CH377588A - Moteur à turbine à gaz - Google Patents

Moteur à turbine à gaz

Info

Publication number
CH377588A
CH377588A CH225762A CH225762A CH377588A CH 377588 A CH377588 A CH 377588A CH 225762 A CH225762 A CH 225762A CH 225762 A CH225762 A CH 225762A CH 377588 A CH377588 A CH 377588A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
turbine
rotor
compressor
engine
revolution
Prior art date
Application number
CH225762A
Other languages
English (en)
Inventor
A Meisser Marc
Original Assignee
A Meisser Marc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by A Meisser Marc filed Critical A Meisser Marc
Priority to CH225762A priority Critical patent/CH377588A/fr
Publication of CH377588A publication Critical patent/CH377588A/fr

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/24Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description


      Moteur    à     turbine    à gaz    La présente invention a pour objet un moteur  à turbine à gaz comprenant un bâti dans lequel sont  montés au moins un compresseur et au moins une  turbine d'entraînement de ce compresseur, des cham  bres de combustion à volume constant des gaz étant  disposées entre le diffuseur de sortie de l'air du com  presseur et le distributeur d'entrée des gaz dans la  turbine.  



  Le moteur selon l'invention est caractérisé par  le fait que les chambres de combustion sont formées  par des alvéoles ménagés dans un rotor entraîné par  la turbine, ces chambres s'ouvrant sur une surface  de révolution du rotor en regard de laquelle est dis  posée une seconde surface de révolution faisant partie  d'un corps fixe, cette seconde surface étant percée  de lumières dont certaines communiquent avec le  diffuseur du compresseur et d'autres avec le distri  buteur de la turbine, des dispositifs d'étanchéité à  labyrinthes formant joint entre ces deux surfaces de  révolution, les moyens d'injection et d'allumage du  carburant dans les chambres de combustion étant  répartis sur cette seconde surface de révolution fixe,

    la répartition desdites lumières dans ladite seconde  surface de révolution étant telle qu'au cours du  déplacement relatif entre le rotor et le corps     fixe,     chaque chambre passe successivement par les phases  de balayage, de remplissage d'air, d'injection de car  burant, de combustion à volume constant et d'éjec  tion des gaz brûlés dans le distributeur de la turbine.  



  Le dessin annexé représente, schématiquement et  à titre d'exemple, deux formes d'exécution du moteur  selon l'invention.  



  La     fig.    1 est une vue en élévation, avec coupe  axiale, de la première forme d'exécution de ce moteur  à turbine à gaz.  



  La     fig.    2 est un     diagramme    montrant les différentes  phases du fonctionnement de ce moteur.    La     fig.    3 est une élévation, avec coupe axiale,  de la seconde forme d'exécution de ce moteur.  



  La     fig.    4 est une vue à grande échelle du détail  des chambres de combustion.  



  Ce moteur à turbine à gaz comprend un bâti 1  formé d'une enveloppe tronconique 2 et d'un     flasque    3,  ces deux pièces 2 et 3 étant maintenues ensemble par  des vis 4. Dans ce bâti 1 est monté un rotor 5 solidaire  d'un arbre 6, constituant l'arbre de sortie du moteur.  Cet arbre est guidé dans des paliers 7 portés par un  prolongement 8 du bâti 1. Ce rotor 5 est en forme  générale de cloche. A l'intérieur de cette cloche est  disposé     coaxialement    un arbre 9 porté, à l'une de ses  extrémités, par un     palier    10 faisant partie d'un corps       fixe    12 disposé également à l'intérieur de la cloche 5  et     solidaire    du flasque 3.

   Cet arbre 9 est également  porté, à son autre     extrémité,    par un palier 11 soli  daire d'une enveloppe 14 réunie par des vis 15 au       flasque    3.  



