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Installation thermique de force motrice.
Les installations thermiques de force motrice, com- portant une ou plusieurs turbines à gaz, sont connues. En général, elles comportent une ou plusieurs turbines à gaz qui entraînent un ou plusieurs compresseurs de gaz. Le gaz fourni par ces com- presseurs est chauffé, puis amené à la turbine où il se détend.
La puissance totale fournie par les turbines, di- minuée de la puissance absorbée par les compresseurs, constitue la puissance utile de l'installation.
En général, ces installations ne se réalisent que pour de fortes puissances. Pour de petites puissances, le rendement est si bas qu'on leur préfère des machines qui, pour ces faibles puissances, ont un rendement plus élevé. Le faible rendement des turbines à gaz résulte entre autres du fait qu'en général, lorsque
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les quantités de gaz en circulation sont petites, les pertes sont relativement élevées.
On peut obvier aux inconvénients précités en réa- lisant conformément à l'invention, l'installation thermique de force motrice de façon qu'elle comporte un ou plusieurs moteurs à gaz chaud, une ou plusieurs turbines à gaz et un ou plusieurs compresseurs, toutes ces machines étant conjuguées.
La combinaison de moteurs à piston à gaz chaud et de turbines à gaz dans la même installation offre plusieurs avan- tages. Du point de vue thermodynamique, le moteur à piston à gaz chaud diffère peu de la turbine à gaz ; les deux machines, la chaleur est fournie d'une manière ininterrompue, contrairement au moteur à combustion interne, et le fluide moteur conserve tou- jours le même état physique, contrairement aux installations com- portant, comme fluide actif, de la vapeur. Les moteurs à piston à gaz chaud et les turbines à gaz offrent un sérieux avantage: le combustible utilisé ne doit pas satisfaire à des conditions particulièrement sévères, alors que les moteurs à combustion in- terne nécessitent un carburant de bonne qualité.
En général, les moteurs à piston à gaz chaud peu- vent aussi se réaliser avantageusement pour de petites puissances, contrairement aux turbines à gaz usuelles qui ne conviennent que pour de fortes puissances. Fait étonnant, une combinaison ju- dicieuse d'un ou plusieurs moteurs à piston à gaz chaud et d'une ou plusieurs turbines à gaz, le tout complété par un ou plusieurs compresseurs, permet d'obtenir une installation thermique de for- ce motrice qui permet de tirer tout le parti possible des proprié- tés favorables des deux genres de machines, tout en créant la possibilité de faire fournir ainsi par l'installation toute puis- sance pratiquement désirable avec un rendement convenable.
En outre, la combinaison conforme à l'invention permet de faire travailler les moteurs à piston à gaz chaud avec un plus grand
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excès d'air dans les gaz de combustion qu'il n'est désirable dans ces moteurs, sans que le rendement s'en trouve affecté. Le plus grand excès d'air permet d'abaisser notablement la tempéra- ture dans la chambre de combustion, ce qui offre plusieurs avanta- ges d'ordre constructif.
L'installation thermique de force motrice conforme à l'invention peut avoir un rendement très élevé, lorsque, con- formément à une forme de réalisation de l'invention, au moins une partie des gaz de combustion de la machine à piston à gaz chaud est ramenée vers la turbine à gaz et y est détendue.
On a déjà proposé d'utiliser, au moins en partie, les gaz de combustion d' un moteur à piston à gaz chaud qui quittent le dispositif de chauf- fage, pour préchauffer l'air de combustion; lorsqu'on amène cet air de combustion, par exemple sous pression, au dispositif de chauffage du moteur à piston à gaz chaud, les gaz contiennent encore une quantité d'énergie telle qu'au moins une partie de la capacité calorifique peut être utilisée dans la turbine à gaz, tandis qu'une autre partie ne servira au préchauffage de l'air de combustion de préférence qu'après le passage dans la turbine à gaz. Ceci augmente le rendement total de l'installation.
La présente invention peut se réaliser de plusieurs façons.
C'est ainsi que la puissance engendrée par les mo- teurs à gaz chaud de l'installation peut s'utiliser à l'extérieur tandis que le compresseur est entraîné par une ou plusieurs turbi- nes à gaz. Dans cette forme de réalisation de l'invention, le mo- teur à piston à gaz chaud constitue donc la machine principale, tandis que la turbine à gaz fait office de machine auxiliaire.
