CH99381A - Turbine à combustion interne. - Google Patents

Turbine à combustion interne.

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CH99381A
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/04Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
    • F02C3/045Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor having compressor and turbine passages in a single rotor-module

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Description


  Turbine à combustion interne.    L'on connaît déjà des turbines à combus  tion interne à aubes creuses, avec roues       mobiles    servant à la fois de roues de tur  bines et de roues de turbocompresseur. Dans  ces turbines connues, l'air froid sortant du       diffuseur    d'une roue est obligé, pour arriver  à l'entrée de la roue     suivante,    de passer par  l'intérieur des aubes. directrices , fixes, éga  lement creuses, qui servent à diriger les gaz       ehauds        d'une    roue à l'autre.

   Il résulte de       cette,    disposition que les aubes directrices  des gaz chauds, n'étant refroidies -que par  cette circulation intérieure d'air, sont     insuf-          fisamment    refroidies, et ne peuvent supporter  le passage constant des gaz chauds. Une  telle turbine doit donc fonctionner comme  turbine à explosions avec chasse d'air entre  les explosions par la tuyère à gaz chauds,  ou même avec injection d'air froid par des  tuyères spéciales additionnelles, ce qui l'em  pêche d'obtenir un bon     rendement    thermique.

         En    outre, la section intérieure creuse des  aubes directrices est nécessairement fort  petite, et ne donne à l'air sortant du diffu  seur     qu'un    passage insuffisant, d'où pertes de  charge importantes.    L'objet de la présente invention a pour  but de remédier à ces inconvénients.

   La  turbine en question, dont les roues sont mu  nies d'aubes creuses et servent à la fois de  roues de turbine et de roues de turbocom  presseur, comporte de larges canaux ou cham  bres à air froid, par lesquels passe l'air ve  nant d'un     diffuseur    et se dirigeant vers le  centre de la roue suivante, ces canaux à air  froid, qui vont de la périphérie au centre,  étant entrecroisés judicieusement avec les  canaux ou chambres à gaz chauds qui con  duisent les gaz chauds de la sortie des aubes  d'une roue à l'entrée des aubes directrices  de la roue suivante, de façon à ce que la  marche des gaz chauds et la marche de l'air  froid ne soient gênés ni l'une ni l'autre.

   De  cette façon, les aubes directrices des gaz  chauds, ne servant plus au passage de l'air  froid, pourront être     énergiquement    refroidies  par une circulation d'eau intérieure. La tur  bine décrite dans ce brevet pourra dès lors  être construite comme turbine à pression  constante, sans avoir besoin d'injections addi  tionnelles d'air froid, et elle pourra par consé  quent réaliser des rendements thermiques élevés      La     fig.    1 représente schématiquement et  à titre d'exemple une coupe axiale,

       c'est-à-          dire    pratiquée suivant l'axe de l'arbre et  suivant la ligne     F        F    G de la     fig.    4 d'une  forme d'exécution d'une turbine à combustion  réalisant l'invention.

   L'on n'a représenté dans  la     fig.    1 que trois roues de cette turbine, en  prenant pour cet exemple une turbine à  plus de 3 roues ou de 3 étages de pression,  et l'on n'a pas représenté spécialement la ou  les chambres de combustion ou d'explosions;  La     fig.    2 représente un détail     d'une    des  roues de cette turbine, à une plus grande  échelle, et en coupe par son plan médian;  La     fig.    3 est une vue en plan de cette  même roue.

   La coupe représentée dans la       fig.    2 est pratiquée par le plan de coupe C  D de la     fig.    3 ;  La     fig.    4 est une coupe transversale de  la même turbine, représentée en élévation,  et vue du point H, à gauche de la     flg.    1.

    Cette coupe transversale est pratiquée par le  plan de coupe<I>A B</I> de la     fig.    1;  La     fig.    5 représente un détail de la  même coupe que la     fig.    4, mais avec une       variante    de la forme d'exécution de la tur  bine;  La     fig.    6 représente la même coupe que  la     fig.    1, mais avec une autre variante de la  forme d'exécution;  La     fig.    7 est une coupe cylindrique, re  présentée déroulée sur un plan, et pratiquée  par le cylindre dont I Ii dans la fi-.<B>6</B> est  une génératrice.  



  Dans cette     fig.    7,<I>L</I>     11'I    est le plan de  coupe par lequel est pratiquée la coupe re  présentée dans la     fig.    6.  



