Brevet FR2225634A1 — publié le 19741108

La présente invention concerne les dispositifs de pulvérisation de combustible et, plus particulièrement, ceux qui sont utilisés dans les turbines à gaz. Le dispositif de pulvérisation de combustible suivant l'invention comprend un premier élément tubulaire ouvert à ses deux extrémités, l'une de ces extrémités étant évasée, un second élément disposé dans le premier de manière à définir un passage d'air entre ces premier et second éléments, une enveloppe intégrée au second élément et présentant une partie évasée disposée dans l'extrémité évasée du premier élément tubulaire afin de définir entre ces premier et second éléments un passage de sortie évasé, un organe d'injection ou injecteur de combustible principal agencé dans le second élément, ledit injecteur comprenant un passage de sortie principal qui débouche dans l'enveloppe un injecteur de veilleuse ou injecteur pilote comprenant un passage de sortie pilote, qui débouche dans l'enveloppe, et des conduits d'alimentation pratiqués dans ledit second élément pour amener le combustible séparément à l'injecteur principal et à l'inåec- teur pilote, ledit dispositif étant tel qu'en fonctionnement, le combustible expulsé par les injecteurs s'écoule à travers l'intérieur de l'enveloppe afin de se mélanger à l'air émis par le passage de sortie évasé. De préférence, le passage de sortie principal du combustible, enveloppe le passage de sortie pilote. De préférence encore, le passage de sortie principal et le passage de sortie pilote convergent l'un et l'autre vers l'enveloppe. Avantageusement, l'injecteur principal présente en outre une première série d'orifices qui débouchent dans le passage de sortie principal et dont la configuration permet de communiquer une turbulence au combustible dans ce passage. L'injecteur pilote peut présenter une seconde série d'orifices, qui débouchent dans le passage de sortie pilote, et dont la configuration engendre une turbulence dans le combustible au niveau de ce passage. Suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les conduits d'alimentation comprennent au moins un conduit principal pratiqué dans ledit second élément et qui mène à une première chambre de tranquillisation en communication avec la première série d'orifices et un conduit pilote pratiqué dans ledit second élément et qui mène à une seconde chambre de tranquillisation, laquelle communique avec ladite seconde série d'orifices. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant au dessin annexé, sur lequel La figure 1 est une vue en coupe longitudinale du dispositif de pulvérisation de combustible suivant l'invention pour turbine à gaz, La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la figure 1; et La figure 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle, de l'injecteur pilote et de l'injecteur principal du dispositif de pulvérisation de la figure 1. Tel qu'il est représentéN le dispositif de pulvérisation de combustible comprend un premier élément tubulaire 10 qui présente une sortie 11 à l'une de ses extrémités et une sortie 12 à l'autre extrémité. A proximité de sa sortie 12, l'élément tubulaire 10 est muni d'un épaulement annulaire 13 intérieur qui forme un évasement vers la surface extérieure de la sortie 12. Dans l'élément tubulaire 10 est inséré un second élément 14 composé, lequel définit un passage d'air annulaire 15 entre le premier élément 10 et le second élément 14. L'épaulement annulaire intérieur 13 assure aussi l'orientation de l'air vers l'intérieur dans le passage 15 immédiatement en amont de la sortie 12. Une enveloppe 16 tronconique, solidaire de l'élément 14 définit une surface intérieure de la sortie 12, de sorte que celle-ci a une forme annulaire évasée. Un injecteur principal de combustible 17 est formé dans l'élément composite 14 et comprend un passage de sortie 18 convergent de section tronconique, qui débouche dans le corps 16, ainsi que plusieurs orifices 19 tangentiels et espacés circonférentiellement, qui débouchent dans le passage de sortie 18. Une canalisation de combustible 20 principale guide celui-ci jusqu'aux orifices 19. Cette canalisation 20 comprend un alésage 21 réalisé dans une partie formant support 22 de l'élément 14, deux alésages de dérivation 23 et une chambre 24 en communication avec les orifices 19. Un passage pilote 25 de combustible, également convergent, débouche dans l'enveloppe 16. Ce passage 25 fait partie d'un injecteur de combustible pilote 26(ou injecteur de ralenti). L'injecteur 26 comprend aussi une chambre de turbulence 27, plusieurs orifices 28 espacés circonférentiellement et tangentiels, qui débouchent dans la chambre de turbulence précitée, et une chambre de tranquillisation 29 annulaire avec laquelle les orifices 28 