<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
la présente invention a pour objet de" nouveaux 111071'011.13 fonctionnant à poste fixa pour le déplacement de.lll'lS80;3 ,l'air caaz;, s.c7:c;x.î.os, cas nouveaux moyens pouvant 3tra utilisés à des
EMI1.2
fins diverses, d'ailleurs non exclusives les unes des autres,
EMI1.3
cr,,l;7.os que ventilation, production à força :.aocj.:; ca, dissipa- tion de 1& 2'O\<> '-'"C""!"'1'';>'"''.''' de poussier 03, de GO, J0'\. ;1"'" yn ç,l:;).y:i..",:)Ç!3,'!ftU.l0 en F.il:l.û.v'l7:Y1"''.';.ilp ou de 'bOT(0:J ssp3j.?tou3 sur- plombant les i:::ra!:},':::Jn a{,Í::lo1.;;:rt;lo.c5, sic.
Ces 1"-}.OIJ..TO11::U;: moyens Ql1t rln. 'G/;,3 dos i1ac}').:1.,:),...."\ :. i;t'l17?::.7"- qlH"i,'1 à évolution t::,3.f.'JJiO(1':rf.ll:im:tque d'une 'V G t. :: d'ah- &;.x c :';zr5a y' i?..
<Desc/Clms Page number 2>
ment continu à travers la machine (famille des machines dites "turbines à gaz" et stato-réacteurs). Les Machinas du type sus-indiqué connues jusqu'à ce jour ont toutes été conçues on vue de fournir de l'énergie, soit comme moteurs de propulsion de véhicules, auquel cas on les a utilisées aussi bien sous forme de réacteurs comportant un compresseur mû par une roue de turbine ou de stato-réacteurs n'en comportant pas, que sous forme de turbine à gaz entraînant un propulseur, ou encore sous forme mixte combinant cette dernière forme et la forme "réacteur",
soit comme machine scellée à poste fixe et se pré- sentant alors sous la forme de turbine à gaz pour l'entraîne- ment de toutes machines à poste fixe, de génératrices d'élec- tricité par exemple.
Dans tous les cas, on a cherché à réaliser des machines donnant, avec le meilleur rendement thermique possible, le maximum d'énergie pour un poids et un encombrement aussi ré- duits que possible. On a donc toujours cherché à établir les projets de ces machines pour des températures de fonctionne- ment aussi élevées que possible compatibles avec les matériaux dont on dispose industriellement, donc à réduire autant que possible la masse du flux d'air traversant la machine par unité de temps et, lorsque la machine comporte une roue de turbine, à faire tourner celle-ci à une vitesse angulaire aussi grande que possible.
On peut dire qu'il s'agit là d'une classe de machines dans laquelle le rapport ± de l'énerGie
M dégagée à la masse de fluide évoluant d'où cette énerfia a été dégagée a toujours une valeur élevée et que l'on cherche sys- tématiquement à rendre aussi élevée que possible.
Les nouveaux moyens qui font l'objet do la'présente invention se différencient au contraire dans leur essence des dites machines antérieurement connues par la roch3rche systé- matique d'un fonctionnement à des températures peu élevées, compatibles avec l'emploi de matériaux courants, et à cet effet
<Desc/Clms Page number 3>
par leur conception sous forme de machines destinées être
EMI3.1
traversées par des Niasses d'air considérables pur Luil Gé de temps, ce qui aboutit à des machines dans le 3 quai le 10 conduit d'écoulement de la veine gazeuse a un d.:t1:
.Ullft.r'0 de plusieurs mèbres, et, dans le cas où elles sont. destinées à fournir des quantités importantes d'énergie, par le fait de comporter -une roua de turbina de ±.:rand diamètre, tournant à faible vinsse
EMI3.2
D.11 'l1aira. Autrement dit, le susdit rapport 3 a toujours une
EMI3.3
valeur bien plus faible que dans les D.CllÍn9s connues, pour une même valeur de E (ou de M).
EMI3.4
En particulier, il n'a jasais ut6 propose jusqu'ici d'utiliser un atato-rêaoteur autrement quo pour propulser un véhicule ; l'invention au contraire comprend notamment une na- cnine fonctionnant en stato-réaeteur pour transvaser des niasses d'air importantes, par exemple ides fins de ventilation ; une telle machine peut éventuellement comporter, pour actionner des accessoires tels que pompes d'injection ou d'autres servitudes, une petite roue de turbine alimentée, par exemple, par une dé- rivation sur le conduit principal où s'écoule le flux d'air.
