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Perfectionnements relatifs aux installations de turbines à gaz.
La présente invention concerne des perfectionnements à une installation de turbine à gaz, du type utilisant des gaz combustibles provenant de la combustion partielle d'un combusti- blé, du charbon par exemple, dans un générateur de gaz. Un incon- vénient des installations connues de ce genre est que les gaz sont produits dans un générateur*de gaz contenant une couche fixe de combustible et qu'il s'écoule un temps considérable avant que ce générateur atteigne son plein rendement; inversement, une fois l'installation arrêtée, le générateur continue à produire des gaz pendant un temps appréciable, gaspillant ainsi une importante quan- tité d'énergie. Des installations de ce genre ne peuvent donc convenir comme moteurs auxiliaires, qui doivent pouvoir fournir rapidement une quantité d'énergie supplémentaire.
Un autre inconvénient est que ces installations sont ,,généralement volumineuses, et occupent une place considérable.
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Un des buts de l'invention est de porter remède à ces difficultés, et de fournir une installation de turbine à gaz rela- tivement compacte, répondant rapidement à la mise en marche et à l'arrêt.
Une installation de turbine à gaz conforme à l'inven- tion comprend à cet effet un compresseur entraîné par une turbine, qui envoie de l'air dans un générateur de gaz dans lequel une ma- tière gazogène à base de carbone est soumise à la combustion dans une quantité d'air insuffisante, pendant qu'elle est entraînée par un courant de fluide gazeux comburant, les.gaz combustibles produits étant envoyés dans une chambre de combustion et les pro- duits gazeux obtenus dans cette chambre étant admis à actionner la turbine.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, une installation de turbine à gaz comprend un compresseur entraîné par une turbine, qui envoie de l'air dans un générateur de gaz comportant une chambre à volute avec un dispositif pour créer dans cette chambre un courant tourbillonnant, dirigé radialement vers l'intérieur, de fluide gazeux qui sort de la chambre par un orifice axial, des particules de matière gazogène à base de carbone étant introduites dans, et entraînées par ce courant et soumises à une combustion partielle pour produire des gaz combustibles qu'on envoie dans une chambre de combustion, ces produits gazeux ainsi obtenus étant admis à actionner la turbine.
Une partie de l'air à la sortie du compresseur peut être envoyée directement dans la chambre de combustion tandis qu'une autre partie est envoyée dans le générateur de gaz, de préférence par l'intermédiaire d'une pompe auxiliaire et d'un ré- chauffeur d'air. Le générateur d'air fonctionne de préférence à une température supérieure au point de fusion des cendres, un dis- positif étant prévu pour l'enlèvement des scories. L'installation peut comprendre un générateur de vapeur pour l'injection de vapeur dans le générateur de gaz.
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Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci- dessous à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
Figs. 1 et 2 représentent schématiquement une forme convenable de générateur de gaz, respectivement en élévation de côté et en coupe axiale;
Fig. 3 représente schématiquement la disposition d'une installation de turbine à gaz.
D'après les figs. 1 et 2, un fluide gazeux, de l'air dans ce cas, (de préférence préchauffé et mélangé à de la vapeur d'eau) est amené par une conduite tangente 1 dans une chambre à volute 3, et s'écoule radialement vers l'intérieur de la chambre avec un mouvement tourbillonnant avant de sortir par un orifice axial 5. Un combustible liquide est injecté principalement pour la combustion par un ajutage 11a au foyer d'un écran stabiliseur de combustion llb placé dans la,conduite 1, tandis que du combus- tible , du coke ou du ¯charbon pulvérisé par exemple, est injecté pai un ajutage 11 dans l'axe de la chambre, principalement pour la réaction gazogène, c'est-à-dire génératrice de gaz.
Le degré de pulvérisation peut être choisi de manière que, compte tenu du tour- billon, de la vitesse radiale du courant, et de la nature de la matière injectée, les particules de combustible aient des trajec- toires équilibrées dans le sens radial à l'intérieur de la chambre 3 mais extérieures à l'orifice de sortie 5, de sorte qu'elles tournent dans la chambre jusqu'à ce qu'elles soient consumées, soit par combustion, soit par la réaction gazogène, les trajectoi- res équilibrées des particules de combustible primaire (combustion) étant de préférence de rayon plus grand que celles des particules de combustible secondaire (réaction).
La quantité totale de combus- tible introduit est choisie en excès sur la quantité qui peut être consumée dans l'air disponible, de sorte que la zoe extérieure de la chambre sera, en général, une zone de combustion ou d'oxyda- tion, et la zone intérieure une zone de réaction (réduction).
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Dans l'installation représentée sur la fig. 3, un compresseur 25 est entraîné par une turbine à gaz 26, qu'il alimente d'air à travers la partie froide d'un échangeur de chaleur 27 et une chambre de combustion 28, l'échappement de la turbine passant par la partie chaude de l'échangeur de chaleur 27. Une partie de l'air du compresseur est dérivée par une pompe auxiliaire 29 et un réchauffeur d'air 30 vers un générateur de gaz 31, qui peut avoir la forme représentée sur les figs. 1 et 2.
Le générateur fonctionne à une température supérieure au point de fusion des cendres, et communique avec une chambre de séparation de scories 32 qui utilise la vitesse du tourbillon pour la séparation centrifuge des scories ; gaz passent de cette chambre dans un générateur de vapeur 33, puis par l'épurateur d'air 30 et au besoin par un épurateur auxiliaire de gaz 34 dans la chambre de combustion 28. Le générateur de vapeur 33 sert à injecter de la vapeur dans le générateur 31 à son orifice dècrdree.
Si la nature du combustible employé rend inutiles l'en- lèvement des scories et les épurateurs de gaz, le générateur peut être relié directement ou par l'intermédiaire d'un générateur de vapeur à la chambre de combustion 28.
Le générateur de gaz n'est évidemment pas limité à la forme de réalisation décrite. On peut par exemple introduire le combustible gazogène tangentiellement dans la chambre à volute, et supprimer l'ajutage central 11. Les conditions de fonctionnement peuvent;être choisies de manière que les trajectoires équilibrées des particules de combustible aient un rayon égal ou supérieur à celui de la chambre à volute.
REVENDICATIONS.
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