FR2460390A1

FR2460390A1 - Diffuseur pour moteur a turbine a gaz

Info

Publication number: FR2460390A1
Application number: FR8014068A
Authority: FR
Inventors: Jacob Sherman Hoffman; Mario Eugene Abreu
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1979-06-28
Filing date: 1980-06-25
Publication date: 1981-01-23
Also published as: DE3023900A1; FR2460390B1; CA1141973A; US4272955A; BE884021A; IT1131298B; GB2054047B; IL59999A; GB2054047A; JPS5623525A; IT8022694A0; JPS6343648B2; NL8003399A

Abstract

DIFFUSEUR SERVANT A CONVERTIR LA PRESSION DYNAMIQUE D'UN FLUIDE REFOULE PAR UN COMPRESSEUR EN UNE PRESSION STATIQUE. IL COMPORTE UNE PREMIERE PARTIE DE DIFFUSION 40 RACCORDEE A LA SORTIE DU COMPRESSEUR ET RACCORDEE PAR UN PETIT GRADIN 76, 88, QUI SERT A REDUIRE L'EPAISSEUR DE LA COUCHE LIMITE ET A CHANGER L'ORIENTATION DU COURANT DE FLUIDE, A UNE PARTIE D'ACCELERATION 52, 90 QUI SERT A ELIMINER LE RESTE DE LA COUCHE LIMITE ET QUI DEBOUCHE DANS UNE SECONDE PARTIE DE DIFFUSION 54, 94 A LA SORTIE DE LAQUELLE EST FORME UN SECOND GRADIN PLUS IMPORTANT 84, 98 QUI SERT A PROVOQUER UNE BRUSQUE DETENTE DU FLUIDE POUR CONVERTIR LA PRESSION DYNAMIQUE RESTANTE EN PRESSION STATIQUE. APPLICATION AUX MOTEURS A TURBINE A GAZ ALIMENTES PAR UN COMPRESSEUR ENGENDRANT UNE FORTE PRESSION DYNAMIQUE.

Description

La présente invention a trait à des moyens diffuseurs et

elle se rapporte plus particulièrement, suivant un de ses mo-

des de réalisation, à des moyens diffuseurs disposés entre le compresseur et la chambre de combustion d'un moteur à turbine à gaz. En général, les moteurs à turbine à gaz comprennent un compresseur qui fournit de l'air comprimé à un appareil de combustion à écoulement continu. L'air-comprimé se mélange

avec du combustible dans l'appareil de combustion et les pro-

duits gazeux de la combustion sont ensuite envoyés, à la sor-

tie de l'appareil de combustion, dans une turbine qui extrait

l'énergie des gaz. L'invention est plus particulièrement ap-

plicable aux moteurs à turbine à gaz dans lesquels un appa-

reil de combustion annulaire comporte des chemises isolantes intérieure et extérieure délimitant entre elles une chambre de combustion ou trajet d'écoulement et des parois intérieure et extérieure respectivement espacée de la chemise intérieure et de la chemise extérieure. Chacune des parois délimite,

avec la chemise correspondante, un trajet d'écoulement adja-

cent au trajet d'écoulement des gaz de combustion. Ces trois

trajets sont annulaires et approximativement concentriques.

L'air comprimé refoulé par le compresseur est envoyé dans un

passage annulaire divergent appelé habituellement un diffu-

seur. A la sortie du diffuseur, le courant d'air est divisé et envoyé dans les trajets d'écoulement ci-dessus décrits. La combustion est entretenue dans le trajet d'écoulement central entre les chemises de l'appareil de combustion tandis que les trajets d'écoulement extérieurs à ce trajet fournissent de l'air pour refroidir les chemises de l'appareil de combustion et de l'air supplémentaire ou air de dilution afin d'aider à

la combustion dans le trajet d'écoulement des gaz de combus-

tion.

Le diffuseur précité sert à convertir la charge ou pres-

sion dynamique du fluide comprimé, constitué par de l'air, qui

sort du compresseur, en pression statique. Il serait idéale-

ment souhaitable de convertir la pression dynamique en pres-

sion statique sans aucune perte de pression totale. Cependant le rendement ou efficacité des diffuseurs connus dans la

technique est rien moins que satisfaisant. On classe, en géné-

ral les diffuseurs dans l'une ou l'autre de deux grandes caté-

gories: Les diffuseurs à gradin et les diffuseurs commandés.

