Brevet FR2028931A1 — publié le 19701016

la présente invention concerne un véhicule sur rails comportants comme machine d'entraînement, taie turbine à gaz disposée dans la parti© de toit du véhicule» Il est connu d'utiliser des turbi-5 nés à gaz comme machine d0 entraînement principale dans des locomotives ou dans des voitures motrices» En outre g il est connu d'équiper en supplément avec une turbine à gaz des locomotives mues par un moteur dieselo Sans les deux cas, les turbines à gaz ont été logées à l'intérieur du véhicule„ ce qui occupait un espace précieux 10 qui attrait convenu au transport de passagers ou de marchandises* On a proposé d'installer un moteur à réaction^ à titre expérimental, sur le toit d'une voiture motrice. Hais cette expérience n'a pas connu de succès, car l'utilisation de la poussée se fait, aux vitesses d'un véhicule sur rail, avec un 13 très mauvais rendement, et le bruit émis est insupportablement élevé et ne peut pas être suffisamment amorti. Dans le domaine des vitesses d'un véhicule sur rails, une transformation favorable de la puissance de la turbine à gaz en force d'avancement n'est possible que si la puissance sur l'arbre peut être délivrée aux roues motri-20 ces. La présente invention a pour but de réaliser des conditions d'incorporation qui permettent de donner une application avantageuse,dans les véhicules sur rails, des propriétés spéciales des turbines à gaz. 25 L'invention est caractérisée en ce que la puissance de la turbine à gaz est transmissible aux essieux moteurs par une liaison à distance. L ' ensemble d'entraînement,comprenant des conduites d'entrée d'air et des conduites de sortie de gaz d'é-30 chappement, des amortisseurs de son etc...$ est disposé dans la partie de toit du véhicule sur rails. Un ensemble de turbine è gaz est caractérisé par de petites dimensions et un poids très faible, mais par un débit élevé d'air ou de gaz d'échappement. Les conduites d'-35 arrivée, filtres et amortisseurs de son pour l'air aspiré, ainsi que la conduite de gaz chauds et les amortisseurs de son pour le gaz d'échappement, sont très volumineux. La transmission de puissance peut, suivant la présente invention, se faire par des conduites électriques ou hydrauliques, les conduites on les arbre® 40 pouvant avoir la longueur que l'on veut et réclamer peu de plae©. BAD ORIGINAL 69 45124 2.- 2028931 Le faible poids et les petites dimensions de la turbine à gaz permettent donc de la disposai» dans la partie de toit et permettent ainsi la forme de réalisation, la plus courte pour l'entrée d'air et la sortie de gaz d'échappement» La disposition dans la partie de 5 toit donne encore un autre avantage, à savoir la simplicité avec laquelle il est possible d'utiliser la poussée d'aspiration. Comme de tels ensembles à turbines sont envisagés en premier lieu pour des voitures motrices des vitesses les plus élevées auxquelles l'utilisation de la poussée à l'entrée du compresseur de la turbine à gaz 10 joue déjà un certain rôle, il est donc proposé de choisir le mode d'incorporation dans le toit de façon à ce que les entrées d'air soient prévues avec utilisation de la poussée. Ceci peut se faire, soit en ménageant un espace d'aspiration d'air qui soit équipé des deux côtés d'entrées de poussée et dans lequel l'entrée orientée 15 dans le sens de la marche soit chaque fois ouverte et celle tournée contre le sens de la marche soit fermée, soit en donnant à tout la moteur et à son capotage la possibilité de tourner et en le tournant dans le sens voulu avant la mise en route. Dans le premier cas, la sortie des gaz d'échappement devrait être orientée vers le côté, dans 20 le deuxième cas elle est toujours tournée en même temps que le moteur dans la position voulue avec la sortie des gaz d'échappement dans le sens de la marche. invention permet de disposer tout l'ensemble de la turbine à gaz au-25 dessus de l'espace des passagers et ou des bagages, et il en résulte des conditions d'incorporation avec lesquelles on ne perd pour l'ensemble moteur pratiquement aucune place qui pourrait être utilisée autrement. Suivant une autre réalisation de