Dans cette forme de réalisation, le rendement de l'installation totale peut être assez élevé, même avec l'emploi d'une turbine à gaz de puissance assez faible, car la turbine à gaz et le compresseur qu'elle entraîne sont des machines auxiliaires et dans
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ces deux machines, la différence de pression est assez faible.
Dans cette forme de réalisation de l'invention, il est parfois possible de prélever des gaz de combustion de la tur- bine,une puissance plus grande que celle qui est nécessaire à l'entraînement du compresseur. Dans une forme d'exécution avantageuse de l'invention, ce surplus de puissance est aussi cédé à l'extérieur, cette disposition permet aussi d'augmenter le rendement total de l'installation. Inversement, dans certains cas, il est désirable de compléter par le moteur à piston à gaz chaud un manque de puissance des turbines pour l'entraînement du compresseur.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, un ou plusieurs des compresseurs qui fournissent le fluide à la turbine à gaz, sont entraînés par un ou plusieurs moteurs à pis- ton à gaz chaud. Dans cette forme de réalisation,la turbine à gaz constitue donc la machine principale tandis que l'ensemble cons- à gaz titué par le moteur à piston/chaud et le compresseur qu'il entraî- ne, forme la machine auxiliaire. Comparativement aux installations usuelles de turbines à gaz, dans lesquelles on utilise des com- presseurs entraînés par les turbines et dans lesquelles la puis- sance engendrée par les turbines est donc cédée en grande partie au compresseur, dans cette forme de réalisation de l'invention, la puissance engendrée par la turbine est cédée à l'extérieur to- talement ou du moins en plus grande partie que dans les installa- tions usuelles.
Dans une installation de turbines à gaz, il est connu d'entraîner le compresseur par une ou plusieurs machines à piston séparées. L'emploi pour ces machines à piston de mo- teurs à piston à gaz chaud offre plusieurs avantages : tant le moteur à piston à gaz chaud que la turbine à gaz peuvent être chauffés par le même combustible ( de qualité inférieure) et l'on peut utiliser des chambres de combustion communes.
En outre, la capacité calorifique résultant de la différence de température, entre les gaz de combustion au moment où ils quit- tent le dispositif réchauffeur des moteurs, et la température
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ambiante, peut être transformée directement, donc d'une manière plus rationnelle du point de vue thermodynamique, en énergie mécanique dans une machine thermique plutôt que d'être utilisée dans le préchauffeur d'air usuel d'un moteur à piston à gaz chaud.
De préférence, suivant une forme d'exécution de l'invention, l'installation thermique de force motrice comporte une ou plusieurs turbines ainsi qu'un ou plusieurs compresseurs entraînés par un ou plusieurs moteurs à piston à gaz chaud et, dans cette installation, le combustible est amené, en même temps 'qu'au moins une partie du fluide fourni par les compresseurs, à un ou plusieurs brûleurs qui font office de source thermique pour les moteurs à piston à gaz chaud, tandis/que les gaz de combustion provenant de ces brûleurs, après leur passage dans le dispositif dans lequel.ils cèdent la chaleur destinée aux moteurs piston, à gaz chaud, sont utilisés, éventuellement avec le fluide fourni directement par le compresseur, comme agent moteur dans les tur- bines. Cette forme de réalisation de l'invention offre plusieurs avantages.
Alors que, dans cette installation, le grand excès d'air inévitable n'affecte pas le rendement de l'installation, il simplifie la construction des chambres de combustion, car les températures réglant dans ces chambres sont plus basses. Ces températures plus basses ne doivent pas affecter la transmission . de la chaleur des gaz de combustion aux parois du dispositif dans lequel ils cèdent de la chaleùr aux moteurs à piston à gaz chaud, car à pression croissante, le coefficient de transmission de chaleur augmente.
Le calcul montre que, comparativement a x installa- tions thermiques de force motrice connues comportant uniquement des turbines à gaz et des compresseurs entraînés par ces turbines, le rendement total de l'installation ainsi réalisé conformément à l'invention, reste au moins la même aux fortes puissances, tandis que, pour de faibles puissances, ce rendement total peut
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être plus élevé et même notablement plus élevé. En outre, compara- tivement aux installations connues, les quantités de fluide né - cessaires sont beaucoup plus petites. Il en résulte que les com- presseurs et les sections de passage peuvent être plus petite . ce qui offre évidemment des avantages. Enfin, l'installation ainsi réalisée est beaucoup moins sensible aux variations de la tempé- rature ambiante.
