CH377588A - Gas turbine engine - Google Patents

Gas turbine engine

Info

Publication number
CH377588A
CH377588A CH225762A CH225762A CH377588A CH 377588 A CH377588 A CH 377588A CH 225762 A CH225762 A CH 225762A CH 225762 A CH225762 A CH 225762A CH 377588 A CH377588 A CH 377588A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
turbine
rotor
compressor
engine
revolution
Prior art date
Application number
CH225762A
Other languages
French (fr)
Inventor
A Meisser Marc
Original Assignee
A Meisser Marc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by A Meisser Marc filed Critical A Meisser Marc
Priority to CH225762A priority Critical patent/CH377588A/en
Publication of CH377588A publication Critical patent/CH377588A/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/24Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

  

      Moteur    à     turbine    à gaz    La présente invention a pour objet un moteur  à turbine à gaz comprenant un bâti dans lequel sont  montés au moins un compresseur et au moins une  turbine d'entraînement de ce compresseur, des cham  bres de combustion à volume constant des gaz étant  disposées entre le diffuseur de sortie de l'air du com  presseur et le distributeur d'entrée des gaz dans la  turbine.  



  Le moteur selon l'invention est caractérisé par  le fait que les chambres de combustion sont formées  par des alvéoles ménagés dans un rotor entraîné par  la turbine, ces chambres s'ouvrant sur une surface  de révolution du rotor en regard de laquelle est dis  posée une seconde surface de révolution faisant partie  d'un corps fixe, cette seconde surface étant percée  de lumières dont certaines communiquent avec le  diffuseur du compresseur et d'autres avec le distri  buteur de la turbine, des dispositifs d'étanchéité à  labyrinthes formant joint entre ces deux surfaces de  révolution, les moyens d'injection et d'allumage du  carburant dans les chambres de combustion étant  répartis sur cette seconde surface de révolution fixe,

    la répartition desdites lumières dans ladite seconde  surface de révolution étant telle qu'au cours du  déplacement relatif entre le rotor et le corps     fixe,     chaque chambre passe successivement par les phases  de balayage, de remplissage d'air, d'injection de car  burant, de combustion à volume constant et d'éjec  tion des gaz brûlés dans le distributeur de la turbine.  



  Le dessin annexé représente, schématiquement et  à titre d'exemple, deux formes d'exécution du moteur  selon l'invention.  



  La     fig.    1 est une vue en élévation, avec coupe  axiale, de la première forme d'exécution de ce moteur  à turbine à gaz.  



  La     fig.    2 est un     diagramme    montrant les différentes  phases du fonctionnement de ce moteur.    La     fig.    3 est une élévation, avec coupe axiale,  de la seconde forme d'exécution de ce moteur.  



  La     fig.    4 est une vue à grande échelle du détail  des chambres de combustion.  



  Ce moteur à turbine à gaz comprend un bâti 1  formé d'une enveloppe tronconique 2 et d'un     flasque    3,  ces deux pièces 2 et 3 étant maintenues ensemble par  des vis 4. Dans ce bâti 1 est monté un rotor 5 solidaire  d'un arbre 6, constituant l'arbre de sortie du moteur.  Cet arbre est guidé dans des paliers 7 portés par un  prolongement 8 du bâti 1. Ce rotor 5 est en forme  générale de cloche. A l'intérieur de cette cloche est  disposé     coaxialement    un arbre 9 porté, à l'une de ses  extrémités, par un     palier    10 faisant partie d'un corps       fixe    12 disposé également à l'intérieur de la cloche 5  et     solidaire    du flasque 3.

   Cet arbre 9 est également  porté, à son autre     extrémité,    par un palier 11 soli  daire d'une enveloppe 14 réunie par des vis 15 au       flasque    3.  



  Dans la partie centrale, cet arbre 9 porte un  groupe     formé    d'un compresseur centrifuge 16 et d'une  turbine centripète 17. L'entrée 18 du compresseur 16  est     alimentée    en air à partir de canaux 19 aménagés  dans le rotor 5. L'embouchure de ces canaux 19 est  munie d'un     aubage    20 se trouvant en regard d'ouver  tures 21 ménagées dans le     flasque    3. Au cours du  mouvement de rotation du     toror    5, cet     aubage    20  est destiné à accélérer l'air en direction du compres  seur 16 à la façon d'une     soufflante    d'alimentation.

         L'extrémité    interne des canaux 19 est disposée en  regard de canaux 22 ménagés dans le corps fixe  intérieur 12, canaux 22 amenant l'air vers l'entrée 18  du compresseur 16. Le diffuseur 23 de ce compresseur,  de même que le distributeur 24 de la turbine sont  portés également par le corps     fixe    12 et débouchent  par leurs lumières respectives sur une surface de  révolution 25 entourant ce corps fixe 12. Des alvéo-      les 26 sont ménagés dans le rotor 5, ces alvéoles 26  s'ouvrant sur une surface de révolution 27 du rotor  disposée en regard de la surface de révolution 25  (voir     flg.    4). \Des dispositifs d'étanchéité à labyrin  thes 28, respectivement 29, forment joint entre ces  deux surfaces de révolution 25 et 27.

