Brevet FR2403517A1 — publié le 19790413

La présente invention concerne un injecteur pour la pulvérisation sous pression de combustible liquide, comprenant un corps muni d'une tête de pulvérisation, une chambre alimentée en combustible par un canal d'amenée étant reliée par des conduits à un orifice de pulvérisation. Le liquide pulvérisé par ce type d'injecteur sort de l'orifice de pulvérisation sous la forme d'un jet conique dont l'angle au sommet, dit angle e pulvérisation, diminue fortement lorsque lé débit de combustible augmente. La flamme dans une chambre de combustion alimentée par un injecteur de ce type ntest stable que pour une valeur de l'angle de pulvérisation fixée par la géométrie de la chambre de combustion, donc pour un-e seule valeur du débit de combustible. I1 en résulte que la régulation de la puissance calorifique fournie par cette chambre ne peut se faire que par tout ou rien, ou encore par paliers pour une chambre munie de plusieurs injecteurs. Le but de l'invention est de réaliser un injecteur du type précité, permettant d'obtenir une flamme de combustion stable dans une grande plage de débit de combustible. L'injecteur selon l'invention est caractérisé en ce que la tê- te de pulvérisation présente des trous d'ajutage alimentés en combustible sous pression et répartis autour de l'orifice de pulvérisation, les diamètres de ces trous étant sensiblement inférieurs au diamètre dudit orifice de pulvérisation. Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'ex- emple, une forme d'exécution de l'injecteur objet de l'invention. La fig. 1 est une vue en coupe axiale. La fig. 2 est une coupe selon II-II de la fig. 1. Les fig.3 et 4 illustrent-le fonctionnement-de l'injecteur pour deux débits de combustible. L'injecteur représenté comprend un corps 1, à-l'extrémité duquel est montée une tête de pulvérisation 2 fixée au moyen d'une douille filetée 3. Un disque 4 est serré entre le corps 1 et la tête de pulvérisation 2. L'alimentation en combustible se fait par un canal d'amenée 5 prévu dans le corps 1. Le canal d'amenée 5 débouche dans une rainure de distribution 6 annulaire usinée dans la face terminale du corps 1 en regard du disque 4. Ce dernier présente des ouvertures 7, en forme de secteur d'anneau comme illustré en traits interrompus à la fig.2, mettant en communication la rainure de distribution 6 du corps 1 avec une chambre annulaire 8 prévue dans la tAete de pulvérisation 2. Des conduits 9 raccordent la chambre annulaire 8 à une chambre de rotation 10 axiale de forme conique, s'évasant en direction du disque et dont le sommet est percé d'un trou axial constituant un orifice de pulvérisation 11. Les conduits 9 sont constitués par des rainures usinées dans la face radiale de la tête de pulvérisation adjacente au disque 4, de manière à déboucher sensiblement tangentiellement dans la chambre de rotation 10. Ces conduits 9 constituent un passage étranglé entre la chambre annulaire 8 et la chambre de rotation 10. De plus, la chambre annulaire 8 est raccordée par des perçages 12 à six trous d'ajutage 13 régulièrement répartis autour de l'orifi- ce de pulvériation 11. Les trous d'ajutage 13 débouchent sur un chanfrein 14 faisant un angle de sensiblement 450 avec l'axe de l'orifice de pulvérisation 11. Les trous d'ajutage 13 sont d'un diamètre inférieur à ltorifice de pulvérisation 11. L'injecteur selon l'invention comprend en outre des moyens de réglage du débit de combustible. Ces moyens sont constitués par un disque de réglage 15 monté pivotant entre le disque 4 et la rainure de distribution 6 dans un logement prévu à l'extrémité du corps I. Ce disque de réglage 15 présente des passages 16 identiques aux ouvertures 7 et est rendu solidaire d'une tige de commande 17 passant dans un alésage axial 18 du corps 1. Le débit du combustible peut être réglé par déplacement angulaire du disque de réglage 15 entra1né par la tige de commande 17. L'injecteur décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante: Lorsqu'un brûleur muni d'un tel injecteur fonctionne au ralenti, c'est-à-dire à faible débit