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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2512106A1
Family ID 8001000
Probable Assignee Sud Ouest Ind Cie Fse Develop
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PERFECTIONNEMENT AUX TURBINES DESTINEES AUX INSTALLATIONS A
CYCLES THERMODYNAMIQUES BASSE ET MOYENNE TEMPERATURES
EN Title AXIAL FLOW THERMODYNAMIC TURBINE - HAS CENTRAL INLET BETWEEN
TWO SETS OF VANED WHEELS ON COMMON SHAFT
Abstract
_________________________________________________________________
PERFECTIONNEMENT AUX TURBINES DE TYPE AXIAL DESTINEES AUX
INSTALLATIONS A CYCLES THERMODYNAMIQUES BASSE ET MOYENNE TEMPERATURE.
LA TURBINE COMPREND UNE ENVELOPPE 1 DANS LAQUELLE SONT MONTEES,
SYMETRIQUEMENT DE PART ET D'AUTRE D'UN PLAN MEDIAN XX, DEUX SERIES DE
ROUES A AUBAGE 2, 2A EN OPPOSITION CALEES SUR UN MEME ARBRE 3 PORTE A
SES EXTREMITES PAR DEUX PALIERS 4, 4A, LADITE ENVELOPPE PRESENTANT
DANS SA PARTIE CENTRALE UNE TUBULURE 5 D'ENTREE DE FLUIDE MOTEUR
THERMODYNAMIQUE ALIMENTANT LES DEUX SERIES DE ROUES A AUBAGE 2, 2A ET
A SES DEUX EXTREMITES DEUX TUBULURES DE SORTIE 7, 7A DU FLUIDE
DETENDU.
L'INVENTION EST UTILISEE POUR LA REALISATION DE TURBINES.
The axial-flow turbine is for a low- or medium-temperature
thermodynamic operating cycle. It comprises a casing (1) in which two
sets of vaned wheels (2,2a) are mounted symmetrically on opposite
sides of a central plane (XX1), and keyed to the same shaft (3), which
runs at the ends in two bearings (4,4a). At the middle part of the
casing is an inlet pipe (5) for the thermodynamic driving medium
supplying the vaned wheels, while there are two outlet pipes (7,7a)
for the expanded medium at its opposite ends. The bearings can be
arranged to use the driving medium, which is supplied to them from the
inlet pipe.
Description
_________________________________________________________________
Perfectionnement aux turbines destinees aux installations a cycles
thermodynamiques basse et moyenne temperatures.
La presente invention a pour objet un perfectionnement aux turbines
destinees aux installations a cycles thermodynamiques basse et moyenne
temperatures.
L'interet de ces cycles moteurs est de convertir l'energie thermique
constituant les rejets industriels de toute sorte ainsi que l'energie
solaire.
Fondamentalement un rejet thermique se caracterise par deux parametres
independants qui sont la temperature de l'effluent avant recuperation
et sa puissance. Adapter un cycle thermodynamique a un effluent
thermique revient a determiner tous les elements du cycle aptes a
produire le maximum d'energie utilisable (mecanique, electrique,
hydraulique). L'influence des deux parametres de L'effluent lors de
son utilisation dans une turbine est partagee de la maniere suivante
1 - La temperature du rejet, associee a une temperature potentielle de
condensation (air ambiant, eau de riviere, eau de mer, etc.), regle
la. valeur de la chute d'enthalpie potentielle a la turbine.
Cette chute d'enthalpie peut se transformer effectivement en travail
moteur correspondant a la condition que la turbine soit prevue a cet
effet. Dans ce but, il convient de l'equiper d'un certain nombre
d'etages de dimensions geometriques donnees tournant a une vitesse de
rotation determinee.
2 - La puissance du rejet, compte tenu des temperatures mentionnees
ci-dessus, va determiner la valeur du debit du fluide thermodynamique
et donc les sections de passage dans les roues de la turbine.
Pourtant la diversite des rejets thermiques potentiels conduit
pratiquement a autant de geometries que de rejets si l'on se borne a
des machines monoetagees.
Pour eviter cet inconvenient on utilise des turbines pouvant etre
realisees en serie et comportant des roues a aubage de type axial
toutes identiques qui sont adaptees a la chute d'enthalpie en jouant
sur le nombre de roues disposees en serie.
Cette disposition conduit pour des questions de vitesse specifique a
des vitesses de rotation tres basses evitant l'utilisa tion d'un
reducteur de vitesse fragile et onereux.
Pour regler la section de passage en fonction de la puissance, il
suffit d'adapter la hauteur des aubages par une diminution du diametre
de la roue.
Pour construire une nouvelle machine, on utilise des roues obtenues en
serie et on les adapte, par leur nombre et par une simple operation de
tournage, a une grande diversite de rejets thermiques.
