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GROUPE MOTO-PROPULSEUR A TURFINE A GAZ.
La présente invention est relative aux groupes moto-propulseurs à turbines à gaz et en particulier aux moteurs d'avion destinés à entraîner une hélice.
Quand ce type de moto-propulseur possède.. entre le compresseur et la turbine, plusieurs chambres de combustion en parallèle dans lesquelles brûle le carburant, il est avantageux de pouvoir démonter chaque chambre individuellement pour les inspections et les rechanges de pièces.. sans avoir à démonter tout le groupe moteur. Si le compresseur est du type centrifuge à échappement radial, il n'est pas rare que l'on puisse disposer les chambres de combustion de façon à permettre de les démonter séparément.
Dans les compresseurs à passage axial, au contraire,dans lesquels l'échappement dans les brûleurs est dirigé axialement, le démontage des chambres de combustion nécessite généralement le démontage du groupe ; al- lant au moins jusqu'à séparer en longueur la partie compresseur et la partie turbine.
La présente invention a pour objet le produit industriel nouveau constitué par un groupe moto-propulseur permettant de supprimer les di@- ficultés rappelées ci-dessus, et présentant les caractéristiques principales suivantes :
Le groupe moto-propulseur conforme à l'invention présente une disposition qui permet d'inspecter, de démonter ou de remonter les chambres de combustion sans démontage de groupe.
Le châssis ou charpente qui supporte le groupe est disposé de façon que les chambres de combustion soient situées à l'extérieur de cette charpente, ce qui rend facile le démontage sans affecter la charpente.
Le groupe est disposé de telle manière que les chambres de combustion ne forment pas une partie de la charpente.
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En vue de la réduction des poids le groupe est étudié de telle manière que les éléments de la charpente ont comme fonction primordiale de constituer des éléments opérateurs essentiels du moto-propulseur, partout où cette disposition est possibleo De cette façon le poids des éléments qui fonctionnent seulement comme support est réduit au minimum.
Le type de moto-propulseur conforme à l'invention peut être supporté dans l'avion par une couronne de supports du moteur, qui entoure le moto-propulseur.
On prévoit conformément à l'invention une série de consoles de montage et de consoles accessoires, dans une partie unique de la section de la charpentée
Les tuyères à carburant sont logées dans la même section de la charpente.
L'entrée d'air au compresseur par le moyeu de l'hélice assure une distribution uniforme de l'air sur l'entrée annulaire du compresseur.. même lorsque l'avion est orienté suivant un angle d'attaque assez grand pour que l'écoulement d'air dans l'entrée ne soit pas axial.
Le groupe comporte un dispositif de refroidissement pour certains des éléments constructifs.. en vue d'empêcher leur surchauffage et pour maintenir les éléments constructifs à la température modérée nécessaire pour conserver la résistance mécanique requiseo
Le diffuseur d'arrière assure un fonctionnement en éjecteur, pour favoriser la circulation de l'air de refroidissement à travers le groupeo
Pour mieux faire comprendre le moyen général objet de l'invention, on va en décrire un mode préféré de réalisation à titre non limitatif en se référant au dessin annexé; on pourra déduire de la description suivante et du dessin d'autres caractéristiques et avantages de l'invention,
Sur le dessin annexé - la figure 1 est une élévation latérale du groupe moto-propulseur ;
- la figure 2 est une coupe d'une partie du groupe moto-propulseur de la figure 1., entre l'extrémité gauche et la ligne A, la "casserole" de l'hélice étant enlevée; - la figure 3 est une coupe du réducteur, prise approximativement entre les lignes A et B de la figure 1; - la figure 4 est une coupe de l'extrémité d'entrée du compresseur, sensiblement entre les lignes B et C de la figure 1; - la figure 5 est une coupe des parties restantes du compresseur et de l'extrémité d'entrée des chambres de combustion, sensiblement entre les lignes C et D de la figure 1; - la figure 6 est une coupe représentant la construction du groupe des brûleurs.!) dans laquelle les lignes D et E coïncident avec les lignes semblables de la figure 1;
- la figure 7 est une coupe de la turbine, entre la ligne E et l'extrémité côté échappement du groupe., représentant la construction de la turbine; - la figure 8 est une coupe en travers suivant la ligne 8-8 de la figure 1; - la figure 9 est une coupe sensiblement suivant la ligne 9-9 de la figure 1;
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- la figure 10 est une coupe montrant la charpente dans la sec- tion des brûleurs; - la figure 11 est une coupe partielle d'une des soudures du ro- tor du compresseur; - la figure 12 est une coupe d'un joint étanche annulaire qui s'étend autour des rainures du rotor de la turbine.
Le groupe moto-propulseur est un groupe du type à turbine à gaz, approprié à l'entraînement d'une hélice et à fournir une poussée supplémen- taire par l'échappement des gaz à travers une buse de poussée. Comme on le voit sur le dessin, le groupe renferme un compresseur 10 à passage axial, qui reçoit l'air à travers une admission 12 qui peut être un passage par le moyeu de l'hélice, tel que décrit ci-après, et la décharge dans une sé- rie de chambres de combustion 14, figure 6, logées dans un carter de brû- leurs 16. A partir des chambres de combustion, les gaz passent à travers le compartiment turbine 18 du groupe et se déchargent par la buse de pous- sée 20.
La turbine représentée en détail sur la figure 7 entraîne le compresseur et les auxiliaires., et de plus fournit de la puissance, par l'in- termédiaire du rotor du compresseur, à l'arbre porte-hélice 22, figure 2 sur lequel le système 23 de l'hélice est monté.
On'comprendra que le compresseur et la turbine tournent à des vitesses qui excèdent notablement la vitesse permise de l'hélice. En se référant aux figures 2 et 3, on voit que l'arbre 24 du compresseur entrainé par la turbine est raccordé par un mécanisme réducteur à engrenages 26 à l'arbre porte-hélice 22. L'arbre du compresseur entraîne un manchon 28, figure 3, fixé sur lui par rainures et possédant une collerette cylindrique 30 sur laquelle un manchon de liaison 32 est claveté de façon amovible. Le manchon 32 est également claveté de façon amovible sur une collerette 34 d'un manchon 36, tournant dans un palier 37 porté par un flasque de montage 38 logé dans l'intérieur du carter de réducteur 40 et formant une cloison terminale de ce dernier.
Le manchon 36 est solidaire d'un planétaire 42 en prise avec un ou plusieurs satellites 44 portés par une cage 46 tournant sur la surface extérioure du manchon 36, ce dernier étant monté à son extrémité extérieure, c'est-à-dire son extrémité gauche.,, sur l'arbre porte-hélice 22. Les satellites 44 engrène avec une couronne dentée 48 qui est empêchée de tourner dans le carter 40. Grâce à cette dispositions le réducteur décrit constitue le premier étage de réduction de vitesse pour l'hélice et oblige la cage 46 à tourner à une vitesse notablement moindre que celle de l'arbre du compresseur.