   Des injecteurs 30  sont disposés dans le flasque 3 pour l'amenée du  carburant dans les alvéoles 26 formant les chambres  de combustion. Les moyens d'allumage du carburant  sont représentés à la     fig.    2 par deux bougies à incan  descence 31.  



  A la sortie de la roue de la turbine à gaz 17 est  disposé un distributeur 32 guidant le flux de gaz  sortant de la turbine à haute pression dans une tur  bine à basse pression 33 comprenant deux étages 34,  respectivement 35, avec distributeur intermédiaire 36.  Cette turbine à basse pression 33 est entourée par  l'enveloppe 14 qui est terminée vers le bas par un  orifice d'échappement 37. Le groupe compresseur 16  - turbine à haute pression 17 est monté pour tourner  librement sur la partie centrale de l'arbre 9, la turbine  à haute pression 17 fournissant l'énergie nécessaire  à l'entraînement du compresseur 16.  



  Par contre, l'entraînement du rotor 5 se fait à  partir de la turbine à basse pression 33 qui est soli  daire de l'arbre 9. L'extrémité gauche de celui-ci  porte un pignon 38 engrenant avec des roues 39  tournant sur des axes 40 solidaires du rotor 5. Ces  roues 39 engrènent elles-mêmes avec une couronne 41       portée    par le corps     fixe    12. Ces pièces 38 à 41 consti  tuent un mécanisme de démultiplication à train d'en  grenages réducteurs     épicycloïdaux    entre la turbine  basse pression 33 et le rotor 5. L'arbre 9 est muni  vers l'extérieur d'un prolongement 42 destiné à per  mettre la mise en marche du moteur.  



  Le fonctionnement de ce moteur à turbine à gaz  est le suivant:  Sa mise en marche se fait en entraînant en rota  tion, par exemple à l'aide d'un moteur électrique de  démarrage, l'arbre 9 par son prolongement 42. Bien  entendu, pour cette opération, l'arbre de sortie 6 est  désaccouplé de l'appareil récepteur qu'il doit entraîner.  L'entraînement en rotation de l'arbre 9 provoque la  mise en mouvement du rotor 5 qui, par la     soufflante    20,  envoie de l'air dans les chambres de combustion 26 en  passant par les canaux 22 et le compresseur 16 à l'état  arrêté.

   Dès que du carburant a été injecté dans les  chambres de combustion 26 par les injecteurs 30 et  que le mélange explosif a été allumé par les bougies 31,  les gaz brûlés s'échappant après combustion dans le  distributeur 24 provoquent l'entraînement de la tur  bine haute pression 17. Le compresseur 16 est alors  entraîné simultanément et le cycle de fonctionnement  normal du moteur s'enclenche. Les gaz de sortie de  la turbine haute pression 17 passent par le distribu  teur 32 et entraînent à leur tour la turbine basse  pression 33 avant de s'échapper par l'orifice 37.  La turbine basse pression 33 prend donc à sa charge  l'entraînement du rotor 5 en lieu et place du moteur    de démarrage accouplé momentanément au prolon  gement 42.

   Dès que le moteur a atteint son régime  de fonctionnement normal, l'arbre de sortie 6 peut  être accouplé à l'appareil récepteur.  



  La répartition des lumières faisant déboucher le       diffuseur    23 du compresseur 16 et le distributeur 24  de la turbine 17 dans la surface de révolution 25 est  telle qu'au cours du déplacement relatif entre le  rotor 5 et le corps fixe 12 portant le     diffuseur    23 et  le distributeur 24, chaque chambre de combustion 26  passe successivement par les phases de balayage, de  remplissage d'air, d'injection de carburant, de com  bustion à volume constant et d'éjection des gaz brûlés  dans le distributeur 24 de la turbine 17. Le diagramme  représenté à la     fig.    2 montre clairement la répartition  de ces phases du fonctionnement du moteur sur une  révolution complète du rotor 5.

   Il est à noter que  ce diagramme comprend deux moitiés symétriques,  étant donné que ce moteur permet un cycle complet  de fonctionnement de ses chambres de combustion  pendant une demi-révolution des chambres de combus  tion 26 autour du corps fixe 12. En     effet,    les groupes  de lumières d'admission et d'échappement, de même  que les injecteurs 30 et les bougies d'allumage 31 sont  disposés symétriquement à la périphérie de la surface  de révolution 25, respectivement sur le flasque 3.  Comme la combustion dans les chambres 26 se fait  à volume constant pendant la majeure partie de  cette phase, le rendement thermique du moteur est  élevé, les gaz s'échappant dans le distributeur 24 à  grande vitesse et à température élevée à la fin de cette  phase de combustion.  



