FR2531744A1 - Turbine a pales croisees - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES ENGINS DE TYPE "TURBOMACHINES". DANS SON UTILISATION "RECEPTRICE" ELLE UTILISE, SANS PERTE, L'ENERGIE D'UN FLUIDE SOUS PRESSION, POUR LA TRANSFORMER. DANS SON UTILISATION "GENERATRICE", ELLE UTILISE UNE FORCE MOTRICE POUR POMPER OU COMPRESSER AVEC UN MAXIMUM D'EFFICACITE. ELLE EST COMPOSEE D'UNE ROUE 2 MUNIE DE PALES 3 ET D'UN DISQUE 4 QUI OBTURE LE CARTER 1 DE LA ROUE, POUR DIRIGER LA PRESSION DES FLUIDES DANS LE SENS VOULU. UNE OU PLUSIEURS LUMIERES SONT PREVUES SUR LE DISQUE, POUR NE LAISSER PASSER QUE LES PALES. LES PERTES SONT AINSI REDUITES AU MINIMUM, CE QUI ACCROIT D'AUTANT L'EFFICACITE DU SYSTEME. L'ADJONCTION D'UNE CHAMBRE DE COMBUSTION OU D'UN "ALLUMAGE" PERMET DE L'UTILISER COMME MOTEUR. PARMI LES APPLICATIONS LES PLUS MARQUANTES, CITONS: LES CENTRALES ELECTRIQUES, LES MOTEURS A COMBUSTION, LES POMPES, LES COMPRESSEURS, LES SOUFFLERIES.

Description

La présente invention concerne les engins de type "turbomachines" réceptrices ou génératrices. Elle permet dans une fonction réceptrice d'utiliser la pression d'un fluide ou d'un carburant explosif pour sa transformation en une autre forme d'énergie (fabrication d'électicité ou mouvement). Dans sa fonction génératrice, l'énergie motrice qui lui est appliquée est transformée en mise sous pression ou en pompage d'un fluide.

Dans le cas des "turbomachines9' existantes, de nombreux incon vénients ne permettent pas une rentabilité maximum.

Si nous prenons le cas des turbines receptrices de type "action", elles exigent une pression fluide très élevée d'ou une infractructure très importante, (barrage de plus de 200 mètres par exemple) ou pour les turbines à vapeur une très haute température, ce qui implique une grande dépense d'énergie combustible.

Pour les turbines réceptrices de type "réaction qui exigent une pression moins grande, en revanche, c'est la quantité de fluide qui est importante, par le fait qu'une partie du fluide passe entre les pales, s'écoule sans action énergétique ou le fluide glisse sur les hélices sans lui transmettre toute sa puissance.

Les turbines génératrices (pompes centrifuges) demandent une très grande vitesse de rotation pour que leur efficacité soit correcte. De plus, elles sont limitées en pression et dans le choix du fluide è transporter. Elles peuvent difficilement servir à comprimer un gaz par exemple.

Le principe de la turbine à "pales croisées" permet d'éviter tous ces i onvénients en récupérant dans son utilisation "receptrice", toute l'énergie fluide mise en oeuvre, aussi bien en haute qu'en basse pression, et dans son utilisation 11génératrice", même à vitesse réduite, elle conserve son maximum d'efficacité, grâce à un disque qui croise la roue munie de pales et qui sert de "clapet" anti-retour. Aucune fuite n'étant
possible, l'énergie fournie par les fluides est entièrement transmise aux pales et à la roue. Inversement pour le pompage ou la compression, l'énergie des pales et de la roue est entièrement distribuée au fluide concerne.

Selon une variante, l'adjonction au même principe selon l'inven tion, d'une chambre de combustion pour gaz explosifs ou d'un injecteur et d'un allumage permet d'utiliser ce système comme "moteur à explosion
La figure nO 1 des dessins annexés propose une perspective avec coupe partielle du .carter (1) laissant voir la roue (2) munie ici de deux pales (3) la position du disque (4) par rapport à la roue (2) la lumière (5).

La figure nO 2 montre le parcours des pales (3) et la forme intérieure du carter. Les angles 0 < et fi représentés sur cette figure servent à calculer les angles des pales (3) et de la lumière (5).

