FR2658862A1 - JET TURBINE WITH REACTION. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une turbine à jet à réaction. Selon l'invention, la partie de sortie d'une tubulure d'amenée (17) est réalisée sous la forme d'une buse d'alimentation (19) dont la surface de la section minimale est inférieure à la surface minimale de la section de traction (12) et est en rapport avec celle-ci, ce qui assure la disposition du saut de pression dans la zone d'entrée du canal axial (3) de l'arbre (2). La présente invention s'applique notamment en tant qu'un élément moteur menant dans des commandes reversibles d'organes de fermeture et de réglage.The present invention relates to a reaction jet turbine. According to the invention, the outlet part of a supply pipe (17) is made in the form of a supply nozzle (19), the area of which of the minimum section is smaller than the minimum area of the section. traction (12) and is related thereto, which ensures the arrangement of the pressure jump in the entry zone of the axial channel (3) of the shaft (2). The present invention applies in particular as a driving element leading to reversible controls of closing and adjustment members.

Description

i La présente invention concerne la construction des turbines et aThe present invention relates to the construction of turbines and

notamment pour objet une turbine à jet à réaction. La présente invention s'applique avantageusement en tant qu'élément moteur menant dans des commandes de différents systèmes, en particulier dans les commandes  in particular for object a jet jet turbine. The present invention is advantageously applied as a driving element leading in commands of different systems, in particular in the controls

réversibles des organes de fermeture et de réglage.  reversible closure and adjustment members.

On connaît différents types des turbines à aubes pneumatiques et à gaz telles que: turbines à écoulement axial, turbines à écoulement radial et turbines Francis ("Choix des paramètres et calcul des turbines de petite puissance pour la commande des organes" par N N Bykov et autres, 1972, Mashinostroenie (Moscou), page 31, figure 2.1, page 196, figures 7, 8, page 199, figures 8,9) Ces turbines comportent un corps dans lequel est monté, sur des paliers, un rotor, ayant la forme d'un arbre portant au moins une roue motrice sur laquelle sont montées des aubes mobiles Un appareil d'admission du fluide moteur  Different types of pneumatic and gas turbine blades are known, such as: axial flow turbines, radial flow turbines and Francis turbines ("Choice of parameters and calculation of small power turbines for the control of organs" by NN Bykov et al. , 1972, Mashinostroenie (Moscow), page 31, FIG. 2.1, page 196, FIGS. 7, 8, page 199, FIGS. 8, 9). These turbines comprise a body in which is mounted, on bearings, a rotor, having the shape of a shaft carrying at least one drive wheel on which blades are mounted A motor fluid intake apparatus

(liquide, gaz) à la roue motrice est monté dans le corps.  (liquid, gas) to the driving wheel is mounted in the body.

Cet appareil d'admission peut être constitué des aubages directeurs ou des buses d'amenée (d'alimentation) Un appareil d'échappement, sous la forme d'un diffuseur (à aubes ou sans aubes), est monté en aval de la roue motrice, dans la direction du déplacement du fluide  This intake apparatus may consist of steer vanes or supply (supply) nozzles. An exhaust apparatus, in the form of a diffuser (paddle or no vanes), is mounted downstream of the wheel motor, in the direction of fluid displacement

moteur.engine.

Les turbines connues assurent la transformation de l'énergie (potentielle) du fluide moteur en travail mécanique sur l'arbre du rotor au moyen du changement de la direction de l'écoulement et de la détente du fluide moteur On obtient, dans ce cas, des caractéristiques de sortie des turbines suffisamment élévées, qui ne sont pas  The known turbines ensure the transformation of the (potential) energy of the driving fluid into mechanical work on the rotor shaft by means of the change of the direction of flow and the expansion of the driving fluid. In this case, sufficiently high output characteristics of the turbines, which are not

inférieures à celles des autres types de moteurs.  lower than those of other types of engines.

Cependant, ces turbines sont caractérisées par une fabrication assez difficile par suite de la forme tridimensionnelle compliquée des aubes mobiles et directrices et en raison de hautes exigences imposées à la fabrication (de petits jeux entre les aubes de la roue motrice et le corps, la précision de la disposition mutuelle des aubes directrices ou des buses d'amenée et des aubes de la roue motrice) De plus, la conception des turbines connues est encore compliquée à cause de la grande pression du fluide moteur (c'est-à-dire d'une grande différence disponible des enthalpies) qui impose de faire appel à des turbines multiétages en vue d'assurer un haut rendement La fiabilité et le potentiel de vie de ces turbines diminuent sensiblement en cas de travail avec un fluide moteur humide et/ou pollué par suite d'une usure des aubes due à l'érosion ou à l'encrassement et en cas de travail aux basses températures du fluide moteur à la suite du givrage des canaux entre les aubes et de leur engorgement par la glace Les valeurs relativement élevées des moments d'inertie du rotor, surtout, du rotor des turbines multiétages baissent les caractéristiques dynamiques, ce qui conduit à la complication des sytèmes de commande et, dans certains cas, l'utilisation de ces turbines en tant qu'éléments d'exécution de ces sytèmes devient absolument impossible En outre, la nécessité d'assurer l'inversion de ces turbines aboutit à une  However, these turbines are characterized by a rather difficult manufacture due to the complicated three-dimensional shape of the moving blades and direction and because of high demands imposed on the manufacture (small games between the vanes of the driving wheel and the body, the precision in addition, the design of the known turbines is further complicated by the high pressure of the driving fluid (i.e. a large difference in available enthalpies) which requires the use of multi-stage turbines to ensure a high efficiency The reliability and life potential of these turbines decrease significantly when working with a wet and / or polluted fluid motor as a result of blade wear due to erosion or fouling and when working at low engine fluid temperatures as a result of icing of the channels between the aub The relatively high values of the rotor moment of inertia, especially the rotor of multi-stage turbines, reduce the dynamic characteristics, which leads to the complication of the control systems and, in some cases, the The use of these turbines as part of these systems becomes absolutely impossible. Moreover, the need to ensure the inversion of these turbines leads to

complication considérable de leur conception.  considerable complication of their design.

On connaît une turbine à jet à réaction ("Cybernétique technique Organisation et éléments des systèmes de régulation et de commande automatiques" par V.V Solodovnikov et autres, ouvrage "Dispositifs d'exécution et servomécanismes", 1976, Mashinostroenie (Moscou), pages 519 à 520, figure XI 8, pages 539 à 543, figure XI 17; "Théorie des machines à turbine" par N I. Kirilov et autres, Manuel pour l'école supérieure, Mashinostroenie (Leningrad), 1974, pages 87 à 90, figure IV.4; "Elements pneumatiques pour la condition des températures ultra-élevées et de haute radiation", par D I Shirer, ouvrages du IIè Congrès International de la Fédération Internationale consacré à la commande automatique Bâle, Suisse, volume "Moyens techniques du système automatique", 1965, "Nauka" (Moscou) pages 54 à 57) comportant un rotor réalisé sous la forme d'un arbre pourvu au moins d'un canal axial, sur lequel est montée en porte-à-faux au moins une tubulure portant à son extrémité libre une buse de traction, mise en communication avec l'entrée d'un canal axial de manière à former une canalisation continue de gaz et au moins un appareil d'amenée comprenant un joint d'étanchéité à contact axial ou à contact radial (ou bien un joint d'étanchéité en fete  A reaction jet turbine ("Cybernetic Technical Organization and Elements of Automatic Control and Control Systems" by VV Solodovnikov and others, "Implementing Devices and Servomechanisms", 1976, Mashinostroenie (Moscow), pages 519 to 520, figure XI 8, pages 539 to 543, figure XI 17, "Theory of turbine machines" by N I. Kirilov and others, Manual for Higher School, Mashinostroenie (Leningrad), 1974, pages 87 to 90, figure IV.4: "Pneumatic elements for the condition of ultra-high temperatures and high radiation", by DI Shirer, works of the Second International Congress of the International Federation devoted to automatic control Basel, Switzerland, volume "Technical means of the automatic system ", 1965," Nauka "(Moscow) pages 54 to 57) having a rotor made in the form of a shaft provided with at least one axial channel, on which is mounted cantilever at least one tubing bearing to his ext free end a pulling nozzle, placed in communication with the inlet of an axial channel so as to form a continuous pipeline of gas and at least one feed apparatus comprising an axial contact seal or a radial contact seal ( or a seal in the party

ou un joint-labyrinthe).or a labyrinth seal).

