BE486281A - - Google Patents

Description

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  "Perfectionnements apportes aux paliers pour des turbines ou machines analogues." 
L'invention est relative à des paliers pour des turbines et des machines analogues dans lesquelles circule un fluide et elle concerne, plus spécialement, des turbines à gaz destinées à fonctionner à des tem- pératures élevées. Les paliers des machines de ce genre à moins que le rotor et les parties du stator qui le supportent soient refroidis, sont chauffés par conducti par la matière constituant le rotor et le stator, jus- qu'à ce que leur température devienne à peu près égale à celle du courant du fluide actif. Dans ces conditions il devient absolument nécessaire de prévoir des moyens pour refroidir les paliers.

   De plus, dans le cas d'une turbine dont le rotor fonctionne à une température exceptionnellement élevée et possède une ma sse consi- dérable qui absorbe des quantités importantes de chaleur 

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 et qui demande un temps assez long pour s'arrêter quand le débit du fluide chaud est interrompu, il est néces- saire que le refroidissement continue à se faire effi- cacement quand le rotor cesse de tourner. 



   La présente invention a pour but de réaliser un palier pour une turbine dont les caractéristiques sont telles que son refroidissement reste efficace pen- dant la mise à l'arrêt de la turbine. Elle a également pour but d'agencer le palier de manière qu'il convienne à une turbine ou à une machine analogue, traversée par un fluide, plus spécialement à une turbine ayant les caractéristiques   susindiquées,   afin que ce palier continue à être refroidi d'une manière particulièrement efficace. 



   L'invention a pour objet un palier de rotor pour une turbine à gaz et dans lequel circule un flui- de refroidisseur dans et autour de ses organes, cette      circulation étant maintenue d'une manière indépendante de la rotation du rotor. Le fluide est fourni eu palier par une source dans laquelle on maintient la pression, nécessaire à cette alimentation, et cela d'une manière indépendante du fonctionnement du rotor dont l'arbre est tourillonné dans le palier de sorte que le fluide refroidisseur continue à circuler dans le palier quand le rotor cesse de tourner de sorte que le palier ne risque pas d'hêtre abimé quand la température monte par le transfert au palier de la chaleur résiduelle et élevée qui subsiste dans le rotor après que celui-ci cesse de fonctionner normalement. 



   L'invention a également pour objet un palier pour une turbine ou autre machine traversée par un fluide à température élevée, ce palier entourant un tourillon qui est logé, avec le palier qui l'entoure, dans une boîte, l'ensemble comportant des chambres 

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 pour le passage d'un fluide refroidisseur et qui s'é- tendent axialement au-delà ou tout au moins sur toute la longueur axiale du palier tout en étant réparties autour de celui-ci, pour entourer autant que possible les parties du palier qui sont mobiles les unes par rapport aux autres.

   Ces chambres ou groupes de chambrer peuvent être orientées radialement vers l'intérieur ou vers l'extérieur et flanquent, de préférence, les parties relativement mobiles du palier afin que le fluide, qui les traverse, puisse former un isolement thermique contre le transfert de la chaleur depuis le tourtllon vers les pièces du palier qui   l'entourent   en limitant ce transfert à celui de la chaleur qui te- verse la paroi du tourillon creux après refroidisse- ment. 



   Pour un mode de réalisation constructif de l'invention et dans le cas où le rotor est fixé à un tourillon, on a recours à une bague de roulement qui   @   toure le tourillon et est logée dans une boite pour former, en premier lieu, une chambre, orientée radia- lement vers l'intérieur et qui entoure le tourillon de part et d'autre de la bague, en deuxième lieu, d'au- tres chambres, établies respectivement entre la botte du palier et le rotor à l'extrémité écartée du rotor tout en entourant également le tourillon, de sorte que oe dernier est entouré de ces chambres sur la plus grande partie de sa largeur et, en troisième lieu, une chambre Orientée radialement vers l'extérieur et qui entoure la bague de roulement pour restreindre la transmission de la chaleur vers l'intérieur et vers celle-ci.

