Brevet FR2015265A1 — publié le 19700424

L'invention concerne un grcuce de turbine à gaz pour produire l'énergie mécanique et l'air comprimé, De tels groupes comportent dans la 20ns 5.s leur carter de compresseur des endroits de soutirage -le l'air comprimé, l'air comprimé non utilise-est dans 5 ce cas perdu par la décharge Pour les groupes de turbines à gas qui n' ;r." xcarrsat à '-r:rr.ir- qus la rt^is-sanse sur l'arbre, tels au:-par- ezsïzr.l•* lc-p au-ilisirsû aéronefs» 0» obtient ainai un foiioti ora; uxttéû -nsmique e l'invention a pour eut i8éviter les pertes dues à l'air 10 comprimé non utilisé. On y arrive en branchant sur un conduit d'air comprimé alimenté par le compresseur ie la turbine à gaz un conduit pouvant être fermé et menant à une turbine à air reliée indirectement ou directement à l'arbre de sortie de la turbine à gaz<> On peut ainsi récupérer largement l'énergie d'air comprimé fournie 15 par le compresseur et non utilisée par l'élément de consommation* le débit d'air à» oespresasur ®t des tronçons suivants i-3 la turbine à gas a.*sa sst pas ânflaaaeJ -55 qui 3® répercute avantageusement sur le fonetionaemsnt du groupée Si l'on soutire l'air comprimé après le compresseur le 20 rapport de pression du processus de turbine à gaz suit celui de l'air comprimé demandé. Comme les rapports de pression demandés par l'élément de consommation sont généralement relativement fai~ »bles, on obtient ainsi en même temps un processus therxodynamique - défavorable avec une grande consommation le carburant et me faible 25 puissance spécifique» On évite ces inconvénients suivant 18invention grâce à une turbine à gas comportant un compresseur à plusieurs étages comprenant une partie basse pression et une partie haute pression, le conduit d'air comprimé étant branché après la partie basse pression.» 30 l'air fourni t la turbin® à gas paa la partis hsats pression présenti an rapport ia pression plus araai?f par- conséquent aTonta-geux du point ie vue ds la thermodynamique du mécanisme moteur et indépendant de celui de l'air comprimé fourni. On peut ainsi établir un cycle thermodynamique optimal comportant une consommation 35 de carburant minimal et une puissance spécifique élevée» On obtient de plus ainsi des frais de construction plus réduits par rapport à la puissance. Cn obtient un aroupe particulièrement avantageux suivant BAD ORIGINAL 69 26241 2 201526S l'invention grâce à une transmission comportant au moins deux roues dentées droites engrenant avec une troisième roue dentée droite, l'arbre de sortie de la turbine à gaz, l'arbre de sortie de la turbine à air et l'arbre de commande l'une machine de travail, par exemple l'une génératrice, étant reliés chacun à une roue le la transxission. 3e cette manière, on peut choisir le nombre -à® -ours de la' turbine à sir de façon qu'elle fonctionne avec un rea-lecer/s élevé# De plus, en choisissant le rapport de démultiplication on peut fixer un nombre de tours approprié pour la machine de ^ travail. ie'dessin représente schématiquement un exemple du groupe de turbines à gaz suivant l'invention,, Le groupe comprend essentiellement une turbine à gaz 1 avec un endroit de soutirage 2 pour l'air comprimé, une turbine à air 3, une génératrice 4 et 5 une transmission centrale 5® La turbiae à gaz 1 est une ttarbiae à un seul arbre» Sur lsar-bre & sont fixés «an compresseur 7 avec une partie basse pression S et une partie haute pression 9 ainsi qu'une turbine 10. 11 est la chambre de combustion avec le dispositif d'injection de 0 carburant et le dispositif d'allumage, la flèche 12 indique l'entrée d'air du compresseur. 