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Cycle thermique de travail,.
La présente description concerne un cycle de travail dans lequel on alimente un moteur fonctionnant par détente dee gaz, tel qu'une turbine, sous une pression de valeur moyenne, par exemple 20 kg/cm2.
L'invention a pour objet un procédé de production d'énergie thermique caractérisé en ce qu'un moteur principal fonctionnant par détente des gaz est alimenté sous une pression de valeur moyenne, par exemple de 20 kg/cm2, en partie par des gaz ayant été portés à haute pression, par exemple à 100 kg/cm2, puis ayant été détendus jusqu'à ladite pression de valeur moy@2 dans un moteur auxiliaire à gaz, et en partie par des gaz direc- tement comprimés à ladite pression de valeur moyenne,
ledit moteur auxiliaire étant utilisé pour actionner au moins une partie des compresseurs nécessaires pour comprimer lesdits gaz à moyenne pression et à haute pression*
L'invention a également pour objet/un dispositif pour la production d'énergie thermique destiné à la mise en oeuvre
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du procédé indiqué ci-dessus.
Des moteurs à combustion interne et notamment des os- cillateurs à pistons libres peuvent être utilisés pour entra!. ner une. partie des compresseurs qui peuvent également être cons- tituée par des oscillateurs à pistons libres*
L'air comprimé à haute pression, par exemple 100 kgs cm2 peut tout d'abord être porté à une température relativement élevée, par exemple 700 , au moyen de brûleurs dans lesquels il sert de comburant, puis détendu dans le moteur à gaz, puis porté à nouveau à une température relativement élevée, par exemple 700 ,
au moyen de brûleurs dans lesquels le comburant est cons- titué par cet air et éventuellement par un appoint d'air à pression moyenne*
L'air à haute et à moyenne pression peut avant d'ar- river aux brûleurs correspondant 'être réchauffé dans les enve- loppes des moteurs à combustion et à gaz pour en assurer le re- froidissement, éventuellement aussi, dans un échangeur de cha- leur, par les gaz d'évacuation des moteurs à combustion interne qui peuvent eux-mêmes après leur sortie de l'échangeur être en- voyés dans l'étage adéquat de la turbine à gaz pour y céder de l'énergie calorifique et de l'énergie cinétique.
Le dessin annexé montre un mode de réalisation de la présente invention*
La fige 1 est un schéma simplifié.
La fig.2 représente le diagramme entropique des di- versea opérations caractérisant ce cycle.
La fige 3 donne le schéma d'une solution pratique pour réaliser matériellement le cycle.
La fige 4 est une coupe transversale schématique à une échelle plus grande perpendiculaire à l'axe d'un compres- seur multiple dutype oscillateur.
Le moteur à combustion interne 2 et le moteur à gaz 3 entraînent des compresseurs 4, 5 et 5,4 qui fournissent de
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l'air comprimé à haute pression, 100 kgs/cm2 par exemple, qu'on brûleur 14 porte à une température élevée, OC3 par exemple; ces gaz se détendent dans le moteur à gaz 3; les gaz ainsi
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détendus à une pression moyenne, 20 kgs/cm2 par exemp&e, sont réchauffés par un brûleur 17, avant d'alimenter la turbine à gaz 19.
La fig. 2 permet de préciser les conditions de fonc- tionnement du. cycle* Cette figure se compose, en réalité, de trois cycles superposés s
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- Le cycle marqué en traits pleins A .Sl 4 .1. 1.: .& h s !: qui représente l'évolution de l'air comprimé à 100 kgo/=Z; - Le cycle dessiné en tirets A & .1. Ii A a, qui représente ce que serait l'évolution de l'air comprimé à 20
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kgejcmZ2 s'il n'était refroidi par l'air comprimé; - Le cycle tracé en pointillé fi !t ± 11 .th qui est le cycle des moteurs à combustion.
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Pour la clarté des choses, sur le diagranm les li- gnes isobares ont été dessinées et la pression correspondante a été indiquée le long de chacune d'elles, par exemple 100 kgs, 80 kgs, etc...
