Brevet FR2121731A1 — publié le 19720825

La présente invention concerne un ensemble de chambre de combustion pour turbine à gaz. ïïn tel ensemble comprend la chambre de combustion réelle ou tuyau à flamme qui est entouré par une gaine dans laquelle est soufflé l'air destiné à la combus-5 tion et à la dilution des gaz de combustion chauds. L'air de dilution est soufflé par des ouvertures ménagées dans la paroi de la chambre de combustion et situées à une certaine distance de la zone de combustion réelle- Il semblerait raisonnable de percer ces ouvertures 10 directement dans le sens radial vers le centre de la chambre de combustion. Cependant, dans la présente invention, certaines de ces ouvertures sont disposées obliquement par rapport à l'axe de cette chambre de manière que les gaz de combustion et l'air de dilution soient mélangés plus intimement et qu'on obtienne 15 ainsi une répartition plus régulière de la température. Suivant la présente invention, les sommes des surfaces en section droite totales des ouvertures percées dans les différentes directions sont réglées les unes par rapport aux autres, en partie par ]fi choix dunomtre d'ouvertures des divers groupes et si pap-20 tiè par Ile fait que les ouvertures sont équipées de manchons interchangeables de diamètres différents qui permettent une répartition appropriée des sections droites des ouvertures, dans les dimses directions. A titre d'exemple, on a décrit ci-après et représenté au dessin annexé une forme de réalisation conforme à l'invention. 25 Sur ce dessin, la figure 1 montre comment la chambre de combustion selon l'invention est disposée dans une turbine à gaz ; la figure 2 est une coupe du tuyau à flamme et elle montre la répartition et la direction des ouvertures percées 30 sur sa paroi ; et • la figure 3 est une coupe d'une ouverture selon l'invention. La figure 1 représente d'une manière purement schématique une installation de turbine à gaz comprenant un compresseur axial 35 1, une chambre de combustion 2 selon l'invention, une turbine 3 destinée à l'entraînement du compresseur 1 et une turbine de puissance 4 qui entraîne elle-même une génératrice électrique 5. La chambre de combustion 2 comprend une gaine extérieure 6 et un tuyau à flamme 7. De l'air comprimé est soufflé par le 40 compresseur 1 dans l'extrémité gauche de la chambre de combustion 72 00735 2 2121731 et une partie de cet air s'écoule dans la zone de combustion 8 du tuyau à flamme où est introduit le carburant. Afin de diluer les gaz de combustion et de les refroidir avant de les envoyer aux turbines 3 et 4, le restant de l'air comprimé est dirigé 5 de la gaine 6 dans les ouvertures 9. Cet air ne prend aucune part au processus de la combustion, mais pour qu'il produise l'effet recherché,il doit être mélangé intimement avec les gaz de combustion. Dans ce but, les ouvertures sont disposées, selon l'in-10 vention, de la façon représentée sur la figure 2 qui est une coupe suivant la ligne I-I de la figure 1 du tuyau à flamme 7. Les lignes portant les flèches indiquent les sens d'écoulement de l'air de dilution passant par les ouvertures 9. On voit que certaines ouvertures 9a sont dirigées radialement vers le centre 15 du tu^au à flamme, tetndis que d'autres ouvertures 9b sont dirigées obliquement par rapport au centre du tuyau. De préférence, les ouvertures 9b sont disposées par paires, de sorte que deux courants d'air correspondants sont disposés symétriquement par rapport au centre du tuyau. Cette configuration 20 des courants d'air produit un mélange plus intime des gaz de combustion et de l'air de dilution et, de ce fait, une répartition plus uniforme de la température sur toute la section droite du tuyau à flamme. Si toutes les ouvertures et, par suite,-tous les courants d'air étaient dirigés radialement, le mélange 25 ne serait efficace qu'au centre du tuyau, et la température serait considérablement plus élevée près de sa paroi qu'au centre. Les nombres d'ouvertures orientées dans les différentes directions doivent être plus ou moins les mêmes afin de produi-30 re une répartition uniforme de l'air tout autour de la circonférence du tuyau. Cette répartition de l'air peut être encore mieux adaptée par une modification de la section droite des diverses ouvertures 9. Cette modification peut être effectuée de la façon représentée sur la figure 3 qui représente l'une 35 des ouvertures 9b, suivant la même coupe que la coupe de la figure 2. Dans ce cas, l'ouverture est mise en forme à l'aide d'un manchon permanent 10 qui est soudé sur la paroi du tuyau à flamme 7. Un manchon interchangeable 11 est disposé à l'inté-40 rieur du manchon 10. Par la mise eh oeuvre de manchons 11 de 72 00735 3 2121731 diamètres différents dans les ouvertures orientées radialement et obliquement, on peut obtenir la répartition voulue en section droite et, de ce fait, la répartition souhaitée de l'air. On peut voir sur la figure 3, derrière le manchon permanent 10, un second manchon 12 qui est le symétrique du manchon 10 par rapport au rayon correspondant du tuyau à flamme. 72 00735 4 2121731 REVENDICATIONS 1. Chambre de combustion pour turbine à gaz, comprenant une gaine destinée au soufflage du gaz servant à la combustion et à la dilution des gaz, et un tuyau à flamme cylindrique 5 disposé à l'intérieur de la gaine et comportant, dans sa paroi, à une certaine distance de la zone de combustion réelle, des ouvertures destinées à l'air de dilution, caractérisée en ce que certaines ouvertures destinées à l'air de dilution sont dirigées radialement vers le centre du tuyau à flamme, tandis 10 que d'autres sont dirigées obliquement parrapport au centre de ce tuyau, les ouvertures dirigées obliquement étant disposées par paires et étant inclinées également, mais en sens opposés, par rapport à l'axe du tuyau à flamme, de sorte que les courants d'air passant par ces ouvertures forment une configuration symé-15 trique et régulière. 2. Chambre de combustion suivant la revendication 1, caractérisée en ce què les ouvertures orientées dans les différentes directions sont sensiblement en nombres égaux. 3. Chambre de combustion suivant la revendication 1, ca-20 ractérisée en ce que chaque ouverture est mise en forme à l'aide d'un manchon permanent introduit dans la paroi du tuyau à flamae et d'un manchon amovible disposé à l'intérieur du manchon permanent, des manchons de diamètres différents étant introduits dans lesdites ouvertures, afin de produire une répartition appro-25 priée de la section droite d'écoulement entre les ouvertures dirigées radialement et les ouvertures dirigées obliquement.