Brevet FR2626043A1 — publié le 19890721

La présente invention concerne un dispositif de formation de turbulences et un injecteur de carburant per- fectionnés pour ensemble de combustion de moteur à turbine à gaz et, plus particulièrement, un dispositif de formation de turbulences et un injecteur de carburant perfectionnés pour supporter de manière indépendante des zones de mises en cir- culation primaire et secondaire à l'intérieur de l'ensemble de combustion de manière à étendre la plage de fonctionne- ment. On connait bien dans la technique des systèmes de mélange d'air et de carburant destinés à établir des zones stables de mise en circulation dans une turbine à gaz o la combustion peut se produire et ces systèmes prennent diverses formes. Les ensembles de combustion des turbines à gaz qu'on utilise dans les moteurs d'avion doivent également fonctionner dans une certaine plage des rapports air/carburant, car on fait varier le débit total du carbu- rant pour ajuster la puissance de sortie du moteur. On souhaite un rapport air/carburant riche lors des faibles débits du carburant pour obtenir une combustion stable alors qu'un rapport air/carburant appauvri est souhaité pour les - 2 - débits élevés de carburant de manière à réduire les fumées. Un ensemble typique constitué d'un dispositif de formation de turbulences et d'un injecteur de carburant emploie un injecteur central de carburant qui est disposé à l'intérieur d'un ensemble de dispositifs pneumatiques de formation de turbulences recevant l'air pressurisé provenant du compres- seur de la turbine à gaz aux côtés d'admission de l'ensemble de combustion de cette turbine. Le carburant atomisé est pulvérisé dans le courant d'air à partir d'un pulvérisateur ou est introduit à partir d'un atomiseur de courant d'air, de sorte que l'atomisation du carburant sera largement effectuée par le courant d'air de haute vitesse. Dans les chambres de combustion des turbines à gaz modernes à haute température, en particulier dans celles qu'on utilise dans les moteurs d'avion, on souhaite que la plage de fonctionnement au rapport maximum possible entre air et carburant se trouve entre les extinctions de la flamme lors des décélérations transitoires du moteur, et la limite haute de la puissance, imposée par la production de fumées visibles. Les techniques qu'on a antérieurement uti- lisées pour étendre la plage de fonctionnement comprennent les ensembles de combustion à géométrie variable, les ensembles de combustion annulaires doubles, et la fourniture sélective du carburant, c'est-à-dire la fourniture de carbu- rant seulement à des injecteurs sélectionnés lors de la marche à faible puissance. Les ensembles de combustion à géométrie variable ont l'inconvénient d'augmenter le coût, le poids et de dimi- nuer la fiabilité de l'agencement mécanique complexe qui est nécessaire pour faire varier la géométrie de l'ensemble de combustion. Les ensembles de combustion annulaires doubles emploient deux régions co-annulaires de dispositifs de for- mation de turbulences, le débit du carburant à partir des injecteurs variant de manière indépendante dans les rangées intérieures et extérieures. Cet agencement a également l'inconvénient d'être relativement complexe. Dans l'alimentation sélective en carburant, les dispositifs de formation de turbulences sont disposés dans une seule rangée, dans laquelle il y a alternance d'injecteurs alimentés, et d'injecteurs alimentés et non alimentés de façon sélective. Les réalisations de cette sorte sont fréquemment victimes d'une accumulation indési- rable de carbone dans les injecteurs, qui sont coupés pendant des parties du temps de fonctionnement du moteur lors de la combustion de carburants hydrocarbonés liquides. En conséquence, la présente invention a pour objet un injecteur de carburant et un dispositif de formation de turbulences perfectionnés pour un ensemble de combustion de moteur de turbines à gaz qui étendront la plage de fonction- nement de la turbine pour des rapports variables entre air et carburant. La présente invention a pour autre objet un dispo- sitif de formation de turbulences et un injecteur de carbu- rant perfectionnés permettant d'alimenter séparément en car- burant des zones primaire et secondaire de mise en circula- tion dans un ensemble à combustion de turbines à gaz à par- tir d'un injecteur central de carburant. La présente invention a pour autre objet un dispo- sitif de formation de turbulences et un injecteur de carbu- rant perfectionnés avec une géométrie qui permettra d'étendre la plage de fonctionnement et qui peut être adop- tée à la géométrie existante d'un moteur à turbine à gaz d'avion. La présente invention a encore pour objet un dis- positif de formation de turbulences et un injecteur de car- burant co-annulaires permettant une injection bimodale de carburant dans un ensemble de combustion de turbine à gaz. En bref, la présente invention comprend un dispo- sitif de formation de turbulences et un injecteur de carbu- -4- rant perfectionnés pour ensemble de combustion de turbine à gaz du type alimenté avec de l'air comprimé à son côté d'entrée, et une source de carburant avec un moyen de com- mande du débit du carburant fournissant un écoulement pri- maire pour une faible puissance de la turbine à gaz et des écoulements primaire et secondaire pour une puissance élevée de la turbine. Un moyen annulaire de direction d'écoulement, guidant l'air dans l'entrée de l'ensemble de combustion com- porte un corps d'injecteur de carburant disposé au centre avec un ou plusieurs collecteurs de carburant. Un pulvérisa- teur de carburant du côté aval du corps de l'injecteur est connecté à un collecteur de carburant. Un élément tubulaire placé entre le corps de l'injecteur de carburant et le moyen annulaire de direction de l'écoulement divise le courant d'air en un anneau intérieur et un anneau extérieur. Un moyen de dispositif de formation de turbulences dans l'air primaire et un moyen de dispositif de formation de