Brevet FR2006801A1 — publié le 19700102

Une "buse de pulvérisation typique pour combustible du type actuellement disponible est alimentée avec du combustible sous pression par l'intermédiaire d'une seule entrée et est utilisée pour pulvériser du combustible atomisé dans la chambre de combus-5 tion d'un moteur à turbine à gaz. Pour obtenir une bonne atomi-sation du combustible à des vitesses d'écoulement élevée et faible, ces buses sont munies de dispositifs de pulvérisation séparés à faible et haute capacité qui effectuent le déchargement à travers des orifices concentriques à la pointe de pulvérisation de 10 la buse. lie dispositif de pulvérisation à haute capacité compatis une soupape à réglage du débit, sensible à la pression, soumise à un ressort et disposée en amont de la pointe de pulvérisation à haute capacité. Cette soupape reste fermée pour empêcher l'écoulement lorsque la buse fonctionne dans la gamme d'écoulement 15 inférieure et s'ouvre à l'écoulement lorsque la buse agit dans la gamme d'écoulement supérieure, le mouvement et la mesure du débit résultant de cette soupape, sont, d'une'façon classique, sensibles à une différence de pression produite en ayant 1'extrémité amont de la soupape mise sous pression par le combusti-20 ble à la pression d'entrée de la buse et l'extrémité aval référencée par rapport au combustible à une pression inverse engendrée par la pointe de pulvérisation à haute capacité. Avec des buses d'un tel type, le dispositif de pulvérisation à faible capacité, appelé ci-après "buse primaire", est mis sous 25 pression indépendamment avec du combustible à la pression d'entrée de la buse dans toute la gamme d'écoulement de celle-ci. Il en résulte, avec un agencement convenable, l'obtention du degré désiré maximal possible d'atomisation de pulvérisation depuis la buse primaire dans toute la gamme d'écoulement de la buse. Le 30 dispositif de pulvérisation à haute capacité, appelé ci*-après "buse secondaire", par l'intermédiaire de sa soupape à réglage du débit sensible à la pression et soumise à un ressort, appelée ci-dessous "soupape à réglage du débit à buse secondaire", est également mis sous pression avec du combustible à la pression 35 d'entrée de la buse. Toutefois, la présence de la soupape à réglage du débit à buse secondaire dans le dispositif à buse secondaire, nécessite que la pression d'entrée à combustible de la buse soit divisée entre la buse secondaire et la soupape à réglage du débit à buse secondaire, en vue d'obtenir la différence de 69 11666 2 2006801 pression nécessaire pour maintenir le mouvement et la mesure du débit résultant de 1a. soupape à réglage du débit à buse secondaire. Cette division de la pression d'entrée à combustible de la buse dans laquelle la plus grande quantité de la pression d'en-5 trée du combustible est dosée à la soupape à réglage du débit à buse secondaire, pour maintenir le mouvement de la soupape et le réglage du débit résultant, ne permet pas de fournir à la buse secondaire suffisamment" de pression pour obtenir le degré maximal désiré d'atomisation de pulvérisation depuis la buse secondaire. 10 De plus, cette division de la pression d'entrée à combustible de la buse ne permet pas de tolérances dans l'utilisation de la pression d'entrée à combustible de la buse pour obtenir la différence de pression optimale au niveau de la soupape à réglage du débit à buse secondaire en vue d'un chargement désiré élevé de la soupape. 