<B>Installation comprenant</B> un compresseur L'invention a pour objet une installation comportant un compresseur comprenant un carter, entourant un rotor centrifuge et présen tant une section de passage annulaire à l'entrée dudit rotor, coaxiale à ce dernier et dans la quelle se trouvent les parties d'entrée d'aubes dudit rotor. Cette installation pourrait être, par exemple, une installation de turbine à combus tion interne.
L'invention a pour but d'accroître dans l'installation qui en constitue l'objet l'écoulement massique maximum de fluide de travail susceptible d'être obtenu dans le rotor centrifuge du compresseur, ce rotor pouvant être à entrée unilatérale ou bilatérale, présen tant une ouverture d'entrée de diamètre déter miné.
Lorsque la vitesse d'un gaz par rapport à des aubes rotatives d'un compresseur normal s'approche de la vitesse du son à l'endroit con sidéré de ce compresseur, des effets de choc se produisent et tendent à limiter tout accroisse ment supplémentaire de l'écoulement massique de ce gaz dans ce compresseur. Afin d'augmen ter l'écoulement massique du gaz à travers le compresseur, il est désirable que le nombre de Mach absolu du courant de fluide à l'entrée d'un rotor centrifuge du compresseur soit aussi élevé que possible, sans accroître pour cela le nombre de Mach dudit fluide par rapport aux aubes de ce rotor.
Afin d'obtenir ce résultat, il est nécessaire d'impartir au fluide une com posante de vitesse rotative dans le sens de ro tation du rotor centrifuge. Avec une configu- ration et une vitesse de rotation déterminées, la composante tangentielle de la vitesse du fluide à l'entrée devrait être environ égale à la moi tié de la vitesse à la périphérie de la section d'entrée pour que le nombre de Mach du fluide par rapport aux aubes soit minimum.
Une vitesse de rotation préliminaire du fluide à l'entrée du rotor peut être obtenue au moyen d'aubes de guidage fixes ou au moyen d'un rotor de mise en mouvement rotatif dis posé en amont du rotor centrifuge.
Si une vitesse de rotation préliminaire est impartie au fluide à l'entrée du rotor centrifuge au moyen d'un rotor de mise en mouvement ro tatif, la capacité de travail du rotor centrifuge est réduite. Cette réduction correspond à la puissance nécessaire pour entraîner le rotor de mise en mouvement rotatif, ce rotor n'exerçant pas d'action de compression appréciable.
L'installation faisant l'objet de l'invention est caractérisée en ce que ledit compresseur comprend un rotor à écoulement axial agencé de manière à impartir une vitesse ayant une composante de rotation à un fluide comprimé par ce compresseur, ce rotor à écoulement axial étant disposé à distance de ladite section de passage et présentant un diamètre moyen su périeur à celui de cette section, des moyens pour entraîner lesdits rotors dans un même sens, de façon que le rotor à écoulement axial tourne à une vitesse inférieure à celle du rotor centrifuge, et un canal d'entrée de section annu laire qui s'étend entre des aubes du rotor à écoulement axial, lesquelles s'étendent en tra vers de ce canal, et ladite section de passage,
le diamètre de ce canal de section annulaire dé croissant progressivement à partir des aubes du rotor à écoulement axial jusqu'à ladite section de passage.
Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'installation fai sant l'objet de l'invention, chacune de ces for mes d'exécution constituant une installation de turbine à combustion interne.
La fig. 1 est une vue en coupe axiale de la première forme d'exécution, et la fig. 2 est une vue en coupe axiale de la seconde forme d'exécution.
La fig. 1 ne représente que le compresseur, à l'exclusion de toute partie du reste de l'ins tallation de turbine à combustion interne dont ce compresseur fait partie. La forme d'exécu tion représentée à la fig. 1 comprend un carter A de forme usuelle, entourant un rotor centri fuge C et dans la paroi arrière A1 duquel est monté un palier A? qui porte l'extrémité adja cente d'un arbre B sur lequel est monté le rotor C du compresseur. La paroi avant A3 de ce carter est conformée de manière à présenter une section de passage annulaire à l'entrée du rotor centrifuge C et dans laquelle se trouvent les parties d'entrée des aubes dudit rotor.
Le rotor C comprend un disque<I>CI</I> dont la face frontale présente une section axiale de forme incurvée, de sorte qu'une partie centrale C<B>2</B> de ce disque forme un moyeu s'étendant dans la dite section de passage et qui se prolonge par une partie sensiblement plate C3, qui est voi sine de la paroi arrière<I>AI</I> du carter du com presseur. Des aubes radiales C-1 sont formées sur la face frontale incurvée-du disque<I>CI</I> et s'étendent à partir de l'extrémité avant du moyeu C2 jusqu'au bord périphérique du dis que C3, les bords de ces aubes étant voisins de la paroi A3 du carter.