turbu- lence' dans l'air secondaire sont disposés aux entrées des anneaux intérieur et extérieur respectifs et fournissent un courant d'air séparé à une zone primaire de mise en circula- tion et à une zone secondaire de mise en circulation, res- pectivement. Dans un mode de réalisation, une multitude de moyens de conduits connectés à un second collecteur de car- burant s'étendent vers l'extérieur en traversant le disposi- tif de formation de turbulences dans l'air primaire et cana- lisent un courant secondaire de carburant pour le faire entrer dans le second anneau en aval du moyen du dispositif de formation de turbulence dans l'air secondaire. Dans un autre mode de réalisation, les courants primaire et secondaire sont combinés dans un collecteur de carburant, et leur moment est utilisé pour traverser l'anneau intérieur sans dispersion importante de goutte- lettes dans l'anneau extérieur. La description qui va suivre se réfère aux figures -. 2626043 _5_ annexées qui représentent respectivement: Figure 1, une vue en coupe d'un ensemble de com- bustion, donné à -titre d'exemple, d'un moteur à turbine à gaz comportant un dispositif de formation de turbulences et un injecteur de carburant sous une forme simplifiée ou sché- matique,. figure 2, une vue en bout d'une partie de l'ensemble de combustion de la turbine à gaz prise le long des lignes 2-2 de la figure 1, figure 3, une vue en coupe à grande échelle d'une forme de réalisation d'un dispositif de formation de turbu- lences et d'un injecteur de carburant perfectionnés selon la présente invention, figure 3a, une vue en coupe, prise le long des lignes A-A de la figure 3, d'une ailette du dispositif de formation de turbulences dans l'air primaire, lorsqu'on regarde radialement vers l'intérieur dans la direction d'une partie du corps de l'injecteur de carburant, figure 4, une vue en coupe à grande échelle d'une variante de réalisation de parties du dispositif de forma- tion de turbulences et de l'injecteur de carburant perfec- tionnés selon la présente invention, figure 5, une vue en bout d'une variante de réali- sation d'un dispositif de formation de turbulences dans l'air primaire selon la présente invention, figure 6, une vue en coupe simplifiée de l'extrémité amont d'une chambre de combustion, donnée à titre d'exemple, d'un moteur à gaz comprenant une.forme modifiée du dispositif de formation de turbulences et de l'injecteur de carburant utilisant un étagement du moment, représenté lors de la marche à faible puissance de la tur- bine à gaz, figure 7, le même dispositif de formation de tur- bulences et le même injecteur de carburant que dans la figure 6, mais lors de la marche à puissance élevée de la -6- turbine à gaz, figure 8, une élévation en coupe à grande échelle d'une forme modifiée de parties du dispositif de formation de turbulences et de l'injecteur de carburant perfectionnés pour utilisation avec la modification représentée en figures 6 et 7. En figures 1 et 2 du dessin, on a représenté un ensemble de combustion d'une turbine à gaz, donné à titre d'exemple, dans l'environnement de fonctionnement d'un moteur d'avion à turbine à gaz, les autres parties étant classiques et par conséquent n'étant pas illustrées. La par- tie représentée de la turbine à gaz comprend une enveloppe extérieure 10 et une enveloppe intérieure 12 comportant un orifice d'admission amont 14 qui fournit de l'air comprimé à partir d'un compresseur (non représenté) de manière à main- tenir la combustion du carburant dans l'ensemble de combus- tion de la turbine à gaz représenté dans ses grandes lignes par la référence 16. Comme cela est indiqué en figures 1 et 2, l'ensemble de combustion 16 est du type annulaire, bien qu'il soit entendu qu'on puisse employer n'importe quel type dans la présente invention. Une garniture annulaire exté- rieure 18, une garniture intérieure 20 et un dôme annulaire 22 définissent entre eux une chambre de combustion annulaire 24. Une partie en prolongement 26 pour la division de l'écoulement, comportant un orifice d'entrée 28 divise le courant d'air provenant du passage 14 pour le faire passer dans un passage extérieur 30 et un passage intérieur 32. Des ouvertures appropriées, telles que l'ouverture représentée en 34, fournissent l'air de refroidissement à partir des passages 30, 32 afin de refroidir la garniture suivant une manière bien connue dans la technique. Les produits de la combustion sont déchargés à l'extrémité aval de la chambre de combustion 24 vers des aubes de turbine (non représen- tées) de manière à faire tourner le compresseur et à créér une poussée. - 7 - Un injecteur de carburant, représenté dans ses grandes lignes en 36, est prévu à - chacune d'un certain nombre d'ouvertures 38 espacées circonférentiellement les unes des autres autour du dôme 22. Chaque injecteur 36 est monté dans un raccord à bride sur l'enveloppe extérieure 10. Chaque injecteur 36 est alimenté avec une conduite de carbu- rant primaire 40 et une conduite de carburant secondaire 42 reliées à une source classique de carburant et à un système de commande 43. Le système de commande 43 a pour fonction de réguler le débit total du carburant ainsi que la division du carburant entre les conduites de carburant primaire et secondaire 40, 42. Le débit total du carburant est contrôlé en fonction de la puissance de sortie désirée entre des limites maximum et minimum sélectionnées, alors que le frac- tionnement du débit entre débits primaire et secondaire peut être commandé soit par une soupape régulée en pression soit par un système de contrôle détectant le débit dans le moteur et commandant directement le rapport air/carburant. On envi- sage ici un type de système de commande dans lequel le débit du carburant primaire est toujours présent à un rapport air/carburant suffisamment élevé pour maintenir la combus- tion et le débit du carburant secondaire est "étagé" ou ajouté pour des valeurs plus grandes de la puissance à un endroit séparé de l'écoulement du carburant primaire. Cette