DISPOSITIF D'ECHAPPEMENT D'UNE TURBINE A GAZ, CONSTITUE D'UN DIFFUSEUR DE JETS

GAS TURBINE EXHAUST DEVICE HAVING A JET DIFFUSER

Abrégé français

PRECIS DE LA DIVULGATION:

Dispositif d'échappement d'une turbine à gaz,
installé entre la sortie de l'étage redresseur de cette
turbine et une gaine d'échappement, constitué d'un diffuseur
de jets dont l'axe est confondu avec celui de la turbine.
La section des orifices de ce diffuseur varie de manière
décroissante au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la
sortie turbine, caractérisé en ce que cette section varie
logarithmiquement. L'invention trouve une application dans
les turbines à gaz.

Revendications

Les réalisations de l'invention, au sujet
desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège
est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Dispositif d'échappement d'une tubine à gaz,
la turbine comprenant un premier tube d'échappement
entourant de façon concentrique et espacé un deuxième tube,
le premier tube définissant avec le deuxième tube un passage
de gaz, un étage redresseur étant prévu dans ledit passage
de gaz, cet étage redresseur aboutissant à une gaine
d'échappement,
ledit dispositif d'echappement étant installé à
la sortie dudit étage redresseur de la turbine et à l'amont
de ladite gaîne d'échappement, et comprend un diffuseur de
jets sous la forme d'un panier percé d'orifices s'ouvrant
dans ladite gaîne d'échappement, ledit diffuseur ayant un
axe coaxial avec l'axe de la turbine, lesdits orifices ayant
une section variant de manière décroissante au fur et à
mesure que l'on s'éloigne de la sortie de l'étage redresseur
de la turbine, la section desdits orifices variant
logarithmiquement.

2. Dispositif d'échappement selon la revendi-
cation 1, caractérisé en ce que les orifices sont répartis
sur la totalité de la circonférence du diffuseur.

3. Dispositif d'échappement selon la revendi-
cation 1, caractérisé en ce que les orifices sont répartis
sur la majeure partie de la circonférence du diffuseur.

4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3,
dans lequel ledit panier est cylindrique.

5. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3,






dans lequel ledit panier est conique.

6. Dispositif selon la revendication 1, dans
lequel ledit étage redresseur comprend des aubages de
redressement.

7. Dispositif selon la revendication 1, dans
lequel ledit panier est fermé par un fond annulaire profilé
comportant une manchette ajustée à un tube qui prolonge
ledit deuxième tube.

8. Dispositif selon la revendication 7, dans
lequel ledit panier a une extrémité aval qui est fermée par
une couronne.

9. Dispositif selon la revendication 7, dans
lequel ledit panier a une extrémité aval qui est fermée par
un disque plein.

Description

t~


La présente invention concerne un dispositif
d'échappement d'une turbine à gaz, installé entre la sortie
de l'étage redresseur de cette turbine et une gaine
d'échappement.
On connaît, selon le document US 4 180 141, un tel
dispositif d'échappement d'une turbine à gaz. Ce dispositif
est constitué d'un diffuseur de jets, et son axe est
confondu avec l'axe de la turbine. La section des orifices
de ce diffuseur varie de manière decroissante au fur et à
mesure que l'on s'éloigne de la sortie turbine, mais la
décroissance est linéaire de sorte que le profil des
vitesses des gaz sortant de ces orifices n'est pas homogène.
La pxésente invention a pour but d'assurer, à la
sortie de la turbine, un meilleur profil des vitesses des
gaz d'échappement
Ce but est atteint par le fait de prévoir un
diamètre des orifices qui décrolt de manière logarithmique
au fur et à mesure ~u~ l'on s'éloigne de la sortie turbine.
Selon la présent invention, il est prévu un
dispositif d'échappement d'une turbine à gaz, la turbine
comprenant un premier tube d'échappement entourant de façon
concentrique et espacé un deuxième tube, le premier tube
définissant avec le deuxième tube un passage de gaz, un
étage redresseur étant prévu dans ledit passa~e de gaz, cet
étage redresseur aboutissant à une gaine d'echappement,
- ledit dispositif d'échappement étant installé à
la sortie dudit étage redresseur de la turbine et à l'amont
de ladite gaine d'échappement, et comprend un diffuseur de
jets sous la forme d'un panier percé d'orifices s'ouvrant
dans ladite gaine d'échappement, ledit diffuseur ayant un
axe coaxial avec l'axe de la turbine, lesdits orifices ayant
une section variant de manière décroissante au fur et à
mesure que l'on s'éloigne de la sortie de l'étage redresseur
de la turbine, la section desdits orifices variant
logarithmiquement.

~27~9S8
- la -

Il est décrit ci-après, en référence à la igure
uni~ue annexée, et à titre d'exemple, un dispositif
d'échappement selon l'invention.
Dans cette figure unique, une gaine d'échappement
10 enveloppe l'extrémité d'un tube d'échappement 1 d'une
turbine à gaz. Un autre tube lA de cette turbine permet le
passage d'un arbre de transmission, et des aubages de
redressement 5 sont installés dans le passage des gaz, entre
le tube 1 et le tube lA.
Un diffuseur de jets 20, appelé aussi panier
diffuseur, est monté sur le tube d'échappement 1, donc entre
la sortie de l'étage redresseur 5 et }a gaine 10. Ce panier
cylindrique, ou eventuellement ~~


_ 2 - ~ 2 ~ 9 5 ~ V

conique, s~t ~ermé par un fond annulaire profile 21 eomportant
une manchette 22 ajustée sur un tube 6. La forme annulaira de ce
panier permst un passage de l'arbre de tran3mi3sion d'un~ turbine
à arbre unique traversant, et dans ce cas, l'e~xtrémité aval du
panier e~t fermée par une couronne 23.
Dans le caq d'une turbine à deux arbres~ aucun arbre ne traverse
le paniar et la couronne 23 est alors remplacée par un disque plsin.
Ce panier e~t percé d'orifices 25, le diamètre moyen des
orifice~ et le taux de perforat~on de ce panier étant définis en
fon2tion des caractériYtiques turblne.
Ces ori~ice~ 25 sont répartis sur la totalité de la circonférenca
du panier et proJettent les gaz par multi-~ets tout autour de ce
panier, a~surant ainsi un débit annulaire homo~ene et une vitesse
d'é~otion constante dan~ toutes les directions radlale~, per~pendicu-
laires au plan de ~ortle. Dan~ ces conditions, c'e3t la totalité
de la surface d~éJection des gaz, donc du panler perfor~, qui est
concernée par le débit de la turbine. En conséquence, les vitesses
d'é~ection sont beaucoup plu9 falbles et la gaine d'échappement
placée en aval est parfaitement alimentée, san~ survites~es ni
décollement, d70ù une meilleure efficacité.
Ces orifice~ peuvent ne paq être répartis sur toute la circonfé-
rence du panier, o'est-à-dire sur la ma~eure partie de celle-ci,
environ 2?0 dans le but de protéger une zone particulière, comme
le fond 10A de la gaine 10, par exemple.
Le~ diametre~ des orifices ont une section variable suivant
leur position le long de l'axe du panier et la perforation est
du type à variation logarithmique pour tenir compte à la fois de
la pression dynamique du gaz, de l'effet de fond, de la poussée
résiduelle et de la rotation naturelle du jet.
Cette perforation logarithmique est adaptée à chaque type
de turbine en fonction du débit de la section annulaire turbine
et de la longueur du panier.

Dessin représentatif