Brevet FR2930321A1 — publié le 20091023

INJECTEUR DE CARBURANT À AIR COMPRIMÉ À PRÉFILMAGE POSSÉDANT UN ANGLE DE PULVÉRISATION HYDRAULIQUE RÉDUIT ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne un injecteur de carburant pour un moteur à turbine à gaz, et, plus particulièrement, un injecteur de carburant à air comprimé à formation de film préalable ou � préfilmage � pour un moteur à turbine à gaz comportant une surface de préfilmage étendue de façon axiale avec un profil s'agrandissant de façon radiale configuré pour réduire un angle de pulvérisation hydraulique et une quantité de mouvement de fluide du carburant sortant tout en maintenant une atomisation et un mélange efficaces pour une efficacité opérationnelle de puissance de moteur et une stabilité de flamme de combustion améliorées. Description de l'art connexe Les buses d'injecteur de carburant à air comprimé à préfilmage pour distribuer du carburant atomisé dans la chambre de combustion d'un moteur à turbine à gaz sont bien connues dans l'art. Dans ce type de buse, du carburant est étalé pour former une feuille continue mince et puis soumis à l'action d'atomisation d'air à grande vitesse. Plus particulièrement, l'air d'atomisation s'écoule à travers des passages concentriques de tourbillonnement d'air qui génèrent deux écoulements d'air tourbillonnants séparés à la sortie de la buse. En même temps, le carburant s'écoule à travers une pluralité d'orifices tangentiels disposés de façon circonférentielle et puis sur une surface de préfilmage où il s'étale pour former une feuille uniforme mince avant d' être déchargé à partir du bord de la surface de préfilmage dans le courant d'air à écoulement transversal. Du fait que le courant d'air à écoulement transversal possède une énergie cinétique bien plus élevée, il excite la feuille de carburant à énergie cinétique plus faible. Cette interaction sert à cisailler et à accélérer la feuille de carburant, créant de multiples modes d'instabilité, ce qui finit par entraîner la rupture de la feuille de carburant en ligaments de carburant. Ces ligaments de carburant sont, de façon similaire, excités et rompus en gouttelettes. Ceci est le mode primaire de formation de gouttelettes, nécessitant que le courant d'air à écoulement transversal possède énergie suffisante pour entraîner l'excitation. Typiquement, l'angle de sortie de carburant ou angle de pulvérisation hydraulique d' une buse d' atomisation à air comprimé à préfilmage est 90° ou plus, ce qui provoque les cisaillements d'interaction et l'accélération de carburant. Ainsi, l'angle de sortie de carburant peut être directement relié à l'atomisation du carburant et la taille des gouttelettes. Le contrôle de l'angle de pulvérisation hydraulique, particulièrement la réduction de l'angle de pulvérisation hydraulique, est particulièrement important dans un atomiseur à air comprimé. La plupart des atomiseurs à air comprimé tentent de contrôler l'angle de pulvérisation hydraulique en contrôlant la force de tourbillonnement du dispositif de tourbillonnement d'air extérieur. Ces procédés ont un succès très limité dans la réduction de l'angle de pulvérisation hydraulique tout en maintenant des caractéristiques satisfaisantes de fonctionnement de la combustion. De façon importante, la conception de l'embout de buse contrôle les niveaux de turbulence d'écoulement libre local, le champ de vitesse tridimensionnel, et la température du mélange carburant/air immédiatement avant la combustion, tous ces paramètres affectant directement la stabilité de la flamme. La conception d'embout de buse est essentielle en ce qu'elle détermine la proximité des gaz d'échappement recirculés par rapport à l'embout de la buse, ce qui à son tour contrôle la concentration des espèces chimiques très réactives dans la zone de combustion. En contrôlant l'angle de pulvérisation hydraulique, les concepteurs de buse de carburant peuvent mieux faire correspondre les passages d'écoulement d'air et de carburant pour une stabilité de combustion, un rendement de combustion, des émissions et des températures de paroi de chambre de combustion améliorés. RESUME DE L'INVENTION La présente invention concerne un injecteur de carburant à air comprimé à préfilmage nouveau et utile destiné à être utilisé conjointement à des moteurs à turbine à gaz, qui est adapté et configuré pour distribuer du carburant atomisé à un angle de pulvérisation hydraulique réduit et avec une quantité de mouvement réduite par rapport à des injecteurs de carburant à air comprimé à préfilmage de l'art antérieur, tout en maintenant des