  La turbine à gaz à haute pression 17 est calculée  pour fournir l'énergie nécessaire à l'entraînement du  compresseur 16. Tout le surplus d'énergie contenu  dans les gaz sortant de la turbine 17 peut donc être  utilisé dans la turbine à basse pression 33 dont le  nombre d'étages peut être choisi en conséquence.  Cette turbine 33 peut donc être construite pour une  utilisation maximum de l'énergie contenue dans les  gaz d'échappement, énergie utilisée pour l'entraîne  ment du rotor 5 et finalement pour l'entraînement  de l'arbre de sortie 6.  



  Cette première forme d'exécution du moteur à  turbine à gaz décrite en regard des     fig.    1 et 2 pourrait  être utilisée pour l'entraînement d'un véhicule terrestre  ou marin, ou éventuellement comme moteur     fixe.    On  pourrait toutefois aussi appliquer ce moteur à l'avia  tion en utilisant l'arbre de sortie 6 pour l'entraînement  d'une hélice.  



  La seconde forme d'exécution du moteur repré  senté à la     fig.    3 est destinée plus particulièrement au  domaine de l'aviation. Cette seconde forme d'exécu  tion présente, comme la première forme d'exécution,  les éléments principaux formés d'un bâti 1 dans lequel  tourne un rotor 5 porté par un arbre 6. Dans la partie  centrale de ce rotor 5 est disposé un corps fixe 12 relié  à l'enveloppe 2 du bâti 1 par le flasque 3. Un arbre 9  est disposé     coaxialement    dans ce corps fixe 12 sur des      paliers 10 et 11. Le groupe compresseur 16 et tur  bine 17 est rendu solidaire     angulairement    de cet arbre 9.  Les chambres de combustion 26 sont formées égale  ment par des alvéoles ménagés dans le rotor 5 en  forme de cloche.

   Le diffuseur 23, de même que le  distributeur 24 sont disposés entre. le groupe compres  seur 16 et turbine 17 et l'ensemble des chambres de  combustion 26, comme dans la première forme d'exé  cution, des injecteurs 30 et bougies d'allumage 31  assurant l'amenée du carburant dans les chambres 26  et l'allumage du mélange combustible.  



  Dans cette forme d'exécution comme dans la pre  mière, l'arbre 9 entraîne le rotor 5 par l'intermédiaire  d'un mécanisme de     démultiplication    formé d'un pi  gnon 38, de roues 39 tournant sur des axes 40 et  d'une couronne 41 solidaire du corps     fixe    12. Ce  rotor 5 est également percé des canaux 19 dont l'em  bouchure est munie d'un     aubage    20 destiné à accé  lérer l'air entrant par des ouvertures 21 ménagées  dans l'enveloppe 2 du bâti 1. L'air refoulé par la souf  flante 20 est envoyé dans les canaux 22 aboutissant  à l'entrée 18 du compresseur 16.  



  Une ogive 43 est placée autour de l'arbre 6 de  support du rotor 5. En effet, comme ce moteur est  destiné plus particulièrement au domaine de l'avia  tion, cette ogive est destinée à     profiler    de façon aéro  dynamique la face amont ou bord d'attaque du  moteur. Les ouvertures 21 sont donc disposées à la  périphérie de la base de l'ogive 43, ce qui permet  d'accroître le rendement de la     soufflante    20 au fur  et à mesure de l'élévation de vitesse de l'avion muni  d'un tel moteur. Ce moteur est donc dépourvu du  groupe de turbine à basse pression. En effet, le groupe  de turbine à basse pression est remplacé par une  tuyère 44 dans laquelle débouchent les gaz sortant  de la turbine 17.

   Cette tuyère 44 permet d'utiliser par  réaction l'énergie contenue dans les gaz d'échappe  ment de la turbine 17. La poussée s'exerçant sur le  moteur est donc directement produite par l'énergie  de ces gaz d'échappement. Dans un tel moteur, la  turbine à gaz 17 est donc calculée pour fournir l'énergie  nécessaire à l'entraînement du compresseur 16, de même  que l'énergie nécessaire à la mise en rotation du rotor 5  entraînant la soufflante 20.    La fonctionnement du moteur selon la seconde  forme d'exécution est le suivant:    La mise en marche de ce moteur peut se faire,  comme dans la première forme d'exécution, en entraî  nant l'arbre 9 à partir d'un prolongement, non repré  senté, de cet arbre.

   De préférence, ce prolongement  devrait être disposé     coaxialement    dans l'arbre 6 qui  serait prévu creux, le moteur électrique d'entraîne  ment pouvant être disposé dans l'ogive 43. Dès que  l'arbre 9 est entraîné en rotation, il entraîne simulta  nément le compresseur 16 alimentant les chambres de  combustion 26 en air. Après que les premières phases  de combustion se sont produites dans les cham  bres 26, les gaz brûlés, en s'échappant par le distribu  teur 24 dans la turbine 17, entraînent celle-ci en    rotation.