  Dans ces     fig.    1 à 7, a est l'arbre de la  turbine,     bi        b#-        b3    les disques des roues et ci       c2        c:;    des flasques maintenus à la distance  voulue des disques par le moyen d'aubes d  <B>(1</B>. Cette construction des roues est celle qui  est très généralement usitée dans les turbo  compresseurs ordinaires. e e sont les aubes  creuses fixées à la périphérie des roues,  entre les disques et les flasques. Ces aubes    dépassent les roues, et la partie des aubes  qui dépasse les roues a la forme bien connue  de gouttière, qui est usuelle     pour    les tur  bines à vapeur du type axial.

   Les figures étant       purement    schématiques, le mode de fixation  des aubes aux roues n'a pas été représenté.  Chaque aube     pénètre    en partie à l'intérieur  de la roue, entre le disque et le flasque et  entre chaque aube la roue est fermée vers  l'extérieur par une partie pleine f, visible  dans la     fig.    2.

       g1        Y-2        g3        g4    sont des dia  phragmes fixes qui séparent l'une de l'autre  les     rouies        bi        ljr        lïs.    Chacun de ces diaphragmes  est lui-même divisé en deux parties par une  chambre de retour ou chambre à air     hi        h2          h3,    qui fait communiquer les chambres cir  culaires extérieures     ii        i-,        z:;

      avec l'entrée     ki          k2        Ici    de chaque roue. Entre la périphérie  des aubes de chaque roue et la chambre  circulaire extérieure correspondante se trouve  un diffuseur avec ses aubes     ira.    Les deux  parties de     chaque    diaphragme sont rendues  solidaires l'une de l'autre par des nervures       ia,    qui     servent    également à diriger l'air qui  traverse les chambres de retour.

   Dans la  partie     inférieure    de la coupe de la     fig.    1 et  dans les<B>fi-.</B> 6 et<I>7,</I>     1),        p2        ps        p4    sont des       chambres    à gaz chauds qui reçoivent les  gaz chauds sortant de la     partie-turbine    ou  du     secteur-turbine    de chaque roue. Ces cham  bres se     terminent    par les aubes directrices       qi        q2        q:;    qui injectent les gaz chauds sur les  aubes de chaque roue suivante.  



  L'on voit par la<B>fi-.</B> 4 qu'il y a, à  l'étage de la     turbine    représenté sur cette  figure, deux chambres à gaz chauds     p2    dia  métralement opposées, avec deux séries d'aubes  directrices     (1:,..    La coupe     transversale    de la       fig.    4 étant pratiquée par le plan médian A  B de la chambre de retour ou chambre à  air     h3,    l'on voit que les deux chambres à  gaz chauds     p2        traversent    la chambre     h:

  a,    et  qu'à l'endroit de cet     entrecroisement    ces  chambres     p-,    sont munies à l'extérieur dune  nervure creuse     r,    et à l'intérieur     d'une    ner  vure creuse s, qui dirigent l'air circulant  dans la chambre     hu,    et     l'empêchent    de former  des remous autour des chambres     p=    et de      subir ainsi des pertes de vitesse ou de  charge.  



  Dans la     fig.-5,    qui est une variante de  la forme d'exécution de .la     fig.    4, il y a  deux chambres à gaz chauds     .p2    de chaque  côté de la turbine, au lieu d'une. Dans la  seconde variante représentée par les     fig.    6  et 7, l'entrecroisement est le contraire : c'est  la chambre à gaz chauds     p2    qui est traversée  de l'extérieur vers l'intérieur par un canal à  air faisant partie de la chambre de retour  ou chambre à air     h2,    canal désigné par la  lettre     6z.'2.     



  Le fonctionnement de la turbine s'ex  plique     aisément    à l'inspection des figures  Les gaz chauds formés par la combustion  d'un combustible quelconque, par exemple du  pétrole brut, dans un comburant comprimé       quelconque,    par exemple de l'air et cela  dans une chambre de combustion ou d'explo  sions non représentée     sur    les figures, pénè  trent dans les aubes directrices q,<I>s'y</I> déten  dent, prennent de la vitesse et agissent sur  les aubes e de la première roue, représentée,  exactement comme dans une turbine à vapeur  du type axial à plusieurs étages de pression  et à injection partielle.