Suivant une autre forme de réalisation de l'invention lorsque les gaz de combustion ont quitté le dispositif auquel ils cèdent la chaleur destinée au moteur à gaz chaud et avant qu'ils ne pénétrent dans une turbine à gaz, ils traversent une chambre de combustion dans laquelle on ajoute du combustible au gaz, et dans laquelle on provoque la combustion du mélange. Ceci est possible parce qu'on dispose d'un excès d'air et qu'après la com- bustion dans le moteur à piston à gaz chaud, les gaz de combustion contiennent une certaine quantité d'oxygène non utilisé.
Suivant une autre forme de réalisation de l'invention, une partie du flui- de fourni par les compresseurs peut être amenée, en parallèle avec la partie du fluide que ces compresseurs fournissent à la chambre de combustion du moteur à travers une autre chambre de combustion, dans laquelle du combustible est mélangé avec le fluide et est mis en combustion, opération après laquelle ce fluide chauffé est uti- lisé éventuellement avec les gaz de combustion provenant de la chambre de combustion du moteur, comme agent moteur dans une ou plusieurs turbines.
De préférence, dans une forme de réalisation de l'invention, le nombre de moteurs à piston à gaz chaud est plus grand que le nombre de turbines. Ceci permet d'utiliser des groupes, comprenant des moteurs à piston à gaz chaud et des compresseurs, de dimensions assez petites par rapport à la puissance de la turbine, groupes que l'on peut
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fabriquer en grande série et dont la fabrication est donc meilleur marché ; plus, et agencement augmente' la sécurité de fonctionnement de l'installation.
Dans une autre forme de réalisation de l'in- vention, il est avantageux que la puissance totale engendrée par les moteurs à piston à gaz chaud soit égale à la puissance totale nécessitée pour les com- presseurs, car ceci simplifie l'installation. Cepen- dant, on peut aussi céder à l'arbre de la turbine ( ou en prélever) le surplus (ou le déficit) de puisssance des moteurs à piston à gaz chaud nécessaires à l'entraî- nement des compresseurs.
De préférence, aussi suivant une forme de réalisation de l'invention, la puissance de toute l'ins- tallation se règle en modifiant la puissance des mo- teurs à piston à gaz chaud. On tire donc parti de la possibilité de réglage très simple qu'offrent les, moteurs à piston à gaz chaud modernes pour régler la puissance de toute l'installation, car, en première approximation, la puissance demandée par le compresseur est propor- tionnelle à la puissance fournie par la turbine à gaz.
En outre,pour le réglage, on peut mettre en service ou hors service, un ou plusieurs groupes mo- teurs à piston à gaz chaud compresseurs, ce qui permet d'obtenir un réglage particulièrement économique.
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Dans une forme de réalisation de l'invention, il peut être avantageux de comprimer d'abord le fluide, dans un ou plu- sieurs compresseurs, à une pression assez basse et de le compri- mer ensuite dans un ou plusieurs autres compresseurs, à une pres- sion plus élevée, le compresseur à basse pression étant entraîné directement ou indirectement par une ou plusieurs turbines à gaz, tandis qu'un ou plusieurs,compresseurs à haute pression sont entrai nés par un ou plusieurs moteurs à piston à gaz chaud. En outre, aussi conformément à une forme de réalisation de l'invention, les compresseurs à basse pression peuvent être des turbo-compres seurs.
En effet, le rendement des turbo-compresseurs est en gé- néral optimum pour un grand débit de gaz et de faibles rapports de compression; de ce fait, ces compresseurs conviennent particu- lièrement bien aux premiers étages de compression pour lesquels l'entraînement par turbine est intéressant, par suite du nombre de tours élevé qui permet d'accoupler directement le compresseur à la turbine. Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, les turbo-compresseurs peuvent être entraînés par une ou plusieurs turbines à gaz séparées.
De préférence, suivant une autre forme d'exécution de l'invention, les compresseurs à pression élevée sont du type à piston. Pour les pressions élevées, le compresseur à piston peut avoir un bon rendement et de plus, être peu encombrant. Dans ce cas, il est possible de réaliser la combinaison moteur à piston à gaz chaud-compresseur sous forme de machine tandem, dans laquel- le les transmissions entre les pistons des machines à gaz chaud et ceux des compresseurs sont donc supprimées.
