BE567823A

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Info

Publication number: BE567823A
Authority: BE

Description


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   Cette invention concerne un groupe moteur à turbine à gaz du type comprenant une turbine motrice et un échangeur de chaleur disposé de manière àassurer un échange thermique entre les gaz d'échappement provenant de la turbine et l'air comprimé fourni par un compresseur compris dans le groupe .Il est! essentiel, dans un groupe de ce genre, que la répartition des fluides participant à l'échange thermique soit uniforme. On a déjà utilisé, en vue de ce résultat, des ailettes ou chicanes placées dans les conduits d'entrée   'et   de sortie de l'échangeur de chaleur. Mais ces ailettes et ces chicanes augmentent la chute de pression dans l'échangeur de chaleur. 

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   Un but de l'invention est de permettre la réalisation d'un groupe moteur capable d'assurer une meilleure répartition des fluides participant à l'échange thermique, et présentant en même temps une construction ramassée. 



   Conformément à l'invention, l'échangeur de chaleur est annulaire et est disposé en vue d'être traversé, selon des courants séparés, par l'air comprimé et par les gaz d'échap- pement de la turbine, s'écoulant en contre-courant, cet échangeur de chaleur comportant une entrée reliée au compresseur par un con- duit annulaire et une autre entrée reliée à l'échappement de la turbine par un autre conduit annulaire, les deux conduits annulaires en question étant placés l'un dans l'autre, les parois annulaires externes du conduit annulaire extérieur formant en même temps l'enveloppe du groupe. 



   L'entrée d'air comprimé de l'échangeur de chaleur est placée de préférence en un endroit situé à l'extérieur dans le sens radial, et l'entrée des gaz d'échappement dans l'échangeur de chaleur se trouve en un endroit situé à l'intérieur dans le sens radial, les parois externes du conduit annulaire qui relie l'entrée d'air comprimé au compresseur formant en même temps      l'enveloppe du   groupe.   L'échangeur de chaleur peut être étudié de manière à envoyer l'air comprimé chauffé dans une enceinte en forme de tore placée radialement entre les deux conduits annu- laires précités et aboutissant à une chambre en forme de tore ména- gée dans cette enceinte, cette chambre envoyant les gaz à une turbine du groupe.

   Une chambre de combustion est prévue pour recevoir l'air comprimé chauffé de l'enceinte torique et pour envoyer les gaz de combustion tangentiellement dans la chambre torique. 



   L'échangeur de chaleur peut être cylindrique et peut comporter des canaux d'échange thermique s'étendant selon des plans sensiblement radiaux entre la périphérie interne et la périphérie externe de l'échangeur de chaleur. Celui-ci a de pré- férence la construction décrite dans le brevet de même date de la 

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Demanderesse intitulé "Echangeur de chaleur". 



   Une construction possible de ce groupe moteur tel que le prévoit l'invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en regard des dessins schématiques annexés, dans lesquels: la fig' 1 est une vue en coupe semi-axiale de ce groupe. la fig. 2 est une vue en coupe partielle par la ligne II- 
II en   fige   1. 



   Le groupe moteur dont il est question ici comprend un compresseur centrifuge   40   et une turbine   centripède   41, montés dos à dos sur un arbre   42.   Une turbine motrice axiale indépendante 28 est montée sur   un..arbre   43 distinct de l'arbre 42. L'air est .aspiré dans le compresseur   40   par une entrée annulaire 45 et est envoyé à un échangeur de chaleur 46 en passant entre des aubes de diffusion et à travers un conduit annulaire de diffusion qui modifie graduellement la direction d'écoulement, depuis une direction sensiblement radiale jusqu'à une direction généralement axia- le. Ce conduit .annulaire est délimité par une paroi annulaire 23 formant l'enveloppe externe du groupe et par une paroi annulaire interne 24.

   L'air chauffé provenant de l'échangeur de chaleur pénètre dans une enceinte torique   47   délimitée par   la   paroi   24,   par une paroi torique 26 et par une paroi annulaire 25, ; cette dernière formant en même temps l'enveloppe des turbines 41 et   28.   Après avoir franchi l'enceinte torique   47,   l'air comprimé chauffé parvient dans une chambre de combustion 48, étudiée de manière à envoyer les gaz tangentiellement à l'intérieur de la paroi torique 26. Cette chambre de combustion   48   est alimentée en combustible par un tuyau 49. 



  Elle est représentée schématiquement et comprend une disposition convenable quelconque (non représentée) de chicanes ou tubes à flamme. De l'espace intérieur de la paroi torique 26, les gaz chaude pénètrent dans la turbine 41 d'actionnement du compresseur, en che- minant selon une direction sensiblement radiale, et ils traversent 

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 l'entrée 50 et les aubes de guidage formant tuyères, pour être envoyés en principe socialement dans un canal annulaire axial, délimité par la paroi annulaire 25 et par une autre paroi annulaire 51 placée à l'intérieur de la précédente et s'étendant entre les turbines 41 et 28.