  Dans la partie centrale, cet arbre 9 porte un  groupe     formé    d'un compresseur centrifuge 16 et d'une  turbine centripète 17. L'entrée 18 du compresseur 16  est     alimentée    en air à partir de canaux 19 aménagés  dans le rotor 5. L'embouchure de ces canaux 19 est  munie d'un     aubage    20 se trouvant en regard d'ouver  tures 21 ménagées dans le     flasque    3. Au cours du  mouvement de rotation du     toror    5, cet     aubage    20  est destiné à accélérer l'air en direction du compres  seur 16 à la façon d'une     soufflante    d'alimentation.

         L'extrémité    interne des canaux 19 est disposée en  regard de canaux 22 ménagés dans le corps fixe  intérieur 12, canaux 22 amenant l'air vers l'entrée 18  du compresseur 16. Le diffuseur 23 de ce compresseur,  de même que le distributeur 24 de la turbine sont  portés également par le corps     fixe    12 et débouchent  par leurs lumières respectives sur une surface de  révolution 25 entourant ce corps fixe 12. Des alvéo-      les 26 sont ménagés dans le rotor 5, ces alvéoles 26  s'ouvrant sur une surface de révolution 27 du rotor  disposée en regard de la surface de révolution 25  (voir     flg.    4). \Des dispositifs d'étanchéité à labyrin  thes 28, respectivement 29, forment joint entre ces  deux surfaces de révolution 25 et 27.

   Des injecteurs 30  sont disposés dans le flasque 3 pour l'amenée du  carburant dans les alvéoles 26 formant les chambres  de combustion. Les moyens d'allumage du carburant  sont représentés à la     fig.    2 par deux bougies à incan  descence 31.  



  A la sortie de la roue de la turbine à gaz 17 est  disposé un distributeur 32 guidant le flux de gaz  sortant de la turbine à haute pression dans une tur  bine à basse pression 33 comprenant deux étages 34,  respectivement 35, avec distributeur intermédiaire 36.  Cette turbine à basse pression 33 est entourée par  l'enveloppe 14 qui est terminée vers le bas par un  orifice d'échappement 37. Le groupe compresseur 16  - turbine à haute pression 17 est monté pour tourner  librement sur la partie centrale de l'arbre 9, la turbine  à haute pression 17 fournissant l'énergie nécessaire  à l'entraînement du compresseur 16.  



  Par contre, l'entraînement du rotor 5 se fait à  partir de la turbine à basse pression 33 qui est soli  daire de l'arbre 9. L'extrémité gauche de celui-ci  porte un pignon 38 engrenant avec des roues 39  tournant sur des axes 40 solidaires du rotor 5. Ces  roues 39 engrènent elles-mêmes avec une couronne 41       portée    par le corps     fixe    12. Ces pièces 38 à 41 consti  tuent un mécanisme de démultiplication à train d'en  grenages réducteurs     épicycloïdaux    entre la turbine  basse pression 33 et le rotor 5. L'arbre 9 est muni  vers l'extérieur d'un prolongement 42 destiné à per  mettre la mise en marche du moteur.  



  Le fonctionnement de ce moteur à turbine à gaz  est le suivant:  Sa mise en marche se fait en entraînant en rota  tion, par exemple à l'aide d'un moteur électrique de  démarrage, l'arbre 9 par son prolongement 42. Bien  entendu, pour cette opération, l'arbre de sortie 6 est  désaccouplé de l'appareil récepteur qu'il doit entraîner.  L'entraînement en rotation de l'arbre 9 provoque la  mise en mouvement du rotor 5 qui, par la     soufflante    20,  envoie de l'air dans les chambres de combustion 26 en  passant par les canaux 22 et le compresseur 16 à l'état  arrêté.

   Dès que du carburant a été injecté dans les  chambres de combustion 26 par les injecteurs 30 et  que le mélange explosif a été allumé par les bougies 31,  les gaz brûlés s'échappant après combustion dans le  distributeur 24 provoquent l'entraînement de la tur  bine haute pression 17. Le compresseur 16 est alors  entraîné simultanément et le cycle de fonctionnement  normal du moteur s'enclenche. Les gaz de sortie de  la turbine haute pression 17 passent par le distribu  teur 32 et entraînent à leur tour la turbine basse  pression 33 avant de s'échapper par l'orifice 37.  La turbine basse pression 33 prend donc à sa charge  l'entraînement du rotor 5 en lieu et place du moteur    de démarrage accouplé momentanément au prolon  gement 42.

