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La présente invention se rapporte aux turbines entraî- nées par un fluide, comme les turbines à air ou à gaz. Elle concer- ne les turbines alimentées avec un fluide gazeux et devant fournir une puissance utile en échange de l'énergie qui a été cédée par le fluide au cours de son passage à travers la turbine.
L'invention concerne plus particulièrement les turbines commandées par un fluide gazeux, dans lesquelles les propriétés physiques ou l'état du fluide gazeux varient. D'une façon plus pré- cise, ces variations peuvent se présenter dans un fluide fourni
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par deux ou plusieurs sources séparées.
Quand les conditions indiquées ci-avant sont prépon- dérantes, on comprend qu'il est désirable que chaque fluide d'ali- mentation traverse la turbine de façon telle que l'énergie dispo- nible à partir du fluide y soit prélevée avec un rendement opti- mum, afin d'apparaître sous forme de travail utile sur l'arbre rotatif de la turbine.
Les techniciens spécialisés dans ce domaine compren- dront que l'une des particularités principales, pour l'obtention d'un fonctionnement avec un rendement élevé dans une turbine, est une relation /v appropriée, dans laquelle désigne la vitesse des aubes mobiles et v la vitesse du courant de fluide éjecté par les buses ou ajutages. suivant l'aspect le' plus général de l'invention, des organes sont prévus pour entraîner une turbine à l'aide d'un flui- de fourni par deux ou plusieurs sources séparées, dont l'état ou les propriétés physiques peuvent varier les uns par rapport aux autres, ces organes étant étudiés de façon telle que lemode d'u- tilisation des fluides dans la turbine fournisse un rendement par- ticulièrement élevé, en particulier en ce qui concerne le rapport
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Suivant un autre de ses aspects, l'invention est ma- térialisée dans une turbine comportant deux ou plusieurs conduits annulaires contenant des aubes, les aubes de ces deux conduits étant séparées les unes des autres, de sorte que les fluides prove- nant de sources séparées peuvent s'écouler simultanément à travers ces conduits sans provoquer le mélange de ces fluides.
Suivant un autre encore de ses aspects de l'invention, deux fluides d'entraînement sont amenés au rotor par deux conduits coaxiaux, et les aubes ou les portions d'aubade du rotor de l'un au moins des jeux d'aubes se trouvant respectivement en face de chacun de ces conduits sont construites eu tenant compte des ca- ractéristiques différentes desalimentations respectives on fluide.
Suivant un autre encore de ses aspects, l'invention
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concerne une turbine étudiée de manière à être alimentée en gaz chauds et en air froid, et dans laquelle l'air froid sert à re froidir la turbine et en même temps à favoriser la production d'énergie.
Deux modes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentés à titre-non limitatif par les dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue en coupe axiale assez sché- matisée d'un groupe comprenant une turbine à gaz et un compresseur.
La figure 2 est une vue en coupe analogue d'une tur- bine actionnée simultanément par le vent relatif et par l'air prélevé au compresseur de la turbine à gaz principale.
La figure 3 est une vue en coupe partielle d'une por- tion de fuselage d'avion ou d'engin analogue montrant la disposi- tion de la turbine représentée sur la figure 2 et les conduits associés.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, un rotor de turbine a porte deux couronnes d'aubes séparées b et c, disposées concentriquement autour de l'axe de l'arbre d de la tur- bine et voisines l'une de l'autre en ce qui concerne leur dispo- sition radiale. Ces couronnes sont séparées l'une de l'autre, dans une direction radiale, par un mince cylindre de métal coaxial e, formant un carénage séparateur.
Des buses ou ajutages f et g appropriés aux couronnes d'aubes décrites et à la nature et à l'état des fluides destinés à les traverser sont prévus dans des positions telles que les cou- rants de fluides quittant ces ajutages viennent frapper respecti- vement les aubes de rotor de couronnes b et c, et assurent ainsi la production d'énergie utilisable dans la turbine.
La turbine a est montée de manière à entraîner un compresseur d'atr h, qui comprime l'air atmosphérique et envoie la plus grande* pa-'tie de l'air comprimé à une chambre de combus- tion 1, dans laquelle un combustible est ajouté et est brûlé pour
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augmenter cette énergie utile de l'air, en élevant sa température.
L'air chaud provenant de la chambre de combustion i est acheminé par un conduit j vers les ajutages externes de la turbine, afin de fournir un travail utile dans la couronne extérieure c de cette turbine.
