(Invention de Robert Pouit.) L'invention a pour objet une installation motrice, qui pourrait être, par exemple, l'ins tallation motrice d'un aérodyne.
L'installation selon l'invention est caracté risée par un moteur à combustion interne entraînant un compresseur, par une turbine à gaz entraînant un compresseur dynamique, par une chambre de combustion alimentant la turbine à gaz en gaz moteur, par des conduits reliant le refoulement du compresseur dyna mique, à l'admission du compresseur entraîné par le moteur et à l'admission de ce moteur, par un conduit reliant le refoulement du com presseur entraîné par le moteur à la chambre de combustion, par un dispositif pour injec ter du combustible dans cette chambre et par des conduits reliant les échappements du mo teur et de la turbine à au moins un dispositif d'utilisation des gaz d'échappement du moteur et de la turbine.
Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'installation selon l'invention.
La fig. 1 montre, schématiquement, une première forme d'exécution.
Les fig. 2, 3 et 4 montrent un robinet fai sant partie de l'installation représentée par la fig. 1, dans trois positions de travail diffé rentes. La fig. 5 montre, également schématique ment et en coupe longitudinale, une deuxième forme d'exécution.
L'installation représentée aux fig. 1 à 4 comprend un moteur à combustion interne à pistons 1 entraînant un compresseur à pistons 2, et une turbine à gaz 3 entraînant un com presseur dynamique 4. La. turbine 3 est. ali mentée par des gaz moteurs fournis par de l'air débité par le compresseur 2 et dans lequel est. injectée et brûlée une certaine quantité de combustible, au moyen d'un injec teur 5 monté sur une chambre de combustion 6 qu'une conduite relie au refoulement du compresseur 2, tandis que le refoulement du compresseur dynamique 4 est relié par des conduites à l'admission du moteur 1 et à l'ad mission du compresseur 2.
Les échappements du moteur 1 et de la turbine 3 sont, reliés par des conduites à l'ad mission d'une deuxième turbine à gaz 7 en traînant une hélice 8. Les deux courants de gaz d'échappement se mélangent avant d'en trer dans la. turbine 7.
Un radiateur 9 est intercalé dans le con duit qui amène une partie de l'air comprimé par le compresseur 4 à l'admission du com presseur 2.
Dans l'installation de la fig. 1, on pourra avoir, au sol, une compression dans le coin- presseur 4 de 1 atmosphère absolue à 5 atmo sphères absolues, une compression dans le compresseur 2 de 5 atmosphères absolues à 20 atmosphères absolues, et un taux de dé tente dans la turbine 3 de 20 atmosphères absolues à 5 atmosphères absolues, en sorte que la pression d'alimentation de la turbine 7 soit égale à environ 5 atmosphères absolues. La quantité du combustible injecté dans la chambre de combustion 6 petut être détermi née de façon telle que la température, à l'en trée de la turbine 3, ne dépasse pas 800 .
Pour faciliter le démarrage de l'installa tion décrite ci-dessus, le conduit de refoule ment 39 du compresseur 4 est relié par une conduite de by-pass 40, directement à l'entrée de la chambre de combustion 6, cette conduite de by-pass court-circuitant ainsi le radiateur 9 et le compresseur 2.
A l'endroit d'embran chement de la conduite 40 est disposé un robi net à trois voies 41 pouvant prendre trois positions une première (voir fig. 2) dans laquelle ce robinet ferme la conduite 40 et permet le passage de l'air refoulé par le compresseur 4 vers le moteur 1 et le compresseur 2; une deuxième, représentée par la fig. 3, dans laquelle le robinet 41 fait communiquer l'intérieur du conduit de refoulement 39 avec la conduite de by-pass 40 et sépare le conduit 3 9 d'avec le moteur 1 et le compresseur 2, et une troisième enfin, représentée par la fig. 4, dans laquelle le robinet fait communi quer le conduit de refoulement 39 à la fois avec la conduite de by-pass 40, le moteur et le compresseur.
Dans le conduit d'échappement 42 de la turbine 3 est monté tun robinet 43 permettant de faire communiquer ce conduit d'échappe ment 42 avec l'atmosphère.
