FR3122216A1 - Dispositif de turbomachine reconfigurable, procede et vehicule comprenant un tel dispositif - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un dispositif de turbomachine du type à cycle turbine à gaz avec compression refroidie, régénérateur et réchauffe durant la détente. L’invention concerne des applications pour véhicules automobiles. Le dispositif de turbomachine comprend un premier turbocompresseur (C1, T2), un deuxième turbocompresseur (C2, T1), deux chambres de combustion (CC1, CC2), un refroidisseur (IC), et un récupérateur thermique (R1). Le dispositif comprend des moyens de dérivation (V1, V2, VT1, VT2, D1, D2, D3) du fluide (F1) configurés pour court-circuiter certains desdits éléments (IC, C2, CC1, T1, CC2). Ces moyens de dérivation permettent de changer les configurations du dispositif de turbomachine, en particulier de type RGT, IRGT, IRReGT. Fig. 1

Description

DISPOSITIF DE TURBOMACHINE RECONFIGURABLE, PROCEDE ET VEHICULE COMPRENANT UN TEL DISPOSITIF
L’invention se rapporte au domaine des dispositifs et systèmes de turbomachine du type à cycle turbine à gaz avec compression refroidie.
Les turbomachines sont des convertisseurs d’énergie pour les chaînes de traction fortement électrifiés, notamment celles qu’on appelle prolongateur d'autonomie (« Range Extender ») ou hybride de série. En effet, ces machines, tournant à très haute vitesse, sont relativement compactes, de faible poids. Elles présentent des faibles niveaux de vibration et sont multicarburants.
Cependant ces machines présentent un inconvénient majeur : comparées au moteur thermique à combustion interne, où la plage de rendement est relativement large (rendement élevé pour une plage de couple régime/charge relativement large), ces machines ne présentent pas un bon rendement dès qu’on s’éloigne du point de fonctionnement optimal.
Un des moyens de garder un maximum de rendement est d’utiliser des turbomachines à géométrie variable mais cela ajoute une complexité dans la conception et la fabrication. Dans le cas des turbomachines classiques, la géométrie est figée et par conséquent le rendement est optimal pour une plage de fonctionnement limitée.
En outre, les besoins énergétiques du véhicule en termes thermique, électrique et surtout de propulsion, sont variables. En effet, même si les besoins thermiques de chauffage et/ou de climatisation et le besoin électrique restent quasi-constants et varient doucement, le besoin de propulsion varie en fonction de la vitesse, elle-même étant très variable et dépendante du trajet. Il y a donc un besoin d’une machine optimale pour tout point de fonctionnement.
Par ailleurs, les turbomachines de type régénérative sont compatibles avec des chaînes de traction type hybride de série ou prolongateur d'autonomie (« Range Extender »), où elles opèrent pour recharger la batterie. En effet, il s’agit d’un véhicule électrique équipé d’un convertisseur d’énergie fonctionnant en mode APU (Unité de Puissance Auxiliaire - « Auxiliary Power Unit » en anglais), pour recharger la batterie quand celle-ci est vide.
Si on souhaite intégrer ces turbomachines de type régénérative dans un véhicule, le système va opérer à un point de fonctionnement constant.
De même, ceci n’est pas optimal. En effet, pour des roulages à faible charge, on peut utiliser l’énergie de la batterie. Si la batterie se vide, il faut démarrer l’unité APU, qui fonctionne sur un point fixe.
En ville (roulage à faible charge), on a besoin d’une faible puissance, alors que l’unité APU est généralement dimensionnée pour des points de fonctionnement à forte charge (roulage sur autoroute, roulage pente montage par exemple 90km/h à 15% de pente, ou 110 km/h à 10% de pente). Le fonctionnement de l’unité APU ne sera pas optimal dans cette situation car il va démarrer à forte charge en ville.
Ainsi, un objectif de la présente invention est de proposer une architecture de turbomachine qui s’adapte facilement à différents modes de roulage, sans nécessiter une turbomachine à géométrie variable.
Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un dispositif de turbomachine pour véhicule automobile, le dispositif comprenant
- un premier turbocompresseur comprenant un premier compresseur et une première turbine ;
- un deuxième turbocompresseur comprenant un deuxième compresseur et une deuxième turbine ;
- deux chambres de combustion ;
- un refroidisseur de flux connecté au premier compresseur et au deuxième compresseur ;
- un récupérateur thermique connecté au deuxième compresseur et à une première chambre de combustion, elle-même étant connectée à la deuxième turbine, elle-même étant connectée à la deuxième chambre de combustion, elle-même étant connectée à la première turbine ;
le dispositif étant configuré pour mettre en œuvre un flux de fluide entre les différents éléments ;
caractérisé en ce que le dispositif comprend des moyens de dérivation du fluide configurés pour court-circuiter au moins l’un desdits éléments.
Avantageusement, l’invention permet d’avoir une architecture générale dans laquelle certains éléments sont court-circuités pour avoir différentes configurations de turbomachines.
Selon une variante, les moyens de dérivation sont configurés pour mettre en œuvre au moins deux configurations différentes parmi :
- une première configuration dans laquelle le fluide passe par un desdits compresseurs, puis optionnellement le refroidisseur, puis le récupérateur thermique, puis une desdites chambres de combustion, puis une desdites turbines ;
- une deuxième configuration dans laquelle le fluide passe par le premier compresseur, puis le refroidisseur, puis le deuxième compresseur, puis le récupérateur thermique, puis une desdites chambres de combustion, puis au moins une desdites turbines ;
- une troisième configuration dans laquelle le fluide passe par le premier compresseur, puis le refroidisseur, puis le deuxième compresseur, puis le récupérateur thermique, puis la première chambre de combustion, puis la deuxième turbine, puis la deuxième chambre de combustion, puis la première turbine. Avantageusement, cela permet de mettre en œuvre ces trois configurations différentes avec la même turbomachine en commandant les moyens de dérivation.
Selon une variante, le dispositif de turbomachine comprend en outre un dispositif aérotherme connecté au refroidisseur via un circuit aérotherme en échange de chaleur avec ledit refroidisseur. Avantageusement, cela permet de récupérer de la chaleur produite par le refroidisseur pour réaliser une climatisation d’habitacle de véhicule.
Selon une variante, le dispositif de turbomachine comprend en outre une branche de récupération connectant la première turbine au récupérateur thermique en passant à travers celui-ci, le dispositif de turbomachine comprenant un dispositif aérotherme connecté à un dispositif de chauffage via un circuit aérotherme en échange de chaleur avec ledit dispositif de chauffage, le dispositif de chauffage étant connecté à la branche de récupération en sortie du récupérateur thermique. Avantageusement, cela permet de récupérer de la chaleur produite par des gaz d’échappement pour réaliser un chauffage et une climatisation d’habitacle de véhicule.
Selon une variante, les turbocompresseurs sont montés sur des axes séparés. Avantageusement, cela permet de réaliser une turbomachine compacte.
Selon une variante, au moins un axe de turbocompresseur comporte un générateur électrique. Avantageusement, cela permet de générer de l’électricité utilisable par un véhicule automobile.
Selon une variante, les moyens de dérivation comprennent des électrovannes. Avantageusement, cela permet de faciliter la commande de changement de configuration.
L’invention concerne en outre un procédé de commande d’un dispositif de turbomachine selon l’invention comprenant des étapes pour commander lesdits moyens de dérivation pour reconfigurer la turbomachine selon différentes configurations.
L’invention a également trait à un produit-programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.
Un autre objet de l’invention concerne un véhicule automobile comprenant un dispositif de turbomachine selon l’invention.
L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, dans lesquelles :
- illustre un schéma fonctionnel d’un dispositif de turbomachine selon un premier mode de réalisation préféré de l’invention ;
- illustre un schéma fonctionnel d’un dispositif de turbomachine selon un deuxième mode de réalisation ; et
- illustre un schéma fonctionnel d’un dispositif de turbomachine selon un troisième mode de réalisation.