Le premier étage du réducteur peut être associé à un appareil mesureur de couple. Comme le montre le dessin, la couronne dentée 48 a sa surface extérieure reliée par des rainures hélicoïdales 49 à une couronnesupport fixe 50 montée dans le carter du réducteur. La couronne dentée 48 est maintenue pour interdire les déplacements axiaux, par un piston annulaire 52 mobile dans un cylindre annulaire 54 formé par le plateau 38 et relié par un support 56 à la couronne annulaire. Un fluide sous pression est admis dans le cylindre 54 par une canalisation 57 et la pression existant dans cette dernière constitue une mesure du couple développé par le groupe motopropulseur, car le couple est en relation directe avec la poussée axiale exercée sur la couronne annulaire par les rainures hélicoïdales lorsque le groupe est en fonctionnement.
Le piston 52 présente un passage 58 qui est disposé de façon à se déplacer en alignement avec l'extrémité de la canalisation 57 lorsque le piston se déplace vers la droite pour admettre une quantité additionnelle de fluide au cylindre et empêcher un déplacement excessif du piston. Une butée 59 peut être disposée sur le plateau 38 pour limiter le déplacement du piston dans l'éventualité d'un manque du fluide sous pression.
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Pour le second étage de réduction de la vitesse, la cage 46 du premier étage de réduction porte.,, claveté sur elle, un planétaire 60 en prise avec une série de satellites 61 montés sur une cage 62 qui, dans la disposition représentée est solidaire de l'arbre d'hélice 22. Les satellites 61 sont en prise avec une couronne dentée 64 montés en position fixe à l'intérieur du carter 40 du réducteur, ce qui assure une réduction de vitesse entre la cage 46 et l'arbre porte-hélice 22. Les deux dispositifs de réduction de vitesse en série entre le manchon 36 et la cage 62 assurent la réduction de vitesse nécessaire entre l'arbre de la turbine et l'hélice.
L'arbre 22 d'entraînement de l'hélice est supporté à son extrémité intérieure dans le manchon 36 au voisinage du palier 37, et est supporté de plus par un carter de nez 66 monté à l'extrémoté avant et formant une partie du carter du réducteuro Le carter de nez 66 porte normalement en plus du palier de support 68, un palier de butée 70.
Une série d'auxiliaires peuvent être entraînés par l'arbre 22 d'entraînement de l'hélice, par exemple au moyen d'une roue dentée 72 montée sur l'arbre et en prise avec les pignons 74 et 76 montés sur des arbres 78 et 80 inclinés, aux extrémités extérieures desquels on peut raccorder les auxiliaires convenableso
Les extrémités intérieures des arbres auxiliaires 78 et 80 sont supportées par des paliers 81 dans une console 82 entourant l'arbre portehélice, et empêchées de tourner dans le carter 66 par exemple par des rainures 83. Les arbres 78 et 80 passent à travers des entretoises 84 qui relient le carter de réducteur 40, et une couronne ou élément de charpente annulaire extérieur 860 Ce dernier constitue une partie de la paroi extérieure du canal d'admission d'air 88. et la paroi extérieure du carter 40 forme la paroi intérieure du canal.
Certains des auxiliaires sont montés aux extrémités des arbres 78 et 80. Un des auxiliaires par exemple peut être une pompe à engrenage 90 qui, comme c'est aussi le cas pour les autres auxiliaires,est montée sur la face d'une console de montage auxiliaire 92, cette dernière étant montée sur la couronne 86 avec sa face de préférence à angle droit par rapport aux arbres 78 ou 80 qui lui sont associéso Grâce à la disposition des arbres à angle aigu par rapport à l'arbre porte-hélice, il est visible qu'il n'est pas nécessaire que les auxiliaires soient placés aussi loin de l'axe central du groupe moto-propulseur que dans le cas de dispositions différentes.
La disposition adoptée permet donc une réduction du diamètre hors tout du groupe moto-propulseuro
Le carter de réducteur 40 est relié à un manchon 94 qui forme un prolongement de la paroi intérieure du canal d'admission 88, et qui s'étend entre le carter de réducteur et la paroi intérieure 95 de la section d'admission 96 au compresseuro La couronne extérieure 86 est fixée par des boulons 97 à la paroi extérieure 98 de la section d'admission au compresseur. On peut noter., comme le montre la figure 4, qu'un joint 100 entoure le manchon 28 et est supporté par un disque 102, dont le bord extérieur s'étend entre une collerette 104 sur la couronne 94, et une collerette correspondante 106 sur la section d'entrée au compresseur.
Des boulons 108 maintiennent le disque 102 en place contre la collerette 106 avant le montage en position de la couronne 94 et du réducteur.
En se référant aux figures 4 et 5.. on voit que les parois intérieure 95 et extérieure 98 de la section d'entrée au compresseur sont reliées l'une à l'autre et entretoisées par des cloisons 110 sensiblement ra- diales. La section d'entrée au compresseur supporte un palier 112 pour l'extrémité côté admission du rotor 114 du compresseur. au moyen d'un bras support 116. Le bras porte également un joint 118 sur le côté aval du palier 112. Le joint 118, en coopération avec le joint 100, entoure le palier 112
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pour empêcher les fuites de lubrifiant dans le trajet d'air à travers le compresseur,et forme un carter à lubrifiant 119, d'où le lubrifiant s'é- coule par un conduit 120 dans une des cloisons 110.
Le palier 112 est lu- brifié par un tube 121 aboutissant à une tuyère 122 qui projette l'huile vers le colliero Le carter à lubrifiant 119 peut être aéré par un autre orifi- ce percé dans les cloisons 110 comme par un orifice d'aération 122'0
Le compresseur, qui est du type à passage axial, comporte plu- sieurs rangées d'ailettes fixes 123 supportées par le carter 124 et alter- nant avec des séries d'ailettes 125 portées par le rotor 114. Le carter du compresseur est constitué de préférence par des segments 126 boulonnés les uns aux autres. (quatre segments à 90 dans la disposition représentée), de sorte que les segments individuels peuvent être enlevés pour permettre l'ac- cès au compresseur, sans qu'il soit nécessaire de démonter complètement le groupe moteur.
Les brides 127 disposées sur le carter servent aussi comme nervures de raidissage. car le carter forme une partie de la charpente de support du groupe moteuro Les ailettes 123 sont portées par des couronnes
128. de préférence fendues, et immobilisées par exemple par des vis 129 dans des rainures 130 pratiques dans les segments du carter. Les extrémités intérieures des ailettes sont reliées entre elles par des couronnes 132 qui peuvent porter des joints étanches 134 dirigés vers l'intérieur.
Le rotor du compresseur est constitué par des disques élémentaires 136, dont chacun porte une rangée d'ailettes. Les ailettes de chaque disque sont montées sur la périphérie du disque, lequel peut comporter plusieurs rainures périphériques 138 pour recevoir des doigts 139 de forme semblable sur les racines des ailettes. Une broche 140 peut s'étendre axialement à travers le disque et à travers les doigts 139 pour maintenir les ailettes en position. Chaque ailette étant maintenue par une seule broche, le sommet de l'ailette est libre de se déplacer légèrement dans une direction périphérique, le contact à frottement entre les doigts et les côtés des rainures provoquant un effet d'amortissement.
