FR2788813A1 - Centrifugal combustor for aircraft gas turbine has annular ducts to deflect air flow to central ejection nozzle - Google Patents

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    • F02K7/10Plants in which the working fluid is used in a jet only, i.e. the plants not having a turbine or other engine driving a compressor or a ducted fan; Control thereof characterised by having ram-action compression, i.e. aero-thermo-dynamic-ducts or ram-jet engines
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Abstract

The aircraft gas turbine has annular ducts (1) which selectively deflect the air flow and curve it towards the central axis where the flow ejection nozzle (5) is situated. The ejection nozzle is thus situated at the centre of a helical turbulent flow. This causes a continuous flow of fresh air.

Description

-1 --1 -

Mon invention est un réacteur d'avion conçu afin de garder les avantages du turbo-  My invention is an airplane reactor designed to keep the advantages of turbo-

réacteur sans en avoir les inconvénients. Je l'ai créé pour être monté sur une aile à double action de portance (qui est un autre brevet que j'ai déposé) car ce présent réacteur permet selon moi de monter beaucoup plus haut dans l'atmosphère. 11 peut être utilisé cependant sur n'importe quel avion... L' inconvénient majeur du turboréacteur est que la "compression' ( moi je dirais la centrifugation) s'effectue par un système mécanique mobile  reactor without having the disadvantages. I created it to be mounted on a wing with double lift action (which is another patent that I filed) because this present reactor allows in my opinion to rise much higher in the atmosphere. 11 can be used however on any plane ... The major drawback of the turbojet engine is that the "compression" (I would say centrifugation) is carried out by a mobile mechanical system

Ce fait implique des conséquences importantes: -  This fact has important consequences: -

- Coût de fabrication,complexité,cisaillement...  - Manufacturing cost, complexity, shearing ...

- Une fois une certaine vitesse atteinte, l'entrée d'air se trouve limitée par les pales du turbo,  - Once a certain speed has been reached, the air intake is limited by the blades of the turbo,

1 0 indépendamment (ou presque) de la densité de l'air.  1 0 regardless (or almost) of the air density.

Ce que je propose ici est un moteur à centrifugation entièrement provoquée par des éléments fixes... Sans roulements, sans graissage, sans risques de casse...Mon système présente aussi l'avantage de pouvoir mettre des réacteurs les uns sur les autres (plusieurs réacteurs sur un seul bloc) ( Fig 1 et 3) et de pouvoir mettre si besoin est les tuyères 1 5 d'éjection en commun...Voici le principe de ce réacteur: Le principe est de transporter l'air par un mouvement tourbillonaire, d'une position  What I propose here is a centrifugal motor entirely caused by fixed elements ... Without bearings, without lubrication, without risk of breakage ... My system also has the advantage of being able to put reactors on top of each other ( several reactors on a single block) (Fig 1 and 3) and to be able to put if necessary the common ejection nozzles 1 5 ... Here is the principle of this reactor: The principle is to transport the air by a movement vortex, from a position

circulaire éloignée à une position centrale (comme un lavabo qui se vide).  circular remote to a central position (like a sink that empties).

Pour ce faire, il faut écarter le flux de l'air dès la bouche d'entrée ( 1) par un cône ( Fig 2).  To do this, you must separate the air flow from the inlet (1) by a cone (Fig 2).

Dans cette cheminée conique la surface du flux doit rester la même ce qui fait que plus le flux s'écarte de l'axe et plus les parois de la cheminée se rapprochent. Une fois la largeur maximale atteinte la surface du cône se dérobe vers l'axe de manière exponentielle:Cette courbure fait chuter le flux vers la tuyère centrale et donne une forme générale à cet élément qui le fait ressembler à un menhir. Pour faciliter le tourbillon de l'air, on installe des cloisons en spirale, soit sur la partie avant conique, soit sur la partie arrière ou l'air chute vers le centre (10) ( soit les deux). Selon moi, un simple amorçage sur la partie conique suffit car lorsque le flux chute vers le centre, il ne peut qu'accentuer son effet tourbillonnant (comme un cyclone).De plus cette longue spirale ( Fig 2) permet de  In this conical chimney the surface of the flow must remain the same what makes that the more the flow deviates from the axis and the more the walls of the chimney approach. Once the maximum width has been reached, the surface of the cone slips out towards the axis exponentially: This curvature causes the flow to fall towards the central nozzle and gives a general shape to this element which makes it look like a menhir. To facilitate the vortex of air, spiral partitions are installed either on the conical front part or on the rear part where the air drops towards the center (10) (or both). In my opinion, a simple priming on the conical part is enough because when the flow drops towards the center, it can only accentuate its swirling effect (like a cyclone). In addition this long spiral (Fig 2) allows

maintenir les réacteurs les uns sur les autres (fig 1).  keep the reactors on top of each other (fig 1).

