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Perfectionnements aux turbi@es,
Cette invention se rapporte aux installations de turbines à gaz ou à combustion interne et est applicable notam- ment aux dispositifs reliant entre eux les étages d'aubes du compresseur à basse pression et les étages d'aubes à basse pression qui actionnent ces étages du compresseur, comme c'est décrit dans le brevet déposé le même jour pour "Perfectionne- ments aux installations motrices à combustioniaterne" avec référence aux Figs. 8 et 9 des dessins qui y sont annexés.
La présente invention est toutefois susceptible d'un plus grand développement et est applicable d'une façon générale là. où un étage ou couronne d'aubage, tel que celui d'un compresseur à courant axial, et appelé ci-après système externe, entoure l'aubage d'un système interne auquel il est relié par un dis- positif d'entraîement,cet étage ou couronne d'aubes externe étant monté sur une bague porteuse en alliage léger qui est re- liée à un ou plusieurs étages du système interne par un élément
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entraîneur, de préférence en acier, qui présente en partie la forme d'un cylindre ou d'un cylindre rentrant ou son équiva- lent,
dont la partie située radialement le plus à l'extérieur est fixée à cette bague porteuse et la partie 18 plus à l'ixté- rieur dans le sens raidal est fixée à l'aubage du système inter- ne, par exemple à la jante ou virole entourant ce dernier, la liaison avec cet aubage étant réalisée en munissant la partie de la pièce de liaison située le plus à l'extérieur dans le sens radial d'une bride radiale extérieure solidaire d'une bride cylindrique rentrante de manière à former une gorge anulaire dans laquelle le bord de la bague porteuse est en- gagé axialement et est fixé par exemple au moyen d'une série de rivets radiaux.
Les racines ou pieds des aubes du système exter@en, con- ±formés par exemple en queue d'aronde, peuvent se prolonger axia- lement au-delà de l'aube de manière à être également emprisommés dans la gorge annulaire entre les brides d'acier ci-dessus men- tionnées.
Comme la forme de l'élément entraîneur en acier de la bague porteuse du système externe de l'aubage est déterminée de manière à assurer une certaine flexibilité radiale pour per- mettre les dilatations thermiques différentielles, un peti.t espace est ménagé entre la surface interne de la bague por- teuse et la surface externe de la pièce flexible en acier, et de l'air de refroidissement peut circuler, axialement à tra- vers cet espace grâce à une série de conduits ménagés dans le prolongement de l'extrémité de la bague porteuse reliant cet espace annulaire à un espace en forme de rondelle qui peut être laissé libre dans la gorge de la pièce de liaison en acier, c'est-à-dire entre la bride radiale de cette dernière et la face radiale du prolongement de l'extrémité de la bague por- teuse,
tandis que des trous peuvent être forés dans la bride radiale de la. pièce de liaison en acier pour permettre à l'air de refroidissement d'entrer ou de sortir de l'espace en forme de rondelle.
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Lorsque deux ou plus de deux étages du système externe sont actionnés Individuellement ,par des sections correspondantes du système Interne., constituant par exemple un groupe à contre- rotation, une lèvre faisant saillie axialement de l'un des élé- ments entraîneurs peut s'étendre sous l'élément entraîneur voi- six pour former avec lui un joint en labyrinthe.
Pour la simplicité, les figs. 1 et 2 des dessins an- nexés sont identiques aux figs. 8 et 9 respectivement des dessins annexés à la. description du brevet précité mais comme on l'a dit ci-dessus, la. présente invention couvre un champ d'applications plus étendu.
Pour la. commodité aussi, les chiffres de référence employés sur les figs. 8 et 9 du brevet précité sont repris dams les dessins annexés.
Sur ces dessins, 1, 2, 3 et 4 représentent quatre cou- ronnes consécutives d'aubes de turbine tournant en sens inver- ses l'une de l'autre, c'est-à-dire à contre-rotation, deux de ces étages étant montés sur des rotors cylindriques Internes et externes respectivement et actionnant deux étages I et II d'un système externe d'aubages à contre-rotation représenté partiellement, les bagues porteuses la et 11a étant essentiel- lement (suivant une caractéristique de la présente invention) en "alliage léger" et présentant des rainures longitudinales en queue d'aronde ou d'une autre forme équivalente pour rece- voir les racines ou pieds de forme correspondante des aubes ou pales I et II.
Pour une description plus complète des cylindres cons- tituant les rotors internes et externes de la turbine à contre- rotation, on renverra à la, description du brevet précité. Le rotor cylindrique externe comprend.les viroles ou jantes 2d et 4d rivetées à un manchon 8 qui, dans la disposition repré- sentée sur la fig.
l, est pourvu d'un prolongement cylindrique - se riveté en 8f au manchon cylindrique 10 pour former une liai-
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son d'entraînement flexible entre les couronnes d'aubes 2 et 4 du système interne et la couronne d'aubes externe II, tandis aue la virole ou jante ld de l'étage 1 du rotor cylindrique interne comprenant les étages 1 et 3 à contre-rotetion est rivetée à la bride interne d'une pièce cylindrique correspon- dante 8c qui est rivetée en 9b à la pièce cylixdrique flexible en scier 9.
