CH511366A - Turbine à gaz - Google Patents

Description

      Turbine    à gaz    La présente invention a pour objet une turbine à  gaz susceptible d'équiper par exemple des véhicules  automobiles.  



  On connaît des turbines à gaz équipant des     avions,     ou des installations fixes, par exemple dans des cen  trales électriques. Pour différentes raisons d'encombre  ment ou de rendement, ces turbines à gaz sont difficile  ment utilisables sous forme de groupe moteurs auto  nomes mobiles, notamment sur des camions.  



  La présente invention a principalement pour but  d'éviter ces inconvénients.  



  La turbine à     gaz    selon l'invention comprend, d'une  part, un arbre sur lequel sont calés un compresseur  centrifuge d'aspiration et la roue d'une turbine à haute  pression, et, d'autre part, un arbre pour la roue d'une  turbine de puissance à basse pression, comprenant en  outre un boîtier de commande des auxiliaires et un  boîtier démultiplicateur à prise de puissance, caracté  risée en ce qu'elle comporte deux ouïes d'admission  d'air diamétralement opposées, logées entre le boîtier  d'accessoires et le bloc de la turbine, et deux ouïes  d'échappement diamétralement opposées, logées entre  le corps de la turbine et le boîtier démultiplicateur.  



  On comprend que cette turbine à gaz réalisée sui  vant cette structure générale, constitue un ensemble  particulièrement compact susceptible d'être logé com  modément, par exemple sur un véhicule automobile.  



  Une forme d'exécution de l'objet de l'invention  sera décrite, à titre d'exemple, en se référant au dessin  annexé, auquel:  La     fig.    1 est une vue en perspective de cette forme  d'exécution,  La     fig.2    en est une coupe axiale dans laquelle,  pour la clarté du dessin, une ouïe d'aspiration et une  ouïe d'échappement ont été ramenées dans le plan de  coupe,    La     fig.    3 est une coupe suivant la ligne     III-III    de  la     fig.    2,  La     fig.    4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de  la     fig.    2 illustrant la disposition réelle des ouïes  d'échappement,

   et  La     fig.    5 est une coupe suivant le ligne     V-V    de la       fig.    2     illustrant    la disposition réelle des ouïes d'aspira  tion.  



  La turbine représentée sur le dessin comporte plu  sieurs ensembles successifs qui constituent différentes  sections d'un même groupe, à savoir:  - un boîte 1 de commande     dse    auxiliaires;  - un ensemble générateur de gaz 2 comprenant le  compresseur, les chambres de combustion et la turbine  à. haute pression;  - un ensemble moteur 3     formé    par la turbine     basse-          pression;     - un démultiplicateur 4 dont l'arbre de sortie 5 cons  titue une prise de puissance susceptible d'être accou  plée aux organes de transmission d'un     camion    ou de  tout autre véhicule.  



  La turbine groupe deux arbres indépendants 6 et 7       (fig.    2) disposés dans le prolongement l'un de l'autre.  Sur l'extrémité arrière de l'arbre 6 est calée la roue 8  d'une turbine à haute pression. L'arbre 6 est porté par  un palier central 9 de l'autre côté duquel il est soli  daire de la roue 10 d'un compresseur centrifuge.     Au-          delà    de la roue 10, l'arbre 6 se termine par une extré  mité 41. qui entraîne les organes internes de la boîte de  commande 1.  



  Le carter d'aspiration comporte deux ouïes laté  rales 11 diamétralement opposées     (fig.    1 et T).      Cette disposition est doublement avantageuse:  - d'une part, elle permet de supprimer tout collecteur  d'aspiration ou analogue disposé à l'entrée de la roue  10 du compresseur, la présence d'un tel collecteur  étant préjudiciable à la régularité de répartition des  vitesses au sein de l'écoulement gazeux;  - d'autre part, elle facilite la mise en place sur l'aspi  ration, de filtres silencieux non représentés, ce qui est  essentiel pour un groupe turbomoteur destiné à équiper  des camions ou des automobiles.  



  Pour les mêmes raisons, l'échappement s'effectue  par l'intermédiaire d'un carter qui     comporte    deux  ouïes latérales 12 diamétralement opposées     (fig.    1 et  4). La roue 10 de compresseur     comporte    deux séries       d'aubages,    l'une 13 de forme     hélicoïdale    à l'entrée et  radiale vers la     sortie,    l'autre 14 purement radiale.  Cette roue 10 refoule l'air à travers les     aubages    fixes  15     d'ur    diffuseur, ces     aubages    15 étant répartis suivant  une couronne annulaire, dans un même plan trans  versal.  