La realisation de turbines de type axial conduit pour les grandes
chutes d'enthalpie a des poussees axiales considerables incompatibles
avec les turbines de type connu.
Conformement a la presente invention, la turbine com- prend une
enveloppe dans laquelle sont montees, symetriquement de part et
d'autre d'un plan median, deux series de roues a aubage en opposition
calees sur un meme arbre porte a ses extremites par deux paliers,
ladite enveloppe presentant dans sa partie centrale une tubulure
d'entree de fluide moteur thermodynamique alimentant les deux series
de roues a aubage et a ses deux extremites deux tubulures de sortie du
fluide detendu.
Cette disposition suivant l'invention permet d'annuler la poussee
axiale sur les deux paliers portant l'arbre
Suivant une autre caracteristique de l'invention, les paliers de
support de l'arbre sont des paliers a fluide alimentes respectivement
a partir de la tubulure d'entree de fluide de moteur.
De cette maniere, le poids de l'equipage mobile est supporte par les
paliers qui sont alimentes par la propre vapeur se detendant dans la
machine, utilisant ainsi la difference de pression existant entre
l'entree et la sortie.
En effet, compte tenu des proprietes chimiques des fluides
thermodynamiques utilises generalement, les roulements a billes ne
sont pas envisageables pour un fonctionnement a long terme.
Quant aux paliers hydrauliques, ils necessitent la mise en place d'une
pompe, d'un reservoir et d'un separateur destine a recuperer les
fuites d'huile s'echappant de l'interieur du circuit thermodynamique.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention seront mieux
compris a la lecture de la description qui va suivre d'un mode de
realisation et en se referant au dessin annexe, sur lequel la figure
unique est une vue en coupe longitudinale d'un mode de realisation
d'une turbine de type axial suivant l'invention.
A la figure unique, on a represente une turbine de type axial qui
comprend une enveloppe 1 dans laquelle sont montees symetriquement de
part et d'autre d'un plan median XXI deux series de roues a aubage 2,
2a en opposition. Les deux series de roues a aubage 2, 2a sont calees
sur un meme arbre rotatif 3 porte a ses extremites par deux paliers 4,
4a. L'enveloppe 1 presente dans sa partie mediane une tubulure 5
d'entree de fluide moteur thermodyna miqu-e alimentant par deux
passages 6, 6a, disposes symetriquement, les series de roues a aubage
2, 2a qui sont alimentees par deux courants egaux et opposes de fluide
thermodynamique. A ses deux extremites, l'enveloppe presente deux
tubulures de sortie 7, 7a du fluide thermodynamique.
Cette disposition des deux series de roues permet de supprimer les
poussees axiales. par ailleurs, les paliers de support 4, 4a de
l'arbre 3 sont des paliers a fluide alimentes respectivement par des
conduits 8, 8a relies a la tubulure d'entree 5 de fluide
thermodynamique. Le fluide a sa sortie des paliers 4, 4a s'echappe
dans le corps de la turbine et par les tubulures de sortie 7, 7a.
Les roues a aubage 2, 2a sont identiques et leur nombre dans chaque
serie est adapte a la chute d'enthalpie potentielle, alors que la
hauteur des aubages est adaptee au debit de fluide thermodynamique.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitative et l'homme de l'art
pourra y apporter des modifications sans sortir pour. cela du domaine
de l'invention
Claims
_________________________________________________________________
R E V E N D I C A T I 0 N S
1. Perfectionnement aux turbines de type axial destinees aux
installations a cycles thermodynamiques basse et moyenne temperatures,
caracterise en ce que la turbine comprend une enveloppe (1) dans
laquelle sont montees, symetriquement de part et d'autre d'un plan
median (xi1), deux series de roues a aubage (2, 2a) en opposition
calees sur un meme arbre (3) porte a ses extremites par deux paliers
(4, 4a), ladite enveloppe presentant dans sa partie centrale une
tubulure (5) d'entree de fluide moteur thermodynamique alimentant les
deux series de roues a aubage (2, 2a) et a ses deux extremites deux
tubulures de sortie (7, 7a) du fluide detendu.
2. Perfectionnement aux turbines suivant la revendication 1,
caracterise en ce que les paliers (4, 4a) de support de l'arbre sont
des paliers a fluide alimentes respectivement a- -p4rtir de la
tubulure (5) d'entree de fluide moteur.
3. Perfectionnement aux turbines suivant la revendication l,
caracterise en ce que les roues a aubage (2, 2a) sont identiques et
leur nombre, dans chaque serie, est adapte a la chute d'enthalpie
potentielle, alors que la hauteur des aubages est adaptee au debit de
fluide thermodynamique.
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