La turbine à jet à réaction connue est du type sans aubes, dans laquelle le couple moteur sur l'arbre (travail mécanique) est créé par transformation directe de l'énergie disponible (de l'enthalpie disponible) , sous la forme de la pression de fluide moteur, en énergie cinétique d'un jet s'écoulant de la buse de traction de façon à créer une poussée de réaction à la buse de traction et, respectivement, un couple moteur à l'arbre du rotor sous l'action de la force de la poussée En comparaison avec les turbines à aubes, les turbines à jet à réaction connues sont caractérisées par un certain nombre d'avantages à savoir: la conception simple du rotor et, par conséquent, peu de main-d'oeuvre nécessaire à la fabrication grâce à l'absence d'aubages compliqués et de jeux garantis à assurer Grâce à la réalisation du processus d'écoulement dans la canalisation de gaz et à la dilatation dans la buse très voisine d'une dilatation isoentropique permettant d'obtenir de hautes vitesses supersoniques à la sortie de la buse, on obtient la possibilité d'assurer le fonctionnement efficace à de grandes pressions disponibles de fluide moteur dans un seul étage Le rendement du processus croît avec l'augmentation de la pression Dans ce cas, le rendement du processus de détente (adiabatique ou polytrope) est déterminé en général par le coefficient d'écoulement de la buse h 2 hi o h est le travail utile spécifique (enthalpie) du processus de détente h 1 est le travail spécifique (enthalpie) correspondant au processus isoentropique <i C 1 est le coefficient d'écoulement de la buse; i 1 t ou C 1 est la vitesse réelle d'écoulement dans la buse C 1 t est la vitesse d'écoulement correspondant au  The known reaction jet turbine is of the non-blade type, in which the engine torque on the shaft (mechanical work) is created by direct conversion of the available energy (of the available enthalpy), in the form of the pressure. of motor fluid, in kinetic energy of a jet flowing from the traction nozzle so as to create a reaction thrust at the traction nozzle and, respectively, a motor torque at the rotor shaft under the action of the force of the thrust In comparison with the impeller turbines, the known reaction jet turbines are characterized by a number of advantages namely: the simple design of the rotor and, consequently, little manpower necessary to the manufacture thanks to the absence of complicated blades and games guaranteed to ensure Thanks to the realization of the flow process in the gas pipeline and the dilation in the nozzle very close to an iso-centric expansion to obtain At the outlet of the nozzle, high velocity supersonic velocities provide the possibility of efficient operation at large available fluid pressures in a single stage. The efficiency of the process increases with increasing pressure. the efficiency of the expansion process (adiabatic or polytrope) is generally determined by the coefficient of flow of the nozzle h 2 hi where is the specific useful work (enthalpy) of the expansion process h 1 is the corresponding specific work (enthalpy) the isoentropic process <i C 1 is the flow coefficient of the nozzle; where C 1 is the actual flow velocity in the nozzle C 1 t is the flow velocity corresponding to

processus isoentropique.isoentropic process.

Grâce à ce qu'on réalise habituellement, dans les buses, un écoulement sans décollements ni sauts de pression, on obtient un coefficient d'écoulement égal à la valeur t = 0,99 pour les buses profilées et T = 0, 97 à 0,98 pour les buses coniques non profilées et, de ce fait, le rendement du processus de détente atteint respectivement de valeurs importantes Le rendement de sortie de la turbine à jet à réaction connue peut  By means of what is usually achieved in the nozzles, a flow without detachments or leaps in pressure, a flow coefficient equal to the value t = 0.99 is obtained for the profiled nozzles and T = 0, 97 to 0 , 98 for the non-profiled conical nozzles and, as a result, the efficiency of the expansion process reaches respectively important values. The output efficiency of the jet jet turbine can

s'exprimer aussi par le rendement propulsif de la buse qui -  express itself also by the propulsive efficiency of the nozzle which -

est proportionnel au carré de la vitesse effective-  is proportional to the square of the effective speed-

d'écoulement (à l'impulsion spécifique de la buse) ou au carré de la poussée spécifique P de la buse qui est le rapport poussée P (en da N) /débit G (en kg/s), c'est-à-dire P = P A l'augmentation de la pression G du fluide moteur en aval de la buse, les paramètres spécifiques susmentionnés de la buse augmentent, ce qui assure la possibilité d'obtenir un haut rendement de la turbine à jet à réaction connue aux pressions élevées du fluide moteur en réalisant le processus de détente dans un étage En outre, cette turbine ne nécessite pas de réaliser un profilage spécial des conduits de la canalisation de gaz du fait que la vitesse d'écoulement du fluide moteur suivant la canalisation de gaz jusqu'à la buse n'est pas grande et, de ce fait, les pertes hydrauliques dans cette canalisation sont réduites au minimum Il est également possible d'élever l'efficacité de cette turbine à jet à réaction grâce à l'utilisation de l'effet de compression ayant lieu dans les tubulures du rotor pendant sa rotation La turbine connue est caractérisée en ce qu'on a éliminé pratiquement totalement les pannes dues au givrage des canaux de la canalisation de gaz dans le cas de son fonctionnement au gaz humide à basse température Cet avantage est assuré par l'absence de zones stagnantes ainsi que grâce à ce que la baisse brusque de la température du gaz, lors de la dilatation, et le dégagement de l'humidité se produisent uniquement dans la buse, dans la section minimale (critique) de laquelle la couche limite est pratiquement absente et les gouttes d'humidité sont entraînées des parois de la buse  of the flow (at the specific nozzle impulse) or the square of the specific thrust P of the nozzle which is the thrust ratio P (in da N) / flow G (in kg / s), that is to say ie P = PA the increase of the pressure G of the driving fluid downstream of the nozzle, the aforementioned specific parameters of the nozzle increase, which ensures the possibility of obtaining a high efficiency of the reaction jet turbine known to high pressures of the working fluid by carrying out the expansion process in a stage In addition, this turbine does not require special profiling of the ducts of the gas pipe because the flow velocity of the engine fluid along the gas line until the nozzle is not large and, as a result, the hydraulic losses in this pipe are reduced to a minimum. It is also possible to increase the efficiency of this jet jet turbine thanks to the use of the jet. compression effect taking place in the The known turbine is characterized in that gas-channel failures in the case of its operation at low temperature wet gas have been practically eliminated in the case of gas-channel failure. This advantage is ensured by the absence of stagnant areas and the fact that the sudden drop in gas temperature during expansion and the release of moisture occur only in the nozzle, in the minimum (critical) section of which the boundary layer is virtually absent and moisture drops are entrained from the walls of the nozzle

par le courant de gaz se déplaçant à une vitesse élevée.  by the gas stream moving at a high speed.

En outre, la turbine en question est caractérisée par une faible intensité de l'usure érosive de ses éléments, assurée grâce à l'absence d'éléments (aubes)soumis à  In addition, the turbine in question is characterized by a low intensity of the erosive wear of its elements, ensured by the absence of elements (blades) subjected to

l'attaque directe des particules provoquant l'érosion.  the direct attack of particles causing erosion.

Toutefois, aux grandes vitesses circonférentielles du rotor, le rendement diminue à cause de la résistance aérodynamique dans le milieu environnant De plus, la conception compliquée des éléments de frottement des appareils d'amenée pourvus des joints d'étanchéité fermés et une basse fiabilité de leur fonctionnement aux grandes vitesses circonférentielles et lors du travail avec un gaz humide pollué limitent le domaine de l'utilisation de cette turbine L'utilisation de joints d'étanchéité ouverts limite elle aussi le domaine d'utilisation de la turbine ccnnue du fait que, pendant son fonctionnement avec un gaz humide pollué arrivant à basse température, ses éléments d'étanchéité se trouvent engorgés par de la  However, at high circumferential speeds of the rotor, the efficiency decreases because of the aerodynamic resistance in the surrounding environment. Furthermore, the complicated design of the friction elements of the supply units provided with the closed seals and the low reliability of their operation at high circumferential speeds and when working with a polluted wet gas limit the range of use of this turbine The use of open seals also limits the range of use of the turbine ccnnue because, during its operation with a polluted wet gas arriving at low temperature, its sealing elements are engorged by the

crasse, s'usent et peuvent être soudés par la gelée.  grime, wear out and can be welded by the jelly.

L'emploi des joints d'étanchéité ouverts entraîne une baisse du rendement à cause de la fuite du fluide moteur à  The use of open seals results in a decrease in efficiency due to the leakage of

travers ceux-ci.through these.

