Brevet FR2594178A2 — publié le 19870814

FR 2594178 A2 19870814 FR 8601807 A 19860207 La demande de brevet principal concerne la récupération d'une partie au moins de l'énergie disponible dans les flux de gaz soutirés de deux régénérateurs d'un catalyseur, dans une unité de craquage catalytique en lit fluide, cette récupération étant effectuée à l'aide d'une turbine. Dans la présente addition, on décrit un nouveau type de turbine qui, en particulier, serait parfaitement approprié à la mise en oeuvre du procédé décrit dans la demande principale. Le dispositif consiste en un appareil destiné à produire de l'énergie à partir de gaz à pression élevée, supérieure à la pression atmosphérique et (ou) à haute température. Ces gaz sont détendus successivement dans des chambres de détente munies de rotors avec des aubes appropriées. L'appareil contient des chambres successives avec des aubes de diamètre de plus en plus élevé et supportées par le même axe. Ce dispositif est modifié pour pouvoir recevoir des flux de gaz supplémentaires dans chaque chambre, ces flux de gaz se trouvant à une pression différente et inférieure à celle du gaz admis dans la première chambre. Ce gaz est alors admis dans la chambre qui se trouve à pression juste inférieure à celle de ce nouveau flux de gaz additionnel. Ce dispositif peut être appliqué à plusieurs flux de gaz dont les pressions sont différentes et qui se trouvent à des niveaux de pression compatibles avec ceux des différentes chambres du système de détente qui produit la rotation des aubes. L'appareil décrit à titre d'exemple est constitué d'une enceinte de forme généralement sensiblement tronconique renfermant une succession d'au moins 2 chambres de formes sensiblement tronconique (4 chambres sur la figure) que se situent autour d'un arbre de révolution qui est l'axe d'un rotor (1), qui est destiné à récupérer l'énergie en entraînant par ailleurs d'autres machines (générateurs par exemple et/ou soufflerie). Cet appareil comprend, sur la figure donnée à titre d'exemple, 4 chambres d'expansion numérotées 7, 8, 9 et 10. La figure 1 illustre une turbine disposée verticalement, mais la turbine pourrait être placée horizontalement ou dans toute autre position. La turbine comprend pour la partie intérieure aux chambres quatre séries d'aubes 2, 3, 4 et 5 (au moins une aube par étage) dont le diamètre va de préférence en croissant dans le sens de la progression des gaz (ou de la chute de pression). Ces aubes sont constituées de pales ; pour plus de clareté on a seulement représenté sur la figure une pale par étage, mais il est bien entendu que les pales de chaque étage rayonnent sur l'ensemble de la section de la turbine, c'est-à-dire sur 3600 autour de l'axe du rotor 1. Le gaz qui se trouve à la pression la plus élevée est admis par l'ouverture de la première chambre 7 et va se projeter sur les pales de l'aube 2 qui se trouvent dans la première chambrés d'expansion 7. Le gaz se trouve à une pression P1 à l'entrée de la chambre 7 et à une pression P à la sortie de la 4e chambre 10. Un gaz additionnel dont la pression P'1 supérieure à P et inférieure à P1 est alors admis par au moins l'orifice 11, avec le gaz en provenance de la chambre 7, dans la chambre 8 et va frapper les pales de l'aube 3. Il en sera de même pour les flux de gaz successifs : les pressions P'1 dans la conduite 11 alimentant la chambre 8, P'2 dans la conduite 12 alimentant la chambre 9 et P'3 dans la conduite 13 alimentant la chambre 10, seront respectivement comprises entre les pressions P1 et P2 (P2 : pression à la sortie de la chambre 9), les pressions P2 et P3 (P3: pression à la sortie de la chambre 10) et les pressions P3 et P. Ainsi le travail développé par l'ensemble de ces flux de gaz à différentes