   Après quelques secondes, le     remplissage     des chambres 26 se faisant de mieux en     mieux    au fur  et à mesure de l'élévation du régime de rotation du  groupe compresseur 16 - turbine 17 et rotor 5,  le moteur atteint son régime de     fonctionnement     normal. La poussée exercée par les gaz sortant de  la tuyère 44 devient donc de plus en plus forte pour  atteindre sa valeur maximum lorsque le régime de  rotation normal du groupe compresseur 17 - turbine  17 est atteint.  



  Un tel moteur permet d'obtenir également un ren  dement thermique élevé du fait que la combustion  dans les chambres 26 se fait à volume constant pendant  la plus grande partie de la phase de combustion;  les gaz de combustion atteignent donc des tempéra  ture et pression élevées en fin de combustion. L'énergie  des gaz à la sortie de la turbine 17 est transformée  en poussée constituant le travail utile de ce moteur,  utilisé pour la propulsion d'un avion.  



  De nombreuses variantes d'exécution du moteur  représenté au dessin pourraient être imaginées. Ainsi,  le compresseur 16 et la turbine 17, au lieu d'être du  type centrifuge, respectivement centripète, pourraient  être du type axial. Il est à noter encore que la souf  flante 20 pourrait être supprimée, notamment dans  le cas de la seconde forme d'exécution. Le nombre  de phases de combustion qui s'opèrent dans les cham  bres 26 au cours d'une révolution complète de cha  cune de celles-ci peut varier selon les dimensions du  moteur.

   Ainsi, pour un moteur de faible diamètre,  on pourrait ne prévoir qu'une seule phase de combus  tion par révolution, alors que dans un moteur de  grandes dimensions, plus de deux phases de combus  tion pourraient être prévues, le nombre des dispositifs  d'injection 30 et bougies d'allumage 31 étant choisi  en conséquence, de même que la position des lumières  de sortie du diffuseur 23, respectivement du distribu  teur 24. Il est à noter que le moteur selon la     fig.    3 est  tout particulièrement intéressant pour être appliqué  à un avion à     décollage    vertical, par exemple du type  dit   coléoptère  , ou même à une fusée.



      Gas turbine engine The present invention relates to a gas turbine engine comprising a frame in which are mounted at least one compressor and at least one turbine for driving this compressor, combustion chambers with constant gas volume. being arranged between the air outlet diffuser of the compressor and the gas inlet distributor in the turbine.



  The engine according to the invention is characterized in that the combustion chambers are formed by cells formed in a rotor driven by the turbine, these chambers opening onto a surface of revolution of the rotor opposite which is arranged a second surface of revolution forming part of a fixed body, this second surface being pierced with lights, some of which communicate with the diffuser of the compressor and others with the distributor of the turbine, labyrinth sealing devices forming a seal between these two surfaces of revolution, the means for injecting and igniting the fuel in the combustion chambers being distributed over this second fixed surface of revolution,

    the distribution of said slots in said second surface of revolution being such that during the relative movement between the rotor and the fixed body, each chamber passes successively through the phases of sweeping, filling with air, fuel injection, combustion at constant volume and ejection of the burnt gases in the turbine distributor.



  The appended drawing represents, schematically and by way of example, two embodiments of the engine according to the invention.



  Fig. 1 is an elevational view, in axial section, of the first embodiment of this gas turbine engine.



  Fig. 2 is a diagram showing the different phases of the operation of this engine. Fig. 3 is an elevation, with axial section, of the second embodiment of this engine.



  Fig. 4 is a large-scale view of the detail of the combustion chambers.



  This gas turbine engine comprises a frame 1 formed of a frustoconical casing 2 and a flange 3, these two parts 2 and 3 being held together by screws 4. In this frame 1 is mounted a rotor 5 integral with a shaft 6, constituting the output shaft of the motor. This shaft is guided in bearings 7 carried by an extension 8 of the frame 1. This rotor 5 is generally bell-shaped. Inside this bell is arranged coaxially a shaft 9 carried, at one of its ends, by a bearing 10 forming part of a fixed body 12 also arranged inside the bell 5 and integral with the flange 3 .

   This shaft 9 is also carried, at its other end, by a bearing 11 integral with a casing 14 joined by screws 15 to the flange 3.



  In the central part, this shaft 9 carries a group formed by a centrifugal compressor 16 and a centripetal turbine 17. The inlet 18 of the compressor 16 is supplied with air from channels 19 formed in the rotor 5. The the mouth of these channels 19 is provided with a blading 20 located opposite openings 21 formed in the flange 3. During the rotational movement of the toror 5, this blading 20 is intended to accelerate the air in the direction of the flange. compressor 16 in the manner of a supply blower.