caractéristiques satisfaisantes de fonctionnement de combustion. À cet égard, l'injecteur de carburant à air comprimé à préfilmage de la présente invention comprend un ensemble de corps de buse comportant un circuit de carburant formant un dispositif de tourbillonnement de carburant défini en partie par des fentes de tourbillonnement inclinées, une chambre de préfilmage convergente de façon axiale alimentée par le dispositif de tourbillonnement de carburant et une surface de préfilmage divergente de façon axiale (s'agrandissant de façon radiale) qui s'étend de la chambre de préfilmage à un espace annulaire de sortie. L'injecteur de carburant de la présente invention comprend en outre un circuit d'air intérieur axial à l'intérieur de façon radiale par rapport au circuit de carburant et un circuit d'air extérieur à l'extérieur de façon radiale par rapport au circuit de carburant. Le circuit d'air extérieur communique avec l'espace annulaire de sortie de la surface de préfilmage divergente de façon axiale. Au cours du fonctionnement, les circuits d'air intérieur et extérieur fournissent un courant d'air à écoulement transversal avec une haute énergie cinétique qui excite la feuille de carburant attachée à la surface de préfilmage divergente de façon axiale, cisaillant et accélérant la feuille de carburant, créant une instabilité et finissant par rompre la feuille de carburant en ligaments qui sont rompus davantage en gouttelettes de petite taille en aval de l'embout de buse. Le circuit d'air intérieur comprend de préférence un dispositif de tourbillonnement d'air intérieur et le circuit d'air extérieur de préférence comprend un dispositif de tourbillonnement d'air extérieur. Les dispositifs de tourbillonnement d'air intérieur et extérieur peuvent être configurés soit comme des dispositifs de tourbillonnement d'air axiaux soit comme des dispositifs de tourbillonnement d'air radiaux. Dans le cas d'un dispositif de tourbillonnement d'air intérieur axial, le dispositif de tourbillonnement d'air comporte de préférence des aubes de tourbillonnement avec un angle de tourbillonnement d'environ 0° à 60° par rapport à l'axe du circuit d'air intérieur. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le circuit d'air intérieur comprend un dispositif de tourbillonnement d'air intérieur qui est co-rotatif par rapport à la direction de rotation du dispositif de tourbillonnement de carburant. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le circuit d'air intérieur comprend un dispositif de tourbillonnement d'air intérieur qui est contrarotatif par rapport à la direction de rotation du dispositif de tourbillonnement de carburant. La présente invention concerne également un injecteur de carburant à air comprimé comprenant un ensemble de corps de buse définissant un axe longitudinal et comportant un dispositif de tourbillonnement de carburant, dans lequel le dispositif de tourbillonnement de carburant communique avec une chambre conique de préfilmage, dans lequel la chambre conique de préfilmage communique avec une surface de préfilmage s' agrandissant de façon radiale, et dans lequel la surface de préfilmage s'agrandissant de façon radiale s'étend de façon axiale depuis la chambre de préfilmage jusqu'à une lèvre de sortie annulaire. De préférence, la surface de préfilmage s'agrandissant de façon radiale possède un angle de sortie compris entre environ 10° et 15° par rapport à l'axe longitudinal du corps de buse et une longueur comprise entre environ 0,300 et 0,400 pouce (0,75 et 1 cm) telle qu'elle est mesurée entre la chambre de préfilmage et la lèvre de sortie. Il est envisagé que la présente invention puisse être appliquée à une quelconque configuration d'un injecteur de carburant à préfilmage, y compris, par exemple, des injecteurs de type piloté, hybride, à air comprimé pur ou double, où un angle de pulvérisation réduit et une quantité de mouvement de carburant réduite avec des performances de moteur améliorées sont les résultats souhaités. Ceci comprendrait également des injecteurs à préfilmage comportant de multiples circuits d'air intérieurs et/ou extérieurs. Ces caractéristiques et avantages, et d'autres caractéristiques et avantages de l'injecteur de carburant à air comprimé à préfilmage de la présente invention et la manière dont il est utilisé deviendront plus évidents pour l'homme du métier à partir de la description détaillée suivante des modes de réalisation préférés de la présente invention considérée conjointement aux multiples dessins décrits ci-dessous. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Afin que l'homme du métier auquel la présente invention appartient comprenne facilement la manière dont réaliser et utiliser l'ensemble de buse de carburant de la présente invention sans expérimentation inutile, des modes de réalisation préférés de celle-ci vont être décrits en détail ci-dessous en faisant référence à certaines figures, sur lesquelles : la figure 1 est une vue en élévation latérale, en coupe transversale, d'un injecteur de carburant à air comprimé à préfilmage de l'art antérieur comportant une surface de préfilmage convergente de façon axiale s'étendant à partir de la chambre de préfilmage du circuit de carburant ; la figure 2 est une vue en perspective, en coupe transversale partielle, d'un injecteur de carburant à air comprimé à préfilmage d'art antérieur tel qu'il est illustré sur la figure 1 ; la figure 3 est une vue en élévation latérale, en coupe transversale, d'un injecteur de carburant à air comprimé à préfilmage construit selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, qui possède une surface de préfilmage divergente de façon axiale s'étendant à partir de la chambre de préfilmage du circuit de carburant ; et la figure 4 est une vue en perspective, en coupe transversale partielle, de l'injecteur de carburant à air comprimé à préfilmage tel qu'il est illustré sur la figure 3, représentant la surface de préfilmage s'agrandissant de façon radiale. DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES En faisant à présent référence aux dessins, un exemple d'un injecteur de carburant à air comprimé d'art antérieur typique est illustré sur les figures 1 et 2, indiqué généralement par le numéro de référence 10. Tel qu'il est représenté, l'injecteur de carburant 10 comprend un bras d'alimentation allongé 12 et un ensemble de corps de buse 14 pour distribuer du carburant atomisé à une chambre de combustion d'un moteur à turbine à gaz. Le bras d'alimentation 12 possède un tube d'alimentation en carburant 16 s'étendant à travers celui-ci pour distribuer du carburant à l'ensemble de corps de buse 14. L'ensemble de corps de buse 14 comprend un corps d'élément de tourbillonnement de carburant 18 qui définit un circuit ou une voie de passage de carburant qui comprend un canal de carburant principal 20 qui s'étend jusqu'à une chambre de carburant annulaire 22. Une pluralité de fentes de tourbillonnement inclinées 24, orientées de façon tangentielle et disposées de façon circonférentielle, s'étendent à partir de la chambre de carburant annulaire 22 pour distribuer du carburant à une chambre conique de préfilmage 26. Les fentes de tourbillonnement inclinées 24 sont adaptées et configurées pour transmettre une quantité de mouvement angulaire ou une composante rotative de vitesse au carburant distribué à la chambre de préfilmage 26. L'ensemble de corps de buse 14 comprend en outre un élément de préfilmage 28 qui entoure le corps de dispositif de tourbillonnement de carburant 18 pour former la limite extérieure du circuit de carburant formé dans la surface extérieure du corps de dispositif de tourbillonnement de carburant 18. L'élément de préfilmage 28 comprend une surface de préfilmage convergente de façon axiale 30 qui s'étend en aval de la chambre conique de préfilmage 26. Au cours du fonctionnement, la feuille de carburant tourbillonnante formée dans la chambre de préfilmage s'attache à la surface de préfilmage 30 et s'étale pour former une feuille uniforme mince avant d' être soumise à l'action d' atomisation d'air à grande vitesse. L'ensemble de corps de buse 14 comprend en outre un circuit d'air intérieur axial 32 qui s'étend à travers la partie centrale axiale du corps de dispositif de tourbillonnement de carburant 18 pour diriger de l'air à grande vitesse à travers la lèvre de sortie de la surface de préfilmage 30. Un dispositif de tourbillonnement d'air intérieur 34 est disposé dans la région amont du circuit d'air intérieur 32. Le dispositif de tourbillonnement d'air intérieur 34 possède une pluralité d'aubes de tourbillonnement 36 pour transmettre une composante angulaire de vitesse à l'air à grande vitesse s'écoulant à travers celui-ci. L'ensemble de corps de buse 14 comprend également un circuit d'air extérieur 38, qui est à l'extérieur de façon radiale par rapport au circuit de carburant et qui est défini entre un dispositif de tourbillonnement d'air extérieur 40 et une calotte à air extérieure 42. La calotte d'air extérieure 42 possède une paroi aval convergente 44, qui forme l'orifice de sortie 46 de l'ensemble de corps de buse 14. Typiquement, l'angle de pulvérisation hydraulique