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DISPOSITIF POUR ELEVER LA PRESSION DE GAZ DE COMBUSTION EN ABAISSANT LEUR TEMPERATURE ET LEUR VITESSE D'EOOLULEMENT
La présente invention est relative à un dispositif permettant de porter des gaz de combustion à faible pression mais à température et à vitesse élevées, z une pression plus grande et à une température et une vitesse plus faibles afin qu'on puisse les employer dans les turbines à gaz, cette opération étant assurée par mélange des gaz de combustion avec des liquides ou avec d'autres gaz.
Pour refroidir les gaz de combustion et pour les rendre de la sorte utilisables dans des turbines à gaz, il est connu de procéder à ce refroidissement par
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injection d'un agent de réfrigération gazeux ou liquide.
Cependant, de cette manière, on est parvenu seulement à un refroidissement des gaz de combustion, sans réussir élever en même temps la pression des gaz, bien que l'agent de réfrigération subît, par lui-même, un accroissement de volume important du fait de son réchauffement.
Pour transmettre 1'agent de réfrigération une partie de la chaleur des gaz de combustion, il faut nécessairement un certain temps, auquel correspond un certain trajet, suivant la vitesse du courant gazeux.
Dans les dispositifs connus il résultait de l'existence de ce trajet de réaction nécessaire pour la transmission de la chaleur à l'agent de réfrigération, un volume si grand que l'accroissement de volume provoqué par le réchauffage de l'agontire de réfrigération n'avait pour conséquence aucun accroissement notable de la pression du mélange.
Conformément à la présente invention, on s'est posé le problème d'éliminer ces inconvénients. On a donc prévu des moyens pour diminuer le volume, tout en maintenant le trajet de réaction relativement long -0\ indispensable, de telle façon qu'il se produise une élévation de la pression du mélange par suite du réchauffage de l'agent de réfrigération.
Suivant l'invention ce problème a été résolu en employant un plateau ou disque de transformation, à rotation libre, sur l'une des faces, de préférence rendues rugueuse duquel un mélange déjà partiellement brûlé de combustible et d'air est soufflé par une ou
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plusieurs tuyères, de telle façon que le disque soit mis en rotation, que le oourant gazeux soit projeté vers l'extérieur en spirale par le disque tournant, et que l'agent de réfrigération gazeux ou liquide soit ajouté au courant de gaz peu de temps avant ou peu de temps après l'impact de celui-ci sur le disque de transformation.
Il convient de constituer et de disposer ces tuyères Cela gaz de façon que la veine gazeuse soit contrainte de suivre un trajet en spirale aussi long que possible. La veine gazeuse, après avoir quitté le disque de transformation$,' continuera à se déplacer en spirale, son axe étant dirigé vers les orifices de sortie de la boite de transformation. De cette façon, on obtiendra un long trajet de réaction avec un faible volume.
En principe on peut utiliser comme agent de réfrigération un agent queloonque gazeux ou liquide.De préférence on emploiera à cet effet, cependant, de l'air, de l'eau, ou de la vapeur d'eau,
Un autre inoonvénient des dispositifs connus consiste en ce que, lorsque le courant gazeux se mé- lange aveo l'agent de réfrigération, il se produit entre les diverses particules des choos,en quantité notable, et ces chocs ont pour effet de réduire la vitesse d'écoulement, mais cette vitesse ne se transforme pas en pression mais en chaleur, et cette chaleur a de nouveau pour conséquence une augmentation
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de la quantité d'agent de réfrigération et un accroissement du trajet de réaction nécessaire.
La grandeur et la direction de la vitesse du courant gazeux et de l'agent de réfrigération doivent dont être réglées de façon qu'il se produise aussi peu de pertes que possible par les chocs. Conformément à. la présente invention, on a proposé à cet effet, d'amener l'agent de réfrigération dans le courant gazeux à partir de l'intérieur du disque de transformation, en ce sens que l'arbre de ce disque sera creux et que l'enceinte reliée à l'alimentation de l'agent de réfrigération sera réunie par des canaux sensiblement radiaux à un certain nombre d'origioes de tuyères disposées à égale distance de l'axe de rotation.