         The internal end of the channels 19 is arranged opposite channels 22 formed in the internal fixed body 12, channels 22 bringing the air to the inlet 18 of the compressor 16. The diffuser 23 of this compressor, as well as the distributor 24 of the turbine are also carried by the fixed body 12 and open through their respective slots onto a surface of revolution 25 surrounding this fixed body 12. Cells 26 are formed in the rotor 5, these cells 26 opening onto a surface of revolution 27 of the rotor disposed opposite the surface of revolution 25 (see flg. 4). Labyrinth sealing devices 28, respectively 29, form a seal between these two surfaces of revolution 25 and 27.

   Injectors 30 are arranged in the flange 3 for supplying the fuel into the cells 26 forming the combustion chambers. The fuel ignition means are shown in FIG. 2 by two incan descence candles 31.



  At the outlet of the wheel of the gas turbine 17 is disposed a distributor 32 guiding the flow of gas leaving the high pressure turbine in a low pressure turbine 33 comprising two stages 34, respectively 35, with intermediate distributor 36. This low pressure turbine 33 is surrounded by the casing 14 which is terminated at the bottom by an exhaust port 37. The compressor unit 16 - high pressure turbine 17 is mounted to rotate freely on the central part of the shaft. 9, the high pressure turbine 17 supplying the energy necessary to drive the compressor 16.



  On the other hand, the rotor 5 is driven from the low pressure turbine 33 which is integral with the shaft 9. The left end of the latter carries a pinion 38 meshing with wheels 39 rotating on wheels. axes 40 integral with the rotor 5. These wheels 39 mesh themselves with a ring 41 carried by the fixed body 12. These parts 38 to 41 constitute a reduction mechanism with a train of epicyclic reduction gears between the low pressure turbine 33 and the rotor 5. The shaft 9 is provided towards the outside with an extension 42 intended to allow the starting of the engine.



  The operation of this gas turbine engine is as follows: It is started up by rotating, for example using an electric starting motor, the shaft 9 by its extension 42. Of course. , for this operation, the output shaft 6 is uncoupled from the receiving device that it is to drive. The drive in rotation of the shaft 9 causes the setting in motion of the rotor 5 which, by the blower 20, sends air into the combustion chambers 26 passing through the channels 22 and the compressor 16 in the state stopped.

   As soon as fuel has been injected into the combustion chambers 26 by the injectors 30 and the explosive mixture has been ignited by the spark plugs 31, the burnt gases escaping after combustion in the distributor 24 cause the turbine to be driven. high pressure 17. The compressor 16 is then driven simultaneously and the normal operating cycle of the engine is initiated. The outlet gases from the high pressure turbine 17 pass through the distributor 32 and in turn drive the low pressure turbine 33 before escaping through the orifice 37. The low pressure turbine 33 therefore takes over the drive. rotor 5 instead of the starter motor momentarily coupled to extension 42.

   As soon as the engine has reached its normal operating speed, the output shaft 6 can be coupled to the receiving device.



  The distribution of the openings causing the diffuser 23 of the compressor 16 and the distributor 24 of the turbine 17 to emerge in the surface of revolution 25 is such that during the relative movement between the rotor 5 and the fixed body 12 carrying the diffuser 23 and the distributor 24, each combustion chamber 26 passes successively through the phases of sweeping, air filling, fuel injection, constant volume combustion and ejection of the burnt gases in distributor 24 of turbine 17. The diagram shown in fig. 2 clearly shows the distribution of these phases of engine operation over a complete revolution of rotor 5.

   It should be noted that this diagram comprises two symmetrical halves, given that this engine allows a complete operating cycle of its combustion chambers during a half-revolution of the combustion chambers 26 around the fixed body 12. In fact, the groups intake and exhaust ports, as well as the injectors 30 and the spark plugs 31 are arranged symmetrically at the periphery of the surface of revolution 25, respectively on the flange 3. As the combustion in the chambers 26 takes place. done at constant volume during most of this phase, the thermal efficiency of the engine is high, the gases escaping into the distributor 24 at high speed and at high temperature at the end of this combustion phase.



  The high pressure gas turbine 17 is calculated to provide the energy necessary to drive the compressor 16. All the surplus energy contained in the gases leaving the turbine 17 can therefore be used in the low pressure turbine 33. whose number of floors can be chosen accordingly. This turbine 33 can therefore be constructed for maximum use of the energy contained in the exhaust gases, energy used for driving the rotor 5 and finally for driving the output shaft 6.



  This first embodiment of the gas turbine engine described with reference to FIGS. 1 and 2 could be used for driving a land or sea vehicle, or possibly as a stationary engine. However, this engine could also be applied to aviation by using the output shaft 6 for driving a propeller.