communiquent. L'injecteur pilote 26 est alimenté en combustible par un conduit pilote 30 comprenant un alésage 31 en communication avec un autre alésage 32, qui aboutit dans des passages 33, lesquels débouchent à leur tour dans la chambre de tranquillisation 29. Comme représenté sur la figure 3, le passage de sortie 18 principal du combustible entoure le passage pilote 25. En fonctionnement au ralenti, le combustible est amené dans la chambre de tranquillisation 29 de l'injecteur pilote 26 par les alésages 31 et 32 et les orifices 33. De la chambre 29, le combustible se dirige à travers les orifices 28 vers la chambre de turbulence 27 et le passage de sortie 25. L'orientation des orifices 28 est telle qu'une turbulence se produit dans Je combustible qui passe à travers la sortie 25. Pendant ce temps, l'air se propage dans le passage 15 et s'échappe par la sortie 12 sous la forme d'une nappe conique diver- gente. Le combustible qui s' échappe du passage 25 passe à travers la partie intérieure de l'enveloppe 16 et se mélange à l'air expulsé par la sortie 12 au-delà de la périphérie de cette enveloppe. Dans les conditions normales de fonctionneient de la turbine a gaz, le combustible est amené simultanément au conduit pilote 7; et au conduit principal 2O. Dans le cas de ce dernier, le combustible passe par l'alésage 21 et les alésages de dérivation 25 avant de pénétrer dans la chambre de tranquil lisation 24. En quittant la chambre 24, le combustible se dirige vers le passage de sortie 18 principal à travers les orifices 19. Ces orifices 19 servent à communiquer une turbulence au combustible qui s'échappe par le passage 18. Le courant principal de combustible expulsé par le passage 18 ainsi que le courant pilote provenant du passage 25, l'un et l'autre à l'état turbulent, traversent l'enveloppe 16 afin de se mélanger avec l'air émanant de la sortie en aval de l'enveloppe précitée. La Demanderesse estime que l'agencement décrit dans ce qui précède permet le mélange effectif du combustible et de l'air à la périphérie de l'envEloppe 16 et en aval de celle-ci Le dispositif de pulvérisation suivant l'invention assure la turbulence et le mélange du combustible pilote et du combustible principal pour une gamme très étendue de conditions de fonctionnement du moteur. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Dispositif de pulvérisation de combustible caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison un premier élément tubulaire ouvert à ses deux extrémités, l'une de ces extrémités étant évasée, un second élément disposé dans le premier de manière à définir un passage d'air entre ces premier et second éléments, une enveloppe intégrée au second élément et présentant une partie évasée disposée dans l'extrémité évasée du premier élément tubulaire afin, de définir entre ces premier et second éléments un passage de sortie évasée, un injecteur de combustible principal agencé dans le second élément, ledit injecteur comprenant un passage de sortie principal qui débouche dans l'enveloppe un injecteur pilote comprenant un passage de sortie pilote, qui débouche dans l'enveloppe, et des conduits d'alimentation pratiqués dans ledit second élément pour amener le combustible séparément à l'injecteur principal et à l'injecteur pilote, ledit dispositif étant tel que, en fonctionnement, le combustible expulsé par les injecteurs s'écoule à travers l'intérieur de l'enveloppe afin de se mélanger à l'air émis par ie passage de sortie évasé. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le passage de sortie principal enveloppe le passage de sortie pilote. 3) Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les passages de sortie principal et le passage de sortie pilote convergent l'un et l'autre vers l'enveloppe. 4) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'injecteur principal comprend une première série d'orifices débouchant dans le passage de sortie principal et dont la configuration permet de produire une turbulence dans le combustible au niveau de ce passage. 5) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'injecteur pilote comprend une seconde série d'orifices débouchant dans le passage le sortie pilote et dont la configuration permet de produire une turbulence dans le combustible au niveau de ce passage. 6) Dispositif selon la revendication 5 prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce que les conduits d'alimentation comprennent au moins un conduit principal pratiqué dans ledit second élément et qui mène à une première chambre de tranquillisation en communication avec la première série d'orifices et un conduit pilote pratiqué dans ledit second élément et qui mène à une seconde chambre de tranquillisation, laquelle communique avec ladite seconde série d'orifices.