   Le tourillon lui-même peut être creux et comporte, de préférence, une structure interne qui délimite une chambre annulaire le long de sa face in- terne. 



    Des liaisons et lumières de transfert apprort   

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 priées sont prévues pour permettre la circulation du liquide refroidisseur par chacune de ces chambres et son écoulement depuis et vers la source d'alimentati on, ces liaisons étant, de préférence, telles que l'ad mission de ce fluide à l'intérieur du palier soit in- dépendante de celle de la boite et de la chambre qui -entoure celle-ci.

   Par conséquent on peut avoir re- cours à une seule alimentation reliée à la chambre entourant la bague de roulement, cette chambre étant reliée, à son tour, à la bote et à la chambre établie entre la boite et le rotor alors qu'une autre alimenta tion peut être reliée à la chambre du côté de la boî- te qui est opposé à celui où se trouve le rotor, la première de ces chambres pouvant être subdivisée en compartiments successifs, dans le sens axial et dont un comporte une lumière de transfert pour introduire le fluide dans la chambre annulaire, ménagée dans le tourillon alors que l'autre compartiment comprend une lumière de transfert propre à recevoir le fluide pro- venant du palier. 



   L'alimentation en fluide refroidisseur a lieu depuis une source capable de conserver la pression d'a limentation, indépendamment du fonctionnement du ro- tor, par exemple par une ou plusieurs pompes entrai-   nées:par   un ou plusieurs moteurs indépendants ou par une partie de l'installation qui continue à tourner quand le rotor est   arrête.   Des moyens de commande sont prévus, de préférence, pour permettre que l'alimenta- tion soit réglée indépendamment suivant les exigences respectives du refroidissement du palier et celui du tourillon. 



   Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, la chambre, qui entoure le palier   et/ou   l'amneau formé à l'intérieur du coussinet, est subdivisée par des nervures ou analogues pour obtenir un écoulement   @   

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 circonférentiel par des canaux adjacents dans le sens axial et qui sont traversés successivement par le flui- de refroidisseur quand celui-ci traverse la chambre . être Ces nervures peuvent/   agencées   de manière à former des canaux hélicoïdaux. 



   Le dessin ci-annexé montre à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention. 



   La fig.l montre, en coupe axiale (parties en élévation), une partie d'un rotor de turbine avec se tuyère et un palier établi selon l'invention. 



   La fig.2 montre, en élévation, une partie de ce palier. 



   La fig.3 est une coupe selon   III-III   delà   fig.l   
La fig.4 montre, schématiquement, les différent organes destinés à fournir du fluide refroidisseur au palier. 



   Sur le dessin on a désigné par 1 l'extrémité à haute pression du rotor d'une grande turbine à gaz à plusieurs étages et à laquelle est fixé un tourillon sous forme d'un bout d'arbre creux 2. Ce dernier est supporté   parune   bague à rouleaux   3   montée dans un cous- sinet fixe 4 qui, à son tour, est logée dans une boite principale 5 fixée à un diaphragme 6 dont la périphé- rie supporte le dispositif fixe 7 de la tuyère de la turbine. Le coussinet 4 est écarté radialement du tourillon et un joint annulaire 8, monté sur ce der- nier et coopérant avec le coussinet pour délimiter une extrémité d'une chambre 9 contenant la bague de roulement.

   Un manchon 10 est logé dans le coussinet   4 et il porte trois nervures 11, 12 et 13, orientées @   dialement vers l'intérieur, qui sont respectivement en contact avec des segments d'étanchéité 14 logés dans le tourillon 2. Le manchon 10 délimite ainsi l'autre extrémité de la chambre 9 et deux autres 

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 chambres 15 et 16, qui entourent le tourillon . 



   Le coussinet 4 porte des nervures externes formant un canal hélicoïdal 17 et il est entouré par la boite principale 5 du palier. Celle-ci comporte, du cote du rotor, un écran 18 coopérant avec une ba- gue d'étanchéité   19,   fixée sur le rotor, pour délimiter une autre chambre annulaire 20 entourant le tourillon, entre le palier et le rotor. 