Si la machina ostdestinée à fournir dos quantités importantes d'énergie, elle comporte alors une roue de turbine de grand diamètre, de l'ordre de plusieurs mètres, à faible vi.. tesse angulaire (au plus de l'ordre de quelques centaines de tours par minute), traversée par au moins uns fraction impor-
EMI3.5
tante de la totalité du flux d'air traversant 3u ma.ch5.nd.
Une telle machine peut dégager une force mO'Gric0 considérable des- tinée à l'entraînement de toutes ira chine a disirôos, en parbiou- lier de génératrices d'électricité qui constituent alors avec cette turbine une centrale de très grande puissance.
EMI3.6
Structura lement, la m chine se distingue aussi de celles connues par un diffuseur qui présente des dimensions considérables, d'au moins plusieurs dizaines de mètres pour les plus petites, etpouvant aller jusqu'à, plusieurs centaines.
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
Do l#"i'.1.'..mcù, on la dispose v\:Jrl.>:1.c'Jlor.:en'G, "1:.: . si J .c'...:Jts do Ia ...a4iina eot û'lxj h01'1ontal, GL-L' 1J foi*; y u2oj.*j <;:L..1D:e doat 1 tirage naturel aULhl0ntc le rendement do 1D. ¯.J.'.i,;:.
Da préférence, la machine ti1or1lliquo est du typj i-jcrit dans le brevet belge n 53j a4ô, c'est-à-dire io.rct¯o:i::zït suivant le cycle dit slib-a que, parsa CU'Ui1(j "Ijllcj na chine fonctionne à basse pression, sans nécessitai" d; compres- seur, à des températures relativement basses ot avec .153 dilu- tions élevée; de l'ordre ¯a 6 à 30, de sorte, entre aliteras, que la roue de turbine, quand la machina en comporte une, peut être faite en acier, de préférence en acier inoxydable courant et
EMI4.2
rigi..-I en 2.-at,'-rlaux légers, la température isaxisun ét rzr do l'ordre de lô5 pour une dilution de 20 et un apport t;heciqua de 35 kcal/kw air et une température d'air atmosphérique de 15 , L'énergie thermique nécessaire au fonctionnsuent des nouveaux moyens peut êtr:
trouvée dans un écart existant à l'état naturel entre une .,a.sse d'air chaud t uns source d*air froi tpar exer- .le entre le fond des m:L.,Io,3 et l'air extérieur) ou bien dans un apport thermique, ou dans la combinaison des deux. Les soyons de réaliser cet apport thermique peuvent être des plus variés et conduire de la sorte à des applications di- verses de ces moyens .
C'est ainsi qu'où peut utiliser par exemple les gaz de courte ou des hauts -fourneaux, les torches de raffineries, ,Le fluiae ayant servi au refroidissement de pilds atomiques ou de breeder, etc. ninsi que les moyens plus
EMI4.3
usuels que sont les combusti1,2'Ô. solides, liquides ou ras eux, brûlés dans la turbine, ou toute source de chaleur de même ordre, solaire, etc.
Il est avantageux aussi d'adjoindre à ces
EMI4.4
moyens un bloc d'oxycatalyse disposé entre les moyens d'apport t -:#.":liq.1e et la roue. -ici bloc consume les imbrûlôs, les poussier-s, et exerça comme connu une action de dépoussiéra-:; et de désodorisa tien de la l.Ì::::.0 a'air qui traverse 1., L'U';).Í.i1':!. n oubra, des dépoussière, . de tout genre, f.,.>,t;rO:Jt:1;.i.qUG ou
<Desc/Clms Page number 5>
mécanique, dos transformateurs de gaz sulfureux on sulfate d'ammoniaque peuvent -être disposés en dessus et en dessous do la chambre de combustion ou du bloc d'oxycatalyse.
Dans une réalisation particulière, la machine a au moins son conduit de diffusion de la veine gazeuse, et de pré- férence l'ensemble du conduit de circulation de la veine, qui est disposé verticalement et soutenu par une tour au sein de laquelle il est disposé. la roue de turbine, lorsque la machine en comporte une, étant alors à la partie inférieure de cette tour.
La tour en question peut avantageusement être réalisée sous forme de building à étages utilisé à toutes fins : habi- tation, commerce, etc.
