CH485943A - Turbine centripète à gaz ou à vapeur - Google Patents

Description

  Turbine     centripète    à gaz ou à vapeur    La présente invention a pour objet une turbine cen  tripète à gaz ou à vapeur, dont le rotor présente des  aubes à extrémité extérieure libre.  



  La turbine selon l'invention est caractérisée en ce que  les passages entre les aubes présentent des sections  orthogonales par rapport à l'intersection de la surface de  révolution engendrée par la ligne     médiane    entre les  parois latérales de ces passages diminuant le long de     cette     intersection de l'entrée à la sortie plus rapidement au  commencement et plus lentement ensuite que la dimi  nution moyenne de section.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une  forme d'exécution de la turbine faisant l'objet de la pré  sente invention.  



  La     fig.    I est une vue en coupe axiale, montrant la  turbine associée à une enveloppe et à d'autres parties  d'un turbocompresseur.  



  La     fig.    2 est une vue composée partielle du rotor  de turbine, la partie supérieure de cette figure étant une  vue en perspective du côté droit ou de sortie de la tur  bine, 1a partie inférieure à gauche de la figure montrant  une coupe par la ligne     2A-2A    de la     fig.    1, et la partie  inférieure droite montrant une coupe par la ligne     2B-2B     de la     fig.    1.  



  La     fig.    3 est une vue développée de la projection du  rotor de turbine sur un cylindre coaxial à celui-ci.  



  Une partie rigide d'une enveloppe supportant des  efforts est formée par des pièces moulées dont l'une est  indiquée en 2 à la     fig.    1 et fournit un palier gauche (non  représenté). L'autre pièce moulée est indiquée en 6 et  présente venue de fabrication avec elle, une cage 8 du  palier de droite. Cette pièce 6 a la forme d'un croisillon  fixé à la pièce 2 par des boulons 10. Un cylindre 12 en  tôle présente une bride annulaire 16 serrée entre les  pièces 2 et 6 et supporte un organe annulaire 14 égale  ment en tôle, maintenu en place par des vis 18.

   Le cylin  dre 12 est forcé sur un élément cylindrique de section    annulaire 20 en céramique dans lequel est retenu (par  une cheville non représentée) un manchon 22 également  en céramique ou autre matière réfractaire, ce remplis  sage étant en deux parties simplement pour faciliter  l'assemblage. Le frettage du     cylindre    12 sur l'élément de  remplissage 20 soumet celui-ci à une compression. La  matière de remplissage en céramique résiste à une forte  compression mais ne résiste pas à une traction, et la  disposition assure l'étanchéité en dépit des grandes dif  férences de coefficients de dilatation thermique du cylin  dre et de la matière de remplissage, toute possibilité  d'effort de traction dans la céramique étant éliminée par  sa précontrainte en compression.

   L'élément 20 présente  un espace annulaire 24 dépourvu d'aubes pour     l'alimen-          taion    de gaz d'entraînement à partir du moteur ou autre  source de gaz à     l'aubage    de turbine, des tuyères (non  représentées) étant prévues pour diriger les gaz d'entraî  nement tangentiellement dans cet espace 24 à une vitesse  élevée.

   Les gaz d'entraînement de la turbine peuvent  provenir d'un moteur sous forme de pulsations intermit  tentes, mais en prévoyant une partie radiale     importante     dans l'espace 24 entre les tuyères et les bords d'entrée       des    aubes de turbine, les gaz se mettent à tourner en  spirale à l'intérieur et un tourbillon     apparait    automati  quement pour diminuer les pulsations aux bords d'entrée  des aubes de turbine.  



  L'élément de remplissage 20 et l'organe annulaire  14 forment entre eux un diffuseur annulaire 32     dépourvu     d'aubes, destiné à recevoir les gaz quittant le rotor. Le  diffuseur fournit aux gaz une composante d'écoulement  dirigée     radialement    vers l'extérieur et évacue ces     gaz     à travers un conduit qui les amène au point d'échappe  ment désiré.  



       Le    rotor de turbine 56 venu de fabrication avec un  arbre 58 porte des aubes 57.  



  La     fig.    3 montre comment sont disposées les parois  122 et 124 d'un passage entre deux aubes. Les bords      d'attaque sont épais     circonférentiellement    et bulbeux  comme indiqué en 120, les parois 122 et 124 des aubes  convergent vers un bord de fuite 126 qui peut être  arrondi pour fournir un tracé d'écoulement continu. Pour  que la construction soit légère, l'intérieur de chaque aube  est creux comme représenté en 128. On a en outre cons  taté qu'en s'écartant légèrement de la forme théorique  les parois minces s'étendant de la partie du bord d'entrée  bulbeux 120 vers l'endroit d'évacuation peuvent être  presque radiales.  



  Les passages entre les aubes ont des sections ortho  gonales par rapport à l'intersection de la surface de  révolution engendrée par la ligne médiane de la section  axiale du passage et la surface médiane entre les parois  latérales de ces passages diminuent le long de cette inter  section de l'entrée à la sortie plus rapidement au com  mencement et plus lentement ensuite que la diminution  moyenne de section.  



  Les bords d'entrée bulbeux 120 des aubes forment  des arcs convexes par rapport à l'axe de rotation qui  peuvent être façonnés de manière à se conformer à des  surfaces dont le métal adjacent à ces bords d'entrée n'est  pratiquement soumis qu'à la tension mais pas à des  efforts de flexion dus aux forces centrifuges. Les espaces  creux 128 à l'intérieur des aubes sont ouverts à l'espace  prévu entre les aubes et l'enveloppe. Ces espaces 128  sont en communication avec un espace annulaire entou  rant l'arbre 58 par     l'intermédiaire    de passages individuels  130 pour recevoir de l'air de refroidissement provenant  d'un compresseur.  



  Dans la turbine décrite il est avantageux de prévoir  moins d'aubes (mais plus épaisses), car la surface totale  de frottement est considérablement réduite.

Claims (1)

1. REVENDICATION Turbine centripète à gaz ou à vapeur, dont le rotor présente des aubes à extrémité extérieure libre, caracté- risée en ce que les passages entre les aubes présentent des sections orthogonales par rapport à l'intersection de la surface de révolution engendrée par la ligne mé diane de la section axiale du passage et de la surface médiane entre les parois latérales de ces passages dimi nuent le long de cette intersection de l'entrée à la sortie plus rapidement au commencement et plus lentement ensuite que la diminution moyenne de section. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Turbine selon la revendication, caractérisée en ce que les aubes sont creuses présentant une partie d'entrée sensiblement exempte d'efforts de flexion dus aux forces centrifuges. 2. Turbine selon la sous- revendication 1, caractérisée en ce que les régions creuses à l'intérieur des aubes sont ouvertes à l'espace prévu entre les aubes et une enve loppe fixe entourant les aubes. 3. Turbine selon la sou s- revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des passages pour l'écoulement d'air de refroidissement dans des régions creuses des aubes. 4. Turbine selon la sou s- revendication 2, caractérisée en ce que ladite enveloppe est en matière céramique. 5.

   Turbine selon la sous -revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément de section annulaire à l'intérieur de l'enveloppe extérieure et présentant un espace annulaire dépourvu d'aubes et dans lequel est produit un tourbillon dirigé vers l'intérieur pour diminuer les pulsations aux bords d'entrée des aubes.