<B>Installation de turbine à combustion interne.</B> L'invention a pour objet une installation de turbine à combustion interne comprenant des mobiles combinés, comprenant chacun au moins une rangée d'aubes de turbine et au moins un aubage de compresseur, et une enve loppe rotative extérieure, le même axe que lesdits mobiles, disposée pour tourner dans le sens inverse de celui dans lequel tournent ces derniers et portant des rangées d'aubes de turbine dont chacune est. disposée immédiate ment en aval d'une rangée d'aubes de tur bine d'un (lesdits mobiles, le courant d'air tra versant le compresseur s'écoulant en sens in verse (lu courant de gaz de combustion tra versant la turbine.
Cette installation pourrait constituer l'ins- ta.llation de turbine à combustion interne d'iui propulseur à réaction, et dans ce cas l'enve loppe rotative pourrait, porter extérieurement des aubes d'un compresseur d'augmentation < le la poussée.
L'installation objet de l'invention est (-a- ractérisée par Lui aubage de turbine supplé mentaire coopérant avec un dispositif direc teur fixe et entraînant. l'enveloppe de façon que le couple d'entraînement de cette der nière soit supérieur au couple d'entraînement de l'ensemble desdits mobiles combinés, le tout. afin d'abaisser la vitesse de rotation de l'enveloppe et afin que, dans certains au moins des mobiles combinés, la pression à l'entrée de la partie turbine du mobile soit pratiquement égale à la pression de sortie de 1'aubage de compresseur du mobile.
Le dessin représente schématiquement, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation selon ].'invention.
La fig. 1 est un diagramme de fonctionne ment d'une installation semblable i1 l'installa tion représentée, mais dans laquelle l'enve loppe ne présente pas d'aubes coopérant avec (les aubes fixes.
La fi-. la est le diagramme de fonctionne ment de l'installation représentée.
La fig. 2 est une coupe axiale partielle de ladite forme d'exécution.
Les fig. 3 à 5 sont des vues partielles (les mobiles combinés de turbine et de compresseur et de ].'enveloppe de cette forme d'exécution.
La fig. 6 représente un diagramme: tein- pérature/entropie (0l0) montrant le fonc tionnement de l'installation représentée clans des conditions correspondant à la pleine (barge, et la fig. 6a un diagramme analogue correspondant à une charge réduite.
Le diagramme de fonctionnement de la fig. 1 est celui d'une installation connue sem blable à l'installation représentée, mais dans laquelle, cependant, l'enveloppe n'est pas entraî née par des aubes coopérant. avec des aubes fixes. Le diagramme de la fig. la se rapporte à l'instal lation représentée à la fig. 2. Ces diagrammes montrent tout à fait schématiquement la dis tribution des pressions dans la turbine et le compresseur, les ordonnées P figurant la pression.
La ligne B correspond aux pressions dans le compresseur et la ligne C aux pres sions dans la. turbine dans les deux dia grammes. On voit que dans la fig. <B>11</B> les lignes B et C sont très rapprochées à partir du premier étage de détente de la. turbine, alors que dans l'installation connue les lignes B et C s'écartent sensiblement l'une de l'antre.
L'installation des fig. 2 à 5 comprend une turbine 11 disposée autour du compresseur 12, l'écoulement dans ce dernier se faisant de la gauche vers la droite et de droite à gauche dans la turbine. L'installation com prend six roues 14a, 14b... 14f pouvant tour ner librement sur un arbre fixe et portant chacune une rangée extérieure d'aubes de tur bine 15 et une rangée intérieure d'aubes de compresseur 11. Entre les rangées (l'aubes de compresseur 14 de ces roues sont intercalées des rangées d'aubes fixes 13.
A l'extrémité haute pression est disposé un rotor 16 por tant une rangée extérieure (l'aubes dé turbine à réaction 15a et plusieurs rangées (l'aubes de compresseur 14x coopérant avec des aubes fixes 13a. L'air comprimé quitte le rotor pour entrer dans la chambre de combustion 18. Une enveloppe 21, de même axe que les roues eom- binées, entoure celles-ci et est montée rota tivement sur l'arbre fixe, par l'intermédiaire de disques présentant chacun une rangée extérieure d'aubes de turbine 24, respectivement 24', et une rangée intérieure d'aubes de compresseur 14' respectivement 14".
Le disque 24, 14' est intercalé entre la roue 1.4f et le rotor 14g, et le disque 24', 14" se trouve à l'extrémité aval de l'ensemble. Les rangées d'aubes 24 et 24' se trouvent respectivement immédiatement en aval de la rangé d'aubes de turbine 15u. du rotor 16 et de la rangée d'aubes de turbine 15 de la roue 14t. L'enveloppe 21 porte des rangées d'aubes de turbine intermédiaires ?5 dont chacune est disposée immédiatement en aval d'une rangée d'aubes de turbine 15 d'une roue 14b... 14f. Les aubes de la rangée 24 sont à réaction et les aubes des rangées 15, 24' et 25 ont des profils d'aubes à réaction.
L'enveloppe 21 porte en outre une rangée d'aubes de turbine \?0, dont les aubes ont un degré de réaction inférieur à .500/n. et dis posée à l'amont de la rangée d'aubes 15u du rotor 16. Les gaz venant de la chambre de combustion 18 se détendent. dans des tuyère, fixes 19 et passent ensuite dans la rangée d'aubes 20, puis passent en se détendant dans les rangées d'aubes 15a, et 24 pour passer en suite successivement par les autres rangées 15, 25 et 24' et se rendre finalement à une tuyère de propulsion non représentée.
