<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention se rapporte aux moteurs à turbines à gaz à compresseurs à flux axial, et concerne le diffuseur reliant la sortie du compresseur au système de combustion.
L'invention est définie ci-après, et une forme de réalisa,.- tion en sera. décrite avec référence aux dessins annexes. dans les- quels :
Figure 1 représente, partiellement en coupe, une partie du diffuseur reliant le compresseur au système de combustion d'un moteur à turbine à gaz ;
Figure 2 est une coupe partielle, suivant la ligne 2-2, de la figure 1 ;
<Desc/Clms Page number 2>
Figure 3 est une coupe partielle, suivant la ligne 3-3, de la figure 1 ;
Figure 4 représente des courbes illustrant le rapport entre les sections et les vitesses pour un passage du diffuseur.
Sur les figures 1 à 3, le passage de sortie 10'du com- presseur est un passage annulaire comportant une paroi intérieure cylindrique 11 et une paroi extérieure 12 concentrique. Le passage de sortie 10 du compresseur mène à un passage analogue 16 compor- tant des aubes de redressement 17 placées en substance radialement entre la paroi intérieure cylindrique 18 et la paroi concentrique extérieure 19. La sortie annulaire 16 est reliée à un anneau de passages de diffuseur à flux axial séparés 22 dont chacun comporte . une entrée 23 ayant une forme analogue à un secteur d'anneaux et une partie ou sortie 24 ayant en substance une forme circulaire ou une forme elliptique se rapprochant d'un cercle. Les passages 22 sont rapprochés les uns des autres de manière que les entrées 23 du groupe annulaire forment une entrée en substance annulaire.
Les passages de diffuseur s'étendant axialement 22 assistent l'élimina- tion de toutes composantes de vitesse de rotation résiduaires dans l'écoulement d'air..Pour obtenir une diffus ion efficace ou expan- sion de l'air s'écoulant à une vitesse comprise entre 400 et 500 pieds par seconde (120 et 150 mètres par seconde), la section des passages 22 doit en tous points former en substance une section d'expansion qui s'élargit dans une mesure équivalent à celle d'un cône ayant un angle au sommet compris entre 9 et 14 degrés. Il n'est pas suffisant que la moyenne de tous les angles de cône à chaque périmètre soit comprise entre 9 et 14 degrés, mais tous les angles de cône de chaque périmètre doivent être compris entre 9 et 14 de- grés.
En maintenant cet angle de cône équivalent, on obtient une diffusion sans turbulences excessives avec une efficacité élevée.
Les passages 22 sont portés à leurs sorties 24 par une plaque de séparation 26 comportant¯une couronne d'ouvertures 27, une pour chaque passage 22. La plaque 26 est supportée à son diamè-
<Desc/Clms Page number 3>
tre intérieur par une partie 28 du bâti du moteur près de l'arbre central de celui-ci, et à son diamètre extérieur par une partie cylindrique extérieure 29 formant un caisson.
Chacune des chambres de combustion 31 comporte une extré- mité amont 32 de forme conique dans l'ensemble et montée coaxiale- ment à l'axe du passage correspondant 22 et de la sortie circulaire
24, de manière que l'air sortant de chaque passage 22 vienne frap- per le cône ou dôme 32 et diverge en un courant conique. La section de ce courant conique est celle de la surface de révolution engen- drée par une série d'éléments 33 dont l'un est représenté sur la figure 1.
Les éléments 33 représentent la distance la plus courte entre le périmètre de la sortie 24 et la surface du cône ou dôme ' 32 à l'ajustage de combustible 42. On a découvert que cette section équivalente doit être comprise entre une fois et demi et deux fois la section de l'ouverture de sortie 24 pour obtenir une réduction
EMI3.1
4 ..osw,. substantiellement uniforme de la pression dans le passage axial 22 et le trajet tournant et divergent lorsque l'air traverse le passa- ge du diffuseur vers l'entrée du caisson ou enveloppe 29. A ce point la divergence augmente très rapidement pour débiter l'air dans la grande chambre ou caisson formé par la séparation 26, l'enveloppe cylindrique extérieure 29, l'enveloppe cylindrique intérieure 36 et la paroi annulaire (non représentés) entre la chambre ou caisson et la turbine.
