BE569619A - - Google Patents

Description

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   La présente invention concerne un stator ou une enveloppe de turbine pour turbine à gaz centripète, dans laquelle le gaz est amené par des canalisa- tions séparées à l'intérieur du stator où il est conduit, par des canaux de ré-   partition,.à   la couronne d'aubes de guidage. 



   . La turbine de l'invention est caractérisée par ce que les canaux de répartition sont disposés de telle sorte que la plus grande partie du gaz est amenée par ceux-ci dans le sens de rotation du rotor, tandis qu'une petite frac- tion est amenée vers un appareil à aubes de guidage', dans un sens d'écoulement opposé au sens de rotation. 



   Cette disposition présente l'avantage que le stator de turbine peut être d'un dimensionnement relativement faible, aussi bien axialement que radiale- ment, bien que plusieurs canalisations de gaz indépendantes soient raccordées au stator et restent séparées jusque devant le rotor. 



   Un autre avantage réside en ce que le gaz d'entraînement est amené au rotor sur toute sa périphérie d'une manière uniformément correcte par l'inter- médiaire d'aubes de guidage conçues et galbées d'une façon uniforme. 



   La turbine de l'invention peut en outre être conçue de sorte que, au moins dans un canal de répartition, une partie du gaz soit amenée au segment d'aubes directrices correspondant, dans le sens de rotation de la turbine, tan- dis que l'autre partie des gaz est amenée par des canaux de renvoi dans le sens d'écoulement opposé au sens de rotation du rotor, et que la majeure partie des gaz d'entraînement, qui est amenée par le reste des canaux de répartition de l'appareil à'aubes directrices, passe directement dans celui-cio On obtient ainsi que seulement une faible fraction des gaz ait son sens de circulation inversé, alors qu'il n'existe pas de canaux de renvoi pour la majeure partie de ces gaz, mais un écoulement direct sans changement de¯sens; avec un minimum de pertes de charge imputables à ce changement de sens. 



   L'appareil à aubes directrices peut comporter des aubes galbées de façon uniforme avec des angles d'entrée et de sortie identiques et les gaz s'é- coulant vers cet appareil dans le sens opposé au sens de rotation peuvent avant d'entrer dans l'appareil à aubes directrices être orientés tangentiellement, ou à peu près, à la direction des aubes directrices au moyen d'aubes de renvoi dis-   posées,dans   le stator à l'extérieur de l'appareil à aubes directrices; on obtient ainsi une simplification du stator et une introduction efficace des gaz dans l'appareil directeur. Pour effectuer les raccordements de tous les canaux de gaz à l'appareil directeur, on peut prévoir une bride de jonction unique avec une face de joint plane.

   Pour des orientations différentes des amenées de gaz qui arrive par les canaux de répartition à l'appareil directeur, on'peut prévoir des brides de raccordement indépendantes, ce qui facilite l'adjonction par exemple d'un turbo-compresseur à un moteur à combustion. On peut prévoir au moins deux brides de raccordement sur le stator de turbine, formant entre elles un certain angle afin d'obtenir, par exemple dans le cas de moteurs en V, une disposition convenable du turbo-compresseur.

   Les milieux des zones de jonction des canaux de répartition au stator de turbine peuvent être situés dans un plan perpendicu- laire à l'axe de l'appareil à aubes directrices Mais les zones de jonction au stator peuvent être disposées dans un sens'axial l'une à côté de lautreetal conception des canaux de répartition peut être telle que ces canaux amènent les gaz dans le plan médian de l'appareil conducteur. Cette conception est avantageuse dans le cas où les amenées de gaz par rapport à un turbo-compresseur sont disposées dans le sens axial l'une à côté de l'autreo Les aubes de renvoi peuvent être reliées directement aux aubes directrices dans le sens d'écoulement, ou bien elles peu- vent être disposées à une certaine distance à l'extérieur des aubes directrices, avec leur orientation de sortie dirigée vers les aubes directrices.

   Les aubes de revoi placées avant les aubes directrices peuvent être réalisées de façon qu'elles soient de plus en plus longues au fur et à mesure qu'augmente leur écar- tement par rapport à la liaison avec les canaux de gaz. 