Les bords d'entrée ou frontaux des aubes sont inclinés vers l'arrière à partir de l'intérieur vers l'extérieur, comme représenté en C5 et ils sont incurvés vers l'avant, à partir de leurs bords intérieurs res pectifs jusqu'à leurs bords extérieurs et dans le sens de rotation du rotor, de façon connue.
Cette forme des bords d'attaque C5 des aubes C4 du rotor C a pour effet de réduire la composante perpendiculaire à ces bords de la vitesse du fluide à l'entrée du rotor, assurant ainsi une réduction de la valeur effective du nombre de Mach à cet endroit. Il en résulte une réduction des pertes de choc dues à l'im pact du fluide contre les bords d'attaque des aubes et une amélioration de l'efficacité du rotor.
De plus, l'inclinaison vers l'arrière des- dits bords d'attaque Ci peut améliorer les ca ractéristiques desdites aubes C4 en ce qui con cerne les vibrations.
Une paroi de révolution D, faite en deux pièces et constituant, avec une paroi intérieure, un canal d'entrée de section annulaire E, est fixée de façon rigide à l'extrémité amont de la paroi A3. Cette paroi<I>D</I> présente un diamètre croissant à partir de ladite section de passage et sur une certaine distance, jusqu'à une section <B>Dl</B> selon laquelle les deux pièces de cette paroi sont assemblées et le diamètre de ladite paroi diminue ensuite vers l'avant jusqu'à une ou verture d'admission D2. La distance entre la section<B>Dl</B> et ladite section de passage est com prise entre la moitié et les trois quarts du dia mètre de cette section de passage.
Au droit de la section<B>Dl</B> de séparation de la paroi D dans laquelle cette paroi présente le plus grand diamètre est monté un Totor F des tiné à impartir au gaz une vitesse ayant une composante de rotation. Ce rotor comprend un disque dont la jante porte une rangée circulaire d'aubes<I>FI</I> dont les extrémités sont adjacentes à la paroi D tandis que leurs racines sont adja centes à une paroi de révolution intérieure G qui constitue la paroi intérieure du canal d'en trée E. Les aubes<I>FI</I> de ladite rangée circulaire s'étendent par conséquent en travers du canal d'entrée de section annulaire E, approximative ment dans la section de celui-ci qui présente le plus grand diamètre. Le diamètre moyen du rotor F est supérieur à celui de ladite section de passage.
Le rotor à écoulement axial F est conformé et entraîné de manière que le fluide comprimé dans le compresseur s'écoule sous forme d'un tourbillon sensiblement libre entre ce rotor et ladite section de passage, c'est-à-dire un tour billon dans lequel la vitesse angulaire de cha que particule de fluide est inversement propor tionnelle à la distance séparant cette particule de l'axe de rotation.
Ainsi qu'on peut le voir, la paroi intérieure G du canal d'entrée de section annulaire E constitue effectivement un prolongement de la surface périphérique du moyeu C2 et son dia mètre croît progressivement à partir de la sec tion de passage d'entrée mentionnée ci-dessus jusqu'au niveau du rotor<I>FI</I> et diminue ensuite progressivement à partir de ce rotor jusqu'à l'ouverture d'admission D2.
La paroi intérieure G comprend une partie GI, qui est portée par la paroi extérieure<I>D à</I> laquelle elle est reliée par des montants profi lés G' et qui porte une pièce frontale profilée G3, et une pièce rotative G4 qui est solidaire en rotation du rotor F.
La partie fixe GI de la paroi intérieure du canal d'entrée porte un disque H qui porte lui- même un palier<I>HI</I> au moyen duquel un arbre creux J est supporté à son extrémité avant, l'ex trémité arrière de cet arbre étant reliée au moyeu C2 du rotor C.
