CH505282A - Groupe moteur comprenant un moteur à combustion interne et une turbine à gaz d'échappement - Google Patents

Description

  
 



  Groupe moteur comprenant un moteur à combustion interne
 et une turbine à gaz d'échappement
 L'invention a pour objet un groupe moteur comprenant un moteur à combustion interne et une turbine à gaz d'échappement comprenant au moins deux conduites reliées chacune à au moins un orifice d'échappement du moteur, ces deux orifices d'échappement déchargeant les gaz par bouffées, une bouffée provenant d'un orifice étant suivie par une bouffée provenant de l'autre.



   Le moteur pourrait être à pistons à mouvement alternatif ou un moteur à combustion interne à piston rotatif du genre   Wankel  .



   Il est connu d'utiliser plusieurs conduites d'échappement amenant séparément les gaz au rotor de la turbine.



  Les gaz d'une conduite sont alors dirigés sur un secteur déterminé du rotor et les gaz de l'autre sur l'autre secteur de ce rotor.



   L'invention a pour but de réduire les pertes d'énergie se produisant dans le dispositif connu amenant les gaz d'échappement au rotor de la turbine en répartissant ces gaz sur toute la circonférence du rotor tout en étant pratiquement séparés jusqu'au bord d'attaque des aubes de ce rotor.



   A cet effet, le groupe moteur selon l'invention est caractérisé en ce que la turbine présente deux distributeurs annulaires distincts avec chacun desquels communique l'une des conduites, et qui dirigent les gaz dans un aubage à une seule rangée d'aubes du rotor de la turbine, de manière que les courants de gaz provenant des deux orifices d'échappement soient maintenus séparés jusqu'au bord d'attaque des aubes du rotor chacun des courants pénétrant sur toute la circonférence du rotor.



   Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution et une variante de l'objet de l'invention.



   La fig. 1 est une représentation schématique de la première forme d'exécution.



   La fig. 2 est un schéma montrant l'ordre d'allumage des cylindres du moteur de cette forme d'exécution en fonction de la position du vilebrequin.



   La fig. 3 est une coupe transversale à travers la turbine de cette forme d'exécution par la ligne 3-3 de la fig. 4.



   La fig. 4 est une coupe de cette turbine par 4-4 sur la fig. 3.



   La fig. 5 est une coupe de cette turbine par 5-5 de la fig. 3.



     
 La fig. 6 est une vue en élévation d'une variante de turbine.   



   La fig. 7 est une vue en élévation avec parties arrachées de la turbine à écoulement axial de la deuxième forme d'exécution, et
 la fig. 8 est une coupe transversale par 8-8 de la fig. 7.



   Le groupe représenté aux fig. 1 à 5 comprend un moteur à combustion interne à six cylindres 10, qui est suralimenté au moyen d'un compresseur rotatif 12 entraîné par l'arbre 15 d'une turbine à gaz d'échappement 14. L'air sous pression est fourni du compresseur 12 aux soupapes d'admission des cylindres à travers la conduite 16. Les orifices d'échappement des cylindres sont reliés à la turbine 14 par deux conduites 17 et 18. Chacune de ces conduites est reliée à trois cylindres, la conduite 17 étant reliée aux cylindres 1, 2, 3, tandis que la conduite 18 est reliée aux cylindres 4, 5 et 6.



   La turbine 14 comprend un carter 20 dans lequel un rotor de turbine à flux centripète 21 est monté sur l'arbre de transmission 15.



   Le carter 20 forme deux bâches spirales 27 séparées par une cloison radiale 26. Les bâches contiennent chacune un distributeur annulaire à aubes fixes 24 entourant le rotor 21 qui est à entrée radiale. Les sections transversales des deux bâches sont égales, et les deux  conduites 17 et 18 sont reliées chacune à l'une des bâches 27. Ainsi chaque flux de gaz fourni par les conduites 17 et 18 est amené séparément aux aubes de la turbine et peut les atteindre tout autour de l'entière circonférence du rotor. Les deux flux de gaz se mélangent seulement dans les canaux 23 formés entre les aubes 22 du rotor de la turbine.



   Les gaz sont évacués des canaux 23 par une sortie commune 30.



