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Publication number: BE500886A
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Description


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  ROTOR DE TURBINE A   GAZ     La.   présente invention concerne un rotor pour turbines à gaz du type Francis , c'est-à-dire du type dans lequel 1-'admission dans le rotor ou roue mobile a lieu à partir de la périphérie, en direction radiale ou à peu près radiale, tandis que 1-'échappement du rotor s'effectue au voisinage de l'axe de rotation, en direction axiale ou à peu près axiale. 



   Les turbines de ce genre conviennent en particulier pour des vi- tesses de rotation et des températures élevées, auxquelles il est toutefois très important de refroidir le rotor dans une mesure suffisante, pour mainte- nir la température de la matière constituant le rotor et les ailettes   suffi-   samment au-dessous de la température des gaz. En refroidissant de façon effi- cace, on obtient cet avantage de pouvoir utiliser des températures plus éle- vées pour les gaz, ce qui conduit à un rendement thermique plus élevé. 



   En ce qui concerne le refroidissement du rotor, on sait déjà   mu-   nir ce dernier de cavités, trous ou canaux analogues disposés le long de la surface du rotor qui porte les ailettes, afin de faire passer de   l'air   ou un autre fluide gazeux de   refroidissement.,   Toutefois, les résultats procurés par un tel refroidissement par   l'air   sont limités et la présente invention se pro- pose de réaliser un refroidissement plus efficace, ce dernier étant obtenu, selon l'invention, en   agençant   lesdits cavités, trous ou canaux de manière à y faire passer un liquide de refroidissement, les canaux communiquant avec des canaux pratiqués dans l'arbre du rotor pour   l'admission   et l'évacuation du liquide de refroidissement.

   En premier   lieu,   le refroidissement du rotor par un liquide de refroidissement permet de fonctionner avec des températures de gaz aussi élevées qu'il peut être désirable au point de vue du rendement et, en second lieu, le refroidissement par liquide est bien supérieur à celui par air. 



   Selon une autre particularité importante de   1'invention,   les ca- naux de refroidissement présentent une section transversale relativement fai- 

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 ble en vue d'empêcher la pression du liquide de créer, dans la matière de la roue,des tensions trops éle-ées, à cet effet,les canaux de refroidissement selon l'invention ont une faible section, adaptée à la vitesse de rotation du rotor, de telle manière que les pressions du liquide qui prennent naissan- ce dans les canaux, sous l'effet de la rotation, soient maintenues dans des limites permises. 



   Selon un mode de réalisation de l'invention, les canaux de refroi- dissement peuvent présenter sur une partie de leur longueur des parties élar- gies dans lesquelles on peut disposer des corps dilatables, par exemple des corps hélicoïdaux, servant à maintenir dans lesdites parties élargies une vi- tesse élevée d'écoulement du   liquide.   



   Selon une autre particularité de l'invention, une cavité est pré- vue au centre du rotor de l'extrémité côté échappement, le liquide de refroi- dissement est admis dans cette cavité dans laquelle débouchent les canaux de refroidissement qui sont disposés le long de la surface du rotor portant les ailettes, de sorte que le liquide de refroidissement est distribué à ces ca- naux à partir de ladite cavité. 



   Selon une autre particularité de l'invention, une partie des ca- naux de refroidissement proprement dits constitue des canaux destinés à   alimen-   ter en liquide de refroidissement un espace central d'accumulation prévu à l'extrémité du rotor   ccité   échappement et à partir duquel le liquide de   refroi-   dissement est ensuite distribué aux autres canaux de refroidissement qui dé- bouchent dans cet espace. 



   La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non   limitatif,   fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de la dite invention. 



   La fig. 1 est une coupe axiale d'un rotor de turbine, refroidi selon un mode de réalisation de l'invention. 



   La fig. 2 est une coupe selon la ligne II-II de la fig. 1. 



   Dans le mode de réalisation représenté, le rotor 1 d'une turbine est fixé sur une bride 2 d'un arbre creux 3, à l'intérieur duquel un conduit 4 amène le liquide de refroidissement. Le conduit 4 s'engage dans un trou 5, percé dans l'axe du rotor,qui débouche, du coté de l'échappement du rotor, dans une cavité centrale 6. A partir de cette cavité rayonnent un certain nom- bre de trous ou canaux 7, percés le long de la surface du rotor à l'aplomb des embases 13 des ailettes.