L'installation clé la fig. 1 présente un organe unique de commande du réglage du combustible. Cet organe est constitué par une tige 47 pouvant coulisser axialement sous l'im pulsion donnée, par exemple, par le surveil lant de l'installation ou par tun régulateur entraîné par la turbine 7. L'une des extré mités de la tige 47 est articulée à deux biel- lettes 48 et 49 dont les extrémités libres, por tant cles galets 50, 51, sont appuyées, sous la traction d'un ressort 52, contre les rampes 53, 54 d'une camne 55 normalement fixe.
En outre, en des points situés entre les extré mités des biellettes 48, 49 sont articulées d'au tres biellettes 56, 57 dont les extrémités libres sont articulées à des tiges clé réglage 58, 59 de deux pompes d'injection 60 et 61 dont l'une, entraînée à partir de la turbine 3 par l'intermédiaire d'un dispositif de démultipli cation 62, alimente l'injecteur 5 de la cham bre de combustion 6, tandis que l'autre pompe 61., qui est polycylindrique, alimente, par l'in termédiaire de plusieurs conduites 63, les di vers cylindres du moteur 1, cette dernière pompe étant. entraînée par ce dernier moteur.
En donnant aux rampes 53 et 54 de la came 55 des formes appropriées, on déplace, par un coulissement axial de l'organe de com mande 47, les tiges de réglage 58 et 59 de façon telle que, pour chaque position de la tige 47, les quantités de combustible débitées respectivement par les pompes 60 et 61 ont des rapports prédéterminés qui dépendent de la forme des rampes de la came 55.
Si on veut faire varier la loi de réglage réalisée par la came 55, on petit modifier la position de cette came qui reste normalement immobile.
A cet effet, la came 55 est pourvue d'une rainure 64 à l'aide de laquelle la came est enfilée sur un axe 65 solidaire dit bâti de l'ins tallation. On peut ainsi faire varier la posi tion de la came soit par un mouvement dans le sens de l'axe de ladite rainure, soit. par une rotation autour de l'axe 65. On peut immobiliser la. came dans la position désirée, à ]'aide d'un écrou de serra-e 66.
Lorsqu'il s'agit de faire démarrer l'instal lation représentée à la fig. 1, on met le robi net 41 dans la position de la fig. 3 et le robi net 43 dans la position dans laquelle il fait communiquer avec l'atmosphère le conduit d'échappement. 42. On lance alors le groupe 3-4, -à l'aide d'un moteur électrique 44 qui, une fois le démarrage obtenu, peut être dé- bravé. Lorsque le robinet 41 se trouve dans ladite position, l'ensemble de la turbine 3, du compresseur 4 et de la chambre de combus tion 6 constitue une installation ordinaire de turbine à gaz.
L'air débité par la soufflante 4 est introduit dans la turbine 3, après avoir été réchauffé par la combustion du combus tible qui est injecté par l'injecteur 5 dans la chambre de combustion 6. Cet air se détend dans la turbine 3, en entraînant cette dernière et s'échappe enfin par le robinet 43 dans l'atmosphère.
Le groupe 3-4 ainsi lancé arrive très vite à entretenir seul son mouvement de rotation et à accélérer. Quand la pression de refoule ment du compresseur 4 est devenue suffi sante, on donne au robinet 41 la position re présentée par la fig. 4 dans laquelle une par tie de l'air refoulé par la soufflante 4 peut passer au moteur 1 et au compresseur 2, tan dis qu'une autre partie de cet air continue à traverser la conduite de by-pass 40 pour aller directement dans la chambre de combustion 6.
On lance ensuite le moteur 1 du groupe moto-compresseur à l'aide d'un moteur 45. après avoir man#uvré un robinet 46 intercalé dans la conduite d'échappement du moteur 1, afin de permettre l'échappement des gaz de combustion de ce moteur dans l'atmosphère.
Lors du démarrage du moteur 1, le com presseur 2 fonctionne à vide. Ce dernier fonc tionnement se fait automatiquement lorsque le compresseur 2 est muni de clapets automa tiques, étant donné que la pression en amont et en aval, de ce compresseur sont les mêmes. Si le compresseur 2 possède une distribution à commande mécanique, il faut agir d'une façon appropriée sur cette commande, pour obtenir également. le fonctionnement à vide du compresseur 2. De cette façon, le moteur 1, une fois démarré, prend très rapidement son régime normal.