Les diffuseurs à gradin classiques de la technique antérieure ont une partie de détente progressive dans laquelle environ

% de la pression dynamique est convertie en pression stati-

que et une partie de décharge brutale dans laquelle seulement % de la pression dynamique restante est récupérée. Dans les

moteurs à turbine à gaz actuels, dans lesquels la pression dy-

namique du fluide qui sort du compresseur représente 6 % de la pression totale, la partie de détente progressive du diffuseur

en gradin permet de récupérer environ 3,6 % de pression stati-

que à partir de la pression dynamique tandis que la partie de décharge du diffuseur permet de récupérer environ 0,40 % de

pression statique à partir de la pression dynamique. Par consé-

quent, on perd environ 2,0 % de la pression totale. Néanmoins, dans les moteurs actuels, ce degré de perte de pression totale

s'est avéré être plus ou moins satisfaisant.

Dans certains des moteurs à turbine à gaz perfectionnés de la prochaine génération, la pression dynamique de l'air qui sort du compresseur est considérablement plus forte que la pression dynamique qui existe dans les moteurs actuels. Dans certains de ces nouveaux moteurs perfectionnés, la pression

dynamique peut s'approcher de 12 à 18 % de la pression totale.

Les systèmes à géométrie fixe sans prélèvement d'air maintien-

nent en général un rapport A P/Q constant, ce qui entraîne une

perte de pression totale comprise entre 4,0 et 6,0 %. Lors-

qu'on utilise des diffuseurs à gradin classiques, la perte de pression totale dans les nouveaux moteurs perfectionnés peut

alors être de 2 à 3 fois supérieure à la perte de pression to-

tale qui existe dans les moteurs actuels. Par conséquent, les diffuseurs à gradin de la technique antérieure ne répondent pas aux besoins des moteurs à turbine à gaz de la prochaine génération.

Les techniques de diffusion commandée déjà connues ne ré-

pondent pas suffisamment aux besoins des moteurs à turbine à gaz de la prochaine génération dans lesquels il existe des

pressions dynamiques élevées du fluide à la sortie du compres-

seur, principalement du fait de la formation d'une couche li-

mite sur les parois du diffuseur. Etant donné que le degré de

divergence des parois est relativement fixe pour éviter le dé-

collement du fluide, la plus forte pression dynamique nécessi-

te l'emploi d'un diffuseur plus long, ce qui entraîne un ac- croissement de l'épaisseur de la couche limite formée le long

de la paroi lorsque le fluide s'écoule dans la partie supplé-

mentaire du diffuseur. L'accroissement de l'épaisseur de la couche limite réduit le rendement du diffuseur. La présente invention a pour but de supprimer ces difficultés liées aux pertes résultant de la couche limite qui existent dans les diffuseurs classiques. La présente invention a également pour but de résoudre le problème lié au détournement du courant de fluide comprimé, à partir de la sortie du diffuseur jusqu'aux

trajets d'écoulement concentriques précités.

Sommairement, ces buts et avantages, ainsi que d'autres

qui seront indiqués ci-après, sont atteints par la présente invention qui, selon un mode de réalisation, a pour objet un appareil diffuseur pour convertir la pression dynamique d'un courant de fluide en écoulement, refoulé par un compresseur,

en pression statique. Des premiers moyens de diffusion reçoi-

vent le fluide du compresseur et décélèrent le fluide d'une

première vitesse à une seconde vitesse. Des moyens d'accélé-

ration sont disposés en aval des premiers moyens de diffusion

pour accélérer le fluide à une troisième vitesse dont la gran-

deur est supérieure à celle de la seconde vitesse. Des seconds

moyens de diffusion sont disposés en aval des moyens d'accélé-

ration pour décélérer le fluide de la troisième vitesse à une quatrième vitesse dont la grandeur est inférieure à celle de la seconde vitesse. Des moyens peuvent être disposés en aval des seconds moyens de diffusion pour détendre brusquement le fluide afin de réduire la vitesse du fluide à une cinquième

vitesse dont la grandeur est inférieure à celle de la quatriè-

me vitesse. Des moyens formant gradin peuvent être disposés en-

tre les premiers moyens de diffusion et les moyens d'accéléra-

tion pour détourner le fluide d'une première direction vers une seconde direction et pour réduire l'épaisseur de la couche limite accumulée par le fluide pendant qu'il s'écoule dans les

premiers moyens de diffusion.

La suite de la description se réfère aux figures annexées

qui représentent respectivement: Fig. 1, une vue schématique d'un moteur à turbine à gaz auquel la présente invention est applicable;

Fig. 2, une représentation schématique à plus grande é-

chelle d'une partie du moteur représenté sur la Fig. 1.