Chaque disque du compresseur est muni de collerettes 141 et 142 de sens opposés et dirigées suivant l'axe, qui s'engagent l'une dans l'autre pour réaliser effectivement une structure en tambour ou en cylindre reliant entre eux et entretoisent les disques. Dans la disposition représentée la collerette d'amont 141 de chaque disque a une surface extérieure de diamètre correspondant au diamètre de la surface intérieure de la collerette d'aval 142, de sorte que les collerettes voisines des disques adjacents, comme la figure le représente. peuvent être soudées ou être assemblées de toute autre façon les unes aux autres pour réaliser l'ensemble du rotor. Le mode d'assemblage utilisé peut être une soudure par points dans laquelle la collerette extérieure porte des trous espacés 143 dans lesquels on loge la matière de soudurecomme le représente la figure 11.
Ce mode d'attache réduit au minimum la distorsion qui peut provenir d'une soudure périphérique.
L'arbre 24 à l'extrémité d'admission du compresseur est en forme de cloche, avec sa périphérie extérieure reliée à la collerette saillante 141 du disque du premier étage, par exemple par un travail de soudure ou similaire. Il faut noter que les joints 134 portés par les couronnes 132 sont à une très petite distance des surfaces extérieures des collerettes cylindriques 141 et 142 des disques du compresseur, empêchant ainsi les fuites d'air autour des extrémités intérieures des ailettes du statoro L'extrémité aval du rotor 114 porte une cloche terminale 144, figure 5, semblable au bout d'arbre 24 lui-même en forme de cloche.
On pourra noter que la collerette aval 142 sur le disque du dernier étage est plus large que les autres, pour recevoir une série de trous 145 destinés à l'admission de l'air de re- fmidissement dans l'intérieur du rotor.
L'extrémité amont du carter du compresseur est boulonnée (par des boulons 146) ou assemblés par tout autre procédé avec la section d'admis-
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sion 96 du compresseur, cette dernière portant par exemple une bride de montage 147. A son extrémité arrière,, le carter du compresseur est boulonhé à la section 148 de la charpente réservée aux auxiliaires, qui s'étend entre le carter du compresseur et la section 148 de la charpente des brûleurs. La section 148 de la charpente auxiliaire supporte un canal ou collecteur d'air 150, qui dirige l'air du cercle d'échappement orienté axialement vers les extrémités d'admission des chambres de combustion individuelles 14, au nombre de huit dans la disposition représentée.
Le collecteur 150 est en réalité une couronne annulaire possédant un côté ouvert sur l'échappement du compresseur, et comportant une série de tubulures ou canaux de décharge 152 sur le côté opposé, canaux communiquant avec les différentes chambres de combustion.,
La section de la charpente réservée aux auxiliaires supporte aussi un palier 153 pour la cloche d'extrémité 144 à l'extrémité aval du rotor du compresseur, le palier supporté par une couronne 154 étant solidaire de la section de la charpente réservée aux auxiliaires. La couronne 154 est supportée par des montants 154a à son extrémité amont ainsi que par le collecteur d'air 150. A son extrémité supérieure, la bague porte des entretoises de raidissement 155 traversant le trajet d'échappement de l'air. hors du compresseur.
A son extrémité d'aval, la couronne 154 est supportée par le bord intérieur d'un disque annulaire 156 formant une partie de la section 148 de la charpente réservée aux auxiliaires et portant des ouvertures espacées 157 pour recevoir les conduites de décharge 152 sur le collecteur 150o La couronne 154, le disque 156 et la section 148 de la charpente forment de préférence un assemblage composite soudé de plusieurs parties, comme le dessin le représentée Un joint 158 peut être prévu sur un côté du palier 153, et un autre joint 159 sur l'autre côté. enfermant ainsi le palier pour réduire ou supprimer les fuites de lubrifiant.
Ces joints peuvent être portés en restant amovibles,, par la couronne 154. par exemple au moyen d'une série de boulons 160, la couronne 154 comportant une bague 161 en saillie vers l'aval, à laquelle est rattaché le joint 1580.
La section 148 de la charpente porte une série de brides d'attache 162, figure 9, écartées angulairement, qui alternent avec des pattes supportant les auxiliaires convenables tels que les pompes de compression et de récupération d'huile 163, pour la distribution de graissage. La disposition de ces brides d'attache est telle que les pattes passant entre les auxiliaires peuvent être utilisées pour recevoir des attaches non représen- tées, par lesquelles le groupe moto-propulseur est supporté dans un avion.
Ainsi., avec huit pattes d'attache quatre peuvent supporter les accessoires et les auxiliaires et les quatre autres peuvent supporter le bâti de la machine. Le bâti et les pattes ou brides d'attache des auxiliaires sont mis en place sans être alignés sur les chambres de combustion.
Entre les brides d'attache voisines 162.. la section 148 de la charpente peut porter de petits bossages 165, figure 5, supportant les tuyères à carburant 166, figure 5, pour les chambres individuelles de combustion. Ces tuyères sont disposées de façon à pouvoir être sorties d'un bloc de la section 148 de la charpente, et sont maintenues en place par des boulons 1680 On peut noter que le gicleur est d'une construction qui permet à l'extrémité d'échappement de se raccorder à une bague 170 dans le canal 152 et est voisine d'une couronne conique 172 dans l'extrémité d'amont de la chambre de combustion. La bague 170 est supportée dans un manchon 174 par des ailettes radiales 176 et le manchon est supporté dans le canal par d'autres ailettes 178.
La cloche d'extrémité 144 porte, selon la figure 5, une roue dentée 179 en prise avec plusieurs pignons 180, supportés par une ou plusieurs consoles 181 et par l'anneau 161. Les consoles sont assemblées à la cour-onne par exemple par des boulons 1820 Les pignons sont montés avec leurs axes à angle droit par rapport aux brides d'attache 162, et chaque pignon est en
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position pour commander, par exemple par l'intermédiaire d'une clavette 183 les auxiliaires 1630 La roue dentée 179 peut être supportée sur la cloche d'extrémité 144 par un raccord à rainures, étant maintenue en place par un manchon 184 et une bague d'assemblage 186, le tout étant serré en position par une bague de serrage 188 sur l'extrémité de la cloche.
Dans la section des brûleursreprésentée sur la figure 6, la charpente porteuse est constituée par un cylindre 190, logé entre le cercle des chambres de combustion 14, et comportant comme le montre la figure 10, des plateaux 192 s'étendant radialement vers l'extérieur, solidaires du cy- lindre par construction., Les surfaces extérieures des plateaux portent des rebords 194 pour leur raidissage. A l'extrémité d-amont. le cylindre 190 est solidaire d'une collerette 196 qui est fixée par exemple par des boulons
198 à la section de la charpente destinée aux auxiliaires. Les extrémités d'amont des plateaux 192 comportent des bras de renforcement 200 qui sont reliés par leurs extrémités extérieures à la section de la charpente réservée aux auxiliaires,, par exemple par des boulons 202.
A l'extrémité aval de la section des brûleurs, les plateaux 102 portent, fixé sur eux un disque 204 dont le rebord extérieur s'étend en dehors et vers l'arriéra pour former une surface conique 206 qui doit être rattachée au carter 208 de la turbine et qui sera décrite ci-après en détail.