  L'écoulement à la sortie du diffuseur 15 est guidé,  puis redressé dans le sens axial par la couronne des       aubages    fixes 16 d'un redresseur. L'air     sortant    de ce  redresseur pénètre     axialement    comme indiqué sur la       fig.    2 par la flèche 17, dans une     chambre    annulaire 18  qui entoure l'ensemble du palier 9. Deux     ouvertures     latérales 19 découpées dans la paroi de cette chambre  18, permettent à l'air relativement frais qui s'y trouve,  de s'échapper transversalement suivant la direction des  flèches 20, dans deux chambres de combustion 21 qui  dépassent transversalement hors du capot extérieur 22  du bloc 2.

   Les chambres 21 sont orientées parallèle  ment l'une à l'autre dans un même plan transversal.  Dans chacune d'elles l'air remonte extérieurement  comme indiqué par les flèches 20, pour alimenter la  combustion au niveau de deux gicleurs 23. L'alimenta  tion de ces derniers en combustible est assurée par des  électrovannes 24. Des bougies 25 provoquent l'allu  mage du mélange au     démarraage.     



  Les gaz de combustion redescendent à     contre-          courant    au centre des chambres 21 (flèches 26) puis ils  atteignent par deux ouvertures diamétralement oppo  sées 27, une chambre annulaire 28 où leur pression et  leur vitesse s'homogénéisent. Pour améliorer l'unifor  mité de distribution des gaz chauds, on prévoit entre  les deux chambres de combustion 21, une canalisation  de     bv-pass    29. Les gaz quittent la chambre 28 suivant  un écoulement axial, et ils traversent les     aubages    fixes  30 d'un premier distributeur, avant d'attaquer les       aubages    mobiles 31 de la roue 8.  



  Après la roue de la turbine 8 à haute pression, les  gaz sont recueillis dans une chambre annulaire 32  d'où ils peuvent, soit être dirigés en     partie    sur l'échap  pement par ouverture de soupapes de by-pass 33, soit  être admis dans un anneau distributeur conique 34 qui  les envoie sur les     aubages    fixes 35 d'un distributeur à  basse pression. A la     sortie    de ce distributeur, les gaz  chauds traversent les     aubages    36 d'une roue de turbine  37 qui est calée sur l'arbre 7.

   Cette roue de turbine 37  à basse pression constitue l'organe producteur de puis-         sance    pour l'ensemble du groupe.     Derrière    la roue 37,  les gaz traversent un collecteur annulaire conique 38  qui s'évase en direction des ouïes d'échappement 12.  



  On remarque que cette disposition permet de loger  à l'intérieur d'une partie creuse située au centre du  collecteur 38, le palier principal 39 de l'arbre de puis  sance 7. Ce palier 39 est ainsi disposé     danz    une zone  où il peut être     thermiquement    bien isolé des gaz  d'échappement.  



  Le fonctionnement est le suivant:  L'arbre 6 tourne entre 27000 et 43 000     /T/mn.     Par contre, l'arbre 7 de la roue de puissance 37 tourne  entre 0 et 37 500     T/mn.    Lorsque le groupe tourne au  ralenti, le camion étant à l'arrêt ainsi que l'arbre 7, les  soupapes de by-pass 33 sont ouvertes, court-circuitant  ainsi en     partie    l'alimentation de la turbine à basse  pression; le débit de combustible fourni par les gicleurs  23 est alors minimum.  



  Au contraire, pendant le fonctionnement à  pleine puissance, les soupapes 33 sont fermées, et la  totalité du flux gazeux passe par les     aubages    36 de la  roue de puissance 37.  



  Pour améliorer le rendement, on peut disposer des  ailettes 40 formant un diffuseur dans le coude qui  conduit aux ouïes d'échappement 12.  



  La turbine décrite pourrait équiper des groupes  électrogènes d'appoint ou de secours, des centrales  mobiles pour la production d'air comprimé sur des  chantiers, ou encore des groupes de propulsion mari  time.

Claims (1)

1. REVENDICATION Turbine à gaz comprenant, d'une part, un arbre sur lequel sont calés un compresseur centrifuge d'aspi ration et la roue d'une turbine à haute pression et d'autre part, un arbre pour la roue d'une turbine de puissance à basse pression, comprenant en outre un boîtier de commande des auxiliaires et un boîtier démultiplicateur à prise de puissance, caractérisée en ce qu'elle comporte deux ouïes d'admission d'air dia métralement opposées, logées entre le boîtier d'acces soires et le bloc de la turbine, et deux ouïes d'échappe ment diamétralement opposées, logées entre le corps de la turbine et le boîtier démultiplicateur. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Turbine à gaz suivant la revendication, caracté risée en ce qu'elle comporte deux chambres de com bustion placées parallèlement, côte à côte, d'un même côté du bloc à l'extérieur duquel elles dépassent. 2. Turbine à gaz suivant la revendication ou la sous-revendication 1, caractérisée en ce qu'elle com porte des soupapes de by-pass intercalées entre une chambre annulaire contenant les gaz chauds, un anneau distributeur débouchant sur les aubages fixes d'un distributeur à basse pression, et un collecteur d'échappement.