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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2510238A1
Family ID 14217620
Probable Assignee Heung Duk Dan
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title GENERATEUR DE GAZ POUR TURBINES A GAZ
EN Title GAS GENERATOR FOR GAS TURBINE ENGINE - HAS DOUBLE WALLED AIR
SUPPLY CHAMBER FOR AIR COUNTERFLOW THROUGH COMBUSTION CHAMBER
Abstract
_________________________________________________________________
GENERATEUR DE GAZ POUR TURBINES A GAZ, CARACTERISE EN CE QU'IL
COMPREND UN CYLINDRE EXTERIEUR 2 A L'UNE DES EXTREMITES DUQUEL EST
RELIEE UNE TUBULURE D'AIR COMPRIME 1, L'AUTRE EXTREMITE ETANT OBTUREE,
UN CYLINDRE DE COMBUSTION 3 PLACE A L'INTERIEUR DU CYLINDRE EXTERIEUR
2, DONT LE CONDUIT DE FLUX SUPERIEUR EST OBTURE, TANDIS QUE CELUI DE
FLUX INFERIEUR EST LIBRE, ET DONT LA PAROI COMPORTE DES TROUS
D'ALIMENTATION EN AIR 6, CES DEUX CYLINDRES FORMANT UN CONDUIT D'AIR 5
5 UN INJECTEUR DE CARBURANT 7 DISPOSE A L'EXTREMITE INTERIEURE DU
CONDUIT DE FLUX SUPERIEUR DU CYLINDRE DE COMBUSTION 3, ET UN TROISIEME
CYLINDRE MEDIAN 8 PLACE DANS L'ESPACE COMPRIS ENTRE LE CYLINDRE
EXTERIEUR 2 ET LE CYLINDRE DE COMBUSTION 3 POUR SEPARER LEDIT CONDUIT
D'AIR EN UN CONDUIT D'AIR INTERIEUR 5 ET UN CONDUIT D'AIR EXTERIEUR 5
LES DEUX EXTREMITES DES FLUX SUPERIEUR ET INFERIEUR DU CONDUIT D'AIR
EXTERIEUR 5 ETANT RELIEES RESPECTIVEMENT A LA TUBULURE D'AIR COMPRIME
1 ET AU CONDUIT D'AIR INTERIEUR 5.
The gas generator for a gas turbine engine has a combustion chamber
(3) inside the inner wall (8) of a double walled outer cylinder (2).
Gas is fed into the combustion chamber by a tube (7) at one end, and
is discharged from its open end (4) towards the blades of the turbine
(10). Fresh air enters the outer tube through a connection (1) behind
the gas supply tube. This air flows forwards around the inner wall to
pass through holes (9) at the gas discharge end, then flow in the
reverse direction to pass through holes through the combustion chamber
to mix with the burning gases with a swirling action. Part of the air
also cools the combustion chamber while circulating over its outside.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un generateur de gaz pour turbines a
gaz.
En -se reterant tout dabord a la figure 1, on peut voir en coupe
longitude un exemple des solutions classiques: du cote du flux
interieur de la tubulure 1 de l'entree d'air comprime se trouve relie
un cylindre exterieur 2, de grand diametre, dont le cote flux
inferieur est obture. -A l'interieur de ce dernier, se trouve place un
cylindre de combustion 3 dont le cote flux superieur est obture et
celui du flux inferieur libre. Entre ces deux cylindres 2 et 3 est
forme le conduit d'air cylindrigue 5.
La paroi du cylindre de combustion 3 comporte des trous d'alimentation
d'air 6 et l'injecteur de carburant 7 est place a l'extremite
inferieure du flux superieur. La tubulure d'evacuation des gaz est
reliee au cote du flux inferieur devant lequel sont disposees les
aubes 10 de la turbindw L'arbre de la turbine est designe par le
repere numriqu tt w
Dans le cas de cette forme de realisation, l'air oomprime qui alimente
la tubulure 1 traverse le cylindre de combustion 3 par les trous
d'alimentation d'air.6. Une partie de l'air comprime, melangee avec du
combustible fourni par l'injecteur 7 brule. Le reste de l'air se
melange au gaz de combustion ce qui en diminue la temperature de sorte
qu'elle devient inferieure a la tolerance thermique des aubes 10.Le
gaz de combustion est, par la suite, evacue par la tubulure d'Fchap-
pement d'air 4 en imprimant ainsi une rotation aux aubes 10, mais le
rendement de la combustion reste peu satisfaisant.
Pour l'ameliorer, on a imagine de recycler les gaz d'Echappe- ment a
la sortie des aubes 10 afin de reutiliser la chaleur residuelle pour
le prechauffage de l'air comprime au niveau du transfert par le
compresseur dans la tubulure 1. Les dispositifs de prechauffage
developpes a cette fin sont soit de type a tubes alveoles, comme le
sont les radiateurs, soit de type rotatif.
Cependant de tels dispositifs de prechauffage presentaient
l'inconvenient d'etre volumineux, de par leur structure rendue
complexe par le nombre de tubulures necessaires.
