'l'urhine a contbiestion interne. La présente invention a pour objet niie turbine ii combustion interne à ey cle d'oIii- rations comprenant le chauffage d'air sois pression dans titi échangeur thermique par le,
gaz d'échappement, la combustion du combustible dans une chambre de combustion out a lieu aussi la détente adiabatique des gaz produits, la chambre de combustion étant établie et combinée de telle manière avec la roue de turbine qu'elle puisse travailler avec tin faible degré de pression initiale (le l'air et avec titi faible degré de détente des gaz donnant lieu à une faible vitesse de mouve- ment, inférieure à celle du ion, du fluide moteur vers la roue<B>(le</B> turbine.
Pour que la combustion ait lieu dans de bonnes conditions, la chambre tue combus tion petit être établie de façon qu'une partie seulement de l'air sous pression qui y afflue combure le combustible.
Le dessin schématique ci-joint, donné<B>là</B> titre d'exemple, représente une forme d'exé cution de l'objet de l'invention eu tant que cela est nécessaire pour faire comprendre celle-ci ;
La. fig. 1 est une coupe longitudinale de la chambre de combustion de celle-ci La fig. ? est sine coupe transversale de la chambre de combustion, à échelle légère- ment réduite, avec l'échangeur de tempé rature: La fis. 3 est une vite d'un dispositif auto -régulateur de température.
Sur le, fis. 1 et ?, 011 voit 111) espace annulaire n prévu dan, la paroi d d'une chambre de combustion et dans lequel arrive (le l'air sous pression venant d'uii compres- seur. (,'et air. suivant le chemin indiqué par les ffèclie, sur la fig. 1, se.
divise en deus portions sen,iblenietit proportionnelles aux sections de passage de deux conduits co axiaux h c disposés à l'intérieur (le la cham bre de combustion. La portion d'air qui tra verse le conduit c est dans le cas général la plus faible, et c'est elle qui est carburée. @1 cet effet, titi gicleur (l pénètre dans ledit conduit e, et pulvérise le combustible liquide en travers du courant d'air.
Une bougie d'al- himage e placée juste en regard du conduit permet l'allumage dit courant d'air carburé pour le démarrage ultérieurement auquel la combustion peut se maintenir d'elle-même, étant supposé bien entendu que la section du conduit c a été prévue assez grande pour que la vitesse des gaz qui la traversent soit inférieure à la vitesse de propagation de la flamme dans le mélange.
Les produits de la combustion et l'air arrivant par b, suivant toujours le sens des flèches se rejoignent dans l'exiréinité f de la chambre de combustion et se mélangent en revenant en arrière par un conduit aruiu- laire g prévu entre les conduits b c. Elles en ressortent vers la première extrémité et sont.
alors admises dans les tuyères ou aju- tages h d'où elles s'échappent pour agir sur la roue i de la turbine, laquelle roue est montée en porte-à-faux comme la fig. 1 le représente et le plus près possible de la chambre de combustion.
II y a lieu de remarquer que dans la disposition coaxiale qui vient d'être indiquée, des trois conduits <I>c y h,</I> c'est le conduit een- tral c qui contient les gaz il, la plus haute température et c'est le conduit extérieur l) qui contient les gaz froids ou tout ait moins très peu chauds arrivant du compresseur. De cette manière,
la chaleur perdue par les gaz dans le conduit c à travers la paroi j est reprise par les gaz qui traversent le conduit g et se rendent à la roue de la turbine. La chaleur perdue par les gaz dans le conduit y à travers la paroi Ie est elle-même reprise par l'air d'admission du conduit b et seule la chaleur perdue par ce dernier à travers la paroi l de la chambre de combustion est réellement perdue sans récupération.
La fig. 2 montre en coupe cette chambre de combustion en combinaison avec un échan- geur thermique disposé autour d'elle pour chauffer l'air sous pression adulis au moyen des gaz d'échappement.