addition s'élève jusqu'au point o, à la puissance maximum de la turbine à gaz, on se trouve encore au dessous du rap- port air/carburant limitant les émissions de fumées. Cette commande est appelée ici commande de carburant bimodale. Dans chacun des orifices d'entrée 38 du dôme 32 se trouve un déflecteur 44 évasé, sensiblement rectangulaire, dont on voit le mieux la forme en figure 2. Le déflecteur 44 sert à protéger le dôme structurel 22 contre la flamme de combustion en 24. Un ensemble 45 de formation de turbulences est associé à chaque injecteur de carburant 36 et forme ce qu'on -8- appellera un dispositif de formation de turbulence-injecteur 47. L'ensemble 45 comporte un cylindre 46 ouvert à ses deux extrémités qui sert de moyen annulaire pour diriger l'écoulement de l'air de combustion entrant dans la chambre 24 et qui est disposé dans un trou rond ménagé au centre de chaque déflecteur 44. Suivant l'axe du cylindre 46 est monté le corps 48 de l'injecteur 36, qu'on a représenté seulement de façon simplifiée en figures 1 et 2. Un élément tubulaire est disposé coaxialement entre le corps 48 et le moyen directeur 46 de manière à former un anneau extérieur 52 et un anneau intérieur 54. L'anneau extérieur 52 est en outre divisé par un tube de venturi 56. Le tube de venturi 56 assume plusieurs fonctions. Il fournit une surface de maintien de flamme à partir de laquelle la flamme est fixe dans l'espace. De plus, comme la sortie du venturi est la source du courant d'air circulant à l'intérieur de l'ensemble de combustion, il arrête la propa- gation de la flamme entre l'amont et l'injecteur de carbu- rant lui-même. Dans un atomiseur du type courant d'air, le venturi fournit aussi une source secondaire pour la rupture des gouttelettes de carburant. Classiquement, une seule sur- face de ce type est prévue par atomiseur. Mais selon un mode de réalisation de la présente invention o l'on utilise deux zones distinctes de mise en circulation, on prévoit une sur- face supplémentaire. Par conséquent, l'élément tubulaire 50 ainsi que le tube venturi 56 fournissent de telles surfaces. Des moyens 58 de dispositif de formation de turbu- lences dans l'air primaire sont disposés dans l'anneau inté- rieur 54 et des moyens 60 de dispositif de formation de tur- bulences dans l'air secondaire sont placés dans l'anneau extérieur 52. Le courant de carburant primaire est fourni par la conduite 40 par l'intermédiaire d'un pulvérisateur de carburant 62 et le courant de carburant secondaire est fourni à partir de la conduite de carburant 42 par l'intermédiaire d'un moyen de conduit 64 s'étendant à tra- vers le moyen 58 pour entrer dans l'anneau extérieur 52 en aval du moyen 60. L'élément tubulaire 50 comporte une extré- mité aval 66, qui s'étend vers l'aval au delà du pulvérisa- teur 62. Le moyen directeur 46 comporte une extrémité aval 68 qui s'étend vers l'aval au delà de l'extrémité aval 66 de l'élément tubulaire. En liaison maintenant avec la vue en coupe agran- die de la figure 3, on discutera les détails d'un mode de réalisation préféré du dispositif de formation de turbu- lences-injecteur 47. Le corps 48 de l'injecteur de carburant est réalisé de la façon classique sous forme de quatre élé- ments coaxiaux comprenant un noyau massif 70, une partie intérieure cylindrique 72 définissant avec le noyau 70 un collecteur annulaire primaire de carburant 74 connecté à la conduite 40 via un passage annulaire longitudinal 76. Un élément cylindrique intermédiaire 78 se terminant dans une pièce d'extrémité 80 du pulvérisateur sous pression définit aussi avec l'élément 72 un collecteur secondaire de carbu-. rant 82, relié par un passage longitudinal 84 à la conduite de carburant secondaire 42. Un écran de chaleur extérieur cylindrique 86 est espacé de l'élément 78 pour définir un espace 88 d'air mort isolant avec un orifice d'entrée 90. Un disque 92 de dosage de carburant, comprenant une multitude de passages de carburant, fournit du carburant primaire à partir du collecteur 74 à un orifice de sortie 94 de la pièce d'extrémité 80 dans le pulvérisateur sous pression 62. Le moyen 58 de dispositif de formation de turbu- lences dans l'air primaire comprend une muititude d'ailettes 96 fixes, creuses, espacées circonférentiellement les unes des autres, montées entre le cylindre extérieur du corps 48 de l'injecteur et l'élément tubulaire 50 de manière à provo- quer des turbulences dans l'air entrant dans l'anneau inté- rieur 54. Les ailettes 96 sont de préférence inclinées vers l'aval dans la direction radiale de l'extérieur de manière à adapter le dispositif de formation de turbulences et - 10 -43 l'injecteur perfectionnés à la géométrie actuelle des tur- bines à gaz. L'extrémité aval 66 de l'élément tubulaire 50 s'étend vers l'aval au delà de l'extrémité du pulvérisateur 62 de manière à définir une zone 98 de circulation primaire qui reçoit le carburant provenant de la conduite 40 de car- burant primaire ainsi que l'air déchargé par les ailettes 96 dans un rapport prédéterminé pour produire un mélange de maintien des flammes localement riche dans la zone 98. Le dispositif 58 de formation de turbulences et le disque de maintien 92 sont dimensionnés de façon que le rapport entre l'air et le carburant dans la zone primaire 98 reste suffi- samment élevé pour maintenir une combustion stable dans les conditions de mélanges air-carburant pauvres que rencontrera la turbine à gaz. Le moyen 60 de dispositif de formation de turbu- lences dans l'air secondaire comprend une multitude d'ailettes fixes 100, espacées circonférentiellement les unes des autres, qui sont dirigées de manière à créer des tourbillonnements dans l'air entrant dans l'anneau extérieur 52. Le courant de carburant secondaire est fourni par le collecteur 82 par l'intermédiaire du moyen du conduit 64 qui comporte de préférence des conduites protégées thermiquement s'étendant en passant par le centre des ailettes 96 du dis- positif de formation de turbulences dans l'air primaire. La