La figure 3 représente un schéma du fonctionnement de ce principe.

La figure 4 représente le disque (4) et sa lumière (5), face et profil.

Le principe de l'invention représentée ici est un disque circulaire qui vient obturer le carter d'une roue munie de pales après le passage de celles-ci. Une lumière (5) est prévue pour laisser le passage des pales. En fonction du mouvement rotatif des deux parties, la Porme des pales (3) est hélicoidale et leur conformation est calculée d'après les angles et figure 2, en fonction du no*bre-de pales sur la roue et du nombre de lumière sur le disque.

La lumière (5) est inclinée elle aussi à partir -des mêmes données que pour les pales et ne laisse passer que celles-ci, tout en ayant un jeu suffisant pour ne pas bloquer le système.

La synchronisation des 2 mouvements est effectuée par un jeu dien- grenages appropriés. En fonction de ces éléments un fluide sous pression admis en (8), ne peut exercer cette pression que sur la pale supérieure (selon le dessin), le disque serinant de 'clapet" pour une pression vers le bas, (voir schéma de la figure 3). La pression continue à stexereer jusqu'a' ce qu'une autre pale croisant le disque se trouve à son tour en position d'admission.

De la manière qu'il empêche le fluide sous pression d'aller vers le bass le disque empêche le fluide emmagasiné de refluer vers le haut après un tour de roue et c'est la pale suivante qui dans son mouvement refoule le fluide utilisé vers l'extérieur par l'échappement (9) (c'est en même temps le principe du pompage et de la compression).

Dans le dessin A de la figure 3, une pale (3) croise le disque (4). Le fluide injecté dans l'admission (8) exerce une pression qui fait tourner la roue, en même temps la pale (3) dans son mouvement inférieur évacue le fluide utilisé au tour précédant, par l'échappement (9).

Le dessin B montre la pale ayant termine son croisement, l'admission (8) continue toujours sa fonction. Par contre par l'échappement (9) c'est le fluide de la seconde pale qui commence à sortir.

Le dessin C représente la seconde pale dans une position mixte par rapport à l'admission, la pression agit encore -sur la première pale et commence déjà à agir- sur la seconde, alors que l'échappement de la seconde pale est en train de se terminer.

L'invention selon son principe peut être sujette à de nombreuses
adaptations selon l'utilisation. Le nombre de pales sur la roue comme le nombre de lumières sur le disque peuvent être variable. Il y a possibilité de placer plusieurs roues autour d'un même disque ou de situer une roue entre plusieurs disques. Il y a encore la possibilité de monter plusieurs systèmes en serie sur un même arbre (moteur d'automobile par exemple).

Dans son principe, la turbine à pales croisées peut trouver son utilité dans tous les cas ou une turbomachine peut être employée
production d'électricité, moteur à turbine, compresseur, soufflerie, pompage, etc...

Il est à noter que la turbine à pales croisées peut fonctionner dans les deux sens en inversant l'ordre d'admission et d'échappement.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Principe d'une turbine composée d'une roue (2) munie de pales (3) hélicoidale, caractérisée par le fait qu'un objet circulaire (disque) (4) obture le carter de cette roue après le passage des pales. A cet effet, le disque est pourvu d'une ou plusieurs lumières (5) pour laisser passer les pales avec un jeu suffisant pour ne pas bloquer le système.

L'ensemble des éiéments est contenu dans une bâche (1) ou carter muni d'une admission (8) et d'un échappement (9). Les deux mouvements rotatifs, du disque et de la roue, sont synchronisés par un jeu d'engrenages appropriés.

2. Turbine selon la revendication nO 1, caractérisée par un disque qui obture le carter d'une roue munie de pales pour diriger le courant d'un fluide. Disque pourvu d'une ou plusieurs lumières dont la forme est étudiée pour laisser passer seulement les pales de la roue.

3. Turbine selon la revendication nO 1, caractérisée par le principe d'une pièce pourvu d'une ou plusieurs lumières ayant les mêmes fonctions et les mêmes effets que le disque cité en 2.

4. Turbine selon revendication nO 2, caractérisée par le fait que l'adjonction d'un allumage intérieur ou d'une chambre d'explosion extérieure, ne change rien au système, mais qu'elle le complète pour une utilisation comme moteur thermique.