  The second embodiment of the engine shown in FIG. 3 is intended more particularly for the field of aviation. This second embodiment has, like the first embodiment, the main elements formed of a frame 1 in which rotates a rotor 5 carried by a shaft 6. In the central part of this rotor 5 is arranged a body fixed 12 connected to the casing 2 of the frame 1 by the flange 3. A shaft 9 is arranged coaxially in this fixed body 12 on bearings 10 and 11. The compressor unit 16 and turbine 17 is made angularly integral with this shaft 9 The combustion chambers 26 are also formed by cells formed in the bell-shaped rotor 5.

   The diffuser 23, as well as the distributor 24 are arranged between. the compressor 16 and turbine 17 group and all of the combustion chambers 26, as in the first embodiment, injectors 30 and spark plugs 31 ensuring the supply of fuel to the chambers 26 and the ignition of the combustible mixture.



  In this embodiment as in the first, the shaft 9 drives the rotor 5 by means of a reduction mechanism formed of a pin 38, wheels 39 rotating on axes 40 and a crown 41 integral with the fixed body 12. This rotor 5 is also pierced with channels 19, the mouth of which is provided with a blading 20 intended to accelerate the air entering through openings 21 formed in the casing 2 of the frame 1 The air delivered by the blower 20 is sent into the channels 22 leading to the inlet 18 of the compressor 16.



  An ogive 43 is placed around the support shaft 6 of the rotor 5. In fact, as this engine is intended more particularly for the field of aviation, this ogive is intended to aerodynamically profile the upstream face or edge. engine attack. The openings 21 are therefore arranged at the periphery of the base of the ogive 43, which makes it possible to increase the efficiency of the fan 20 as the speed of the aircraft fitted with such increases increases. engine. This engine therefore does not have the low pressure turbine unit. In fact, the low pressure turbine unit is replaced by a nozzle 44 into which the gases leaving the turbine 17 open.

   This nozzle 44 makes it possible to use by reaction the energy contained in the exhaust gases of the turbine 17. The thrust exerted on the engine is therefore directly produced by the energy of these exhaust gases. In such an engine, the gas turbine 17 is therefore calculated to supply the energy necessary for driving the compressor 16, as well as the energy necessary for setting the rotor 5 driving the fan 20 into rotation. motor according to the second embodiment is as follows: This motor can be started up, as in the first embodiment, by driving the shaft 9 from an extension, not shown, of this tree.

   Preferably, this extension should be arranged coaxially in the shaft 6 which would be provided hollow, the electric drive motor possibly being arranged in the ogive 43. As soon as the shaft 9 is rotated, it simultaneously drives the compressor 16 supplying the combustion chambers 26 with air. After the first phases of combustion have taken place in the chambers 26, the burnt gases, escaping through the distributor 24 into the turbine 17, cause the latter to rotate.

   After a few seconds, the filling of the chambers 26 becoming better and better as the speed of rotation of the compressor unit 16 - turbine 17 and rotor 5 increases, the engine reaches its normal operating speed. The thrust exerted by the gases leaving the nozzle 44 therefore becomes stronger and stronger to reach its maximum value when the normal speed of rotation of the compressor unit 17 - turbine 17 is reached.



  Such an engine also makes it possible to obtain a high thermal efficiency owing to the fact that the combustion in the chambers 26 takes place at constant volume during the greater part of the combustion phase; the combustion gases therefore reach high temperature and pressure at the end of combustion. The energy of the gases at the outlet of the turbine 17 is transformed into thrust constituting the useful work of this engine, used for the propulsion of an airplane.



  Many variant embodiments of the engine shown in the drawing could be imagined. Thus, the compressor 16 and the turbine 17, instead of being of the centrifugal type, respectively centripetal, could be of the axial type. It should also be noted that the blower 20 could be omitted, in particular in the case of the second embodiment. The number of combustion phases which take place in the chambers 26 during a complete revolution of each of these may vary according to the dimensions of the engine.

   Thus, for an engine of small diameter, one could provide only one combustion phase per revolution, while in a large engine, more than two combustion phases could be provided, the number of combustion devices. injection 30 and spark plugs 31 being chosen accordingly, as well as the position of the outlet ports of the diffuser 23, respectively of the distributor 24. It should be noted that the engine according to FIG. 3 is very particularly advantageous for being applied to an airplane with vertical take-off, for example of the type called beetle, or even to a rocket.