On connaît une turbine à jet à réaction ("systèmes pneumatiques et hydrauliques Organes d'entraînement et systèmes de commande" par Hertz, série , 1984, "Optimisation des paramètres de la commande pneumatique à moteur à jet" par V V Sayapin, Mashinostroenie, Moscou, page 58, figure 1) comportant un rotor réalisé sous la forme d'un arbre ayant ua moins un canal axial sur lequel est montée en porte-à-faux au moins une tubulure portant à son extrémité libre une buse de traction mise en communication avec l'entrée frontale du canal axial de façon à former une canalisation continue de gaz et au moins un appareil d'amenée gazodynamique réalisé sous la forme d'une tubulure d'amenée montée coaxialement  A Jet Jet Turbine ("Pneumatic and Hydraulic Systems Drives and Control Systems" by Hertz, series, 1984, "Optimizing Parameters of Jet Motor Pneumatic Control" by VV Sayapin, Mashinostroenie, Moscow) is known. , page 58, FIG. 1) comprising a rotor made in the form of a shaft having at least one axial channel on which is mounted cantilevered at least one tubular carrying at its free end a pulling nozzle placed in communication with the front inlet of the axial channel so as to form a continuous pipeline of gas and at least one gasodynamic feed apparatus in the form of a feed pipe mounted coaxially

à l'arbre avec un jeu par rapport à sa face extrême.  to the tree with a game compared to its extreme face.

Dans la turbine à jet à réaction en question, le fluide moteur (gaz) est amené sous la forme d'un jet débouchant de la tubulure d'amenée et arrivant à travers le jeu dans l'entrée frontale du canal axial de l'arbre, ce qui simplifie la conception et élève la fiabilité lors du fonctionnement avec un fluide moteur humide, pollué et à une basse température Cependant, le rendement diminue par suite des fuites du fluide moteur au jeu entre la tubulure d'amenée et l'entrée frontale du canal axial de l'arbre. On s'est donc proposé de créer une turbine à jet à réaction dans laquelle la tubulure d'amenée serait réalisée de manière à supprimer pratiquement totalement les fuites du fluide moteur, à augmenter ainsi le rendement dela turbine et à améliorer, par cela même, sa fiabilité lors de son fonctionnement avec un fluide moteur  In the jet jet turbine in question, the driving fluid (gas) is fed in the form of a jet emerging from the feed pipe and arriving through the clearance in the front inlet of the axial channel of the shaft. simplifying design and increasing reliability when operating with wet, polluted and low-temperature engine fluid However, the efficiency decreases as a result of leakage of the engine fluid at the clearance between the intake manifold and the front inlet of the axial channel of the tree. It has therefore been proposed to create a jet jet turbine in which the feed pipe would be made in such a way as to virtually eliminate leakage of the driving fluid, thereby increasing the efficiency of the turbine and thereby improving its reliability during its operation with a motor fluid

humide pollué et à une basse température.  wet polluted and at a low temperature.

Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'une turbine à jet à réaction comprenant un rotor constitué par un arbre ayant au moins un canal axial dans lequel est montée en porte-à-faux au moins une tubulure portant à son extrémité libre une buse de traction, mise en communication avec une entrée frontale du canal axial de façon à former une canalisation continue de gaz et au moins un appareil d'admission gazodynamique, réalisé sous la forme d'une tubulure d'amenée montée coaxialement à l'arbre avec un jeu par rapport à sa face extrême, caractérisée, selon l'invention, en ce que la partie de sortie de la turbine d'amenée a la forme d'une buse d'alimentation, dcnt la surface de la section minimale est inférieure à la surface minimale de la buse de traction et se trouve en un rapport avec celle-ci, qui assure le saut de pression dans la zone de l'entrée du canal axial de l'arbre En réalisant la partie de sortie de la tubulure d'amenée sous la forme d'une buse d'alimentation, on assure, aux rapports supercritiques de la pression sur cette buse, l'accélération du fluide moteur et son introduction dans le canal de l'arbre à une vitesse supersonique ce qui permet de supprimer pratiquement totalement les fuites du fluide moteur du canal axial dans l'arbre à travers le jeu du fait que de faibles perturbations (écoulement du gaz du canal axial sous l'action de la différence des pressions) ne peuvent se propager à la rencontre du courant supersonique (l'onde de pression se propage à la vitesse du son) Dans ce cas, une très faible fuite peut avoir lieu suivant la couche limite mince o la vitesse est inférieure à la valeur sonique La réalisation d'une surface de la sectimnminimale de la buse d'alimentation inférieure à la surface de la section minimale de la buse de traction est indispensable pour assurer l'introduction du fluide moteur à une vitesse supersonique dans le canal axial de l'arbre ce qui ressort de la relation théorique ci-après S i ou 3 < 1 > 53 < S  The problem thus posed is solved by means of a jet jet turbine comprising a rotor constituted by a shaft having at least one axial channel in which is mounted cantilevered at least one tubular carrying at its free end a pulling nozzle, placed in communication with a front inlet of the axial channel so as to form a continuous pipeline of gas and at least one gasodynamic intake apparatus, in the form of a feed pipe mounted coaxially to the shaft with a clearance with respect to its end face, characterized, according to the invention, in that the outlet portion of the feed turbine has the shape of a feed nozzle, dcnt the surface of the minimum section is less than the minimum area of the pulling nozzle and is in a relationship therewith, which provides the pressure jump in the area of the inlet of the axial channel of the shaft by realizing the outlet portion of the tubing brought in the form of a bu In this case, the supercritical ratio of the pressure on this nozzle to the acceleration of the driving fluid and its introduction into the shaft of the shaft at a supersonic speed is ensured, which makes it possible to virtually eliminate the leakage of the working fluid. the axial channel in the shaft through the clearance because small disturbances (flow of gas from the axial channel under the action of the pressure difference) can not propagate to the meeting of the supersonic current (the pressure wave propagates at the speed of sound) In this case, a very low leakage can take place following the thin boundary layer where the speed is lower than the sonic value. The realization of a surface of the secminimum of the feed nozzle less than the surface of the minimum section of the pulling nozzle is essential to ensure the introduction of the working fluid at a supersonic speed into the axial channel of the shaft which is apparent from the theoretical relationship e below S i or 3 <1> 53 <S

S 3 (3 SS 3 (3S

o: 53 est la surface de la section minimale de la buse d'alimentation; S est la surface de la section minimale de la buse (< de traction; est le coefficient de rétablissement de la pression totale à la partie mesurée depuis l'entrée dans la buse d'alimentation jusqu'à  o: 53 is the area of the minimum section of the supply nozzle; S is the area of the minimum section of the nozzle (<tensile; is the recovery coefficient of the total pressure at the portion measured from the inlet into the feed nozzle up to

l'entrée dans la buse de traction (il carac-  the entry into the pulling nozzle (it is

térise les pertes d'énergie).mitigate energy losses).

g Pc 4 Pc 3 o PO est la pression totale en amont de la buse de traction P C 3 est la pression totale en amont de la buse d'alimentation. En réalisant la buse d'alimentation et la buse de traction avec les surfaces de leurs sections minimales se trouvant au rapport qui assure la disposition du saut de pression (passage du courant de fluide moteur de la vitesse supersonique à la vitesse subsonique) dans la zone de l'entrée du canal axial dans l'arbre, on assure la réduction des pertes d'énergie au minimum (le coefficient de rétablissement 5 de la pression totale tend au maximum) car au cas contraire, d'une part, si le saut de pression se trouve à une grande distance par rapport à l'entrée, dans le sens du courant, l'écoulement du fluide  g Pc 4 Pc 3 o PO is the total pressure upstream of the pulling nozzle P C 3 is the total pressure upstream of the feed nozzle. Realizing the feed nozzle and the pulling nozzle with the surfaces of their minimum sections located at the ratio which provides the arrangement of the pressure jump (passage of the motor fluid stream from the supersonic speed to the subsonic speed) in the zone the input of the axial channel in the shaft, ensures the reduction of energy losses to a minimum (the recovery coefficient 5 of the total pressure tends to the maximum) because otherwise, on the one hand, if the jump pressure is at a great distance from the inlet, in the direction of flow, the flow of fluid