Cet échangeur com porte une chambre t prévue au pourtour de la chambre de combustion et qui communi que avec l'espace annulaire a de celle-ci par un large orifice ii.. La chambre ni est fermée à son autre extrémité par une cloison o dans laquelle sont fixées les extrémités de tubes 13. Ces tubes s'enroulent autour de la cham bre de combustion en même temps qu'une tôle q qui décrit avec eux utile spirale qui forme pour les tubes un logement hélicoïdal autour de la chambre de combustion.
Ges tubes sont soutenus de place en place par des plaques perforées ï- qui sont pourvues non seulement des trous nécessaires ait pas sage des tubes 1t, vrais encore de trolls sup plémentaires qui permettent la circulation des gaz autour desdits tubes.
Par leur extré- inité extérieure les tubes p débouchent dans une chambre t qui, par un orifice i!., reçoit l'air refoulé par le compresseur pour le faire passer par les tubes 1), où il s'échauffe par la chaleur des gaz d'échappement, et l'en voyer par n à l'espace annulaire rr. et à la chambre de combustion.
L'enveloppe renfer- inant les tubes 1) présente vers son extré mité intérieure un orifice t@ qui est relié à l'échappement de la turbine. Par sort extré- inité extérieure,
ladite enveloppe petit coin- rlluniquer c-n s avec hatnlosphirre out at"e tin tuyau d'échappement approprif'.
Il est bien compréhensible que, dans ces conditions, l'échangeur thermique est traversé extérieurement aux tubes p par un courant centrifuge de gaz d'échappement, et ii, l'in térieur des mêmes tubes par un courant cen tripète d'air sous pression provenant du com presseur.
Dans ces conditions, les deux cou rants gazeux échangent leurs températures à travers les parois des tubes, de telle façon qu'ici aussi les températures vont en aug mentant de l'extérieur vers l'intérieur de façon que la chaleur perdue dans une p@@rtïou quelconque est récupérée dans la partie de l'appareil qui l'enveloppe et < lute, de plus,
l'enveloppe calorifuge qu'il est avantageux de disposer autour de l'ensemble n'est qu'à faible température et n'a plus à protéger l'appareil que contre une perte de chaleur déjà extrêmement réduite.
Le gicleur d est pourvu d'un dispositif destiné à étrangler l'admission de com bustible lorsque la température à l'échappe- tuent de la, turbine vient à augmenter d'une façon anormale.
Ce dispositif, qui est rel>ré- @eutt@ st la lig. :.i, consiste en 1111 robinet a pointeau dont la pointe obturatrice c' et le siège d' sont respectivement solidaires, la première dune tige ' et le<B>second</B> d'un tube concentrique L',
plongés les deus dans le courant de gaz léchappement à la sortie même de la turbine et constitués par deux métaux avant des coefficients de dilatation aussi di$irents que possible, le sens du poin teau étant tel qtte,
lorsque la température ,'élève il se ferme et que lorsque la tempé- rature s*abaisse il s'ouvre. A titre d'exemple, les métaux (lui donneront iln résultat favorable pourront être le cuivre ronge dont le coeffi cient de dilatation est de 0,
00001607 on (iii aeier-nickel à teneur inférieure à 200% de nickel dont le coefficient de dilatatioi; est supe'@rieur, l*autre métal étant préférablement de rase-ceci à environ 3:i u de nickel ou de l'acier Invar dont le coefficient de dilatation est de Mordre 0,00000\35.
Sur lit fig. 3, on voit la tige a' qui daim le cas de ladite figure sera faite du méteil le 111u5 dilatable et qui est logée à l'inté rieur titi tube b' formé 10-même du métal le indus dilatable, de telle sorte que loi:
ëun échauffement, la tige a' s'allongeant plus tlue le tube b' vient par sa pointe c' obturer l'orifice du siège d' et s'opposer au passage du eomlmtible qui arrive par le tube e' et ressort par le tube f' pour se rendre Mi gicleur de la chambre de combustion. Pour régler la température à laquelle se produit l'étranglement,
le siège d' du pointeau e' est ajubtable et ports; par un bouchon fileté i/' à filets très fins h' qui rend sa position en profondeur tris exactement réglable à la main.