figure 3a des dessins est une vue en coupe d'une ailette 96. Le conduit 64 comporte un tuyau placé à l'intérieur d'un trou 102 s'étendant longitudinalement dans l'ailette. Un espace d'air approprié 104 sert à isoler le conduit 64 de carburant de manière à réduire les colmatages et formations de coke dûs aux températures élevées. De nou- veau en liaison avec la figure 3 des dessins, les conduits 64 inclinés vers l'aval ont leur orifice de sortie disposé de façon à provoquer la décharge dans l'anneau extérieur 52 en aval du dispositif 60 de formation de turbulences dans - 11 -' l'air secondaire, fournissant ainsi l'atomisation du carbu- rant secondaire par le courant d'air. Le mélange du carbu- rant secondaire et de l'air secondaire établit une zone de circulation secondaire 106 créée séparément, qui entoure la zone de circulation primaire 98. En figure 4 des dessins on a représenté une forme modifiée du corps de l'injecteur de carburant, qui emploie l'atomisation du carburant primaire par le courant d'air plutôt qu'une atomisation par pression. Les conduites 40, 42 de carburants primaire et secondaire, l'élément tubulaire , le dispositif 58 de formation de turbulences dans l'air primaire avec ses ailettes 96 et le moyen de conduit 64 de carburant secondaire, ainsi que les autres éléments du dis- positif de formation de turbulences et les moyens de guidage des écoulements qui ne sont pas représentés sont identiques à ceux qu'on a décrits antérieurement. Le corps modifié de l'injecteur de carburant, représenté dans ses grandes lignes par la référence 108, est constitué de cinq éléments cylin- driques ayant le même axe. Un premier tube central 110 avec une plaque frontale évasée 112 disposée perpendiculairement au tube contient un élément rapporté 114 pour dispositif de formation de turbulences. Cet élément n'est pas destiné à fournir l'air primaire de la combustion, mais provoque un balayage de l'air de refroidissement qu'il canalise à partir de l'orifice d'admission d'air 14 (voir figure 1) pour le faire passer sur la plaque 112. Un second élément cylin- drique 116 est monté sur le tube 110 en étant concentrique- ment espacé de celui-ci pour fournir un espace d'air 118 de protection contre la chaleur. Un troisième élément cylin- drique 120 définit avec l'élément 116 un collecteur 122 de carburant primaire relié à la conduite 40 via un passage longitudinal 124 et une chambre 126. Le collecteur 122 com- porte des ouvertures 128 débouchant dans l'anneau intérieur 54 pour la pulvérisation par le courant d'air. Un quatrième élément cylindrique 130 définit avec - 12 -626043 l'élément 120 un second collecteur similaire de carburant secondaire approvisionné par la conduite 42 de carburant secondaire et alimentant le moyen 64 de conduit de carburant secondaire comme auparavant. Enfin, un cinquième cylindre 134 ou cylindre de protection contre la chaleur est prévu de la manière qu'on a décrite précédemment pour l'écran 86 en liaison avec la figure 3. Comme dans le cas précédent, une zone d9 circula- tion primaire est établie à l'intérieur de l'élément tubu- laire 50, comme cela est indiqué par la référence 98, et une zone de circulation secondaire entoure la précédente comme cela est indiqué en 106. Une variante de réalisation du dispositif 58 de formation de turbulences dans l'air primaire avec le moyen de conduit 64 s'étendant à travers lui est décrite dans une vue en bout en figure 5. Au lieu d'utiliser les ailettes 96 espacées circonférentiellement les unes des autres, la figure 5 emploie un anneau 136 présentant des trous 138 espacés circonférentiellement les uns des autres, qui sont dirigés axialement et tangentiellement de manière à provo- quer des tourbillons dans l'air. L'anneau 136 comporte une ouverture intérieure 140 qui se monte sur le corps 48 (non représenté) de l'injecteur de carburant, et une périphérie extérieure 142 qui se monte à l'intérieur d'un élément tubu- laire tel que l'élément 50 (non représenté). Une multitude de moyens de conduit 144 dirigés radialement sont obtenus en perçant des passages dans le sens radial ou en les coulant dans l'anneau 136. Ceux-ci sont reliés à un collecteur de carburant secondaire dans l'injecteur (comme le collecteur 82 de la figure 3) et débouchent dans l'anneau annulaire 52 en aval du dispositif 60 de formation de turbulences dans l'air secondaire afin de fournir la pulvérisation du carbu- rant secondaire par le courant d'air comme dans les cas pré- cédents. On décrira maintenant le fonctionnement du dispo- - 13 - 2626043 -13 - sitif. La présente invention permet d'obtenir deux zones de circulation stables qui sont co-annulaires mais en per- mettant qu'elles soient atteintes par un seul injecteur cen- tral de carburant. L'écoulement du carburant primaire dans chaque injecteur est toujours présent pour refroidir le pul- vérisateur de carburant 62 et éviter le dépôt de carbone dans les passages du carburant, soit dans la version à pul- vérisation sous pression représentée en figure 3, soit dans la version à pulvérisation par courant d'air illustrée en figure 4. La zone de circulation secondaire 106 est séparée de la zone de circulation primaire 98 de sorte qu'elle peut être alimentée indépendamment par le courant de carburant secondaire par l'intermédiaire des conduits 64, 144 s'étendant à travers le dispositif de formation de turbu- lences dans l'air primaire (58, 136) et débouchant dans l'anneau extérieur d'air 52 en aval du dispositif 60 de for- mation de turbulences dans l'air secondaire. En figures 6, 7 et 8 des dessins, on a représenté un mode de réalisation modifié de l'invention dans lequel le courant de carburant primaire et le courant de carburant secondaire sont combinés. Au lieu d'injecter physiquement le carburant à partir de deux collecteurs différents pour introduire séparément dans les anneaux intérieur et exté- rieur d'air tourbillonnant, on combine les courants de car- burant primaire et de carburant secondaire et la dynamique du carburant et de