9 26588629 2658862

moteur suivant le canal axial à une vitesse supersonique jusqu'au saut de pression est suivi de plus grandes pertes  motor following the axial channel at a supersonic speed until the pressure jump is followed by greater losses

d'énergie, d'autre part, le déplacement du saut de pres-  of energy, on the other hand, the displacement of the jump of

sion au-delà du canal axial, dans le jeu, à une distance assez grande par rapport à l'entrée frontale aboutit à une perte notable du fluide moteur du canal axial à travers le jeu entre le saut de pression et l'entrée frontale La réalisation de ces buses avec un rap ort qui diffère quelque peu du rapport théorique 3 qui correspond à -t s  beyond the axial channel, in the clearance, at a sufficiently large distance from the front inlet results in a significant loss of the axial axis of the drive fluid through the clearance between the pressure jump and the front entrance La making these nozzles with a ratio that differs somewhat from the theoretical ratio 3 which corresponds to -ts

une valeur de O obtenue dans le cas o le-saut de pres-  a value of O obtained in the case where the

sion se trouve immédiatement dans la section de l'entrée  sion is immediately in the section of the entrance

frontale, c'est-à-dire = K< o K est le coef-  frontal, that is, = K <o K is the coef-

ficient empirique, est optimale Dans ce cas, la diminu-  empirical factor, is optimal In this case, the decrease

tion de la poussée spécifique, par suite d'une faible fuite du fluide moteur jusqu'à une valeur déterminée, est compensée, dans une grande mesure, par son augmentation résultant de la diminution des pertes pour un saut de pression d'une intensité moindre du fait que le jet supersonique ne s'élargit pas dans le jeu avant la section de l'entrée frontale dans le canal axial de l'arbre et que sa vitesse en amont du saut, se trouvant dans le jeu, est inférieure à la vitesse en amont du saut dans la section  tion of the specific thrust, as a result of a low leakage of the driving fluid to a given value, is compensated, to a large extent, by its increase resulting from the reduction of the losses for a pressure jump of a lesser intensity. because the supersonic jet does not widen in the game before the section of the frontal entry into the axial channel of the shaft and that its speed upstream of the jump, being in the game, is less than the speed upstream of the jump in the section

de l'entrée frontale du canal axial de l'arbre.  of the frontal entrance of the axial channel of the tree.

En comparaison ave l'antériorité la plus proche, la réalisation de la partie de sortie de la tubulure sous la forme d'une buse d'alimentation assure la possibilité d'une augmentation du jeu entre la buse d'alimentation et l'entrée frontale du canal axial de l'arbre ce qui assure des exigences moins sevères imposées à la réalisation de la conception de la turbine à jet à réaction selon l'invention, et l'augmentation de sa fiabilité grâce à la suppression absolue de la possibilité d'un contact de la tranche de la buse d'alimentation avec la face extrême de l'arbre et de leur éventuelle solidarisation par de la glace en cas de refroidissement lors d'un arrêt éventuel de la turbine à jet à réaction pendant lequel les gouttes  In comparison with the closest prior art, the realization of the outlet portion of the tubing in the form of a feed nozzle ensures the possibility of an increase in clearance between the feed nozzle and the front inlet. of the axial shaft of the shaft which ensures less severe requirements imposed on the realization of the design of the jet jet turbine according to the invention, and the increase of its reliability thanks to the absolute suppression of the possibility of a contact of the edge of the feed nozzle with the end face of the shaft and their possible attachment by ice in case of cooling during a possible stop of the jet jet turbine during which the drops

d'humidité peuvent couler librement à travers le jeu.  Moisture can flow freely through the game.

Il est avantageux que la buse d'alimentation  It is advantageous that the feed nozzle

soit supersonique.be supersonic.

En réalisant une buse d'alimentation supersonique, par exemple, sous la forme d'une buse du type de Laval, on assure l'accélération garantie du courant du fluide moteur jusqu'à une vitesse supersonique  By making a supersonic feed nozzle, for example, in the form of a nozzle of the Laval type, it ensures the guaranteed acceleration of the flow of the motor fluid to a supersonic speed

avant l'entrée frontale dans le canal axial de l'arbre.  before the frontal entry in the axial channel of the tree.

Quant à l'utilisation d'une buse sonique convergente, elle peut aboutir, dans certaines conditions (faibles rapports supercritiques des pressions sur la buse d'alimentation), à la formation prématurée du saut dans le jeu et, par  As for the use of a convergent sonic nozzle, it can lead, under certain conditions (low supercritical ratios of pressure on the feed nozzle), to the premature formation of the jump in the game and, by

conséquent, aux fuite importantes du fluide moteur.  consequently, to the important leaks of the driving fluid.

Dans le but d'assurer l'entrée garantie du jet suivant toute sa section dans le canal axial de l'arbre et, par conséquent, de supprimer la fuite directe du jet, il est désirable que la valeur du jeu entre la tranche de la buse d'alimentation et la face extrême de l'arbre soit choisie compte tenu de la relation suivante  In order to ensure the guaranteed entry of the jet along its entire section in the axial channel of the shaft and, consequently, to eliminate the direct leakage of the jet, it is desirable that the value of the clearance between the slice of the feeding nozzle and the extreme face of the tree be chosen taking into account the following relationship

D 1 D 2D 1 D 2

\ 2 tg &/2 o est le jeu entre la tranche de la buse d'alimentation et la face extrême de l'arbre D 1 est le diamètre du canal axial dans l'arbvre D 2 est le diamètre de la tranche de la buse d'alimentation; et est l'angle du cône de la partie de sortie de la  \ 2 tg & / 2 o is the clearance between the slice of the feed nozzle and the end face of the shaft D 1 is the diameter of the axial channel in the arbvre D 2 is the diameter of the slice of the nozzle power; and is the cone angle of the exit portion of the

buse d'alimentation.feeding nozzle.

La turbine à jet à réaction réalisée selon l'invention, peut être très efficacement utilisée sur une  The jet jet turbine produced according to the invention can be very efficiently used on a

large échelle dans différentes branches de la technique.  wide scale in different branches of technology.

En comparaison avec d'autres types de turbines, elle est caractérisée potentiellement par de hautes performances il assurées grâce à ce que l'énergie disponible du fluide moteur est transformée directement, dans un seul étage, en énergie cinétique d'un jet réactif par un processus thermodynamique qui est le plus proche du processus isoentropique, puis, en travail mécanique sur l'arbre Il convient de noter que l'efficacité de la turbine augmente avec l'augmentation de la pression disponible du fluide moteur et que la température initiale du fluide moteur peut varier à partir des basses températures au-dessous du zéro, jusqu'à -600 C et même au-dessous, aux températures élevées au-dessus du zéro et supérieures aux valeurs comprises entre 1000 et 15000 C La conception simple de la turbine est assurée grâce à ce qu'on utilise un seul étage pour toute pression du fluide mcteur et à la partie d'écoulement simple qui ne nécessite pas de la profiler ce qui conditionne, à son tour, de faible moments d'inertie du rotor, c'est-à-dire de hautes caractéristiques dynamiques de la turbine, un petit poids, des cotes d'encombrement réduites de tout l'ensemble et une haute fiabilité de son fonctionnement même en cas d'utilisation d'un fluide moteur humide pollué et ayant une basse température ce qui est assuré grâce à l'utilisation d'un appareil d'amenée gazodynamique sans contact original Ces avantages assurent l'utilisation efficace des turbines à jet à réacticn réalisées selon l'invention comme organes moteurs (éléments) des commandes de différents systèmes et d'installations, dont la puissance varie de qulques watts jusqu'aux mégawatts:système S de commande et de réglage y compris systèmes d'asservissement; commandes de robinetterie à gaz fonctionnant avec un gaz humide pollué à une basse température; commandes de turbo-pompes et de turbo-compresseurs, et moteurs à turbines à gaz d'aviation etc L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux  In comparison with other types of turbines, it is characterized potentially by high performances it ensured thanks to the fact that the available energy of the working fluid is transformed directly, in a single stage, in kinetic energy of a reactive jet by a thermodynamic process that is closest to the isoentropic process, then, in mechanical work on the shaft It should be noted that the efficiency of the turbine increases with the increase in the available fluid pressure and that the initial fluid temperature motor can vary from low temperatures below zero, to -600 C and even below, at high temperatures above zero and above values between 1000 and 15000 C The simple design of the turbine is ensured by using a single stage for any pressure of the fluid and the simple flow part that does not require the profiler which is condit In turn, this leads to low moments of rotor inertia, that is to say, high dynamic characteristics of the turbine, a small weight, reduced dimensions of overall dimensions and high reliability of the rotor. its operation even when using a polluted wet and low temperature engine fluid which is ensured through the use of an original non-contact gasodynamic feed apparatus These advantages ensure the efficient use of turbines to jet to réacticn made according to the invention as drive members (elements) of the controls of different systems and installations, whose power varies from qulques watts to megawatts: S system control and adjustment including servo systems; controls for gas valves operating with polluted wet gas at a low temperature; controls for turbo-pumps and turbo-compressors, and aviation gas turbine engines etc. The invention will be better understood and other objects, details and advantages thereof will be more readily apparent