L'enve loppe 21 porte extérieurement des aubes 2:.' d'une soufflante d'air d'augmentation tic poussée, qui coopèrent avec des aubes fixes 23. Grâce à, la. rangée d'aubes 20, le couple d'en traînement de l'enveloppe 21 est supérieur au couple d'entraînement. de l'ensemble des roues 7.4u.... 14f et du rotor 16, de sorte qu'à puis sance égale l'enveloppe 21 tourne plus lente. ment que si elle ne présentait pas la rangée d'aubes 20.
Les vitesses de rotation (les roue; 14i(.... 14f et du rotor 16 augmentent à mesure que le volume des gaz décroît, e'est-à-dire de haut en bas à la fig. 2.
Pour chacune des roues 14a à 1.4f, la. pression à l'entrée de la rangée d'aubes de turbine 15 est pratiquement égale à 'la pression à la sortie de la rangée d'aube, (le compresseur 14, ce qui facilite l'élimina tion des fuites aux joints entre ces roues. L'obtention de ce résultat est facilité par la forte chute de pression dans les tuyères 19 et dans la rangée d'aubes 15r1 (voir fig. 1,I)
. La vitesse réduite de l'enveloppe 21 ainsi que les autres dispositions décrites de l'installation représentée permettent également d'obtenir un fonctionnement satisfaisant à puissance ré duite.
Comme on peut. le voir sur les l'ig. 3, 4 et 5, les aubes de turbine 1.5 des roues 14u à 14f sont suffisamment espacées les unes des autres pour qu'on puisse introduire l'ensemble (le chacune de ces roues dans l'enveloppe 21 par l'extrémité la plus lai#ze de cette dernière, les aubes 15 passant entre les aube@# 25 soli daires de l'enveloppe.
La fig. 5 montre (les aubes de compresseur 14, dont quelclues-iiiies, 14y, sont renforcées et destinées à trans mettre les forces centrifuge,. L'enveloppe 21 est, principalement en alu minium, les aubes 25 étant fixées à l'aide de rivets à des parties arquées 27, en tôle, pré sentant à froid un espace entre leurs extré mités adjacentes en<B>28</B> (fig. 4-). Les parties '17 sont fixées par des rivets en 29 à des cercles en aluminium 30, un isolant ealori- tique 31 étant.
disposé entre les parties 27 et les cercles 30. On peut. aussi faire l'enveloppe en acier, d'une seule pièce, les aubes de tur bine 25 étant fixées à cette enveloppe de ma nière permanente; cela est possible grâce au mode de montage axial des roues 14a à 1-1f clans l'enveloppe et à l'espacement relative ment . grand des aubes de turbine 15 et 25; ce mode de montage permet aussi de monter et de démonter l'installation, en enlevant l'enve loppe, sans nuire à son équilibre. Ce point est très important à cause du poids relativement grand < le l'enveloppe.
En 33 est représenté un arbre servant. à actionner des organes auxiliaires et passant au travers d'une buse d'alimentation évidée 3-1. Cet arbre porte une roue dentée 35, qui est actionnée par le rotor 16 par l'intermé diaire d'une couronne dentée 37 et de deux pignons 36, solidaires en rotation. L'air d'ali mentation est fourni au compresseur par la soufflante 22, 23 par le canal 40.
Grâce au J'ait que la partie à haute pres sion du compresseur présente plusieurs étages solidaires en rotation, on évite un emballement à. charge réduite. En effet, la puissance absor bée par le rotor 16 diminue globalement moins rapidement lors d'une réduction de la charge clùe la puissance absorbée par le dernier étage du compresseur. L'installation repré sentée est agencée de façon que dans toute la marge du réglage l'incidence sur toutes les aubes de turbine et sur toutes les aubes (le compresseur s'écarte le moins possible d'une valeur normale correcte, l'obtention de ce ré sultat étant. facilité par la -vitesse réduite de l'enveloppe, la. forte détente dans la.
turbine au début et les vitesses croissantes des roues combinées. L'installation décrite a en outre l'avantage que la partie de la turbine qui et soumise aux températures les plus élevées est une partie de l'enveloppe qui présente un petit diamètre et qui tourne lentement, de sorte qu'elle n'est soumise qu'à de faibles efforts.
Dans la fig. 6 ou la fig. 6a, _1B repré sente l'augmentation de la température dans le eompresseur, en admettant que la compres sion se fasse adiabatiquement, et CD la chute <I>Cie</I> la température clans la turbine, en admet tant que la détente se fasse aussi adiabatique- ment, tandis que<I>BC</I> est une ligne à pression constante résultant de la chaleur fournie par la combustion.
d <I>Tl à d</I> Ts, sur la ligne AB, représentent des augmentations de tempéra tures sensiblement égales dans les six pre mières parties de compresseur, et _l T; l'aug mentation de température dans le rotor 16 (où la pression est. la. plus élevée), tandis que .dTl à.<I>d</I> T7 sur la. ligne<I>CD</I> sont les chutes de température correspondantes dans la tur bine. X représente le travail fourni par les gaz aux premières aubes de turbine 20, soli daires de L'enveloppe.
Quand on réduit la puissance, la diminution de vitesse, dans les parties où la pression est la plus faible, est. plus grande que dans les parties où la pression est la plus élevée, comme le montré une coru- paraison des fig. 6 et 611. Les tronçons X2 à X6 représentent chacun l'énergie fournie à. L'enveloppe entre les deux mobiles correspon dants, le tronçon X représentant l'énergie fournie à l'enveloppe par l'étage haute pres sion 20 de la. turbine. Les tronçons X i et X7 représentent. chacun de l'énergie fournie à l'enveloppe 21 et. au compresseur.