On voit, sur ce diagramme, que dans le premier
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cycle en traits pleins, la compression de l'ait s'effectue en deux étages, le premier de 1 à 10 kgs, marqué par le segments b, correspondant à une compression polytropique se rapprochant de la compression isotherme grâce à une pulvérisation d'eau dans le corpa des compresseurs pendant la compression ( procédé connu);après cette première compression, l'air à 10 kgs subit un complément de refroidissement dans les conditions usuelles;
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ce refroidissement est marqué par l'arc d'isobare b¯ g le deu- xième étage s'effectue suivant la compression polytropique ç bzz grâce encore à l'injection dana le compresseur d'une certaine quantité d'eau pulvérisée, toutefois, tette deuxième compression se rapproche davantage de l'adiabatique, de telle sorte que la
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température finale de l'air comprimé à 100 kgs/cm2 atteint, par
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exemple 150 C. L'arc d'isobare d e correspond an réchauffage de l'air d'abord, éventuellement par Aon passage à travers les enveloppes des moteurs et à travers l'échangeur de température chauffé par les gaz d'échappement des moteurs, ensuite, au moyen
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des brûleurs à 100 kgs/cm2.
L'adiabatiqua .1. t. correspond à la détente du mélange d'air et de gaz dans. les moteurs à Egz condti sant une partie des compresseurs. A partir du point 1 commence le deuxième réchauffage, l'évolution s'effectuant avivant le
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tracé ± R h, A.
Dans le deuxième cycle en tirets, on reconnaît encore une compression en deux étages, d'abord de 1 à 4,4 kge/cm2. & 6, ensuite de 4,4 kgs/cmS à 20 kgs/cm2 j, 1, avec refroidissement intermédiaire en k ±# L'échauffeme#- de l'air à 20 kgs/cm2 a été poussé à titre indicatif de .1 en m, non pas jusqu'à 700 C., température finale après mélange avec le fluide à chauffer
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(point ,g) mais jusqu'à la température qui aérait atteinte sans ce mélange et qui serait, par exemple, de 1200OCe
Dans le troisième cycle en pointillé, on relève, en a p, la pression de suralimentation, soit 3,5 kga/cm2, obtenue dans un compresseur spécial adiabatiquement; on relève de même, en ± ±, la compression adiabatique jusqu'à., par exemple- 80 kgs cm2, à l'intérieur du moteurà combustion interne;
de ± en r, a lieu le réchauffage de l'air et des gaz de la combustion grâce à l'injection du combustible dans le moteur; de r. à s, a lieu la détente adiabatique avec production d'énergie; cette énergie est utilisée pour actionner une partie des compresseurs , comme il a été dit; de .! à p, a lieu l'échappement à travers l' échangeur de température, enfin, de p en a, a lieu détente des gaz d'échappement dans la turbine à gaz.
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Dn diagramme entropique, avec les abaques usuels, on peut aisément déduire la valeur des diverses énergies mises en jeu et le rendement final de l'opération. Toutefois, il faut
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se rappeler que les trois cycles examinés ci-dessus ne sont pas parcourus chacun par une masse égale d'air; en effet, la masse de l'air à 20 kgs/cm2 dépendra de la température finale de cet air après chauffage; elle sera d'autant plus petite que cette température sera elle-même plus élevée; de même la masse de l'air à 3,5 kgs dépendra directement de la puissance qui aura été choisie pour les moteurs à combustion interne.
Parun choix judicieux des divers éléments, il est aisé d'arriver à un régime ou les masses de l'air additionnel à 20 kgs/cmS et de l'air d'alimentation à 3,6 kg@/cm2 ont, par exemple, l'une et l'autre, une valeur sensiblement égale à la moitié de la masse de l'air comprimé à 100 kgs/cm2.
Au point de vue du rendement final, comme à celui de la simplicité du matériel, il est particulièrement intéressant que les compresseurs soient da type à pistons libres, et, plus particulièrement du type oscillateur libre. Il est utile, au point de vue du rendement, d'effectuer la récupération d'une partie de la chaleur perdue par la réfrigération des enveloppes des moteurs à combustion en alimentant ces derniers par de l'eau sous une pression suffisante, soit par exemple 5 kgs/cm2, et en vaporisant une partie de cette eau dans les enveloppes (suivant le dispositif précédemment breveté par la Demanderesses il peut être recommandable, dans certaine cas, au point de vue du rendement final,
d'effectuer le refroidissement des envelop- pes des moteurs à combustion au moyen de l'air comprimé par la machine à 100 kgs/cm2 et/ou à 20 kgs/cm2.