à la lumière de la description explicative qui va suivre  in the light of the following explanatory description

d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: la figure 1 représente une turbine à jet à réaction réalisée selon la présente invention, en coupe longitudinale; la figure 2 est une vue suivant l'axe de la turbine à jet à réaction représentée sur la figure 1; la figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 2; la figure 5 représente une variante de réalisation de la buse de traction, en coupe longitudinale, à échelle agrandie, selon l'invention la figure 6 représente une vue indiquée en VI sur la figure 1, à échelle agrandie, ainsi qu'un schéma d'écoulement du courant de fluide moteur; la figure 7 représente le graphique poussée spécifique-surface de la section minimale (critique) de la buse de traction pour une surface constante de la section minimale (critique) de la buse d'alimentation; et la figure 8 représente une variante de réalisation du moteur de la commande combinée d'un robine-vanne à gaz avec l'utilisation d'une turbine à jet à réaction, réalisée selon l'invention, en coupe longitudinale. La turbine à jet à réaction réalisée selon l'invention, et représentée à la figure 1, comporte un rotor 1 constitué d'un arbre 2 ayant deux canaux axiaux 3 et 4 isolés l'une de l'autre De chaque côté de l'arbre 2, sont prévues des entrées frontales 5 et 6 menant dans les canaux axiaux correspondants 3 et 4 L'arbre 2 repose sur des paliers 7 (par exemple, roulements ou paliers lisses) et porte un pignon menant 8 pour la transmission du couple  of an embodiment given solely by way of nonlimiting example with reference to the accompanying nonlimiting drawings in which: Figure 1 shows a jet jet turbine made according to the present invention, in longitudinal section; Figure 2 is an axial view of the jet jet turbine shown in Figure 1; Figure 3 is a section along the line III-III of Figure 2; Figure 4 is a section along the line IV-IV of Figure 2; FIG. 5 represents a variant embodiment of the traction nozzle, in longitudinal section, on an enlarged scale, according to the invention; FIG. 6 represents a view indicated on VI in FIG. 1, on an enlarged scale, as well as a diagram of FIG. flow of the motor fluid stream; Figure 7 shows the specific thrust-surface graph of the minimum (critical) section of the pulling nozzle for a constant area of the minimum (critical) section of the feed nozzle; and Figure 8 shows an alternative embodiment of the engine of the combined control of a gas valve gate with the use of a jet jet turbine, produced according to the invention, in longitudinal section. The jet jet turbine produced according to the invention, and shown in FIG. 1, comprises a rotor 1 consisting of a shaft 2 having two axial channels 3 and 4 isolated from each other on each side of the 2, there are provided front inputs 5 and 6 leading into the corresponding axial channels 3 and 4 The shaft 2 rests on bearings 7 (for example, bearings or plain bearings) and carries a driving pinion 8 for transmission torque

moteur à un organe d'exécution (non représenté).  engine to an executing agency (not shown).

Deux tubulures 10 et 11, portant à leurs extrémités libres des buses de traction 12 et 13, respectivement, sont montées sur l'arbre 2 au moyen d'une  Two pipes 10 and 11, carrying at their free ends traction nozzles 12 and 13, respectively, are mounted on the shaft 2 by means of a

douille 9, en porte-à-faux et radialement en opposition.  socket 9, cantilevered and radially opposed.

Ces buses de traction 12 et 13 sont orientées dans un sens en travers de l'axe longitudinal de l'arbre 2 pour la création d'un couple moteur, sur l'arbre, sous l'action de  These traction nozzles 12 and 13 are oriented in one direction across the longitudinal axis of the shaft 2 for the creation of a motor torque, on the shaft, under the action of

la force de poussée.the pushing force.

Par l'intermédiare de cavités 14 et 15 dans les lu tubulures 10 et 11, les buses de traction 12 et 13 sont respectivement reliées aux canaux axiaux correspondants 3 et 4 et à leurs entrées frontales 5 et 6 de façon à former  Through the cavities 14 and 15 in the tubes 10 and 11, the pulling nozzles 12 and 13 are respectively connected to the corresponding axial channels 3 and 4 and their front inputs 5 and 6 so as to form

des canalisations continues de gaz.continuous pipelines of gas.

Dans le but de réduire les pertes hydrauliques, comme on peut le voir à la figure 2, les tubulures et 11 sont curvilignes et pour diminuer la résistance aérodynamique à la rotation du rotor 1 de la figure 1 et rendre la construction plus rigide, chaque tubulure 10 et 11 est couverte d'une ogive 16 (figure 2) En outre, pour diminuer la résistance aérodynamique, il est possible de supprimer les ogives mais il faut réaliser les tubulures et 11, en section, suivant une forme aérodynamique, par  In order to reduce the hydraulic losses, as can be seen in FIG. 2, the tubes and 11 are curvilinear and to reduce the aerodynamic resistance to the rotation of the rotor 1 of FIG. 1 and to make the construction more rigid, each manifold 10 and 11 is covered with a nose 16 (Figure 2) In addition, to reduce the aerodynamic resistance, it is possible to remove the warheads but it is necessary to make the tubes and 11, in section, in an aerodynamic shape, by

exemple, en forme d'ellipse comme montré à la figure 3.  example, in the form of an ellipse as shown in FIG.

Dans le cas o la section transversale des tubulures 10 et 11 a la forme d'une bague, comme le montre la figure 2, pour atteindre cet objectif, on donne, à l'ogive 16, une section transversale curviligne de façon à former, avec la tubulure 10 ou 11, une section transversale aérodynamique, par exemple sous la forme d'un ellipse, comme montré à la  In the case where the cross section of the pipes 10 and 11 has the shape of a ring, as shown in Figure 2, to achieve this objective, is given to the ogive 16, a curvilinear cross section so as to form, with the tubing 10 or 11, an aerodynamic cross-section, for example in the form of an ellipse, as shown in FIG.

figure 4.figure 4.

Pour assurer un remplacement rapide des buses de traction 12 et 13 de la figure 5 en cas de leur usure rapide ou pour des raisons du réglage d'autres paramètres de la turbine à jet à réaction, il est possible de réaliser les buses 12 et 13 sous la forme de douilles à montage rapide, fixées à une partie d'assemblage appropriée, alésée à une extrémité libre des tubulures 10  To ensure rapid replacement of the pulling nozzles 12 and 13 of Figure 5 in case of their rapid wear or for reasons of adjustment of other parameters of the jet jet turbine, it is possible to achieve the nozzles 12 and 13 in the form of quick-mounting bushings, attached to a suitable connecting part, bored at a free end of the tubings 10

et 11, respectivement.and 11, respectively.

Deux appareil gazodynamiques d'amenée constitués de tubulures d'amenée 17 et 18, respectivement, sont montés en amont des entrées frontales 5 et 6 de la figure  Two gasodynamic feed apparatus consisting of feed pipes 17 and 18, respectively, are mounted upstream of the front inlets 5 and 6 of FIG.

1, coaxialement aux canaux axiaux 3 et 4, respectivement.  1, coaxially with the axial channels 3 and 4, respectively.

Les parties de sortie des tubulures d'amenée 17 et 18 ont  The outlet portions of the feed pipes 17 and 18 have

la forme de buses d'alimentation 19 et 20, respectivement.  the form of feed nozzles 19 and 20, respectively.

Dans l'exemple décrit de réalisation, les buses d'alimentation 19 et 20 se présentent sous la forme de buses supersoniques de Laval Des jeux C sont fcrmés entre les tranches 21 (figure 6) et 22 des buses d'alimentation correspondantes 19 et 20 et les entrées frontales correspondantes 5 et 6 La valeur du jeu doit être choisie à partir de la relation suivante Di D 2 ( 2 tg P/ o: D 1 est le diamètre du canal axial 3 ( 4) dans l'arbre 2: D 2 est le diamètre de la tranche 21 ( 22) de la buse ff d'alimentation 19 ( 20); est l'angle du cône de la partie de sortie de la  In the embodiment described, the supply nozzles 19 and 20 are in the form of Lavalian supersonic nozzles. C-sets are formed between the slices 21 (FIG. 6) and 22 of the corresponding supply nozzles 19 and 20. and the corresponding front inputs 5 and 6 The value of the clearance must be chosen from the following relation Di D 2 (2 tg P / o: D 1 is the diameter of the axial channel 3 (4) in the shaft 2: D 2 is the diameter of the wafer 21 (22) of the feed nozzle 19 (20) and is the cone angle of the outlet portion of the

buse d'alimentation 19 ( 20).feeding nozzle 19 (20).

La turbine à jet à réaction fonctionne de la  The jet jet turbine works from the

manière suivante.following way.