   Les canaux 7 sont continués par des canaux 8 de plus grand diamètre, qui se prolongent vers l'extérieur le long des embases des ailettes et qui sont fermés au moyen de bouchons   12.   Un certain nombre de trous ou canaux 9, partant des canaux 8, débouchent dans une cavité 10 pratiquée dans l'arbre 3 et qui sert à l'écoulement et à l'évacuation du   li-   quide de refroidissement. 



   Des corps hélicoïdaux, disposés dans les canaux   8,   communiquent un mouvement de rotation au liquide circulant dans lesdits canaux et lui   im-   priment une vitesse supérieure à celle   qu'il   aurait s'il ne faisait que s'é- couler directement le long desdits canaux. 



   On peut supprimer le canal central 5, le dispositif de refroidis- sement pouvant, dans ce cas, être agencé, par exemple, de façon telle qu'une partie des canaux de refroidissement   7,   8 (par exemple la moitié d'entre eux) puisse constituer des canaux destinés à alimenter la cavité centrale 6 en li- quide de refroidissement; dans ce cas, lesdits canaux communiquent par leurs extrémités opposées avec l'intérieur du conduit   4.   A partir de la cavité cen- trale 6, le liquide de refroidissement est ensuite fourni aux canaux   7, 8   res- tants et s'écoule à travers ces derniers et les canaux 9 dans la cavité 10 de l'arbre 3 . 



   On peut utiliser, par exemple, l'eau distillée ou l'huile, corme liquide de refroidissement. Il peut être particulièrement avantageux d'utili- ser de l'huile de graissage du même type que celle qui est utilisée pour le graissage des paliers de turbine, l'huile arrivant et étant évacuée à travers 

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 les paliers. Le système relativement simple de canaux permet de maintenir une vitesse élevée d'écoulement du   liquide   de refroidissement au cours de son passage à travers l'ensemble des canaux de refroidissement de sorte qu'on peut éviter la formation de coke et de vapeurs,   ou.,   de façon générale, un échauffement nuisible du liquide de refroidissement.

Claims

Du fait de'la vitesse de rotation élevée du rotor des turbines de ce genre., des forces centrifuges importantes prennent naissance et il en résulte que le liquide est soumis à des pressions très élevées aux points du système de canalisation les plus éloignés de l'axe de rotation. En ayant re- cours à un grand nombre de trous ou canaux., chacun d'eux peut avoir une sec- tion relativement faible, et l'on peut., cependant, rester maître de ces pres- sions facilement., REVENDICATIONS ET RESUME.

1. Rotor pour turbines à gaz du type Francis c'est-à-dire du type dans lequel l'admission dans le rotor, ou roue mobile, a lieu à partir de la périphérie én direction radiale, ou à peu près radiale, tandis que l'échappe- ment du rotor s'effectue au voisinage de l'axe de rotation, en direction axia- le ou à peu près axiale, rotor dans lequel il est prévu., le long de la surfa- ce qui porte les ailettes, des cavités, trous ou canaux analogues destinés au passage d'un fluide de refroidissement, caractérisé en ce que lesdits ca- naux sont agencés de façon à permettre le passage d'un liquide de refroidis- sement et communiquent avec des canaux pratiqués dans l'arbre du rotor en vue d'assurer l'admission et l'évacuation du liquide de refroidissement.

2. Rotor tel que revendiqué dans la revendication 1, caractérisé en ce que les canaux ont une faible section transversale, proportionnée à la vitesse de rotation du rotor, de manière à maintenir dans des limites permises les pressions du liquide qui prennent naissance dans les canaux sous l'effet de la rotation.

3. Rotor tel que revendiqué dans les revendications 1 et 2, carac- térisé en ce que les petits canaux de refroidissement présentent, sur une par- tie de leur longueur, des parties élargies dans lesquelles sont disposés des corps dilatables, tels par exemple que des corps hélicoïdaux, destinés à con- server au liquide une vitesse élevée d'écoulement dans lesdites parties élar- gies.

4. Rotor tel que revendiqué dans les revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que l'extrémité du rotor coté échappement présente une cavité centrale dans laquelle est admis le liquide de refroidissement, et de laquel- le partent les canaux de refroidissement disposés le long de la surface qui porte les ailettes, de sorte que le liquide de refroidissement est distribué à ces canaux à partir de ladite cavité.

5. Rotor tel que revendiqué dans les revendications 1 à 4, carac- térisé en ce que une partie des canaux de refroidissement constitue des ca- naux destinés à alimenter en liquide de refroidissement une cavité située à l'extrémité du rotor côté échappement et à partir de laquelle ledit liquide est distribué aux autres canaux qui sont raccordés à cette cavité.