15 L'invention a pour but de créer une buse de pulvérisation per fectionnée pour combustible, tu type général décrit ci-deesus, ayant un dispositif à buse secondaire avec une soupape à réglage ^ du débit à buse secondaire sensible à la pression en une seule im partie, qui, en raison de sa fabrication, ne nécessite pas la'di— 20 vision classique de la pression d'entrée à combustible de la bu- r v se pour maintenir le mouvement de la soupape, la mesure du débit 4 résultant et permet, par. conséquent, d'avoir un dispositif è. bu-se secondaire avec un chargement de la soupape plus élevé et tin . degré supérieur d'atomisation de pulvérisation qu'avec les "types ■ 25 analogues de buses qui sont actuellement disponibles pour réaliser essentiellement le même rôle. ' ; L'invention crée une buse de pulvérisation pour combustible munie d'un dispositif à buse secondaire ayant une soupape à réglage du débit à buse secondaire, sensible â la pression, soumi-30 se à un ressort et disposée en amont de la buse secondaire dont le chargement et le mouvement sont en fonction de la différence de pression engendrée, en ayant l'extrémité amont de la soupape mise sous pression avec le combustible à la pression d'entrée de la buse, et l'extrémité aval référencée au moyen d'un passage de 35 communication à la pression du combustible existant dans la chambre de turbulence à buse primaire.Cette pression référencée obtenue depuis la' chambre de turbulence à buse primaire peut être élevée ou faible et est choisie en faisant varier le diamètre et/ ou la disposition du passage de communication par rapport à la 7* 69 11666 2006801 chambre de turbulence à buse primaire, ce qui crée un dispositif flexible pour obtenir une différence de pression optimale afin de fournir le chargement maximal désiré de la soupape à réglage du débit. 5 L'invention crée, en outre, une buse de pulvérisation pour combustible à dispositif de pulvérisation secondaire ayant une soupape à réglage du débit à buse secondaire sensible à la pression et soumise à un ressort dont le dosage de l'écoulement est une fonction d'une différence de pression totalement séparée de 10 celle nécessaire pour charger et maintenir le mouvement de la soupape à réglage du débit. Cette différence de pression est obtenue en ayant le côté de l'orifice à réglage du débit mis sous pression avec le combustible à 1a. pression d'entrée de la buse et le côté aval mis sous pression avec le combustible à une pression 15 inverse engendrée par la buse secondaire. Etant donné que le chargement de la soupape à réglage du débit et la différence de pression de déplacement sont indépendants de la différence de pression du réglage du débit, la différence de pression de celui-ci peut être réduite à une valeur très minimale ou mêqie nulle 20 lorsque les besoins d'écoulement du moteur le permettent, ainsi la buse secondaire peut être mise sous pression avec le combustible à une pression maximale et donner, par conséquent, le degré maximal désiré d'atomisation depuis la buse secondaire sans affecter l'aptitude du chargement maximal désiré de la soupape et le 25 maintien du mouvement de la soupape à réglage du débit. L'invention est représentée, à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés. La fig. 1 est une vue complète de la buse pour combustible et de l'enssable de support. 30 La fig. 2 est une coupe transversale, à plus grande échelle, de l'ensemble à buse pour combustible. La fig. 3 est une coupe transversale partielle, à plus grande échelle, d'un dispositif à buse modifié. La ^ig. 4 est une coupe transversale partielle, à plus gran-35 de échelle, d'un autre agencement à buse modifié. A la fig. 1, la buse complète pour combustible et l'ensemble de support désigné par 10 comportent une enveloppe de support 11, un raccord d'entrée 9 et l'ensemble à buse pour combustible 12. La fipr. 2 représente une vue en coupe transversale, à plus grande 69 11666 4 2006801 échelle de l'ensemble à buse pour combustible 12. Le combustible est agencé pour entrer par l'intermédiaire du raccord d'admission 9 et pour s'écouler à travers le passage 14 daJis l'enveloppa de support 11. Le combustible entre dans le passage 15 et 5 subit une filtration par l'intermédiaire du filtre 16 dans le passage 17 sur le côté intérieur du filtre. Le combustible circule à travers les passages d'écoulement primaire 18 et 19» le passage 19 étant le passage à buse primaire -dans la garniture 20 de la buse secondaire. La garniture 20 de la buse secondaire, disposée 10 le long de l'axe concentrique ou coaxial du corps de buse 