13 ou 14 sont des conduits reliant la sortie du compresseur 7 à la chambre de combustion 11 ou cette dernière à 15 entrés de la turbine 10. la turbine 10 est reliée par un conduit 15 à un silencieux 16 d'où les gaz s'échappent à l'air 11-5 bre suivant la flèche 17. Sur l'arbre de sortie 18 de la turbine à gaz 1 est fixée une roue dentée 19 de 1a transmission centrale 5. Avec cette roue engrène une roue dentée 20 fixée sur l'arbre de sortie 21 de la •sm'bine à air 3® Une autre roue dentée 22, formant avec la roue ■ - dentés 18 ua stage à3 réduction,» se trouve sur l'arbre de commande 23 â-s la génératrice 4 aliasn'iaat sa courant le réseau de, bord. D& l'endroit de soutirage 2 de l'air comprimé, prévu après la partie basse pression 8 du ccapresseur 1, un conduit 24 mène suivant la flèche 25 à un ou plusieurs éléments de consomma-, 5 tion. Une soupape 26 permet de régler le débit d'air comprimé voulu ou de fermer le conduit 24 si l'on n'a pas besoin d'air comprimé. Sur le conduit 24 est branché un conduit 27 pour l'air comprimé destiné à la turbine d'air 3° 3he soupape 28 permet d'ouvrir ou de 6AD ORIGfNAL 69 26241 3 2015265 fermer le conduit 27. De la sortie de la turbine à air 3 un conduit 29 pour l'air détendu découche avant le silencieux 16 dan3 le conduit 15 des gaz d'échappement. Lors du fonctionnement du groupe de turbine à gaz, on engendre en permanence,avec un nombre de tours déterminé, la même Quantité d'air comprimé et on l'amène à l'élément de consommation, par exemple à une installation ie démarrage ou à un dispositif de chauffage de cabines. Si la demande en air comprimé baisse, le débit en est réduit par la soupape 26 et la soupape 2S est ouverte en conséquence. L'excès d'air comprimé s'écoule par le conduit 27 vers la turbine à air 3 et y effectue un travail. La puissance d£ la turbine à air 3 est transmise par l'arbre de sortie 21 à la transmission centrale 5 et est rendue ainsi utile. L'air détendu dans la turbine à air 3 est mélangé avec les gaz d'échappement de la turbine 10 et s'échappe à l'air libre par 1e silencieux 16. Le groupe de turbine à gaz suivant l'invention permet d'utiliser complètement l'énergie de l'air comprimé avec tous les types de fonctionnement. L'indépendance du processus de turbine à gaz par rapport au fonctionnement à air comprimé permet de plus de réaliser un rendement thermique élevé, ie sorte qu'on obtient un groupe de turbine à gaz particulièrement économique. La partie basse pression et la partie haute pression du compresseur, la turbine à gaz et la turbine à air peuvent être réalisées selon la conception à un ou à plusieurs étages du type 5 axial ou radial. Dans la transmission centrale on peut placer les diverses roues dentées de diverses manières. C'est ainsi par exemple que la rcue de turbine à gaz et la roue de turbine à air peuvent engrèner avec la roue de la génératrice. Entre divers arbres de 0 transmission on peut utiliser des démultiplications différentes en prévoyant éventuellement un étage intermédiaire. On peut prévoir dans la transmission centrale des arbres supplémentaires par exemple pour commander une pompe a huile. On peut aussi monter des accouplements de séparation par exemple pour pouvoir arrêter avec un fonctionnement à air comprimé pur le générateur et la turbine à air. bad original 2015265 - B5V53BICATI0S3 - 1.- Un groupe de turbine à gaz, en particulier un groupe auxiliaire pour les aéronefs, pour produire l'énergie mécanique et l'air comprimé, caractérisé en ce qu'un conduit pouvant être 5 fermé est branché sur un conduit d'air comprimé alimenté par le compresseur de la turbine à gaz et mène vers une turbine à air reliée indirectement ou directement à l'arbre de sortie de la turbine à gaz. 2.- Un groupe de turbine à gaz suivant la revendication 10 1, caractérisé par un compresseur à plusieurs étages comprenant une partie basse pression et une partie haute pression, le conduit d'air comprimé étant branché après la partie basse pression. 3.- Un groupe de turbine à gaz suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par une transmission comportant au moins deux 15 roues dentées droites engrènant avec une troisième roue dentée droite, l'arbre de sortie de la turbine à gaz, l'arbre de sortie de la turbine à air et l'arbre de commande d'une machine de travail, par exemple d'une génératrice, étant reliés chacun à une roue de la transmission. BAD ORIGINAL