Lorsque ce régime est atteint, on met le robinet 41 dans la position repré sentée par la fig. 2 dans laquelle la. conduite de by-pass 40 est fermée et tout l'air débité par le compresseur 4 amené au moteur 1 et au compresseur 2 et on ferme les robinets 43 et 46, de sorte que les gaz d'échappement du moteur 1 et de la turbine 3 servent mainte nant à alimenter la turbine 7 qui se met ainsi en marche. De cette façon, la période de dé marrage est terminée et l'ensemble de l'ins tallation commence à fonctionner normale ment.
Dans une variante de l'installation repré sentée par la fig. 1, on pourrait faire fonc tionner le moteur 1 et la turbine 3 avec des pressions d'échappement différentes, en reliant les échappements de ce moteur et de cette turbine ,à deux turbines réceptrices distinctes ou, mieux encore, à deux étages différents d'une même turbine.
Dans une autre variante, on pourrait uti liser directement. une came à double rampe analogue à la came 55 comme organe unique de commande, came qui., dans ce cas, serait, par exemple, montée de façon à pouvoir tour ner autour d'un axe de rotation, pour imposer ainsi aux tiges de réglage qui s'appuieraient. sur les rampes de la came les diverses posi tions désirées conformes aux diverses posi tions qui seraient données à la came elle- même, sous l'influence des impulsions de com mande provenant d'un régulateur ou du sur veillant de l'installation. Enfin, on pourrait relier l'échappement de la turbine 7 à une tuyère de propulsion, ou bien encore relier les échappements du moteur 1 et de la tur bine 3 directement à, une telle tuyère.
L'installation représentée par la fig. 5 est une installation de propulsion d'un aérodyne et est composée de deux parties: une partie basse pression et une partie haute pression. La partie basse pression comprend une turbine 15, dont l'échappement alimente une tuyère de propulsion 16, entraînant un compresseur dynamique 10.
La partie haute pression est analogue à l'installation de la fig. 1.
Le compresseur 10 est muni d'une prise d'air 11 et comprend une première partie alimentant, d'une part, par les conduites 12, une tuyère de propulsion 13 et, d'autre part, une partie à moyenne pression 14. Au refoulement de la partie à moyenne pression 14 est reliée une chambre de com bustion 18 qui communique avec l'admission de la turbine 15 par une conduite 17. En amont de cette chambre de combustion 18 est disposée une vanne 19.
La partie haute pression comprend le com presseur dynamique à haute pression 20 coin- poilant deux étages centrifuges avec un re froidisseur 21 entre ces deux étages et un refroidisseur 22 en aval du deuxième étage, ce compresseur 20 alimentant parallèlement les parties moteur et compresseur du moto- compresseur 23 à combustion interne à pis tons libres.
Le compresseur 20 est entraîné par une turbine à gaz 24 alimentée par l'air refoulé par la partie compresseur du moto-compres seur 23 et chauffé par du combustible injecté dans une chambre de combustion 26. Les gaz d'échappement de la partie mo teur du moto-compresseur sont mélangés avec les gaz d'échappement, de la turbine 24 dans une enceinte 27 agencée comme chambre de combustion dans laquelle est brûlée, dans ledit mélange, une quantité supplémentaire de com bustible.
Ce mélange sert à alimenter une turbine à gaz 28 entraînant une hélice 29.
Le refoulement de la partie à moyenne pression 14 du compresseur 10 est en outre relié par un conduit 30 muni d'un volet 31 à l'admission du compresseur dynamique à bautre pression 20. De plus, un conduit 32 muni d'un volet 33 relie directement le refou lement de la première partie du compresseur 10 à l'admission du compresseur à haute pression 20.