 

Claims (1)

REVENDICATION Moteur à turbine à gaz comprenant un bâti (1) dans lequel sont montés au moins un compresseur (16) et au moins une turbine (17, 33) d'entraînement de ce compresseur (16<B>)</B>, des chambres (26) de combustion à volume constant des gaz étant disposées entre le diffuseur (23) de sortie de l'air du compresseur (16) et le distributeur (24) d'entrée des gaz dans la turbine (17), caractérisé en ce que les chambres de combus tion sont formées par des alvéoles (26) ménagés dans un rotor (5) entraîné par la turbine (17, respective ment 33), ces chambres (26) s'ouvrant sur une surface de révolution (27) du rotor (5) en regard de laquelle est disposée une seconde surface de révolution (25) faisant partie d'un corps fixe (12), cette seconde sur face (25) étant percée de lumières dont certaines communiquent avec le diffuseur (23) CLAIM Gas turbine engine comprising a frame (1) in which are mounted at least one compressor (16) and at least one turbine (17, 33) for driving this compressor (16 <B>) </B>, constant volume gas combustion chambers (26) being arranged between the air outlet diffuser (23) of the compressor (16) and the gas inlet distributor (24) in the turbine (17), characterized in that the combustion chambers are formed by cells (26) formed in a rotor (5) driven by the turbine (17, respectively 33), these chambers (26) opening onto a surface of revolution (27 ) of the rotor (5) opposite which is placed a second surface of revolution (25) forming part of a fixed body (12), this second surface (25) being pierced with slots, some of which communicate with the diffuser (23) ) du compres- seur (16) et d'autres avec le distributeur (24) de la turbine (17), des dispositifs d'étanchéité à labyrinthes (28, 29) formant joint entre ces deux surfaces de révolution (25,27), les moyens d'injection (30) et d'al lumage (31) du carburant dans les chambres de com bustion (26) étant répartis sur cette seconde surface de révolution fixe (25), la répartition desdites lumières dans ladite seconde surface de révolution (25) étant telle qu'au cours du déplacement relatif entre le rotor (5) et le corps fixe (12), chaque chambre (26) passe successivement par les phases de balayage, de rem plissage d'air, d'injection de carburant, de combus tion à volume constant et d'éjection des gaz brûlés dans le distributeur (24) de la turbine (17, of the compressor (16) and others with the distributor (24) of the turbine (17), labyrinth sealing devices (28, 29) forming a seal between these two surfaces of revolution (25,27), the means for injecting (30) and igniting (31) the fuel in the combustion chambers (26) being distributed over this second fixed surface of revolution (25), the distribution of said ports in said second surface of revolution (25) being such that during the relative movement between the rotor (5) and the fixed body (12), each chamber (26) passes successively through the phases of sweeping, air filling, injection of fuel, combustion at constant volume and ejection of the burnt gases in the distributor (24) of the turbine (17, 33). SOUS-REVENDICATIONS 1. Moteur selon la revendication, caractérisé en ce qu'un mécanisme démultiplicateur (38-41) est dis posé entre le rotor (5) et la turbine (17), une tuyère (44) étant disposée à la sortie de la turbine (17) de manière à utiliser par réaction l'énergie contenue dans les gaz d'échappement de la turbine (17). 2. 33). SUB-CLAIMS 1. Engine according to claim, characterized in that a reduction mechanism (38-41) is arranged between the rotor (5) and the turbine (17), a nozzle (44) being disposed at the outlet of the turbine (17) so as to use by reaction the energy contained in the exhaust gases of the turbine (17). 2. Moteur selon la revendication, dans lequel la turbine<B>(17,33)</B> est décomposée en au moins deux étages distincts, à haute et basse pression, respectivement, l'étage à haute pression (17) étant accouplé directement au compresseur (16), caractérisé en ce que l'étage à basse pression (33) seul est accouplé, par l'intermé diaire d'un mécanisme de démultiplication (38-41) audit rotor (5), l'arbre de sortie (6) du moteur étant entraîné à partir de cet étage à basse pression (33) de la turbine (17, 33). 3. Moteur selon la revendication et la sous-reven- dication 2, caractérisé en ce que l'arbre de sortie (6) du moteur est solidaire dudit rotor (5). 4. Engine according to claim, wherein the turbine <B> (17.33) </B> is divided into at least two distinct stages, at high and low pressure, respectively, the high pressure stage (17) being directly coupled to the compressor (16), characterized in that the low pressure stage (33) alone is coupled, by the intermediary of a reduction mechanism (38-41) to said rotor (5), the output shaft (6) of the engine being driven from this low pressure stage (33) of the turbine (17, 33). 3. Motor according to claim and sub-claim 2, characterized in that the output shaft (6) of the motor is integral with said rotor (5). 4. Moteur selon la revendication et les sous-reven- dications 2 et 3, caractérisé en ce que le rotor (5) est en forme générale de cloche dans la paroi interne de laquelle sont ménagés lesdits alvéoles (26) formant les chambres de combustion, le compresseur (16) et la turbine à haute pression (17) étant disposés concen triquement dans ladite cloche (5), ledit corps fixe (12) portant le diffuseur (23) et le distributeur (24) étant disposé concentriquement entre le groupe compres seur (16)-turbine haute pression (17) et la surface (27) du rotor (5) dans laquelle s'ouvrent lesdits al véoles (26). 5. Engine according to claim and subclaims 2 and 3, characterized in that the rotor (5) is generally bell-shaped in the internal wall of which said cells (26) forming the combustion chambers are formed, the compressor (16) and the high pressure turbine (17) being arranged concentrically in said bell (5), said fixed body (12) carrying the diffuser (23) and the distributor (24) being arranged concentrically between the compressor group (16) -high pressure turbine (17) and the surface (27) of the rotor (5) in which the said alveoli (26) open. 5. Moteur selon la revendication et les sous- revendications 2 à 4, caractérisé en ce que des canaux (19) d'alimentation en air du compresseur (16) sont percés dans le rotor (5), ces canaux (19) étant munis à leur embouchure d'un aubage (20) destiné à accé lérer l'air en direction du compresseur (16) au cours du mouvement du rotor (5) à la façon d'une souf flante d'alimentation en air du compresseur (16). 6. Motor according to claim and sub-claims 2 to 4, characterized in that channels (19) for supplying air to the compressor (16) are drilled in the rotor (5), these channels (19) being provided at their mouth of a vane (20) intended to accelerate the air towards the compressor (16) during the movement of the rotor (5) in the manner of a blower for supplying air to the compressor (16). 6. Moteur selon la revendication et les sous- revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la turbine basse pression (33) est disposée dans l'axe de la tur bine haute pression (17) et entraîne un arbre (9) tra versant par son centre le groupe compresseur (16) -turbine haute pression (17) pour entraîner, par un train d'engrenages réducteurs épicycloïdaux (38-41), le rotor (5). 7. Moteur selon la revendication et les sous- revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les canaux (19) de la soufflante entourent les alvéoles (26) des chambres de combustion pour former échangeur de chaleur pour le refroidissement des parois des cham bres de combustion (26). Engine according to claim and sub-claims 2 to 5, characterized in that the low pressure turbine (33) is arranged in the axis of the high pressure turbine (17) and drives a shaft (9) extending through its centers the compressor unit (16) -turbine high pressure (17) to drive, by a planetary reduction gear train (38-41), the rotor (5). 7. Engine according to claim and sub-claims 2 to 6, characterized in that the channels (19) of the fan surround the cells (26) of the combustion chambers to form a heat exchanger for cooling the walls of the chambers. combustion chamber (26).
CH225762A 1962-02-23 1962-02-23 Gas turbine engine CH377588A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH225762A CH377588A (en) 1962-02-23 1962-02-23 Gas turbine engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH225762A CH377588A (en) 1962-02-23 1962-02-23 Gas turbine engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH377588A true CH377588A (en) 1964-05-15