du carburant distribué à partir de l'ensemble de corps de buse d'art antérieur 14 est généralement contrôlé par la configuration du circuit d'air extérieur 38, comprenant la forme de la calotte d'air extérieure 42 et la géométrie du dispositif de tourbillonnement d'air extérieur 40. En faisant à présent référence aux figures 3 et 4, il est illustré un injecteur de carburant à air comprimé à préfilmage construit selon un mode de réalisation préféré de la présente invention et indiqué généralement par le numéro de référence 110. L'injecteur de carburant 110 comprend un ensemble de corps de buse 114 qui est adapté et configuré pour distribuer du carburant atomisé dans la chambre de combustion d'un moteur à turbine à gaz avec une quantité de mouvement de fluide réduite et un angle de pulvérisation hydraulique réduit, par rapport à l'injecteur de carburant à air comprimé à préfilmage d'art antérieur 10 illustré sur les figures 1 et 2. Comme cela est expliqué de façon plus détaillée ci-dessous, ceci est accompli en fournissant une surface de préfilmage étendue de façon axiale avec un profil s'agrandissant de façon radiale. En faisant toujours référence aux figures 3 et 4, l'injecteur de carburant 110 comprend un bras d'alimentation allongé 112 comportant un alésage de passage 113 contenant un tube d'alimentation en carburant allongé 116 pour distribuer du carburant au corps de buse 114. Un espace isolant peut être prévu entre la périphérie extérieure du tube d'alimentation en carburant et la périphérie intérieure de l'alésage 113 pour protéger thermiquement le tube de carburant. L'espace isolant peut être rempli avec de l'air ou avec un gaz inerte, tel que, par exemple, de l'argon. Une chemise ou un bouclier thermique extérieur 115 s'étend à partir du bras d'alimentation 112 pour entourer et autrement protéger thermiquement les composants internes de l'ensemble de corps de buse 114. Un espace d'air isolant peut également être prévu entre la surface intérieure du bouclier 115 et les composants intérieurs de l'ensemble de corps de buse 114. Il est envisagé que cet espace pourrait être en communication avec l'espace isolant prévu dans le bras d'alimentation 112. L'ensemble de corps de buse 114 comprend en outre un corps d'élément de tourbillonnement de carburant 118 définissant un circuit de carburant 125 pour recevoir du carburant à partir du tube d'alimentation en carburant 116. Le circuit de carburant 125 comprend un canal de carburant principal 120 qui possède une section de canal supérieure 120a qui s'étend du tube d'alimentation en carburant 116 à une section de canal inférieure inclinée 120b. La section de canal inférieure 120b du canal de carburant 120 communique avec une chambre de carburant annulaire 122 qui s'étend sur la circonférence du corps de dispositif de tourbillonnement de carburant 118. Le circuit de carburant 125 comprend en outre une pluralité de fentes de tourbillonnement de carburant inclinées 124, disposées de façon circonférentielle et orientées de façon tangentielle, qui s'étendent de la chambre de carburant annulaire 122 à une chambre conique de préfilmage ou chambre de rotation 126. Les fentes de tourbillonnement 124 sont adaptées et configurées pour transmettre une quantité de mouvement angulaire ou une composante rotative de vitesse au carburant distribué dans la chambre de préfilmage 126. Ceci force le carburant à tourner ou entrer en rotation à l'intérieur de la chambre de préfilmage 126. Le nombre des fentes de tourbillonnement 124 et l'orientation tangentielle ou l'angle des fentes peuvent varier selon la conception suivant l'application du moteur. Par exemple, le nombre des fentes de tourbillonnement 124 peut varier de trois à six ou plus, alors que l'angle des fentes de tourbillonnement 124 peut varier de 30° à 50° degrés ou plus. Ces variations ont tendance à affecter la dispersion et l'atomisation du carburant. L'ensemble de corps de buse 114 comprend en outre un élément de préfilmage 128 qui est à l'extérieur de façon radiale par rapport au corps de dispositif de tourbillonnement de carburant 118 et entoure sensiblement le corps de dispositif de tourbillonnement de carburant 118 de manière telle qu'il enferme ou autrement fournit une limite extérieure pour le circuit de carburant 125 formé dans celui-ci. La chambre conique de préfilmage ou chambre de rotation 126 est définie par la surface aval convergente de façon axiale 118a du corps de dispositif de tourbillonnement de carburant 118 conjointement à la surface médiane convergente de façon axiale 128a de l'élément de préfilmage 