Un conduit 34 relie l'échappement de la turbine 28 à l'admission de la turbine 15. Une chambre de combustion 35 est intercalée dans le conduit 34 qui, à l'aide d'un clapet 36, peut être séparé de l'admission de la turbine 15 pour être relié à la tuyère de propul sion 13. Un radiateur 37 servant à refroidir le fluide refroidisseur des dispositifs de refroi dissement 21 et 22, ainsi que le fluide refroi disseur du moto-compresseur 23, est logé à l'intérieur du conduit 12 alimentant en air comprimé la tuyère 13. Dans ce même con duit, il est également disposé un ou plusieurs injecteurs de combustible 38 servant à ré chauffer l'air alimentant cette tuyère.
Le fonctionnement de l'installation repré sentée par la fig. 5 est le suivant Pour le vol en haute altitude, la vanne 19 et les volets 31, 33 et 36 ont la position indi quée dans le dessin, e'est-à-dire que la vanne 19 et le volet 33 ferment respectivement l'en trée de la chambre de combustion 18 et le conduit 32, tandis que le volet 31 ouvre le conduit 30 et le volet 36 fait communiquer l'échappement de la turbine 28 avec l'admis sion de la turbine 15.
L'air aspiré dans l'atmosphère est. com primé dans la première partie du compresseur basse pression 10 et est refoulé en partie directement dans la tuyère 1.3 et en partie dans la partie à moyenne pression 14. L'air comprimé dans cette partie 14 est amené, par le conduit 30, à l'admission du compresseur haute pression 20 qui comprime cet air une troisième fois pour alimenter, d'une part, l'élément moteur et, d'autre part, l'élément compresseur du moto-compresseur 23.
L'air comprimé par l'élément compresseur de ce moto-compresseur est débité dans la chambre de combustion 26 où une certaine quantité de combustible est injectée et brûlée dans ledit air qui, ensuite, entre dans la turbine '224. Les gaz s'échappant de la turbine 24 sont. mélan gés avec les gaz d'échappement de l'élément moteur du moto-compresseur 23 dans la. cham bre de combustion 27 où une nouvelle quan tité de combustible est brûlée dans le mélange qui est. ensuite introduit dans la turbine 28.
Les gaz, après s'être détendus dans cette der nière turbine, sont. amenés par le conduit. 34 dans la turbine 15, après avoir été éventuelle ment réchauffés une nouvelle fois dans la. chambre de combustion 35. Après leur détente dans la. turbine 15, les gaz d'échappement s'échappent dans l'atmosphère à travers la tuyère de propulsion 16.
En supposant que l'altitude de vol est d'environ 12000 ni, les compressions et dé tentes que les gaz subissent dans les diffé rents dispositifs de l'installation peuvent être, par exemple, les suivantes: l'air est aspiré à une pression de 0,266 atmosphère et, il est comprimé dans la première partie du compres seur basse pression 10 à 0,465 atmosphère. Ensuite, cet air est comprimé dans la partie à moyenne pression 14 de 0,465 à 1,775 atmo sphère. Dans le compresseur haute pression, la compression a lieu de 1,775 à 6,6 atmosphères. Dans l'élément compresseur du moto-compres- seur 23, la compression a lieu de 6,5 à 26 atmosphères.
C'est avec cette dernière pres sion que l'air, après avoir été chauffé dans la chambre de combustion 26, entre dans la tur bine 24 où cet air se détend à 6,5 atmosphères, c'est-à-dire à la pression d'alimentation et de balayage de l'élément moteur du moto-com presseur. La détente des gaz à partir de la pression 6,5 atmosphères, a successivement lieu dans les turbines 28, 15 et dans la tuyère de propulsion 16.
Pour le vol à basse altitude et le décollage de l'aérodyne, on ouvre la vanne 19 et le volet. 33, on ferme le volet 31 et on donne ail volet 36 la position pour laquelle ce volet fait com muniquer le conduit 34 avec la tuyère de pro pulsion 7 3. Pour cette marche, la première partie du compresseur basse pression 10 ali mente parallèlement, d'une part, la partie à moyenne pression 14 de ce compresseur et, d'autre part, le compresseur haute pression 20. L'air comprimé par la partie à moyenne pres sion 14 est introduit dans la chambre de com bustion 18 d'où il est amené à l'admission de la turbine 15 pour s'échapper, après s'être détendu dans cette turbine, par la tuyère de propulsion 16 dans l'atmosphère ambiante.