La fig.3 est relative à une installation dans laè quelle les compresseurs sont du type oscillateur libre et où chaque compresseur est muni de deux couronnes motrices, l'une composée d'éléments à combustion interne l'autre d'éléments mus par les gaz à 100 kgd/cm2; chaque groupe compresseur comporte aussi, dans la proportion convenable,des éléments compresseurs à 100 kgs/cm2, à 20 kgs/cm2 et à 3,5 kgs/cm2.
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La fige 3 comporte un ensembled'appareils figurés en traits pleins et correspondant à la description faite plus haut, et un ensemble d'appareils figurés en tirets qui peuvent être éventuellement ajoutés, comme il sera indiquéplus bas.
On y voit le compresseur complexe oscillateur libre 1, la couronne 2 d'éléments moteurs à combustion interna, la cou- ronne 3 d'éléments moteurs mus par les gaz à 100 kgs/cm2, la couronne 4 d'éléments compresseurs à moyenne pression B P, la couronne 6 d'éléments compresseurs à haute pression H P.
Toutes ces couronnes comportent chacune huit éléments disposés comme il est indiqué fig. 4, en ce qui concerne la couronne d'éléments compresseurs B P.
Cette figure a été établie dans l'hypothèse où., à titre d'exemple non limitatif, l'appareil comporte un rotor intérieur unique comportant quatre roues (une par couronne), munies chacune de huit pales, et une enveloppe unique compor- tant quatre couronnes avec chacune huit cellules dans lesquelles oscillent les huit pales correspondantes. Dans la couronne B P, les cellules, 6 et 6' sont affectées à la compression adiabatique de l'air de suralimentation des moteurs à 3,5 kgs/cm2; les cellules 7 et 7' sont affectées à la première compression poly- tropique à 4,4 kgs de l'air additionnel à 20 kgs/cm2; les cel- lules 8, 8', 9 et 9' sont affectées à la première compression polytropique à 10 kgs/cm2 de l'air à 100 kgs/cm2.
Les masses d'air à 3,5 kgs et à 20 kgs n'étant généralement pas exactement égales à la moitié de la masse d'air à 100 kgs, l'ajustement des débits des compresseurs correspondants s'effectue enréglant convenablement les espaces morts respectifs et si cela ne suffit pas,la hauteur radiale des cellules respectives.
La couronne des compresseurs H P comporte, dans des conditions analogues, quatre cellules affectées à la deuxième compression polytropique de l'air additionnel de 4,4 à 20 kgs cm2 et quatre cellules affectées à la deuxième compression
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polytropique de 10 à 100 kgs/cm2 de l'air comprimé principal.
Cela étant précisé, les différents circuits sont disposés comme suit : - L'air comprimé à 10 kgs/cm2 passe de la couronne B P à la couronne H P par le tuyau 10; l'air à 100 kgs/cm2 sort de la couronne H P, passe d'abord dans les chemises des moteurs, puis, par le tuyau 11, passe par l'intérieur des tubes de l'é- changeur 12, en sort par le tuyau 13, passe par le brûleur 14 et est conduit par le tuyau 15 dans la couronne motel ce 3; les gaz détendus à 20 kgs/cm2 sortent de la couronne motrice 3 par le tuyau 16,sont réchauffés par le brûleur 17 et sont conduits par le tuyau 18 à l'admission H P de la turbine à gaz 19;
- L'air comprimé à 4,4 kgs/cm2 sort de la couronne B P par le tuyau 20 qui le conduit à la couronne H P 5, d'où. il ressort à 20 kgs/cm2 par le $uyau 21. Il alimente ensuite le brûleur 17 et se mélange avec les gaz réchauffés par ce brûleur; - L'air comprimé à 3,5 kgs/cm2 sort de la couronne B P par le tuyau 22 qui le conduit à lacouronne des moteurs à combustion 2, il en. ressort sous Corme de gaz d'évacuation par le tuyau 23, qui le conduit à l'échangeur de température 18; il sort de l'échangeur par le tuyau 24 qui le conduit à l'étage convenable de la turbine à gaz 19.