Le bouchon fileté ,y' est, aux endroits voulus, muni de premmétuupes nécessaires pour qu'aucune fuite de liquide combustible ne puisse se produire.
Selon le réglage du bouchon fileté J', l'obbumtion se lwoduira donc comme il a été dit à une température déterminée et le dispositif tendra toujours à maintenir de lui-même les gaz d'échappe- ment à cette même température à la sortie de la turbine.
Le bouchon fileté g' est ici commandé à la niaili. mai, il pullrruit all"i ltre asservi <B>mi</B> égidateur de la machine puisqu'il 'uffit d'augnmnter le débit pour amdémr la ma <B>chine</B> et.
de le diminuer puer rdentie I1 pourra jni nie être avantageux qu'il soit com- mandé par les deux à la fois au moyen d'un palonnier,
d'un difl'érenbel ou de tout dispo sitif équivziletit. T a seille précaution à, pren dre sera bien entendu,
de larranger de telle sorte que le débit du combustible lie puisse pas dépasser la limite maxima pour laquelle la ten-ipératurë atteint la valeur limite que peuvent supporter les aubes de la turbine. Il sera naturellement également possible d'opérer le réglage différemment.
'urhine has internal contamination. The present invention relates to the niie turbine ii internal combustion to ey key oIiirations comprising the heating of air or pressure in titi heat exchanger by the,
exhaust gas, the combustion of the fuel in a combustion chamber also takes place the adiabatic expansion of the gases produced, the combustion chamber being established and combined in such a way with the turbine wheel that it can work with a low degree initial pressure (the air and with titi low degree of expansion of the gases giving rise to a low speed of movement, lower than that of the ion, of the driving fluid towards the wheel <B> (the </B> turbine .
In order for the combustion to take place under good conditions, the combustion chamber can be set up so that only part of the pressurized air flowing into it burns the fuel.
The attached schematic drawing, given <B> here </B> by way of example, represents one embodiment of the object of the invention so far as is necessary to make it understood;
Fig. 1 is a longitudinal section of the combustion chamber thereof. FIG. ? is a cross section of the combustion chamber, on a slightly reduced scale, with the temperature exchanger: The fis. 3 is a quick of a self-regulating temperature device.
On the, fis. 1 and?, 011 see 111) annular space n provided in the wall d of a combustion chamber and in which arrives (the pressurized air coming from the compressor. (, 'And air. According to the path indicated by the ffèclie, in Fig. 1, se.
divided into two portions sen, iblenietit proportional to the passage sections of two coaxial ducts hc arranged inside (the combustion chamber. The portion of air which passes through the duct c is generally the weakest , and it is this which is carburized. @ 1 this effect, titi nozzle (l penetrates in said duct e, and pulverizes the liquid fuel through the air stream.
A spark plug e placed just opposite the duct allows the so-called current of carbureted air to be ignited for subsequent start-up at which combustion can be maintained by itself, it being assumed of course that the section of the duct ca been designed so that the speed of the gases passing through it is lower than the speed of propagation of the flame in the mixture.
The combustion products and the air arriving through b, always following the direction of the arrows, meet in the exireinity f of the combustion chamber and are mixed by returning back through an aruiu- lar duct g provided between the ducts b vs. They come out towards the first end and are.
then admitted into the nozzles or fittings h from which they escape to act on the wheel i of the turbine, which wheel is mounted in a cantilever manner as in FIG. 1 represents it and as close as possible to the combustion chamber.
It should be noted that in the coaxial arrangement which has just been indicated, of the three conduits <I> cyh, </I> it is the central conduit c which contains the gases il, the highest temperature and it is the external duct l) which contains the cold or very little hot gases arriving from the compressor. In this way,
the heat lost by the gases in the duct c through the wall j is taken up by the gases which pass through the duct g and go to the wheel of the turbine. The heat lost by the gases in the duct y through the wall Ie is itself taken up by the intake air of the duct b and only the heat lost by the latter through the wall l of the combustion chamber is actually lost without recovery.
Fig. 2 shows in section this combustion chamber in combination with a heat exchanger arranged around it to heat the air under pressure adulis by means of the exhaust gases.
