Brevet FR2349029A1 — publié le 19771118

Le bruit émis par les turbines à gaz provient de trois sources principales : le compresseur disposé à l'amont de la machine ; la ou les chambres de combustion disposées entre le compresseur et la turbine ; la turbine elle-meme ; les gaz d'échappement sortant de la turbine. Cette dernière source de bruit est prépondérante dans la majorité des turbines à gazi il importe donc d'en soigner parti culièrement l'insonorisation, que la turbine soit montée dans un banc d'essais ou dans un véhicule, ou quelle fasse partie d'une installation fixe. Selon la pratique courante, ces diverses installations (bancs d'essaisi turbines fixes, chemins de fer ou navires) ont toutes un point commun : la turbine à gaz est montée dans une enceinte insonorisée, complétée par un silencieux d'échappement séparez Les silencieux d'échappement comportent soit des dispositifs à chicanes, soit des conduites à absorption de sons0 Ces dispositifs sont encombrants, coûteux, souvent fragiles ; ils s'intègrent difficilement, ou même pas du tout, å l'enceinte insonorisée entourant la turbine à gaz et provoquent des pertes de charge importantes pénalisant les performances. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients, en présentant une disposition simple et plus facile à réaliser, s'intégrant complètement à l'enceinte dtinsonorisation et donnant des pertes de charge très faibles. Le silencieux d'échappement selon 11 invention est caractérisé par le fait qu1il est incorporé au caisson dtinsonori- sation de la turbine. I1 se compose de deux parois insonorisées, disposées face à face et sensiblement parallèles entre elles L'une de ces parois, traversée par la tuyère d'éjection de la turbine est formée par la partie aval sensiblement verticale du caisson turbine. La seconde paroi est disposée sensiblement parallèlement à la première et peut comporter avantageusement un bouclier thermique disposé en face de la tuyère d'éjection de la turbine. L'insonorisation de l'échappement est obtenue d'abord par l'effet de coude, le jet de gaz étant dévié sensiblement à angle droit par la seconde paroi et ensuite par le passage du jet en lame mince entre les deux parois dont on peut modifier l'entreplan. De façon å diminuer encore ce qu1il est convenu d'appeler le bruit de bouche", à la sortie des gaz, l'invention prévoit de ralentir la vitesse des gaz en réalisant un léger divergent, soit sur lune quelconque des parois, soit sur les deux parois à la fois. Enfin cette sortie d gaz peut entre réalisée B la demande selon le type d'installation, soit à la partie supérieure du silencieux ainsi constitué, soit sur l'un ou l'autre coté, ou les deux côtés latéraux, soit encore à la fois à la partie supérieure et sur les cotés latéraux. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre les différentes particularités de l'invention et l'art de les réaliser, toute disposition ressortant tant du texte que des dessins, faisant partie de l'inventionO La figure 1 est une vue en élévation et en coupe schématique suivant l'axe de la tuyère de la turbine à gaz, avec sortie des gaz à la partie supérieure du silencieux d'échappement. La figure 2 est une vue en plan et en coupe schématique suivant l'axe de la tuyère de la turbine à gaz avec sortie des gaz sur les cotés latéraux du silencieux d'échappement. Sur la figure 1 on voit, en élévation et en coupe, la partie aval du caisson insonorisant contenant la turbine à gaz (non figurée sur le dessin). Ce caisson est constitué par un plancher 1, un toit réalisé comme les murs au moyen d'une tôle extérieure 2, une ttle perforée intérieure 3 et un garnissage 4 fait d'un matériau absorbant les sons tel que par exemple de la laine de verre de la laine de roche, de la mousse de polyuréthane ou de polyesther. Comme caractéristique de l'inventiont le mur aval, à travers lequel passe la tuyère d'éjection des gaz 5, forme en mssme temps l'une des deux parois du silencieux d'échappement. Cette paroi est alors constituée par une tale intérieure 6, une tale perforée 7, extérieure mais formant l'intérieur du silencieux et un garnissage 8 fait d'un matériau absorbant les sons. La seconde paroi du silencieux est constituée par une tole extérieure 9, une tale perforée intérieure 10 et un garnissage 11 fait d'un matériau absorbant les sons. Cette seconde paroi est boulonnée sur le plancher 1. Si l'échappement des gaz est pratiqué uniquement à la partie supé- rieure, suivant la flèche F2, la paroi peut & re fixée sur les deux murs latéraux du caisson, lesdits murs étant alors prolongés au moins jisqutau droit de la ttle 9. Si l'échappementoet pratiqué sur les catés latéraux, c'est le toit qui sera prolongé jusqu'au droit de la tôle 9, de façon à ce que la paroi puisse y entre boulonnée.Si, enfin, l'échappement est prévu