On voit, par ce qui précède, que si la description de l'ensemble paraît complexe, la réalisation pratique ci-dessus décrite est fort simple.
L'installation peut être, si on le juge utile, complé- tée comme suit :
Le brûleur 14, toit en chauffant l'air à la tempéra ture voulue, ce qui n'utilise qu'une faible partie de son oxygè- ne, peut brûleur une quantité plus considérable de combustible et la chaleur supplémentaire produite peut être utilisée dans
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une chaudière "équipression" produisant de la vapeur surchauf- fée à 100 kgs/cm2 qui alimente une turbine à vapeur.
Le brûleur 17, de son coté, peut également fournir une quantité supplémentaire de chaleur et cette chaleur peut être très avantageusement utilisée dans une chaudière "équi- pression" de resurchauffe qui resurchauffe la vapeur après sa détente de 100 kgs/cm2 à 20 kgs/emS dans la turbine à. vapeur.
Les installations correspondantes ont été figurées en tirets : 25 est la chaudière "équipression" principale, 26 est la chaudière "équipression" de resurchauffe, 27 est la turbine à vapeur qui, à titre d'exemple, a été dessinée montée sur un arbre commun avec la turbine à gaz.
L'eau condensée qui sort du condenseur par le tuyau 28 et qui passe par les différents réchauffeurs de soutirage dont il a été figuré seulement deux, 29 et 30, est conduite à la chaudière 25 par le tuyau 31 ; la vapeur surchauffée sort de la chaudière par le tuyau 32 qui la conduità. l'admisse on H P de la turbine à vapeur. La vapeur détendue dans la turbine à vapeur sort de cette dernière par le tuyau 33 qui la conduit à la chaudière de resurchauffe 26; la vapeur resurchauffée est ramenée à la turbine à vapeur par le tuyau 34.
Les gaz de com- bustion de la chaudière principale qui sont à 100 kgs/cm2 sont conduits à la couronne motrice 3 par le tuyau 35; de même, les gaz de combustion de la turbine de resurchauffe sont conduits, par le tuyau 36, à l'admission H P de la turbine à gaz 19.
Enfin, il a été indiqué, à titre de variante, un prélèvement d'eau condensée réchauffée et portée à la pression voulue, par exemple 5 kgs/cm2, prélèvement conduit par le tuyau 37 dans les enveloppes des moteurs à combustion de la couronne 2; la vapeur produite dans les enveloppes des moteurs est ensuit surchauffée en passant dans une enveloppe 38 concentrique au tuyau des gaz d'échappement 23; le tuyau 39 conduit la vapeur
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surchauffée à 5 kgs/cm2 à l'étage correspondant de la turbine à vapeur.
40 et 41 sont les arrivées de combustible aux brû- leurs. Ce combustible peut-être liquide, colloïdal ou solide (charbon pulvérisé).
Comme il a été indiqué pus haut, le refroidissement des enveloppa s de la couronne 2 des moteurs à combustion peut être effectué en faisant circuler dans ces enveloppes l'air comprimé, par exemple l'air à 100 kgs/cm2, avant de le faire passer par le réchauffeur.
La chaleur restant dans les gaz d'échappement de la turbine à gaz peut naturellen.ent être en partie récupérée en échauffant soit de l'air, soit de l'eau., intervenant dans le cycle.
Dans les installations pour la mise en oeuvre du pro- cédé, les divers compresseurs 4, 5 et 5, 4 et moteurs auxiliai- res 2, 3 intervenant dans le cycle sont de préférence groupés en ensembles mécaniques, dont chacun comprend des éléments moteurs à gaz 3, des éléments moteurs à combustion interne 2 et l'ensemble des compresseurs à haute pression 5. à moyenne pres- sion 4 et de suralimentation (basse pression) correspondants, chacun de ces ensembles, avec les brûleurs 14, 17 et échangeurs 12 correspondants, constituant en définitive un générateur de gaz comprimés et chauds pour l'alimentation de la turbina à gaz 19 et éventuellement de la turbine à vapetr 27.
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Thermal cycle of work ,.