L'air comprimé par le compresseur haute pres sion 20 traverse de la manière susindiquée le moto-compresseur 23 et les turbines 24 et 28 pour s'échapper ensuite dans l'atmosphère ambiante à travers la tuyère 13 qui reçoit également. et directement par les conduits 12 une partie de l'air qui a. été comprimé par la. première partie du compresseur basse pres sion 10.
Au décollage, la. pression ambiante étant de 1 atmosphère, la première partie du com presseur basse pression comprime l'air aspiré dans l'atmosphère par exemple à 1,8 atmo sphère. La partie de cet air qui alimente la partie moyenne pression 14 est comprimée, dans cette dernière, à environ 7 atmosphères, pour se détendre ensuite dans la turbine 15 et la tuyère 16. Les compressions et détentes dans la partie haute pression de l'installation sont pratiquement les mêmes que pour la marche décrite en premier. Il est à noter ici que la pression d'alimentation du compresseur haute pression 20 est. pratiquement constante dans les deux cas décrits<B>(1,775</B> atmosphère dans le premier cas, 1.,8 dans le second).
Les dispositifs d'alimentation en combustible ne sont. pas représentés à la fig. 5.
Dans l'installation représentée par la fig. 5, un dispositif à roue libre, non repré senté, relie l'arbre commun de la turbine 15 et du compresseur 10 à l'arbre commun de la turbine 23 et du compresseur 20. Pour faire démarrer l'installation, on lance le groupe 10, 1.5,à l'aide d'un moteur auxiliaire non repré senté, et l'on entraîne en même temps le groupe 20, 23 au moyen de ladite roue libre. Une fois le démarrage obtenu, l'entraînement par la roue libre cesse automatiquement, étant donné qu'alors la partie haute pression tourne à une vitesse supérieure à, celle de la partie basse pression.
Lire installation analogue à l'installation représentée à la. fig. 1 pourrait être utilisée comme installation stationnaire oui comme ins tallation d'entraînement d'un véhicule ter restre.
(Invented by Robert Pouit.) The subject of the invention is a power plant, which could be, for example, the power plant of an aerodyne.
The installation according to the invention is characterized by an internal combustion engine driving a compressor, by a gas turbine driving a dynamic compressor, by a combustion chamber supplying the gas turbine with engine gas, by ducts connecting the discharge of the dynamic compressor, to the intake of the compressor driven by the engine and to the intake of this engine, by a duct connecting the discharge of the compressor driven by the engine to the combustion chamber, by a device for injecting fuel. fuel in this chamber and through conduits connecting the engine and turbine exhausts to at least one device for using the engine and turbine exhaust gases.
The drawing represents, by way of example, two embodiments of the installation according to the invention.
Fig. 1 shows, schematically, a first embodiment.
Figs. 2, 3 and 4 show a valve forming part of the installation shown in FIG. 1, in three different working positions. Fig. 5 shows, also schematically and in longitudinal section, a second embodiment.
The installation shown in fig. 1 to 4 comprises a piston internal combustion engine 1 driving a piston compressor 2, and a gas turbine 3 driving a dynamic compressor 4. The turbine 3 is. supplied by engine gases supplied by the air supplied by the compressor 2 and in which is. injected and burned a certain quantity of fuel, by means of an injector 5 mounted on a combustion chamber 6 which a pipe connects to the discharge of the compressor 2, while the discharge of the dynamic compressor 4 is connected by pipes to the intake of engine 1 and intake of compressor 2.
The exhausts of the engine 1 and of the turbine 3 are connected by pipes to the inlet of a second gas turbine 7 by dragging a propeller 8. The two streams of exhaust gases are mixed before entering. in the. turbine 7.
A radiator 9 is interposed in the duct which brings part of the air compressed by the compressor 4 to the inlet of the compressor 2.
In the installation of fig. 1, we can have, on the ground, a compression in the corner-presser 4 of 1 absolute atmosphere to 5 absolute atmospheres, a compression in the compressor 2 of 5 absolute atmospheres to 20 absolute atmospheres, and a rate of expansion in the turbine 3 from 20 atmospheres absolute to 5 atmospheres absolute, so that the supply pressure of the turbine 7 is equal to approximately 5 atmospheres absolute. The quantity of fuel injected into the combustion chamber 6 can be determined in such a way that the temperature at the inlet of the turbine 3 does not exceed 800.