   Une proportion importante de l'énergie disponible initialement est retenue dans les gaz d'échappement du fait que le moteur est relié à la turbine par deux conduites, chacune reliée seulement à trois des cylindres du moteur.



   Le moteur de la fig. 1 présente l'ordre d'allumage couramment utilisé 1-5-3-6-2-4. Ces intervalles de temps égaux séparant les bouffées dans chaque conduite d'échappement sont de 2400 mesurés par la rotation du vilebrequin. D'autres ordres d'allumage pourraient être utilisés, entraînant une autre disposition des liaisons de sortie des cylindres. La disposition représentée assure qu'il n'y a pas d'interférences dans une conduite entre deux impulsions successives de gaz.



   Le volume de chaque conduite est aussi petit que possible et est pratiquement fonction du volume des cylindres.



   Les distributeurs entourant chacun entièrement le rotor. la pression du gaz dans chacune des bâches 27 est pratiquement égale en tous points de la bâche, ce qui réduit fortement les pertes dans le rotor couramment appelées pertes de remplissage et pertes dues au vide dans le cas où les gaz sont distribués suivant les secteurs de la circonférence du rotor comme c'est le cas dans les constructions connues.



   Dans la variante de la fig. 6, les entrées 25a des bâches de la turbine sont diamétralement opposées.



   Dans la forme d'exécution des fig. 7 et 8, la turbine 34 comprend un carter 35 dans lequel est monté un rotor de turbine 36 relié à l'arbre 15. Le rotor 36 porte une couronne d'aubes radiales 37. La turbine est munie d'une bride d'entrée 38 à laquelle aboutissent les deux conduites d'échappement 17 et 18.



   Une paroi 40 s'étend au moins en majeure partie autour de la circonférence du rotor et forme deux bâches coaxiales 41 de dimensions pratiquement égales.



  Dans chaque bâche est monté un distributeur annulaire dont   l'un    entoure l'autre. Le distributeur extérieur dirige les gaz approximativement dans la moitié extérieure de la couronne d'aubes à écoulement axial 37 pendant que l'autre distributeur dirige le gaz approximativement dans la moitié intérieure de la couronne d'aubes 37. De cette manière, chacun des deux distributeurs dirige les impulsions de gaz venues de l'une des conduites d'échappement dans les canaux formés entre les aubes successives 37 tout autour de l'entière circonférence.

 

   Dans les canaux formés entre les aubes 37, les gaz venus des deux distributeurs se mélangent et sont évacués par un passage de sortie 44 qui fournit une décharge comune à la turbine pour tous les gaz d'échappement.



   La turbine pourrait être munie de plus de deux distributeurs annulaires et le nombre de conduites venant du moteur augmenterait alors en correspondance. 

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Groupe moteur comprenant un moteur à combustion interne et une turbine à gaz d'échappement, comprenant au moins deux conduites reliées chacune à au moins un orifice d'échappement du moteur, ces deux orifices d'échappement déchargeant les gaz par bouffées, une bouffée provenant d'un orifice étant suivie par une bouffée provenant de l'autre, caractérisé en ce que la turbine présente deux distributeurs annulaires distincts avec chacun desquels communique l'une des conduites, et qui dirigent les gaz dans un aubage à une seule rangée d'aubes du rotor de la turbine, de manière que les courants de gaz provenant des deux orifices d'échappement soient maintenus séparés jusqu'au bord d'attaque des aubes du rotor, chacun des courants pénétrant sur toute la circonférence du rotor.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Groupe moteur selon la revendication, caractérisé en ce que le moteur est un moteur à pistons à mouvement alternatif.

   2. Groupe moteur selon la revendication ou la sousrevendication 1, caractérisé en ce que l'aubage du rotor de la turbine est à entrée radiale.

   3. Groupe moteur selon la revendication ou la sousrevendication 1, caractérisé en ce que l'aubage de la turbine est à écoulement axial.

   4. Moteur selon la revendication, caractérisé en ce que chaque conduite communique avec le distributeur correspondant par une bâche spirale.

   5. Moteur selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce que les entrées des bâches sont diamétralement opposées.