L’invention concerne un dispositif de turbomachine du type à cycle turbine à gaz avec compression refroidie, régénérateur et réchauffe durant la détente (IRReGT). L’invention concerne en particulier des applications utiles pour des véhicules automobiles. L’invention ne se limite pas au domaine automobile mais concerne également d’autres domaines tels que la production d’électricité en mode groupe électrogène, la cogénération, l’aéronautique, le naval, les concentrateurs solaires, et la récupération thermique.
Le dispositif de turbomachine comprend un premier turbocompresseur et un deuxième turbocompresseur.
Le premier turbocompresseur comprend un premier compresseur C1 et une première turbine T2.
Le deuxième turbocompresseur comprend un deuxième compresseur C2 et une deuxième turbine T1.
En particulier, il s’agit de turbomachines (compresseurs et turbines), de type radial. Sur ce type de machines, le fluide de travail, de l’air dans le cas du compresseur et du gaz dans le cas de la turbine, a une trajectoire radiale entre l’entrée et la sortie.
Plus particulièrement, le premier turbocompresseur forme un étage « basse pression », et le deuxième turbocompresseur forme un étage « haute pression »
Les turbocompresseurs sont de préférence électrifiés, c’est-à-dire qu’ils comportent chacun un générateur électrique G1, G2. Dans la variante préférée, il s’agit d’une machine électrique opérant à la fois en mode moteur et générateur, c’est-à-dire moteur pour entraîner et démarrer le système ; et générateur pour récupérer l’énergie.
Le dispositif de turbomachine comprend en outre deux chambres de combustion CC1 et CC2, et un refroidisseur de flux IC.
Le refroidisseur de flux IC est connecté au premier compresseur C1 et au deuxième compresseur C2.
Le dispositif de turbomachine comprend en outre un récupérateur thermique R1 (ou échangeur thermique). Le récupérateur thermique R1 est connecté au deuxième compresseur C2 et à une première chambre de combustion CC1. La première chambre de combustion CC1 est en outre connectée à la deuxième turbine T1.
La deuxième chambre de combustion CC2 est connectée aux deux turbines, à savoir en particulier la deuxième turbine T1 en amont et la première turbine T2 en aval.
De préférence, le dispositif de turbomachine comprend en outre une branche de récupération BR1 connectant la première turbine T2 au récupérateur thermique R1 en passant à travers celui-ci.
Le dispositif de turbomachine est configuré pour mettre en œuvre un flux de fluide F1 entre les différents éléments le composant.
Selon l’invention, le dispositif de turbomachine comprend des moyens de dérivation du fluide F1 configurés pour court-circuiter au moins l’un desdits éléments, en particulier au moins l’un parmi le refroidisseur IC, le deuxième compresseur C2, la première chambre de combustion CC1, la deuxième turbine T1 et la deuxième chambre de combustion CC2 notamment.
En particulier, les moyens de dérivation comportent des vannes V1, V2, VT1, VT2, et des conduites de dérivation D1, D2, D3, qui sont configurées pour mettre en œuvre au moins deux configurations différentes de turbomachine.
Les configurations que peut prendre le dispositif de turbomachine comprennent une première configuration dite « RGT » (Turbine à gaz récupérative - Recuperative Gas Turbine). Dans cette configuration, le fluide F1 passe par un desdits compresseurs, en particulier le premier compresseur C1, puis le récupérateur thermique R1, puis une desdites chambres de combustion, en particulier la deuxième chambre de combustion CC2, puis une desdites turbines, en particulier la première turbine T2.
Ainsi, la configuration RGT est obtenue en court-circuitant le refroidisseur IC et le deuxième compresseur C2, en particulier au moyen de la première vanne VT1 (ici à 3 voies) et la première conduite de dérivation D1.
La première vanne VT1 est disposée en aval du premier compresseur C1, de préférence en amont du refroidisseur IC. La première conduite de dérivation D1 débouche entre le deuxième compresseur C2 et le récupérateur thermique R1.
