FR2910056A1 - Turbomachine a compresseur volumique rotatif - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une turbomachine constituée d'une entrée d'air (2') et d'un compresseur volumique rotatif (2) qui comprime une masse d'air prélevée dans l'atmosphère en transit dans un réservoir (3) duquel partent plusieurs conduits (9) qui alimentent une chambre de combustion (4) où s'effectue un mélange avec un carburant inflammable. La chambre de combustion (4) est ouverte sur une turbine (6) dont la fonction essentielle est d'entraîner le compresseur (2) par un mécanisme (12) de façon à rendre la turbomachine autonome.La chambre de combustion (5) et suivantes alimentées par des conduits (9) issus du réservoir (3) sont directement prolongées par une tuyère adaptée (8) dont la fonction est d'accélérer les gaz brûlés afin de produire une force propulsive.Le débit d'air peut être ajusté par des valves (10) insérées dans les différents conduits (9).Le véhicule selon l'invention est destiné à créer une force propulsive, mais aussi à générer sur l'entrée d'air (2') du compresseur (2) un « mur aérodynamique » produit par l'écoulement à grande vitesse d'un jet d'air (12) prélevé dans le réservoir (3) via le conduit (11 ) et sa valve de commande (11 ).

Description

1 La présente invention concerne une turbomachine à compresseur volumique
rotatif avec au moins une chambre de combustion ouverte sur une turbine, et au moins une autre chambre de combustion directement ouverte sur une tuyère d'éjection des gaz brûlés. A ce jour les turbomachines qui créent une force propulsive se répartissent de la façon suivante : 1 û Le turboréacteurs prélèvent une masse d'air dans l'atmosphère, la comprime à l'aide d'un compresseur centrifuge ou axial, la mélange à un carburant (kérosène), la brûle dans une chambre dite de combustion, puis oriente ces gaz brûlés vers une turbine reliée au compresseur rendant ainsi autonome la turbomachine. Ces gaz brûlés sont ensuite éjectés à grande vitesse dans l'atmosphère au travers d'une tuyère, produisant ainsi une force propulsive. 2 û le statoréacteur autorise des très grandes vitesses mais nécessite au préalable d'être lancé à une vitesse importante afin que la compression de l'air puisse se faire par simple effet aérodynamique, s'affranchissant ainsi du compresseur mécanique et de sa turbine. 3 û le pulsoréacteur surtout utilisé pendant la dernière guerre par les allemands avec les fameux V1 fonctionnant sur un mode pulsé. La turbomachine selon l'invention cumule les avantages de ces trois modes de propulsion en ce sens qu'au travers d'un compresseur volumique rotatif à palettes (ou autres systèmes), une masse d'air prélevée dans l'atmosphère après avoir subi une compression modérée, remplira un réservoir dit de transit. De ce dernier partent différents conduits alimentant : - une (ou plusieurs) chambre de combustion ouverte sur une turbine dont la fonction est de convertir une partie de l'énergie thermodynamique due à la combustion du mélange air-carburant en énergie mécanique de rotation utilisée pour entraîner en retour le compresseur. La turbomachine est alors rendue autonome. L'énergie calorique restante servant à accélérer les gaz brûlés via une tuyère adaptée produisant ainsi une force propulsive. Le carburant pouvant être le kérosène ou tout autre produit qualifié de renouvelable (huile de tournesol, de colza...). 2910056 2 - une (ou plusieurs) autre chambre de combustion alimentée en air comprimé par le réservoir est directement ouverte sur une tuyère adaptée de 5 sorte à convertir totalement l'énergie calorique fournie par la combustion du mélange air-carburant en énergie cinétique. Les gaz brûlés ainsi éjectés à grande vitesse dans l'atmosphère produise une force propulsive conséquente. Par ailleurs, chaque conduit est équipé d'une valve dont la fonction est de commander et réguler les différents débits d'air de façon à optimiser le débit 10 carburant accordé aux différentes phases de fonctionnement de la turbomachine. Enfin, et pour une certaine application, un conduit relié au réservoir peut être ménagé sur la partie supérieure de l'entrée d'air au travers d'une valve commandée afin de produire selon le besoin un jet d'air à grande vitesse et 15 créer ainsi un mur aérodynamique L'entrée d'air, pourra présenter une géométrie variable adaptée aux différentes phases de fonctionnement.
2910056 3 Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente en perspective l'agencement de l'entrée d'air (2') 5 du compresseur à palettes (2). Un conduit (9) via une valve de commande (10) du débit d'air relie le réservoir (3) à la chambre de combustion (4) elle-même ouverte sur une turbine (6) dont la fonction est d'entraîner le compresseur (2). Un autre conduit (9) alimente en air la chambre de combustion (5) ouverte quant à elle directement sur une tuyère (8) dont la fonction est d'accélérer les 10 gaz brûlés et produire ainsi une force propulsive conséquente. La figure 2) représente le mécanisme (12) reliant la turbine (6) au compresseur (2) La figure 3 représente le compresseur (2) et son entrée d'air (2') sur la partie supérieur de laquelle est aménagé un conduit (11) relié d'une part au 15 réservoir (3) via une valve de commande (10), et d'autre part directement ouvert sur l'extérieur afin de produire un écoulement d'air (12) agissant comme un mur aérodynamique

Claims (1)

    REVENDICATIONS
  1. 5 1) Turbomachine caractérisée en ce qu'une masse d'air prélevée dans l'atmosphère est comprimée par son compresseur volumique rotatif (2) à palettes (ou autres), transite dans un réservoir (3) avant d'alimenter des chambres de combustion (4) et (5) dans lesquelles cette masse d'air est 10 mélangée à un carburant inflammable. L'entrée d'air (2') du compresseur (2) pouvant être à géométrie variable.
    2) Turbomachine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une de ses chambres de combustion (4) oriente les gaz brûlés vers une turbine (6) dimensionnée pour entraîner le compresseur (2) à l'aide d'un mécanisme (12) 15 approprié de façon à rendre autonome la turbomachine. Cette chambre de combustion (4) produisant par ailleurs une force propulsive.
    3) Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que une ou plusieurs de ses chambres de combustion (5) oriente les gaz brûlés directement dans une tuyère (8) afin de les éjecter à grande vitesse dans 20 l'atmosphère, produisant alors une force propulsive conséquente.
    4) Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le débit d'air circulant dans les différents conduits (9) reliant le réservoir (3) à l'une quelconque des chambres de combustion (4) ou (5) et suivantes, est régulé par une valve (10). 25
    5) Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'entrée d'air (2') du compresseur (2) est reliée au réservoir (3) par un conduit (11) produisant un jet d'air (12) régulé par une valve (10), et produisant ainsi un mur aérodynamique
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