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   Une partie au moins des aubes de   renvoi   peut être décalée dans le sens de la périphérie par rapport aux aubes directrices. Les aubes de renvoi peuvent être reliées rigidement avec au moins une paroi latérale de canal de répartition ou bien elles peuvent être faites d'une pièce avec une de ces parois ou avec les deux. Les aubes de renvoi peuvent être logées dans un anneau séparée le tout étant fixé à la paroi du stator. Les extrémités radiales extérieures, c'est-à-dire les bords d'entrée des aubes de renvoie peuvent être placées, à mesure que la distan- ce de l'entrée de la canalisation de gaz devient de plus en plus grande, sur une spirale divergente, par rapport à la périphérie de l'appareil directeur. 



   L'invention s'étend également aux caractéristiques résultant de la description ci-après et des dessins annexés ainsi qu'à leurs combinaisons possi- bles. 



   La description se rapporte à des modes de réalisation représentés aux dessins dans lesquels: - la figure 1 montre une coupe transversale d'une turbine radiale; - les figures 2, 2a et 2b représentent des coupes axiales de diffé- rents modes de fixation des aubes de renvoi, dans le cas d'une coupe partielle d'une turbine radiale (voir ligne II-II de la figure 1); - la figure 3 représente une coupe transversale correspondant à la figure 2, avec trois raccords de tubulures de gaz d'échappement, pour une deux- ième forme de réalisation des aubes de renvoi; - la figure 4 représente une coupe correspondant à la figure 3, avec quatre raccords de tubulures de gaz d'échappement, pour une troisième forme de réalisation des aubes de renvoi ; - la figure 5 est une vue en plan de la réalisation de la figure 4 ;

   - la figure 6 représente une réalisation avec deux brides de raccor- dement qui font un certain angle entre elles; - les figures 7 et 8 représentent une réalisation avec deux brides de jonction qui sont conçues chacune pour deux amenées de gaz placées l'une à côté de l'autre, dans le sens axial. 



   Dans l'exemple représenté figure 1, la chambre d'accès à l'appareil à aubes directrices est divisée en deux canaux de répartition 4, 5. Chaque canal de répartition est relié à une canalisation de gaz d'entraînement. Les milieux des raccordements de canalisations sont situés dans un plan perpendiculaire à l'axe du rotor. Le repère 6 caractérise l'appareil à aubes directrices 8. Le canal de répartition 4 est disposé de telle sorte qu'au moins une partie des gaz s'écoulant en direction de l'appareil à aubes directrices9 circule dans un sens opposé au sens de rotation du rotor. Dans le canal de répartition 59 la quantité totale de gaz s'écoule vers l'appareil à aubes directrices 6, dans le sens de rotation du rotor et l'orientation des aubes directrices.

   L'appareil à aubes di- rectrices comporte des aubes galbées de façon uniforme ayant chacune le même angle d'entrée et de sortie. La quantité de gaz amenée dans le canal de réparti- tion 4 dans un sens opposé au sens de rotation du rotor a son sens d'écoulement inversé et arrive, par l'intermédiaire des aubes de renvoi 7, suivant le sens des aubes directrices 8. Les aubes de renvoi placées avant les aubes directrices 8 dans le canal 4, sont réalisées de plus en plus longues, à mesure qu'augmente l'éloignement de la zone de jonction. 



   La ligne en pointillé montre que les extrémités d'entrée des aubes de renvoi 7 sont situées sur une spirale divergente, à partir de la périphérie de l'appareil à aubes directrices, à mesure qu'augmente leur écartement par rap- port à la zone de raccordement de la canalisation de gaz. 



   Alors que le canal de répartition 5 est prévu pour amener tous les 

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 gaz dans le sens de rotation du rotor, l'amenée des gaz s'effectue, grâce au canal de répartition   4,   dans les deux sens. La plus grande partie du débit de gaz total est amenée directement dans le sens de rotation du rotor et une faible par- tie est amenée dans ce sens aux aubes directrices par l'intermédiaire des aubes de renvoi. 