   Dès que le moteur a atteint son régime  de fonctionnement normal, l'arbre de sortie 6 peut  être accouplé à l'appareil récepteur.  



  La répartition des lumières faisant déboucher le       diffuseur    23 du compresseur 16 et le distributeur 24  de la turbine 17 dans la surface de révolution 25 est  telle qu'au cours du déplacement relatif entre le  rotor 5 et le corps fixe 12 portant le     diffuseur    23 et  le distributeur 24, chaque chambre de combustion 26  passe successivement par les phases de balayage, de  remplissage d'air, d'injection de carburant, de com  bustion à volume constant et d'éjection des gaz brûlés  dans le distributeur 24 de la turbine 17. Le diagramme  représenté à la     fig.    2 montre clairement la répartition  de ces phases du fonctionnement du moteur sur une  révolution complète du rotor 5.

   Il est à noter que  ce diagramme comprend deux moitiés symétriques,  étant donné que ce moteur permet un cycle complet  de fonctionnement de ses chambres de combustion  pendant une demi-révolution des chambres de combus  tion 26 autour du corps fixe 12. En     effet,    les groupes  de lumières d'admission et d'échappement, de même  que les injecteurs 30 et les bougies d'allumage 31 sont  disposés symétriquement à la périphérie de la surface  de révolution 25, respectivement sur le flasque 3.  Comme la combustion dans les chambres 26 se fait  à volume constant pendant la majeure partie de  cette phase, le rendement thermique du moteur est  élevé, les gaz s'échappant dans le distributeur 24 à  grande vitesse et à température élevée à la fin de cette  phase de combustion.  



  La turbine à gaz à haute pression 17 est calculée  pour fournir l'énergie nécessaire à l'entraînement du  compresseur 16. Tout le surplus d'énergie contenu  dans les gaz sortant de la turbine 17 peut donc être  utilisé dans la turbine à basse pression 33 dont le  nombre d'étages peut être choisi en conséquence.  Cette turbine 33 peut donc être construite pour une  utilisation maximum de l'énergie contenue dans les  gaz d'échappement, énergie utilisée pour l'entraîne  ment du rotor 5 et finalement pour l'entraînement  de l'arbre de sortie 6.  



  Cette première forme d'exécution du moteur à  turbine à gaz décrite en regard des     fig.    1 et 2 pourrait  être utilisée pour l'entraînement d'un véhicule terrestre  ou marin, ou éventuellement comme moteur     fixe.    On  pourrait toutefois aussi appliquer ce moteur à l'avia  tion en utilisant l'arbre de sortie 6 pour l'entraînement  d'une hélice.  



  La seconde forme d'exécution du moteur repré  senté à la     fig.    3 est destinée plus particulièrement au  domaine de l'aviation. Cette seconde forme d'exécu  tion présente, comme la première forme d'exécution,  les éléments principaux formés d'un bâti 1 dans lequel  tourne un rotor 5 porté par un arbre 6. Dans la partie  centrale de ce rotor 5 est disposé un corps fixe 12 relié  à l'enveloppe 2 du bâti 1 par le flasque 3. Un arbre 9  est disposé     coaxialement    dans ce corps fixe 12 sur des      paliers 10 et 11. Le groupe compresseur 16 et tur  bine 17 est rendu solidaire     angulairement    de cet arbre 9.  Les chambres de combustion 26 sont formées égale  ment par des alvéoles ménagés dans le rotor 5 en  forme de cloche.

   Le diffuseur 23, de même que le  distributeur 24 sont disposés entre. le groupe compres  seur 16 et turbine 17 et l'ensemble des chambres de  combustion 26, comme dans la première forme d'exé  cution, des injecteurs 30 et bougies d'allumage 31  assurant l'amenée du carburant dans les chambres 26  et l'allumage du mélange combustible.  