The present description relates to a work cycle in which an engine operating by gas expansion, such as a turbine, is supplied under a pressure of average value, for example 20 kg / cm2.
The subject of the invention is a method for producing thermal energy, characterized in that a main engine operating by gas expansion is supplied at a pressure of average value, for example 20 kg / cm2, in part by gases having been brought to high pressure, for example to 100 kg / cm2, then having been relaxed to said mean value pressure @ 2 in an auxiliary gas engine, and partly by gases directly compressed to said value pressure average,
said auxiliary motor being used to actuate at least part of the compressors necessary to compress said gases at medium pressure and at high pressure *
The invention also relates to a device for the production of thermal energy intended for the implementation
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of the process indicated above.
Internal combustion engines and in particular free-piston oscillators can be used for the drive. ner one. part of the compressors which can also be made up of free piston oscillators *
Compressed air at high pressure, for example 100 kgs cm2 can first be brought to a relatively high temperature, for example 700, by means of burners in which it serves as oxidant, then expanded in the gas engine, then again brought to a relatively high temperature, for example 700,
by means of burners in which the oxidizer is constituted by this air and possibly by an air supply at medium pressure *
The air at high and medium pressure can before reaching the corresponding burners be reheated in the casings of the combustion and gas engines to ensure cooling, possibly also in a heat exchanger. - their, by the exhaust gases of the internal combustion engines which can themselves, after leaving the exchanger, be sent to the appropriate stage of the gas turbine to transfer heat energy and the kinetic energy.
The accompanying drawing shows an embodiment of the present invention *
Figure 1 is a simplified diagram.
Fig. 2 represents the entropy diagram of the various operations characterizing this cycle.
Fig. 3 gives the diagram of a practical solution for physically carrying out the cycle.
Figure 4 is a schematic cross section on a larger scale perpendicular to the axis of an oscillator type multiple compressor.
Internal combustion engine 2 and gas engine 3 drive compressors 4, 5 and 5.4 which provide
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compressed air at high pressure, 100 kgs / cm2 for example, which the burner 14 is brought to a high temperature, OC3 for example; these gases expand in the gas engine 3; gases as well
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relaxed to an average pressure, 20 kgs / cm2 for example, are heated by a burner 17, before supplying the gas turbine 19.
Fig. 2 is used to specify the operating conditions of the. cycle * This figure is actually made up of three superimposed cycles s
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- The cycle marked in solid lines A .Sl 4 .1. 1 .:. & H s!: Which represents the evolution of compressed air at 100 kgo / = Z; - The cycle drawn in dashes A & .1. Ii A a, which represents what would be the evolution of compressed air at 20
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kgejcmZ2 if it was not cooled by compressed air; - The cycle drawn in dotted lines fi! T ± 11 .th which is the cycle of combustion engines.
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For the sake of clarity, on the diagram the isobar lines have been drawn and the corresponding pressure has been indicated along each of them, for example 100 kgs, 80 kgs, etc ...
We see, on this diagram, that in the first
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cycle in solid lines, the compression of the air is carried out in two stages, the first from 1 to 10 kgs, marked by the segments b, corresponding to a polytropic compression approaching isothermal compression thanks to a water spray in the body of compressors during compression (known process); after this first compression, the air at 10 kg undergoes additional cooling under the usual conditions;
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this cooling is marked by the isobar arc b¯ g the second stage is carried out according to the polytropic compression ç bzz again thanks to the injection into the compressor of a certain quantity of sprayed water, however, tette second compression is closer to the adiabatic, so that the
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final temperature of the compressed air at 100 kgs / cm2 reached, by
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example 150 C. The isobaric arc of corresponds to heating the air first, possibly by passing it through the engine casings and through the heat exchanger heated by the engine exhaust gases, then, by means
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burners at 100 kgs / cm2.
Adiabatiqua. 1. t. corresponds to the expansion of the mixture of air and gas in. the Egz engines conditioning part of the compressors. From point 1 the second reheating begins, the evolution being carried out
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plot ± R h, A.
