BE472260A - - Google Patents

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BE472260A
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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
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/08Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases
    • F02C7/10Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases by means of regenerative heat-exchangers
    • F02C7/105Heating air supply before combustion, e.g. by exhaust gases by means of regenerative heat-exchangers of the rotary type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  " Perfectionnements apportés eux installations motrices avec turbines  ".   



   La présente invention est relative   'à   des installations motrices avec turbines du genre de celles que l'on peut utiliser comme machines motrices princi- pales sur des bateaux, des véhicules, stations   produo-   trices d'énergie ou enalougues ou comme générateurs d' énergie sous forme d'un débit gazeux susceptible de fournir de l'énergie à cause de se chaleur, de se vi- tesse et de se pression ; et elle concerne plus spé-   cialement   des installations de ce genre fonctionnant avec un cycle ouvert à pression constante ou adiaba- tique. 

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   Pour des turbines à gaz on a généralement recours à des vitesses élevées pour les aubages et les fatigues et les températures des aubes sont des fac- teurs qui limitent à le fois le rendement et la durée d'usage. Tout ce qui tend à user ou à déformer les aubes des turbines est préjudiciable et, du point de vue métallurgique, il peut être désirable d'éviter tout contact de l'aubage avec les produits gazeux, résultent de le combustion, par exemple les oxydes du soufre. 



   L'invention a pour but, surtout, de rendre ces installations telles que les produits, résultant de la combustion, ne traversent pas le turbine et d' agencer ces installations de manière qu'elles aient un rendement comparativement élevé pour des frais d' entretien réduits et qu'elles permettent l'usage de différents combustibles ou qualités de combustibles dans une même   mechine   avec un minimum d'adaptation. 



   L'invention a pour objet une installation à gaz motrice avec turbine/et qui comporte un compresseur d'air, des moyens avec turbine à air pour entraîner le compresseur et pour fournir de le puissance utile sur son arbre si nécessaire, des moyens de combustion pour brûler du combustible dans l'air d'échappement de la turbine et des moyens pour échanger ou transférer la chaleur, prélevée aux produits de la combustion et pour fournir cette chaleur à l'air comprimé avant que celui-ci traverse lesdits moyens à turbine. 



     L'invention   a également pour   objet   une ins- tallation motrice avec turbine à   gaz   et qui comporte un compresseur d'air, un   échengeur   de chaleur établi dans le débit de celui-ci, une turbine à gaz   entraînée   par l'air comprimé chaud fourni par l'échangeur de 

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 chaleur, des moyens de oombustion établis dans l'é-   ohappement   de la turbine et hors desquels les produits de le combustion,, traversent l'échangeur de chaleur pour réchauffer   l'air   comprimé à une température minimum de   500 C.   



   Suivent une autre particularité de l'inven- tion on constitue l'échangeur de chaleur par un régé- nérateur contenant une matrice mise alternativement en contact, en passant, avec les produits de la oombus- tion et l'air comprimé. 



   L'invention oonsiste également à avoir re- oours à un régénérateur comportent un récipient rota- tif, ayant en substance le forme d'un tambour cylin- drique oreux, qui contient une matière propre à rem- plir la fonction d'une matrice, des subdivisions ség-   menteires   dudit récipient étant consécutivement amenées sur le passage des produits de combustion (fluide chauffant) et sur celui de l'air comprimé (fluide chauffé). De préférence on subdivise le récipient ou tambour rotatif et dont la paroi constitue, en réali- té, le matrice, en deux chambres par une cloison sé- paratrice établie suivent une corde de le section transversale du récipient, une chambre étant réservée eu fluide chauffent et l'autre au fluide chauffé.

   Le régénérateur peut également être agencé de manière qu' il permette le passage, à travers la matrice, d'un courant d'air de balayage pour mitiger certaines pertes et pour   entraîner   les cendres solides, le carbone et autres impuretés qui, si on les laissait en place, pour- raient être nuisibles au rendement du régénérateur. 



   L'invention consiste, également, à avoir re- cours à des moyens pour permettre un écoulement en by-pass de l'air comprimé, principalement dans un but 

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 de réglage mêla également et si on le désire dans un but de réfrigération. 



   Le dessin ci-annexé montre, à titre d'ex- emple, un mode de réalisation de l'invention. 



   Les figs. 1 et 2 montrent, schématiquement et respectivement en coupe verticale et en coupe trans- versale, une installation motrice avec turbine à gaz, établie conformément à   l'invention.   