l'invention, la puissance de la turbine est à choisir de façon à ce que la charge totale 30 soit supportée par plusieurs ensembles par rame que l'on puisse brancher et débrancher individuellement. bine à gaz, est son démarrage rapide et sûr, sa mise en charge rapide ainsi qu'une caractéristique d'utilisation qui atteint ses va-35 leurs les plus favorables à pleine charge» La mise en marche et l'arrêt des ensembles se fait donc de façon que la puissance nécessaire pour l'état de marche du moment soit fournie par des turbines à gaz marchant à plein® puissance, tandis que les- autres turbines à gas Boisfe arritë'â-Sc Si -l?oa a besoin d'une puissance- dont la valeur 40 ©s% i'irèôrâédxair© entes Iss paliers possibles, une ««ni.® -fcm»irf m* La disposition suivant la présente Une propriété particulière de la tur- BAD ORIGINAL 69 45124 2028931 réglée à puissance partielleo La mise en marche des turbines à gaz est opportunément provoquée de façon à garantir une charge horaire de marche régulière à tous les moteurs* La disposition suivant la présente 5 invention procure une combinaison d'avantages en ce qui concerne la locomotive et en ce qui concerne la turbine à gaz* Il est avantageux de disposer entre le moteur et l'espace réservé aux passagers une cuve fermée comportant des écoulements orientés vers l'extérieur, et, en vue des tra-10 vaux d'entretien, de garantir l'accessibilité par des trappes prévues dans le revêtement de la partie toito La turbine à gaz peut être conçue comme un ensemble interchangeable auquel est rattaché un générateur à haute fréquence ou une pompe hydraulique ou le démultiplicateur» 15 cet ensemble pouvant être facilement détaché de sa suspension et des raccords nécessaires* La description ci-après se rapporte à des exemples représentés aux dessins annexés dans lesquels s - les figures 1 à 3 sont des vues de 20 face, de côté et de dessus, d'un véhicule sur rails sur le toit duquel est disposée une turbine à gaz couplée à un générateur à haute fréquence, « les figures 4 à é montrent un véhicule sur rails sur le toit duquel est disposée une turbine à gaz 25 couplée à une pompe hydraulique, - les figures 7 à 9 montrent un véhicule sur rails sur le toit duquel est disposée une turbine à gaz couplée à une boîte de vitesse, un arbre à distance étant disposé entre la boîte de vitesse et les axes moteurs* 30 La cabine du conducteur est désignée par 1 et l'espace du véhicule sur rails réservé aux passagers par 2* Au-dessus du plafond 3 est disposée la turbine à gaz 4* Au-dessus de l'espace utilisable se trouvent, dans la partie toit, les entrées d'air 6 et 7o La cabine 1 et l'espace 2 réservé aux passagers sont $5 isolés phoniquement du moteur de la turbine à gaz par des moyens d'amortissement* A la turbine à gaz 4.est, suivant les figures 1 à 3, couplé directement un générateur à haute fréquence 5 dont la puissance est délivrée aux moteurs de marche* Le géné-40 rateur à haute fréquence 5 est entraîné au même nombre de tours que BAD ORIGINAL 69 45124 4.- 2028931 la turbine» L'air parvenant par les entrées d'air 6 ou 7 dans l'espace de collecte d'air,8 est amené par un filtre 9 à l'espace collecteur 10 qui entoure le générateur à haute fréquence 5 et l'entrée du compresseur 11» A partir du même espace, le générateur aspire aussi 5 son air de refroidissement par sa face frontale et il chasse l'air réchauffé par la canalisation 12, dans l'espace 13 qui entoure les pièces chaudes et l'amortisseur de son 14 des gaz d?échappement dans la turbine 4* Les gaz d'échappement de la turbine 4» après avoir traversé l'amortisseur de son 14 des gaz d'échappement, parviennent la-10 téralement à l'air JLibre sur le toit de la voiture. L'ouverture de sortie allongée visible sur la figure 2, peut être fermée par un clapet lors de l'arrêt de la turbine à gaz. A la turbine à gaz est, suivant les figures 4 à 6#couplée une pompe hydraulique 17. La pompe hydraulique 15 17 est entraînée au même nombre de tours que la turbine en fonctionnement, ou par l'intermédiaire d'un démultiplicateur. La turbine à gaz 4 et la pompe hydraulique 17, ainsi que l'amortisseur 18 de son des gaz