   Les gaz chauds sor  tant des aubes d'une roue entrent dans la  chambre à gaz chauds p, la traversent et       pénètrent    de là dans les aubes directrices q  de l'étage suivant, oit ils se détendent à  nouveau, et ainsi de suite. Dans la     fig.    1  l'on aperçoit trois roues     bi    b2     b3,    trois séries       d'aubes    directrices     qi   <I>q2</I>     q3    et quatre cham  bres à gaz chauds     pi        p2        pu        p4,

      qui sont par  courues par les gaz chauds dans le sens de  cette numérotation     1-2-3-4.    D'autre     part,     les gaz froids qu'il faut nécessairement com  primer pour assurer la marche de la turbine,  et qui sont l'air ou l'oxygène, ce dernier par  exemple en cas d'avions à oxygène servant  de comburant;

   ou bien le gaz combustible  lui-même, ou bien     enfin    les gaz d'échappement  refroidis,     qu'.il    faut     recomprimer    à la pression  atmosphérique s'ils se sont détendus au-des  sous de cette     pression,    passent à travers les  mêmes roues     bi   <I>b2</I>     b3    de la     fig.    1.     Pour    sim-         plifier,    l'on désignera, dans toute cette des  cription, ces gaz froids par les mots : "air  froid".

   Mais alors ces roues sont utilisées  comme roues de turbocompresseurs, et l'air  froid les traverse dans l'ordre inverse, soit  <I>b3 b2</I>     bi.    L'air froid entre dans la première  roue     bs    de la     fig.    1, vers le centre de cette  roue, cri     k3,    entre le moyeu du disque     b3    et  le flasque     c3,    et est dirigé     radialement    vers  l'extérieur parles aubes     d.    A l'extérieur de  la roue l'air entre dans l'intérieur des aubes  creuses e et ne trouve pas d'autre issue,  puisque la roue est fermée vers l'extérieur  par les parties pleines f intercalées entre  chaque aube e.

   L'air froid traverse donc l'in  térieur des aubes et s'échappe à l'extrémité  extérieure des aubes dans le     diffuseur.    La  pression de l'air, lorsqu'il traverse la roue et  les aubes, a été augmentée du fait de la  force centrifuge qui agit sur lui et du fait,  éventuellement, de la diminution de sa vi  tesse relative.

   Dans le     diffuseur    l'air froid  transforme une partie de sa vitesse absolue  de sortie de la roue en pression, et est di  rigé par les aubes<I>an</I> vers la chambre circu  laire extérieure     i3.    De cette chambre     is    l'air  froid     retourne    vers le     centre    de la turbine  par la chambre de retour ou chambre à air       hs,    et il est guidé par les nervures n.

   Arrivé  vers le centre il pénètre en k2 dans la se  conde roue b2 et recommence le trajet du  centre à la périphérie jusqu'à la chambre  circulaire extérieure     i2.    De là il retourne au  centre par la chambre de retour     h2,    pénètre  dans la troisième roue     bi        cri        ki,    et ainsi de  suite. L'air froid circule donc exactement  comme dans un turbocompresseur ordinaire,  avec cette seule     différence    qu'il passe par  l'intérieur des aubes creuses e en sortant  des roues.

   Mais, dans son trajet de la péri  phérie au centre, pour que l'air froid puisse  croiser les gaz chauds qui vont d'une roue à  l'autre, et cela sans passer par les aubes  directrices, il faut entrecroiser les canaux  d'air froid et les canaux de gaz chauds, Cet  entrecroisement aura lieu lorsque l'air froid  passera autour des chambres     p    et entre ces  chambres, comme on le voit très clairement      dans la     fig.    4. Dans cette figure     tin    arrache  ment partiel du diaphragme     gs    permet de  voir la roue     b2,    les aubes e et le     diffuseur     avec ses aubes<B>in.</B> Une flèche indique le sens  de rotation de la roue.

   L'on comprend que  l'air froid, en sortant des aubes du     diffuseur,     passe par la     chambre    circulaire extérieure     i.2     et rentre dans la chambre     hu,    où les aubes  ou nervures ii, convenablement inclinées, le  dirigent vers le centre. L'on voit, dans cette       figure,    également bien le rôle des     nervurres     creuses     r,    et s qui entourent chaque chambre  à gaz chauds     p2,    et qui ont pour but     d'offrir     le moins de résistance possible à l'air froid  à l'endroit     oir    les chambres à gaz chauds et  les chambres à air s'entrecroisent.