     1, 'installation   comprend un carter 1 qui est calorifuge pour éviter les pertes de chaleur et qui comporte une admission d'air 2 et une buse   d'échoppé-   ment 3. L'air admis alimente un compresseur axial 4, à étages multiples, qui débite, par l'intermédiaire d'un diffuseur approprié quelconque, dans un conduit d'air 5 dont une paroi forme le face externe d'un tambour régénérateur 6, de section annulaire. L'intérieur du tambour 6 est subdivisé en deux chambres 7 et 8 par une cloison 9, établie, en substance, suivant une corde de la section transversale du tambour et dont les bords sont suffisamment près de le peroi interne du tambour pour que les fuites soient minimes.

   L'air comprimé, après   evotr   traversé le matrice 10, convenablement sub- divisée en ségments 10A, 10B, etc., qui forment (avec la structure portante) le tambour, est conduit   à   l'en- trée d'une turbine à air 11 qui est accouplée direo- tement au rotor du compresseur par l'arbre 12. En sor- tent de le turbine cet air pénètre dans le chambre 8 du tambour 6 mais sur son trajet du combustible est brûlé dans cet air. Ceci est obtenu à l'aide d'un ap- pareil ou brûleur 13 débitent une huile combustible ou à l'aide d'une grille 14, d'un type approprié, sur laquelle brûle du combustible solide.

   Comme l'air est 

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 déjà chauffé, il facilite la combustion tout eu moins pour certains genres de combustibles et l'air chaud peut être utilisé pour obtenir un séahege préliminaire du combustible si cela est avantageux. Après cette com- bustion, les produits gazeux traversent le matrice 10 et sont évacués par la buse 3 en cédant de leur chaleur à la matrice. Le tambour est entraîné   e   rotation par des moyens moteurs appropriés, y compris des moyens qui prélèvent leur énergie sur l'arbre de la turbine elle- même. 



   Le cycle est évident et il diffère du cycle plus .orthodoxe et à pression constante d'une turbine à gaz par le fait que le combustible est   brûlé   en aval de le turbine et que l'air actif est chauffé après com- pression et uniquement per la matrice du régénérateur (excepté qu'un passage inévitable du gaz dans la ma- trice peut contribuer eu réchauffage), Il en résulte, effectivement, que les produits de le combustion et toutes matières solides ou nuisibles,qu'ils peuvent contenir, ne traversent pasla   turbine.   



   De préférence on prévoit pour le régénérateur un courant d'air de balayage et qui, s'il est à une pression convenablement choisie, peut également con- tribuer à assurer l'ét anohéité aux endroits où le tambour doit passer, d'une manière aussi étanche que   possible,entre   le carter 1 et le cloison séparatrice 9. 



  A cet effet une prise d'air 15, est prévue entre les étages de le turbine pour aboutir à l'intervalle 16 existant entre le régénérateur et la partie adjacente du carter 1 et qui ne recouvre pas beaucoup moins que deux ségments (10a et 10B) de le matrice. La oloison 9 peut être creuse pour amener de l'air à travers l'un 

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 et l'autre des intervalles existent de part et d'entra de le cloison 9, et pour assurer l'équilibrage des pressions. On peut ainsi souffler de l'eir, à une pres- sion appropriée, à travers le matrice vers l'intérieur de la chambre chauffante afin de le débarrasser des cendres, etc., et on peut charger le matrice avec le   l'air   pur avant qu'elle soit traversée par   l'en*   com- primé.

   L'invention envisage également le passage di- reot, en by-pass,   d'air   comprimé provenant du conduit 5 vers l'entrée de le turbine. Ce courant   d'air   peut être étranglé, d'une manière réglable, à l'aide d'un registre distributeur 17, ce réglage additionnel per- mettent d'obtenir un effet plus rapide que celui réalisé seulement par un réglage, du débit du   oombustible,   puis- que ce dernier réglage risque   d'agir   avec un certain retard si la vitesse de rotation du tambour régénéra- teur est constante ou d'un ordre réduit. Une partie de l'air du by-pass peut être fourni, per exemple le long de l'arbre 12, depuis le compresseur à le turbine de manière à pouvoir refroidir la turbine si nécessaire et aux endroitvoulus. 



   L'écoulement en by-pass de l'air est réglé, de préférence, à   l'aide   d'un régulateur entraîné par la turbine et   l'alimentation   en combustible des brû- leurs 13 et/ou de le grille 14 peut être réglée par des moyens   thermostatiques   à action lente et qui sont sensibles à le température de la matrice du régénéra- teur.   Le   vitesse de rotation du régénérateur peut ége- lement être réglée à le mein ou automatiquement, par exemple par des moyens thermostatiques, si nécessaire. 