Pour une rotation du rotor 1 (figure 1) dans le sens horaire (si l'on regarde du côté de l'extrémité libre du rotor 1, c'est-à-dire, de la gauche d'après le dessin), le fluide moteur (gaz comprimé, air ou gaz provenant d'un générateur de gaz) est refoulé sous pression dans la tubulure d'amenée 17 de l'appareil gazodynamique o il est accéléré dans une buse d'alimentation sonique ou supersonique 19 jusqu'à une vitesse sonique ou supersonique, respectivement (cela a lieu à une différence  For a rotation of the rotor 1 (FIG. 1) clockwise (if one looks at the free end of the rotor 1, that is to say, from the left according to the drawing), the motor fluid (compressed gas, air or gas from a gas generator) is discharged under pressure into the feed pipe 17 of the gasodynamic apparatus where it is accelerated in a sonic or supersonic feed nozzle 19 to a sonic or supersonic velocity, respectively (this takes place at a difference

supercritique des pressions à la buse d'alimentatiçon 19).  supercritical pressures at the feed nozzle 19).

Un jet supersonique stable ayant des limites rigides (non perméables) de son contour se forme alors en avant de la tranche 21 (figure 6) de la buse d'alimentation 19 dans le jeu axial $ Ayant passé par le jeu axial f, le jet supersonique parvient par l'entrée frontale 5, dans le canal axial 3 de l'arbre 2 Si le jet entre suivant toute la section du canal axial 3 (C'est-à-dire que la limite du lo jet touche la surface intérieure du canal axial 3 ou du contour de la section de l'entrée frontale 5), il se produit une obturation gazodynamique du canal axial 3 par le courant supersonique L'obturation susmentionnée est fondée sur le fait que de faibles perturbations (onde de pression) se propagent à la vitesse du son et ne peuvent se déplacer à la rencontre du courant supersonique De ce fait, grâce à la présence de la différence des pressions, les fuites du fluide moteur du canal axial 3 dans le jeux  A stable supersonic jet having rigid (non-permeable) boundaries of its contour then forms in front of the wafer 21 (FIG. 6) of the feed nozzle 19 in the axial play $ Having passed through the axial clearance f, the jet supersonic through the front inlet 5, in the axial channel 3 of the shaft 2 If the jet enters along the entire section of the axial channel 3 (that is to say that the limit of the jet reaches the inner surface of the axial channel 3 or the contour of the section of the frontal inlet 5), there is a gasodynamic closing of the axial channel 3 by the supersonic current. The above-mentioned shutter is based on the fact that small disturbances (pressure wave) are propagate at the speed of sound and can not move to meet the supersonic current Therefore, thanks to the presence of the difference in pressure, the leakage of the fluid from the axial channel 3 in the game

sont pratiquement supprimées Pour une vitesse superso-  are virtually eliminated For supersonic speed

nique d'introduction du fluide moteur dans le canal axial  introduction of the motor fluid into the axial channel

3 suivant toute sa section et pour la plus grande augmen-  3 along its entire section and for the largest increase

tation possible du jeu & 1 la forme du jet supersonique doit correspondre au régime d'écoulement de la buse d'alimentation 19 avec une détente insuffisante (sur la figure 6, la limite du jet est représentée sous la forme de deux courbes), c'est-à-dire que la pression à la tranche 21 de la buse d'alimentation est supérieure à la pression du milieu environnant, ou voisine du régime calculé de l'écoulement (sur la figure 6, la limite du jet est représentée par les droites en pointillé), c'est-à-dire que la pression à la tranche 21 de la buse d'alimentation 19 est égale ou proche de la pression du milieu environnant Le régime requis d'écoulement du jet depuis la buse d'alimentation 19 est assuré par la valeur concrète du taux de divergence de la partie supersonique de la buse 19 (rapport entre la surface de la tranche 21 de la buse 19 et la surface de la section minimale) pour des paramètres imposés du fluide moteur en amont de la buse d'alimentation 19 La condition d'introduction du jet dans l'entrée frontale 5 suivant toute sa section et non en partie et, par conséquent, la suppression de la fuite éventuelle de la zone périphérique du jet sont Aéterminées par l'augmentation maximale admissible du jeu d max' c'est-àdire que la valeur du jeu doit satisfaire à l'inégalité suivante g < ÂD 1D2 = &max, 2 tg '/2 qui découle des constructions géométriques pour le jet supersonique Après arrivée du jet supersonique à travers l'entrée frontale 5, dans le canal axial 3 de l'arbre 2, en fonction du rapport entre les surfaces minimales (critique) de la buse d'alimentation 19 et de la buse de traction 12 (figure 5) qui satisfait à la condition requise d'introduction du jet supersonique dans le canal axial 3 (figure 6), c'est-à-dire s 3 _ 3  The shape of the supersonic jet must correspond to the flow regime of the feed nozzle 19 with insufficient expansion (in FIG. 6, the jet limit is represented in the form of two curves). that is, the pressure at the wafer portion 21 is greater than the pressure of the surrounding medium, or close to the calculated flow regime (in FIG. 6, the jet limit is represented by the dashed straight lines), i.e., the pressure at the wafer 21 of the feed nozzle 19 is equal to or near the pressure of the surrounding environment. The required flow regime of the jet from the nozzle of the supply 19 is provided by the concrete value of the divergence rate of the supersonic portion of the nozzle 19 (ratio between the surface of the wafer portion 21 of the nozzle 19 and the surface of the minimum section) for imposed parameters of the upstream motor fluid. of the feed nozzle 19 The condition introduction of the jet into the front inlet 5 along its entire section and not in part and, consequently, the suppression of the possible leakage of the peripheral zone of the jet are determined by the maximum allowable increase of the clearance d max 'c that is, the value of the game must satisfy the following inequality g <ÂD 1D2 = & max, 2 tg '/ 2 which derives from the geometrical constructions for the supersonic jet After arrival of the supersonic jet through the front inlet 5, in the axial channel 3 of the shaft 2, as a function of the ratio between the minimum (critical) surfaces of the feed nozzle 19 and the pulling nozzle 12 (FIG. 5) which satisfies the requirement for introduction of the supersonic jet in the axial channel 3 (FIG. 6), that is to say s 3 _ 3

S = 3 = 3 <S = 3 = 3 <

S DS D

o 53 est la surface de la section minimale (critique) de la buse d'alimentation 19, S est la surface de la section minimale-(critique) de la buse de traction 12 (figure 5); D est le diamètre de la section minimale (critique) de la buse d'alimentation 19 (figure 6), D est le diamètre de la section minimale (critique) de la buse de traction 12 (figure 5), est le coefficient de rétablissement de la pression totale, il se produit un saut de pression soit directement dans la zone de l'entrée frontale 5 (figure 6) du canal axial 3 pour S = 5 ", soit à une certaine distance de l'entrée frontale 5, dans le canal axial 3, pour S Le passage de la vitesse supersonique du courant de fluide moteur à la vitesse subsonique s'effectue au saut de pression Sur la figure 6, on a représenté les sauts de pression par des lignes ondulées verticales, sur lesquelles le régime d'écoulement du courant est caractérisé par un coefficient d'écoulement A Le coefficient d'écoulement A est le rapport entre la vitesse du courant à un endroit donné et la vitesse du son  where 53 is the area of the minimum (critical) section of the feed nozzle 19, S is the area of the minimum (critical) section of the pulling nozzle 12 (FIG. 5); D is the diameter of the minimum (critical) section of the feed nozzle 19 (Fig. 6), D is the diameter of the minimum (critical) section of the pulling nozzle 12 (Fig. 5), is the recovery coefficient of the total pressure, there is a pressure jump either directly in the zone of the front inlet 5 (FIG. 6) of the axial channel 3 for S = 5 ", or at a certain distance from the front inlet 5, in the axial channel 3, for S The transition from the supersonic velocity of the motor fluid stream to the subsonic speed occurs at the pressure jump In FIG. 6, the pressure jumps are represented by vertical wavy lines, on which the current flow regime is characterized by a flow coefficient A The flow coefficient A is the ratio of the speed of the current at a given location to the speed of sound

dans la section critique.in the critical section.

L'efficacité du fonctionnement de la turbine à jet à réaction est caractérisée par la valeur de la poussée spécifique P (figure 7) en fonction de la surface S de la section minimale de la buse de traction 12 (figure 5) à une surface constante et de la section nominale de la buse d'alimentation 19 (figure 6) Sur le graphique représenté sur la figure 7, le point () 1 correspond à la condition S= 63 et à la position du saut de pression (figure 6) immédiatement dans la section de l'entrée frontale 5 (A 111 > 1, A 12 < 1) Sur le graphique de la figure 7, le point () 2 correspond à la "convergence" (diminution) de la surface de la buse de traction 12 (figure 5) et est caractérisé par la relation  The operating efficiency of the jet jet turbine is characterized by the value of the specific thrust P (FIG. 7) as a function of the surface S of the minimum section of the traction nozzle 12 (FIG. 5) at a constant surface. and the nominal section of the feed nozzle 19 (FIG. 6) In the graph shown in FIG. 7, the point () 1 corresponds to the condition S = 63 and to the position of the pressure jump (FIG. 6) immediately. in the section of the front entrance 5 (A 111> 1, A 12 <1) In the graph of Figure 7, the point () 2 corresponds to the "convergence" (decrease) of the surface of the pulling nozzle 12 (Figure 5) and is characterized by the relationship

S = K < 5, o K est un coefficient empirique, K = 1 à 2.  S = K <5, where K is an empirical coefficient, K = 1 to 2.