In the second cycle in dashes, we can still recognize a two-stage compression, initially from 1 to 4.4 kge / cm2. & 6, then from 4.4 kgs / cmS to 20 kgs / cm2 d, 1, with intermediate cooling in k ± # The heating # - of the air at 20 kgs / cm2 has been pushed as an indication of .1 in m, not up to 700 C., final temperature after mixing with the fluid to be heated
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(point, g) but up to the temperature which was reached without this mixture and which would be, for example, 1200OCe
In the third cycle in dotted lines, one notes, in a p, the supercharging pressure, that is to say 3.5 kga / cm2, obtained in a special compressor adiabatically; the adiabatic compression is likewise noted, in ± ±, up to., for example - 80 kgs cm2, inside the internal combustion engine;
from ± to r, the air and combustion gases are heated by injecting fuel into the engine; from r. at s, adiabatic relaxation takes place with energy production; this energy is used to operate part of the compressors, as has been said; of.! at p, the exhaust takes place through the temperature exchanger, finally, from p to a, the exhaust gas expands in the gas turbine.
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From an entropy diagram, with the usual charts, one can easily deduce the value of the various energies involved and the final efficiency of the operation. However, it is necessary
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remember that the three cycles discussed above are not each traversed by an equal mass of air; in fact, the mass of the air at 20 kgs / cm2 will depend on the final temperature of this air after heating; it will be all the smaller the higher this temperature itself; likewise the mass of the air at 3.5 kg will depend directly on the power which will have been chosen for the internal combustion engines.
By a judicious choice of the various elements, it is easy to arrive at a speed where the masses of the additional air at 20 kgs / cmS and of the supply air at 3.6 kg @ / cm2 have, for example, both, a value substantially equal to half the mass of the compressed air at 100 kgs / cm2.
From the point of view of the final efficiency, as that of the simplicity of the equipment, it is particularly advantageous that the compressors are of the free piston type, and more particularly of the free oscillator type. It is useful, from the point of view of efficiency, to recover part of the heat lost by the refrigeration of the casings of combustion engines by supplying the latter with water under sufficient pressure, for example 5 kgs / cm2, and by vaporizing part of this water in the envelopes (according to the device previously patented by the Applicants, it may be advisable, in certain cases, from the point of view of the final yield,
to cool the housings of the combustion engines using air compressed by the machine at 100 kgs / cm2 and / or at 20 kgs / cm2.
Fig. 3 relates to an installation in which the compressors are of the free oscillator type and where each compressor is provided with two drive rings, one made up of internal combustion elements the other of gas-driven elements at 100 kgd / cm2; each compressor unit also comprises, in the appropriate proportion, compressor elements at 100 kgs / cm2, at 20 kgs / cm2 and at 3.5 kgs / cm2.
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Fig. 3 comprises a set of devices shown in solid lines and corresponding to the description given above, and a set of devices shown in dashes which can optionally be added, as will be indicated below.
We see the complex free oscillator compressor 1, the crown 2 of internal combustion engine elements, the crown 3 of driving elements driven by gas at 100 kgs / cm2, the crown 4 of medium pressure compressor elements BP, the crown 6 of high pressure compressor elements H P.
All these rings each have eight elements arranged as indicated in FIG. 4, as regards the crown of compressor elements B P.
This figure was established on the assumption that., By way of nonlimiting example, the apparatus comprises a single inner rotor comprising four wheels (one per crown), each provided with eight blades, and a single casing comprising four rings each with eight cells in which the eight corresponding blades oscillate. In the crown B P, the cells, 6 and 6 'are assigned to the adiabatic compression of the supercharging air of the engines to 3.5 kgs / cm2; cells 7 and 7 'are assigned to the first poly-tropic compression at 4.4 kgs of additional air at 20 kgs / cm2; cells 8, 8 ', 9 and 9' are assigned to the first polytropic compression at 10 kgs / cm2 of air at 100 kgs / cm2.
The air masses at 3.5 kgs and 20 kgs are generally not exactly equal to half the air mass at 100 kgs, the flow rates of the corresponding compressors are adjusted properly by properly adjusting the dead spaces respective cells and if this is not sufficient, the radial height of the respective cells.
The crown of the H P compressors comprises, under similar conditions, four cells assigned to the second polytropic compression of the additional air from 4.4 to 20 kgs cm2 and four cells assigned to the second compression
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polytropic from 10 to 100 kgs / cm2 of the main compressed air.