   Sur les figures 2, 2a et 2b, le repère 1 désigne le rotor de turbine qui est fixé sur l'arbre 2 et qui comporte les aubes 3 disposées axialement par rapport au corps de   rotoro   Le repère 7 désigne les aubes de renvoi et 8 les aubes directrices. Sur la figure 29 il est prévu, pour les aubes 7, un anneau 7' qui est fixé.par rivets à une paroi du   statoro   Sur la figure 2a, les aubes de renvoi ne font qu'une seule et même pièce avec une paroi du stator ou una paroi latérale d'un canal de répartition et sur la figure 2b, les aubes 7 sont réalisées en une seule pièce avec les deux parois latérales de stator ou de canal de répartition. 



   La figure 3 représente une réalisation avec trois canaux de réparti- tion 4a, 5a et 5b. A chacun d'eux est adjoint un même nombre d'aubes directrices 
8. Dans le canal 4a la majeure partie du débit de gaz( est amenée danslesensderota- tion à lanneaudinjecteur, 6, pe lintermédiaire des aubes 'de renvoi 7a, tandis que les ca- naux 5a et 5b   amènent:directement   le gaz à l'anneau d'injecteurs dans le sens de rotation. 



   Les aubes de renvoi du canal 4a sont ici disposées à la périphérie et dans le sens radial à une certaine distance à l'extérieur des aubes directri- ces 8 et présentent une orientation de sortie dirigée vers l'appareil directeuro 
Leur nombre et leur disposition sont indépendants de la position et du nombre des aubes directrices 8 correspondanteso Il peut également n'y avoir qu'une par- tie des aubes de renvoi qui soient décalées dans le sens de la périphérie.      



   La figure 4.représente une réalisation aveo quatre canaux 4b, 5c, 
5d, et 5e. Les aubes de renvoi 7b sont réalisées de façon à constituer des pro- longements directs des aubes directrices 8, faisant corps ou étant réunis avec celles-cio Les canaux 5c, 5d et 5e ne comportent pas d'aubes de renvoi; 5e est le canal le plus longo 
La figure 5 est une-vue en plan de la bride de raccordement de tou- tes les canalisations de gaz aux canaux du   statoro   On voit que les canaux sont situés dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotor. 



   La figure 6 représente une réalisation de stator de,turbine avec deux brides de jonction séparées qui forment entre elles un certain angleo Les canaux de l'une des brides sont,, repérés par 4c, 4f et ceux de l'autre par 5 g, 5h; l'ap- pareil directeur est rrepéré par 6, avec les aubes directrices 80 
Il est prévu dans la canal de répartition le plus court 4c, des aubes , de renvoi qui sont conçues et disposées comme représenté sur cette figure ou sur les figurer précédenteso On voit que les milieux des canaux sont disposés comme dans les figures précédentes, dans un plan normal à l'axe de l'appareil direc-   t eur    
La figure 7 représente une forme de réalisation du stator de turbine comportant également deux brides de raccordement faisant un certain angle entre elles,

   avec une conception telle que les milieux des   zônes   de raccordement sont situés l'un à côté de l'autre dans le sens axial, auquel cas le tracé des canaux 
4d, 5i, 5k, 5m permet d'amener les gaz dans le plan médian de l'appareil directeur 
6 avec les aubes directrices 8.Les aubes de renvoi 7 sont fixées sur un anneau 
7'comme le représente la coupe axiale de la figure 20 
La figure 8 est une vue en plan du stator de turbine de la figure 7, et représente le tracé des canaux de répartition depuis les zones de raccordement jusqu'au plan médian de l'appareil directeur 60 Dans cette forme de réalisation également, les aubes de renvoi peuvent être disposées et conçues suivant l'un des types décrits précédemment. 

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Claims (1)

1. Dans toutes les formes de réalisation, les parois des canaux de ré- partition 4 sont prévues de telle sorte qu'elles orientent le gaz dans le sens des aubes directrices RESUME.

   L'invention s'étend notamment aux caractéristiques ci-après et à leurs combinaisons possibles.