Bien entendu, la tour même peut servir de support d'antenne de télévision, de radar, de radio etc.
L'invention englobe na. turellernnnt dans son cadre les Installations comportant application des nouvelles machines thermiques définies ci-dessus, en particulier des installations de ventilation de grands espaces ou locaux, spécialement d'es- paces souterrains, notamment de mines, la machine "avalant" ' alors l'air de ces espaces au lieu d'y refouler de l'air comme le font les ventilateurs, des installations de dissipation des zones stagnantes au-dessus des agglomérations, des installations formant souffleries, etc.
Dans la cas d'application à la dissipation de la couche de poussières stagnante ou des suspensions d'hydrocarbures sur- plombant une agglomération, l'installation comporte une tour qui s'élève jusqu'à une hauteur supérieure à l'altitude normal* de cette couche stagnante, l'échappement dans l'atmosphère étant situé vers l'extrémité supérieure de la tour, donc au- dessus de la couche, et l'aspiration de l'air extérieur se fai- sant sensiblement au niveau de cette couche.
Un développement de 1'intention consiste en un grou-
<Desc/Clms Page number 6>
pement en un ensemble, ou batterie, de doux ou d'un plus grand nombre de machines conformes à l'invention, on les dispos @ et las maintenant par une charpunte commune, do préférence de façon qu'elles aient leurs axes parallèles entre eux.
Dans le cas de réalisation du support de machine sous la forme d'une tour en béton, celle-ci forma avantageusement un bloc massif creusé d'alvéoles, alors de préférence verti- caux, parallèles et distincts, en nombre égal à celui des ma- chines, et dans lesquels celles-ci sont logées, leurs roues, lorsqu'elles en comportent, étant situées à la base de la tour dans une salle commune ou dans des compartiments distincts.
Dans le cas d'une tour monomachine, le conduit de cir- culation de la veine est avantageusement logé dans un alvéole unique de cette tour, coaxialement à celle-ci, qui est ainsi à section annulaire et contour extérieur quelconque. pour éviter, ou limiter, les dégâts en cas d'éclate- ment d'une roue, des moyens protecteurs éclipsables, par exem- ple par enfoncement dans le sol, sont disposés autour et à proximité immédiate de cette roue, Ces moyens peuvent être cons- titués par exemple par un bouclier cylind nue d'une seule pièce ou par des panneaux sépares.
A titre d'exemple nullement limitatif, on a représenté sur le dessin ci- joint une installation mnnoturbine, destinée à la dissipation de la couche do poussières stagnante au-dessus des agglomérations. Dans ce dessin : la fig. 1 est une coupa verticale par l'axe commun de la turbine et de sa tour de support ; la fig. 2 est Une coupe transversale suivant la ligne désignée par il-il sur la fig. 1, et la fig. 3 une autre coupe transversale suivant la ligne III-III.
Sur ce dessin, on a désigné par 1 la tour verticale divisée en étages superposés et qui ae présente à la manière
<Desc/Clms Page number 7>
d'un grabte-oiel de quelques centaines de mètres de hauteur dont la partie centrale serait évidée, la. forme en plan de cette tour étant ainsi une forme annulaire dont le contour extérieur, ici circulaire, pourrait être quelconque, par exemple en étoile. A une altitude variable suivant colle da la couche stagnante à dissiper, la partie annulaire est inter- rompue pour mettre la partie centrale évidée en communication avec l'extérieur.
Cette communication s'étend ici en 3 sur toute la périphérie de la tour dont la partie supérieure est alors supportée par des colonnes verticales 4 (fig. 1 et 2), ou dés poteaux, dont la partie inférieure est fixée au tronçon sous- jacent de la tour.
L'évidement central de la tour est occupé par un conduit 5 appliqué contre la paroi annulaire de la tour et dont l'intérieur est isolé thermiquement de l'extérieur. Ce conduit forme la chemise extérieure de la turbine, s'étend de haut en bas de la tour et est percé d'orifices à hauteur de la communication. 3 entre la partie centrale évidée de la tour et l'extérieur. A l'extrémité supérieure, ce conduit se termine par un dôme 6 qui coiffe la tour et qui est percé d'orifices latéraux 7. L'agencement général de la turbine est le même que dans le brevet précité et ne sera donc pas décrit ici. Toutefois, il .est à signaler qu'entre les moyens d'apport thermique 8 et la roue de turbine 9, située à l'in- térieur du conduit 5, est disposré un bloc d'oxyactalyse 10.