Sur la Fig. 1 à laquelle on se référera maintenant, on a désigné par la référence générale 10 un moteur à turbine à gaz

qui comporte un carter extérieur 11, ayant une extrémité d'en-

trée 12 qui reçoit de l'air qui entre dans un compresseur axial 14 à plusieurs étages. Le compresseur 14 comporte une série de grilles d'aubes de rotor 16 intercalées entre une série de

grilles d'aubes de stator 18. Les aubes de stator 18 sont fi-

xées, à une de leurs extrémités, à la surface intérieure du carter 11. Une grille d'aubes distributrices de sortie 20 est disposée à l'extrémité aval du compresseur, cette grille étant

suivie d'un diffuseur annulaire qui a été désigné par la réfé-

rence générale 22. Le diffuseur 22 délivre l'air comprimé à un appareil de combustion désigné par la référence générale 30, d'o sortent -des gaz chauds à grande vitesse qui sont envoyés dans la turbine motrice 32. La turbine motrice 32 extrait le

travail nécessaire pour entraîner le compresseur 14 par l'in-

termédiaire d'un arbre de transmission 34 sur lequel la turbi-

ne 32 et le compresseur 14 sont-tous deux montés. Le courant

de gaz chauds quittant la turbine 32 est déchargé à l'atmosphè-

re par une tuyère 38 fournissant ainsi une poussée au moteur.

Il ne parait pas nécessaire pour permettre une pleine compré-

hension des principes de la présente invention de décrire da-

vantage la structure générale et le fonctionnement du moteur

à turbine à gaz représenté sur la Fig. 1 étant donné que cet-

te structure générale et ce fonctionnement sont bien connus des spécialistes de la technique. En outre, bien que le moteur

représenté soit du type turboréacteur, il doit être bien com-

pris que la présente invention est applicable à toutes les ma-

chines qui utilisent un système de combustion à écoulement

continu de fluide, par exemple aux turbosoufflantes d'avia-

tion, aux turbomoteurs et aux moteurs terrestres et analogues.

On doit noter que les éléments du moteur 10 à turbine à gaz représenté sur la Fig. 1, à savoir le compresseur 14, le diffuseur 22, l'appareil de combustion 30 et la turbine 32 ont

une configuration générale annulaire et s'étendent circulaire-

ment autour de l'axe du moteur ou ligne longitudinale centrale X-X du moteur de telle sorte que le courant d'air, puis celui

des gaz chauds de la combustion s'écoulent dans un trajet annu-

laire qui entoure l'axe X-X. Par conséquent, le terme "radiale-

ment", dans le sens o il est utilisé ici, désigne une direc-

tion approximativement radiale par rapport à l'axe X-X du mo-

teur. Le terme "axialement" désigne une direction orientée ap-

proximativement suivant l'axe X-X du moteur et le terme "cir-

culairement" désigne une direction orientée approximativement

suivant un cercle centré sur l'axe X-X.

Sur la Fig. 2 à laquelle on se référera maintenant, on a représenté une vue en coupe schématique de la machine qui fait l'objet de la présente invention et qui comporte des moyens de diffusion qui comprennent le diffuseur 22 et une partie de l'appareil de combustion 30. Des premiers moyens de diffusion

constitués par une première partie de diffusion 40 sont agen-

cés de façon à recevoir un fluide sous pression, à savoir de l'air comprimé, du compresseur 14 par un orifice d'entrée 42 disposé à l'extrémité avant de la partie de diffusion 40. La première partie de diffusion 40 comporte des parties de paroi

intérieure et extérieure 44 et, respectivement, 46 qui s'éten-

dent axialement et circulairement, qui sont radialement espa-

cées l'une de l'autre et qui divergent dans le sens d'écoule-

ment du fluide pour former entre elles un premier trajet d'é-

coulement de diffusion annulaire 48 qui s'étend axialement et qui entoure l'axe longitudinal X-X du moteur. Le fluide sous

pression refoulé par le compresseur 14 a une vitesse d'écoule-

ment extrêmement élevée et, par conséquent, la charge dynami-

que ou, en d'autres termes, la pression dynamique du fluide attribuable à la vitesse du fluide est importante. Pour cette

raison, le fluide sous pression qui entre dans l'orifice d'en-

trée 42 à une première vitesse est décéléré ou détendu dans la

première partie de diffusion 40 grâce à la divergence du tra-

jet d'écoulement 48 jusqu'à ce que la vitesse du fluide, en un emplacement proche de l'orifice de sortie 50 de la partie de

diffuseur 40, ait eu sa grandeur réduite à une seconde vites-

se. Le fluide sous pression qui s'écoule dans la partie de diffusion 40 accumule une couche limite de fluide sur les pa-

rois 44 et 46. L'épaisseur de la couche limite s'accroit pro-

gressivement à mesure qu'on se déplace vers l'aval de la par-

tie de diffusion 40. L'accumulation de la couche limite de

fluide réduit la surface de la section transversale du passa-

ge d'écoulement de fluide de la partie de diffusion 40 de sor-

te qu'à la sortie 50, l'épaisseur de la couche limite et la surface de la section transversale du passage d'écoulement utile réduite freinent de manière importante la poursuite de

la conversion de la pression dynamique en pression statique..