l'air est utilisée pour contrôler l'étagement. - En figure 6 des dessins, on a représenté des par- ties d'une variante de réalisation d'un dispositif de forma- tion de turbulences-injecteur de carburant 146, qui est monté à l'intérieur d'un orifice d'entrée 148 défini entre une garniture annulaire extérieure 150 de l'ensemble de com- bustion et une garniture annulaire intérieure 152 de cet ensemble. Comme précédemment, un déflecteur 154 disposé dans - 14 - 2626043 - 14 - l'orifice d'entrée 148 supporte un moyen annulaire (ou cylindre) 156 pour diriger l'écoulement. Disposé au centre suivant l'axe du moyen directeur 156 se trouve le corps 158 d'un injecteur de carburant. Le corps 158 de l'injecteur de carburant comporte un collecteur central de carburant 160 s'étendant radialement qui est relié via un passage longitu- dinal interne 162 à une conduite de carburant 164. La conduite 164 est reliée à un contrôleur de carburant bimodal qui peut être semblable au moyen de contrôle 43 qu'on a décrit précédemment. Cependant, dans ce cas, le courant de carburant primaire et le courant de carburant secondaire ne sont pas fractionnés ni régulés séparément, mais au contraire sont combinés et commandés en conformité avec la puissance de sortie désirée entre des limites maximum et minimum sélectionnées. Le débit total du carburant traver- sant la conduite 164 varie entre une valeur minimum et une valeur maximum et est commandé de façon appropriée en conformité avec la puissance de sortie désirée pour l'ensemble de combustion de la turbine à gaz. L'utilisation de la seule conduite 164 présente l'avantage de réduire la complexité des tuyauteries et élimine aussi le risque de formation de coke dans la conduite secondaire qui se trouve- rait coupée aux faibles puissances. Comme précédemment, un élément tubulaire 166 est disposé coaxialement entre le corps 158 de l'injecteur de carburant et le moyen annulaire 156 de direction de l'écoulement. Un dispositif 168 de formation de turbulences dans l'air primaire introduit de l'air dans un anneau inté- rieur 170, fournissant de l'air pour la combustion dans une zone de circulation primaire 172. Un dispositif 174 de for- mation de tourbillons dans l'air secondaire et un dispositif auxiliaire176 de formation de tourbillons dans l'air sont disposés de manière à fournir de l'air tourbillonnant dans un anneau extérieur 178. Les dispositifs 174, 176 peuvent fournir de l'air tourbillonnant soit dans la même direction - 15 -2626043 soit dans des directions opposées. L'anneau extérieur 178 est divisé par un fractionneur annulaire d'écoulement 180 qui est comparable au venturi 56 représenté en figures 1 à 3 et sert de surface de formation de pellicule pour un jet de carburant suivant une manière qu'on va décrire. Le corps 158 de l'injecteur central de carburant est disposé de manière à servir de pulvérisateur par courant d'air grâce à un ajutage 181 comportant une multitude de passages 182 dirigés radialement qui communiquent avec le collecteur de carburant 160. Les passages 182 sont espacés circonférentiellement les uns des autres autour du corps de l'ajutage et sont en alignement radial avec un certain nombre d'ouvertures 184 espacées circonférentiellement les unes des autres dans l'élément tubulaire 166 de sorte que ces ouvertures sont disposées radialement au-dessus des pas- sages 182 correspondants. De plus, les passages 182 sont en alignement avec les jets d'air entrant par l'intermédiaire du dispositif de formation de turbulences 168 de manière à créér un ensemble d'atomiseurs "à jet plein". D'une façon similaire, les ouvertures 184 sont en alignement avec les jets d'air entrant par l'intermédiaire du dispositif 174 de formation de turbulences. Lorsque le courant de carburant primaire est fourni dans les conditions de fonctionnement de la turbiné à gaz à faible puissance, le taux massique du courant de car- burant entrant dans la conduite 164, le collecteur 160 et éjecté par les passages 182 est choisi en fonction de l'air entrant dans le dispositif 168 de formation de turbulences dans l'air primaire, de façon que le moment du carburant dans le sens radial de l'extérieur soit insuffisant par rap- port au moment dans le sens axial de l'air provenant du dis- * positif 168 pour l'amener à atteindre les ouvertures 184. Dans ces circonstances, le carburant primaire est pulvérisé dans l'anneau intérieur 170 et alimente la zone de circula- tion primaire 172 pour permettre une combustion stable avec - 16 -26043 un mélange d'air et de carburant assez riche. Dans ce mode de fonctionnement, une faible quantité de carburant, voire aucun carburant, est acheminée jusqu'au droit des passages 184 et dans l'anneau 178. En figure 7 des dessins, on a représenté la même structure qu'en figure 6, et on utilise les mêmes références que dans cette figure. Cependant, dans ce cas, les écoule- ments du carburant primaire et du carburant secondaire entrent dans le corps 158 de l'injecteur par l'intermédiaire de la seule conduite de carburant 164 (les écoulements étant combinés pour n'en former qu'un seul plutôt que des écoule- ments séparés comme on l'a discuté précédemment en liaison avec les figures 1 à 5). Le moment dans la direction radiale de l'extérieur et le taux massique du courant combiné de carburant qui quitte les passages 182 radialement en regard sont choisis de façon que la quasi-totalité du carburant passe sous forme de jet sans dispersion importante des gout- telettes à travers l'anneau intérieur 170 par traversée des ouvertures alignées 184 de l'élément tubulaire 166 et'entre dans l'anneau extérieur 178 en aval du dispositif 174 de formation de turbulences dans l'air secondaire. Le carburant est pulvérisé par le courant d'air et la pulvérisation est aidée par le choc des jets de carburant sur une surface de formation de pellicule, c'est-à-dire sur la surface inté- rieure du fractionneur de débit 180. Le carburant pulvérisé se mélange à l'air provenant du dispositif 174 et du dispo- sitif