Dans ce mode d'exécution de l'idée inventive, on utilisera de préférence un liquide, et en particulier de l'eau, comme agent de réfrigération, car il est difficile de faire passer, sans pertes d'une importance inadmissible, par l'intérieur de l'arbre dù disque, le volume considérable d'un agent de réfrigération gazeux, par exemple d'air.
L'agent de réfrigération sera conduit d'une manière quelconque connue à. l'enceinte creuse de l'arbre du disque de transformation. Au lieu d'employer des canaux radiaux séparés, le disque de transformation lui-même pourrait être creux. De préférence les ori.. fices de tuyères disposés à égale distance de l'axe de rotation devront être réunis les uns aux autres par un
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oanal annulaire. L
L'agent de réfrigération sera projeté vers l'extérieur et mis sous pression par le disque de transformation rotatif; cette pression peut prendre des valeurs notables, en particulier lorsqu'il s'agit d'agents liquides de réfrigération.
L'agent de réfrigération est donc injecté par les orifices de tuyèrer- dans la veine gazeuse aveo une pression plus ou moins élevée. Le rayon de la circonférence sur laquelle les orifices de tuyère.: sont répartis pour la sortie de l'agent de réfrigération hors du disque de transformation, dépend du rayon de la circonférence sur laquelle se trouvent les tuyères qui soufflent les veines de combustible sur le disque de transformation.
Il convient de constituer et de disposer les tuyères à agent de réfrigération, de façon que la direction du courant de l'agent de réfrigération qui sort de ces tuyères soit sensiblement la même que la direction du courant gazeux,
Lorsqu'on utilise, comme agent de réfrigération, un liquide, il est recommandable de constituer et d'agenoer les canaux de l'intérieur du disque, par lesquels l'agent de réfrigération est amené aux orifices de sortie, de telle façon que le transfert de chaleur du disque à l'agent de réfrigération soit favorisé,' Grâce au réchauffage préalable du liquide de réfrigération,obtenu de la sorte, on réduit considérablement le temps, et, par conséquent le trajet,
qui sont
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nécessaires pour transférer du gaz au liquide de réfrigération assez de chaleur pour que ce liquide soit porté à la vaporisation et pour qu'on obtienne de la sorte une augmentation de volume et de pression.
Le liquide peut être réchauffe préalablement à une température relativement élevée sans que l'on ait à craindre qu'il se produise déjà à l'intérieur du disque de transformation une vaporisation prématurée; en effet le liquide, par suite de l'action de la force centrifuge, est sous une pression notable. La durée de réaction et, par conséquent, le trajet de réaction, sont en outre diminués par le réchauffage préalable du liquide, parce que la chaleur de vaporisation diminume avec l'augmentation de pression.
Plus la pression du liquide est donc élevée, et plus la température de réchauffage préalable est voisine de la température de vaporisation du liquide pour la pression considérée, moindre est la quantité de chaleur qui doit être encore transférée du courant gazeux au liquide de réfrigération jusqu'à vaporisation de celui-ci et, par conséquent, jusqu' accroissement de la pression et du volume.
Grâce à la présente invention on a, dans un espace relativement faible, à sa disposition un temps suffisant pour transférer une partie de la chaleur du courant gazeux à l'agent de réfrigération.' Dans la mesure où l'agent de réfrigération absorbe de la chaleur des gaz de combustion, son volume augmente.
Cet accroissement de volume est particulièrement
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grand lorsqu'on utilise, comme agent de réfrigération, un liquide (eau). Dans ces conditions, on doit s'attendre également loi à une augmentation de pression ayant une importanoe correspondante. A cet avantage s'oppose l'inconvénient que la chaleur de vaporisation d'un liquide est relativement grande Pour cette raison. l'utilisation de la chaleur est meilleure lorsqu'on emploie, comme agent de réfrigération, un gaz,et en particulier lorsqu'on emploie l'air.