Comme on le décrira ci-après, un aspect de la présente inven-

tion réside dans le fait qu'elle prévoit des moyens pour ré-

duire l'épaisseur de la couche limite accumulée sur les pa-

rois du diffuseur 40 au voisinage de l'orifice de sortie 50.

Conformément à la présente invention, des moyens, consti-

tués par une partie d'accélération 52, servant à accélérer le

fluide sous pression et des moyens de diffusion supplémentai-

res, constitués par une seconde partie de diffusion de fluide 54, servant à décélérer et diffuser à nouveau le fluide sous

pression, sont disposés en aval de la première partie de dif-

fusion 40. La partie d'accélération 52 et la seconde partie de diffusion 54 sont formées par des éléments de l'appareil

de combustion 30 d'une manière que l'on décrira ci-après.

L'appareil de combustion 30 est formé en partie par les parties de paroi intérieure 44 et extérieure 46 s'étendant

axialement et circulairement de la première partie de diffu-

sion 40. L'appareil de combustion 30 est également formé par

deux parties de chemise intérieure 60 et extérieure 62 s'éten-

dant axialement et circulairement disposées entre des parties

de paroi 56 et 58 d'appareil de combustion. Les parties de pa-

roi 56 et 58 et les chemises 60 et 62 coopèrent pour délimiter

trois trajets d'écoulement concentriques 64, 66 et 68 qui re-

çoivent le courant de fluide sous pression sortant de la pre-

mière partie de diffusion 40. Le trajet d'écoulement 64 radia-

lement intérieur et le trajet d'écoulement 68 radialement

extérieur sont conçus pour fournir de l'air servant à refroi-

dir les parties de chemise 60 et 62 et pour fournir de l'air de dilution qui s'écoule à travers les ouvertures 79 et 81 des chemises pour aider à entretenir une combustion complète à

l'intérieur du trajet d'écoulement central ou chambre de com-

bustion 66 de l'appareil de combustion 30. Les chemises 60 et

62 sont portées dans l'appareil de combustion et sont raccor-

dées entre elles à leur extrémité avant par un organe annulai-

re 70 qui s'étend dans l'ensemble radialement et qui comporte

une série d'ouvertures centrales espacées 72 conçues pour re-

cevoir une série d'injecteurs de combustible 74 (dont un seul

a été représenté en traits interrompus sur la Fig. 2). Les in-

jecteurs 74 sont alimentés en combustible de la manière habi-

tuelle pour entretenir la combustion. Les extrémités avant ou

amont des chemises 60 et 62 se terminent par des lèvres radia-

lement espacées 77 et, respectivement, 78. L'appareil de com-

bustion 30 que l'on a décrit ci-dessus et représenté dans le dessin annexé est du type annulaire mais il est bien entendu

que la présente invention est également applicable aux appa-

reils de combustion du type alvéolaire ou du type tuboannulai-

re.

L'un des aspects de la présente invention concerne la ma-

nière suivant laquelle une partie du fluide qui s'écoule par l'orifice de sortie 50 du premier diffuseur 40 est détournée vers les trajets d'écoulement 64 et 68. On décrira maintenant

cet aspect de l'invention ainsi que la caractéristique précé-

demment mentionnée relative à la réduction de l'épaisseur ou suppression de la couche limite établie progressivement par

le fluide sous pression. On effectuera la description de ces

aspects de la présente invention en se référant au trajet d'é-

coulement 68. Il doit être cependant bien compris que les principes décrits en se référant au trajet d'écoulement 68

sont applicables au trajet d'écoulement de même que la struc-

ture décrite pour le trajet d'écoulement 68 se retrouve dans

le trajet d'écoulement 64.