   Dans la       for-nie    d'exécution représentée à la     fig.    4 il  y a deus chambres à gaz chauds     p2    qui tra  versent la     ohambre   <I>lis.</I> Mais     l'orr    comprend  que l'on     petit    tout aussi bien disposer une  seule chambre,     oui    air contraire plus de deux  chambres à gaz chauds. D'ailleurs, le volume  des gaz     chauds    augmentant avec leur dé  tente, il pourra convenir d'augmenter le nom  bre des chambres à gaz chauds par étage;  air fur et à     nresrrre    que les gaz chauds se  détendent plus.

   La     fig.    5 montre     précisément     une variante avec quatre chambres à gaz       cliarrds    par étage, deux de chaque côté de la  turbine.  



  Dans la     variante    des     fig.    6 et 7, une       chambre    à gaz chauds     p-,    est     elle-même    tra  versée par     uni    canal     h'L    appartenant à la  chambre de retour ou chambre à air     h...    L'on  comprend     qrie    si ce canal     h'L    occupait tonte  la largeur de la chambre     lv;

  #,    dans le sens  de l'axe de l'arbre de la turbine, il divise  rait alors cette chambre en deux     chambres     distinctes, comme     dans    la     variante    de la     fig.     



  Tandis qu'en     occupant    qu'une partie de  cette largeur, comme on le voit clairement  dans la fi-. 7, ce canal permet aux aubes  directrices     q2    d'être juxtaposées sans inter  ruption dans la chambre     2r@.    L'on pourrait       iriêrne,    à la limite, n'avoir plus qu'une seule       chambre    à gaz chauds     qrri    ferait     circulaire-          ruent    tout le tour de la turbine, tandis que  l'air froid traverserait cette chambre circu-         laire    de l'extérieur vers le centre, par une  série de canaux      rralogues    au canal     h':

  .>    de  la fi-. 7. L'on aurait alors, à cet étage, une       turbine    à injection totale, et cette construc  tion pourra être utilisée avec avantage pour  les dernières, ou la dernière roue de la tur  bine, là où les gaz chauds détendus ont le  plus grand volume. Tontes les combinaisons  intermédiaires seront possibles entre ces deux       extrêmes    : une seule     petite    chambre à gaz  chauds traversant en uni endroit la chambre  de retour de l'air froid, et     rrne    grande cham  bre à gaz chauds circulaire, occupant toute  la     circonférence    de la turbine et traversée  elle-même par des canaux à air froid.

   Di  verses combinaisons     différentes    pourront trou  ver place en même temps     srrr    une seule et  même     turbine.     



  Les     figures,    données ici à titre d'exemple,  étant schématiques,     l'ont    n'a indiqué     srrr    ces  figures, pour les simplifier,     aucun    des refroi  dissements nécessaires aux chambres à gaz  chauds et aux aubes directrices, refroidisse  nients     quri    pourront être réalisés par des cir  culations d'eau dans des doubles parois.  



  Les nervures     r    et     e        autour    des chambres       p;,,    dans les     fi..    4 et 5, pourront être utili  sées     comme        doubles-parois    pour ces circula  tions d'eau. De même l'on n'a pas indiqué  de refroidissement pour l'air froid,     lequel     pourra .être refroidi par l'un des moyens  employés dans les     tur@bo-compresserrr-s    ordi  rraires.

   On pourra du     reste    refroidir l'air  froid plus     énergiquement        qrie    dans les turbo  compresseurs ordinaires, puisqu'il faudra en  lever a cet air, outre sa chaleur propre de       compression,    la chaleur qu'il aura prise     arrx     aubes en les refroidissant.  



  L'on     renrarqrre    que les     aubes        creuses,     représentées schématiquement et vues en  bout sur la     fig.    3, sont     terminées    par     titi     angle aigu dur côté du disque b. côté par  lequel elles reçoivent les gaz chaud.

   Dut  côté opposé, c'est-à-dire dit côté du     flasque     c, les aubes peuvent être terminées par     titre     partie obtuse, comme il est indiqué sur la       fig.    3, ce qui permet d'augmenter leur sec  tion libre     intérieure.         Pour faciliter l'entrée de l'air froid dans  les aubes, à l'intérieur de la roue, l'on  pourra élargir la section     de-'    ces aubes à l'in  térieur de la roue et dans le plan de la roue,  jusqu'à ce que les extrémités radiales internes  des aubes contiguës viennent à se toucher.  