128. L'élément de préfilmage 128 comprend en outre une surface de préfilmage divergente de façon axiale (s'agrandissant de façon radiale) 130 qui s'étend en aval de la chambre de préfilmage 126 jusqu'à une lèvre de sortie annulaire 130a. La surface de préfilmage s'agrandissant de façon radiale 130 est configurée pour réduire l'angle du cône de pulvérisation hydraulique et la quantité de mouvement de fluide du carburant distribué à partir de l'ensemble de corps de buse 114, par rapport à des buses à air comprimé de l'art antérieur du type représenté sur la figure 1, tout en maintenant toujours une atomisation de carburant et un mélange air/carburant efficaces. Il est envisagé que de multiples angles de pulvérisation et différents champs d'écoulement puissent être développés suivant les besoins des impératifs du système de combustion spécifique, en modifiant la longueur de la surface de préfilmage 130 et l'angle de sortie de l'élément de préfilmage au niveau de la lèvre de sortie 130a. Par exemple, dans un exemple de mode de réalisation de l'injecteur de carburant 110 de la présente invention, il est envisagé que la surface de préfilmage 130 puisse s'étendre sur une longueur d'environ 0,300 à environ 0,400 pouce (environ 0,75 à 1 cm), telle qu'elle est mesurée entre la chambre de préfilmage et la lèvre de sortie 130a, et l'angle de sortie de l'élément de préfilmage puisse être compris entre environ 10° et 15° par rapport à la ligne centrale axiale du corps de buse 114. L'ensemble de corps de buse 114 comprend en outre un circuit d'air intérieur axial 132 qui s'étend à travers la partie centrale axiale du corps de dispositif de tourbillonnement de carburant 118 pour diriger de l'air à grande vitesse vers la lèvre de sortie 130a de la surface de préfilmage 130. Le circuit d'air intérieur 132 et le circuit de carburant 125 sont configurés de sorte que le point d'injection de carburant soit positionné de façon axiale en amont de la sortie de la buse, ce qui augmente le temps d'interaction, ce qui favorise le mélange du carburant et de l'air tout en réduisant l'angle de pulvérisation d'atomiseur. Un dispositif de tourbillonnement d'air intérieur 134 est disposé dans le circuit d'air intérieur 132. Le dispositif de tourbillonnement d'air intérieur 134 possède une pluralité d'aubes de tourbillonnement 136 pour transmettre une composante angulaire de vitesse à l'air s'écoulant à travers celui-ci. Plus particulièrement, le circuit d'air intérieur 132 est conçu pour obtenir une chute de pression à travers la région où le carburant entre dans le courant d'air de sorte que la vitesse de l'air à travers le film de carburant attaché à la surface de préfilmage 130 soit accélérée pour une atomisation et un mélange plus efficaces. En outre, le dispositif de tourbillonnement d'air 134 crée un vortex en expansion au fur et à mesure que l'air sort de la buse de carburant 114. L'air tourbillonnant entraîne le carburant avec lui, et l'expansion volumétrique résultant du vortex déforme davantage la feuille de carburant, aidant à cisailler la feuille de carburant en gouttelettes. En outre, l'écoulement d'air accéléré à partir du circuit d'air intérieur 132 est utilisé pour une atomisation augmentée à un fonctionnement de moteur à basse puissance, concentrant une quantité plus importante de vitesse dans le courant d'air passant, qui produit par conséquent des tailles des gouttelettes de carburant plus petites. Ceci aide à son tour l'amorçage de la combustion et la stabilisation de la combustion. L'écoulement d'air intérieur accéléré contrôle également la manière dont des gaz d' échappement recirculés sont mélangés avec de l'air et du carburant s'écoulant à partir de l'embout de buse, finissant par créer une zone de cisaillement aérodynamiquement stable en aval de l'embout de buse, appropriée pour une combustion sur une large gamme de conditions de fonctionnement de moteur. Bien que le circuit d'air intérieur 132 de l'ensemble de corps de buse 114 soit représenté comme comportant seulement un passage d'air unique, il est envisagé que le circuit intérieur 132 de l'ensemble de corps de buse 114 puisse comporter de multiples passages d'air, chacun avec son propre dispositif de tourbillonnement d'air. Il est envisagé en outre que ces multiples passages d'air puissent être co-rotatifs ou contrarotatifs les uns par rapport aux autres. Il est également envisagé que le dispositif de tourbillonnement d'air intérieur 134 puisse être soit de géométrie axiale, comme cela est représenté, ou qu'il puisse présenter une géométrie radiale. Dans le