Family

ID=4229538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH225762A CH377588A (en) 1962-02-23 1962-02-23 Gas turbine engine

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH377588A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2774453C (en) Turboshaft engine with parallel shafts
EP3259461B1 (en) Constant-volume combustion system for a turbine engine of an aircraft engine
EP2643579B1 (en) Combined turbojet and ramjet engine
EP0403372A1 (en) Combined turbo-stato-rocket jet engine
BE533815A (en) Chamber for bringing together at least two substances
FR2842564A1 (en) ASSISTANCE AND RELIEF TO THE ELECTRIC DRIVE OF ACCESSORIES IN A TURBOMOTOR
WO2012156595A1 (en) Ramjet including a detonation chamber and aircraft comprising such a ramjet
EP3250859B1 (en) Constant-volume combustion module for a turbine engine, comprising communication-based ignition
WO2016120551A1 (en) Constant-volume combustion module for a turbine engine
FR2873407A1 (en) METHODS AND DEVICES FOR PRODUCING PUSH OF A TURBOMOTEUR
FR2960259A1 (en) Turbocharger for use in e.g. turbojet engine of aircraft, has combustion chamber supplied with compressed air by opening that allows introduction of air in chamber, and compressor whose air outlets are opened in inner volume of reservoir
CH377588A (en) Gas turbine engine
FR2773846A1 (en) Reaction motor with drum or rotor
EP1359309B1 (en) Gas turbine with a gas mixing device comprising lobes and pipes
CH287985A (en) Gas turbine installation.
CH511366A (en) Gas turbine
FR2944829A1 (en) Engine i.e. rotary spark ignition engine, for use in motor vehicle, has working cavity provided with exhaust unit, and oxidant intake unit for intaking oxidant and fuel injection unit for injecting fuel to form air-fuel mixture in cavity
RU2266419C2 (en) Air-jet diesel engine
RU2315191C1 (en) Gas-turbine engine
CH288545A (en) Power plant.
CH638016A5 (en) Turbo-jet engine with rotary combustion chambers
FR2914738A1 (en) Propulsion engine for realizing e.g. observation and recognition drone, has central space protecting energy generator driven in rotation to create electric energy necessary to activation of control surfaces embarked on engine
FR2582054A1 (en) Rotary compressed gas and/or internal combustion engine
FR2602825A1 (en) Rotary internal combustion engine
BE488174A (en)