En variante, le flux F1 peut passer par le refroidisseur IC en disposant la première vanne VT1a entre le refroidisseur IC et le deuxième compresseur C2 (sans prévoir nécessairement une vanne VT1).
En outre, la configuration RGT est obtenue en court-circuitant la première chambre de combustion CC1 et la deuxième turbine T1, en particulier au moyen d’une deuxième vanne VT2 (ici à 3 voies) et une deuxième conduite de dérivation D2.
La deuxième vanne VT2 est disposée entre le récupérateur thermique R1 et la première chambre de combustion CC1. La deuxième conduite de dérivation D2 débouche en amont de la deuxième chambre de combustion CC2.
Les configurations que peut prendre le dispositif de turbomachine comprennent en outre une deuxième configuration dite « IRGT » (Turbogénérateur à réchauffe et récupération refroidie - Intercooled Recuperative Reheat TurboGenerator). Dans cette configuration, le fluide F1 passe par le premier compresseur C1, puis le refroidisseur IC, puis le deuxième compresseur C2, puis le récupérateur thermique R1, puis l’une desdites chambres de combustion CC1 ou CC2, puis au moins une desdites turbines, en particulier :
- soit la deuxième T1 puis la première turbine T2 suite à la première chambre de combustion CC1 ;
- soit uniquement la première turbine T2 suite à la deuxième chambre de combustion CC2.
Ainsi, la configuration IRGT est obtenue en court-circuitant, selon le cas :
- soit uniquement la deuxième chambre de combustion CC2, en particulier au moyen de la troisième vanne VT3 (ici à 3 voies) et la troisième conduite de dérivation D3 ;
- soit la première chambre de combustion CC1 et la deuxième turbine T1, en particulier au moyen de ladite deuxième vanne VT2 (ici à 3 voies) et ladite deuxième conduite de dérivation D2.
En particulier, la troisième vanne VT3 est disposée entre la deuxième chambre de combustion CC2 et la première turbine T2. La troisième conduite de dérivation D3 débouche en amont de la deuxième chambre de combustion CC2. Cette variante peut être illustrée par les figures 1 et 2.
Alternativement, la troisième vanne VT3a est disposée entre la deuxième turbine T1 et la deuxième chambre de combustion CC2, de préférence en aval de la connexion de la deuxième dérivation D2. La troisième conduite de dérivation D3 débouche en aval de la deuxième chambre de combustion CC2. Cette variante peut être illustrée par la .
Les configurations que peut prendre le dispositif de turbomachine comprennent en outre une troisième configuration dite « IRReGT » (Turbine à gaz à réchauffe et récupération refroidie - Intercooled Recuperative Reheat Gas Turbine). Dans cette configuration, le fluide F1 passe par le premier compresseur C1, puis le refroidisseur IC, puis le deuxième compresseur C2, puis le récupérateur thermique R1, puis la première chambre de combustion CC1, puis la deuxième turbine T1, puis la deuxième chambre de combustion CC2, puis la première turbine T2. En particulier, les conduites de dérivation D1, D2, D3 ne sont pas utilisées.
Avantageusement, l’invention permet d’avoir plusieurs modes de fonctionnement à très fort rendement et sans toucher aux points de fonctionnement des turbomachines, à savoir au moins un mode de fonctionnement faible charge selon une architecture RGT pour les faibles demandes énergétiques ; un mode de fonctionnement à moyenne charge selon une architecture IRGT pour les demandes moyennes, et un mode de fonctionnement à forte charge selon une architecture IRReGT pour les demandes fortes.
En particulier, la partie turbogénérateur opère toujours de la même manière aux mêmes points de fonctionnement, ce qui permet de garder les bonnes performances et un bon rendement des turbomachines.