To facilitate the start-up of the installation described above, the discharge duct 39 of the compressor 4 is connected by a bypass line 40, directly to the inlet of the combustion chamber 6, this bypass line. -pass thus bypassing radiator 9 and compressor 2.
At the branching point of the pipe 40 is disposed a three-way valve 41 which can take three positions, a first (see fig. 2) in which this valve closes the pipe 40 and allows the passage of the discharged air. by compressor 4 to motor 1 and compressor 2; a second, represented by FIG. 3, in which the valve 41 communicates the interior of the delivery duct 39 with the bypass duct 40 and separates the duct 3 9 from the motor 1 and the compressor 2, and a third finally, represented by the fig. 4, in which the valve communicates the delivery pipe 39 with both the bypass pipe 40, the motor and the compressor.
In the exhaust duct 42 of the turbine 3 is mounted a valve 43 allowing this exhaust duct 42 to communicate with the atmosphere.
The key installation in fig. 1 has a single fuel adjustment control member. This member is constituted by a rod 47 which can slide axially under the impulse given, for example, by the supervisor of the installation or by a regulator driven by the turbine 7. One of the ends of the rod 47 is articulated with two links 48 and 49, the free ends of which, por so many rollers 50, 51, are pressed, under the traction of a spring 52, against the ramps 53, 54 of a normally fixed cam 55.
In addition, at points located between the ends of the links 48, 49 are articulated other tres links 56, 57 whose free ends are articulated to adjustment key rods 58, 59 of two injection pumps 60 and 61, one, driven from the turbine 3 by means of a gear reduction device 62, supplies the injector 5 of the combustion chamber 6, while the other pump 61, which is polycylindrical, feeds, via several conduits 63, the various cylinders of the engine 1, the latter being pump. driven by the latter motor.
By giving the ramps 53 and 54 of the cam 55 suitable shapes, the adjustment rods 58 and 59 are moved by axial sliding of the control member 47 in such a way that, for each position of the rod 47 , the quantities of fuel delivered respectively by the pumps 60 and 61 have predetermined ratios which depend on the shape of the ramps of the cam 55.
If we want to vary the adjustment law produced by the cam 55, we can modify the position of this cam which normally remains stationary.
For this purpose, the cam 55 is provided with a groove 64 by means of which the cam is threaded on a pin 65 integral with said frame of the installation. It is thus possible to vary the position of the cam either by a movement in the direction of the axis of said groove, or. by a rotation around the axis 65. It is possible to immobilize the. cam in the desired position, using a clamp nut 66.
When it comes to starting the installation shown in fig. 1, we put the robi net 41 in the position of FIG. 3 and the robi net 43 in the position in which it communicates the exhaust duct with the atmosphere. 42. Group 3-4 is then started, using an electric motor 44 which, once starting has been obtained, can be disabled. When the valve 41 is in said position, the assembly of the turbine 3, the compressor 4 and the combustion chamber 6 constitutes an ordinary gas turbine installation.
The air supplied by the fan 4 is introduced into the turbine 3, after having been reheated by the combustion of the fuel which is injected by the injector 5 into the combustion chamber 6. This air expands in the turbine 3, in causing the latter and finally escapes through the valve 43 into the atmosphere.
The group 3-4 thus launched very quickly manages to maintain its rotational movement on its own and to accelerate. When the discharge pressure of the compressor 4 has become sufficient, the valve 41 is given the position shown in FIG. 4 in which part of the air discharged by the blower 4 can pass to the motor 1 and to the compressor 2, tan say that another part of this air continues to pass through the bypass line 40 to go directly into the combustion chamber 6.
The motor 1 of the motor-compressor unit is then started using a motor 45. after having operated a valve 46 interposed in the exhaust pipe of the engine 1, in order to allow the exhaust of the combustion gases of this engine in the atmosphere.
