Installation de turbine à gaz. La présente invention se rapporte à une installation de turbine à gaz et plus parti culièrement à une installation de turbine à. gaz comprise dans un groupe turbopropul seur ou dans un groupe propulseur à réaction.
Selon la présente invention, l'installation de turbine à gaz, constituée par un ensemble comprenant un compresseur d'air, au moins une chambre de combustion et au moins une roue de turbine ainsi que des auxiliaires eom- portant une pompe à combustible, une pompe de graissage sous pression, un démarreur et un réducteur mécanique, le carter du com presseur, le carter de la chambre de combus tion et celui de la turbine entourant succes sivement le même arbre central qui réunit la turbine et le compresseur, ces carters se joignant selon des anneaux centrés sur l'axe dudit. arbre,
est caractérisée par le fait que ces carters ménagent un passage pour les fluides en mouvement et en ce que le com presseur possède un aubage axial, puis radial, l'auba1e (lu compresseur étant suivi d'un redresseur radial et d'un distributeur axial.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente une vue en élévation avec coupe partielle de la première forme d'exécution.
l'a fig. 2 représente schématiquement une vue en élévation partiellement en coupe de la seconde forme d'exécution. Comme on le voit clairement sur la. fig. 1, le groupe turbine à gaz comprend un carter de réducteur 1 auquel est. accolé un carter de compresseur 2 par une portée à épaulement 3. Au carter 2 est accolé, également par portée d'épaulement, un carter 4 qui contient une chambre de combustion 5. La partie posté rieure du carter 4 comporte une portion tron conique 6 dont la petite base sert de fixation à un anneau 7 qui supporte le carter 8 de la turbine, ce carter 8 étant projeté à l'intérieur du tronc de cône.
Le carter 8 est accolé au distributeur axial de sortie de la chambre de combustion 5 par sa tranche amont alors que la tranche aval du carter de turbine est accolée à un dispositif d'échappement 9 qui sera. décrit ci-après.
Le carter 1 comporte une projection 10 qui sert de raccordement à. un carter 11 contenant les auxiliaires, à savoir: un démar reur, une pompe à combustible, une pompe à. huile et un régulateur pour le débit du com bustible, carter 11 sur lequel apparaissent les moyens de réglage qui commandent le débit de combustible à la volonté de l'utilisateur.
La partie aval du carter 1 comprend une série d'ajours 1? formés par les passages qui existent entre des ailettes 13 solidaires du carter 1 et qui le raccordent à l'anneau de centrage 14 pour la fixation du carter 2. Les ailettes 13 radiales guident l'entrée du flux d'air aspiré par le compresseur et ces ailettes 13, réparties régulièrement autour de l'axe du groupe, sont, suivies d'un espace 15 formé par un conduit. annulaire recourbé qui forme l'entrée axiale du compresseur.
Le compresseur contenu dans le carter 2 comporte -une roue axiale 16 suivie d'une roue radiale 17. Ces roues sont calées sur L'arbre central creux 18.
La sortie radiale de la roue 17 débite !e flux d'air dans un distributeur à. aubes fixes 19 qui est suivi par un espace annulaire courbe 20 formant redresseur. Le redresseur 20, à sortie axiale périphérique, comporte un distributeur à aubes 21 qui précède l'orifice annulaire<B>22</B> de sortie du flux d'air à l'inté rieur du carter 4. Comme on le voit claire ment sur la figure, le trajet emprunté par le flux d'air est sensiblement en forme de $, mais ne présente pas de points de rebrousse ment.
La fixation des différents carters les uns sur les autres se fait par de larges collerettes, ce qui contribue à la facilité du montage et assure une grande solidité à l'ensemble.
Le combustible est introduit par -une tubu lure non représentée en provenance du carter 11 dans un distributeur tournant 23 où pé nètre une projection 24 de l'arbre creux 1.8. L'étanchéité est assurée au niveau de ce dis tributeur tournant par un labyrinthe 2 5 double, séparé par un espace 26.
Dans l'espace 26 débouche une conduite d'amenée d'air comprimé, non représentée, cette conduite étant piquée au niveau de la sortie du venti lateur 16, 17 pour que de l'air comprimé introduit dans l'espace 26, sensiblement à la pression qui règne au débouché de la conduite d'introduction du fluide dans la chambre de combustion, comme cela. va être décrit ci- après, empêche toute fuite du combustible vers l'intérieur du carter 1.