  Dans cette forme d'exécution comme dans la pre  mière, l'arbre 9 entraîne le rotor 5 par l'intermédiaire  d'un mécanisme de     démultiplication    formé d'un pi  gnon 38, de roues 39 tournant sur des axes 40 et  d'une couronne 41 solidaire du corps     fixe    12. Ce  rotor 5 est également percé des canaux 19 dont l'em  bouchure est munie d'un     aubage    20 destiné à accé  lérer l'air entrant par des ouvertures 21 ménagées  dans l'enveloppe 2 du bâti 1. L'air refoulé par la souf  flante 20 est envoyé dans les canaux 22 aboutissant  à l'entrée 18 du compresseur 16.  



  Une ogive 43 est placée autour de l'arbre 6 de  support du rotor 5. En effet, comme ce moteur est  destiné plus particulièrement au domaine de l'avia  tion, cette ogive est destinée à     profiler    de façon aéro  dynamique la face amont ou bord d'attaque du  moteur. Les ouvertures 21 sont donc disposées à la  périphérie de la base de l'ogive 43, ce qui permet  d'accroître le rendement de la     soufflante    20 au fur  et à mesure de l'élévation de vitesse de l'avion muni  d'un tel moteur. Ce moteur est donc dépourvu du  groupe de turbine à basse pression. En effet, le groupe  de turbine à basse pression est remplacé par une  tuyère 44 dans laquelle débouchent les gaz sortant  de la turbine 17.

   Cette tuyère 44 permet d'utiliser par  réaction l'énergie contenue dans les gaz d'échappe  ment de la turbine 17. La poussée s'exerçant sur le  moteur est donc directement produite par l'énergie  de ces gaz d'échappement. Dans un tel moteur, la  turbine à gaz 17 est donc calculée pour fournir l'énergie  nécessaire à l'entraînement du compresseur 16, de même  que l'énergie nécessaire à la mise en rotation du rotor 5  entraînant la soufflante 20.    La fonctionnement du moteur selon la seconde  forme d'exécution est le suivant:    La mise en marche de ce moteur peut se faire,  comme dans la première forme d'exécution, en entraî  nant l'arbre 9 à partir d'un prolongement, non repré  senté, de cet arbre.

   De préférence, ce prolongement  devrait être disposé     coaxialement    dans l'arbre 6 qui  serait prévu creux, le moteur électrique d'entraîne  ment pouvant être disposé dans l'ogive 43. Dès que  l'arbre 9 est entraîné en rotation, il entraîne simulta  nément le compresseur 16 alimentant les chambres de  combustion 26 en air. Après que les premières phases  de combustion se sont produites dans les cham  bres 26, les gaz brûlés, en s'échappant par le distribu  teur 24 dans la turbine 17, entraînent celle-ci en    rotation.

   Après quelques secondes, le     remplissage     des chambres 26 se faisant de mieux en     mieux    au fur  et à mesure de l'élévation du régime de rotation du  groupe compresseur 16 - turbine 17 et rotor 5,  le moteur atteint son régime de     fonctionnement     normal. La poussée exercée par les gaz sortant de  la tuyère 44 devient donc de plus en plus forte pour  atteindre sa valeur maximum lorsque le régime de  rotation normal du groupe compresseur 17 - turbine  17 est atteint.  



  Un tel moteur permet d'obtenir également un ren  dement thermique élevé du fait que la combustion  dans les chambres 26 se fait à volume constant pendant  la plus grande partie de la phase de combustion;  les gaz de combustion atteignent donc des tempéra  ture et pression élevées en fin de combustion. L'énergie  des gaz à la sortie de la turbine 17 est transformée  en poussée constituant le travail utile de ce moteur,  utilisé pour la propulsion d'un avion.  