à la fois à la partie supérieure et sur les contés, comme figuré sur la figure 1, la paroi ex térieure peut etre fixée sur la paroi intérieure par des tirants tels que 12, par exemple. Pour pouvoir adapter au mieux le silencieux å une gamme de puissance très étendue des turbines à gaz pouvant utiliser le même silencieux, l'invention a prévu la possibilité de régler l'entreplan des deux parois : il suffit dsécarter ou d'appro- cher la seconde paroi, rendue ainsi mobile, de la première paroi, laquelle est fixe, puisque constituant le mur aval du caisson insonorisant contenant la turbine à gaz.La mobilité de la seconde paroi est facilitée par son assemblage sur les éléments du caisson turbine, un simple boulonnage par exemple0 De façon à protéger la ttle perforée 10 contre les effets des gaz s'échappant de la tuyère 5 à grande vitesse et à température élevée, l'invention a prévu de monter une sorte de bouclier thermique 13 en face de la tuyère 5. Ce bouclier 13, en matière réfractaire et de forme approximativement cynique est facilement démontable, n'étant fixé sur la seconde paroi que par un tirant 14. Ce bouclier 13 peut entre complété par au moins un déflecteur tel que 15, en matière réfractaire, de forme tronctnique et fixé au bouclier au moyen de bras tels que 16-16a.Par ailleurs, cet ensemble diminue légèrement les pertes de charge de l1écoule- ment, sans toutefois diminuer l'effet insonorisant du coude i angle droit. Cet ensemble n'est donné qutà titre d'exemple non limitatif, l'invention s'étendant à toute combinaison connue, de déflecteurs et de boucliers thermiques, adaptée au problème La sortie des gaz s'effectue à vitesse réduite, la section de cette sortie étant beaucoup plus importante que celle de la tuyère d'éjection de la turbine. Néanmoins, pour réduire au maximum le bruit de bouche à la sortie des gaz suivant la flèche F2 (figure 1) ou les flèches F3 et F4 (figure 2), l'invention prévoit de dimunuer encore la vitesse d'éjection des gaz en réalisant un léger divergent. Sur la figure 1, on voit que les telles perforées 7 et 10 ne sont plus parallèles vers la sortie des gaz, mais forment bien un conduit divergent. Sur la figure 2, on voit que seule la tole perforée 10 forme divergent sur chacune des sorties latérales, mais la tôle perforée 7 aurait pu également former divergent, soit seule, soit avec la tôle perforée 10, l'invention s'étendant à toutes les combinaisons pour former le ou les divergents, soit avec l'échappement des gaz à la partie supérieure du silencieux, soit avec l'échappement des gaz sur les cotés latéraux. REVENDICATIONS lo Silencieux d'échappement pour turbines à gaz, adapté au caisson insonorisant qui contient la turbine et utilisant à la fois les effets insonorisants d'un coude et d'un passage du jet de gaz en lame mince entre deux parois sensiblement parallèles, caractérisé en ce que ledit silencieux est intégré au caisson turbine, l'une des deux parois, traversée par la tuyère d'éjection de la turbine étant formée par la partie aval, sensiblement verticale du caisson turbine. 2. Silencieux d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde paroi est fixée directement sur les structures du caisson turbine par des assemblages facilement démontables. 3. Silencieux d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'entreplan des deux parois est réglable, la seconde paroi pouvant entre montée à des distances variables de la première paroi, laquelle est fixe puisque faisant partie du caisson turbine. 4e Silencieux d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les recouvrements internes dudit silencieux sont constitués par des tales perforées qui retiennent en place un matériau absorbant les sonso 5. Silencieux d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins une des deux parois dudit silencieux forme un léger divergent à la sortie des gaz. 6. Silencieux dtéchappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sortie des gaz s'effectue à la partie supérieure dudit silencieux. 7. Silencieux d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la sortie des gaz s'effectue sur au moins un des cotés latéraux dudit silencieux. 8. Silencieux d'échappement selon l'une quelconque des revendications 1 a 4 caractérisé en ce que la sortie des gaz s'effectue à la fois à la partie supérieure et sur au moins un des cotés latéraux dudit silencieux0 9. Silencieux d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement de la paroi situé en face de la tuyère d'éjection de la turbine est protégé par un bouclier thermique de forme sensiblement conique et amovible. 100 Silencieux d'échappement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement de la paroi situé en face de la tuyère d'éjection de la turbine est protégé par un déflecteur de forme sensiblement tronconique et amovible.