Quand on utilise, comme agent de réfrigération, un liquide, et en particulier l'eau, la masse gazeuse dont on dispose pour l'employer dans une turbine, est constituée par un mélange de gaz de combustion et de vapeur plus ou moins surchauffée du liquide.' L'utilisa- tion d'un mélange de ce genre dans une turbine à gaz n'est possible qu'avec un rendement réduit, Lorsqu'on monte derrière une turbine à gaz utilisant un mélange de ce genre, un condenseur, et lorsqu'on fait, par conséquent, travailler la turbine , gaz sur dépression. il faut un travail très grand pour pomper le gaz de combustion à partir de la dépression du condenseur jusqu'à la pression atmosphérique.
D'autre part, si on ne monte pas de condenseur derrière la turbine, la vapeur de liquide qui est contenue dans le mélange gazeux ne peut être utilieé qu'avec un très mauvais rendement. Afin d'éliminer cet inconvénient, on a proposé, conformément à la présente invention, de munir la face du disque de transformation qui ne reçoit pas le courant gazeux (et, éventuellement aussi,
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la périphérie de ce disque) d'aubes entre lesquelles le mélange gazeux est entraîné par le disque de telle façon que la vapeur de liquide soit séparée du gaz par l'action de la force centrifuge, Dans ces conditions, on utilisera la vapeur et le gaz dans deux turbines séparées.
Les aubes prévues sur le disque de transformation n'ont pas, comme les aubes d'un turbo-compresseur, pour rôle de comprimer le mélange gazeux ou une partie de ce mélange. La séparation du mélange gazeux se produit simplement en raison de la différenoe des poids spécifiques de ces éléments) un avantage supplémentaire consiste en ce que,lorsque les gaz se détendent dans les turbines, il ne peut se former d'acide sulfu- l'eux, qui détruirait les aubes des turbines et le condenseur.
Dans la boite à l'intérieur de laquelle est disposé le disque de transformation, règne d'une façon générale la pression qui résulte de la transformation) simplement cette pression augmente légèrement de l'axe de rotation vers 1'extérieur, en raison de l'effet de la force centrifuge. Cette différence de pression dépend du poids spécifique du mélange gazeux, et elle est en général faible. Pour améliorer la séparation de la va- peut, de liquide et des gaz de combustion, on peut encore augmenter la vitesse de rotation du disque de transformation en l'entraînant par l'extérieur, par exemple au moyen d'un moteur ou d'une source d'éhergie de ce genre.
Ainsi qu'on l'a indiqué déjà, lorsqu'on utilise
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oomme agent de réfrigération, un gaz, il est difficile, en raison du volume considérable de ce gaz, d'amener l'agent de réfrigération dans le courant des gaz de combustion à travers l'intérieur creux du disque de transformation. Afin d'éliminer ces difficultés, on a proposé, conformément à la présente invention, de provoquer successivement la combustion d'une charge de combustible dans deux chambres de combustion réunies l'une à l'ature. Dans la première chambre de combustion (antichambre) on brûle seulement une partie du combustible qui constitue la charge, et les gaz de combustion ainsi produits sont soufflés dans la chambre de combustion principale en transformant leur pression en vitesse.
Cette chambre de combustion principale, dans laquelle brûle, au moins partiellement le reste de la charge de combustible, est reliée aux tuyères par lesquelles le oourant gazeux est conduit sur le disque de transformation.' Le courant gazeux qui sort de l'antichambre doit, pendant son passage dans la chambre principale, être mis en relation;,1 avec l'agent de réfrigération et avec l'air qui est nécessaire pour la combustion de la quantité résiduelle de combustible destinée à une charge, de telle façon que le oourant gazeux entraîne dans la chambre de combustion principale cette quantité d'air et l'agent de réfrigération.
Ce mode d'exécution oonvient tout partiouliàrement lorsqu'on emploie comme agent de réfrigération, un gaz, mais il peut aussi être utilisé
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avec des liquides comme agents de réfrigération. L'Idée inventive est mise en oeuvre d'une façon particulière. ment simple et avantageuse lorsqu'on utilise comme agent de réfrigération, l'air. Dans ce cas il convient donc simplement d'ajouter au courant gazeux qui sort de l'antichambre une certaine quantité d'air composée de l'air de réfrigération et de l'air qui est nécessaire pour brûler le résidu de la quantité de combus- tible destinée à une charge. De préférence, l'adduotion de l'agent de réfrigération et de l'air sera réglable d'une manière quéonque.