  D'autre part, l'air froid quitte les aubes,  à leur extrémité extérieure, sous forme de  jets isolés les uns des autres. Il peut paraî  tre préférable que l'air froid entre dans le       diffuseur    sous forme d'une nappe continue,  ou tout au moins sous forme de jets peu  séparés les uns des autres. Pour obtenir ce       résultat    l'on pourra également élargir, dans  le     sens    du plan de la roue, l'extrémité exté  rieure des aubes,     jusqu'à    ce que les aubes  contiguës viennent à se toucher.

   L'on pourra  obtenir ce résultat très simplement, en em  ployant pour les aubes la forme d'exécution  montrée     schématiquement    à titre d'exemple  dans les     fig.    8 à 15;  La     fig.    8 est une vue latérale d'une  forme d'exécution d'aube creuse, dont les  extrémités intérieures et extérieures sont       e#largies    dans le sens du plan de la roue<B>;</B>  La     fig.    9 est la vue de face de cette  aube;  La     fig.    11 est une vue en plan de cette       même    aube;  La     fig.    12 est la vue en plan d'une  coupe pratiquée par le plan de coupe 4 B  clé la     fig.    9;

    La     fig.    10 est une vue latérale d'un  tube métallique qui a servi à former cette       aube    par matriçage ou emboutissage, et  La     fig.    13 est une vue en plan de ce  tube;  La     fig.    14 est une vue latérale d'un       segment    clé roue, coupée par son plan mé  dian, avec quelques aubes du type de la     fig.     8 mises en place, mais non coupées, à une  échelle plus petite que celle des     fig.    8 à 13;

    La     fig.    15 est une vue en plan, par la  tranche de cette roue, et  La     fig.    16 est une vue en coupe de cette  même roue, coupe     pratiquée    par l'axe de  l'arbre de la roue, perpendiculairement au  plan médian de la roue.

      Dans ces     Èg.    8 à 1ô,     cs    représente la  partie médiane de l'aube, affectant la forme  de gouttière usitée pour les aubes de tur  bines à vapeur axiales, avec cette     différence     qu'ici la gouttière est creuse et ouverte à  ses deux extrémités. b est l'extrémité exté  rieure de l'aube, ayant pour section la forme  d'un rectangle dont le grand côté est dans  le sens du plan de la roue, et c est l'extré  mité inférieure de l'aube, ayant également  une section de la forme d'un rectangle et  dans le même sens.

   Le rectangle extérieur b  est plus allongé     'que    le rectangle intérieur c,  en proportion des rayons respectifs de ces  parties des aubes, lorsqu'elles sont en place  sur la roue, et ceci afin que les côtés laté  raux des parties rectangulaires des aubes  successives soient contigus et se touchent.  



  Bien entendu,     c'es    extrémités b et c des  aubes pourront tout aussi bien, l'une ou  l'autre, avoir la forme d'un carré, ou la forme  d'un rectangle dont le petit côté serait dans  le sens du plan de la roue. d d sont deux  parties plus épaisses de l'extrémité inférieure  c, formant deux sortes de talons latéraux.  Dans la     fig.    10, le tube représenté en traits  pleins est un peu conique, de façon à cor  respondre à la     différence    de grandeur des  rectangles<I>b</I> et c.

   Le tracé mixtiligne<I>f</I>     e,"     de plus grand diamètre, et le tracé     mixtili-          gne        g,    de plus petit diamètre, correspondraient  à des parties     cc    de l'aube de section plus  grande ou de section plus petite que la sec  tion représentée sur les     fig.    8, 9 et 11.  



  Dans les     fig.    14 et 15 l'on aperçoit les  aubes successives juxtaposées les unes à côté  des autres de façon que leurs extrémités rec  tangulaires b et c se touchent, et qu'elles  constituent ainsi une couronne ordinaire de  turbocompresseur, dans laquelle les parois  des petits côtés des rectangles jouent le rôle  des aubes du turbocompresseur.  



  Dans les     fig.    14 et 16,<I>i i</I> sont les aubes  normales de turbocompresseur, qui relient le  disque<B>le</B> et le flasque<I>1,</I> et qui s'arrêtent na  turellement là     oti    les aubes creuses commen  cent. Le disque et le flasque portent tous      deux, sur leur face interne, une rainure cir  culaire     h.    dans laquelle viennent s'encastrer  les talons d de chaque aube, ce qui maintient  l'aube en place et la fixe. I1 faudra naturel  lement mettre en place toutes les aubes  creuses contre le disque, avant de river ou  de fixer de n'importe quelle manière le flas  que contre les aubes i.  