  De nombreuses variantes d'exécution du moteur  représenté au dessin pourraient être imaginées. Ainsi,  le compresseur 16 et la turbine 17, au lieu d'être du  type centrifuge, respectivement centripète, pourraient  être du type axial. Il est à noter encore que la souf  flante 20 pourrait être supprimée, notamment dans  le cas de la seconde forme d'exécution. Le nombre  de phases de combustion qui s'opèrent dans les cham  bres 26 au cours d'une révolution complète de cha  cune de celles-ci peut varier selon les dimensions du  moteur.

   Ainsi, pour un moteur de faible diamètre,  on pourrait ne prévoir qu'une seule phase de combus  tion par révolution, alors que dans un moteur de  grandes dimensions, plus de deux phases de combus  tion pourraient être prévues, le nombre des dispositifs  d'injection 30 et bougies d'allumage 31 étant choisi  en conséquence, de même que la position des lumières  de sortie du diffuseur 23, respectivement du distribu  teur 24. Il est à noter que le moteur selon la     fig.    3 est  tout particulièrement intéressant pour être appliqué  à un avion à     décollage    vertical, par exemple du type  dit   coléoptère  , ou même à une fusée.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Moteur à turbine à gaz comprenant un bâti (1) dans lequel sont montés au moins un compresseur (16) et au moins une turbine (17, 33) d'entraînement de ce compresseur (16<B>)</B>, des chambres (26) de combustion à volume constant des gaz étant disposées entre le diffuseur (23) de sortie de l'air du compresseur (16) et le distributeur (24) d'entrée des gaz dans la turbine (17), caractérisé en ce que les chambres de combus tion sont formées par des alvéoles (26) ménagés dans un rotor (5) entraîné par la turbine (17, respective ment 33), ces chambres (26) s'ouvrant sur une surface de révolution (27) du rotor (5) en regard de laquelle est disposée une seconde surface de révolution (25) faisant partie d'un corps fixe (12), cette seconde sur face (25) étant percée de lumières dont certaines communiquent avec le diffuseur (23)
    du compres- seur (16) et d'autres avec le distributeur (24) de la turbine (17), des dispositifs d'étanchéité à labyrinthes (28, 29) formant joint entre ces deux surfaces de révolution (25,27), les moyens d'injection (30) et d'al lumage (31) du carburant dans les chambres de com bustion (26) étant répartis sur cette seconde surface de révolution fixe (25), la répartition desdites lumières dans ladite seconde surface de révolution (25) étant telle qu'au cours du déplacement relatif entre le rotor (5) et le corps fixe (12), chaque chambre (26) passe successivement par les phases de balayage, de rem plissage d'air, d'injection de carburant, de combus tion à volume constant et d'éjection des gaz brûlés dans le distributeur (24) de la turbine (17,
    33). SOUS-REVENDICATIONS 1. Moteur selon la revendication, caractérisé en ce qu'un mécanisme démultiplicateur (38-41) est dis posé entre le rotor (5) et la turbine (17), une tuyère (44) étant disposée à la sortie de la turbine (17) de manière à utiliser par réaction l'énergie contenue dans les gaz d'échappement de la turbine (17). 2.
    Moteur selon la revendication, dans lequel la turbine<B>(17,33)</B> est décomposée en au moins deux étages distincts, à haute et basse pression, respectivement, l'étage à haute pression (17) étant accouplé directement au compresseur (16), caractérisé en ce que l'étage à basse pression (33) seul est accouplé, par l'intermé diaire d'un mécanisme de démultiplication (38-41) audit rotor (5), l'arbre de sortie (6) du moteur étant entraîné à partir de cet étage à basse pression (33) de la turbine (17, 33). 3. Moteur selon la revendication et la sous-reven- dication 2, caractérisé en ce que l'arbre de sortie (6) du moteur est solidaire dudit rotor (5). 4.
    Moteur selon la revendication et les sous-reven- dications 2 et 3, caractérisé en ce que le rotor (5) est en forme générale de cloche dans la paroi interne de laquelle sont ménagés lesdits alvéoles (26) formant les chambres de combustion, le compresseur (16) et la turbine à haute pression (17) étant disposés concen triquement dans ladite cloche (5), ledit corps fixe (12) portant le diffuseur (23) et le distributeur (24) étant disposé concentriquement entre le groupe compres seur (16)-turbine haute pression (17) et la surface (27) du rotor (5) dans laquelle s'ouvrent lesdits al véoles (26). 5.
    Moteur selon la revendication et les sous- revendications 2 à 4, caractérisé en ce que des canaux (19) d'alimentation en air du compresseur (16) sont percés dans le rotor (5), ces canaux (19) étant munis à leur embouchure d'un aubage (20) destiné à accé lérer l'air en direction du compresseur (16) au cours du mouvement du rotor (5) à la façon d'une souf flante d'alimentation en air du compresseur (16). 6.
    Moteur selon la revendication et les sous- revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la turbine basse pression (33) est disposée dans l'axe de la tur bine haute pression (17) et entraîne un arbre (9) tra versant par son centre le groupe compresseur (16) -turbine haute pression (17) pour entraîner, par un train d'engrenages réducteurs épicycloïdaux (38-41), le rotor (5). 7. Moteur selon la revendication et les sous- revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les canaux (19) de la soufflante entourent les alvéoles (26) des chambres de combustion pour former échangeur de chaleur pour le refroidissement des parois des cham bres de combustion (26).
CH225762A 1962-02-23 1962-02-23 Moteur à turbine à gaz CH377588A (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH225762A CH377588A (fr) 1962-02-23 1962-02-23 Moteur à turbine à gaz