auxiliaire 176 de formation de turbulences et alimente une zone de circulation secondaire, représentée par la réfé- rence 186. Bien que la quasi-totalité du carburant entre dans l'anneau extérieur 178, une quantité relativement petite peut tomber sur la surface intérieure de l'élément tubulaire 166. Dans ces conditions, le débit du carburant est choisi de façon à avoir un mélange assez pauvre et bien réparti pour la combustion dans les zones de circulations primaire et secondaire 172 et 186 afin de réduire les fumées - 17 - 2626043 - 17 - lors du fonctionnement à haute puissance de la turbine à gaz. En outre, on peut également choisir le débit du carbu- rant pour qu'une partie prédéterminée de celui-ci s'écoule sous forme de carburant primaire vers l'anneau intérieur 170 et qu'une partie complémentaire se dirige comme carburant secondaire vers l'anneau extérieur 178. L'ajutage de carburant 181, l'élément tubulaire 166 (comportant les ouvertures 184), et le dispositif 168 de formation de turbulences dans l'air primaire sont dimension- nés d'une manière présélectionnée de façon que le carburant entre dans l'anneau intérieur 170 ou l'anneau extérieur 178 en fonction du taux massique de l'écoulement et du moment choisis pour le carburant. Le dispositif de formation de turbulences- injecteur de carburant 146 illustré en figures 6 et 7 sert simplement à montrer le principe de fonctionnement sous forme schématique d'une variante de réalisation de la pré- sente invention qu'on appelle "étagement du moment" du car- burant, car le moment du carburant par rapport à celui de l'air entrant dans le dispositif sert à effectuer l'étagement ou le fonctionnement du dispositif de formation de turbulences-injecteur de carburant bimodal 146 dans au moins deux modes distincts dans les conditions de fonction- nement à haute puissance et à faible puissance. Un agencement pratique du corps 187 de l'injecteur de carburant permettant d'effectuer l'étagement du moment est illustré dans une vue en coupe agrandie en figure 8. Les références utilisées sont les mêmes qu'en figures 6 et 7 en ce qui concerne la conduite de carburant 164, le dispositif 168 de formation de turbulences dans l'air primaire, l'élément tubulaire 166 avec les ouvertures 184, le disposi- tif 174 de formation de turbulences dans l'air secondaire. Les détails du corps 187 de l'injecteur de carbu- rant font ressortir un tube intérieur 188 de protection contre la chaleur, ayant une pièce faciale évasée 190 et un - 18 -2626043 élément 192 pour la mise en rotation de l'air de refroidis- sement. Disposés à la suite les uns des autres en étant espacés autour du tube intérieur 188, il y a un élément cylindrique intérieur 194 et un élément cylindrique exté- rieur 196, et un tube extérieur 198 de protection contre la chaleur. Les éléments intérieur et extérieur 194, 196 défi- nissent entre eux un passage longitudinal de carburant 200 qui communique à l'une de ses extrémités avec la conduite de carburant 164 et à son autre extrémité avec un collecteur de carburant 202. Le collecteur 202 est annulaire et communique avec une multitude d'ajutages 204 dirigés radialement et espacés circonférentiellement les uns des autres. Ces der- niers sont alignés radialement avec les ouvertures 184, en étant opposés à celles-ci, de l'élément tubulaire 166 et sont comparables aux passages 182 des figures 6 et 7. Les ajutages de carburant 204 peuvent être décalés axialement et circonférentiellement par rapport aux ouvertures 184 car la trajectoire du jet de carburant ne sera pas parfaitement radiale. Cependant, les ouvertures 184 seront en alignement avec le jet de carburant sortant des ajutages 204 lors de la marche à haute puissance. Il reste à remarquer que les tubes intérieur et extérieur 188, 198 de protection contre la chaleur sont espacés radialement des éléments intérieur et extérieur 194, 196, respectivement, par des passages annulaires d'air 206, 208, respectivement, qui agissent en isolant. Alors qu'on a décrit ce qu'on considère comme les modes de réalisation préférés de la présente invention, d'autres modifications apparaîtront au technicien, et par conséquent on considère qu'elles tombent dans l'esprit et le domaine de l'invention. Par exemple, alors qu'on a indiqué que le dispositif de formation du turbulences dans l'air secondaire comporte de préférence des ailettes espacées cir- conférentiellement les unes des autres, on pourrait les rem- placer par une ou plusieurs rangées annulaires de lumières - 19 -2626043 dirigées tangentiellement dans un anneau, d'une façon sem- blable à la variante de dispositif de formation de turbu- lences dans l'air primaire qu'on a représentée en figure 5. Le type particulier de moyen provoquant des turbulences dans l'air ou le sens des tourbillonnements d'un anneau par rap- port à l'autre peuvent être choisis à partir des enseigne- ments classiques de l'art. - 20 - REVENDICATIONS 1. Dispositif de formation de turbulences - injecteur de carburant (47) pour ensemble de combustion (16) de turbine à gaz du type comprenant un moyen pour fournir de l'air à son orifice d'admission (14) situé en amont, l'ensemble de combustion comportant également une source de carburant et un moyen (43) de commande du débit du carburant, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen annulaire (46) pour diriger l'écoulement du carburant, monté dans l'orifice d'admission; un corps (48) d'injecteur de carburant disposé au centre de l'intérieur du moyen annulaire directeur de l'écoulement du carburant, ce corps étant relié à la source de carburant et répondant au moyen de commande du débit pour fournir un écoulement de carburant primaire lors du fonction- nement de la turbine à basse puissance, et un écoulement de carburant primaire ainsi qu'un écoulement de carburant secondaire lors du fonctionnement de la turbine à haute puissance; un élément tubulaire (50) disposé suivant l'axe du corps de l'injecteur et du moyen directeur de l'écoulement en étant espacé de