Un ensemble rotatif com prenant un support tubulaire K est supporté par l'arbre J, sur des paliers<I>JI</I> et J2. Le rotor <I>F, FI</I> et la partie rotative G4 de la paroi inté rieure G du passage d'entrée annulaire E sont montés de façon rigide sur le support tubulaire K et celui-ci comprend, à l'une de ses extré mités, un disque KI qui constitue la roue d'en grenage centrale et entraînée d'un train d'en grenage épicycloïdal composite comprenant un organe porteur de roues satellites L qui est rigi dement fixé à l'arbre J et qui porte un jeu de paires de roues satellites LI,
<I>L2.</I> La roue L2 de chaque paire de roues satellites engrène avec la roue centrale KI et son autre roue LI engrène avec une roue centrale de réaction K2 qui est rigidement montée sur le disque H. Le rotor F, <I>FI</I> est par conséquent entraîné par l'intermé diaire du train d'engrenage planétaire dans le même sens de rotation que le rotor C, mais à une vitesse inférieure à celle de ce rotor. Cette vitesse est approximativement égale ou infé rieure à la moitié de la vitesse de rotation du rotor C et peut être choisie de manière à obte nir les meilleurs résultats.
Selon une variante non représentée, au lieu d'être solidaire en rotation du rotor F, la par tie G4 de la paroi intérieure du canal d'entrée E est montée de façon à pouvoir tourner libre ment et est entraînée par le fluide tournant dans le passage annulaire qu'elle limite. Soit que cette partie de la paroi intérieure soit desmo- dromiquement entraînée, soit qu'elle soit ainsi entraînée par le fluide, sa rotation a pour effet de réduire l'effet de traînée produit sur :le fluide par friction contre les parois du canal E.
Bien que le diamètre moyen de la partie du canal d'entrée E qui s'étend entre l'ouverture d'admission D2 de ce passage et le rotor F, FI augmente progressivement, la surface totale de sa section transversale pourrait diminuer du fait d'une réduction de sa largeur radiale dont l'effet serait supérieur à celui de l'accroissement de son diamètre moyen, en ce qui concerne la surface totale de la section transversale de ce passage.
La forme d'exécution représentée à la fig. 2 comprend un rotor à écoulement axial disposé de manière à être. entraîné par un rotor de turbine, indépendamment du rotor centrifuge de cette forme d'exécution. La fig. 2 représente également, de façon schématique, certaines par ties d'une installation de turbine à combustion interne comprenant cette forme d'exécution.
Le compresseur représenté à cette figure comprend un carter<I>A, AI, A2,</I> A3, et un rotor centrifuge <I>C, CI,</I> C2, C3, analogues à ceux de la première forme d'exécution représentée à la fig. 1, de même que la forme et la disposition des parties qui forment ensemble le canal d#entrée E qui s'étend à partir de l'ouverture d'admission D2 et en travers duquel s'étendent les aubes<I>FI</I> du rotor à écoulement axial et d'autres parties.
Afin de faciliter la compréhension du fonction nement de cette deuxième forme d'exécution, tout en permettant d'abréger sa description, les parties correspondantes de la première et de la deuxième forme d'exécution sont désignées par de mêmes signes de références aux fig. 1 et 2. Le rotor F de la deuxième forme d'exécution comprend un bossage F2 qui est directement monté sur un arbre L quelque peu analogue à l'arbre J de la première forme d'exécution et supporté à son extrémité avant par un palier <I>HI</I> monté dans la plaque<I>H.</I> Cependant, au lieu d'être rigidement fixé au rotor C à son extré mité arrière, cet arbre L passe librement à tra vers ce rotor.
La partie G4 est rigidement fixée au rotor F, comme dans la première forme d'exécution. Le compresseur de cette deuxième forme d'exécution fournit de l'air comprimé à des chambres de combustion M, de la façon usuelle. Les produits d'une combustion qui est effectuée dans ces chambres de combustion sont dirigés vers des aubes d'un rotor de turbine O relié à l'extrémité arrière d'un arbre OI dont l'extré mité avant porte le rotor C, ceci à travers une plaque porte-buses<I>N.</I> L'arbre OI est de plus grand diamètre que l'arbre B de la première forme d'exécution auquel il correspond. Il est tubulaire et contient des paliers 02 qui servent à supporter l'arbre L. L'extrémité arrière de l'arbre L porte une seconde roue de turbine P.
Les gaz chauds qui ont passé entre les aubes du rotor de turbine O sont dirigés contre des aubes de la roue de turbine P par des aubes intermédiaires fixes<I>Pl.</I> Le rotor à écoulement axial F est aipsi entraîné par le rotor de tur bine P, dans le même sens que le rotor C, mais indépendamment de celui-ci, qui est entraîné par le rotor de turbine O. Grâce à une cons truction judicieuse, les vitesses de rotation res pectives des rotors O et P, et par conséquent celles des rotors C et F, sont déterminées de façon à satisfaire -aux desiderata du compres seur.