La communication entre l'antichambre et la chambre de combustion principale deera être commandée de façon que la pression qui se produit dans la chambre principale pendant la combustion ne se propage pas en arrière dans l'antichambre. Conformément à la présente invention, on a proposé à. cet effet, de prévoir, dans la conduite de liaison entre l'antichambre et la chambre principale, une soupape qui s'ouvre vers la chambre principale, cette soupape étant ouverte par la pression qui règne dans l'antichambre et étant refermée par la pression qui règne dans la chambre principale. De cette façon la soupape fonctionne d'une manière tout à fait automatique sans la moindre commande extérieure.
Lorsque les vitesses de rotation du disque de transformation sont particulièrement élevées et lorsque, par suite, les combustions se succèdent rapidement dans l'antichambre et dans la
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chambre principale, cette soupape devra être aussi légère que possible afin de réduire au:@ minimum les forces massiques. Dans certaines circonstances, afin de n'avoir pas des retards inadmissibles dans le mouvement de la soupape par l'effet de l'inertie, il pourrait être avantageux de prévoir une commande additionnelle pour la soupape.
L'agent de réfrigération et l'air résiduel de combustion ne doivent être mis en relation avec le courant de combustible qui sort de l'antichambre que pendant le passage de ce oourant dans la chambre, afin de permettre l'accroissement de pression dans la chambre principale. (lette idée inventive pourra être réalisée d'une façon parluliérement simple en reliant la soupape qui commande la réunion de l'antichambre à la ohambre principale avec une soupape qui oommande l'arrivée de l'air de combustion et de l'agent de réfrigération, les deux soupapes s'ouvrant et se fermant sensiblement en méme temps.
Dès que l'une des soupapes établit la liai son entre l'antichambre et la chambre principale, le combustible qui passe de l'une à l'autre est donc mis en relation avec l'air extérieur et avec l'agent de réfrigération, en sorte que ce combustible est en état d'entraîner dans la chambre principale aussi bien l'agent de réfrigération que l'air de combustion résiduel. Aussitôt que, par suite de la combustion qui se produit alors dans la chambre principale,la
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pression, dans cette chambre. dépasse la pression dans l'antichambre, la soupape qui relie l'antichambre à la chambre principale se ferme. En même temps la relation entre le mélange de charge d'une part, et l'agent de réfrigération et l'air extérieur d'autre part, est interrompue, en sorte que, des lors, la pression peut continuer à augmenter dans la chambre principale.
Du fait de la transformation partielle de cette pression en vitesse, le courant gazeux est .souffle sur les disques de transformation, de la manière qui a été déjà. décrite.
Dans ce mode d'exécution, l'agent de réfrigération, représenté en particulier par un gaz (air), est donc amené au mélange de charge entre les deux combustions partielles. La combustion dans la chambre principale se produit par conséquent en présence de l'air de réfrigération en sorte qu'il en résulte une forte diminution de la température maxima de combustion.
Un refroidissement ultérieur des gaz de combustion se produit sur le disque de transformation, avec, dans certains cas, une combustion ultérieure plus ou moins considérable. De ce fait, ainsi qu'on l'a déjà décrit, on obtient une diminution importante du volume nécessaire pour le même trajet de réaction, en sorte que l'accroissement de volume de l'air de refroidis. sement détermine, par suite de l'absorption de chaleur à partif des gaz de combustion, une élévation notable de pression du mélange gazeux. Cette élévation de pression est obtenue bien qu'à l'absorption de chaleur
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de l'agent de réfrigération (air) corresponde une émission de chaleur des gaz de combustion.
En effet, en dépit de l'égalité de la quantité de chaleur absorbée et de la quantité de chaleur émise, l'augmentation de volume de l'air relativement froid est notablement plus grande que la diminution de volume des gaz de combustion.
Un développement avantageux de l'idée inventive consiste à introduire dans l'antichambre, avant l'introduction de l'air de combustion, la quantité totale de combustible destinée à une charge, de telle façon que le combustible total soit gazéifié sous l'action de la chaleur des rédue de combustion de l'éxplopton précédente; ensuite, on injecte dans l'antichambre une quantité d'air seulement suffisante pour la combustion de la première partie de la quantité totale de combustible correspondant à une charge.