  La forme d'exécution de l'aube représen  tée ici à titre d'exemple présente une sec  tion libre intérieure croisante de c en     h,     puisque l'aube vue de face dans les     fig.    9 et       1.6    présente une même largeur pour ses ex  trémités e et     b,    tandis     que    l'aube vue laté  ralement dans les     fig.    8 et 14 présente une  largeur croissante de c à     b.    Cet agrandisse  ment de section est en général désiré du  point de vue turbocompresseur, puisqu'il  oblige la vitesse relative de l'air froid à     di-          rninuer    du centre à la périphérie de la roue,

    ce qui augmente sa pression. Mais l'on  pourrait aussi avoir une section constante, ou       même    une section décroissante, ce     qui        amè-          rierait    un rétrécissement de l'aube de<I>c à b,</I>  en allant de     l'intérieur    vers l'extérieur, dans  les vues de face des     fig.    9 et 16. Il suffira,  pour réaliser les sections désirées, de donner  la forme voulue au tube de la     fig.    10, puisque  l'aube est formée en pressant ou en forgeant  ce tube. La partie a de l'aube, dans la forme  d'exécution représentée, possède une section  libre intérieure pour le passage de l'air froid  plus petite que la section de l'extrémité e.

    Pour que cette section de a soit de même       grandeur    ou plus grande que la section inté  rieure de c, il faudrait prendre, pour former       l'aube,    un tube renflé en son milieu, comme  l'indique le tracé mixtiligne e f de la     fig.    10.  Si l'on désire au contraire une section de a       encore    plus petite, on pourra prendre un  tube aminci en son milieu, comme l'indique  le tracé mixtiligne g de la     fig.    10.

   Il sera  en général désirable que la section intérieure  libre de la partie a soit plus petite que la  section des extrémités de l'aube     b    et c, afin  que la vitesse de l'air froid y soit plus  grande, ce qui assure un meilleur refroidis  sement de l'aube, quitte à ce que cette vi-         tesse    plus grande de l'air froid dans cette  partie soit payée par une légère perte de  charge supplémentaire pour cet air. Il faudra,  d'autre part, que l'extrémité     extérieure        b    des  aubes soit assez longue pour que l'air froid  ait le temps d'y reprendre sa vitesse nor  male, et puisse sortir de la roue en une  nappe continue, interrompue seulement par  les parois contiguës des aubes.

   Comme la  paroi antérieure     d'une    aube, en     b    ou en _r,  est contiguë à la paroi postérieure de l'aube  précédente, l'on     pourra,    sans inconvénient,  supprimer l'une de ces parois à chaque     aube,     aussi bien à     l'extrémité    extérieure     b        qu        *à     l'extrémité     intérieure    c, pour diminuer le  poids de l'aube et pour diminuer l'épaisseur  totale de ces deux parois.

   L'on pourrait même  supprimer les deux parois antérieures et pos  térieures, à une aube sur deux, ou à deux  aubes sur trois, ou à trois     sur,    quatre, et  ainsi de suite, de manière à     diminuer    encore  plus le poids des     aubes    et à n'avoir pas plus  de parois formant aubes de     turbo-compres-          seru-    qu'il n'est désirable. Enfin, au lieu de  supprimer entièrement ces parois, on     pourra     ne les supprimer que partiellement, en lais  sant des amorces de parois des deux côtés  de la partie centrale on médiane a. Pour  augmenter     l'effet    de refroidissement de l'air  froid passant à l'intérieur de la partie a.

    l'on pourra disposer des nervures ou ailettes  longitudinales dans le tube servant à     former     l'aube, comme on le fait dans certains tubes  à feu employés dans les chaudières de loco  motives. Ces ailettes     augmenteront    la surface  de l'aube en contact avec les gaz froids.  Pour ne pas rendre le     matriçage    ou embou  tissage des aubes trop difficiles, on     pourri     ne laisser les ailettes dans le tube que dans  la partie médiane du tube, celle qui doit  constituer la gouttière proprement dite de  l'aube et     supprimer,    par     nu    simple tour  nage intérieur, les ailettes dans les deux ex  trémités du tube.