La disposition de la section des brûleurs est étudiée pour rendre possible l'assemblage des chambres de combustion individuelles sur le groupe moteur, ou leur enlèvement hors du groupe. sans avoir à démonter complètement la totalité du groupe moto-propulseur. A cet effet, chacune des chambres individuelles de combustion est rattachée séparément, et de façon amovible.,, à la structure du groupe moto-propulseur. Chacune des chambres de combustion 14 comporte une enveloppe extérieure 210 et une enveloppe intérieure 212, séparée de l'enveloppe 210 par exemple par des entretoises 214 et 216.
L'extrémité d'entrée de l'enveloppe extérieure 210 est reliée à la conduite d'échappement 152 par une bague de serrage fendue 218, et l'extrémité aval de l'enveloppe extérieure est reliée de même au collecteur d'admission 220 de la turbine.,, par exemple par une bague de serrage fendue 222. Une section flexible 224 est intercalée dans l'enveloppe extérieure pour permettre la dilatation thermique.
L'extrémité d'entrée de l'enveloppe intérieure 212 s'aligne avec l'extrémité aval du manchon 174, et porte en alignement avec celui-ci, la couronne conique ou guide-flamme 172, par exemple par des bras 226. La disposition est telle que le carburant pénètre dans le guide-flamme conique 172.,, et que l'air primaire s'écoule autour de la tuyère 166, et à l'intérieur du manchon 174, et par suite entre le guide-flamme 172 et la paroi de l'enveloppe intérieure 2120 En aval d'une bougie d'allumage 228 fixée dans la paroi de la chambre de combustion, l'enveloppe intérieure 212 présente des parois 230 légèrement divergentes qui portent des perforations 232 pour l'admission de l'air secondaire,, hors de l'espace intermédiaire entre l'enveloppe intérieure et l'enveloppe extérieure,pour l'achèvement de la combustiono Après la section 230.,,
se trouve une section convergente 234 dont l'extrémité aval se raccorde à l'enveloppe extérieure, au voisinage de son extrémité aval. On notera que l'enveloppe intérieure est légèrement plus courte.,, ou en réalité n'est pas plus longue que l'enveloppe extérieure, de sorte que, quand on démonte les bagues de fixation 218 et 222, on peut enlever la totalité de la chambre de combustion du groupe moto-propulseur sans qu'il soit nécessaire de démonter l'ensemble de celui-ci.
On notera comme on l'a dit ci-dessus que. dans la disposition représentée, il existe plusieurs chambres de combustion du même type, soit huit chambres de combustion dans la disposition représentée, deux chambres étant toujours situées entre des cloisons radiales voisines 1920 Les chambres de combustion peuvent être enfermées par des tôles de recouvrement 236 qui, comme le montre la figure 8, peuvent être reliées par des attaches 238 à un des plateaux 194, avec chaque tôle s'étendant sur un angle correspondant sensiblement à
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90 , autour de la section des brûleurs.
L'intervalle qui se trouve entre les plaques de recouvrement 236, et qui entoure les chambres de combustion élémentaires peut être mis sous pression,par exemple par une surpression ou pression de surpuissance lorsqu'on règle le groupe moto-propulseur par exemple en reliant une ou plusieurs ouvertures 242' pratiquées dans un des plateaux 236, à une admission de surpuissance 244..représentée en traits mixtes sur la figure 6.
La turbine qui entraine le compresseur et l'hélice comporte une enveloppe de turbine 246 portant des séries d'ailettes fixes espacées 248.
Dans cette enveloppe est monté le rotor, comportant des séries d'ailettes 250 fixées sur des disques 252 alternant avec les séries d'ailettes fixes.
L'enveloppe est supportée dans le carter de la turbine ou dans la section de charpente 208 par plusieurs tiges radiales 254 disposées dans des ouvertures radiales 256 pratiquées dans le carter, et se logeant dans des bossages 258 sur l'enveloppe de la turbine. Le diamètre de l'enveloppe de la turbine, au point où cette dernière est portée, est plus petit que le diamètre correspondant du carter extérieur, pour permettre la dilatation radiale dé l'enveloppe de la turbine. Dans la disposition représentée, l'enveloppe est constituée par une couronne intérieure 260 de tuyères d'admission à la turbine, et des couronnes supplémentaires 262 et 264, dont chacune porte une rangée d'ailettes fixes.
Ces couronnes sont boulonnées entre elles, par exemple par des boulons 266, et sont de préférence fendues., comme le montrent les demi-couronnes fixées l'une sur l'autre par exemple par les boulons 2680
Chacune des ailettes 248 est rattachée solidement par son extrémité extérieure,,, par exemple par soudure.,, à une couronne 270 qui à son tour est soudée sur la couronne correspondante de l'enveloppe. A son extrémité intérieure chaque ailette fixe porte une patte en saillie 272,qui pénètre dans une rainure 274 pratiquée dans un joint 2760 Ce dernier porte des rebords prolongée intérieurement 278, qui coopèrent avec des joints 280 montés sur le rotor entre les disques voisins.
Les ailettes du rotor de la turbine peuvent être reliées au disque par tout moyen convenable,, dans la disposition représentée elles sont soudées aux disques. Chaque disque a sur ses extrémités opposées des rainures frontales 282, lesquelles, lorsque les disques sont assemblés, se mettent en prise et aligner les disques les uns avec les autres.
Aux extrémités opposées des disques de la turbine sont disposées des cloches d'extrémité 284, figure 6, et 286, les premières s'étendant vers l'avant dans le cylindre 190, figure 6, et étant fixées par exemple par des boulons 287.. à la couronne d'assemblage 1860 Dans la cloche d'extrémité 284 est disposée une bague-support 288 qui reçoit et supporte la tête d'un boulon de traversée 290 qui passe à travers les disques et porte un écrou 292 qui le serre avec la cloche d'extrémité opposée 286, pour maintenir l'assemblage des disques entre eux. L'écrou 292 peut être bloqué dans sa position par un manchon rainuré 294. On notera que les disques ne sont pas en contact avec le boulon de traversée.,, à l'exception d'une série de petites pattes de guidage 296 sur le boulon qui s'engage dans le disque du premier étage.
Comme on l'a exposé ci-dessus,l'air de refroidissement pénètre dans le rotor du compresseur par l'extrémité d'échappement de celui-ci. De ce point, il s'écoule à travers la cloche d'extrémité 144 du compresseur, et à travers les orifices 298 pratiqués dans la bague 288, jusqu'à la partie intérieure du rotor de la turbine. Les rainures frontales sont réalisées de telle façon qu'il existe des passages d'air entre les fonds des rainures et les dents qui coopèrent avec celles-ci,, de façon que l'air s'écoule au delà des rainures et à travers les petits orifices 300, figure 12, pratiqués dans le joint 280, et que l'air qui s'échappe par ces passages s'écoule sur les surfaces des disques du rotor pour les refroidir.
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La turbine est supportée à son extrémité d'échappement par un support de palier 302, portant des bras en saillie 304 guidés dans le car- ter 208 de la turbine par des tubes de bras radiaux 306. Dans le support
302 du palier., le palier 308 est en prise avec une bague 310, montée sur la surface extérieure de la cloche d'extrémité. Le lubrifiant est amené au pa- lier par un tube 312, à travers un des bras 304, le palier est enfermé dans une chambre 314 par un joint 316 sur un côté du palier, et un capot de re- couvrement 318 rapporté sur le support du palier et enfermant l'extrémité du rotor. L'huile recueillie dans la chambre 314 est chassée à travers le bras 306 qui supporte celle-ci.,, et qui amène l'huile sous pression; cette huile est refoulée par pompage à travers une conduite de liaison 320.