Le rendement de l'installation thermique de force mo- trice conforme à l'invention peut encore être amélioré, lorsque, conformément à une autre forme d'exécution, le fluide comprimé dans le compresseur traverse un ou plusieurs échangeurs de chaleur dans lesquels le fluide comprimé est en contact thermique avec les-
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gaz d'échappement de la turbine ou du moteur à piston à gaz chaud.
On peut aussi augmenter le rendement en utilisant, suivant une autre forme de réalisation de l'invention, comme fluide actif, un gaz autre que de l'air dans les parties de l'ins- tallation où se décrit un cycle fermé. Dans les turbines à gaz chaud,à cycle fermé, il est connu d'utiliser, comme fluide ac- tif, un gaz autre que l'air; cependant, les quantités de gaz re- quises sont alors très grandes et de plus, les possibilités de f¯¯uite sont aussi très grandes.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exem- ple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La Fig. 1 représente une installation thermique de force motrice conforme à l'invention, dans laquelle la machine principale est un moteur à piston à gaz chaud.
Les Figs. la et lb donnent des exemples de réalisation de variantes entrant dans le cadre de l'invention, du dispositif représenté sur la Fig. 1.
La Fig. 2 montre une installation thermique de force motrice conforme à l'invention, dans laquelle la machine princi- pale est une turbine, tandis que les Figs. 3, 3a, 4, 4a, 5, 5a, 5b, 6, 7, 7a, et 8 représentent des variantes de la forme d'exé- cution montrée sur la Fig. 2.
Sur la Fig. 1, une turbine à gaz chaud 1 entraîne un compresseur 2. Celui-ci aspire de l'air à travers une canalisa- tion 3; après compression, cet air quitte le compresseur par une canalisation 4 et est amené dans la chambre de combustion5. Une canalisation 6 amène dans cette chambre le combustible. La chaleur des gaz de combustion est amenée directement ou indirectement à un moteur à piston à gaz chaud 7. Losque les gaz de combustion ont cédé de la chaleur au moteur à piston à gaz chaud 7, ils sont
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conduits, par une canalisation 8, à la turbine à gaz chaud 1 et après détente, ils s'échappent de la turbine 1 par une canalisation 9.
Dans cette forme de réalisation de l'invention, la turbine 1 entraîne donc le compresseur 2, de préférence un turbo-compres- seur,tandis que la puissance engendrée par le moteur à piston à gaz chaud 7, est cédée à l'extérieur, à la machine A.
Sur la Fig. la, les organes correspondant à ceux de la Fig. 1 portent les mêmes chiffres de référence. Dans l'instal- lation représentée sur la Fig. la on a prévu un échangeur de cha- leur 5a que traverse, d'une part, l'air provenant du compresseur et d'autre part, les gaz détendus provenant de la turbine. La chaleur que contiennent encore ces gaz, est donc utilisée, ce qui favorise le rendement de l'installation.
Sur la Fig. lb, les organes correspondant à ceux de l'installation représentés sur la Fig. 1 ou la, portent les mêmes chiffres de référence; l'air comprimé par le compresseur 2, tra- verse encore l'échangeur de chaleur 5a. Cependant, cet air ainsi chauffé n'est pas guidé vers la chambre de combustion du moteur à gaz chaud 7, mais est d'abord amené dans la turbine 1 où il se détend. Ensuite, l'air. est amené, par la canalisation 9, vers la chambre de combustion 5 du moteur à gaz chaud 7; la canalisation 6 amène dans cette chambre du combustible, le mélange brûle et cède directement ou indirectement sa chaleur au moteur à piston à gaz chaud 7 qui entraîne la machine A. Les gaz de combustion sont amenés, par une canalisation 8, à l'échangeur de chaleur 5a, y cèdent leur chaleur et sont ensuite évacués.
Sur la Fig. 2, un moteur à piston à gaz chaud 10 en- traîne un compresseur 11. L'air est aspiré par le compresseur à travers une canalisation 12 et,après compression, cet air quitte le compresseur par une canalisation 13. L'air comprimé est amené dans une chambre de combustion 14, où il se mélange avec du com- bustible et où il brûle. La chaleur qui en résulte est cédée direc- tement ou indirectement au moteur à piston à gaz chaud 10 . Ensui-
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te les gaz de combustion encore chauds sont amenés, par une ca- nalisation 15, dans une turbine à gaz chaud 16, dans laquelle ils se détendent. Ils quittent la turbine à gaz chaud par une canalisation 17.