13» présente un élément en saillie 23 comportant un orifice de déchargement 21 à buse primaire qui fait partiellement saillie à travers l'orifice de déchargement secondaire 22 du corps de buse 13. La garniture 24 de la buse primaire, située le long de l'aze 15 concentrique ou coaxial de la garniture 20 de la buse secondaire, comporte une ouverture 28 le long de l'accès central ou longitudinal de la buse 12 adjacente à la chambre de turbulence 25 à buse primaire, à des fins qui seront décrites plus loin. Le combustible entre dans les passages 19 de la. garniture, 20 20 de la buse secondaire et. circule à travers la garniture 24 de la buse primaire au moyen de passages 26 et de fentes tangentielles 27 dans la-chambre de turbulence 25 à buse primaire et sort par l'intermédiaire de l'orifice 21 à buse primaire. Ceci constitue le dispositif de déchargement à buse primaire ou à fai-25 hle capacité. Le dispositif de déchargement à buse secondaire ou à capacité élevée est décrit ci-dessus .Le combustible qui entre par le passage 14 et qui circule à travers le filtre 16 dans les passages 17 doit être déchargé par l'intermédiaire de l'orifice de décharge-30 ment 21 à buse primaire et entre également dans les passages 30 et 31. Toutefois, le combustible ne pénètre pas dans le passage 32 jusqu'à ce que le siège de soupape 34 à réglage soit déplacé à l'entrée de la soupape 35 à réglage de la buse secondaire. A mesure que la pression du combustible s'accroît au-dessus d'un 35 niveau prédéterminé, la soupape à réglage 33 est agencée pour se déplacer axialement dans la garniture 42 de la soupape, en surmontant la poussée du ressort 37 de la soupape de réglage, ceci permettant au combustible de s'écouler à travers l'entrée 35 de la soupape de réglage de la buse secondaire et d'entrer dans le 69 11666 5 2006801 passage 32. A mesure que la soupape à réglage 33 se.déplace un peu plus dans la garniture 42 de la soupape, le bord de réglage 39 de la soupape à réglage 33 commence à découvrir les lumières 40 de mesure du combustible à buse secondaire dans la garniture 5 42 de la soupape. Suivant la valeur de la pression d'entrée du combustible, la soupape à réglage 33 est mise en place, il en résulte que le combustible peut circuler à travers les passages 17, 18, 19, 26, 27 à buse primaire par l'intermédiaire de la chambre de turbulence 25 à buse primaire et sortir à travers les orifices 10 de déchargement primaire 21 ; toutefois, le combustible peut circuler également à travers l'entrée 35 de la soupape à réglage à buse secondaire , par l'intermédiaire des lumières 40 à réglage de combustible à buse secondaire, des passages 43, 44, 46 de circulation secondaire et sortir par l'orifice 22 de déchargement 15 secondaire. Le passage 43 eEt relié aux lumières de turbulence 44- à buse secondaire de la garniture 20 à buse secondaire. Ensuite, le combustible peut entrer dans la ehambre de turbulence 46 à buse secondaire et sortir par l'orifice de déchargement 22 à buse secondaire. Une.tubulure 41 de la garniture de soupape 20 sépare le passage 18 d'écoulement primaire du passage 43 dtécou-lement secondaire. Une admission d'air 50 permet à l'air de pénétrer dans les passages à air 52, 54 disposés entre le corps de buse 13 et la paroi extérieure 53 de façon à empêcher la formation de carbone 25 sur les orifices de déchargement 21 et 22. Lors du fonctionnement, la buse de pulvérisation pour combustible comprend un dispositif à buse "secondaire avec une soupape 33 à réglage du débit à buse secondaire sensible à la pression, soumise à un ressort dont le mouvement et le chargement sont une 30 fonction de la différence de pression engendrée en ayant l'extrémité amont ou extrémité d'entrée de la soupape mise sous pression avec le combustible à la pression d'entrée de la buse et l'extrémité aval ou extrémité de sortie référencée par rapport au combustible dans la chambre 48 au moyen d'un passage de communica-35 tion 28 de la garniture 24 à buse primaire à une pression de combustible existant dans la chambre de turbulence 25 à buse primaire. Ee ressort de soupape 37 est logé dans un organe de retenue du ressort 45 ayant une ouverture centrale 47 qui est reliée avec l'ouverture centrale 28 de la.garniture de la buse primaire 24. 