de combustible, la section de passage pour le combustible déterminée par la superposition des passages 16 et des ouvertures 7 est faible et les pertes de charge importantes dans cette section. La pression (P8) régnant dans la chambre annulaire 8 est très inférieure à la pression d'alimentation (P6) dans la rainure de distribution 6. Le débit étant faible, les conduits 9 créent une perte de charge minime, de sorte que la pression P10) dans la chambre de rotation 10 est voisine de la pression (P8).Une certaine. proportion s'établit entre.les débits de combustible par les trous d'ajutage 13 et l'orifice de pulvérisation Il en fonction des sections choisies pour les trous 13 et l'orifice 11. Comme le montre la fig.3, l'angle de pulvérisation-ab à l'ori-- fice de pulvérisation 11 est très ouvert. Ce grand angle de pulvé risation on et et la petite quantité de combustible pulvérisée parles trous d'ajutage 13 permettent un allumage sûr et assurent une bonne stabilité de la flamme sur un déflecteur 20 faisant partie de la chambre de combustion. Lorsque le brûleur fonctionne à pleine charge, donc à débit maximum de combustible, la pression (P8) est voisine de la pression d'alimentation (P6), les passages 16 étant superposés aux ouvertures 7 du disque 4, de sorte que les pertes de charges lors du passage à travers les disques 15 et 4 sont faibles. A débit important, les conduits 9 créent une perte de charge sensible entre la chambre annulaire 8 et la chambre de rotation 10, de sorte que la pression (P10) est sensiblement inférieure à la pression (P8). En conséquence, la proportion entre les débits de combustible passant par les trous d'ajutage 13 et par l'orifice de pulvérisation 11 augmente, compénsant ainsi la fermeture de l'angle de pulvérisationOc/ due à l'augmentation du débit. I1 apparaît donc que, d'une façon générale, la pression (P8) alimentant les trous d'ajutage 13 varie proportionnellement au débit par rapport à la pression d'alimentation (P10) de l'orifice 11. Cette disposition permet de stabiliser la flamme sur le déflecteur, la chaleur nécessaire à la vaporisation du combustible sortant de l'orifice de pulvérisation 11 étant partiellement fournie par la combustion du combustible sortant des trous d'ajutage 13. Les injecteurs du type décrit-ci-dessus sont particulièrement bien indiqués pour des brûleurs utilisant comme combustible un gaz liquéfié. On peut prévoir de nombreuses variantes de l'injecteur selon l'invention, et notamment quant au nombre et à la disposition des trous d'ajutage 13 autour de l'orifice de pulvérisation 11. On pourrait prévoir des trous d'ajutage 13 disposés sur deux ou plus de lignes concentriques autour de l'orifice 11. On pourrait envisager un injecteur ans quel les conduits 9 présentent des moyens de réglage de leu- section libre, de manie à pouvoir modifier la proportion entre es débits passant par les trous d'ajutage 13 et l'orifice de pulvérisation li pour un même débit total de combustible. On pourrait également envisager une alimentation séparée des trous d'ajutage 13 e de l'orifice de pulvérisation Revendications 1. Injecteur pour la pulvérisation sous pression de combustible liquide muni de moyens de réglage du débit comprenant un corps muni d'une tête de pulvérisation, une chambre alimentée en combustible par un canal d' amenée étant reliée par des conduits à un orifice de pulvérisation, caractérisé en ce que la tête de pulvérisation présente des trous d'ajutage répartis autour de l'orifice de pulvérisation et d'un diamètre sensiblement inférieur à celui dudit orifice alimentés en combustible avec une pression qui varie proportionnellement au débit par rapport à la pression d'alimentation de l'orifice. 2. Injecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trous d'ajutage sont orientés dans une direction faisant un angle aigu avec l'axe de l'orifice de pulvérisation. 3. Injecteur selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les trous d'ajutage sont raccordés à la chambre, les conduits constituant un passage étranglé entre la chambre et l'orifice d'ajutage.