This exchanger com carries a chamber t provided around the periphery of the combustion chamber and which communicates with the annular space a thereof by a wide orifice ii .. The chamber ni is closed at its other end by a partition o in which are fixed the ends of tubes 13. These tubes are wound around the combustion chamber at the same time as a sheet q which describes with them a useful spiral which forms for the tubes a helical housing around the combustion chamber.
Ges tubes are supported from place to place by perforated plates which are provided not only with the necessary holes for the tubes 1t, but also with additional trolls which allow the circulation of gases around said tubes.
By their outer end, the tubes p open into a chamber t which, through an orifice i!., Receives the air delivered by the compressor to pass it through the tubes 1), where it is heated by the heat of the exhaust gas, and send it through n to the annular space rr. and the combustion chamber.
The casing enclosing the tubes 1) has towards its inner end an orifice t @ which is connected to the exhaust of the turbine. By fate external end,
said small casing will connect c-n s with hatnlosphirre out at "e tin appropriate exhaust pipe.
It is understandable that, under these conditions, the heat exchanger is traversed on the outside of the p tubes by a centrifugal stream of exhaust gas, and ii, the interior of the same tubes by a central stream of pressurized air. from the compressor.
Under these conditions, the two gas streams exchange their temperatures through the walls of the tubes, so that here too the temperatures increase from the outside to the inside so that the heat lost in a p @ @ rtïou any is recovered in the part of the apparatus which surrounds it and <lute, moreover,
the heat-insulating envelope which it is advantageous to have around the assembly is only at low temperature and no longer has to protect the device except against an already extremely low heat loss.
The nozzle d is provided with a device intended to throttle the fuel inlet when the temperature at the outlet from the turbine increases in an abnormal manner.
This device, which is rel> r @ eutt @ st the lig. : .i, consists of 1111 needle valve whose shutter tip c 'and the seat d' are respectively integral, the first of a rod 'and the <B> second </B> of a concentric tube L',
immersed in the exhaust gas stream at the outlet of the turbine itself and formed by two metals before expansion coefficients as di $ irent as possible, the direction of the needle being such qtte,
when the temperature rises it closes and when the temperature lowers it opens. By way of example, the metals (which will give it a favorable result may be corroded copper whose expansion coefficient is 0,
00001607 on (iii aeier-nickel with a content less than 200% of nickel whose coefficient of expansion is greater, the other metal being preferably low-this to about 3: iu of nickel or Invar steel whose coefficient of expansion is M Order 0.00000 \ 35.
On bed fig. 3, we see the rod a 'which suede the case of said figure will be made of the expandable mesh 111u5 and which is housed inside the tube b' formed 10 itself of the metal the expandable indus, so that law :
ëa heating, the rod a 'extending over the tube b' comes through its tip c 'to close the orifice of the seat d' and oppose the passage of the eomlmtible which arrives through the tube e 'and comes out through the tube f 'to get to the nozzle of the combustion chamber. To adjust the temperature at which the throttling occurs,
the seat of the needle is adjustable and ports; by a threaded plug i / 'with very fine threads h' which makes its position in tris depth exactly adjustable by hand.
The threaded plug, there is, in the desired places, provided with premmétuupes necessary so that no leakage of combustible liquid can occur.
Depending on the setting of the threaded plug J ', the obbumtion will therefore occur as has been said at a determined temperature and the device will always tend to maintain the exhaust gases on its own at this same temperature at the outlet of the device. the turbine.
The threaded plug g 'is here ordered from the niaili. May, it pullrruit all "i slaved to <B> mi </B> the machine's control since it only needs to increase the speed to start the <B> china </B> and.
to reduce it at the same time. It may even be advantageous for it to be controlled by both at the same time by means of a lifting beam,
a difl'érenbel or any equivziletit device. You should take precaution, of course,
to arrange it so that the flow rate of the fuel binds cannot exceed the maximum limit for which the ten-ipératurë reaches the limit value that can withstand the blades of the turbine. It will of course also be possible to operate the setting differently.