   1.- Turbine à gaz centripète dans laquelle le gaz est amené par des canalisations séparées à l'intérieur du stator où il est conduit par des canaux de répartition à la couronne d'aubes de guidage, turbine caractérisée par ce que les canaux de répartition sont conçus¯de telle sorte que la majeure partie du gaz est amenée par ceux-ci dans le sens de rotation du rotor tandis qu'une petite partie est amenée, dans le sens opposé au sens de rotation, à un appareil à aubes de guidage formant une unité.

   20- Au moins dans un canal de répartition, une partie au moins des gaz est amenée au segment correspondant de l'appareil à aubes de guidage dans le sens de rotation de la turbine et l'autre partie est amenée par des canaux de renvoi dans le sens opposé au sens de rotation, tandis que, au moins la majeure partie du débit de gaz, qui est acheminée par le reste des canaux de répartition à l'appareil à aubes de guidage, s'écoule directement dans ce dernier.

   30- L'appareil à aubes de guidage comporte des aubes de guidage de formes identiques avec des angles de sortie et d'entrée égaux et les gaz arrivant à l'appareil à aubes directricesdans le sens opposé au sens de rotation, sont guidés, avant l'appareil directeur, et tangentiellement, ou à peu près, à l'orien- tation des aubes directrices, par l'intermédiaire d'aubes de renvoi disposées à l'extérieur de l'appareil directeur et indépendantes de celui-cio 4.- L'appareil à aubes directrices comporte des aubes de guidage de même forme et d'angles d'entrée et de sortie égaux et les gaz arrivant à l'appa- reil directeur dans un sens opposé au sens de rotation sont guidés, avant l'appa- reil directeur, et tangentiellement ou à peu près à l'orientation des aubes de guidage,

   par l'intermédiaire d'aubes de renvoi disposées à l'extérieur de l'appa- reil directeur et dans le stator de turbineo 50- Dans le stator est disposée au moins une paroi de séparation entre les segments de l'appareil directeur, ladite paroi étant conçue comme une aube de renvoi s'étendant jusqu'à cet appareilo 60- Il est prévu sur le stator, pour réaliser les raccordements de tous les canaux de gaz à l'appareil directeur, une bride de raccordement unique avec une surface de joint planeo 70- Il est prévu sur le stator, pour des orientations différentes des canalisations d'amenée de gaz à l'appareil directeur, des brides de raccorde- ment indépendantes disposées séparément sur la périphérie du stator de turbine.

   80- Au moins deux brides de raccordement sont montées sur le stator de turbine en formant un certain angle entre elles.

   90- Les zones de raccordement au stator de turbine, pour les canaux de répartition, sont situées dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'appareil à aubes directrices.

   10.- Les zones de raccordement au stator de turbine sont disposées l'une à côté de l'autre dans le sens axial et la conception est telle que ces canaux amènent les gaz dans le plan médian de l'appareil directeur.

   11.- Un au moins des canaux de répartition, disposé dans le sens de rotation du rotor, est le plus long de tous.

   120- Les aubes de renvoi se raccordent aux aubes directrices directe- <Desc/Clms Page number 5> ment dans le sens d'écoulement.

   13.- Les aubes de renvoi sont disposées avec un certain écartement par rapport aux aubes directrices et à l'extérieur avec leur orientation de sortie dirigée vers les aubes directrices.

   14.- Les aubes de renvoi placées avant les aubes directrices sont réalisées de façon qu'elles soient de plus en plus longues au fur et à mesure qu'augmente leur distance à l'entrée de la canalisation de gaz.

   15.- Les extrémités'extérieures radiales des aubes de renvoi sont si- tuées sur une spirale s'écartant de la périphérie de l'appareil conducteur.

   16.- Une partie au moins des aubes de renvoi est décalée dans le sens de la périphérie par rapport aux aubes directrices.

   170- Les aubes de renvoi sont reliées rigidement avec au moins une paroi latérale de canal de répartition9 ou sont faites d'une pièce avec une de ces parois ôu avec les deux, 180- Les aubes de renvoi sont logées dans un anneau séparé, le tout étant fixé à la paroi du stator