When starting engine 1, compressor 2 runs empty. This latter operation takes place automatically when the compressor 2 is fitted with automatic valves, given that the pressure upstream and downstream of this compressor are the same. If the compressor 2 has a distribution with mechanical control, it is necessary to act in an appropriate way on this control, to obtain also. the empty operation of the compressor 2. In this way, the engine 1, once started, very quickly takes its normal speed.
When this speed is reached, the valve 41 is placed in the position shown in FIG. 2 in which the. bypass line 40 is closed and all the air delivered by the compressor 4 supplied to the engine 1 and to the compressor 2 and the valves 43 and 46 are closed, so that the exhaust gases from the engine 1 and the turbine 3 are now used to power the turbine 7 which thus starts up. In this way, the start-up period is over and the whole installation begins to operate normally.
In a variant of the installation shown in FIG. 1, engine 1 and turbine 3 could be made to operate with different exhaust pressures, by connecting the exhausts of this engine and of this turbine, to two separate receiver turbines or, better still, to two different stages of the same turbine.
In another variant, one could use directly. a double ramp cam similar to the cam 55 as the sole control member, which cam, in this case, would be, for example, mounted so as to be able to turn around an axis of rotation, thus imposing on the rods of setting that would build. on the ramps of the cam the various desired positions conforming to the various positions which would be given to the cam itself, under the influence of the command pulses coming from a regulator or from the supervisor of the installation. Finally, one could connect the exhaust of the turbine 7 to a propulsion nozzle, or even connect the exhausts of the engine 1 and of the turbine 3 directly to such a nozzle.
The installation shown in FIG. 5 is a propulsion installation for an aerodyne and is composed of two parts: a low pressure part and a high pressure part. The low-pressure part comprises a turbine 15, the exhaust of which supplies a propulsion nozzle 16, driving a dynamic compressor 10.
The high pressure part is similar to the installation of fig. 1.
The compressor 10 is provided with an air intake 11 and comprises a first part supplying, on the one hand, through the pipes 12, a propulsion nozzle 13 and, on the other hand, a medium pressure part 14. Au delivery of the medium pressure part 14 is connected to a combustion chamber 18 which communicates with the inlet of the turbine 15 by a pipe 17. Upstream of this combustion chamber 18 is disposed a valve 19.
The high pressure part includes the dynamic high pressure compressor 20 wedging two centrifugal stages with a re-cooler 21 between these two stages and a cooler 22 downstream of the second stage, this compressor 20 supplying the engine and compressor parts of the motorcycle in parallel. - internal combustion compressor 23 with free pis tons.
The compressor 20 is driven by a gas turbine 24 supplied with the air delivered by the compressor part of the motor-compressor 23 and heated by fuel injected into a combustion chamber 26. The exhaust gases from the engine part of the motor-compressor are mixed with the exhaust gases, of the turbine 24 in an enclosure 27 arranged as a combustion chamber in which is burned, in said mixture, an additional quantity of fuel.
This mixture is used to feed a gas turbine 28 driving a propeller 29.
The discharge of the medium pressure part 14 of the compressor 10 is further connected by a duct 30 provided with a flap 31 to the inlet of the dynamic compressor at the other pressure 20. In addition, a duct 32 provided with a flap 33 directly connects the discharge of the first part of the compressor 10 to the inlet of the high pressure compressor 20.
A duct 34 connects the exhaust of the turbine 28 to the intake of the turbine 15. A combustion chamber 35 is interposed in the duct 34 which, using a valve 36, can be separated from the intake. of the turbine 15 to be connected to the propulsion nozzle 13. A radiator 37 serving to cool the coolant of the cooling devices 21 and 22, as well as the coolant of the motor-compressor 23, is housed in the inside the conduit 12 supplying compressed air to the nozzle 13. In this same conduit, one or more fuel injectors 38 serving to reheat the air supplying this nozzle are also arranged.
The operation of the installation shown in fig. 5 is as follows For high altitude flight, valve 19 and flaps 31, 33 and 36 have the position shown in the drawing, i.e. valve 19 and flap 33 respectively close the inlet of the combustion chamber 18 and the duct 32, while the flap 31 opens the duct 30 and the flap 36 communicates the exhaust of the turbine 28 with the inlet of the turbine 15.