ceux-ci et définissant respectivement avec eux un anneau intérieur (54) et un anneau extérieur (52), l'élément tubulaire séparant les écoulements d'air vers des zones de circulation primaire (98) et secondaire (106) à partir des anneaux intérieur et extérieur, respectivement; un moyen (58) de dispositif de formation de turbu- lences dans l'air primaire et un moyen (60) de dispositif de formation de turbulences dans l'air secondaire disposés de manière à faire tourbillonner l'air entrant dans les anneaux intérieur et extérieur respectivement et fournissant un courant d'air tourbillonnant aux zones de circulation pri- maire et secondaire respectivement; et un moyen (62) d'ajutage de carburant disposé dans le corps de l'injecteur de carburant et répondant au moyen de - 21 - 2626043 - 21 - b04 commande du débit du carburant, ce moyen d'ajutage étant destiné à provoquer l'entrée du carburant primaire dans l'anneau intérieur lors de la marche de la turbine à basse puissance, et l'entrée du carburant secondaire, pratiquement sans dispersion de gouttelettes, dans l'anneau extérieur en aval du moyen de dispositif de formation de turbulences dans l'air secondaire lors du fonctionnement de la turbine à haute puissance afin de maintenir la combustion dans la zone de circulation secondaire. 2. Dispositif de formation de turbulences - injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de carburant comporte une source primaire (40) et une source secondaire (42), et comprend en outre un moyen de conduit (64) connecté à la source secondaire, ce moyen de conduit s'étendant à partir du corps de l'injecteur en traversant le moyen (58).de -dispositif de formation de turbulences dans l'air primaire et débouchant dans l'anneau extérieur en aval du moyen (60) de dispositif de formation de turbulences dans l'air secondaire. 3. Dispositif de formation de turbulences - injecteur de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de conduit (64) s'étend sensiblement radiale- ment vers l'extérieur à partir du corps de l'injecteur de carburant, et est disposé de manière à fournir une pulvérisa- tion par courant d'air du carburant provenant de la source secondaire. 4. Dispositif de formation de turbulences - injecteur de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'ajutage de carburant (62) est du type à pulvérisa- tion par pression relié à la source primaire. 5. Dispositif de formation de turbulences - injecteur de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'ajutage de carburant est du type à pulvérisation par courant d'air relié à la source primaire. 6. Dispositif de formation de turbulences - injecteur - 22 - de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'ajutage reçoit un écoulement minimum présélection- né en provenance de la source primaire destiné à maintenir une combustion stable dans la zone de circulation primaire et à refroidir le corps de l'injecteur de carburant. 7. Dispositif de formation de turbulences injecteur de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps de l'injecteur comporte un élément de protection contre la chaleur (86) renfermant un espace d'air isolant (88) en étant espacé de celui-ci. 8. Dispositif de formation de turbulences - injecteur de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen (58) de formation de turbulences dans l'air primaire comprend une multitude d'ailettes (96) sensiblement radiales, espacées circonférentiellement les unes des autres, et en ce que le moyen de conduit (64) comprend des tuyaux (figure 3a) s'étendant longitudinalement dans des ailettes sélectionnées. 9. Dispositif de formation de turbulences - injecteur de carburant selon la revendication 8, caractérisé en ce que les ailettes sélectionnées (96) définissent des trous longi- tudinaux (102) et en ce que les conduits sont espacés les uns des autres à l'intérieur de ces trous -pour fournir la protection thermique (104) du carburant dans les tuyaux. 10. Dispositif de formation de turbulences - injecteur de carburant perfectionné pour ensemble de combustion (16) de turbine à gaz du type comportant un moyen pour fournir de l'air à son orifice amont d'admission (14), l'ensemble de combustion comportant également un système de commande bimodale (43) du débit du carburant qui contrôle une source primaire de courant de carburant et une source secondaire à étagement indépendant de courant de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen annulaire (46) de direction d'écoulement, monté dans l'orifice d'admission de l'ensemble de combustion pour fournir de l'air à son intérieur; - 23 - 2626043 - 23'- un corps (48) d'injecteur de carburant disposé suivant le même axe que le moyen de direction, le corps définissant des collecteurs de carburant primaire et secondaire (74, 82) reliés aux sources primaire (40) et secondaire (42) de carburant, respectivement; un pulvérisateur (62) de carburant primaire disposé au côté aval du corps de l'injecteur de carburant et relié au collecteur de carburant primaire; un élément tubulaire (50) disposé suivant l'axe du corps de l'injecteur et du moyen directeur d'écoulement en étant espacé d'eux pour définir un anneau extérieur (52) et un anneau intérieur (54), l'élément tubulaire ayant un extrémité aval (66) se terminant en aval du pulvérisateur de carburant primaire (62) pour définir avec lui une zone de circulation primaire (98), le moyen de direction d'écoulement ayant une extrémité aval (68) se terminant en aval de l'élément tubulaire pour définir avec lui une zone de circulation secondaire (106) alimentée avec de l'air en provenance de l'anneau extérieur; un moyen (60) de formation de turbulences dans l'air secondaire à l'entrée de l'anneau extérieur pour faire tourbillonner l'air entrant dans la zone de circulation secondaire; un moyen (58) de formation de turbulences dans l'air primaire à l'entrée de l'anneau intérieur pour faire tourbil- lonner l'air entrant dans la zone de circulation primaire; et des moyens de conduit (64) s'étendant vers l'extérieur du corps de l'injecteur de carburant en traversant le moyen de dispositif de formation de turbulences dans l'air primaire et débouchant dans l'anneau extérieur en aval du dispositif de formation de turbulences dans l'air secondaire, les moyens de conduit étant reliés au collecteur de carburant secondaire à leurs extrémités et étant disposés de manière à fournir la pulvérisation par courant d'air du carburant à leurs extrémi- - 24 - tés extérieures. 