Comme précédemment indiqué, la chemise 62 coopère avec

la partie de paroi extérieure 58 pour délimiter un trajet d'é-

coulement annulaire 68. Le trajet d'écoulement 68 est dans l'ensemble orienté de façon à diriger de l'air destiné àêtre utilisé à des fins de refroidissement et de dilution radialement à l'extérieur de la chemise 62

et, à cette fin, il est orienté de telle sorte que la dis-

tance du trajet d'écoulement 68 à l'axe X-X du moteur s'ac-

croit à mesure que l'on se déplace le long du trajet d'écou-

lement du fluide dans le sens d'écoulement du fluide. Cette orientation nécessite un changement de direction du fluide

lorsqu'il sort de la première partie de diffusion 40. En ou-

tre, le fluide doit se débarrasser de sa couche limite afin qu'une conversion supplémentaire de la pression dynamique du fluide en pression statique puisse se produire d'une manière

-très efficace. Pour atteindre ces objectifs, des moyens for-

mant gradin sont utilisés pour changer l'orientation du cou-

rant de fluide d'une première direction à une seconde direc-

tion et pour réduire l'épaisseur de la couche limite de flui-

de. Plus précisément, la partie de paroi extérieure 58 de l'appareil, qui est disposée axialement adjacente à la partie de paroi 46 de la partie de diffusion 40, est raccordée à 'La

partie de paroi 46 par un gradin 76 s'étendant radialement.

Le gradin 76 disposé entre la première partie de diffusion 40 et la partie d'accélération 52 est orienté axialement dans le

sens d'écoulement du fluide et il établit une région très lo-

calisée à basse pression immédiatement adjacente au gradin 76.

La pression régnant dans cette région localisée est inférieu-

re à la pression du fluide sous pression qui règne dans les emplacements éloignés de la paroi 46. Par conséquent, le fluide est repoussé ou redirigé vers la région localisée et le détournement du fluide en direction du trajet d'écoulement 68 est de ce fait, facilité. En outre, la présence du gradin 76 établit une région localisée dans laquelle le fluide sous pression est momentanément hors de contact avec la paroi 58

qui délimite le trajet d'écoulement 68. Dans cette région lo-

calisée, le fluide de la couche limite n'est plus soumis aux forces de frottement liées à la présence de la paroi 58 du trajet d'écoulement. Cependant, alors que la couche limite * A5 n'est pas en contact avec la paroi, elle est influencée par son contact visqueux avec le courant principal de fluide sous pression et une réduction de l'épaisseur de la couche limite

est obtenue de ce fait. L'importance de la réduction de l'é-

paisseur de la couche limite est une fonction de divers para-

mètres d'écoulement et, dans de nombreuses situations, la pré-

sence du gradin 76 peut provoquer la suppression complète de la couche limite. On doit insister sur le fait que le gradin 76 est petit par rapport à la hauteur radiale du courant qui pénètre dans le passage 68 afin d'assurer qu'il ne se produit

pas un brusque accroissement important de la section du passa-

ge d'écoulement et qu'il n'y ait pas une réduction instantanée

importante de la pression dynamique à cet emplacement.

Immédiatement en aval du gradin 76, la chemise 62 et la

partie de paroi extérieure 58 coopèrent pour délimiter la par-

tie 52 d'accélération du fluide qui sert à accélérer le fluide

sous pression de la seconde à la troisième vitesse. Plus pré-

cisément, la chemise 62 et la partie de paroi 58 délimitent

une partie annulaire s'étendant axialement du trajet d'écoule-

ment 68 et convergent l'une vers l'autre dans le sens d'écou-

lement du fluide afin de réduire progressivement la surface de la section transversale du trajet d'écoulement 68 jusqu'à une

région de col 80 de surface de section transversale minimale.

Par conséquent, le fluide s'écoulant dans la partie convergen-

te du trajet d'écoulement est accéléré jusqu'à ce que le flui-

de atteigne une troisième vitesse dans la région de col 80. La vitesse du fluide dans le col 80 a une grandeur supérieure à celle de la seconde vitesse précitée du fluide à la sortie 50

de la première partie de diffusion 40. Etant donné que la par-

tie 52 d'accélération du fluide réduit à nouveau l'épaisseur de la couche limite du fluide sous pression, le courant de fluide est dans une condition appropriée pour effectuer une diffusion supplémentaire et une conversion supplémentaire de

la pression dynamique en pression statique.

Immédiatement en aval de la région de col 80 de la partie

d'accélération 52, la chemise 62 et la partie de paroi exté-

rieure 58 coopèrent pour former la seconde partie de diffu-

sion 54. Plus précisément, la chemise 62 et la partie de pa-

roi 58 délimitent une partie annulaire s'étendant axialement du trajet d'écoulement 68 et elles divergent en éloignement l'une de l'autre dans le sens d'écoulement du fluide de façon

à accroître progressivement la surface de la section transver-

sale du trajet d'écoulement. Par conséquent, le fluide est dé-

céléré de la troisième vitesse précitée à une quatrième vites-

se, atteinte à la sortie 82 de la partie de diffusion 52. La

quatrième vitesse a une grandeur inférieure à la seconde vi-

tesse précitée du fluide, atteinte à l'orifice de sortie 50.