Le point susmentionné () 2 correspond à la valeur maximale de la poussée spécifique P = Pmax 5 à laquelle le saut de pression (figure 6) se place à une rencontre de la direction du jet, c'est-à-dire immédiatement dans le jeu& >, 22 < 1, et dans ce cas, \ 21 <A 11) A cette position du saut de pression, il y a une faible fuite du fluide moteur dans le jeu entre le saut et l'entrée frontale 5 mais la poussée spécifique P atteint sa valeur maximale, autrement dit P=Pmax grâce à la diminution de l'intensité du saut ( \ 21 <) L ce ultérieure de la buse de traction 12 (figure 5) aboutit à un plus grand éloignement du saut de pression, à une fuite croissant intensivement du fluide moteur, et par conséquent, à une baisse de la poussée spécifique (zone A  The above-mentioned point () 2 corresponds to the maximum value of the specific thrust P = Pmax 5 at which the pressure jump (FIG. 6) is placed at a meeting of the direction of the jet, that is to say immediately in the play &>, 22 <1, and in this case, \ 21 <A 11) At this position of the pressure jump, there is a low leakage of the driving fluid in the play between the jump and the front entry 5 but the thrust specific P reaches its maximum value, in other words P = Pmax due to the decrease in the intensity of the jump (\ 21 <) L ce subsequent to the pulling nozzle 12 (FIG. 5) results in a greater distance from the pressure jump , to an intensively increasing leakage of the driving fluid, and consequently to a decrease in the specific thrust (zone A

sur la figure 7).in Figure 7).

La "divergence" (augmentation) de la surface S de la buse de traction 12 (figure 5) jusqu'à une valeur sensiblement supérieure à celles au point théorique () 1 (figure 7) (sur le graphique est représenté le point ()3) conduit au déplacement du saut, suivant le courant, vers l'intérieur du canal axial 3 (figure 6) (t 1, 32 < 1, dans ce cas, t 31 < X 11) En résultat, la poussée spécifique P (zone B) diminue à cause de la perte de l'énergie pendant le déplacement du courant suivant le canal axial 3 (figure 6) jusqu'au saut de pression, malgré que l'intensité du saut diminue ( t 3 î\î 11) Ainsi, le rapport entre les surfaces des sections minimales de la buse d'alimentation 19 et de la buse de traction 12 (figure 5) correspondant aux valeurs dans la zone du point (.) 2 (figure 7) est voisin de la valeur optimale et conditionne la position du saut de pression dans la zone  The "divergence" (increase) of the surface S of the pulling nozzle 12 (FIG. 5) to a value substantially greater than that at the theoretical point () 1 (FIG. 7) (on the graph is represented the point () 3) leads to the displacement of the jump, according to the current, towards the inside of the axial channel 3 (FIG. 6) (t 1, 32 <1, in this case, t 31 <X 11). As a result, the specific thrust P ( zone B) decreases due to the loss of energy during the displacement of the current along the axial channel 3 (FIG. 6) to the pressure jump, despite the fact that the intensity of the jump decreases (t 3 11 11) Thus, the ratio between the surfaces of the minimum sections of the feed nozzle 19 and the pulling nozzle 12 (FIG. 5) corresponding to the values in the zone of the point (.) 2 (FIG. 7) is close to the optimum value. and conditions the position of the pressure jump in the zone

de l'entrée dans le canal axial 5 (figure 6).  of the inlet in the axial channel 5 (Figure 6).

Après le saut de pression, le courant de fluide moteur continue à se déplacer à la vitesse subsonique suivant le canal axial 3, suivant la cavité 14 (figure 1) de la tubulure 10 jusqu'à la buse de traction 12 Dans la buse de traction 12, le courant du fluide moteur est de nouveau accéléré et est éjecté dans le milieu environnant, c'est-à-dire qu'il se produit une transformation de l'énergie potentielle du fluide moteur en énergie cinétique du jet suivie de la formation de la poussée de  After the pressure jump, the motor fluid stream continues to move at the subsonic speed along the axial channel 3, following the cavity 14 (Figure 1) of the tubing 10 to the pulling nozzle 12 In the pulling nozzle 12, the flow of the working fluid is again accelerated and is ejected into the surrounding medium, that is to say that there is a transformation of the potential energy of the driving fluid into the kinetic energy of the jet followed by the formation of the thrust of

réaction à la buse de traction 12.  reaction to the pulling nozzle 12.

La force de la poussée P à la buse de traction 12 crée, grâce au bras de la tubulure 10, un couple moteur sur l'arbre 2, orienté dans le sens horaire Par l'intermédiaire du pignon menant 8, le couple moteur est transmis à l'organe d'exécution A ce moment, le rotor 1 tourne sur les paliers 7 et le travail mécanique s'effectue. Pour transmettre le couple moteur à l'organe d'exécution dans le sens inverse (dans le sens antihoraire) c'est-à-dire pour réaliser l'inversion, on amène le fluide moteur à l'appareil d'amenée opposé et notamment dans la tubulure d'amenée 18 après interruption de l'amenée dans la tubulure d'amenée 17 Le processus d'écoulement du fluide moteur s'effectue d'une manière analogue au cas décrit ci-dessus et le fluide moteur, ayant passé par la buse d'alimentation 20, pénètre en forme de jet à travers l'entrée frontale 6 du canal axial 4 de l'arbre 2 et, ensuite, se dirige, à travers la cavité de la tubulure 11, vers la buse de traction 13 o il est accéléré, et s'échappe à l'extérieur en formant la poussée de réaction Par le bras de la tubulure 11, la poussée de réaction crée, sur la buse 13, un couple moteur sur l'arbre 2, orienté en sens antihoraire Le couple moteur est transmis, par l'intermédiaire du pignon menant  The force of the thrust P at the pulling nozzle 12 creates, thanks to the arm of the pipe 10, a motor torque on the shaft 2, oriented in the clockwise direction. By means of the driving pinion 8, the driving torque is transmitted At the moment of execution, the rotor 1 rotates on the bearings 7 and the mechanical work is carried out. To transmit the motor torque to the execution member in the opposite direction (counterclockwise), that is to say to perform the inversion, the driving fluid is brought to the opposite feed apparatus and in particular in the feed pipe 18 after interruption of the feed into the feed pipe 17 The flow process of the driving fluid is carried out in a manner similar to the case described above and the driving fluid, having passed through the feed nozzle 20, penetrates jet-shaped through the front inlet 6 of the axial channel 4 of the shaft 2 and then moves through the cavity of the pipe 11 towards the pulling nozzle 13 o It is accelerated, and escapes to the outside by forming the reaction thrust By the arm of the pipe 11, the thrust of reaction creates, on the nozzle 13, a driving torque on the shaft 2, oriented in the direction counterclockwise The engine torque is transmitted through the drive gear

8, à l'organe d'exécution.8, to the executing agency.

Dans les turbines à jet à réaction nécessitant un réglage précis (par exemple, dans les systèmes d'asservissement de la commande), le fluide moteur peut être amené simultanément dans les deux tubulures d'amenée 17 et 18 mais sous différentes pressions en amont de celles-ci, conformément au désaccord de la valeur à régler  In reaction jet turbines requiring precise adjustment (for example, in control servo systems), the driving fluid can be fed simultaneously into the two feed pipes 17 and 18 but under different pressures upstream of the these, in accordance with the disagreement of the value to be

et de la valeur imposée.and the imposed value.

La turbine à jet à réaction réalisée selon la présente invention trouve un emploi sur une échelle s'élargissant de plus en plus dans les moteurs pneumatiques à gaz des commandes combinées de la robinetterie à gaz, par exemple dans les commandes d'une série de types et de dimensions de vannes sphériques obturatrices dont les diamètres des passages fictifs sont  The jet jet turbine produced according to the present invention finds use on a scale which is becoming more and more common in pneumatic gas engines of the combined controls of gas valves, for example in the controls of a series of types. and dimensions of obturator spherical valves whose diameters of the fictitious passages are

de 300 à 1400 mm à la pression de référence de 8 M Pa.  from 300 to 1400 mm at the reference pressure of 8 M Pa.