Dans ces conditions, la combustion se produit en consom- mant la quantité d'air théorique, en sorte qu'on obtient la température maxima et, par conséquent, la pression maxima.
De préférence, l'air de combustion devra *être injecté dans l'antichambre à peu près tangentiellement à la direction du courant gazeux qui sort de cette antichambre, et l'injection se fera à un endroit aussi éloigné que possible de celui par laquel le courant gazeux sort de l'antichambre.
On réalise ainsi l'avantage suivant. le combustible gazéifié, qui n'a pas brûlé dans l'antichambre, se rassemble principalement
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devant l'orifice de sortie et est refoulé dans la chambre principale en entraînant l'air de combustion et l'agent de réfrigération, dèsque la combustion s'est amorcée dans l'antichambre. La combustion dans la chambre principale, mais aussi, en particulier, la combustion ultérieure qui peut se produite sur le disque de transformation ou dans la boite, se font, dans ces conditions, avec un grand excès d'air.
Cet excès d'air, pour assurer un refroidissement suffisante peut, sans inconvénient, être tel que la composition du mélange demeure au-dessous de la limite inférieure d'allumage; dans ce cas, on aurait une combustion du type "combustion lente" mais l'élévation de pression resterait la mono.
Le disque de transformation sera de préférence rendu rugueux dans la région oà le courant gazeux en combustion le renoontre. En outre, le disque peut présenter dans cette région, des rainures sensiblement radiales. Les bords des rainures., qui sont soumis prinoipalanent à l'aotion du oourant gazeux chaud à grande vitesse, peuvent être armés d'une matière quelconque particulièrement résistante. Il est également possible de munir le disque, dans la région où il est rencontré par le courant gazeux, d'une couche d'une matière réfraotaire, par exemple d'une garniture en carborumdum.
Cette garniture peut aussi tre rendue rugueuse d'une manière quelconque au cas oà sa riguoeité naturelle ne suffirait pas.
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Pendant l'explosion du combustible, il se produit, comme on le sait, très généralement une onde de pression, en ce sens que la pression s'élève au début à une valeur très élevée par suite de la combustion, puis tmmbe à une valeur située en dessous de la pression du début. Ensuite seulement, la pression revient à sa valeur de départ. L'explosion dans la chambre de combustion doit se produire pendant le temps où l'onde de pression s'est abaissée en dessous du point de départ. Etant donnée que cette durée est très brève, on doit, de préférence, prévoir des moyens pour la prolonger. A cet effet, il est recommandable de faire passer le disque de transformation aussi près que possible des tuyères de gaçon qu'il s'exerce un effet d'aspiration sur le courant gazeux.
De cette manière, la durée et la profondeur de la dépression provoquée par l'explosion dans la chambre principale augmentent, en sorte que le mélange de charge a à sa disposition assez de temps pour passer de l'antichambre dans la chambre principale avec une oontrepression aussi faible que possible.
Deux modes d'exécution de la présente invention ont été représentés à titre d'exemple et suus forme simplifiée, aux dessins annexés dans lesquels!
La fig. 1 est une coupe longitudinale à travers un mode d'exécution dans lequel on utilise comme agent de réfrigération un liquide (eau).
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La fige 2 est une vue en élévation du dispositif de la fig. 1,
La fig. 3 est une coupe longitudinale à travers un mode d'exécution dans lequel on utilise l'air comme agent de réfrigération,
La fig. 4 est une élévation partielle du mode d'exécution de la fig. 3, dans la direction de l'axe,
La fige 6 est une vue par-dessus d'une soupape de oommande pour le mode d'exécution des figs. 3 et 4,
La fige 6 est une coupe à travers cette soupape suivant la ligne VI-VI de la fig. 5,
La fig, 7 est une coupe longitudinale à travers un mode d'exécution analogue à celui des figures 3 et 4, sur laquelle on a représenté en particulier, d'une manière plus précies la soupape de commande,
Les pièces correspondantes sont munies des marnes références.