Les courbes de la figure 4 représentent les variations préférées de section du passage du diffuseur comportant le passage 22 et le trajet divergent entre la sortie 24 et le cône ou dôme 32, L'augmentation de section est en substance une ligne droite des points S-0 à S-11, et ensuite, par un changement présumé du trajet d'écoulement divergent, équivalente à une valeur finale d'approxi- mativement une fois et demie la section de l'ouverture de sortie au point 11.
Cette disposition permet une vitesse d'écoulement dans le passage 22, du point S-0 au point S-11, qui augmente en substance suivant une droite, assurant une réduction de pression uniforme
<Desc/Clms Page number 4>
efficacement élevée avec un écoulement en substance aerodynamique et une réduction de vitesse en substance continuellement uniforme avec un écoulement très efficace lorsque le fluide tourne et diverg pour entrer dans la chambre ou enveloppe entourant la chambre de combustion 31 par la zone indiquée comme trajet d'écoulement équi- valent sur le graphique de la figure 4.
Lorsque l'air quitte le-trajet du diffuseur après être passé dans le passage 22 et au-delà de la section en 33, il est débité dans,la chambre ou enveloppe. Etant donné que cette dernière est une grande chambre annulaire, l'écoulement y est réduit à une vitesse négligeable, à une pression en substance uniforme. Ceci permet, en utilisant.une ouverture d'admission convenable de la chambre de combustion 31,l'entrée d'un volume d'air approprié dans la zone de combustion avant, en tous points de la surface de la chambre pour assurer un refroidissement adéquat des surfaces de la chambre de combustion et des gaz.
Le conduit d'alimentation de combustible 41 débite du combustible à l'ajutage d'admission 42. On voit que les ouvertures d'air 46 du dôme 32 sont recouvertes d'une plaque ou écran 47 et communiquent avec la partie sous pression de la chambre après que l'air ait dépassé l'extrémité du passage du diffuseur au point 33.
Un conduit 44 assure la communication entre les chambres de combus- tion 31. Ainsi, les ouvertures d'admission du cône ou dôme 32 sont à une pression de protection et il ne peut y avoir de retour de fiai me de la chambre de combustion dans le passage du diffuseur. Pour assurer qu'il n'y ait pas d'écoulement à vitesse élevée sur la sur- face du cône ou dôme 32, une bande annulaire 48 s'étend en avant du dôme 32. Différents espaces 51 et ouvertures 52.sont.prévus dans la chambre de combustion pour l'entrée de quantités appropriées d'air de combustion, refroidissant les surfaces de la chambre de combustion et les gaz avant qu'ils ne passent à la turbine.
Etant donné la pression uniforme qui règne dans la chambre, ces ouvertu- res peuvent donner à l'entrée d'air la forme convenable pour obte- nir la combustion la plus efficace et la plus uniforme et une tempé
<Desc/Clms Page number 5>
rature constante des gaz chauds débités à la turbine.;
REVENDICATIONS.
----------------------------
1.- Moteur à turbine à gaz comportant un compresseur à fluide'axiale, un système de combustion comprenant une enveloppe cylindrique contenant une couronne de chambres de combustion sé- parées, et un diffuseur qui relie la sortie du compresseur au sys- tème de combustion et comprend une couronne de passages de diffu- seur séparés' chacun coaxial à une des chambres de combustion, l'ex- trémité amont de chaque chambre étant disposée de manière que l'es- pace entre cette extrémité et la sortie du passage du diffuseur ait une section égale à une fois et demie à deux fois la section de sor- tie du passage de diffuseur.