Dans l'installation montrée sur cette figure, le moteur à piston à gaz chaud 10 sert donc uniquement à en- traîner le compresseur 11 et la puissance développée par la tur- bine 16 est cédée à l'extérieur à la machine A.
Le calcul prouve que le rendement thermique d'une telle installation est plus élevé que celui que permettent d'atteindre les installations à turbines à gaz connues, de même puissance.
La Fig. 3 montre une autre forme de réalisation de l'installation représentée sur la Fig. 2 ; les organes correspon- dants des deux figures portent les mêmes chiffres de référence.
Dans l'installation représentée sur la Fig. 3, la compression de l'air de combustion ne s'effectue pas entièrement dans le com- presseur entraîné par le moteur à gaz chaud 10 : elle a lieu en deux étages. L'air aspiré de l'extérieur à travers la canalisation 18 est d'abord comprimé à une pression assez basse, dans un com- presseur 19 et est ensuite amené,à travers une canalisation 20, au compresseur 11, qui porte cet air à la pression requise. Con- formément à l'invention, le compresseur 19 peut avantageusement être un turbo-compresseur, tandis que le compresseur 11 peut être du type à piston. Le turbo-compresseur 19 peut être entraîné par la turbine à gaz chaud 16; de la puissance totale, développée par cette turbine, une partie est donc utilisée pour entraîner le compresseur 19, tandis que le reste est cédé à l'extérieur à la machine A.
Sur la Fig. 3a, on a tiré parti de la possibilité de compression en deux étages montrée sur la Fig. 3, en prévoyant en- tre les compresseurs 19 et 11, un échangeur de chaleur 21 qui est traversé, d'une part par l'air comprimé à pression assez basse et d'autre part, par un fluide réfrigérant, de sorte que l'air com-
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primé dans le compresseur 19, air qui est donc chaud, est refroi- di avant de pénétrer dans le compresseur 11.
Il est évidemment possible, et du point de vue ther- mique désirable, que l'échangeur de chaleur 5a prévu dans les installations montrées sur les Figs. la et lb, soit aussi utili- sé dans la forme de réalisation montrée sur la Fig. 3. Cet échan- geur de chaleur est alors monté entre les canalisations 17 et 13.
Dans la forme d'exécution montrée sur la Fig. 4, le groupe moteur à piston à gaz chaud-compresseur de la Fig. 2, est scindé en quatre groupes. Chacun des quatre moteurs à gaz chaud 10a, 10b, 10c et lOd entraîne un compresseur 11a, 11b, Ile et lld. Le reste de l'installation peut être agencé de la manière représentée sur la Fig. 2, mais aussi suivant celle montrée sur les Figs. 3 et 3a. Cette forme de réalisation offre un sérieux avantage : elle permet d'utiliser des groupes moto-compresseurs assez petits qui peuvent se fabriquer en grande série. En outre, l'installation peut se régler très facilement par la mise en service ou la mise hors service de groupes complets, ce qui as- sure un réglage économique de l'installation entière. Depréfé- rence, les compresseurs représentés sur la Fig. 4 seront du type à piston.
Sur la Fig. 4, tous les compresseurs sont montés en parallèle. Cependant, comme le montre la Fig. 4a, on peut aussi monter en série un certain nombre de compresseurs et alors en pa- rallèle le groupe de compresseurs montés en série avec un autre groupe de ce genre. Sur la Fig. 4a les gaz d'abord comprimés dans le compresseur 11a, sont amenés dans les compresseurs llb à la pression requise; le même cycle se décrit dans les compresseurs 11c et lld. Les compresseurs 11a et 11c ont une canalisation d'ali- mentation commune 30, tandis que les compresseurs llb et lld ont une canalisation d'évacuation commune 31. L'air comprimé est re- froidi avant d'être amené à une pression plus élevée; à cet effet, on prévoit, entre deux compresseurs, des réfrigérants intermédiai- res 32.