Dans le mode d'exécution des figures 1 et 2, le combustible, qui a été pulvérisé d'une manière quelconque, est mis sous pression par le dispositif de pompage l,avec une partie de l'air de combustion. La soupape 48 règle la sortie de ce mélange de combustible et d'air dans la canalisation 2 qui amène le mélange à une chambre de mélange 3. Le oourant mélangé obtenu entraine, d'une manière connue, le reste de l'air de combustion. Dans la chambre de mélange, le combustible s'allume soit sous l'action de sa chaleur propre, soit grâce à un dispositif d'allumageo Les gaz de combustion
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chauds succulent alors, en transformant une partie de leur pression en vitesse, par la canalisation 4 et par la tuyère 11 pour arriver sur la surface du disque de transformation 6.
Pour plus de simplicité, on a repré- santé seulement, dans les figures 1 et 2, un seul dispositif à tuyère. En général, cependant, il sera recommandable de prévoir plusieurs dispositifs à tuyère pour un seul disque de transformation.
Le disque de transformation, dans la région où il reçoit l'impact de la veine de combustion, est garni d'un/ennenau 6 en carborundum.
L'arbre 8 du disque de transformation 6 peut tourner librement dans la boite 9, et il présente une per- foration longitudinale A peu prés à la distance de l'axe de rotation à laquelle sont placées les tuyères
11 des gaz de combustion, on a prévu dans le disque de transformation, sur la face qui regarde les tuyères, plusieurs orifices de tuyère 12 qui sont en liaison, par des oanaux radiaux 13, avec la perforation axiale
10 de l'arbre 8 du disque de transformation. Par le tuyau 14, on amène d'une manière oonnue quelconque, un liquide de réfrigération à la perforation 10 et par conséquent, aux canaux radiaux 15.
Sur la périphérie extérieure du disque de transfor- mation et sur la surface annulaire extérieure de sa face opposée aux tuyères, on a prévu des aubes 16 qui, dans le mode d'exécution représenté, sont disposées d'une manière analogue aux aubes d'un turbo-compresseur,
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Etant donné que, dans leqdispositif qui fait l'objet de la présente invention, les aubres n'ont pas pour rôle de comprimer le gaz, il est possible également de les agencer d'une autre manière quelconque) par exemple les aubes peuvent être disposées d'une manière exacte- ment radiale.
Le mélange comprimé à l'aide du disque de trans- formation est entraîné ensuite, grâce aux aubes 15, par le disque 6. Par suite de l'effet de la force centri- fige, les éléments du mélange gazeux se séparent les une des autres, en sorte que les corps les plus lourde se rassemblent à la périphérie de la boite 9, tandis que les corps plus légers se rassemblent plus vers le centre.
Les éléments ainsi séparés du mélange sont amenés, par l'intermédiaire des orifices de sortie 16 et 17, à deux turbines différentes. Les orifices de sortie 16 sont à peu près placées vers la périphérie extérieure du disque de transformation tandis que le rayon que le- quel se trouvent les orifices de sortie 17, est peu près égal au cayon le plus petit des aubes 15. Il est recommandable d'écarter légèrement les orifices de sor- tie 16 de la périphérie de l'enceinte intérieure de la boite 9, afin d'éviter que des résidus de combustible ou de l'eau en poussière sortent par les orifices de sortie 16 et viennent endommager l'aubage de l'une des turbines.
En consqquence, on disposera à la périphérie intérieure de l'enceinte de la boite 9, des filtres ou dispositifs du même genre qui seront susceptibles de
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capter les particules solides projetées du mélange gazeux.
De préférence, la boite 9 sera munie d'une envel6ppe 18, ce qui permettra d'avoir des chemises réfrigérantes 19, à travers lesquelles on fera circuler un agent de réfrigération quelconque connu, par exemple de l'eau ou de l'air.
Le disque de transformation 5 est mis en rotation rapide par l'impact de la veine gazeuse provenant de la tuyère 11. Le liquide de réfrigération qui arrive par le tuyau 14 et la perforation 10, est projeté vers l'extérieur par la force centrifuge en passant par les canaux 13, et il est mis sous pression également par la force centrifuge. De la sorte, ce liquide de réfrigération est injecté dans le cou- rant gazeux des tuyères 11, la vitesse des deux courante étant sensiblement la même en grandeur et en direction.