d'échappement, sont rassemblés dans un ensemble capoté pouvant tourner de 180° dans un plan horizontal autour d'un point se : 20 trouvant dans la partie toit que l'on arrête chaque fois dans les deux positions de son orientation axiale dans le sens de la marche. Far le centre de rotation 19, on fait aussi passer les conduites de liaison de commande, d'alimentation en carburant et de transmission de puissance* 25 La conduite de la pompe hydraulique % est amenée par des conduites d'huile sous pression aux moteurs hydrauliques de marche qui se trouvent immédiatement sur les boggies. Suivant la disposition représentée sur les figures 4 à 6, l'air passe par la cheminée d'aspiration 20, traverse 1» filtre 21 et par-30 vient à l'entrée du compresseur 22. La sortie des gaz d'échappement est orientée contre le sens de la marche vers le haut, afin qu'un autre ensemble se trouvant à peu près au milieu de la voiture motrice ou à son autre extrémité n'aspire pas de gaz d'échappement chaud* 35 Les figures 7 à 9 représentent la disposition d'un ensemble constitué par une turbine à gaz 4 et un démultiplicateur 24. La puissance de la turbine à gaz est transmise, par l'intermédiaire d'un train d'engrenages coniques se trouvant à la prise du démultiplicateur 24s à un arbre à distance 25 perpendi-40 culaire tournant à grande vitesse, sur le boggie, avec interposition BAD ORIGINAL 69 45124 2028931 d'un accouplement hydraulique 25p disposé de préférence sur le boggie, et d'un train d'engrenages de démultiplication et de renvoi 27« L'ensemble boîtes de vitesse et turbine à gaz peut être disposé de façon à pouvoir effectuer une rotation dans un plan horizontal autour 5 du guidage de l'arbre à distance 25 passant à travers le toit du véhicule sur rails, pour permettre un fonctionnement dans les deux sens de marche* Bien entendu9 l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentée 10 à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention* 69 45124 6.„ ( 2028931 I I ? M I) I C A î I O I S 1*- Véhicule sur rails au-dessus de l'espace util© &uqu®l est disposé©, dans la partie toit, une .turbine à gas coaame machin© d'entraînement 9 véhicule caractérisé en ce que 5 la puissance d© la turbine à gaz est transmissible aux essieux moteurs par une liaison à distance® 2a- Véhicule sur rails suivant la revendication 1t caractérisé en ce que, à la turbine à gaz, est couplé un générateur à haute fréquence dont la puissance est délivrée 10 aux moteurs de marche des essieux moteurs* 3o- Véhicule sur rails, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, à la turbine à gaz, est couplée une pompe hydraulique pour l'entraînement d'un moteur hydraulique entraînant les essieux* 15 4*- Véhicule sur rails, suivant la reverdicatibn 1? caractérisé en ce que, à la suite de la turbine & gaz, est montée une boîte de vitesses, la puissance de la turbine à gaz étant transmissible à la boîte de vitesses des essieux moteurs au moyen d'un arbre à distance tournant à grande vitesse* 20 5«- Véhicule sur rails suivant la revendication 4, caractérisé en ce que, entre les essieux moteurs et la turbine à gaz, est disposé un accouplement hydraulique* 6*- Véhicule sur rails suivant les revendications 1 à 5» prises ensemble, caractérisé en ce que les en-25 sembles de turbine à gaz sont disposés sur plusieurs véhicules sur rails rassemblés en une rame, et peuvent être mis en route ou arrêtés suivant les besoins. 7.- Véhicule sur rails suivant les revendications 1 à 5 prises ensemble, caractérisé en ce que l'ensem- 30 ble de la turbine à gaz peut tourner de 180° auxour d'un point de rotation dans un plan horizontal. 8.- Véhicule sur rails suivant les revendications 1 à 5 prises ensemble, caractérisé en ce que, pour l'ensemble de la turbin© à gaz, il existe, dans les deux sens de la 35 marche9 des ouvertures de poussée, dont celle qui est dans le sens de la marche est ouverte ©t celle qui est dans le sens opposé à la marche ©@t fessai© o Véhicule se,? railfc suivaat les % h 5 prisas 3as©&fel©9 caractérisé ©a c© que lîea.s©a«= 40 bX® fl-fi la turMa® à g&s conçu comme ua ensemble interchangeable* bad original