That being said, the different circuits are arranged as follows: - The compressed air at 10 kgs / cm2 passes from the ring B P to the ring H P through the pipe 10; the air at 100 kgs / cm2 leaves the HP crown, first passes through the engine liners, then, through pipe 11, passes through the inside of the tubes of the exchanger 12, exits through the pipe 13, passes through the burner 14 and is conducted through the pipe 15 in the crown motel ce 3; the gases expanded to 20 kgs / cm2 leave the drive ring 3 through the pipe 16, are heated by the burner 17 and are conducted through the pipe 18 to the inlet H P of the gas turbine 19;
- The air compressed at 4.4 kgs / cm2 leaves the ring B P through the pipe 20 which leads it to the ring H P 5, from where. it emerges at 20 kgs / cm2 through the $ uyau 21. It then feeds the burner 17 and mixes with the gases heated by this burner; - The air compressed at 3.5 kgs / cm2 leaves the crown B P through the pipe 22 which leads it to the crown of the combustion engines 2, there. emerges under a stream of exhaust gas through pipe 23, which leads to the temperature exchanger 18; it leaves the exchanger through pipe 24 which leads it to the appropriate stage of the gas turbine 19.
It can be seen, from the foregoing, that if the description of the assembly appears complex, the practical embodiment described above is very simple.
The installation can be, if deemed useful, completed as follows:
The burner 14, roofed by heating the air to the desired temperature, which uses only a small part of its oxygen, can burner a greater quantity of fuel and the additional heat produced can be used in
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an "equal pressure" boiler producing superheated steam at 100 kgs / cm2 which feeds a steam turbine.
The burner 17, for its part, can also provide an additional quantity of heat and this heat can be very advantageously used in a re-superheating "equilibrium" boiler which reheats the steam after its expansion from 100 kgs / cm2 to 20 kgs / emS in the turbine at. steam.
The corresponding installations have been shown in dashes: 25 is the main "equal-pressure" boiler, 26 is the "equal-pressure" re-superheating boiler, 27 is the steam turbine which, by way of example, has been drawn mounted on a common shaft with the gas turbine.
The condensed water which leaves the condenser through the pipe 28 and which passes through the various draw-off heaters of which only two have been shown, 29 and 30, is conducted to the boiler 25 through the pipe 31; the superheated steam leaves the boiler through the pipe 32 which leads it. admits it on H P of the steam turbine. The steam expanded in the steam turbine leaves the latter through the pipe 33 which leads it to the re-superheating boiler 26; the re-superheated steam is returned to the steam turbine through pipe 34.
The combustion gases from the main boiler, which are at 100 kgs / cm2, are conducted to the drive ring 3 through pipe 35; likewise, the combustion gases from the re-superheating turbine are conducted, through pipe 36, to the inlet H P of the gas turbine 19.
Finally, it has been indicated, as a variant, a sample of heated condensed water and brought to the desired pressure, for example 5 kgs / cm2, sample conducted through pipe 37 in the envelopes of the combustion engines of the crown 2 ; the steam produced in the casings of the engines is then superheated by passing through a casing 38 concentric with the exhaust gas pipe 23; pipe 39 conducts steam
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superheated to 5 kgs / cm2 at the corresponding stage of the steam turbine.
40 and 41 are the fuel supply to the burners. This fuel can be liquid, colloidal or solid (pulverized coal).
As indicated above, the cooling of the envelopes of the crown 2 of the combustion engines can be carried out by circulating the compressed air in these envelopes, for example air at 100 kgs / cm2, before doing so. go through the heater.
The heat remaining in the exhaust gases of the gas turbine can naturally be partly recovered by heating either air or water, involved in the cycle.
In the installations for carrying out the process, the various compressors 4, 5 and 5, 4 and auxiliary motors 2, 3 involved in the cycle are preferably grouped into mechanical assemblies, each of which comprises motor elements to gas 3, internal combustion engine elements 2 and the set of high pressure compressors 5. medium pressure 4 and supercharging (low pressure) corresponding, each of these sets, with the burners 14, 17 and exchangers 12 corresponding, ultimately constituting a generator of compressed and hot gases for supplying the gas turbine 19 and possibly the steam turbine 27.