Le mélange est projeté vers l'extérieur suivant des trajets en spirale, et pendant ce déplacement, il est mis sous pression de la manière décrite par suite de l'accroissement de volume de l'agent de réfrigération.
Dans le mode d'exécution des figs. 3 à 6, le disque de transformation 5, muni également d'aubes 16, peut tourner librement dans une boite 9. Les aubes 15 ont ici pour objet d'une part de détruire le tourbillonnement du mélange gazeux,et d'autre part de maintenir une rotation aussi régulière que possible du disque de transformation.
Le refroidissement se fait ici au moyen de l'air, en utilisant/de la façon décrite, une antichambre et une chambre principale de combustion. L'antichambre désignée par 20 est reliée par la tubulure 21 à la chambre principale 22.
Dans cette tubulure, on a placé une soupape 23 qui s'ouvre
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vers la chambre principale. L'intérieur de la tubulure 21 est réuni à l'air ambiant par les canaux 24. Les canaux 24 sont contrôlés par le tiroir 25 qui est relié, par l'intermédiaire des deux nervures 26, d'une manière rigide à la soupape 25. Les chambres principales de combustion 22 sont en liaison directe avec les tuyères 11 par lesquelles le mélamge gazeux est soufflé sur le disque de transformation. La garnture 6 en matière réfraotaire, du disque de transformation 51, présente, dans le mode d'exécution choisi, des rainures radiales 7 à fond plat.
Peu de temps après l'explosion.le combustible est injecté à l'état finement divisé, grâce à la tuyère de pulvérisation 27, dans l'antichambre 20, Une fois que/ie combustible e-été gazéifié par la chaleur des résidus de combustion de l'explosion précédente, une partie de l'air de combustion nécessaire est introduite tangentiellement dans l'antichambre par la canalisation 28. Le mélange est allumé, soit sous l'action de sa chaleur propre, soit à l'aide d'un dispositif d'allu- mage 49. Par suite de l'augmentation de pression qui provient de la combustion d'une partie du combustible, la soupape 23 s'ouvre et le tiroir 25 dégage les canaux 24.
Le mélange gazeux passe dans la chambre principale de combustion et le reste de l'air de combustion ainsi que l'air de réfrigération sont entraînés par les canaux 24 ouverts. Dans la partie supérieure de la fig. 3, on a montré le dispositif 23-25 qui forme soupape à la position fermée, tandis que dans la partie intérieure
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de la figure ce dispositif est montré à la position ouverte. 29 désigne la partie gazéifiée, mais non encore brûlée,du combustible, tandis que la partie déjà brûlée du mélange de charge porte la référence 30. Le dispositif formant soupape 23-25 se ferme dès que la pression dans la chambre principale dépasse la pression dans l'antiohambre.
Le disque de transformation 6 exerce une action d'aspiration sur le mélange gazeux qui se trouve dans la chambre principale de combustion 22. L'explosion se pro-
EMI21.1
@uit àànà-t3ahtiohambne 20 lorsque la dépression ik atteint sa valeur maxima dans la chambre de combustion principale.
Le mode d'exécution représenté sur la fig, 7 oorrespond sensiblement au dispositif des figures 3 à 6. Les différences consistent surtout en ce que l'appareil représenté sur la fig. 7 est un peu plus développé au point de vue constructif, En arrière du disque de transformation 6, on a représenté sur cette figure la turbine dans laquelle le mélange gazeux est utilisé pour fournir du travail. Dans ce mode d'exécution, la turbine est constituée par une roue de Ourtis 31 à deux couronnée, par elle-même connue; elle présente une couronne de tuyères 32, deux couronnes d'aubes 33 et une couronne d'aubes de dérivation 34. L'arbre 36 de la roue de turbine est montée rotativement d'une manière quelconque.
L'énergie obtenue est transmise par le pignon 36 et par la roue dentée 37, de façon à commander des machines quelconque consommatrices d'énergie. Il est recommandable
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d'actionner aussi, à partide l'arbre 35, le dispositif de réglage et le compresseur comprimant la partie de l'air de combustion qui est introduite dans l'antichambre 20.