En vue du refroidissement du palier, les autres bras sont munis d'entrées d'air de surpuissance 322, qui dirigent l'air dans le carter autour du palier. pour l'évacuer par un ventilateur centrifuge 325 monté sur la cloche d'ex- trémité 286, et de là dans un écran conique 326 qui entoure le palier de la turbine et forme la paroi intérieure du trajet des gaz pour les gaz d'échappement de la turbine. L'extrémité aval de ce cône est ouverte en 328, pour évacuer l'air de refroidissement du palier. Le logement 134 du palier peut déboucher à travers un tube 330 disposé dans un des bras du support de palier.
Le carter extérieur 208 de la turbine est marqué par rapport à l'enveloppe 246 de la turbine par une série d'écrans calorifuges 332, 334 et 336. L'air de surpuissance qui pénètre par l'ouverture 242 dans l'espace qui entoure les chambres de combustion s'écoule vers l'arrière et passe entre le carter 208 et l'écran le plus extérieur 332, et aussi entre l'écran extérieur 332 et le premier écran le plus voisin 334. L'intervalle entre les écrans les plus intérieurs est fermé par un joint à son extrémité d'amont.
Les écrans 332 et 334 se terminent à une courte distance en aval du dernier étage de la turbine, mais l'écran le plus intérieur se prolonge vers l'aval jusqu'à un point situé dans le conduit de décharge 338, où l'écran s'approche de la paroi extérieure 340 du conduit pour former un étranglement tel que les gaz expulsés s'écoulant par le conduit peuvent obliger l'air de re- froidissement à être expulsé des intervalles entre les écrans.
Un manchon 342 fixé à l'enveloppe 264 de la turbine forme la paroi extérieure du passage 338 pour les gaz expulsés de la turbine,, et ce manchon se termine au même point que l'écran 3360
A l'extrémité d'amont,, les écrans 334 et 336 portent montés sur eux des prolongements 344, figure 6 s'étendant intérieurement pour envelopper la couronne des tuyères d'admission de la turbine et le collecteur d'entrée 220. Ce dernier, ainsi qu'on le verra, forme une chambre annulaire reliée à la couronne des tuyères 260 et, à son extrémité d'amont., porte des entrées espacées qui se relient aux extrémités des chambres de combustion.
La pression d'air de surpuissance existant autour des brûleurs est isolée des rotors par un joint flexible 346 qui s'étend de l'extrémité aval du cylindre 190 jusqu'au diaphragme 348 dirigé intérieurement sur la tuyère d'admission de la turbine.
Lorsque le groupe turbo-propulseur est assemblé, la charpente qui porte la charge comprend la paroi extérieure 86 de la conduite d'admission 88.. qui supporte le réducteur, le carter 124 du compresseur, et la partie de la charpente qui renferme les brûleurs et qui comprend la section 148 des auxiliaires et la charpente 149 qui porte les brûleurs,charpente constituée en partie par le cylindre 190 et les plateaux 192 et le carter 208 de la turbine.
Ainsi les éléments qui portent la charge ont une utilité fonctionnelle supplémentaire.,, et il est possible de réduire le poids du groupe moteur à une faible valeur,
Il doit être bien compris que l'invention n'est pas limitée à l'exemple spécifique décrit dans le présent mémoire et illustré par le dessin
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annexé, mais qu'il est possible de l'utiliser dans d'autres dispositions sans sortir de son esprito
REVENDICATIONS.
1. Groupe moto-propulseur à compresseur et turbine.. comprenant un arbre intercalé entre le rotor d'une turbine et le rotor d'un compresseur et les réunissant, caractérisé en ce qu'il comporte une section de combustion entre l'échappement du compresseur et l'admission de la turbine, et un support de brûleurs comprenant un manchon concentrique à l'arbre et s'étendant axialement sensiblement sur la longueur du compartiment du compresseur ce support de brûleurs étant réuni au carter d'une turbine pour former en même temps la charpente de support et d'alignement pour les éléments du moto-propulseur.
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GAS TURFINE MOTORPROPELLER GROUP.
The present invention relates to gas turbine power units and in particular to aircraft engines intended to drive a propeller.
When this type of propellant has .. between the compressor and the turbine, several combustion chambers in parallel in which the fuel burns, it is advantageous to be able to disassemble each chamber individually for inspections and spare parts .. without having to to dismantle the entire motor unit. If the compressor is of the centrifugal type with radial exhaust, it is not uncommon for the combustion chambers to be able to be arranged so as to allow them to be dismantled separately.
In axial passage compressors, on the other hand, in which the exhaust in the burners is directed axially, the dismantling of the combustion chambers generally requires the dismantling of the group; at least as far as separating the compressor part and the turbine part in length.
The subject of the present invention is the new industrial product consisting of a power unit making it possible to eliminate the di @ - ficulties mentioned above, and having the following main characteristics:
The power train according to the invention has an arrangement which makes it possible to inspect, dismantle or reassemble the combustion chambers without dismantling the group.
The frame or frame which supports the group is arranged so that the combustion chambers are located outside this frame, which makes disassembly easy without affecting the frame.
The group is arranged in such a way that the combustion chambers do not form part of the frame.
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With a view to reducing the weight, the group is designed in such a way that the elements of the frame have the primary function of constituting the essential operating elements of the motor-propeller, wherever this arrangement is possible o In this way the weight of the elements that operate only as support is minimized.
The type of power unit according to the invention can be supported in the airplane by a ring of engine supports, which surrounds the power unit.
According to the invention, a series of mounting consoles and accessory consoles is provided in a single part of the section of the frame.
The fuel nozzles are housed in the same section of the frame.
The air inlet to the compressor through the propeller hub ensures a uniform distribution of air over the annular compressor inlet .. even when the aircraft is oriented at an angle of attack large enough so that the air flow in the inlet is not axial.
The group includes a cooling device for some of the construction elements ... in order to prevent their overheating and to maintain the construction elements at the moderate temperature necessary to maintain the required mechanical resistance.
The rear diffuser operates as an ejector, to promote the circulation of cooling air through the group.
To provide a better understanding of the general means that is the subject of the invention, a preferred embodiment thereof will be described without limitation, with reference to the accompanying drawing; other characteristics and advantages of the invention can be deduced from the following description and from the drawing,
In the accompanying drawing - figure 1 is a side elevation of the power train;
- Figure 2 is a sectional view of part of the power train of Figure 1., between the left end and line A, the "pan" of the propeller being removed; - Figure 3 is a section through the reducer, taken approximately between lines A and B of Figure 1; - Figure 4 is a section of the inlet end of the compressor, substantially between lines B and C of Figure 1; FIG. 5 is a section through the remaining parts of the compressor and of the inlet end of the combustion chambers, substantially between lines C and D of FIG. 1; - Figure 6 is a section showing the construction of the group of burners.!) in which lines D and E coincide with similar lines in Figure 1;
- Figure 7 is a section of the turbine, between line E and the exhaust side end of the group., showing the construction of the turbine; - Figure 8 is a cross section taken on line 8-8 of Figure 1; - Figure 9 is a section taken substantially along line 9-9 of Figure 1;
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FIG. 10 is a section showing the frame in the burner section; FIG. 11 is a partial section of one of the welds of the compressor rotor; - Figure 12 is a sectional view of an annular seal which extends around the grooves of the rotor of the turbine.