cas d'un dispositif de tourbillonnement d'air axial, le nombre et l'angle des aubes de tourbillonnement peuvent varier. Par exemple, le nombre d'aubes peut varier entre trois et cinq et l'angle des aubes peut varier de 0° à 60° par rapport à l'axe du dispositif de tourbillonnement. Il est également envisagé que la direction de l'écoulement d'air intérieur tourbillonnant puisse être soit co-rotative soit contrarotative par rapport à la direction de tourbillonnement du circuit de carburant. L'ensemble de corps de buse 114 comprend également un circuit d'air extérieur 138 à l'extérieur de façon radiale par rapport au circuit de carburant 125 et défini entre un dispositif de tourbillonnement d'air extérieur 140 et une calotte d'air extérieure 142. La calotte d'air extérieure 142 possède une paroi aval convergente 144, qui forme l'orifice de sortie 146 de l'ensemble de corps de buse 114. Le circuit d'air extérieur 138 peut être du style axial, comme cela est représenté, ou du style radial, et il est conçu de sorte que l'écoulement d'air extérieur contienne et atomise la feuille de carburant distribuée à partir de la surface de préfilmage 130. Il est également envisagé que de multiples circuits d'air extérieurs puissent être prévus dans l'ensemble de corps de buse 114, chacun avec son propre dispositif de tourbillonnement d'air. Il est envisagé en outre que ces multiples passages d'air puissent être co-rotatifs ou contrarotatifs les uns par rapport aux autres. Comme cela est mieux vu sur la figure 3, l'espace annulaire de carburant conique défini par la chambre de préfilmage 126 est déplacé de façon axiale en amont par rapport à celui de la buse de carburant à air comprimé de l'art antérieur 10 représenté sur la figure 1. Ceci permet une interaction plus précoce entre le carburant et l'air tourbillonnant à partir du circuit d'air intérieur 132. Il est également évident que, bien que la surface de préfilmage 130 soit étendue de façon axiale par rapport à la buse de carburant de l'art antérieur représenté sur la figure 1, les deux buses de carburant 10 et 110 maintiennent le même plan de sortie, et sont ainsi facilement interchangeables pour des modernisations du moteur. De façon importante, la surface divergente de préfilmage 130 étendue de façon axiale possède un angle faible (10° à 15°) pour permettre à la feuille de carburant de rester attachée à la surface pendant une période plus longue. En outre, la surface étendue de préfilmage 130 permet de réduire la quantité de mouvement de la feuille de carburant tourbillonnante. Cette réduction de la quantité de mouvement et de l'angle de la lèvre de sortie 130a de l'élément de préfilmage sert à réduire l'angle de sortie de carburant. L'homme du métier appréciera cependant que l'angle de sortie de l'élément de préfilmage peut être varié pour contrôler l'angle de pulvérisation du carburant suivant l'application du moteur. Pour résumer, il existe un nombre d'avantages possibles qui sont entraînés par le fait d'étendre la surface de préfilmage du circuit de carburant, y compris, mais sans être limités à, un angle de pulvérisation de carburant réduit, une quantité de mouvement de carburant réduite, un pré-mélange de carburant et d'air intérieur, un cisaillement plus important de carburant et d'air et une atomisation de carburant améliorée. Il a également été déterminé que la surface de préfilmage étendue permet une formation de feuille satisfaisante à des débits de carburant faibles, par exemple, jusqu'à 10 pph (75g/min). Ceci permet à l'atomisation de se produire à des chutes de pression extrêmement basses (-0,1 %). Bien que la surface de préfilmage s' agrandissant de façon radiale et étendue de façon axiale de la présente invention ait été présentée et décrite conjointement à un injecteur de carburant à air comprimé à préfilmage, il est envisagé que cette technologie pourrait être appliquée à un type quelconque d'injecteur à préfilmage où un angle de pulvérisation réduit et une quantité de mouvement de carburant réduite avec des performances de moteur améliorées sont les résultats souhaités. Des exemples comprennent des injecteurs de carburant pilotés à préfilmage, des injecteurs de carburant hybrides à préfilmage, des injecteurs de carburant doubles ou des injecteurs de carburant à air comprimé pur à préfilmage. Ainsi, bien que l'ensemble de buse de carburant de la présente invention ait été décrit par rapport à des modes de réalisation préférés, l'homme du métier appréciera que des changements et modifications peuvent être apportés à celui-ci sans s'éloigner de l'esprit et