<Desc/Clms Page number 1>
Turbine. à gaz réfrigérée.
La présente invention a pour objet un procédé de fonction- nement d'une turbine à gaz dans laquelle une partie de la surface délimitant le canal d'écoulement est abritée de lent de fonction- nement plus chaud par un voile de gaz protecteur et dans laquelle une garniture en labyrinthe est disposée dans l'interstice entre la bande de recouvrement d'une couronne d'aube et la paroi du canal des aubes en mouvement relativement à elle.
On sait déjà refroidir une turbine à gaz au moyen d'un gaz auxiliaire que l'on fait passer le long des surfaces délimitant le canal d'écoulement. Le gaz réfrigérant peut alors être introduit dans le canal d'écoulement au début ou en des points quelconques de celui-ci. Par suite de l'arrivée du gaz réfrigérant il se produit bien entendu des pertes à l'intérieur de la turbine. On sait d'autre @
<Desc/Clms Page number 2>
part interposer une garniture en labyrinthe dans l'interstice en- tre des aubes de la turbine(qui provoquent non seulement une va- riation de la vitesse de l'agent de fonctionnement de la turbine mais encore une variation de sa pression) et la paroi du canal des aubes qui se déplace relativement à elles.
Bien que de ce fait l'agent de fonctionnement chaud soit en grande partie empêché de passer en s'écoulant devant les aubes sans fournir de travail, il n'est cependant pas possible d'éviter qu'une quantité plus ou d'agent moins grande/de fonctionnement passe à travers la garniture en labyrinthe, diminue en conséquence le rendement de la turbine et, ce qui est encore bien plus désavantageux, entre en contact avec une partie de la paroi du canal des aubes, c'est-à-dire du rotor ou du support des aubes directrices. C'est justement à ce dernier point qu'il doit être porté attention dans toutes les circonstan- ces car l'aubage peut bien être fabriqué en une matière coûteuse, très résistante à la chaleur, mais non point, en revanche, la to- talité du rotor par exemple.
L'invention évite ces inconvénients. Elle est caractéri- sée par le fait que le gaz protecteur est d'abord introduit sous pression relevée dans l'interstice pour y entrer en action comme gaz de barrage, et envoyé ensuite plus loin sous forme de voile sur les surfaces à abriter. Du fait de l'invention, on arrive à éviter en conséquence, à l'aide du gaz protecteur, que l'agent de fonctionnement chaud s'échappe à travers la garniture en laby- rinthe. Ainsi, la surface délimitant l'interstice en labyrinthe (c'est-à-dire la face de la bande de recouvrement tournée à l'oppc sé des aubes et surtout la partie qui lui fait face de la paroi du canal des aubes) n'entre plus en contact avec l'agent de fonc- tionnement chaud.
Les pertes qui, autrement, se produisaient du fait de l'échappement de l'agent de fonctionnement chaud riche en énergie sont en outre considérablement réduites. Cependant, l'ef- fet de voile réfrigérant qui fait suite n'en est nullement comprc mis.
<Desc/Clms Page number 3>
Il est avantageux de déterminer la pression du gaz protec teur de manière qu'une partie du gaz protecteur passe de l'inter- stice en labyrinthe dans le canal d'écoulement en amont de la cou- ronne d'aubes, vu dans le sens d'écoulement de l'agent de fonction nement de la turbine. De cette manière il n'est besoin d'amener le gaz protecteur qu'en un seul point, et il entre néanmoins en naction en deux points. Il n'est pas nécessaire non plus en conséquence que la quantité de gaz protecteur soit très grande au total.
Le gaz protecteur qui passe dans le canal d'écoulement en amont de la couronne d'aubes s'écoule le long de la face interne de la ban- de de recouvrement et peut bien être déjà très échauffé à l'extré- mité de la couronne d'aubes car, en aval de la couronne d'aubes, le reste du gaz protecteur à peine échauffé sort de l'interstie-e en labyrinthe et il abrite le pied de l'aube suivante.
Dans une turbine à gaz destinée à la mise en oeuvre du procédé, il faut que la conduite de gaz protecteur débouche dans l'interstice en labyrinthe. Les conduites d'amenée de gaz protec- teur vont de préférence d'une source commune de gaz protecteur aux interstices en labyrinthe des différents étages de la turbine et elles présentent de plus des canaux de dosage calibrés qui possè- dent une plus grande résistance à l'écoulement dans tout étage de la turbine que dans l'étage précédent. On peut en conséquence pren- dre le gaz protecteur à une source unique de gaz protecteur, par exemple au compresseur destiné à l'air comburant de la turbine.
Si les canaux de dosage ont des dimensions exactement calculées, on peut arriver à ce que, sans autre moyen auxiliaire, la pression du gaz protecteur à son entrée dans chaque interstice en labyrin- the soit assez grande pour que la quantité exactement nécessaire de gaz protecteur pénètre dans l'interstice. La conduite de gaz protecteur peut déboucher dans l'interstice en labyrinthe en amont du premier point d'étrangement, sous la forme d'une fente annulair Ce mode de réalisation convient particulièrement pour le premier étage de la turbine et pour des rotors qui sont composés de diffé-
<Desc/Clms Page number 4>
rents disques. On obtient une autre construction simple quand les aubes présentent une percée longitudinale qui débouche dans l'in- terstice en labyrinthe et sert de canal de dosage calibré.
Si l'on façonne des aubes directrices de cette manière, le gaz protecteur peut être amené à l'interstice en labyrinthe entre l'aube direc- trice et le rotor en passant uniquement par des parties fixes.
