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" Procédé pour l'utilisation des chambres d'explosion, en parti- culier dans les turbines à combustion interne ".
On sait que le rendement thermique théorique d'un procédé d'explosion dépend de l'élévation de la tension de compression.
Dans les machines à piston qui travaillent d'après le procédé de l'explosion, le fait que la température finale de la compres- sion s'élève forcément avec la tension de compression, s'oppose cependant à l'accroissement voulu de la tension finale de la compression ou du rapport de compression; la température de com- pression se rapproche donc, par l'augmentation de la compression,
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/ de plus, en plus de la température d'imflammation du mélange à faire déone. Tandis que l'on s'efforçait d'utiliser des rap- ports élevés de compression, on devait d'autre part apporter à la détonation des mélanges proportionnellement pauvres, afin de maintenir une limite suffisante de sûreté entre la température de compression et la température d'inflammation.
Dourtant, la pression moyenne indiquée s'affaiblissait en augmentant la réduc- tion du mélange, de sorte que le rendement mécanique se trouvait également diminué. Comme le produit du rendement thermique théo- rique et du rendement mécanique est fvgal au rendement économique, quand on fait abstraction de l'autre facteur du degré de qualité, il en résultait une limite fixe dans laquelle le gain par l'élé- vation du rendement thermique était annulé par une perte dans le rendement mécanique.
On peut faire abstraction de la modification de qualité qui est sous la dépendance de la compression, parce que cette influence n'est qu'indirecte, et qu'une capacité insuf- fisante d'inflammation des mélanges peu comprimés peut être com- pensée par leur plus grande pureté et un allumage plus actif. rabaissement du rendement mécanique en proportion de l'éléva- tion du rendement thermique théorique est si important que le rendement économique s'abaisse à partir de rapports de compres- sion, qui sont approximativement de 8, de sorte que la compres sion économique maxima se trouve à environ 15 atm.
La présente invention est basée sur la connaissance spécia- le et nouvelle que dans le procédé d'opération des chambres d'ex- plosion telles qu'elles sont employées, en particulier, dans les turbines à combustion interne, il manque précisément la liaison qui, dans les machines à piston qui travaillent d'après le sys- tème de l'explosion, rend infructueux l'emploi des tensions de compression élevées au-dessus d'une certaine limite.
Tandis que dans les machines à piston une élévation de température est iné- vitablement jointe à une augmentation de compression, le mode de
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travail des chambres d'explosion suivant les principes de la pré- sente invention, permet un refroidissement de l'air de la charge, et par suite un abaissement ou, d'une manière générale, une in- fluence sur la température de l'air de la charge indépendamment - de la tension de la compression.
Par suite, l'invention se caractérise par un procédé de mar- che pour chambres d'explosion, en particulier pour turbines à com- bustion interne, par lequel tout l'air comprimé qui doit être in- troduit dans la chambre d'explosion pendant le chargement est re- froidi, avant son entrée dans la chambre d'explosion, sous la pression qui domine pendant l'inflammation. Suivant ce nouveau procédé, on peut ainsi employer de hautes tensions de compression sans que, comme dans les machines à combustion interne avec pis- tons, une limite soit prévue en raison de l'affaiblissement du rendement mécanique. De plus, la température de la combustion s'élève avec de la température finale de la compression.
Tandis que dans les moteurs à pistons, l'emploi des hautes tensions de compression est exclu parce que la température de combustion at- teint des degrés auxquels il ne se produit plus une combustion régulière maia une dissociation de combustibles qui provoque une combustion battante dangereuse, l'air de la charge peut, suivant cette invention et malgré l'emploi de hautes pressions de com- pression, être refroidi de telle sorte que les tempézatures de. combustion atteignent les degrés avantageux habituels. Enfin,la température de combustion est prédominante pour la vitesse de rayonnement avec laquelle les gaz s'échappent par les tuyèreset viennent battre la roue motrice.
De même que dans les moteurs à combustion interne à pistons, l'abaissement du rendement mécani- que empêche l'emploi des hautes tensions de compression, l'élé- vation des vitesses de rayonnement limitée en raison du rendement diminuant des tuyères et de la roue, empêcherait l'augmentation de tension de compression pour l'air de la charge des chambres
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d'explosion au-dessus d'une Quantité déterminée si, suivant l'in- vention on n'obtenait pas la possibilité,malgré les pressions éle- vées de compression, de maintenir les températures finales de com- pression et, avec elles,la température de combustion par le refroi- dissement de l'air de la charge à une hauteur à laquelle il ne se produit aucune augmentation inadmissible des vitesses de rayonne- ment.
Les dispositifs pour l'exécution du procédé peuvent être for- més de différentes manières,et ils se caractérisent par des re- @ froidisseurs d'une construction appropriée quelconque qui sont intercalés dans le trajet de l'air de la charge entre le compres- seur et la chambre d'explosion.
L'économie du procédé n'éprouve aucun changement quand la chaleur du refroidissement est rendue utilisable pour le procédé, par exemple, pour le réchauffement de l'eau d'alimentation qui doit être vaporisée par la chaleur de la turbine et introduite de nouveau dans le procédé.
Le dessin ci-joint montre , comme exemple, un mode d'exécu- tion pour la mise en pratique du nouveau procédé.
En 1 est indiquée la boite de la roue dans une installation de turbine à combustion interne. Les gaz de combustion qui sont produits dans les chambres d'explosion pendant l'opération sont conduits dans la botte des roues de la turbine et déchargés con- tre ces roues suivant un rythme donné. L'une de ces chambres d'ex- plosion est représentée en 2, par exemple. Suivant l'invention, tout l'air comprimé à introduire dans la chambre d'explosion pen- dant le chargement doit maintenant être refroidi, pen- dant son introduction dans la chambre, sous la pression qui règne pendant l'inflammation. L'air qui est aspiré par le conduit 4 dans le premier degré 3 du compresseur centrifuge est tout d'a- bord amené à la compression intermédiaire.
L'air dans cet état de compression est conduit par la canalisation 6 au deuxième de- gré 5 du compresseur où il est comprimé à la pression qui doit
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régner pendant l'inflammation, c'est-à-dire à la pression de char- ge. Suivant l'invention, l'air comprimé à la pression de charge n'est plus conduit maintenant directement à la soupape d'admis- sion d'air 7 de la chambre d'explosion, mais tout d'abord, par le tuyau 8, dans un refroidisseur à serpentin 9 dans lequel l'a- gent de réfrigération pénètre en 10 pour être déchargé en 11 après avoir été chauffé par la chaleur de compression retirée à l'air. L'air refroidi arrive ensuite,par le conduit 12,à la sou- pape d'admission d'air 7 de la chambre d'explosion 2.
Aussitôt que les derniers restes des gaz de la combustion ont été expulsés de la chambre d'explosion 2,la combustible y pénètre par le con- duit 13. Le mélange inflammable formé dans la chambre d'explosion 2 est enflammé au moyen du dispositif de bougie d'allumage 14.Les gaz surchauffés et à haute tension produits par l'explosion qui en résulte sont conduits,après l'ouverture de la soupape de l'aju- tage 15,dans la boîte pour actionner le système de roues.