L'arbre creiLx 18 comporte un manchon intérieur 27 qui amène le combustible aux gicleurs 28 rotatifs qui introduisent radiale- ment le combustible dans la chambre 5.
Le distributeur 9 dirige le jet de gaz brû lés sur -une première roue 29 de turbine qui est suivie d'un redresseur 30 solidaire du car ter 8, lui-même suivi d'une roue 31. Les roues 29 et 31, séparées par une entretoise 32, sont. maintenues par des clavettes boulonnées 33 dont. les têtes sont introduites dans des perfo rations d'un anneau 34 qui forme la. tranche aval de l'arbre creux 18. Le profil des roues est constitué de fagon telle que la turbine soit à réaction.
La veine. annulaire gazeuse qui s'échappe de la turbine est. envoyée à l'échappement. à l'intérieur de l'enveloppe 9 dans l'espace compris entre cette enveloppe et une casserole profilée 35, maintenue au centre de l'enveloppe 9 par des entretoises creuses 36.
Les entretoises creuses 36 débouchent Dar des ouvertures 37 dans la paroi 9 et par des ouvertures 38 dans la paroi de la casserole 35. Ces entretoises creulses 36 contiennent des biellettes 39 de suspension du support de pa lier 40 pour le palier arrière de l'arbre de turbine. Ces biellettes sont. articulées sur les axes 41 qui servent à la fixation du carter 8 sur l'anneau 7 et, du côté palier, sur des axes 42.
L'embout, d'arbre 43 qui pivote dans le pa lier est creux et est boulonné par une colle rette sous les écrous de serrage des clavettes 33; cet embout creux comporte, du côté de la collerette, des aubages 44 qui font un effet de ventilateur et rejettent l'air aspiré par les ouvertures 37 au travers des entretoises 36 dans la casserole 35, dans la veine fluide d'échappement des gaz brûlés. Le palier arrière est donc fortement refroidi ainsi que les entretoises de maintien du système d'échappement.
Du côté amont. de la. turbine, l'arbre 18 comporte un labyrinthe double 45 suspendu élastiquement.
L'arbre creux 18 est porté par un enseiu- ble de paliers à billes, tous graissés sous pres sion par les conduits convenables en prove nance de la pompe à huile contenue dans le carter 11 des auxiliaires. La partie amont de l'arbre 18 comporte une denture 46 qui est en prise avec -une roue 47 ou plusieurs de ces roues réparties régulièrement autour du pignon 46; la roue 47 est solidaire d'un arbre creux 48 parallèle à l'arbre 18 et qui pivote dans des portées à billes contenues dans le carter 1. Vers l'avant, l'arbre 48 porte un pignon 49 qui engrène avec une roue 50 soli daire d'un arbre 51 sur lequel est effectuée la. prise du mouvement.
En outre, l'arbre 48 porte un pignon 52 qui attaque une roue 5G de transmission dé mouvement aux auxi liaires. Les dentures des pignons 52, 49 et 47 ainsi que les roulements de l'arbre 48 peuvent être graissés par l'intermédiaire de la perforation centrale de l'arbre 48 qui reçoit, par un gicleur 54, une quantité dosée d'huile de graissage prélevée dans le circuit 5 5 d'huile sous pression.
Le turboréacteur représenté à la fig. \? comprend un carter de compresseur 55 accolé à un carter 56 pour la chambre de combus tion<B>57,</B> chambre qui comporte un distribu teur creux 58 comme décrit précédemment. La partie axiale d'entrée du carter 55 com porte une tuyère d'entrée 59 axiale dans l'axe de laquelle est. disposé un carter profilé 60 qui contient les auxiliaires. Ces auxiliaires com prennent les mêmes organes que ceux qui ont été décrits précédemment.