Les pièces cylindriques 9 et 10 affectent sensible- ment la même forme générale, la pièce 9 qui s'étend axialement, formant avec la pièce 8c un dispositif en "col de cygne" présen- tant à son extrémité de gauche une partie constituant bride radiale 91 avec laquelle est venu d'une pièce un rebord cylin- drique rentrant 9m, de manière à ménager, comre c'est représen- té une gorge annulaire dans laquelle sont maintenus par des rivets radiaux 9n le prolongement y inséré de l'extrémité de la bague porteuse la. et aussi le prolongement de la racine ou du pied de l'aube qui est fixé dans des rainures axiales ménagées dans la bague en alliage léger 1a comme c'est indiqué par les traits interrompus Ib.
Un écran annulaire 20 est fixé par sa partie cylia- drique, au moyen des rivets 9b, sur les pièces 8c et 9 et un déflecteur annulaire 21 est fixé par des rivets 8f aux pièces 8e et 10. Comme c'est représenté, des trous ± sont aussi mé- nages dans les âmes radiales 91 des pièces à gorges. Les ba- gues porteuses la et 11a laissent nécessairement un intersti- ce cylindridue entre elles et la surface externe des pièces cylindriques 9 et 10.
Ainsi, comme c'est représenté par les courtes flèches 22 et 23, de l'air de refroidissement est ra- mené en arrière, par suite de la différence des pressions, de- puis le déflecteur 21 par les rainures axiales 24 de la bague porteuse IIa, traverse les trous et circule ensuite à travers les rainures 25 de la bague porteuse la le long de l'interstice cylindrique entre les pièces la et 9, comme c'est indiqué par
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la flèche 26, pour arriver à l'écran 20 d'où il est repris dans le courant d'air ou de gaz annulaire qui est soumis à l'action des aubes ou pales I et II.
Une lèvre représentée en 10a est ménagée sur la pièce 10 pour coopérer avec l'extrémité de gauche de la pièce 9 en vue de former un joint d'étanchéité.
Le dispositif représenté sur la fig. 2 des dessins annexés ne diffère que par des détails du dispositif représen- té sur la fig. 1. Les traits interrompus 26 représentent le dernier étage d'aubes d'une turbine actionnant le compresseur qui alimente la chambre de combustion dont l'échappement se fait dans cette turbine d'où les produits passent dans les étages 1 à 4 de la turbine. On a représenté partiellement en 27 et 28 des joints d'étanchéité en labyrinthe séparant les éléments mo- biles du dernier étage 26 de la turbine du compresseur.
On a également représenté sur la fig. 2 des trous de ventilation VI et V2 ainsi que le prolongement cylindrique v3 de la pièce 8c servant à empêcher que les bagues porteuses en alliage léger du système d'aubage extérieur soient soumises à des tempé- ratures trop élevées. La pièce de support en acier pour les pieds des aubes en alliage léger 11a présente un rebord cy- lindrique 10b qui recouvre un prolongement cylindrique ±Le mé- nagé sur la pièce 9, un joint d'étanchéité en labyrinthe étant établi entre ces pièces comme c'est représenté.
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Improvements to turbi @ es,
This invention relates to gas or internal combustion turbine installations and is particularly applicable to devices interconnecting the low pressure compressor blade stages and the low pressure blade stages which actuate these compressor stages. , as is described in the patent filed the same day for "Improvements to power plants with combustioniaterne" with reference to Figs. 8 and 9 of the accompanying drawings.
The present invention is however susceptible of further development and is generally applicable there. where a stage or blading ring, such as that of an axial current compressor, and hereinafter called an external system, surrounds the blading of an internal system to which it is connected by a drive device, this outer stage or crown of blades being mounted on a light alloy carrier ring which is connected to one or more stages of the internal system by an element
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driver, preferably of steel, which is partly in the shape of a cylinder or of a re-entering cylinder or its equivalent,
the part located radially outermost is fixed to this carrier ring and the part 18 more inside in the raidal direction is fixed to the blade of the internal system, for example to the rim or ferrule surrounding the latter, the connection with this blading being produced by providing the part of the connecting piece located outermost in the radial direction with an outer radial flange secured to a re-entrant cylindrical flange so as to form a anular groove in which the edge of the carrier ring is engaged axially and is fixed for example by means of a series of radial rivets.