40 Toutefois, il y a lieu de remarquer que l'organe de retenue 45 69 11666 6 2006801 du ressort n'est pas nécessaire pour maintenir le ressort 37 car celui-ci peut buter aussi bien aontre la garniture à buse primaire. Ceci fournit un dispositif flexible afin d'obtenir une différence de pre'ssion optimale pour permettre le chargement maximal 5 désiré de la soupape à réglage de débit. ■ On crée, de plus, une buse de pulvérisation 12 pour combustible à .dispositif à buse secondaire ayant une soupape à réglage du débit 33 à buse secondaire sensible à la pression et soumise à un ressort dont le réglage d'écoulement est une fonction d'une 10 différence de pression totalement séparée de celle nécessaire pour charger et maintenir le mouvement de la soupape à réglage du débit.' Cette différence de pression est engendrée en ayant le côté amont des lumières 40 de mesure de l'écoulement mis sous pression avec, le combustible à la pression d'entrée de la buse et 15 le côté aval mis sous pression avec le combustible à une pression inverse produite par les buses secondaires 44, 46 et 22. Etant • donné que le chargement de la soupape à réglage de débit et la différence de pression de déplacement sont indépendants de la différence de pression du réglage du débit, la différence de . 20 pression de celui-ci peut être réduite à une valeur très minimale ou même nulle lorsque les besoins d'écoulement du moteur le permettent, il en résulte que les buses secondaires 44, 46 et 22 peuvent être mises sous pression avec du combustible à une pression maximale et peuvent, par conséquent, créer le degré maximal 25 désiré d'atomisation de pulvérisation depuis la buse secondaire-•sans affecter l'aptitude du chargement maximal désiré de la soupape et le maintien du mouvement de la soupape à réglage du débita Bien que l'on ait décrit une forme de réalisation préférée de l'invention, une variante est illustrée à la fig. 3 où. la gar-30 niture 24' à buse primaire comporte un élément en saillie 55 qui s'étend dans la chambre de turbulence 25 et un orifice de pression référencé 28' ayant un diamètre égal ou inférieur a l'orifice de déchargement 21. Cet élément en saillie 55 dans la chambre de turbulence 25 du dispositif à buse primaire permet une 35 différence de pression afin d'obtenir le chargement maximal désiré de la soupape à réglage du débit. La forme de réalisation indiquée à la fig. 4 montre essentiellement les mêmes caractéristiques que celles de la fig. 3 sauf qu'il n'y a pas d'élément en saillie. Toutefois, le diamè 11666 7 2006801 tre de l'orifice 28" est égal ou inférieur à celui de l'orifice 21. Il y a lieu de noter que le diamètre et la disposition centrale des orifices 28, 28' ou 28" peut varier afin d'obtenir des 5 différences de pression différentes et des caractéristiques de chargement résultantes comme cela est désiré aux fins de l'invention. L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation représentée et décrite en détail car diverses modifications peuvent 0 y être apportées sans sortir de son cadre. 69 11666 8 '2006801 EETEUDICITIOMS 1 - Buse de pulvérisation pour combustible liquide du type ayant une seule entrée et des chambres de turbulence séparées à capacité élevée et faible, ainsi que des sorties de pulvérisation 5 alimentée par des passages séparés à ca.pacité d'écoulement inférieur et supérieur dont le passage d'écoulement à faible capacité forme une communication1 constante entre l'entrée, la sortie de pulvérisation et la chambre de turbulence à faible capacité, caractérisée en ce qu'une soupape soumise à un ressort est dispo-10 sée en amont de la chambre de turbulence à capacité élevée et de la sortie de pulvérisation dans le passage d'écoulement à capacité supérieurs pour régler l'écoulement