L'axe 11 de cette roue 9 sort du conduit 5 à son extrémité inférieure, close, et pénètre à l'intérieur d'un compartiment 12 où il est accouplé à une génératrice électrique. Le faisceau tabulaire 13,¯ formant échangeur de chaleur, qui s'étend,$. l'in- térieur du conduit 5 et par lequel s'écoulent les gaz sortant de la roue 9, débouche, sensiblement, .au niveau des orifices 3 d'entrée d'air, dans un diffuseur 14 dont l'extrémité évasée atteint le diamètre intérieur du conduit 5, auquel elle est
<Desc/Clms Page number 8>
reliée en ce point de façon étanche, par exeuple par un joint circulaire 22 du renre des joints de gazomètre ;
la partie du conduit 5 située plus haut que cette jonction sert des lors à l'écoulement des gaz chauds sortant de la turbine, tandis que la partie située plus bas sert au passade de l'air froid s'é- coulant vers la roue 9. Le diffuseur 14 est avantageusement, comme figuré, à double paroi et à-chemise d'eau 15. L'eau ainsi chauffée peut être utilisée à tous usages, par exemple pour le chauffage dos étages de la tour, une distribution d'eau chaude, etc.
Dans le même but, la partie supérieure du dôme est occupée intérieurement par un ballon 16 prolongé vers le bas par un gros tube 17 s'étendant axialement dans le conduit
5 et le diffuseur 14 jusqu'à la naissance ou col de celui-ci, où il setrouve relié de façon étanche à la paroi du diffuseur, par exemple par un joint de gazomètre 23 assurant l'étanchéité à la dépression tout en permettant la dilatation.
Le faisceau tubulaire 13 se compose de tronçons rigides successifs disposés bout à bout et susceptibles de coulisser les uns par rapport aux autres grâce à des joints coulissants ou souples étanches à la pression ;chaque tronçon, ainsi que le diffuseur 14, est suspendu par des liens 19 passant sur. des poulies 20 por- tées par la tour et auxquelles sont accrochés des contrepoids d'équilibrage 21, ce qui reporte sur la charpente, tronçon par tronçon, le poids du faisceau.
Gomme le montre la fig. 3, les orifices 7 de sortie des gaz dans l'atmosphère, ainsi que les orifices 3 d'entrée d'air, peuvent être cloisonnés par des aubes directrices 24.
De-même, il peut être prévu des rideaux mobiles pouvant obs- truer partielles, de manière réglable, ces orifices, afin, en cas de vent, de profiter de l'énergie cinétique de ce der- nier pour alimenter sous pression los orifices d'entrée, orra- nisar une dépression sur la sortie, etc.
Au lieu d'une tour monomachine cornue ci-dessus, où.
<Desc/Clms Page number 9>
la machine est coaxiale à la tour, il est; possible de réaliser une tour polymachine qui présente plusieurs emplacements da machines, ou alvéoles, chacun d'axe vertical, disposés en plan de manière quelconque (on ligne, en quinconce, on plusieurs rangées parallèles, etc.), les différentes rouas éventuelles étant attelées à autant de génératrices distinctes groupées dans une salle commune à la base de la tour ou dans des salles séparées et les. conduits d'arrivée d'air aux différentes ma- chines débouchant dans l'atmosphère au même niveau ou à des niveaux différents.
Bien entendu, l'invention n'est nullement; limitée aux détails de réalisation représentés ou décrits, lesquels n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi notamment que deux ou un plus grand nombre de machines peuvent avoir un diffuseur commun, quele diffuseur seul peut être d'axe ver- tical, le reste de la.' machine ayant son axe horizontal ; que les conduits d'aspiration disposés dans l'architecture suppor- tant la machine peuvent partir de l'entrée du récupérateur pour déboucher dans l'atmosphère en des points, par exemple à des niveaux différents par lesquels on désire aspirer des masses d'air, etc.;
une installation de soufflerie utilisant la nouvelle machine thermique peut être simple ou double c' est-à-dire ne comporter qu'une soufflerie à l'entrée ou à la sortie de la machine, ou bien à l'entrée et à la sortie, celle à la sortie pouvant éventuellement être supersonique et l'autre sub-sonique.