Dans les modes de réalisation illustrés en figures 1 et 2, on peut prévoir en outre une première vanne deux voies V1 entre un point de dérivation des deuxième et troisième conduites de dérivation D2, D3, et la deuxième chambre de combustion CC2 ; ainsi qu’une deuxième vanne deux voies V2 sur la deuxième conduite de dérivation D2 en amont dudit point de dérivation. Cette variante permet de court-circuiter la deuxième chambre de combustion CC2, de préférence sans nécessairement court-circuiter la première turbine T2 ; ou de court-circuiter à la fois les première et deuxième chambres de combustion CC1, CC2 et la deuxième turbine T1.
Selon une variante, les turbocompresseurs sont montés sur des axes A1, A2 séparés. Avantageusement, cet agencement permet d’avoir une architecture compacte facilement intégrable en séparant les deux turbocompresseurs sans nécessiter d’avoir un long axe commun avec un sens de rotation commun. Dans une variante, non représentée sur les figures, toutes les turbomachines peuvent être montées sur le même axe, qui sera plus long, mais qui ne nécessite qu’une seule machine électrique.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de turbomachine comprend en outre un dispositif aérotherme AE. Ce mode de réalisation permet de mettre à profit la turbomachine pour générer un conditionnement d’habitacle via le dispositif aérotherme AE.
Dans une variante, le dispositif aérotherme AE est connecté au refroidisseur IC via un circuit aérotherme CA en échange de chaleur avec ledit refroidisseur IC. Le circuit aérotherme CA peut comprendre une pompe P faisant circuler un fluide frigorigène. Cette variante peut être illustrée par la .
Dans une autre variante, le dispositif aérotherme AE est connecté à un dispositif de chauffage H1 via un circuit aérotherme CA en échange de chaleur avec ledit dispositif de chauffage H1. Le dispositif de chauffage H1 est connecté à la branche de récupération BR1 en sortie du récupérateur thermique R1. Plus précisément, le dispositif de chauffage H1 est positionné sur la sortie des gaz chaud en aval du récupérateur R1. Il permet de récupérer les calories à l’échappement, le refroidisseur IC étant court-circuité de sorte qu’il n’y a pas de débit d’air y passant. Cette variante peut être illustrée par la .
En particulier, le dispositif de chauffage H1 permet également de générer un conditionnement d’habitacle.
Selon une variante, les moyens de dérivation comprennent des électrovannes. Avantageusement, cela permet d’avoir une commande électronique de changements de configurations du dispositif de turbomachine.
On propose ainsi qu’avec un jeu de vannes et des tuyauteries additionnelles, de pouvoir changer de mode de fonctionnement selon différentes architectures thermodynamiques, tout en gardant les mêmes points de fonctionnement de la turbomachine (débit d’air). Ces différents modes de fonctionnement seront réalisés tout en gardant les mêmes récupérateur R1, refroidisseur IC ainsi que tous les mêmes composants.
Cela permet de faire varier la puissance sans impacter fortement le rendement et sans avoir à couper ou démarrer la machine fréquemment, afin de respecter l’état de charge de la batterie (SOC = State Of Charge en anglais).
L’invention concerne en outre un procédé de commande d’un dispositif de turbomachine tel que décrit précédemment comprenant au moins une étape pour commander lesdits moyens de dérivation V1, V2, VT1, VT2 pour reconfigurer la turbomachine selon différentes configurations. Le procédé peut comprendre en outre une étape de commande d’une action quelconque d’une autre partie du dispositif de turbomachine.
L’invention a également trait à un produit-programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes d’un procédé tel que décrit précédemment, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. Le programme peut par exemple être chargé dans une unité de commande de véhicule automobile servant d’ordinateur.
Un autre objet de l’invention concerne un véhicule automobile comprenant un dispositif de turbomachine tel que décrit précédemment.
Il s’agit par exemple d’un véhicule à chaîne de traction type hybride de série (ou prolongateur d’autonomie), dans lequel la turbomachine est configurée pour recharger la batterie. Ce véhicule électrique est équipé d’un convertisseur d’énergie fonctionnant en mode APU (Auxiliary Power Unit), pour recharger la batterie lorsqu’elle est vide.