   Les gaz traversent ensuite la turbine   28,   en passant par l'aubage de guidage, et s'échappent dans l'atmosphère par l'échangeur de chaleur   46;   ils chauffent ainsi l'air fourni par le compression   40.   



   L'échangeur de chaleur est-annulaire et est constitué par des plaques ondulées, comme décrit dans le brevet mentionné ci-dessus. Les mêmes chiffres de référence ont été employés pour désigner des organes analogues dans les deux brevets. L'air à chauf- fer pénètre dans un collecteur d'admission de l'échangeur de chaleur, en passant par un orifice 52 d'une plaqué d'extrémité 31, et il traverse ensuite l'échangeur de chaleur dans la direction indiquée par les flèches 34; ils s'échappent hors du collecteur de sortie de l'échangeur thermique en passant par un orifice 53 de la plaque à collecteurs 31. Les gaz d'échappement chauds provenant de la turbine 28 traversent l'échangeur de chaleur dans la direction indiquée par les flèches 33, en contre-courant par rapport à l'.air, et ils s'échappent dans l'atmosphère à l'endroit indiqué par 54.

   La référence 55 désigne un joint étanche qui empêche toute fuite à partir de l'enceinte torique 47, à l'endroit situé entre le compresseur 40 et la turbine   42.   



   La construction décrite forme un ensemble compact, car tout le groupe est logé en principe dans le diamètre maximum de la paroi externe 23 formant enveloppe- En outre, la configuration des parois annulaires et -toriques délimitant les divers conduits et les diverses chambres assure une répartition meilleure de l'air et des gaz vers et à partir de l'échangeur thermique, du compresseur, et des turbines. 



   Les détails de construction peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques.

Claims

RESUME ----------- Groupe moteur à turbine à gaz du type comprenant une turbine motrice et un échangeur de chaleur capable d'assurer un échange thermique entre les gaz d'échappement provenant de la tur- bine et l'air comprimé fourni par un compresseur du groupe, ce groupe présentant les particularités suivantes, considérées séparément ou collectivement:

1.- L'échangeur de chaleur est annulaire et étudié pour être traversé, selon descourants séparés, par l'air comprimé et par les gaz s'échappant de la turbine et circulant en contre-courant,cet échangeur comprenant une première entrée reliée au compresseur par un conduit annulaire, et une seconde entrée reliée à l'échappement de la turbine par un autre conduit .annulaire, ces deux conduits annulaires étant placés l'un dans l' autre, la paroi annulaire externe du conduit -annulaire externe formant en même temps l'enveloppe du groupe.

2.- L'entrée d'air comprimé vers l'échangeur de chaleur est placée à un endroit situé à l'extérieur dans le sens radial, et l'entrée des gaz d'échappement vers l'échangeur thermique se trouve en un endroit situé à l'intérieur dans le sens radial, la paroi externe du conduit annulaire reliant l'entrée d'air comprimé.au compresseur formant en même temps l'enveloppe du groupe 3.- L'échangeur de chaleur est pourvu d'une sortie de l'air comprimé, cette sortie étant disposée de manière à envoyer l'air dans une enceinte torique placée radialement entre les deux conduits annulaires et aboutissant à une chambre torique ménagée dans cette enceinte, cette chambre torique envoyant les gaz à une turbine du groupe.

4.- Ce groupe comprend une chambre de combustion @ étudiée de manière à recevoir l'air comprimé chauffé de l'enceinte torique et à envoyer les gaz de combustion tangentiellement dans la chambre torique. <Desc/Clms Page number 6>

5.- L'échangeur de chaleur est cylindrique et pourvu de canaux .d'échange thermique s'étendant dans des plans sensiblement radiaux entre la périphérie interne et la périphérie externe de l'échangeur de chaleur: 6.- Les canaux d'échange thermique de l'échangeur de chaleur cylindrique s'étendent en principe radialement dans les plans radiaux précités, entre la périphérie interne et la périphérie externe de l'échangeur de chaleur* 7.- La construction de l'échangeur de chaleur est sem- blable à celle qui est décrite dans le brevet de même date de la Demanderesse intitulé "Echangeur de chaleur".

8.- Le groupe comprend un compresseur relié à une turbine d'entraînement de ce compresseur, cette turbine étant disposée de manière à refouler vers une turbine motrice actionnant un ,arbre, cette turbine motrice distincte étant étudiée de manière à envoyer les gaz d'échappement à l'échangeur de chaleur.

9.- Le compresséur et la turbine qui l'entraîne sont chacun du type radial et sont disposés dos à dos sur un arbre commun, cet arbre, l'arbre de sortie, et l'axe de l'échangeur de chaleur étant coaxiaux.