L'aube est en outre refroidie de l'intérieur, d'une manière connue
D'autres caractéristiques de l'invention résultent de la description dans laquelle un exemple de réalisation est expliqué plus en détail avec référence au dessin.
Ce dessin représente une partie détachée d'une turbine comportant en particulier le début du canal d'écoulement.
L'agent de fonctionnement chaud de la turbine est amené au canal d'écoulement 2 en passant par l'espace annulaire 1.Les aubes directrices 3 et 4 sont montées dans le support d'aubes 5.
Les aubes 6 et 7 sont fixées au rotor 8. Les aubes directrices sont pourvues de bandes de recouvrement 9 tandis que la paroi voi- sine du canal des aubes, c'est-à-dire certaines parties du rotor8, sont pourvues d'anneaux d'étranglement 10 formant des points d'é- tranglement entre eux et la bande de recouvrement, de telle maniè- re que l'interstice en labyrinthe 11 se constitue à la tête de l'aube directrice 3 et l'interstice en labyrinthe 12 à la tête de l'aube directrice 4.
Le gaz protecteur est amené d'une source non figurée, dans la chambre 13 qui est limitée vers l'extérieur par l'envelop- pe 14. L'enveloppe porte entre elle et l'arbre 15 du rotor une garniture en labyrinthe 16. De l'air peut être amené de la chambre 13 au pied de l'aube directrice 3 par les percées 17 et 18 qui ser- vent d'orifices de dosage. Les dimensions de ce canal de dosage sont calculées de manière qu'il soit amené une quantité de gaz suffisante pour abriter la surface externe de délimitation 20 du canal d'écoulement, et ceci indépendamment de la quantité de gaz protecteur s'écoulant par la fente 19, qui est fonction de dilata- @
<Desc/Clms Page number 5>
tions thermiques, entre le support 5 des aubes et la paroi du ca- nal annulaire 1.
Une percée 21 va également de la chambre de gaz protecteur 13 à l'aube directrice 4 qui présente une percée 22 débouchant dans l'interstice en labyrinthe 12. Le canal de dosage calibré 22 est calculé de façon qu'en marche normale une partie du gaz protecteur passe de l'interstice en labyrinthe 12 dans le canal d'écoulement 2 en amont de l'aube 4, c'est-à-dire entre l'aube mobile 6 et l'aube directrice 4. Pour soutenir ces condi- tions de pression, les anneaux d'étranglement 10 sont placés en nombre différent en amont et en aval du débouché de la percée 22.
Enfin le gaz protecteur peut passer de la chambre 13, par un ca- nal de dosage 23, dont la résistance à l'écoulement est beaucoup moindre que celle du'canal de dosage 22, dans l'espace collecteur 24 d'où il est conduit, en passant par la fente circulaire 25 dans l'interstice en labyrinthe 11. Il suffit que la pression du gaz protecteur se situe seulement un peu au-dessus de celle de l'agent de fonctionnement en ce point pour qu'une partie du gaz protecteur passe, en amont de l'aube directrice 3, de l'intersti= ce en labyrinthe dans le canal d'écoulement 2, tandis que le res- te de gaz protecteur s'écoule par l'interstice en labyrinthe 11 par suite de la moindre pression en aval de l'aube 3.
On n'a pu représenter sur le dessin que quelques possi- bilités de réalisation suivant l'invention. Par exemple, d'autres éloges encore de la turbine pourraient être réfrigérés de la même manière. L'invention peut encore être également mise en oeuvre quand les interstices en labyrinthe s'étendent loin dans l'inté- rieur du rotor, c'est-à-dire quand ce que l'on appelle des fonds intermédiaires trouvent leur emploi au lieu des bandes de recou- vrement. Il y a lieu de remarquer en outre qu'il n'existe pas seulement une percée 22, par exemple, ou une percée 23, mais que ces percées sont réparties sur toute la périphérie, par exemple de manière que chaque aube directrice 4 présente une percée 22.
L'invention peut être appliquée en outre également dans le cas @
<Desc/Clms Page number 6>
des garnitures en labyrinthe entre tête d'aube mobile et support des aubes directrices, soit en amenant le gaz réfrigérant à l'in- terstice par une percée de l'aube mobile, soit, mieux encore, par une percée fixe du support des aubes directrices.
R E S U hi E.
------------
A- Procédé de fonctionnement d'une turbine à gaz dans laquelle une partie de la surface délimitant le canal d'écoule- ment est abritée de l'agent de fonctionnement plus chaud par un voile de gaz protecteur, et dans laquelle une garniture en laby- rinthe est disposée dans l'interstice entre la bande de recouvre- ment d'une couronne d'aubes et la paroi du canal des aubes en mouvement relativement à elle, procédé caractérisé par le fait que le gaz protecteur est d'abord introduit sous pression relevée dans l'interstice pour y entrer en action comme gaz de barrage, et envoyé ensuite plus loin sous forme de voile sur les surfaces à abriter.
B- Turbine à gaz pour l'exécution du procédé défini au paragraphe A ci-dessus, turbine caractérisée par les points sui- vants, séparément ou en combinaisons:
1 ) Les conduites d'amenée du gaz protecteur vont d'une source commune de gaz protecteur aux interstices en labyrinthe des différents étages de la turbine et présentent en outre des canaux de dosage différemment calibrés, qui possèdent une plus grande résistance à l'écoulement dans tout l'étage de la turbine que dans l'étage précédent.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.