Le dispositif de turbomachine selon l’invention est conçu pour opérer au point de puissance maximale selon la configuration IRReGT. S’il faut baisser la puissance, on modifie la configuration en modes IRGT et GT. Cela permet de choisir un mode de fonctionnement et l’architecture thermodynamique optimale. Cela permet de :
- maximiser le rendement global de la chaine de traction ;
- minimiser le nombre de démarrages / arrêts, donc réduire les émissions polluantes durant les phases de transitoires ; réduire les contraintes thermiques / thermomécanique et augmenter la durée de vie de la machine, notamment de l’échangeur récupérateur R1, des chambres de combustion CC1, CC2 et du carter turbine ; réduire les contraintes sur les paliers des turbomachines et augmenter ainsi la durée de vie de la machine ;
- éviter une forte décharge / charge de la batterie ce qui permet d’augmenter sa durée de vie ;
- réduire la taille de la batterie, ce qui permet de réduire le coût, la masse et l’impact environnemental ;
- maintenir le même débit d’air au niveau des chambres de combustion, ce qui permet de maintenir les émissions (NOx, CO et HC) au point optimal (minimal), réduisant ainsi les émissions globales du système ; et
- maintenir le même débit d’air au niveau des turbomachines, ce qui permet de maintenir le fonctionnement de celles-ci au point optimal (rendement maximal), augmentant ainsi le rendement global du système quel que soit le point de fonctionnement du véhicule (en terme de vitesse).
La configuration IRReGT peut être calibrée pour générer 30kWe nets pour les deux générateurs G1, G2 (par exemple : 15kWe et 15kWe ; ou 14kWe et 16kWe ; ou 12kWe et 18kWe). Ce point de fonctionnement (30kWe), correspond par exemple au roulage sur autoroute stabilisé à 130km/h, y compris le besoin électrique de la cabine.
Dans le cas où la puissance électrique demandée par le véhicule baisse, aboutissant à un passage à un point de roulage à 110km/h (au lieu de 130km/h) ce besoin passe à environ 21kWe. La puissance à la roue baisse. Sur un point de 90km/h, le besoin est seulement d’environ 15kWe.
Dans ce cas, si le turbogénérateur continue à fonctionner sur son point optimal, la puissance sera de 30kWe et la batterie va se charger. Donc à un moment donné il faut éteindre le turbogénérateur.
Pour éviter cette situation de vie, qui impacte la durabilité de la machine, les émissions, la consommation ; l’invention propose de garder le même fonctionnement et de créer un by-pass par exemple de la deuxième chambre de combustion CC2 (donc l’arrêter). Dans ce cas, la puissance au niveau de la deuxième turbine T1 (basse pression) sera plus faible et l’étage basse pression va générer par exemple 8 kWe, contre 14kWe à l’étage haute pression, donc 22 kWe net.
Après le by-pass de la deuxième chambre de combustion CC2, et le flux rentre directement dans la première turbine T2 (basse pression) pour continuer la détente. Alternativement, le flux peut passer dans ladite deuxième chambre de combustion CC2 mais sans injecter de carburant, donc avec ladite chambre CC2 à l’arrêt.
Le rendement du cycle IRGT étant inférieur à celui du IRReGT, la perte de rendement correspondante, par exemple de l’ordre de 4 points, sera compensée par le non-arrêt de la machine et donc on évite la charge / décharge de la batterie (par exemple 95% * 95% = 90%), donc au total on aura presque le même rendement global de la chaine de traction (47% * 0.9 = 42.3%).
En concevant une machine qui produit un total de 30kWe, on peut couvrir le point de fonctionnement sur autoroute. Si on passe sur un point à 110 km/h ou 90km/h, l’invention propose de changer de configuration pour s’adapter au point. Cela permet d’utiliser la configuration optimale, limiter les émissions des polluants et optimiser le rendement de la machine.