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La Fig. 5 montre une autre variante de l'installa- tion représentée sur la Fig. 2. Une turbine à gaz chaud 16; d'alimentation à canalisation/15 et à canalisation d'évacuation 17, cède la puissance engendrée à une machine A. Cependant, dans ce cas, les gaz détendus ne s'échappent pas directement dans l'atmosphère mais sont guidés, par une canalisation 17, vers un échangeur de chaleur 40. Cet échangeur est aussi traver- sé par le gaz comprimé dans le compresseur 11, de sorte que la chaleur résiduelle des gaz utilisés est cédée au gaz comprimé avant que celui-ci ne soit chauffé dans la chambre de combustion 14. C'est donc un montage analogue à celui représenté sur les Figs. la et lb, pour l'installation re- présentée sur la Fig. 1.
En cas de besoin, on fournit au gaz de combustion, après qu'ils ont quitté la chambre de combustion 14 et après leur détente dans la turbine 16, du combustible dans une seconde chambre de combustion 41 dans laquelle ils brûlent. Comme il a déjà été mentionné, ceci est possible parce que les gaz de combustion compor- tent un excès d'oxygène. Ces gaz réchauffés peuvent alors se détendre dans une turbine 42 qui entraîne soit la machine A, soit une autre machine, par exemple un compresseur.
Le,s gaz utilisés qui quittent la turbine 42, sont guidés vers l'échangeur de chaleur 40 et lorsqu'il ont cédé leur chaleur à cet échangeur, il s'échappent dans l'atmosphère par une canalisation 43.
Sur la Fig. 5a, qui constitue une variante de l'installation représentée sur la Fig. 5, l'air chauffé
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dans l'échangeur de chaleur 40 est scindé en deux parties. L'une des parties est guidée vers une chambre de combustion 14 dans l,aquelle on ajoute à l'air du combustible, et dans laquelle le mélange ainsi obtenu brûle ; chaleur développée est cédée directement ou indirectement, au moteur à piston à gaz chaud 10. Une autre partie de l'air chauffé traverse une seconde chambre de combustion 14a; on y ajoute du combustible et le mélange ainsi obtenu brûle. Les gaz qui sortent de la chambre de com- bustion 14 sont amenés, avec les gaz de combustion de la chambre de combustion 14, à la turbine principale 16 et cèdent leur chaleur à celle- ci.
Cependant, comme le montre la Fig. 5b, on peut aussi maintenir séparés les gaz de com- bustion qui quittent les chambres de combustion 14 et 14a, et les conduire vers deux turbines séparées 16 et 16a, qui cèdent leur puissance soit ensemble, soit séparément, à l'extérieur.
On peut aussi faire en sorte que l'une de ces tur- bines entraine un compresseur.
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Sur la fig. 6, un moteur à piston à gaz chaud 10 entraîne un compresseur à piston 11. L'installation comporte en outre une turbine à gaz chaud 50 qui entraîne un turbo- compresseur 51. Ce turbo-compresseur aspire l'air à travers une canalisation 52 et le guide, à travers un échangeur de chaleur 53, qui assure le refroidissement de l'air comprimé, au compresseur 11 qui amène l'air à la pression requise. Dans une chambre de combustion 14, du combustible est ajouté à l'air et est brûlé et l'air chauffé cède directement ou indirectement sa chaleur au moteur à piston à gaz chaud 10.
Lorsqu'ils quittent la chambre de combustion 14, les gaz de combustion traversent la canalisation 54 vers la turbine 50, s'y étendent partiellement et se dirigent alors, à travers la canalisation 55, vers la turbine principale 16; les gaz quittent cette turbine par la canalisation 17. Un excès de puissance de la turbine 50 est absorbé par une machine 56, par exemple une génératrice électrique. La machine 56 peut aussi être un moteur de démarrage qui, après la mise en marche de la turbine, peut faire office de génératrice.
Dans cette forme de réalisation de l'invention, la turbine auxiliaire 50 et la turbine principale 16 sont montées en cascade ; est évi- demment possible aussi que ces turbines soient montées en parallèlepu bien d'utiliser la turbine principale 16 comme turbine d'aspiration et d'alimenter, avec les gaz aspirés, la turbine 50 ou inversement. De plus, la forme de réalisation montrée sur la fig. 5, éventuellement modifiée de la manière montrée sur les figs. 5a ou 5b, peut être entièrement ou par- tiellement utilisée dans l'installation montrée sur la fig.6.