   La boite 5 comporte, à sa partie supérieure, une entrée 26 reliée à un conduit 27 amenant de l'huil- depuis une source appropriée au passage hélicoïdal 17. 



  Celui-ci communique, par une lumière de transfert 29 avec la partie supérieure de la chambre 20. La boîte 9 débite dans la partie inférieure de la chambre 20 par une lumière 30 et la chambre 20 comporte une sor- tie 31 qui ramène l'huile à la source d'alimentation. 



  Le manchon 10 est relié à un autre conduit d'alimenta- tion 32 qui amène l'huile, par un passage 33, dans la partie supérieure de la chambre 15, la partie de la paroi du tourillon, entourée de cette chambre, compor- tant des orifices 34 établissant la communication a- vec le   canal,   hélicoïdal 21, ces orifices étant   orien-   tés tangentiellement   (figs.3   et 3) pour introduire 1' huile dans le canal hélicoïdal avec un degré de tur- bulence qui correspond à l'angle formé par l'hélice. 



  Le passage hélicoïdal communique avec l'intérieur du tourillon   2   par un orifice 34 qui débouche dans une chambre délimitée par des éléments de fermeture 25 et par le manchon 22. Le fluide quitte cette chambre par une sortie 37 et retourne à la source. Celle-ci est constituée par un puits 38   (fig.4)   et l'huile est prélevée dans celle-ci par des pompes 39 et 40, en- traînées respectivement par des moteurs indépendants 40 et 41, pour être fournie au palier par des conduits d'alimentation 27 et 32 munis de distributeurs indé- 

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 pendants 42 et   43.   L'huile est ramenée au puits par les conduits de retour 31 et 37. 



   Ce dispositif permet de régler les alimenta- tions conformément àux exigences des différentes par- ties du palier et cela d'une manière indépendante. La bague de roulement   estvégalement   lubrifiée d'une manié re automatique alors que le tourillon est, de toute façon, complètement entourée sur la plus, grande partie de sa longueur par une masse réfrigérante. La bague de roulement est, d'autre part, isolée thermiquement par la chambre à huile 17, qui l'entoure, de sorte. qu'il ne subsiste qu'un passage négligeable pour la transmission de la chaleur depuis le diaphragme 6. De même, le seul trajet, qui subsiste pour la chaleur dans les parties ainsi entourées, est celui qui se fait par conduction ,par la paroi du tourillon creux, depuis le rotor. 



   REVENDICATIONS. l.- Un palier de rotor pour une turbine à gaz dans lequel circule un fluide refroidisseur dans   . et   autour de ses organes, cettecirculation étant main= tenue d'une manière indépendante de la rotation du rotor. 

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

Claims (1)

1. 2.- Un palier pour une turbine ou autre ma- chine traversée par un fluide à température élevée, ce palier entourant un tourillon qui est logé, avec le palier qui l'entoure, dans une boite, l'ensemble comportant des: chambres pour le passage d'un fluide refroidisseur et qui s'étendent axialement au-delà ou tout au moins sur toute la longueur axiale du palier tout en étant réparties autour de celui-ci, pour entourer autant que possible les parties du pa- lier qui sont mobiles les unes par rapport aux autre,? 3.

   - Un palier tel que spécifié sub 2 pour <Desc/Clms Page number 8> lequel on a recours à une bague de roulement qui en- toure le tourillon et est logée dans une botte pour former, en premier lieu, une chambre orientée radis- lement vers l'intérieur et qui entoure le tourillon de part et d'autre de la-bague, en @@@ deuxième lieu, d'autres chambres établies respectivement entre la boîte du palier et le rotor à l'extrémité écartée du rotor tout en entourant également le tourillon, de sorte que ce dernier est entouré de ces chambres sur la plus grande partie de se largeur et, en troisième lieu, une chambre orientée radialement vers l'exté- rieur et qui entoure la bague de roulement pour res- treindre la transmission de la chaleur vers l'intérieu et vers celle-ci.