11. Dispositif de formation de turbulences --injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément tubulaire (166) comprend une multitude d'ouvertures (184) espacées circonférehtiellement les unes des autres, et en ce que le moyen (181) de pulvérisation du carburant est disposé et destiné à diriger une multitude de jets circonfé- rentiellement espacés les uns des autres, dirigés radiale- ment, de carburant dans la direction radiale de l'extérieur et à travers les ouvertures respectives de l'élément tubu- laire pour qu'ils entrent dans l'anneau extérieur (178) en aval du moyen (174) de formation de turbulences dans l'air secondaire lors du fonctionnement de la turbine à puissance élevée. 12. Dispositif de formation de turbulences - injecteur de carburant selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen de pulvérisation de carburant comprend un collecteur de carburant (160) relié aux passages radiaux (182) ménagés dans le corps de l'injecteur de carburant, qui sont disposés de manière àfournir une atomisation par courant d'air du carburant provenant de la source. 13. Dispositif de formation de turbulences - injecteur de carburant selon la revendication 11, caractérisé en ce que le moyen de pulvérisation de carburant reçoit un écoulement minimum présélectionné en provenance de la source de carbu- rant (164) dans le but de maintenir une combustion stable dans la zone de circulation primaire et de refroidir le corps de l'injecteur de carburant. 14. Dispositif de formation de turbulences - injecteur de carburant selon la revendication 11, caractérisé en ce que le corps de l'injecteur de carburant comporte au moins un élément tubulaire formant écran de chaleur (188) qui est séparé du corps par un espace annulaire d'air isolant. 15. Dispositif de formation de turbulences - injecteur de carburant selon la revendication 11, caractérisé en ce - 25 - qu'il comprend en outre un fractionneur annulaire d'écoule- ment (180) disposé dans l'anneau extérieur, servant de surface de formation de pellicule pour l'impact des jets de carburant. 16. Dispositif de formation de turbulences - injecteur de carburant selon la revendication 15, caractérisé en outre en ce qu'il comprend un dispositif auxiliaire (176) de formation de turbulences dans l'air en même- temps que le dispositif (174) de formation de turbulences dans l'air secondaire, provoquant des tourbillons dans l'air entrant dans l'anneau extérieur. 17. Dispositif de formation de turbulences - injecteur de carburant pour ensemble de combustion (16) de turbine à gaz du type comportant un moyen fournissant de l'air à son orifice amont d'admission (14), l'ensemble de combustion comprenant également un système (43) de commande de débit du carburant pour contrôler une source primaire d'écoulement de carburant et une source secondaire d'écoulement de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen annulaire de direction d'écoulement, monté dans l'orifice d'admission de l'ensemble de combustion pour fournir de l'air à son intérieur; un corps d'injecteur de carburant disposé suivant le même axe que le moyen annulaire de direction d'écoulement, le corps définissant un collecteur de carburant monté de manière à recevoir les écoulements des sources primaire et secondaire de carburant; un pulvérisateur de carburant disposé au côté aval du corps de l'injecteur et relié au collecteur, le pulvérisateur comportant une multitude de passages dirigés dans le sens radial, espacés circonférentiellement les uns des autres, reliés au collecteur de carburant pour fournir des jets de carburant dirigés dans le sens radial; un élément tubulaire disposé suivant l'axe du corps de l'injecteur et du moyen de direction d'écoulement en étant - 26 - espacé de ceux-ci afin de définir un anneau intérieur et un anneau extérieur, l'élément tubulaire comportant une extré- mité aval se terminant en aval du pulvérisateur de carburant primaire afin de définir avec lui une zone de circulation primaire, l'élément tubulaire comportant une multitude d'ou- vertures espacées circonférentiellement les unes des autres qui sont en alignement avec les passages radiaux du pulvéri- sateur; un fractionneur annulaire d'écoulement, disposé dans l'anneau extérieur de manière à servir de surface de formation de pellicule pour les jets de carburant et agencés de manière à diriger le carburant vers une zone de circula- tion secondaire alimentée avec l'air provenant de l'anneau extérieur; un moyen de formation de turbulences dans l'air secondaire et un moyen auxiliaire de formation de turbulences dans l'air disposés à l'entrée de l'anneau extérieur pour faire tourbillonner l'air entrant dans la zone de circulation secondaire; un moyen de formation de turbulences dans l'air primaire disposé à l'entrée de l'anneau intérieur pour provoquer des tourbillons dans l'air entrant dans l'air entrant dans la zone de circulation primaire; et le pulvérisateur de carburant, l'élément tubulaire et le moyen de formation de turbulences dans l'air primaire étant dimensionnés de façon que les jets de carburant ayant un moment et un taux massique d'écoulement de faible valeur soient pulvérisés dans l'anneau intérieur pour alimenter la zone de circulation primaire et que les jets de carburant ayant un moment et un taux massique d'écoulement de valeur élevée traversent les ouvertures de l'élément tubulaire pour entrer dans l'anneau extérieur et frapper le fractionneur d'écoulement et soient pulvérisés dans l'anneau extérieur pour alimenter la zone de circulation secondaire.