The power train is a gas turbine type group suitable for driving a propeller and providing additional thrust by exhausting gases through a thrust nozzle. As seen in the drawing, the group contains an axial passage compressor 10, which receives air through an inlet 12 which may be a passage through the hub of the propeller, as described below, and the discharge in a series of combustion chambers 14, figure 6, housed in a burner housing 16. From the combustion chambers, the gases pass through the turbine compartment 18 of the group and are discharged through the nozzle push 20.
The turbine shown in detail in Figure 7 drives the compressor and auxiliaries, and in addition supplies power, through the compressor rotor, to the propeller shaft 22, Figure 2 on which the propeller system 23 is fitted.
It will be understood that the compressor and the turbine rotate at speeds which significantly exceed the allowable speed of the propeller. Referring to Figures 2 and 3, it can be seen that the shaft 24 of the compressor driven by the turbine is connected by a gear reduction mechanism 26 to the propeller shaft 22. The compressor shaft drives a sleeve 28, Figure 3, attached to it by grooves and having a cylindrical collar 30 on which a connecting sleeve 32 is removably keyed. The sleeve 32 is also removably keyed on a collar 34 of a sleeve 36, rotating in a bearing 37 carried by a mounting flange 38 housed in the interior of the gearbox housing 40 and forming an end partition of the latter.
The sleeve 36 is integral with a sun gear 42 engaged with one or more planet wheels 44 carried by a cage 46 rotating on the outer surface of the sleeve 36, the latter being mounted at its outer end, that is to say its end. left. ,, on the propeller shaft 22. The planet wheels 44 mesh with a toothed ring 48 which is prevented from rotating in the housing 40. Thanks to this arrangement, the reduction gear described constitutes the first speed reduction stage for the gearbox. propeller and forces the cage 46 to rotate at a significantly lower speed than that of the compressor shaft.
The first stage of the reducer can be associated with a torque measuring device. As shown in the drawing, the ring gear 48 has its outer surface connected by helical grooves 49 to a fixed support ring 50 mounted in the gearbox housing. The toothed ring 48 is held in order to prevent axial displacement by an annular piston 52 movable in an annular cylinder 54 formed by the plate 38 and connected by a support 56 to the annular ring. A pressurized fluid is admitted into the cylinder 54 through a pipe 57 and the pressure existing in the latter constitutes a measure of the torque developed by the powertrain, since the torque is in direct relation with the axial thrust exerted on the ring ring by the helical grooves when the unit is in operation.
The piston 52 has a passage 58 which is arranged to move in alignment with the end of the line 57 as the piston moves to the right to admit additional fluid to the cylinder and prevent excessive displacement of the piston. A stop 59 can be placed on the plate 38 to limit the movement of the piston in the event of a lack of pressurized fluid.
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For the second speed reduction stage, the cage 46 of the first reduction stage carries. ,, keyed to it, a sun gear 60 engaged with a series of planet wheels 61 mounted on a cage 62 which, in the arrangement shown, is integral of the propeller shaft 22. The planet wheels 61 are engaged with a toothed ring 64 mounted in a fixed position inside the casing 40 of the reducer, which ensures a reduction in speed between the cage 46 and the carrier shaft. the propeller 22. The two speed reduction devices in series between the sleeve 36 and the cage 62 ensure the necessary speed reduction between the turbine shaft and the propeller.
The propeller drive shaft 22 is supported at its inner end in the sleeve 36 in the vicinity of the bearing 37, and is further supported by a nose housing 66 mounted at the front end and forming part of the housing. of the reducer The nose housing 66 normally carries in addition to the support bearing 68, a thrust bearing 70.
A series of auxiliaries can be driven by the propeller drive shaft 22, for example by means of a toothed wheel 72 mounted on the shaft and in engagement with the pinions 74 and 76 mounted on shafts 78 and 80 inclined, at the outer ends of which suitable auxiliaries can be connected.
The inner ends of the auxiliary shafts 78 and 80 are supported by bearings 81 in a bracket 82 surrounding the propeller shaft, and prevented from rotating in the housing 66 for example by grooves 83. The shafts 78 and 80 pass through spacers. 84 which connect the reducer casing 40, and an outer annular ring or frame member 860 The latter forms part of the outer wall of the air intake channel 88. and the outer wall of the casing 40 forms the inner wall of the channel.
Some of the auxiliaries are mounted at the ends of shafts 78 and 80. One of the auxiliaries for example may be a gear pump 90 which, as is also the case with the other auxiliaries, is mounted on the face of a mounting bracket. auxiliary 92, the latter being mounted on the ring 86 with its face preferably at right angles to the shafts 78 or 80 which are associated with it. Thanks to the arrangement of the shafts at an acute angle with respect to the propeller shaft, it It can be seen that the auxiliaries need not be placed as far from the central axis of the power train as in the case of different arrangements.
The arrangement adopted therefore allows a reduction in the overall diameter of the powertrain.
The reducer housing 40 is connected to a sleeve 94 which forms an extension of the inner wall of the intake duct 88, and which extends between the reducer housing and the inner wall 95 of the intake section 96 to the compressor. The outer ring 86 is secured by bolts 97 to the outer wall 98 of the compressor intake section. It may be noted., As shown in FIG. 4, that a seal 100 surrounds the sleeve 28 and is supported by a disc 102, the outer edge of which extends between a collar 104 on the crown 94, and a corresponding collar 106 on the compressor inlet section.
Bolts 108 hold the disc 102 in place against the flange 106 before mounting the crown 94 and the reducer in position.
Referring to Figures 4 and 5, it can be seen that the inner 95 and outer 98 walls of the compressor inlet section are connected to each other and braced by substantially radial partitions 110. The compressor inlet section supports a bearing 112 for the inlet side end of compressor rotor 114. by means of a support arm 116. The arm also carries a seal 118 on the downstream side of the bearing 112. The seal 118, in cooperation with the seal 100, surrounds the bearing 112
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to prevent lubricant leakage in the air path through the compressor, and forms a lubricant sump 119, from which the lubricant flows through a conduit 120 into one of the bulkheads 110.
The bearing 112 is lubricated by a tube 121 terminating in a nozzle 122 which projects the oil towards the collar. The lubricant sump 119 can be ventilated by another hole drilled in the partitions 110 as by a ventilation hole 122'0
The compressor, which is of the axial passage type, comprises several rows of fixed fins 123 supported by the housing 124 and alternating with series of fins 125 carried by the rotor 114. The compressor housing is made up of preferably by segments 126 bolted to each other. (four segments at 90 in the arrangement shown), so that the individual segments can be removed to allow access to the compressor, without the need to completely disassemble the power unit.
The flanges 127 arranged on the housing also serve as stiffening ribs. because the casing forms part of the support frame of the motor unit o The fins 123 are carried by rings
128. preferably split, and immobilized for example by screws 129 in convenient grooves 130 in the segments of the housing. The inner ends of the fins are interconnected by rings 132 which can carry tight seals 134 directed inwards.