   Cette construction pourra  être avantageuse, en particulier pour les  grandes aubes des dernières roues à basse  pression de la turbine. On pourra utiliser     uir     tube d'épaisseur constante, comme indiqué      sur la     fig.    10, ou bien prendre un tube  d'épaisseur décroissante, afin d'obtenir des  aubes     d'épaisseur    décroissante de     l'intérieur     de la roue à l'extérieur, qui puissent mieux  résister à     l'effet    de la force centrifuge.

   Enfin  l'on pourra munir le tube, à sa base, d'une  collerette     m,    destinée à former les talons  latéraux     d    des aubes, et l'on supprimera à  la fraise, avant ou après le matriçage, les  parties de ces talons qui se seraient formées  sur les faces antérieures ou postérieures du  pied de l'aube. L'on pourra aussi former ces  talons en donnant à     l'aube    deux     prolonge-          rnents    latéraux qui seront ensuite repliés une  ou     plusieurs    fois contre l'aube.

   Ou bien  encore l'on pourra former ces talons en les  faisant venir de forge ou d'emboutissage, ou  bien on pourra les faire avec des pièces rap  portées et soudées contre l'aube en les for  geant ou en les pressant à une température  suffisamment élevée, ou en les fixant par  soudure     autogène,    ou en les rivant. D'ail  leurs ce mode de fixation des aubes n'est  donné ici qu'à titre d'exemple, et l'on pourra  fixer les aubes ou disques de tout autre ma  nière. Toutes les aubes de turbine représen  tées dans les figures, à titre d'exemple, sont  droites et radiales. Mais l'on pourra tout  aussi bien incliner ces aubes par rapport aux  rayons des roues, ou     même    se servir d'aubes  courbes, comme c'est souvent le cas dans  les turbocompresseurs ordinaires.  



  Les parties contiguës extérieures b des  aube, formant roues de     tur-bo-coin        presseur.     pourront pénétrer plus ou moins dans le dif  fuseur, de façon à     augmenter    la surface fai  sant fonction de joint entre la roue et le  diffuseur, et à diminuer les fuites d'air froid  à cet endroit. Du reste on pourra établir la  turbine de telle sorte que la pression des  gaz chauds à leur passage à travers les  aubes de la roue ait précisément la même  valeur que la pression de l'air froid à son  passage entre la roue et le     diffuseur,    de sorte  qu'on     supprimera    par ce fait même les fuites  en cet endroit.  



  Dans leur passage à travers les aubes de  la dernière roue de la turbine, les gaz chauds    pourront aussi avoir la même pression que  l'air froid à sa sortie de la périphérie de  cette roue, laquelle est la première roue au  point de vue turbocompresseur, et à leur  entrée dans le     diffuseur.    Car cette pression  des gaz chauds, à leur sortie de la dernière  roue de la turbine, plus élevée que la pres  sion d'aspiration de cette même roue consi  dérée comme première roue du turbocom  presseur, sera utilisée pour faire passer les  gaz d'échappement chauds à travers le régé  nérateur, passage leur causant nécessairement  une certaine perte de charge.  



  Comme on l'a vu, les gaz froids qui  doivent nécessairement être comprimés pour  assurer la marche de la turbine et qui, pour  simplifier, ont été appelés "air froid" dans  cette description, peuvent être de trois sortes  différentes: Le gaz comburant, soit de l'air  ou de l'oxygène. Le gaz combustible, lorsque  le combustible employé dans la turbine est  un gaz. Enfin les gaz brûlés ou gaz d'échap  pement, lorsque ces gaz ont été détendus  dans la turbine au-dessous de la\ pression       atmosphérique,    et qu'il faut les     recomprimer          jusqu'à    la pression atmosphérique, pour pou  voir les laisser échapper dans l'atmosphère.