pressions sera récupéré sur l'arbre principal 1 pour produire de l'énergie ou entraîner d'autres machines, ainsi qu'il a été expliqué à titre d'exemple dans la demande principale. Au niveau de chaque étage, les gaz pulsés provoquent la rotation d'une série d'aubes à pales que ces gaz viennent frapper. Les pales sont disposées radialement à partir de l'axe du rotor et donc sensiblement perpendiculairement à cet axe. Ensuite, les gaz éjectés des pales cheminent à travers une série de jeux de déflecteurs 14, 15, 16 et 17. Pour plus de clarté, sur la figure unique, on a seulement représenté un déflecteur par étage, mais il est bien entendu que les déflecteurs de chaque étage s'étendent sur 3600 autour de l'axe du rotor 1, c'est-à-dire rayonnent sur l'ensemble de la section de la turbine ; les déflecteurs ici sont donc également disposés radialement par rapport à l'axe du rotor, sensiblement verticalement à cet axe. Mais ils sont fixés à la paroi 19 interne et fixe (stator) de l'enceinte de la turbine ; chaque jeu de déflecteurs, comme chaque jeu d'aubes s'étend sur toute la section de l'étage qu'ils desservent. Les pales de l'aube (ou des aubes, s'il y en a plusieurs) d'un même étage sont disposées alternativement en quinconce avec les déflecteurs de chaque jeu de déflecteurs ; les déflecteurs ont, à chaque étage, sensiblement les mêmes dimensions que les pales des aubes d'un même étage ; les pales de chaque train d'aube, fixées sur l'axe du rotor 1, sont mobiles autour de cet axe, tandis qu'au contraire, les déflecteurs sont immobiles et fixés sur la paroi interne du tronc de cone que forme sensiblement l'enceinte de la turbine (stator). Le mouvement des gaz à leur sortie des déflecteurs est calculé de façon à ce que le flux gazeux circule perpendiculairement aux parois des aubes de la série suivante rencontrée par le flux gazeux et ainsi de suite à travers un nouveau train de déflecteurs et un nouveau train d'aubes. Si le diamètre des aubes, disposées radialement autour de l'axe, va en croissant dans le sens entrée (6) -sortie (18) des gaz de la turbine, de même le diamètre de chaque train de déflecteurs disposés radialement autour du même axe du rotor, va croissant dans le même sens entrée (6) - sortie (18). REVENDICATIONS 1. Turbine pour la récupération selon le procédé de la demande principale de l'énergie disponible dans les flux de gaz sou tirés des régénérateurs de catalyseurs, -caractérisée en ce qu'elle est constituée sensiblement d'une enceinte de forme généralement sensiblement tronconique, laquelle renferme une succession d'au moins 2 étages (7, 8, 9, 10) de forme sensiblement tronconique et disposés autour d'un arbre de révolution qui est l'axe d'un rotor 1, ce rotor étant destiné à récupérer l'énergie produite par la turbine et à la propager à toute machine adéquate, la turbine comportant au niveau de chaque étage (a) au moins un jeu d'aubes constitué de pales (jeux 2,3, 4 et 5) sensiblement perpendiculaires à l1axe du rotor et disposées radialement à partir de cet axe, et (b) au moins un jeu de déflecteurs sensiblement perpendiculaires à l'axe du rotor et sensiblement radiaux par rapport à cet axe, (jeux de déflecteurs 14, 15, 16 et 17), les jeux d'aubes étant disposés alternativement en quinconce avec les jeux de déflecteurs, les jeux d'aube étant fixés sur le rotor et mobiles, les jeux de déflecteurs étant immobiles et fixés sur les parois internes de l'enceinte de la turbine, la turbine comportant en outre une ligne d'entrée 6 de gaz, une sortie de gaz 18 et au moins une conduite d'admission d'un gaz par étage (11,12, 13). 2. Turbine selon la revendication 1 dans laquelle le diamètre des jeux d'aubes croit d'un étage à l'autre dans le sens entrée de la turbine -sortie de la turbine.