La presente invention a pour but de fournir un generateur de gaz qui
elimine les inconvenients des dispositifs classiques du type mentionne
ci-dessus.
L'invention sera mieux comprise grace a la description detaillee qui
va suivre en reference aux dessins annexes dans lesquels
Les figures 2 et 3 sont des vues en coupe longitudinale de deux
exemples de realisation conformes a la presente invention Pour les
pieces identiques, sur ces figures, les memes reperes numeriques que
ceux de la figure 1 ont ete utilises. Les explications portent
essentiellement sur les elements differents de ceux des solutions
classiques.
Dans le premier exemple de realisation represente sur la figure 2,.
entre le cylindre exterieur 2 et le cylindre de combustion 3 se trouve
un cylindre median 8 formant ainsi un conduit a 'air interieur 5' et
un conduit d'air exterieur 5". Le conduit d'air extE- rieur 5", forme
par le cylindre median 8 est obture du cdtd du flux superieur.
Cependant, du cote du flux inferieur des trous 9 de communication sont
formes reliant les conduits d'air interieur et exterieur 5' et 5".
Dans cette forme de realisation, l'air comprime qui arrive dans le
conduit d'air exterieur 5" alimente le cylindre de combustion 3 en
passant successivement dans les trous de communication 9 enfaisantun
demi-tour pour arriver dans le conduit d'air interieur 5'. Lorsque
l'air se trouve dans 1* conduit interieur 5', il est en contact avec
la paroi exterieure du cylindre de combustion 3. Ce contact permet ut
echange de chaleur en refroidissant le gaz d'echappement a l'interieur
du cylindre de combustion 3 et en rechauffant l'air se trouvant dans
le conduit 5' au fur et a mesure de sa progression.D'autre part, par
le flux d'air frais a l'interieur du conduit d'air exterieur 5", le
degagement.de chaleur vers l'exterieur de la paroi du cylindre median
8 est dirige vers le conduit d'air interieur, ce qui reduit le
degagement de chaleur de la paroi du cylindre exterieur 2, notamment
vers l'arbre 11 voisin.
Dans le deuxieme exemple de realisation represente sur la figure 3, le
cylindre de combustion 3' est en forme de U dont l'un des bras est
relie a la tubulure d'echappement des gaz 4. De ce fait, une partie du
conduit d'air interieur 5' change deux fois de direction, ce qui
permet un echange thermique plus important que dans le premier exemple
de realisation.Pour ce qui concerne les autres elements, cet exemple
de realisa- tison est identique a l'exemple de realisation represente
sur la figur
La presente invention decrite dans le detail aux paragraphes
precedents presente les avantages ci-dessous et est caracterisee en ce
que le conduit d'air entre le cylindre exterieur et le cylindre de
combustion est divise par le cylindre median place entre- les deux
cylindres precites, en deux conduits d'air, le conduit interieur-et le
conduit exterieur.Les flux superieur et inferieur du conduit d'air
exterieur etant relies respectivement a la tubulure d'air comprime et
au conduit d'air interieur, l'air comprime arrivant dans la tubulure
d'air comprime refroidit d'abord la paroi du cylindre exterieur au
niveau du conduit d'air exterieur, diminuant ainsi la chaleur degagee
vers l'exterieur. De ce fait, le rechauffement de l'arbre de turbine
voisin est evite ainsi que le dessechement des lubrifiants de l'arbre.
Par la suite, l'air traverse le conduit d'air interieur en
refroidissant le gaz d'echappement du cylindre de combustion,
eliminant ainsi les risques d'effets thermiques indesirables sur les
aubes de la turbine,tout en se rechauffant pour etre pret a se
melanger avec le combustible, ce qui permet d'augmenter le taux de
rendement de la combustion. La presente invention permet en effet
d'obtenir ces avantages par une structure extremement simple sans pour
autant poser de problemes d'encombrement.
Claims
_________________________________________________________________
1. REVENDICATION Generateur de gaz pour turbines a gaz, caracterise en
ce qu'il comprend un cylindre exterieur (2) a l'une des extremites
duquel est reliee une tubulure d'air comprime (1), l'autre extremite
etant obturee, un cylindre de combustion (3, 3') place a l'interieur
du cylindre exterieur (2), dont le conduit de flux superieur est
obture, tandis que celui de flux inferieur est libre, et dont la paroi
comporte des trous d'alimentation en air (6), ces deux cylindres
formant un conduit d'air (5, 5"), un injecteur de carburant (7)
dispose a l'extremite interieure du conduit deeflux superieur du
cylindre de combustion (3, 3'), et un troisieme cylindre median (8)
place dans l'espace compris entre le cylindre exterieur (2) et le
cylindre de combustion (3, 3') pour separer ledit conduit d'air en un
conduit d'air interieur (5') et un conduit d'air exterieur (5"), les
deux extremites des flux superieur et inferieur du conduit d'air
exterieur (5") etant reliees respectivement a la tubulure d'air
comprime (1) et au conduit d'air interieur (5').
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