Le résultat recherché pour le principe de mon réacteur et que l'air qui a chuté dans la tuyère d' éjection centrale (5) tourbillonne suivant une spirale ( 13) ( un peu comme un ressort),ce qui permet l'amorçage général lors de la mise à feu vers l'arrière. Il faut calculer la grandeur (et la forme s'il est besoin) de la première cheminée d' éjection pour qu'il yai aspiration par la bouche d'entrée ( 1). On peut utiliser un turboréacteur classique pour ce premier réacteur central si l'on veux... Une fois ce réacteur éjectant les gaz vers l'arrière, il participe à l'aspiration de l'air par les autres cheminées ( si l'on choisi de ne pas séparer les tuyères d'éjection ( Fig 4, Fig 1). Disons aussi que par ma méthode, il est permis d'installer un double réacteur (voir page deux) en queue d'appareil autour du fuselage de l'avion  The result sought for the principle of my reactor and that the air which fell in the central ejection nozzle (5) swirls in a spiral (13) (a bit like a spring), which allows the general priming during from firing backwards. It is necessary to calculate the size (and the shape if it is necessary) of the first ejection chimney so that there is suction by the inlet mouth (1). We can use a conventional turbojet engine for this first central reactor if we want ... Once this reactor ejects gases backwards, it participates in the suction of air by other chimneys (if we chosen not to separate the ejection nozzles (Fig 4, Fig 1). Let's also say that by my method, it is allowed to install a double reactor (see page two) at the tail of the aircraft around the fuselage of the plane

Comme si l'avion lui même était le cône central qui écarte l'air.  As if the plane itself was the central cone that spreads the air.

-2- L'effet tourbillon de mon réacteur se résume par deux angles... D'abord, I'angle d'attaque des flux sur la tuyère centrale,en coupe longitudinale (Fig 1) qui doit juste être suffisante pour permettre l'amorçage du tourbillon qui est caractérisé par le deuxième angle: L'angle d'attaque du flux (venant des cheminée) sur la tuyère centrale ( d'éjection) en coupe transversale qui lui doit être suffisant pour éviter de rentrer de plein fouet dans le flux d'éjection d'un réacteur intérieur (et antérieur).C'est l'addition des deux angles qui détermine la fonction anti- retour lors de la combustion.L'avantage de faire plusieurs réacteurs superposés avec une tuyère d'éjection commune permet de provoquer une aspiration dans les cheminées supérieures; d'enflammer plus facilement; un gain de place;  -2- The swirl effect of my reactor is summed up by two angles ... First, the angle of attack of the flows on the central nozzle, in longitudinal section (Fig 1) which should just be sufficient to allow the initiation of the vortex which is characterized by the second angle: The angle of attack of the flow (coming from the chimneys) on the central nozzle (of ejection) in cross section which must be sufficient for it to avoid entering full force in the ejection flow of an interior (and previous) reactor. It is the addition of the two angles which determines the non-return function during combustion. The advantage of making several reactors superimposed with an ejection nozzle common allows to cause aspiration in the upper chimneys; to ignite more easily; space saving;

1 0 une économie certaine;un rendement optimal...  1 0 a certain saving; an optimal return ...

Dans le mode de réalisation que je propose ici, c'est un tri-réacteur suspendu sous l'aile, à tuyère d'éjection commune et donc à multiples paliers d'éjection. Les surfaces des bouches d'entrée sont: multiplié par 3 pour le réacteur deux par rapport au réacteur un;et encore multiplié par 2.7 pour le réacteur trois:Le réacteur central représente moins de 10 %  In the embodiment which I propose here, it is a tri-reactor suspended under the wing, with common ejection nozzle and therefore with multiple ejection stages. The areas of the inlet openings are: multiplied by 3 for reactor two compared to reactor one; and again multiplied by 2.7 for reactor three: The central reactor represents less than 10%

et peut être alimenté par un combustible spécial ou remplacé par un réacteur classique..  and can be powered by a special fuel or replaced by a conventional reactor.