Claims (10)

  1. Dispositif de turbomachine pour véhicule automobile, le dispositif comprenant
    - un premier turbocompresseur comprenant un premier compresseur (C1) et une première turbine (T2) ;
    - un deuxième turbocompresseur comprenant un deuxième compresseur (C2) et une deuxième turbine (T1) ;
    - deux chambres de combustion (CC1, CC2) ;
    - un refroidisseur (IC) de flux connecté au premier compresseur (C1) et au deuxième compresseur (C2) ;
    - un récupérateur thermique (R1) connecté au deuxième compresseur (C2) et à une première chambre de combustion (CC1), elle-même étant connectée à la deuxième turbine (T1), elle-même étant connectée à la deuxième chambre de combustion (CC2), elle-même étant connectée à la première turbine (T2) ;
    le dispositif étant configuré pour mettre en œuvre un flux de fluide (F1) entre les différents éléments ;
    caractérisé en ce que le dispositif comprend des moyens de dérivation (V1, V2, VT1, VT2, D1, D2, D3) du fluide (F1) configurés pour court-circuiter au moins l’un desdits éléments (IC, C2, CC1, T1, CC2).
  2. Dispositif de turbomachine selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de dérivation (V1, V2, VT1, VT2, D1, D2, D3) sont configurés pour mettre en œuvre au moins deux configurations différentes parmi :
    - une première configuration dans laquelle le fluide (F1) passe par un desdits compresseurs (C1), puis optionnellement le refroidisseur (IC), puis le récupérateur thermique (R1), puis une desdites chambres de combustion (CC2), puis une desdites turbines (T2) ;
    - une deuxième configuration dans laquelle le fluide (F1) passe par le premier compresseur (C1), puis le refroidisseur (IC), puis le deuxième compresseur (C2), puis le récupérateur thermique (R1), puis une desdites chambres de combustion (CC1, CC2), puis au moins une desdites turbines (T2) ;
    - une troisième configuration dans laquelle le fluide (F1) passe par le premier compresseur (C1), puis le refroidisseur (IC), puis le deuxième compresseur (C2), puis le récupérateur thermique (R1), puis la première chambre de combustion (CC1), puis la deuxième turbine (T1), puis la deuxième chambre de combustion (CC2), puis la première turbine (T2).
  3. Dispositif de turbomachine selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, comprenant en outre un dispositif aérotherme (AE) connecté au refroidisseur (IC) via un circuit aérotherme (CA) en échange de chaleur avec ledit refroidisseur (IC).
  4. Dispositif de turbomachine selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, comprenant en outre une branche de récupération connectant la première turbine au récupérateur thermique (R1) en passant à travers celui-ci, le dispositif de turbomachine comprenant un dispositif aérotherme (AE) connecté à un dispositif de chauffage (H1) via un circuit aérotherme (CA) en échange de chaleur avec ledit dispositif de chauffage (H1), le dispositif de chauffage (H1) étant connecté à la branche de récupération en sortie du récupérateur thermique (R1).
  5. Dispositif de turbomachine selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les turbocompresseurs sont montés sur des axes (A1, A2) séparés.
  6. Dispositif de turbomachine selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel au moins un axe de turbocompresseur comporte un générateur électrique (G1, G2).
  7. Dispositif de turbomachine selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de dérivation (V1, V2, VT1, VT2) comprennent des électrovannes.
  8. Procédé de commande d’un dispositif de turbomachine selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 comprenant au moins une étape pour commander lesdits moyens de dérivation (V1, V2, VT1, VT2) pour reconfigurer la turbomachine selon différentes configurations.
  9. Produit-programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon la revendication 8, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.
  10. Véhicule automobile comprenant un dispositif de turbomachine selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2876280A1 (fr) * 2013-11-21 2015-05-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Système de micro-turbines à gaz
FR3101378A1 (fr) * 2019-09-30 2021-04-02 Psa Automobiles Sa Systeme thermodynamique de production d’energie electrique comportant une turbomachine et une machine mettant en oeuvre la vapeur d’eau
FR3101377A1 (fr) * 2019-09-30 2021-04-02 Psa Automobiles Sa Systeme thermodynamique de production d’energie electrique mettant en œuvre plusieurs turbomachines comportant un recuperateur commun

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