La vitesse du fluide à l'orifice de sortie 82 est nette-

ment inférieure à la vitesse du fluide qui sort du compres-

seur 14 et, par conséquent, le fluide est dans une condition appropriée pour être l'objet d'une brusque détente qui sert à

convertir une partie de la pression dynamique restante en pres-

sion statique. A cette fin, la partie de paroi extérieure 58 comporte des moyens pour provoquer une brusque détente, ces

moyens se présentant sous la forme d'un important accroisse-

ment instantané de la surface de la section transversale du

trajet d'écoulement 68 en aval de la seconde partie de diffu-

sion 54.

L'important accroissement instantané de la surface de la section transversale est obtenu en formant un grand gradin 84 s'étendant radialement, ce gradin 84 étant grand dans ce sens qu'il est nettement plus grand que le gradin 76 formé dans la partie de paroi extérieure 58. La présence du gradin 84 permet qu'il se produise une brusque détente du fluide qui s'écoule

hors de l'orifice de sortie 82, réduisant, de ce fait, la vi-

* tesse du fluide à une cinquième vitesse dont la grandeur est

inférieure à celle de la quatrième vitesse précitée.

A titre d'exemple, un nouveau moteur à turbine à gaz per-

fectionné peut avoir un compresseur qui refoule le fluide sous

pression à un nombre de Mach d'environ 0,43. La présente inven-

tion est parfaitement appropriée pour convertir la pression dy-

namique résultant de cette vitesse initiale élevée du fluide, en pressions tatique. Le fluide reçu par la première partie de

diffusion 40 est décéléré à une seconde vitesse ayant un nom-

bre de Mach d'environ 0,23 à l'orifice de sortie 50. Lorsque

le gradin 76 est présent, une partie du fluide change d'orien-

tation et est débarrassée d'une partie, sinon de la totalité, de sa couche limite. Le fluide est ensuite accéléré dans la

partie d'accélération 52 à une troisième vitesse ayant un nom-

bre de Mach d'environ 0,3 dans le col 80. La seconde partie de diffusion 54 diffuse ensuite à nouveau le fluide sous pression et réduit sa vitesse à un nombre de Mach d'environ 0,12 à la sortie 82 de la seconde partie de diffusion 54. Ensuite, le fluide est soumis à une décharge ou détente rapide, comme déjà

décrit ci-dessus.

On examinera maintenant un autre aspect de la présente in-

vention. Comme déjà mentionné, le gradin 76 facilite le détour-

nement du courant de fluide vers le trajet d'écoulement 68. Il

est important que la partie de paroi 58 présente, immédiate-

ment en aval du gradin 76, la courbure correcte pour éviter le décollement du courant de fluide sous pression de la partie de paroi 58. Le décollement du courant de fluide établierait une turbulence qui réduirait le rendement du diffuseur 22. On a trouvé que si le rayon de courbure de la partie de paroi 52 immédiatement en aval du gradin 76 est supérieure à 1,72 fois la hauteur du fluide que l'on veut détourner, le décollement

ne se produit pas.

Comme précédemment indiqué, on a décrit ci-dessus la pré-

sente invention en se référant au trajet d'écoulement 68 mais

cette description est également applicable au trajet d'écoule-

ment 64. On ne décrira pas à nouveau les principes de l'inven-

tion en se référant au trajet d'écoulement 64, mais il est bien entendu que le gradin 88, la partie d'accélération 90, la région de col 92, la partie de diffusion 94, l'orifice de

sortie 96 et le gradin 98 du trajet d'écoulement 64 correspon-

dent respectivement au gradin 76, à la partie d'accélération

52, à la région de col 80, à la partie de diffusion 54, à l'o-

rifice de sortie 82 et au gradin 84 du trajet d'écoulement 68.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S

1 - Appareil diffuseur pour convertir la pression dynami-

que d'un courant de fluide en écoulement, refoulé par un com-

presseur, en pression statique, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comporte: des premiers moyens de diffusion (40) recevant le fluide du compresseur (14) pour décélérer le fluide d'une première vitesse à une seconde vitesse; des moyens (52, 90) disposés en aval des premiers moyens de diffusion pour accélérer le fluide à une troisième vitesse ayant une grandeur supérieure à celle de la seconde vitesse; et des seconds moyens de diffusion (54, 94) disposés en aval

des moyens d'accélération pour décélérer le fluide de la troi-

sième vitesse à une quatrième vitesse dont la grandeur est in-

férieure à celle de la seconde vitesse.