The roots or roots of the vanes of the external system, shaped for example in a dovetail, may extend axially beyond the vane so as to be also trapped in the annular groove between the flanges. steel mentioned above.
As the shape of the steel driving element of the carrier ring of the outer vane system is determined to provide a certain radial flexibility to allow for differential thermal expansions, a small space is left between the surface. of the bearing ring and the outer surface of the flexible steel part, and cooling air can circulate axially through this space by means of a series of ducts formed in the extension of the end of the the carrier ring connecting this annular space to a washer-shaped space which can be left free in the groove of the steel connecting piece, that is to say between the radial flange of the latter and the radial face of the extension the end of the carrier ring,
while holes can be drilled in the radial flange of the. steel connecting piece to allow cooling air to enter or exit the washer-shaped space.
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When two or more stages of the external system are actuated individually, by corresponding sections of the internal system, constituting, for example, a counter-rotating group, an axially projecting lip of one of the driving elements may become visible. extend under the six-drive element to form a labyrinth seal with it.
For simplicity, figs. 1 and 2 of the accompanying drawings are identical to figs. 8 and 9 respectively of the drawings appended to the. description of the aforementioned patent but as said above, the. The present invention covers a wider field of applications.
For the. Convenience also, the reference figures employed in figs. 8 and 9 of the aforementioned patent are taken from the accompanying drawings.
In these drawings, 1, 2, 3 and 4 show four consecutive crowns of turbine blades rotating in the opposite direction to each other, that is to say counter-rotating, two of them. these stages being mounted on internal and external cylindrical rotors respectively and actuating two stages I and II of an external system of counter-rotating blades shown in part, the carrier rings 1a and 11a being essentially (according to a characteristic of FIG. present invention) of "light alloy" and having longitudinal dovetail grooves or another equivalent shape to receive the roots or feet of corresponding shape of the blades or blades I and II.
For a more complete description of the cylinders constituting the internal and external rotors of the counter-rotating turbine, reference will be made to the description of the aforementioned patent. The outer cylindrical rotor comprises the ferrules or rims 2d and 4d riveted to a sleeve 8 which, in the arrangement shown in FIG.
1, is provided with a cylindrical extension - riveted at 8f to the cylindrical sleeve 10 to form a bond.
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its flexible drive between the crowns of blades 2 and 4 of the internal system and the crown of external blades II, while the ferrule or rim ld of stage 1 of the internal cylindrical rotor comprising stages 1 and 3 against -rotetion is riveted to the internal flange of a corresponding cylindrical part 8c which is riveted at 9b to the flexible cylindrical part in sawn 9.
The cylindrical parts 9 and 10 have substantially the same general shape, the part 9 which extends axially, forming with the part 8c a "gooseneck" device having at its left end a part constituting a radial flange. 91 with which a cylindrical rim 9m comes in one piece, so as to spare, as it is represented an annular groove in which are held by radial rivets 9n the extension inserted therein from the end of the carrier ring 1a. and also the extension of the root or the root of the blade which is fixed in axial grooves made in the light alloy ring 1a as indicated by the dotted lines Ib.
An annular screen 20 is fixed by its cylindrical part, by means of rivets 9b, to the parts 8c and 9 and an annular deflector 21 is fixed by rivets 8f to the parts 8e and 10. As shown, the holes ± are also housed in the radial webs 91 of the grooved parts. The carrier rings 1a and 11a necessarily leave a cylindrical gap between them and the outer surface of the cylindrical parts 9 and 10.
Thus, as shown by the short arrows 22 and 23, cooling air is led back, as a result of the pressure difference, from the deflector 21 through the axial grooves 24 of the ring. carrier IIa, passes through the holes and then circulates through the grooves 25 of the carrier ring 1a along the cylindrical gap between parts 1a and 9, as indicated by
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the arrow 26, to arrive at the screen 20 from which it is taken up in the current of air or annular gas which is subjected to the action of the vanes or blades I and II.
A lip shown at 10a is provided on part 10 to cooperate with the left end of part 9 in order to form a seal.
The device shown in FIG. 2 of the accompanying drawings differs only in details of the device shown in FIG. 1. The broken lines 26 represent the last stage of blades of a turbine actuating the compressor which supplies the combustion chamber, the exhaust of which is in this turbine from which the products pass into stages 1 to 4 of the turbine. . Partially shown at 27 and 28 are labyrinth seals separating the movable elements of the last stage 26 of the compressor turbine.
It has also been shown in FIG. 2 of ventilation holes VI and V2 as well as the cylindrical extension v3 of part 8c serving to prevent the light alloy carrier rings of the external blading system from being subjected to excessively high temperatures. The steel support piece for the light alloy blade roots 11a has a cylindrical flange 10b which covers a cylindrical extension ± The maged on piece 9, a labyrinth seal being established between these pieces as it is represented.
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