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH225762A CH377588A (fr) 1962-02-23 1962-02-23 Moteur à turbine à gaz

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH377588A true CH377588A (fr) 1964-05-15

Family

ID=4229538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH225762A CH377588A (fr) 1962-02-23 1962-02-23 Moteur à turbine à gaz

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH377588A (fr)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2774453C (fr) Turbomoteur a arbres paralleles
EP3259461B1 (fr) Système de combustion à volume constant pour turbomachine de moteur d&#39;aéronef
BE533815A (fr) Chambre pour la mise en présence d&#39;au moins deux substances
WO2012156595A1 (fr) Statoréacteur à chambre de détonation, engin volant comprenant un tel statoréacteur.
FR2842564A1 (fr) Assistance et secours a l&#39;entrainement electrique d&#39;accessoires dans un turbomoteur
EP2643579A1 (fr) Propulseur combine turboreacteur et statoreacteur
FR2873407A1 (fr) Procedes et dispositifs pour produire une poussee d&#39;un turbomoteur
EP3250859B1 (fr) Module de combustion a volume constant pour une turbomachine comportant un allumage par communication
EP0403372A1 (fr) Propulseur combiné turbofusée statoréacteur à réchauffe et son procédé de fonctionnement
EP3250858A1 (fr) Module de combustion a volume constant pour une turbomachine
FR2960259A1 (fr) Compresseur thermodynamique
CH377588A (fr) Moteur à turbine à gaz
FR2944832A1 (fr) Moteur rotatif a air equipe de pales coulissantes
FR2773846A1 (fr) Moteur tambour a reaction ou gyroreacteur
FR2944829A1 (fr) Moteur rotatif a explosion equipe de pales coulissantes
CH511366A (fr) Turbine à gaz
EP1359309B1 (fr) Turbine à gaz comportant un dispositif de mélange de gaz à lobes et à tubes
RU2266419C2 (ru) Воздушно-реактивный дизельный двигатель
RU2315191C1 (ru) Газотурбинный двигатель
CH288545A (fr) Installation motrice.
CH638016A5 (en) Turbo-jet engine with rotary combustion chambers
FR2582054A1 (fr) Moteur rotatif a gaz comprime et/ou a combustion interne
FR2602825A1 (fr) Moteur rotatif a combustion interne
BE488174A (fr)
FR2914738A1 (fr) Engin a propulsion par turbofusee