2 - Appareil selon la revendication 1 caractérisé en ce

qu'il comporte, en outre: -

des moyens (76, 88) disposés entre les premiers moyens de

diffusion (40) et les moyens d'accélération (52, 90) pour dé-

tourner le courant de fluide d'une première direction et l'o-

rienter dans une seconde direction et pour réduire l'épaisseur

de la couche limite accumulée par le fluide pendant qu'il s'é-

coule dans les premiers moyens de diffusion.

3 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 2

et 3 caractérisé en ce qu'il comporte, en outre: des moyens (84, 98) disposés en aval des seconds moyens de diffusion (54, 94) pour détendre brusquement le fluide afin

de réduire la vitesse de ce fluide à une cinquième vitesse --

dont la grandeur est inférieure à celle de la quatrième vites-

se.

4 - Appareil diffuseur pour convertir la pression dynami-

que d'un courant de fluide en écoulement, refoulé par un com-

presseur, en pression statique, cet appareil étant caractéri-

sé en ce qu'il comporte:.

des premiers moyens de diffusion (40) recevant le fluide du compresseur (14) pour décélérer le fluide d'une première vitesse à une seconde vitesse; des seconds moyens de diffusion (54, 94) disposés en aval des premiers moyens de diffusion pour décélérer le fluide à

une vitesse dont la grandeur est inférieure à celle de la se-

conde vitesse; et des moyens formant gradin (76, 88) disposés entre les pre-

miers moyens de diffusion (40) et les seconds moyens de diffu-

sion (54, 94) pour détourner le courant de fluide d'une premiè-

re direction et l'orienter dans une seconde direction et pour

réduire l'épaisseur de la couche limite accumulée par le flui-

de pendant qu'il s'écoule dans les premiers moyens de diffu-

sion. - Appareils selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comporte, en outre: des moyens (84, 98) disposés en aval des seconds moyens de

diffusion (54, 94) pour détendre brusquement le fluide.

6 - Moteur à turbine à gaz comprenant un diffuseur annu-

laire pour recevoir un fluide sous pression d'un compresseur,

ce moteur comprenant également un appareil de combustion annu-

laire qui comporte une chambre de combustion annulaire dans laquelle le fluide est envoyé par le diffuseur pour entretenir la combustion, le diffuseur et le compresseur s'étendant tous deux circulairement autour de l'axe longitudinal du moteur, ce moteur étant caractérisé en ce qu'il comporte: des premiers moyens de diffusion (40) qui reçoivent le

fluide du compresseur (14) pour décélérer le fluide d'une pre-

mière vitesse à une seconde vitesse; des moyens (52, 90) disposés en aval des premiers moyens de diffusion pour accélérer le fluide à une troisième vitesse ayant une grandeur supérieure à celle de la seconde vitesse; des seconds moyens de diffusion (54, 94) disposés en aval

des moyens d'accélération pour décélérer le fluide de la troi-

sième vitesse à une quatrième vitesse dont la grandeur est in-

férieure à celle de la seconde vitesse; et des moyens (79, 81) pour admettre le fluide déchargé des

seconds moyens de diffusion dans la chambre de combustion.

7 - Moteur selon la revendication 6 caractérisé en ce que les premiers moyens de diffusion (40) comprennent:

un trajet d'écoulement (48) s'étendant axialement entou-

rant l'axe précité (X-X), la surface de la section transversa-

le de ce trajet s'accroissant dans le sens d'écoulement du fluide. 8 Moteur selon la revendication 7 caractérisé en ce que les moyens d'accélération (52, 90) comprennent:

un trajet d'écoulement (64, 68) s'étendant axialement et en-

tourant l'axe précité (X-X), la surface de la section trans-

versale de ce trajet diminuant dans le sens d'écoulement du fluide. 9 Moteur selon la revendication 8 caractérisé en ce que les seconds moyens de diffusion (54, 94) comprennent:

un trajet d'écoulement (64, 68) s'étendant axialement et en-

tourant l'axe précité (X-X), la surface de la section transver-

sale de ce trajet s'accroissant dans le sens d'écoulement du

fluide.

- Moteur selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comporte, en outre: des moyens (76, 88) disposés entre les premiers moyens de

diffusion (40) et les moyens d'accélération (52, 90) pour dé-

tourner le courant de fluide d'une première direction et l'o-

rienter dans une seconde direction et pour réduire l'épais-

seur de la couche limite accumulée par le fluide pendant qu'il

s'écoule dans les premiers moyens de diffusion.

il - Moteur selon l'une quelconque des revendications

9 et 10 caractérisé en ce qu'il comporte, en outre: des moyens (84, 98) disposés en aval des seconds moyens de diffusion (54, 94) pour détendre brusquement le fluide afin de réduire la vitesse de ce fluide à une cinquième vitesse

dont la grandeur est inférieure à celle de la quatrième vites-

se.