  L'injection d'une certaine proportion d'eau dans l'air comprimé peut également être prévue dans les deux cas 

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 comme un moyen de réglage et quand on désire tailler avec une teneur élevée en humidité ou avec une teneur proportionnée en vapeur dans le fluide  actif.   pour le   démerrege   et pour d'autres effets temporales on peut brûler du combustible liquide en emont de le turbine, à l'aide de brûleurs 18 (fig. 1) et/ou même en amont du régénérateur, au côté chauffant, à l'aide de brûleurs 19. Dans ce dernier ces le matrice du régénérateur peut être réchauffée préalablement et d'une manière moins brutale que si le départ. était ef- feotué   uniquement   à l'aide de la combustion principale (en aval). 



   REVENDICATIONS 
1. Une installation motrice avec turbine à gaz et qui comporte un compresseur d'air, des moyens avec turbine à air pour entraîner le compresseur et pour.fournir de le puissance utile sur son arbre si né- cessaire, des moyens de combustion pour brûler du oom- bustible dans l'air d'échappement de le turbine et des moyens pour échanger ou transférer le chaleur, préle- vée eux produits de le combustion et pour fournir cette cheleur à l'air comprimé avent que celui-ci traverse Restime lesdits moyens à turbine. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

  1. 2. Une installation motrice avec turbine à gaz et qui comporte un compresseur d'air, un échangeur de chaleur établi dans le débit de celui-ci, une tur- bine à gaz entraînée par l'air comprimé chaud fourni per l'éohangeur de chaleur, des moyens de combustion établis dans l'échappement de la turbine et hors des- @ EMI7.1 1 quels les produits de le cotation traverSeLl\l .1. <Desc/Clms Page number 8>
    | échangeur de oheleur pour réoheuffer l'air comprimé à une température minimum de 500 C.
    3. Une instellation motrice avec turbine à gaz telle que spécifiée sub 1 ou 2 pour laquelle on constitue l'échangeur de ohaleur par un régénérateur contenant une matrice mise alternativement en contact, en passent, avecles produits de le combustion et l' air comprimé.
    4. Une installation motrice avec turbine à gaz telle que spécifiée sub 1 ou 2 pour laquelle on a recours à un régénérateur comportent un réoipient ro- tatif, ayant en substance la forme d'un tambour cylin- drique creux, qui contient une matière propre à remplir le fonction d'une matrice, des subdivisions ségmentai- res dudit récipient étant consécutivement amenées sur le passage des produits de combustion (fluide chauffent) et sur celui de l'air oomprime (fluide chauffé).
    5. Une installation motrice avec turbine à gaz telle que spécifiée sub 4 pour laquelle on subdi- vise le récipient ou tambour rotatif et dont la paroi constitue, en réalité, la matrice, en deux chambres par une cloison séparatrice établie suivent une corde de la section transversale du récipient, une chambre étant réservée eu fluide chauffent et l'autre au fluide chauf- fé, des moyens d'étanchéité étant prévus entre les ex- trémités de ladite cloison et la face interne du réci- pient eu tambour, et entre des parties opposées de la @ paroi externe de celui-ci et le carter dans lequel il est logé.
    6. Une installation motrice avec turbine à gaz telle que spécifiée dans l'une quelconque des re- vendications précédentes, pour laquelle des moyens sont <Desc/Clms Page number 9> prévus pour permettre l'écoulement en by-pass d'air comprimé directement depuis le sortie du compresseur vers l'entrée de le turbine.
    7. Une installation motrice avec turbine à gaz telle que spécifiée dans l'une quelconque des re- vendications précédentes, pour laquelle on prévoit, pour le démarrage, des moyens propres à brûler du combustib- le dans l'air comprimé quittaht le compresseur, du côté compresseur de l'éohengeur de chaleur et/ou du côté tur- bine de oelui-ci.
    8. Une installation motrice avec turbine à gez telle que spéoifiée dans l'une quelconque des re- vendications précédentes, pour laquelle on règle l' alimentation en combustible des moyens de combustion par des moyens thermostatiques sensibles à la tempéra- ture de l'éohangeur de chaleur.
    9. Une installation motrice avec turbine à gaz telle que spécifiée dans l'une quelconque des re- vendications 3 à 5, pour laquelle on entraine le réci- pient ou tambour rotatif de la matrice, à une vitesse réduite, par la turbine à gaz.
    10. Une installation motrice avec, turbine à gaz telle que spéoifiée dens l'une quelconque des re- vendications 3 à 5 ou 9, pour laquelle pn règle le vi- tesse de rotation du récipient ou tembour rotatif de la matrice per des moyens thermostatiques sensibles à le température de le matière constituent la matrioe en un ou plusieurs endroits de celle-ci.
    117 Une installation motrice avec turbine à gaz en substance comme décriteet comme montréesur le dessin oi-ennexé.
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