Brevet FR2193141A1 — publié le 19740215

La présente invention a pour objet un dispositif injecteur de carburant convenant plus spécialement aux propulseurs à réaction tels que les turboréacteurs et devant être monté de préférence dans la partie antérieure ou amont d'une chambre de combustion. Selon une particularité technique de la présente invent ion, le dispositif injecteur de carburant comporte une arrivée de carburant centrale qui peut se faire par l'entremise d'une simple buse débouchant dans l'axe du dispositif en direction d'un "swirler" ou aubage de tourbillonnement interne de type centrifuge qui reçoit un courant d'air et réalise le mélange carburé dont le flux est centrifugé pour s' écouler le long d'une cloison tubulaire présentant un redan annulaire dont le rtle est de créer une pellicule homogène de carburant dispersée uniformément sous l'action de l'écoulement. Dans un mode de réalisation de la présente invention, un second courant d'air mis en rotation par un swirler externe s'écoule du ctté opposé de ladite cloison tubulaire et vient rejoindre ladite pellicule homogène et dispersée en bout de ladite cloison. Il est à noter qu'à la différence des pulvérisateurs dits "mécaniques" qui agissent sous l'effet de la pression d'injection du carburant, la pulvérisation dans le dispositif objet de la présente invention est assurée essentiellement par la quantité de mouvement fournie par l'écoulement lui-même. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un dispositif injecteur conforme à la présente invention. La figure 2 est une coupe transversale selon la ligne Il-Il de la figure 1. La figure 3 montre également en coupe un mode de réa lisationdindustrielle du dispositif avec son montage dans une chambre de combustion de réacteur. La figure 4 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 3 montrant une adaptation du montage du dispositif dans le cas d'un injecteur de petite dimension. le dispositif représenté sur les dessins comporte deux chemises cylindro-coniques coaxiales : d'une part une chemise externe i et d'autre part une chemise intcrne 2, solidarisées l'une avec l'autre par un swirler externe 3 disposé dans le canal annulaire 4 qui sépare les deux chemises et est parcouru par un courant d'air périphérique. La chemise interne 2 qui forme une cloison tubulaire séparant le canal annulaire 4 de l'espace intérieur 5, supporte dans sa partie centrale un swirler interne 6 de type radial ou centrifuge et présente à une certaine distance en aval de celui-ci un redan annulaire 7. le carburant amené par une canalisation 8 est injecté par une simple buse 9 dans l'axe d'un courant d'air interne 10, en direction du swirler interne 6. le mélange d'air et de carburant qui y arrive en est centrifugé sur la paroi de la chemise 2 dont le redan 7 a pour but de créer une pellicule homogène de carburant afin d'avoir une répartition uniforme au moment où ce carburant arrive en bout de la chemise 2, au confluent du canal annulaire 4 qui débite un courant d'air mis en rotation par le swirler externe 3. les swirlers 3 et 6 peuvent éventuellement présenter des sens de rotation opposés. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3, la chemise externe 1 est constituée par une bague présentant une partie terminale conique avec un épaulement la et une jupe cylindrique lb dont la face externe est filetée. le swirler externe 3 est soudé d'une part sur la face interne de la jupe cylindrique lb et d'autre part sur la face externe de la chemise 2 qui constitue le corps de l'injecteur et qui présente elle aussi une partie terminale conique 2a que suivent une partie intermédiaire cylindrique 2b soudée au swirler 3 et une partie cylindro-conique 2c orientée vers l'amont. Sur cette dernière est soudé le swirler centrifuge 6. On peut avantageusement prévoir, pour rendre le swirler interne 6 démontable, que ce swirler porte en saillie vers l'amont une jupe cylindrique 6a emmanchée dans la partie 2c.C'est dans cette jupe 6a que passe le courant d'air primaire 10 et que débouche linjec- teur multitrous 9 fixé en bout du bras d'arrivée de carburant 8 qui est soudé sur une plaque support Il boulonnée en 12 sur le carter 13 de la chambre de combustion 14. Le fond de chambre 15 comporte une coupelle 16 jouant le rye d'écran thermique. Lorsque la coupelle 16 est en place, on insère par l'intérieur de la chambre l'ensemble formé des composants 1, 2, 3 et 6, l'épaulement la venant porter sur la coupelle 16. On immobilise alors le tout au moyen d'une bague filetée 17 vissée sur le filetage lb et venant presser sur le fond de la chambre 15. L'ensemble bras d'injecteur 8 et buse d'injection 9 est alors introduit par l'orifice 18 du carter de chambre 15 et l'injecteur est engagé dans le conduit 10. La plaque-support Il est alors fixée au moyen de boulons 12 sur le carter de chambre 13. Outre sa facilité de montage, le dispositif qui vient d'être décrit présente l'avantage d'8tre insensible à la position relative du système de pulvérisation aérodynamique et de l'injecteur. L'ensemble de pulvérisation peut se dilater librement et suivre les mouvements de la chambre; aucune contrainte ne se manifeste du fait que la fixation de l'injecteur est indépendante, la fiabilité de ce dispositif est excellente. En outre, comme on l'a dit plus haut, les performances ne sont pas affectées par les mouvements relatifs de 1'injec- teur et des swirlers. il va de soi que le mode de réalisation décrit n'est qu'un exemple et l'on pourrait le modifier, notamment par substitution d'éléments techniques, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. En particulier, pour l'adaptation du dispositif objet de la présente invention à un injecteur de petite dimension (figure 4), le diamètre du passage 10 de l'air interne peut nitre pas suffisant par rapport à l'encombrement minimum de la buse d'arrivée de carburant 9, pour obtenir un fonctionnement dans de bonnes conditions. C'est pourquoi on peut prévoir une arrivée d'air supplémentaire19arbur de 10 et débouchant dans le swirler centrifuge 6. REVENDICATIONS 1. Dispositif injecteur de carburant convenant plus spécialement aux propulseurs à réaction tels que les turboréacteurs et devant être monté de préférence dans la partie antérieure ou amont d'une chambre de combustion, lequel dispositif comporte une arrivée de carburant centrale qui peut déboucher dans l'axe du dispositif en direction d'un "swirler" ou aubage de tourbillonnement interne de type centrifuge ou radial qui reçoit un courant d'air et réalise le mélange carburé dont le flux est centrifugé pour s'écouler le long d'une cloison tubulaire présentant un redan annulaire propre à créer une pellicule homogène de carburant dispersée uniformément sous l'action de l'écoulement. 2. Dispositif injecteur selon la revendication 1, dans lequel l'arrivée de carburant se fait par l'entremise d'une simple buse. 3. Dispositif injecteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un second courant d'air mis en rotation par un swirler externe s'écoule du cSté opposé de ladite cloison tubulaire et vient rejoindre ladite pellicule homogène, en bout de ladite cloison provoquant la pulvérisation en fines gouttelettes de ladite pellicule de carburant.