    L'on pourra faire passer dans les roues de  la turbine, considérées comme roues de turbo  compresseur, l'un ou l'autre de ces divers  gaz froids, ou même deux ou plusieurs de  ces gaz, successivement. L'on pourra aussi  ne faire passer qu'une partie de ces gaz  froids dans la turbine, le reste des gaz né  cessaires à la marche de la turbine étant  comprimés par un ou des turbocompresseurs  ordinaires. L'on pourra ne donner aux gaz  froids; dans la turbine, qu'une partie de la       pression    qui leur est nécessaire, le reste de  la pression leur étant donné dans un ou des  turbocompresseurs ordinaires. Enfin l'on  pourra     combiner    entre elles de n'importe  quelle manière les éventualités principales  indiquées ci-dessus.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Turbine à combustion interne à plusieurs étages de pression dont les roues et leurs aubes creuses sont disposées de manière à servir à la fois de roues et d'aubes de tur bines et de roues et d'aubes de turbocom presseur, caractérisée par le fait que de larges canaux sont prévus dans le corps de la turbine pour conduire l'air froid sortant d'un diffuseur et pour le diriger vers le cen tre de la roue suivante, canaux qui s'entre croisent avec les chambres conduisant les gaz chauds d'une roue à l'autre, de façon que la marche des gaz chauds et la marche de l'air froid ne soient gênées ni l'une ni l'autre.
    SOUS-REVENDICATIONS 1 Turbine d'après la revendication, du type axial à injection partielle dans laquelle les gaz chauds sortant d'une roue sont reçus dans au moins une chambre à gaz chauds qui les amène aux aubes direc trices de l'étage suivant, caractérisée par le fait que chaque chambre à gaz chauds traverse un canal de retour de l'air froid, dans lequel l'air froid circule en allant de la périphérie au centre.
    Turbine d'après la revendication et la sous-revendication 1, caractérisée par le fait qu'à l'endroit où une chambre à gaz chauds traverse un canal de retour de l'air froid, l'enveloppe extérieure de la chambre à gaz chauds affecte une forme fuyante, favorable à la circulation de l'air froid de la périphérie au centre; afin d'éviter autant que possible à cet air froid les re mous et les pertes de vitesse et de charge. 3 Turbine d'après la revendication et la sous-revendication 1, caractérisée par le fait que l'une au moins des chambres à gaz chauds est elle-même traversée par au moins un canal à air froid.
    4 Turbine d'après la revendication, carac térisée par le fait que la chambre à gaz chauds de l'un au moins des étages af fecte une forme circulaire continue, de façon à réaliser pour la roue suivante une injection totale des gaz Chauds, tout en étant traversée par une série de ca naux à air froid qui font communiquer l'une avec l'autre les deux parties con centriques de la chambre de retour de l'air froid, laquelle a été divisée en ces deux- parties concentriques extérieure et intérieure par la chambre à gaz chauds circulaire.
    Turbine d'après la revendication, carac térisée en ce que chaque aube creuse des roues comporte au moins une première partie ayant la forme de gouttière usuelle dans les turbines à vapeur axiales, partie qui se trouve à l'extérieur de la roue, et une seconde partie ayant la forme d'un corps creux de section rectangulaire, par tie qui se trouve à l'intérieur de la roue, entre le disque principal et le fiasque constituant cette roue, ces secondes par ties de section rectangulaire des aubes successives étant contiguës les unes aux autres à l'intérieur de la roue, la face antérieure d'une aube touchant la face postérieure de l'aube précédente.
    6 Turbine d'après la revendication, carac térisée en ce que chaque aube creuse des roues comporte au moins une première partie ayant la forme de gouttière usuelle dans les turbines à vapeur axiales, partie qui se trouve à l'extérieur de la roue, et une seconde partie ayant la forme d'un corps creux de section rectangulaire, cette seconde partie faisant suite, à l'extérieur; à la partie ayant la forme d'une gouttière, ces secondes parties de section rectangu laire des aubes successives étant conti guës les unes aux autres, la face anté rieure d'une aube touchant la face pos térieure de l'aube précédente.
    7 Turbine d'après la revendication et la sous -revendication 5, caractérisée en ce que chaque aube est fixée à la roue par le moyeu de deux talons portés par les faces latérales de la partie de section rectangulaire de l'aube qui se trouve à l'intérieur de la roue, ces talons étant encastrés dans des rainures circulaires pratiquées sur les faces internes du disque et du flasque. 8 Turbine d'après la _ revendication et la sous-revendication 5, caractérisée en ce que la section intérieure de passage dans l'aube creuse est plus petite dans la par tie de l'aube ayant la forme d'une gout tière que dans la partie avant une forme rectangulaire.
    9 Turbine d'après la revendication, caracté risée en ce que certaines au moins des aubes creuses sont munies à l'intérieur de nervures longitudinales ayant pour effet d'augmenter leur surface intérieure de - refroidissement. 10 Turbine d'après la revendication, caracté risée en ce que les aubes creuses sont obtenues par le matrigage d'un tube mé tallique, auquel on aura donné au préa lable les dimensions et la forme voulues pour pouvoir en obtenir l'aube désirée.-
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