C'est surtout la seconde chambre de combustion 41 de la fig.5 qui est avantageuse dans cette forme de réalisation de l'inven- tion; de préférence, elle sera insérée dans la canalisation 55.
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Dans cette forme de réalisation, pn peut aussi avanta- geusement utiliser un échangeur de chaleur qui est alors traversé d'une part, par les gaz de la canalisation 54 et d'autre part, par les gaz de la canalisation 55.
Sur les figs. 7 et 8, un moteur à piston à gaz chaud 10 entraîne un compresseur à piston 11, tandis qu'une turbine principale 16 cède la puissance engendrée à une machine A. Sur la fig. 7, l'a.ir est aspiré à travers une canalisation 60 et la soufflerie 61 le comprime à une pression assez basse. Cet air comprimé est amenée à travers une canalisation 62, dans l'échan- geur de chaleur 69 et parvient ensuite dans une chambre de com- bustion 63, où il se mélange avec le combustible et où il brûle.
La chaleur produite est amenée en partie directement ou indi- rectement au moteur à piston à gaz chaud 10 et les gaz de com- bustion sont conduits,à travers une canalisation 64; à un échangeur de chaleur 65. Cet échangeur de chaleur est aussi traversé par les gaz comprimés dans le compresseur 11, gaz qui entraînent la turbine principale. Ces gaz quittent le compresseur 11 par une canalisation 66, se dirigent, à travers l'échangeur de chaleur 70 et l'échangeur de chaleur 65, vers la turbine 16 où ils se détendent et se dirigent ensuite, à travers une cana- lisation 67 comportant l'échangeur de chaleur 70 et un échangeur de chaleur 68, dans lesquels ils sont refroidis, vers le com- presseur 11.
Les gaz de combustion qui ont quitté l'échangeur de chaleur 65 traversent, avant leur évacuation, l'échangeur de cha- leur 69 que traverse, d'autre part, l'air comprimé auquel est cédée la chaleur résiduelle des gaz de combustion. On peut aussi insérer dans la canalisation 64, en aval de la chambre de combustion 63, une seconde chambre de combustion dans laquelle on ajoute un com- bustible au gaz avant qu'ils ne pénètrent dans l'échangeur de cha- leur 65. On peut aussi, comme le-montre la fig. 7a, remplacer
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l'échangeur de chaleur 65 par un dispositif réchauffeur dans lequel on ajoute de nouveau du combustible et dans lequel la cha- leur est cédée aux gaz qui se dirigent, à travers la canalisa- tion 66, vers la turbine.
Dans cette forme de réalisation de l'invention, on utilise donc une turbine à gaz à cycle fermé, contrairement aux formes d'exécution montrées sur les figs. 2-6 qui utilisent des turbines à gaz chaud à cycle ouvert.
Dans l'installation montrée sur la fig. 8, on utilise aussi une turbine à gaz chaud à cycle fermé. Le compresseur 71 y guide, de la même manière que celle représentée sur la fig.7a, le gaz comprimé dans deux chambres de combustion 63 et 65. Le compresseur 71 est entraîné non pas par le moteur à piston à gaz chaud 10, mais par une turbine séparée 72 qui est entraînée par les gaz de combustion après que ceux-ci ont cédé la majeure partie de leur chaleur dans les chambres de combustion 63 et 65, au moteur à piston à gaz chaud et à la turbine à gaz.
Avant leur évacuation, les gaz détendus dans la tur- bine 72 traversent un échangeur de chaleur 69 qui est aussi parcouru par l'air comprimé du compresseur 71. Dans les chambres de combustion 63 et 65, on ajoute du combustible et le mélange brûle.
Dans les formes de réalisation montrées sur les figs. 7 et 8, qui utilisent donc des turbines à gaz à cycle fermé, on peut utiliser, pour le cycle de la turbine, un gaz autre que l'air.
On constate que, dans les formes de réalisation repré- sentées, l'ensemble du compresseur et du moteur à gaz chaud, est entièrement séparé de la turbine à gaz, ce qui fournit une grande libefté dans le choix de l'emplacement. En outre, le démarrage de l'installation entière est facilité, car, contrai- rement aux installations à turbine à gaz connues, il suffit de
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mettre en marche le moteur à piston à gaz chaud, moteur qui démarre facilement, pour provoquer la mise en marche de toute l'installation.