12 - Moteur à turbine à gaz comprenant un diffuseur annu-

laire pour recevoir un fluide sous pression d'un compresseur,

ce moteur comprenant également un appareil de combustion annu-

laire qui comporte une chambre de combustion annulaire dans la-

quelle le fluide est envoyé par le diffuseur pour entretenir la combustion, le diffuseur et le compresseur s'étendant tous deux circulairement autour de l'axe longitudinal du moteur, ce moteur étant caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens de diffusion (40) qui reçoivent le

fluide du compresseur (14) pour décélérer le fluide d'une pre-

mière vitesse à une seconde vitesse; des seconds moyens de diffusion (54, 94> disposés en aval des premiers moyens de diffusion pour décélérer le fluide à

une vitesse dont la grandeur est inférieure à celle de la se-

conde vitesse; et des moyens formant gradin (76, 88) disposés entre les

premiers moyens de diffusion et les seconds moyens de diffu-

sion pour détourner le courant de fluide d'une première direc-

tion et l'orienter dans une seconde direction et pour réduire

l'épaisseur de la couche limite accumulée par le fluide pen-

dant qu'il s'écoule dans les premiers moyens de diffusion et des moyens (79, 81) pour admettre le fluide déchargé des

seconds moyens de diffusion dans la chambre de combustion.

13 - Moteur selon la revendication 12 caractérisé en ce que les premiers moyens de diffusion (40) comprennent:

un trajet d'écoulement (48) s'étendant axialement entou-

rant l'axe précité (X-X), la surface de la section transversa-

le de ce trajet s'accroissant dans le sens d'écoulement du fluide. 14 Moteur selon la revendication 13 caractérisé en ce que les seconds moyens de diffusion (54, 94) comprennent:

un trajet d'écoulement (64, 68) s'étendant axialement en-

tourant l'axe précité (X-X), la surface de la section trans-

versale de ce trajet s'accroissant dans le sens d'écoulement

du fluide.

- Moteur selon la revendication 14 caractérisé en ce

que les moyens servant à détourner le fluide et à réduire l'é-

paisseur de la couche limite comprennent des moyens formant

gradin (76, 88) disposés entre les premiers (40) et les se-

conds (54, 94) moyens de diffusion.

16 - Moteur à turbine à gaz comprenant un diffuseur annu-

laire pour recevoir un fluide sous pression d'un compresseur et un appareil de combustion annulaire dans lequel le fluide est envoyé par le diffuseur pour entretenir la combustion, le diffuseur et l'appareil de combustion s'étendant tous deux

circulairement autour d'un axe longitudinal du moteur, ce mo-

teur étant caractérisé en ce qu'il comporte:

une première partie de diffusion (40) qui reçoit le flui-

de traversant le compresseur (14) et qui comporte des parties de paroi (44, 46) radialement intérieure et extérieure s'éten- dant axialement, espacées l'une de l'autre et divergeant dans

le sens d'écoulement du fluide pour former entre elles un pre-

mier trajet d'écoulement et de diffusion du fluide; des parties de paroi intérieure et extérieure (56, 58)

de l'appareil de combustion disposées respectivement axiale-

ment adjacentes à la partie de paroi intérieure et à la partie de paroi extérieure de la première partie de diffusion;

un gradin (76, 88) s'étendant radialement raccordant l'u-

ne des parties de paroi de l'appareil de combustion à l'une des parties de paroi de la première partie de diffusion; et

deux chemises (60, 62) espacées l'une de l'autre dispo-

sées entre les parties de paroi de l'appareil de combustion et délimitant trois trajets d'écoulement concentriques (64, 66, 68), l'une des chemises (60, 62) coopérant avec l'une des

parties de paroi (56, 58) de l'appareil de combustion pour dé-

limiter une seconde partie de diffusion (94, 54) dans l'un des trajets d'écoulement concentrique, en aval de la première

partie de diffusion.

17 - Moteur selon la revendication 16 caractérisé en ce

que la paroi (56, 58) de l'appareil de combustion et la che-

mise (60, 62) qui coopèrent entre elles pour former une secon-

de partie de diffusion (94, 54) coopèrent également pour for-

mer une partie d'accélération (90, 52) en amont de la seconde

partie de diffusion.