1:bouches d'entrée des cheminées un et deux; 2: surface des parois; 3: fin de la cloison en spirale dans les cheminées; 4: brûleur du réacteur central dans la tuyère; 5: zone de rencontre du flux de la troisièmes cheminée avec les gaz éjectés des réacteurs 1 et 2; 6: brûleur du dernier réacteur; 7: conduit d'alimentation en carburant; 8: support du réacteur (ou de l'ensemble); 9: zone creuse; 10: zone courbe de la parois des cheminées o chute le flux centrifugé vers le centre; 11: support vu de face en coupe; 12: bouche du troisième réacteur ( sur ce dessin les cloisons en spirale démarrent dès l'entrée alors que les réacteurs peuvent être en recul les un les autres) Fig 1); 13,14,15 (Fig 4): arrivé avec  1: entrances to chimneys one and two; 2: surface of the walls; 3: end of the spiral partition in the chimneys; 4: central reactor burner in the nozzle; 5: zone where the flow from the third chimney meets the gases ejected from reactors 1 and 2; 6: burner of the last reactor; 7: fuel supply pipe; 8: reactor (or assembly) support; 9: hollow area; 10: curved area of the chimney walls where the centrifuged flow falls towards the center; 11: support seen from the front in section; 12: mouth of the third reactor (in this drawing the spiral partitions start from the inlet while the reactors can be recessed one from the other) Fig 1); 13,14,15 (Fig 4): arrived with

angle des flux d'air frais avant la mise à feu et 1' éjection..  angle of the fresh air flows before ignition and ejection.

Signalons que l'effet de rotation de l'air peut déstabiliser l'avion: il faut donc prévoir soit deux blocs de réaction ou bien ( si l'on installe par exemple le bloc en queue d'appareil) une moitié des cheminées qui tournent l'air dans un sens et une moitié dans l'autre sens mais aboutissant dans des tuyères séparés (comme si l'on scindait en deux le réacteur de la figure 3 dans le sens vertical; la partie droite dans une tuyère, la partie  Note that the effect of air rotation can destabilize the plane: it is therefore necessary to provide either two reaction blocks or else (if one installs for example the block at the tail of the aircraft) half of the chimneys which rotate air in one direction and half in the other direction but ending in separate nozzles (as if we split the reactor of Figure 3 in the vertical direction; the right part in a nozzle, the part

gauche tournant à l'envers dans une autre)...  left turning upside down in another) ...

Signalons encore que les parties creuses (9) sont la source de dépressions qui attirent les  It should also be noted that the hollow parts (9) are the source of depressions which attract the

flux. Cette donnée participe au fonctionnement général du réacteur...  flux. This data contributes to the general operation of the reactor ...

Disons enfin les implications pratiques de mon invention... Ce réacteur en ouvrant des bouches béantes pourrait monter à très haute altitude avec des ailes à double action de portance et lancer une navette spatiale munie des mêmes ailes et de moteurs à poudre... Il permet comme je l'ai dis au début, de fabriquer des réacteurs moins chers et plus fiables...de ne pas être limité en puissance par le système mécanique (d'avoir une  Let’s finally say the practical implications of my invention ... This reactor, by opening gaping mouths, could climb to very high altitude with wings with double lift action and launch a space shuttle equipped with the same wings and with powder motors ... allows as I said at the beginning, to manufacture cheaper and more reliable reactors ... not to be limited in power by the mechanical system (to have a

grande variabilité de puissance)... etc...  high power variability) ... etc ...