The compressor rotor is formed by elementary disks 136, each of which carries a row of fins. The fins of each disc are mounted on the periphery of the disc, which may have several peripheral grooves 138 for receiving fingers 139 of similar shape on the roots of the fins. A pin 140 may extend axially through the disc and through the fingers 139 to hold the fins in position. With each fin being held by a single pin, the top of the fin is free to move slightly in a peripheral direction, with the frictional contact between the fingers and the sides of the grooves causing a damping effect.
Each disc of the compressor is provided with flanges 141 and 142 of opposite directions and directed along the axis, which engage one in the other to effectively produce a drum or cylinder structure connecting together and spacer the discs. In the arrangement shown the upstream flange 141 of each disc has an outer surface of diameter corresponding to the diameter of the inner surface of the downstream flange 142, so that the neighboring flanges of the adjacent discs, as shown in the figure. can be welded or be assembled in any other way to each other to make the whole rotor. The method of assembly used may be spot welding in which the outer flange carries spaced holes 143 in which the welding material is housed as shown in Figure 11.
This attachment mode minimizes the distortion that can arise from a peripheral weld.
The shaft 24 at the intake end of the compressor is bell-shaped, with its outer periphery connected to the protruding flange 141 of the first stage disc, for example by welding work or the like. It should be noted that the seals 134 carried by the rings 132 are at a very small distance from the outer surfaces of the cylindrical flanges 141 and 142 of the compressor discs, thus preventing air leakage around the inner ends of the statoro fins. downstream of the rotor 114 carries a terminal bell 144, FIG. 5, similar to the shaft end 24 itself in the form of a bell.
It will be noted that the downstream flange 142 on the disc of the last stage is wider than the others, to receive a series of holes 145 intended for the admission of the cooling air into the interior of the rotor.
The upstream end of the compressor housing is bolted (by bolts 146) or assembled by some other method with the inlet section.
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The compressor housing 96, the latter carrying for example a mounting flange 147. At its rear end, the compressor housing is bolted to the section 148 of the auxiliary frame, which extends between the compressor housing and the compressor housing. section 148 of the burner frame. Section 148 of the auxiliary frame supports an air channel or manifold 150, which directs air from the axially oriented exhaust circle to the intake ends of the individual combustion chambers 14, eight in number in the arrangement shown. .
The manifold 150 is in reality an annular ring having one side open to the exhaust of the compressor, and comprising a series of pipes or discharge channels 152 on the opposite side, channels communicating with the various combustion chambers.
The section of the frame reserved for auxiliaries also supports a bearing 153 for the end bell 144 at the downstream end of the rotor of the compressor, the bearing supported by a ring 154 being integral with the section of the frame reserved for auxiliaries. The ring 154 is supported by uprights 154a at its upstream end as well as by the air manifold 150. At its upper end, the ring carries stiffening spacers 155 passing through the air exhaust path. out of the compressor.
At its downstream end, the ring 154 is supported by the inner edge of an annular disc 156 forming part of the section 148 of the frame reserved for auxiliaries and carrying spaced openings 157 to receive the discharge pipes 152 on the 150o manifold Crown 154, disc 156 and section 148 of the frame preferably form a welded composite assembly of several parts, as shown in the drawing. One gasket 158 may be provided on one side of the bearing 153, and another gasket 159 on the other side. thus enclosing the bearing to reduce or eliminate lubricant leakage.
These seals can be worn while remaining removable, by the crown 154. for example by means of a series of bolts 160, the crown 154 comprising a ring 161 projecting downstream, to which the seal 1580 is attached.
Section 148 of the frame carries a series of angularly spaced flanges 162, figure 9, which alternate with legs supporting suitable auxiliaries such as compression and oil recovery pumps 163, for the distribution of grease . The arrangement of these attachment flanges is such that the tabs passing between the auxiliaries can be used to receive fasteners, not shown, by which the power train is supported in an airplane.
Thus., With eight attachment brackets four can support accessories and auxiliaries and the other four can support the machine frame. The frame and the brackets or attachment brackets of the auxiliaries are fitted without being aligned with the combustion chambers.
Between adjoining tie-down flanges 162 ... section 148 of the frame may carry small bosses 165, Figure 5, supporting fuel nozzles 166, Figure 5, for the individual combustion chambers. These nozzles are arranged so that they can be taken out of a block of section 148 of the frame, and are held in place by bolts 1680 It may be noted that the nozzle is of a construction which allows the end of exhaust to connect to a ring 170 in the channel 152 and is adjacent to a conical crown 172 in the upstream end of the combustion chamber. The ring 170 is supported in a sleeve 174 by radial fins 176 and the sleeve is supported in the channel by other fins 178.
The end bell 144 carries, according to Figure 5, a toothed wheel 179 in engagement with several pinions 180, supported by one or more consoles 181 and by the ring 161. The consoles are assembled in the crown for example by bolts 1820 The pinions are mounted with their axes at right angles to the mounting flanges 162, and each pinion is in
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position for controlling, for example via a key 183 the auxiliaries 1630 The toothed wheel 179 can be supported on the end bell 144 by a grooved connection, being held in place by a sleeve 184 and a ring d assembly 186, the whole being clamped in position by a clamping ring 188 on the end of the bell.
In the section of the burners shown in FIG. 6, the supporting frame is constituted by a cylinder 190, housed between the circle of the combustion chambers 14, and comprising, as shown in FIG. 10, plates 192 extending radially outwards. , integral with the cylinder by construction., The outer surfaces of the plates bear flanges 194 for their stiffening. At the upstream end. the cylinder 190 is integral with a collar 196 which is fixed for example by bolts
198 in the section of the frame intended for auxiliaries. The upstream ends of the plates 192 comprise reinforcing arms 200 which are connected by their outer ends to the section of the frame reserved for auxiliaries, for example by bolts 202.
At the downstream end of the burner section, the plates 102 carry, fixed to them a disc 204, the outer rim of which extends outwards and towards the rear to form a conical surface 206 which must be attached to the casing 208 of the turbine and which will be described in detail below.
The arrangement of the burner section is designed to make it possible to assemble the individual combustion chambers on the motor group, or to remove them from the group. without having to completely dismantle the entire powertrain. To this end, each of the individual combustion chambers is attached separately, and removably. ,, to the structure of the power train. Each of the combustion chambers 14 comprises an outer casing 210 and an inner casing 212, separated from the casing 210 for example by spacers 214 and 216.
The inlet end of the outer casing 210 is connected to the exhaust pipe 152 by a split clamp ring 218, and the downstream end of the outer casing is likewise connected to the intake manifold 220 of the turbine. ,, for example by a split clamping ring 222. A flexible section 224 is interposed in the outer casing to allow thermal expansion.
The inlet end of the inner casing 212 aligns with the downstream end of the sleeve 174, and carries in alignment therewith, the conical crown or flame guide 172, for example by arms 226. The arrangement is such that the fuel enters the conical flame guide 172. ,, and the primary air flows around the nozzle 166, and inside the sleeve 174, and hence between the flame guide 172 and the wall of the inner shell 2120 Downstream of a spark plug 228 fixed in the wall of the combustion chamber, the inner shell 212 has slightly divergent walls 230 which carry perforations 232 for the admission of secondary air ,, out of the intermediate space between the inner shell and the outer shell, for the completion of combustion o After section 230. ,,
there is a converging section 234, the downstream end of which connects to the outer casing, in the vicinity of its downstream end. Note that the inner casing is slightly shorter. ,, or in reality is not longer than the outer casing, so that when the retaining rings 218 and 222 are disassembled, all of the material can be removed. the combustion chamber of the powertrain without having to disassemble the whole of the latter.