   4.- Un palier tel que spécifié sub 2 ou 3 pour lequel on ménage dans le tourillon un alésage axial dans lequel est logé un manchon qui forme dans ce tou- rillon une chambre annulaire et axiale.

   5. - Un palier tel que spécifié sub 2, 3 ou 4 d dans lequel on subdivise la chambre axiale du tourilè Ion ou une chambre établie dans le palier et orientée radialement vers l'extérieur par des nervures ou ana- logues pour obtenir un écoulement circonférentiel du fluide refroidisseur par des canaux axialement adja- cents et qui sont traversés successivement par ce fluide quand celui-ci passe dans chacune desdites cher, bre s.

   6. - Un palier tel que spécifié sub 5 dans le- quel on agence les nervures de manière qu'elles fei- ment des canaux hélicoïdaux pour l'écoulement du flui- de refroidisseur.

   7.- Un palier tel que spécifié sub 2,3,4,5 ou 6 dans lequel on relie certaines desdites chambres, pour former un passage pour le fluide refroidisseur., ce passage étant indépendant de celui ou de ceux for- <Desc/Clms Page number 9> més par la ou les chambres restantes, ces passages indépendants comportant leurs propres alimentations.

   8.- Un palier tel que spécifié sub 3 ou les revendications qui en dépendent, pour lequel on diri- ge le fluide refroidisseur depuis une alimentation ver. la chambre, orientée vers l'extérieur, de la bague de roulement, le fluide, fourni par l'autre alimentation, étant dirigé vers la chambre orientée radialement vers l'intérieur de ladite bague.

   9.- Un palier tel que spécifié sub 8, pour le- quel on fait passer le fluide refroidisseur débité par la première alimentation, par la chambre, orientée radialement vers l'extérieur du palier, par la boite de celui-ci et par une des chambres établies à côté de cette boite, alors que le fluide refroidisseur, fourni par la deuxième alimentation, passe par l'autre des chambres, établies à côté de la boîte et par la chambre orientée radialement vers l'intérieur du pa- lier et ménagée dans le tourill on.

   10.- Un palier tel que spécifié sub 4, dans lequel on fait passer le fluide refroidisseur par une lumière ménagée dans la paroi du tourillon et déboucha. dans la chambre annulaire de celui-ci pour traverser celle-ci axialement et s'écouler ensuite axialement en sens inverse autour du manchon et s'échapper par une deuxième lumière, ménagée dans la paroi du touril- lon.

   11.- Un palier tel que spécifié sub 10, dans lequel on dirige le fluide refroidisseur vers et à partir de ladite chambre annulaire à l'aide d'une chambre, qui entoure le tourillon et qui est subdivi- sée pour former des compartiments séparés dans lesquel le fluide peut s'écouler suivant les directions voulue 12.- Une turbine à gaz avec un palier tel que spécifié sub 1 et à laquelle on fait comporter des moyens propres à produire l'écoulement d'un fluide <Desc/Clms Page number 10> et qui comprenant une ou plusieurs pompes,

   entraînées ou par un/plusieurs moteurs indépendants du rotor de la machine ou par un mécanisme adjoint à la machine et qui continue à fonctionner quand la machine est arrêtée 13.- Une turbine à gaz telle que spécifiée sub 12 pour laquelle on a recours à des moyens pour régler le débit du fluide refroidisseur conformément aux exi- gences pour le refroidissement et l'isolement thermi- que du palier.

   14.- Une turbine à gaz avec un palier tel que spécifié sub 8 ou 9 pour laquelle on règle mndépendam- ment la première et la deuxième alimentation du fluide conformément aux exigences individuelles pour le re- froidissement des chambres orientées radialement vers l'extérieur et vers l'intérieur du palier.

   15.- Un palier pour turbine à gaz constitué et refroidi en substance comme décrit et comme montré sur le depsin ci-annexé.