Le carter 61 de turbine est. relié de la même façon au carter 56 et au distributeur 58, mais ne contient plus qu'une seule roue de turbine 62, solidaire de l'arbre creux cen tral 63. Le flanc arrière 64 de la roue de turbine communique avec la. veine gazeuse d'éjection 65, l'étanchéité étant rejetée en arrière sur une portée et un labyrinthe 66 pour former un piston d'équilibrage contre balançant la poussée des gaz sur les aubages de la roue unique. La veine gazeuse 65 cir cule entre une aiguille centrale 67 profilée et une paroi externe 68 également profilée. Les autres dispositifs restent les mêmes que ceux qui ont. été précédemment décrits.
Le carter du réducteur peut. être exécuté en alliage léger ainsi que le carter du com presseur.
En outre, le palier arrière de turbine est ventilé. L'introduction du combustible dans l'arbre creux se fait à l'aide d'un distributeur tournant, et l'étanchéité sur l'arbre en ce point est assurée par un labyrinthe double entre les éléments duquel est. amené de l'air c--omprim'e pris à. la sortie du compresseur.
Par ailleurs, le graissage des différents éléments du réducteur et des paliers des arbres pivotants est assuré soit sous pression, soit. par des goutte à goutte constitués par des gicleurs calibrés.
Gas turbine installation. The present invention relates to a gas turbine installation and more particularly to a gas turbine installation. gas included in a turbopropulsion unit or in a reaction propulsion unit.
According to the present invention, the gas turbine installation, consisting of an assembly comprising an air compressor, at least one combustion chamber and at least one turbine wheel as well as auxiliaries including a fuel pump, a pressurized lubricating pump, a starter motor and a mechanical reduction gearbox, the compressor housing, the combustion chamber housing and the turbine housing successively surrounding the same central shaft which unites the turbine and the compressor, these housings are joining in rings centered on the axis of said. tree,
is characterized by the fact that these housings provide a passage for the fluids in motion and in that the compressor has an axial vane, then a radial vane, the vane (the compressor being followed by a radial rectifier and an axial distributor .
The appended drawings represent, by way of example, two embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 shows an elevational view with partial section of the first embodiment.
a fig. 2 schematically shows an elevational view partially in section of the second embodiment. As can be seen clearly from the. fig. 1, the gas turbine group comprises a reduction housing 1 which is. attached to a compressor casing 2 by a shoulder bearing 3. To the casing 2 is attached, also by shoulder bearing, a casing 4 which contains a combustion chamber 5. The rear part of the casing 4 comprises a conical section 6 the small base of which serves as an attachment to a ring 7 which supports the casing 8 of the turbine, this casing 8 being projected inside the truncated cone.
The casing 8 is attached to the axial outlet distributor of the combustion chamber 5 by its upstream portion while the downstream portion of the turbine casing is attached to an exhaust device 9 which will be. described below.
The housing 1 has a projection 10 which serves as a connection to. a casing 11 containing the auxiliaries, namely: a starter, a fuel pump, a pump. oil and a regulator for the flow of fuel, casing 11 on which the adjustment means appear which control the flow of fuel at the will of the user.
The downstream part of the housing 1 comprises a series of openings 1? formed by the passages which exist between fins 13 integral with the casing 1 and which connect it to the centering ring 14 for fixing the casing 2. The radial fins 13 guide the inlet of the air flow sucked in by the compressor and these fins 13, distributed regularly around the axis of the group, are followed by a space 15 formed by a duct. curved annular which forms the axial inlet of the compressor.
The compressor contained in the housing 2 comprises an axial wheel 16 followed by a radial wheel 17. These wheels are wedged on the hollow central shaft 18.
The radial outlet of the impeller 17 delivers the air flow into a distributor. fixed vanes 19 which is followed by a curved annular space 20 forming a rectifier. The rectifier 20, with peripheral axial outlet, comprises a vane distributor 21 which precedes the annular orifice <B> 22 </B> for the outlet of the air flow inside the casing 4. As can be seen clearly ment in the figure, the path taken by the air flow is substantially $-shaped, but does not have any turning points.
The various housings are attached to one another using large flanges, which contributes to ease of assembly and ensures great strength to the assembly.
The fuel is introduced through a pipe, not shown, coming from the casing 11 into a rotary distributor 23 where a projection 24 of the hollow shaft 1.8 penetrates. The seal is ensured at the level of this rotating distributor by a double labyrinth 2, separated by a space 26.