It will be noted as we said above that. in the arrangement shown, there are several combustion chambers of the same type, i.e. eight combustion chambers in the arrangement shown, two chambers always being located between neighboring radial partitions 1920 The combustion chambers can be enclosed by cover plates 236 which , as shown in Figure 8, may be connected by fasteners 238 to one of the plates 194, with each sheet extending at an angle corresponding substantially to
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90, around the burner section.
The gap which is between the cover plates 236, and which surrounds the elementary combustion chambers can be put under pressure, for example by an overpressure or boost pressure when adjusting the power train, for example by connecting a or several openings 242 'made in one of the plates 236, to an over-power inlet 244..represented in phantom in FIG. 6.
The turbine which drives the compressor and the propeller comprises a turbine casing 246 carrying series of spaced fixed fins 248.
In this envelope is mounted the rotor, comprising series of fins 250 fixed to disks 252 alternating with the series of fixed fins.
The casing is supported in the casing of the turbine or in the frame section 208 by several radial rods 254 arranged in radial openings 256 made in the casing, and being housed in bosses 258 on the casing of the turbine. The diameter of the casing of the turbine, at the point where the latter is carried, is smaller than the corresponding diameter of the outer casing, to allow the radial expansion of the casing of the turbine. In the arrangement shown, the casing consists of an inner ring 260 of inlet nozzles to the turbine, and additional rings 262 and 264, each of which carries a row of fixed fins.
These crowns are bolted together, for example by bolts 266, and are preferably split., As shown by the half-crowns fixed to one another, for example by bolts 2680
Each of the fins 248 is firmly attached by its outer end ,,, for example by welding. ,, to a ring 270 which in turn is welded to the corresponding ring of the envelope. At its inner end, each fixed fin carries a projecting tab 272, which penetrates into a groove 274 formed in a seal 2760 The latter bears flanges extended internally 278, which cooperate with seals 280 mounted on the rotor between the neighboring discs.
The blades of the rotor of the turbine can be connected to the disc by any suitable means, in the arrangement shown they are welded to the discs. Each disc has on its opposite ends front grooves 282 which, when the discs are assembled, engage and align the discs with one another.
At opposite ends of the turbine disks are arranged end caps 284, Figure 6, and 286, the former extending forwardly into cylinder 190, Figure 6, and being secured for example by bolts 287. . to the assembly ring 1860 In the end bell 284 is disposed a support ring 288 which receives and supports the head of a through bolt 290 which passes through the discs and carries a nut 292 which tightens it with the opposite end bell 286, to hold the assembly of the discs together. The nut 292 can be locked in position by a grooved sleeve 294. Note that the discs are not in contact with the through bolt. ,, except for a series of small guide tabs 296 on the bolt that engages the disc of the first stage.
As discussed above, the cooling air enters the compressor rotor through the exhaust end thereof. From this point, it flows through the end bell 144 of the compressor, and through the orifices 298 in the ring 288, to the inner part of the rotor of the turbine. The frontal grooves are made in such a way that there are air passages between the bottoms of the grooves and the teeth which cooperate therewith, so that the air flows beyond the grooves and through the teeth. small orifices 300, Fig. 12, made in seal 280, and the air which escapes through these passages flows over the surfaces of the rotor discs to cool them.
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The turbine is supported at its exhaust end by a bearing bracket 302, carrying projecting arms 304 guided in the turbine housing 208 by radial arm tubes 306. In the bracket
302 of the bearing., The bearing 308 engages a ring 310, mounted on the outer surface of the end bell. The lubricant is supplied to the bearing by a tube 312, through one of the arms 304, the bearing is enclosed in a chamber 314 by a seal 316 on one side of the bearing, and a cover 318 attached to the support bearing and enclosing the end of the rotor. The oil collected in the chamber 314 is expelled through the arm 306 which supports the latter. ,, and which brings the oil under pressure; this oil is pumped back through a connecting pipe 320.
In order to cool the bearing, the other arms are provided with boost air inlets 322, which direct the air into the housing around the bearing. to discharge it by a centrifugal fan 325 mounted on the end bell 286, and thence into a conical screen 326 which surrounds the turbine bearing and forms the inner wall of the gas path for the exhaust gases of the turbine. The downstream end of this cone is open at 328, to evacuate the cooling air from the bearing. The housing 134 of the bearing can open out through a tube 330 arranged in one of the arms of the bearing support.
The outer casing 208 of the turbine is marked with respect to the casing 246 of the turbine by a series of heat insulating screens 332, 334 and 336. The boost air which enters through the opening 242 into the surrounding space. the combustion chambers flow rearward and pass between the casing 208 and the outermost screen 332, and also between the outer screen 332 and the nearest first screen 334. The gap between the outermost screens more interior is closed by a seal at its upstream end.
Screens 332 and 334 terminate a short distance downstream from the top stage of the turbine, but the innermost screen extends downstream to a point in discharge duct 338, where the screen approaches the outer wall 340 of the duct to form a constriction such that expelled gases flowing through the duct can cause the cooling air to be expelled from the gaps between the screens.
A sleeve 342 fixed to the casing 264 of the turbine forms the outer wall of the passage 338 for the gases expelled from the turbine, and this sleeve ends at the same point as the screen 3360
At the upstream end, the screens 334 and 336 carry, mounted on them, extensions 344, FIG. 6 extending internally to envelop the crown of the inlet nozzles of the turbine and the inlet manifold 220. The latter , as will be seen, forms an annular chamber connected to the crown of the nozzles 260 and, at its upstream end, carries spaced inlets which connect to the ends of the combustion chambers.
The boost air pressure existing around the burners is isolated from the rotors by a flexible gasket 346 which extends from the downstream end of cylinder 190 to diaphragm 348 directed internally on the inlet nozzle of the turbine.
When the turbo-propellant unit is assembled, the frame which carries the load comprises the outer wall 86 of the intake duct 88 .. which supports the reducer, the compressor housing 124, and the part of the frame which contains the burners. and which comprises the section 148 of the auxiliaries and the frame 149 which carries the burners, a frame formed in part by the cylinder 190 and the plates 192 and the casing 208 of the turbine.
Thus the elements which carry the load have an additional functional utility. ,, and it is possible to reduce the weight of the motor unit to a low value,
It should be understood that the invention is not limited to the specific example described in this specification and illustrated by the drawing.
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annexed, but that it is possible to use it in other arrangements without going out of its mind.
CLAIMS.
1. Power unit with compressor and turbine .. comprising a shaft interposed between the rotor of a turbine and the rotor of a compressor and bringing them together, characterized in that it comprises a combustion section between the exhaust of the compressor and the turbine inlet, and a burner support comprising a sleeve concentric with the shaft and extending axially substantially along the length of the compressor compartment, this burner support being joined to the casing of a turbine to form in at the same time the support and alignment frame for the components of the power unit.