La figure 8 représente le moteur susmentionné dans le corps 23 duquel est montée une turbine à jet à réaction réversible réalisée selon l'invention L'appareil d'amenée 17 de cette turbine est monté sur un couvercle 24 du corps 23 et l'appareil d'amenée 18 est monté sur un couvercle L'un des paliers 7 de l'arbre 2 de la turbine est monté sur la cloison 26 qui partage la cavité du corps 23  FIG. 8 shows the aforementioned motor in the body 23 of which is mounted a reversible reaction jet turbine produced according to the invention. The feed apparatus 17 of this turbine is mounted on a cover 24 of the body 23 and the apparatus 18 is mounted on a cover One of the bearings 7 of the shaft 2 of the turbine is mounted on the partition 26 which shares the cavity of the body 23

en deux cavités 27 et 28 La cavité 27 renferme les tubu-  in two cavities 27 and 28 The cavity 27 encloses the tubes

lures 10 et 11 avec leurs buses 12 et 13, respectivement.  lures 10 and 11 with their nozzles 12 and 13, respectively.

Un réducteur 29 avec un arbre de sortie 30 et des arbres intermédiaires 31 et 32 est disposé dans la cavité 28 Les appuis des arbres 30, 31 et 32 du réducteur 29, ayant la forme de paliers protégés d'une manière étanche, sont montés dans la cloison 26 et le couvercle 25 faisant fonction du couvercle du réducteur 29 Le deuxième appareil d'amenée 18 et le deuxième palier 7 de l'arbre 2 sont montés sur ce couverce 25 La cloison 26 partage, d'une manière étanche, les cavités 27 et 28 en empêchant  A gearbox 29 with an output shaft 30 and intermediate shafts 31 and 32 is arranged in the cavity 28. The supports of the shafts 30, 31 and 32 of the gear 29, in the form of bearings protected in a sealed manner, are mounted in the partition 26 and the cover 25 acting as the cover of the gearbox 29 The second feed apparatus 18 and the second bearing 7 of the shaft 2 are mounted on this cover 25 The partition 26 divides, in a sealed manner, the cavities 27 and 28 by preventing

le fluide moteur usagé de pénetrer dans le réducteur 29.  the used working fluid to enter the gearbox 29.

Comme pignon menant du réducteur 29, on utilise le pignon menant 8 de l'arbre 2 de la turbine à jet à réaction Ce pignon 8 est disposé entre les paliers 7 de l'arbre 2 et se trouve dans la cavité 28 Une chambre  As the drive gear 29 of the gearbox, the driving gear 8 of the shaft 2 of the jet jet turbine is used. This pinion 8 is disposed between the bearings 7 of the shaft 2 and is in the cavity 28.

d'échappement 33, dont la cavité 34 est mise en communi-  exhaust pipe 33, the cavity 34 of which is put into communi-

cation avec la cloison 26, est montée sur le corps 23.  cation with the partition 26, is mounted on the body 23.

Le moteur est pourvu d'un répétiteur mécanique en forme de dispositif de blocage 36 avec un volant 37, qui relie, au besoin, (pendant la manoeuvre à la main) le volant 37 à l'arbre de sortie 30 du réducteur 29 et les découple automatiquement à l'application de la pression à  The motor is provided with a mechanical repeater in the form of a locking device 36 with a flywheel 37, which connects, if necessary (during manual operation) the flywheel 37 to the output shaft 30 of the gear 29 and the automatically decouples when applying pressure to

la turbine à jet à réaction.the jet jet turbine.

Ce moteur fonctionne de la manière suivante.  This engine works as follows.

A l'amenée du gaz à la turbine, dans l'un des appareils d'amenée 17 ou 18, l'arbre 2 de la turbine tourne dans un sens correspondant Le couple moteur est transmis alors de l'arbre 2, par l'intermédiaire du pignon menant 8, à travers le réducteur 29, à son arbre de sortie , ensuite le couple moteur est transmis soit directement à un organe d'exécution de la robinetterie soit par l'intermédiaire d'un mécanisme à coulisse de l'orientation de la commande avec une transmission du type "vis-écrou" (non représentée sur le dessin) En cas de pression nulle de fluide moteur, il est possible de manoeuvrer l'organe d'exécution de la robinetterie à la main en se servant du volant 37 qui est lié de force à l'aide du dispositif de blocage 36 à l'arbre de sortie 30 du réducteur 29 Pour des raisons de sécurité du travail, à l'arrivée du fluide moteur à la turbine à jet à réaction, le dispositif de blocage 36, actionné par la pression de fluide moteur, sépare automatiquement le volant 37 de l'arbre de sortie Pendant le fonctionnement de la turbine à jet à réaction, le fluide moteur usagé éjecté des buses de traction 12 ou 13 parvient, à travers les ouvertures 33 prévues dans la cloison 26, dans la cavité 34 de la chambre d'échappement 33, puis, est éjecté soit en dehors soit est évacué dans un récipient collecteur (non représenté).  When the gas is fed to the turbine, in one of the feeders 17 or 18, the turbine shaft 2 rotates in a corresponding direction. The engine torque is then transmitted from the shaft 2, by the intermediate drive pinion 8, through the gear 29 at its output shaft, then the engine torque is transmitted either directly to an actuator of the valve or via a sliding mechanism of the orientation of the control with a transmission type "screw-nut" (not shown in the drawing) In case of zero pressure of the engine fluid, it is possible to maneuver the execution member of the valve by hand using the flywheel 37 which is forcefully attached by means of the locking device 36 to the output shaft 30 of the gearbox 29 For reasons of safety at work, at the arrival of the driving fluid to the jet jet turbine, the blocking device 36, actuated by the fluid pressure, separates automatically The flywheel 37 of the output shaft During the operation of the jet jet turbine, the used working fluid ejected from the pulling nozzles 12 or 13 reaches, through the openings 33 provided in the partition 26, into the cavity 34 of the exhaust chamber 33, then is ejected either out or is discharged into a collecting container (not shown).

Claims (3)

R E V E N D I C A T I O N SR E V E N D I C A T IO N S 1 Turbine à jet à réaction du type comportant un rotor constitué d'un arbre ayant au moins un canal axial dans lequel est montée en porte-àfaux au moins une tubulure portant, à son extrémité libre, une buse de traction mise en communication avec l'entrée frontale-d'un canal axial de façon à former une canalisation continue de gaz et au moins un appareil d'admission gazodynamique monté coaxialement à l'arbre avec un jeu par rapport à sa face extrême, caractérisée en ce que la partie de sortie de la tubulure d'amenée ( 17) a la forme d'une buse d'alimentation ( 19), dont la surface (S 3)de la section minimale est inférieure à la surface (S) de la buse de traction ( 12) et est en rapport avec celle-ci, ce qui assure la disposition du saut de pression dans la zone  1 reaction jet turbine of the type comprising a rotor consisting of a shaft having at least one axial channel in which is mounted in the holder at least one pipe carrying, at its free end, a pulling nozzle placed in communication with the frontal inlet of an axial channel so as to form a continuous pipeline of gas and at least one gasodynamic intake apparatus mounted coaxially with the shaft with a clearance with respect to its end face, characterized in that the portion of outlet of the feed pipe (17) is in the form of a feed nozzle (19) whose surface (S 3) of the minimum section is smaller than the surface (S) of the pulling nozzle (12). ) and is related thereto, which ensures the provision of the pressure jump in the zone d'entrée du canal axial ( 3) de l'arbre ( 2).  input of the axial channel (3) of the shaft (2). 2 Turbine à jet à réaction selon la revendication 1, caractérisée en ce que la buse  2 jet jet turbine according to claim 1, characterized in that the nozzle d'alimentation ( 19) est supersonique.  power supply (19) is supersonic. 3 Turbine à jet à réaction selon la revendi-  3 jet jet turbine according to claim cation 1, caractérisée en ce que la valeur du jeu (" ) entre la tranche ( 21) de la buse d'alimentation ( 19) et la face extrême de l'arbre ( 2) est choisie en partant de la relation suivante  cation 1, characterized in that the value of the clearance (") between the wafer (21) of the feed nozzle (19) and the end face of the shaft (2) is chosen from the following relation < D 2<D 2 JN < 2 tg I/2 o: est le jeu entre la tranche de la buse d'alimentation et la face extrême de l'arbre D, est le diamètre du canal axial dans l'arbre D 2 est le diamètre de la tranche de la buse d'alimentation; &' est l'angle du cône de la partie de sortie de la  JN <2 tg I / 2 o: is the clearance between the slice of the feed nozzle and the end face of the shaft D, is the diameter of the axial channel in the shaft D 2 is the diameter of the slice of the feed nozzle; & 'is the angle of the cone of the exit part of the buse d'alimentation.feeding nozzle.