-3--3-

Claims (4)

REVENDICATIONS 1)Mécanisme pneumatique pour un réacteur d'avion qui permet de faire arriver un flux d'air centrifugé (tournant sur lui même en avançant) dans la tuyère o se produit la combustion et l'éjection sans mécanisme mobile, caractérisé par le fait que le flux est  1) Pneumatic mechanism for an airplane reactor which makes it possible to bring a centrifuged air flow (rotating on itself while advancing) into the nozzle where combustion and ejection takes place without a mobile mechanism, characterized in that the flow is d'abord écarté de son axe pour ensuite retomber sur ce même axe en tournoyant.  first moved away from its axis and then fall back on the same axis while spinning. 2) Mécanisme pneumatique selon la revendication 1 étant une cheminée annulaire (transversalement) qui écarte le flux (l'air) d'un axe central caractérisé par des parois qui s'écartent progressivement de l'axe central de la cheminée et contiennent le flux, des cloisons (dans le sens longitudinal)qui s'incurvent progressivement et qui  2) Pneumatic mechanism according to claim 1 being an annular chimney (transversely) which separates the flow (air) from a central axis characterized by walls which progressively deviate from the central axis of the chimney and contain the flow , partitions (in the longitudinal direction) which curve gradually and which mettent le flux en rotation dans la cheminée annulaire la séparant en plusieurs parties.  put the flow in rotation in the annular chimney separating it into several parts. 3) Mécanisme pneumatique selon la revendication 1,suite de la cheminée de la revendication 2, qui permet de faire revenir (retomber) le flux (ce qui accentue le tourbillon ou en crée un) plus vite qu'il n'a été écarté dans l'axe des brûleurs et de la tuyère o les gaz seront éjectés, caractérisé par une cheminée annulaire,suite de la cheminée de la revendication 2 (ou pas), s'incurvant rapidement (dans le sens longitudinal),ou diminuant 1 5 rapidement de diamètre (dans le sens transversal), munie de cloisons ou pas,qui permet  3) Pneumatic mechanism according to claim 1, following the chimney of claim 2, which allows to return (fall) the flow (which accentuates the vortex or creates one) faster than it was removed in the axis of the burners and the nozzle where the gases will be ejected, characterized by an annular chimney, following the chimney of claim 2 (or not), bending rapidly (in the longitudinal direction), or decreasing 1 5 rapidly diameter (in the transverse direction), with partitions or not, which allows d'accentuer le tourbillon et de le positionner en face de la tuyère d'éjection.  accentuate the vortex and position it opposite the ejection nozzle. 4) Mécanisme pneumatique selon les revendications 1,2,3 qui permet de  4) Pneumatic mechanism according to claims 1,2,3 which allows to superposer des cheminées annulaires les unes sur les autres,ou de crée un réacteur autour d'un fuselage comme s'il s'agissait de la dernière cheminée, ces cheminées étant des bouches de réacteur, qui aboutissent à une tuyère commune ou à des tuyères séparées, caractérisé par des cheminées superposées écartant le flux puis le rentrant, dont la cheminée la plus extérieur (ou autour d'un fuselage) peut ne pas avoir de cloison  superimposing annular chimneys on each other, or creating a reactor around a fuselage as if it were the last chimney, these chimneys being reactor mouths, which lead to a common nozzle or nozzles separated, characterized by superimposed chimneys spreading the flow and then returning it, the outermost chimney (or around a fuselage) may not have a partition extérieur sur la partie qui écarte le flux.  outside on the part that spreads the flow. ) Mécanisme pneumatique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,  ) Pneumatic mechanism according to any one of claims 1 to 4, permettant que les cheminées annulaires superposées contiennent un flux de plus en plus important à chaque superposition et qu'elles soient de longueur différente, ce qui les fait aboutir en des endroits différents de la tuyère d'éjection permettant une réaction en plusieurs paliers, caractérisé par des cheminées jointes par la bouche qui s'incurvent de manière différente, se retrouvant séparées par des espaces creux (doubles parois) et qui arrivent dans une tuyère centrale en des endroits différents; cette tuyère (dans laquelle se fait la combustion) prend un diamètre plus grand à chaque fois qu'une nouvelle  allowing the superimposed annular chimneys to contain an increasing flow at each superposition and that they are of different length, which makes them end up in different places of the ejection nozzle allowing a reaction in several stages, characterized by chimneys joined by the mouth which curve in a different way, finding themselves separated by hollow spaces (double walls) and which arrive in a central nozzle in different places; this nozzle (in which combustion takes place) takes a larger diameter each time a new cheminée annulaire y aboutie pour provoquer une nouvelle combustion.  annular chimney ends there to cause a new combustion.
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