Brevet FR2707737A1 — publié le 19950120

Buse de pulvérisation de combustible liauide. notamment pour une turbine à gaz ou analogue La présente invention est relative à des buses d'injection de combustible liquide et notamment des buses de pulvérisation de combustible liquide pour une turbine à gaz ou analogue. Les turbines à gaz telles qu'utilisées pour la propulsion des avions par exemple, comprennent en général une série de buses à combustible liquide qui injectent celui-ci dans la chambre de combustion sous la forme de cônes de pulvérisation. Pour favoriser le mélange de l'air et du carburant, il est connu d'imprimer au cône de pulvérisation un mouvement tourbillonnant. Les chambres de combustion des turbomachines aéronautiques actuelles sont alimentées en carburant par l'intermédiaire d'injecteurs aéromécaniques qui comportent: au centre, un injecteur mécanique de carburant équipé d'un doseur; autour de l'injecteur central, une seconde arrivée de carburant qui est mise en rotation par une vrille qui possède en général une section évolutive de forme hélicoïdale; concentriquement à cette seconde arrivée de carburant, une arrivée d'air également mise en rotation par des vrilles qui peuvent être axiales ou radiales, de manière à pulvériser et vaporiser le carburant à sa sortie de l'injecteur. La réalisation des vrilles d'air ne pose pas de gros problèmes d'usinage, du fait de leurs dimensions. II n'en est pas de même en ce qui concerne les vrilles d'arrivée de carburant de très petites sections. Ces vrilles se présentent en général sous la forme de canaux hélicoïdaux usinés par électroérosion et sont d'un prix de revient très élevé. L'état de la technique est illustré par les documents US-A-4 395874 et FR-A-2 039 104. Le brevet US-A-4 395 874 dévoile une buse de forme conique terminée par un orifice d'évacuation de combustible qui comporte en amont de la chambre Vortex un dispositif de tourbillonnement du carburant. Ce brevet ne donne pas de précisions sur ce dispositif de tourbillonnement. FR-A-2 039 104 montre également, dans la figure 1, une buse de pulvérisation qui comporte un bouchon de tourbillonnement présentant sur sa paroi extérieure conique des fentes faisant un certain angle avec l'axe de la buse et tangentiels à la paroi conique de la chambre Vortex 4, et, dans la figure 2, une buse à orifice double comportant des passages de tourbillonnement primaires 21 et secondaires 28. On peut également mentionner GB-A-2 214 630 qui montre dans la figure 5, une vrille de tourbillonnement comportant un anneau présentant des trous dirigés axialement et tangentiellement. Cette vrille de tourbillonnement est destinée à mettre en rotation un flux d'air. Le but de la présente invention est de proposer une buse qui soit d'un prix de revient peu élevé, en remplaçant les vrilles hélicoïdales par un usinage classique de forme cylindrique. L'invention concerne donc une buse de pulvérisation de combustible liquide, notamment pour une turbine à gaz ou analogue qui comporte un corps de buse définissant un passage communiquant avec un orifice ménagé transversalement en aval dudit corps de buse et destiné à l'évacuation du combustible sous forme d'un cône de pulvérisation, et un dispositif de tourbillonnement disposé dans ledit passage et destiné à communiquer un mouvement de tourbillonnement audit combustible; ledit corps de buse présentant une surface intérieure globalement conique entre ledit dispositif de tourbillonnement et ledit orifice, caractérisée en ce que le dispositif de tourbillonnement comporte un corps cylindrique disposé transversalement dans ledit passage et dans lequel sont ménagés des canaux cylindriques régulièrement répartis angulairement autour de l'axe dudit corps de buse et faisant un angle (A) avec ledit axe. Avantageusement, ledit corps cylindrique comporte, en outre, un alésage central pour le montage d'un injecteur mécanique de combustible. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 montre un schéma de principe de l'implantation d'une buse de pulvérisation selon l'invention dans le nez d'un injecteur aéromécanique, la figure 2 est une vue en perspective et partiellement en coupe de la buse de pulvérisation de la figure 1, la figure 3 montre en perspective la vrille de tourbillonnement, la figure 4 est une vue de la face aval de la vrille de tourbillonnement, la figure 5 est une coupe selon la ligne V V de la figure 4, la figure 6 est un schéma de principe montrant la circulation du combustible liquide dans la chambre Vortex. La figure 1 montre un schéma d'implantation d'une buse 1 de pulvérisation de combustible liquide dans le nez d'un injecteur aéromécanique 1 a disposé dans le fond d'une chambre de combustion non représentée. La buse 1 comporte un corps de buse 2 d'axe 3 dans lequel est ménagé un passage intérieur 4 qui débouche en aval de la buse 1 par un orifice d'évacuation 5. Le passage 4 est délimité en amont par une surface intérieure cylindrique 6 et en aval par une surface globalement conique 7. Cette surface globalement conique délimite une chambre Vortex 8 qui communique avec l'extérieur par l'orifice d'évacuation 5. Un corps cylindrique 9 est disposé transversalement dans le passage 4. Dans ce corps cylindrique 9 sont ménagés, d'une part, un alésage central 10 d'axe 3, et, d'autre part, une pluralité de canaux cylindriques 11 régulièrement répartis angulairement au voisinage de la périphérie du corps cylindrique 9. Les canaux 11 sont non coplanaires avec l'axe 3 du corps de buse 2 et ils sont inclinés d'un angle A par rapport à la direction de l'axe 3. Ils débouchent sur la face aval 12 du corps cylindrique 9 en regard de la surface globalement conique 7. L'alésage central 10 est destiné à l'installation d'un injecteur mécanique de carburant équipé d'un doseur. Les canaux 1 1 ont un diamètre déterminé selon l'utilisation de la buse d'injection 1. Lorsque du combustible liquide sous pression est introduit dans le passage 4 en amont du corps cylindrique 9, le combustible traversant les canaux 1 1 est projeté obliquement contre la surface conique 7, ce qui met en rotation le combustible dans la chambre Vortex 8. Cette mise en rotation est provoquée par l'angle A et par la position du point d'impact du combustible sur la surface conique 7. Le combustible aura d'autant plus tendance à être mis en rotation dans la chambre Vortex 8 que l'angle A est élevé et que les canaux 11 sont éloignés de l'axe 3. De plus, le combustible est accéléré dans la chambre Vortex 8 de part la diminution progressive de la section transversale de la chambre Vortex entre le corps cylindrique 9 et l'orifice d'évacuation 5. REVENDICATIONS 1. Buse de pulvérisation de combustible liquide, notamment pour une turbine à gaz ou analogue, comportant un corps de buse (2) définissant un passage (4) communiquant avec un orifice (5) ménagé transversalement en aval dudit corps de buse (2) et destiné à l'évacuation du combustible et un dispositif de tourbillonnement disposé dans ledit passage (4) et destiné à communiquer un mouvement de tourbillonnement audit combustible, ledit corps de buse (2) présentant une surface intérieure globalement conique (7) entre ledit dispositif de tourbillonnement et ledit orifice (5), caractérisée en ce que le dispositif de tourbillonnement comporte un corps cylindrique (9) disposé transversalement dans ledit passage (4) et dans lequel sont ménagés des canaux cylindriques Il régulièrement répartis autour de l'axe (3) dudit corps de buse (2) et faisant un angle (A) avec ledit axe. 2. Buse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps cylindrique (9) comporte, en outre, un alésage central (1 o).