ces points fixes 12 et 13, la turbine 8,9 et, par conséquent, indirectement même le collecteur 7, peu- vent se dilater librement, de sorte qu'il se présente entre le collecteur 7 et la tubulure 8 de la turbine aucune dilata- tion thermique dangereuse pour ces organes.
Lorsque l'invention est appliquée à une installation thermique de force motrice dans laquelle le fluide de travail circule en circuit fermé, elle permet d'améliorer le réglage de l'installation grâce au volume plus réduit de fluide de tra- vail entre le collecteur et la turbine, car ce fait a pour conséquence d'augementer la rapidité avec laquelle l'installa- tion s'adapte à une charge modifiée. Ce volume plus réduit produit également un effet avantageux lorsqu'on remplace 1!air par un gaz relativement coûteux tel que l'hélium ou un mélange à base d'hélium, étant donné que les dépenses occasionnées par
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un fluide de travail de ce genre sont alors plus réduites.
REVENDICATIONS:
1. Installation thermique de force motrice, dans la- quelle un fluide de travail, de préférence de l'air, est comprimé à une pression relativement élevée dans au moins un compresseur et, ensuite aussi porté à une température relativement élevée dans un échauffeur, par un apport de chaleur extérieure, pour être finalement détendu dans au moins une turbine en fournissant de l'énergie, le fluide de travail chauffé.dans l'échauffeur étant recueilli dans un collecteur, caractérisée en ce que le collecteur est di- rectement raccordé à la tubulure d'admission de la turbine.