Mais ces divers éléments ne présentent rien de bien nouveau par rapport à ce qui est connu en sorte qu'on s'est dispensé de les représenter.
Le disque de transformation est susceptible de se décaler dans la direction de son axe ce qui permet de modifier le jeu qui existe entre la garniture 6 du disque et la boite, et de faire varier de la sorte le nombre de tours du disque de transformation.
Sur la fig. 7, on a représenté le dispositif formant soupape 25-25 à l'état fermé. Le cône de la soupape 25 repose sur son siège 38. Le tiroir 26 est essentiellement constitué par un anneau circulaire qui, vers la chambre principale de combustion est munie, d'un appendice annulaire ayant une section en forme de U, si bien que l'on obtient ainsi deux anneaux 39 et 40, Dans la partie moyenne du dispositif formant soupape 23,25 se trouve une perforation 41, afin d'améliorer le refroidissement.
L'anneau section en U s'engage dans une rainure circulaire 42 de la boite. Dans cette rainure, on a prévu un anneau 43 offrant une tête qui est disposée des deux côtés en dents de scie et qui assure ainsi avec les surfaces annulaires voisines des deux anneaux 39 et 40 une étanchéité par joint à labyrinthe. De la même façon on a prévu un joint à labyrinthe 44 pour assurer 1'étanchéité du tiroir 25.
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Le dispositif formant soupape est guidé dans la rainure circulaire 42. Les gaz de combustion qui arrivent dans la tubulure 21 ont une température si élevée que l'on ne peut pas graisser les pièces qui sont soumises directimant à l'action de ces gaz. Pour cette raison on a prévu entre la surface interne de l'anneau 39 et la surface 46 un jeu notable, tandis qu'entre la surface interne de l'anneau 40 et les dents de scie de la tête 43, il n'existe qu'un faible jeu. La grandeux du jeu qui existe entre la surface externe de l'anneau 39 et les dents du joint à labyrinthe est oompris entre les deux jeux dont on vient de parler.
EMI23.1
Il nexisto de contacts friction qmmtre la surface extérieure de l'anneau 40 et la boite, si bien qu'il n'est nécessaire de graisser que cette surface. L'in- térieur de la rainure 42 est en outre en relation avec l'air extérieur par des fentes 46.
Dès que la soupape 23 et le tiroir 25 ont quitté leur surface de joint, le mélange gazeux s'écoute de l'antichambre 20 dans la chambre principale 221 il est alors guidé par les pattes annulaires 47. Dans ces conditions, une quantité d'air abondante est entrainée dans la chambre principale de combustion.
Immédiatement aprèsle début du mouvement d'ouver- ture, les fentes 46 sont fermées par l'anneau 40. Il se produit une compression dans la rainure 42, tandis que le gaz de combustion et l'air s'éooulent, en passant par les jointe à labyrinthe de l'anneau 43.dans l'espace qui existe entre les anneaux 40 et 39. Les deux
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écoulements sont dirigés en sens inverse l'un de l'autre en sorte que, de ce fait, l'étanohéité est améliorée.
REVENDICATIONS ci$ Ayant ainsi décrit mon invention et em réservant d'y apporter tous perfectionnements ou toutes modifications qui me paraîtraient nécessaires, je revendique comme ma propriété exclusive et privative:
1 - Dispositif pour porter des gaz de combustion à basse pression, mais à température et à vitesse élevées, à une pression plus élevée et à une température et à une vitesse plus faibles, en les mélangeant aveo des liquides ou avec d'autres gaz, afin de les employer dans des turbines à gaz, caractérisé par an disque de transformation susceptible de tourner librement, sur une face, de préfé- .ronce rendue rugueuse,duquel, le mélange de combustible et d'air, au moins déjà.
partiellement brûlé, est prejsté soufflé par une ou plusieurs tuyères de telle façon que le disque soit mis en rotation et que le courant gazeux soit projeté en spirale vers l'extérieur par le disque tournant, l'agent de réfrigération gazeux ou liquide étant ajouté au oourant gazeux peu avant ou peu âpres son impact sur le disque de transformation.