The air drawn into the atmosphere is. compressed in the first part of the low-pressure compressor 10 and is discharged partly directly into the nozzle 1.3 and partly into the medium-pressure part 14. The compressed air in this part 14 is supplied, through the pipe 30, to the admission of the high pressure compressor 20 which compresses this air a third time to supply, on the one hand, the motor element and, on the other hand, the compressor element of the motor-compressor 23.
The air compressed by the compressor element of this motor-compressor is delivered into the combustion chamber 26 where a certain quantity of fuel is injected and burned in said air which, then, enters the turbine 224. The gases escaping from the turbine 24 are. mixed with the exhaust gases from the motor element of the motor-compressor 23 in the. combustion chamber 27 where a new quantity of fuel is burnt in the mixture which is. then introduced into the turbine 28.
The gases, after having relaxed in this last turbine, are. brought by the conduit. 34 in the turbine 15, after having possibly been reheated again in the. combustion chamber 35. After their relaxation in the. turbine 15, the exhaust gases escape into the atmosphere through the propulsion nozzle 16.
Assuming that the flight altitude is about 12000 ni, the compressions and expansions which the gases undergo in the various devices of the installation can be, for example, the following: air is drawn in at a pressure of 0.266 atmosphere and is compressed in the first part of the low pressure compressor 10 to 0.465 atmosphere. Then, this air is compressed in the medium pressure part 14 from 0.465 to 1.775 atmo sphere. In the high pressure compressor, compression takes place from 1.775 to 6.6 atmospheres. In the compressor element of the motor-compressor 23, the compression takes place from 6.5 to 26 atmospheres.
It is with this last pressure that the air, after having been heated in the combustion chamber 26, enters the turbine 24 where this air expands to 6.5 atmospheres, that is to say at the supply and purging pressure of the motor element of the motor-compressor. The expansion of the gases from a pressure of 6.5 atmospheres takes place successively in the turbines 28, 15 and in the propulsion nozzle 16.
For low-altitude flight and takeoff of the aerodyne, the valve 19 and the flap are opened. 33, the flap 31 is closed and the flap 36 is given the position for which this flap makes the duct 34 communicate with the propulsion nozzle 7 3. For this operation, the first part of the low-pressure compressor 10 supplies parallel, on the one hand, the medium pressure part 14 of this compressor and, on the other hand, the high pressure compressor 20. The air compressed by the medium pressure part 14 is introduced into the combustion chamber 18 of where it is brought to the inlet of the turbine 15 to escape, after having relaxed in this turbine, through the propulsion nozzle 16 into the ambient atmosphere.
The air compressed by the high-pressure compressor 20 passes through the motor-compressor 23 and the turbines 24 and 28 in the aforementioned manner to then escape into the ambient atmosphere through the nozzle 13 which also receives it. and directly through the ducts 12 part of the air which has. been compressed by the. first part of the low pressure compressor 10.
On take off, the. ambient pressure being 1 atmosphere, the first part of the low pressure compressor compresses the air drawn into the atmosphere, for example to 1.8 atmo sphere. The part of this air which supplies the medium pressure part 14 is compressed, in the latter, to about 7 atmospheres, to then expand in the turbine 15 and the nozzle 16. The compressions and expansion in the high pressure part of the installation are practically the same as for the walk described first. It should be noted here that the supply pressure of the high pressure compressor 20 is. practically constant in the two cases described <B> (1,775 </B> atmosphere in the first case, 1., 8 in the second).
The fuel supply devices are not. not shown in fig. 5.
In the installation shown in FIG. 5, a freewheel device, not shown, connects the common shaft of the turbine 15 and of the compressor 10 to the common shaft of the turbine 23 and of the compressor 20. To start the installation, the unit is started. 10, 1.5, using an auxiliary motor not shown, and at the same time the group 20, 23 is driven by means of said freewheel. Once the start has been obtained, the drive by the freewheel stops automatically, given that the high pressure part then rotates at a speed greater than that of the low pressure part.
Read installation similar to the installation shown in. fig. 1 could be used as a stationary installation or as a training installation for a land vehicle.