Into space 26 opens a compressed air supply pipe, not shown, this pipe being pricked at the outlet of the fan 16, 17 so that the compressed air introduced into the space 26, substantially at the pressure which prevails at the outlet of the conduit for introducing the fluid into the combustion chamber, like that. will be described below, prevents any fuel leakage into the crankcase 1.
The creiLx shaft 18 has an inner sleeve 27 which supplies the fuel to the rotating jets 28 which introduce the fuel radially into the chamber 5.
The distributor 9 directs the jet of burnt gas onto a first turbine wheel 29 which is followed by a rectifier 30 integral with the casing 8, itself followed by a wheel 31. The wheels 29 and 31, separated by a spacer 32, are. maintained by bolted keys 33 including. the heads are introduced into perforations of a ring 34 which forms the. downstream section of the hollow shaft 18. The profile of the wheels is formed in such a way that the turbine reacts.
The vein. annular gas that escapes from the east turbine. sent to the exhaust. inside the casing 9 in the space between this casing and a profiled pan 35, held in the center of the casing 9 by hollow spacers 36.
The hollow spacers 36 open Dar openings 37 in the wall 9 and through openings 38 in the wall of the pan 35. These creulse spacers 36 contain rods 39 for suspension of the bearing support 40 for the rear bearing of the shaft. turbine. These rods are. articulated on the pins 41 which serve for fixing the housing 8 on the ring 7 and, on the bearing side, on pins 42.
The end of the shaft 43 which pivots in the bearing is hollow and is bolted by a glue rette under the tightening nuts of the keys 33; this hollow nozzle comprises, on the side of the collar, blades 44 which act as a fan and reject the air drawn in by the openings 37 through the spacers 36 into the pan 35, into the fluid stream for the exhaust of the burnt gases . The rear bearing is therefore strongly cooled as well as the spacers for maintaining the exhaust system.
On the upstream side. of the. turbine, the shaft 18 comprises a double labyrinth 45 suspended elastically.
The hollow shaft 18 is carried by a set of ball bearings, all lubricated under pressure by the suitable conduits coming from the oil pump contained in the casing 11 of the auxiliaries. The upstream part of the shaft 18 comprises a set of teeth 46 which is engaged with a wheel 47 or more of these wheels distributed regularly around the pinion 46; the wheel 47 is integral with a hollow shaft 48 parallel to the shaft 18 and which pivots in ball bearings contained in the housing 1. Towards the front, the shaft 48 carries a pinion 49 which meshes with a wheel 50 solidary of a tree 51 on which the. movement.
In addition, the shaft 48 carries a pinion 52 which drives a wheel 5G for transmitting movement to the auxiliaries. The teeth of the pinions 52, 49 and 47 as well as the bearings of the shaft 48 can be lubricated by means of the central perforation of the shaft 48 which receives, by a nozzle 54, a metered quantity of lubricating oil taken from the pressurized oil circuit 5.
The turbojet shown in FIG. \? comprises a compressor casing 55 joined to a casing 56 for the combustion chamber <B> 57, </B> chamber which comprises a hollow distributor 58 as described above. The axial inlet portion of the casing 55 com carries an axial inlet nozzle 59 in the axis of which is. arranged a profiled casing 60 which contains the auxiliaries. These auxiliaries include the same organs as those which have been described above.
The turbine housing 61 is. connected in the same way to the housing 56 and to the distributor 58, but no longer contains a single turbine wheel 62, integral with the central hollow shaft 63. The rear flank 64 of the turbine wheel communicates with the. ejection gas stream 65, the seal being rejected back over a bearing surface and a labyrinth 66 to form a balancing piston against balancing the thrust of the gases on the blades of the single wheel. The gas stream 65 circulates between a profiled central needle 67 and an outer wall 68 also profiled. The other devices remain the same as those that have. been previously described.
The reducer housing can. be executed in light alloy as well as the compressor housing.
In addition, the turbine rear bearing is ventilated. The fuel is introduced into the hollow shaft using a rotating distributor, and the seal on the shaft at this point is ensured by a double labyrinth between the elements of which is. brought air c - omprim'e taken to. the compressor output.
In addition, the lubrication of the various elements of the reduction gear and of the bearings of the pivoting shafts is ensured either under pressure or. by drop by drop formed by calibrated nozzles.