à travers la chambre de turbulence à capacité élevée et 1a. sortie de pulvérisation, on prévoit que l'extrémité amont .de la soupape est exposée à la 15 pression d'entrée de la buse, l'extrémité aval de la soupape étant exposée à une pression provenant de la chambre à turbulence à faible capacité au moyen d'un passage de communication, le eôté à réglage du débit de la soupape étant exposé à une pression inverse, depuis la chambre de turbulence à capacité élevée et la 20 sortie de pulvérisation, un ressort poussant la soupape dans une direction pour réduire l'écoulement à travers la chambre de turbulence à capacité élevée et la sortie de pulvérisation. 2 - Buse de pulvérisation pour combustible liquide du type ayant une soupape soumise à un ressort pour régler l'écoulement 25 à travers la chambre de turbulence à capacité élevée et la sortie de pulvérisation suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif pour régler la pression à la-? quelle l'extrémité aval de la soupape est exposée en modifiant la dimension et/ou l'endroit du point d'arrivée de la pression 30 du passage de communication à la chambre de turbulence à faible capacité. 3 - Buse de pulvérisation pour combustible suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif d'admission unique, un dispositif d'écoulement à buse 35 primaire, un dispositif d'écoulement à buse secondaire, ce dernier dispositif'comportant une soupape à réglage du débit,, un dispositif référencé de façon que la. soupape à réglage du débit soit référencée par rapport à la pression du combustible dans le 69 11666 9 2006801 dispositif d'écoulement à buse primaire. 4 - Buse de pulvérisation pour combustible suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le dispositif référencé comprend un dispositif de communication entre la chambre 5 de turbulence de l'organe d'écoulement à buse primaire et l'extrémité aval de la soupape à réglage du débit. 5 - Buse de pulvérisation pour combustible suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce'que le dispositif d'écoulement à buse primaire comprend une chambre de turbulence et 10 un orifice de déchargement à buse primaire. 6 - Buse de pulvérisation pour combustible suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le dispositif de communication comprend un orifice de pression référencée de la soupape à réglage du débit entre la chambre de turbulence à buse 15 primaire et l'extrémité aval'de cette soupape à réglage du débit. 7 - Buse de pulvérisation pour combustible suivant l'une des revendications 1 à 6, caractériséé en ce que le dispositif d'écoulement à buse secondaire comporte des lumières ayant le côté amont mis sous pression avec le combustible à la pression d'en- 20 trée de la buse et le côté aval de ces lumières mis sous pression avec le combustible à une pression inverse engendrée par le dispositif à écoulement de la buse secondaire. 8 - Buse de pulvérisation pour combustible suivant lfune des revendications 1 à 7» caractérisée en ce que- l'orifiae à pression 25 référencée a un diamètre plus petit que le diamètre de l'orifice de déchargement à buse primaire. 9 - Buse de pulvérisation pour combustible, suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'orifice à pression référencée a un diamètre plus grand que le diamètre de 30 l'orifice de déchargement à buse primaire. 10 - Buse de pulvérisation pour combustible, suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'orifice à pression référencée a un diamètre égal au diamètre de l'orifice de déchargement à buse primaire. 35 11 - Buse de pulvérisation pour combustible suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que l'orifice à pression référencée est décentré par rapport à l'axe longitudinal de la buse. 12 - Buse de pulvérisation pour combustible, suivant l'une 11666 10 2006801 des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le dispositif d'écoulement à buse primaire comprend un élément en saillie s'é-tendant essentiellement dans la chambre de turbulence.