Une petite partie de l'air comprimé par le compres- seur est amenée directement par un conduit séparé k aux ajutages de la couronne interne b de la turbine, afin de fournir un tra- vail utile. Aucun combustible n'est brûlé dans ce volume d'air
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o: n;, u'.,:r i"'\ plus réduit avant sa pénétration dans la turbine, de sorte que l'air pénétrant dans cette, turbine est alors froid par rapport au courant.d'air principal.
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La particularité principale de ce mode de réalisation réside dans la manière dont le refroidissement de la turbine est assuré. Indépendamment des autres avantages obtenus, le disque de rotor de la turbine, les arbres et les paliers sont tous pro- tégés de façon efficace contre tout contact avec les gaz chauds par la couronne interne d'air froid, l'air de refroidissement é- tant utilisé de façon avantageuse pour fournir du travail, en Remettant ainsi l'utilisation d'une quantité relative considéra- ble d'air de refroidissement, sans perte inadmissible de rende- ment global. Le refroidissement des aubes de turbine rotatives tournant dans le courant de gaz chauds peut être assuré effecti- vement par transfert de la chaleur à la couronne interne par con- duction.
La turbine à air représentée sur les figures 2 et est destinée à être utilisée dans un avion ou un engin analogue pour, fournir de l'énergie utilisable à fins auxiliaires. Les sources d'air disponibles pour la turbine comprennent une prise d'air prélevée au compresseur principal de la turbine à gaz par un conduit 1 (figure 3) comportant une vanne d'étranglement m,
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et l'air provenant du vent relatif, prélevé au courant d'air en- tourant le fuselage n de l'avion par un tunnel d'admission o diri- gé vers l'avant, comportant un organe p de commande de l'orifice d'admission.
Les organes de commande m et p permettent d'utiliser, suivant les besoins, uniquement l'air provenant du compresseur, ou seulement le vent relatif, ou à la fois le vent relatif et l'air prélevé au compresseur, en différentes proportions. Dans la prati- que, la pression et la température de l'air prélevé au compresseur dépassent généralement la pression et la température du vent rela tif .
La turbine q, qui entraîne un appareil représentant une charge (par exemple une pompe ou une dynamo r), est représentée, à plus grande échelle,sur la figure 2 ; elle comporte une couronne interne et une couronne externe correspondant à chaque alimenta- tion. Les aubes du rotor et des ajutages peuvent être identiques à celles que montre la figure 1; elles sont désignées par les mêmes références. Etant donné que le rendement d'une turbine dépend dans une large mesure d'une valeur appropriée du rapport /v, et que la vitesse v à la sortie des ajutages va être normalement différen- te pour chaque alimentation, on voit qu'il est nécessaire de dis- poser de valeurs différentes de pour chaque alimentation, en** vue d'obtenir un rendement élevé.
C'est la raison pour laquelle le courant de fluide à faible vitesse, qui est dans cet exemple l'air provenant du vent relatif et arrivant par le conduit o, est admis sur la couronne interne b, et que le courant de fluide à la vitesse la plus élevée, qui est dans cet exemple l'air provenant du compresseur arrivant par le canal m, est admis sur la couronne externe c, dont les aubes tournant à une vitesse plus élevée.
Ainsi,d'une façon générale, la turbine utilise de façons différen- tes les deux alimentations, notamment en ce qui concerne le rap- port - /v.
Dans la pratique,, chaque aube de la couronne extérieu-
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re c est solidaire d'une aube de la couronne interne b, de sorte que chaque aube de turbine présente deux (ou plusieurs) parties, dont chacune est calculé en fonction de l'état du fluide gazeux la traversant, chaque partie étant séparée de la partie voisine par une cloison qui en est solidaire et qui forme un élément ou carénage séparateur. Lors de l'assemblage de toutes les aubes sur le rotor de la turbine, les éléments formant carénage séparateur se combinent pour former ensemble un carénage coaxial complet sé- parant l'un des jeux d'aubes de l'autre.
Si désiré, les deux courants de fluide peuvent être étudiés de manière à traverser la turbine dans des sens opposés, en réduisant ainsi la fatigue des aubes et la poussée résultante engendrée sur l'arbre de la turbine.
D'autres modifications encore peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention.
REVENDICATIONS
1. Turbine à air ou à gaz dans laquelle des organes sont prévus pour assurer l'entraînement de la turbine par des @ fluides fournis à partir de deux ou plusieurs sources séparées, les propriétés physiques et l'état des fluides j'ournis par les deux sources pouvant varier les uns par rapport aux autres, ces organes étant étudiés de façon telle que la manière dont ces flui- des sont utilisés dans la turbine fournisse de l'énergie avec un rendement élevé, en particulier en ce qui concerne le rapport /v.
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