de la portée de la présente invention telle qu'elle est définie par les revendications jointes. REVENDICATIONS1. Injecteur de carburant à air comprimé comprenant : a) un circuit d'air intérieur axial ; b) un circuit de carburant à l'extérieur de façon radiale par rapport au circuit d'air intérieur, le circuit de carburant comportant une chambre de préfilmage convergente de façon axiale et une surface de préfilmage divergente de façon axiale s'étendant depuis la chambre de préfilmage jusqu'à un espace annulaire de sortie ; et c) un circuit d'air extérieur à l'extérieur de façon radiale par rapport au circuit de carburant communiquant avec l'espace annulaire de sortie de la surface de préfilmage divergente de façon axiale. 2. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 1, dans lequel le circuit d'air intérieur est en amont de et aligné de façon axiale avec la surface de préfilmage. 3. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 1, dans lequel le circuit d'air extérieur converge vers l'espace annulaire de sortie de la surface de préfilmage. 4. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 1, dans lequel le circuit d'air extérieur comprend un dispositif de tourbillonnement d'air extérieur. 5. Injecteur de carburant à air comprimé selon la 30 revendication 1, dans lequel le circuit d'air intérieurcomprend un dispositif de tourbillonnement d'air intérieur. 6. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 5, dans lequel le dispositif de tourbillonnement d'air intérieur est un dispositif de tourbillonnement axial. 7. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 5, dans lequel le dispositif de tourbillonnement d'air intérieur est un dispositif de tourbillonnement d'air radial. 8. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 5, dans lequel le dispositif de tourbillonnement d'air intérieur possède des aubes de tourbillonnement avec un angle de tourbillonnement d' environ 0 ° à 60 ° par rapport à l'axe du circuit d' air intérieur. 9. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 1, dans lequel le circuit de carburant comprend un dispositif de tourbillonnement de carburant communiquant avec la chambre de préfilmage. 10. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 9, dans lequel le circuit d'air intérieur comprend un dispositif de tourbillonnement d'air intérieur qui est co-rotatif par rapport au dispositif de tourbillonnement de carburant. 11. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 9, dans lequel le circuit d'air intérieur comprend un dispositif de tourbillonnement d'air intérieur qui est contrarotatif par rapport au dispositif de tourbillonnement de carburant. 12. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 9, dans lequel le dispositif de tourbillonnement de carburant comprend une pluralité de fentes de carburant inclinées, orientées de façon tangentielle et espacées les unes des autres de façon circonférentielle. 13. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 1, dans lequel la surface de préfilmage divergente de façon axiale possède un angle de sortie compris entre environ 10° et 15° par rapport à l'axe longitudinal du corps de buse. 14. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 1, dans lequel la surface de préfilmage divergente de façon axiale possède une longueur comprise entre environ 0,300 et 0,400 pouce, telle qu'elle est mesurée depuis la chambre de préfilmage jusqu'à l'espace annulaire de sortie. 15. Injecteur de carburant à air comprimé comprenant : un ensemble de corps de buse définissant un axe longitudinal et comportant un dispositif de tourbillonnement de carburant, dans lequel le dispositif de tourbillonnement de carburant communique avec une chambre conique de préfilmage, dans lequel la chambre depréfilmage communique avec une surface de préfilmage s'agrandissant de façon radiale, et dans lequel la surface de préfilmage s'étend de façon axiale depuis la chambre de préfilmage jusqu'à une lèvre de sortie. 16. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 15, dans lequel la chambre conique de préfilmage est convergente de façon axiale. 10 17. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 15, dans lequel l'ensemble de corps de buse comprend un circuit d'air intérieur s'étendant de façon axiale positionné en amont de la surface de préfilmage s'agrandissant de façon radiale. 15 18. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 17, dans lequel le circuit d'air intérieur comprend un dispositif de tourbillonnement d'air intérieur. 19. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 18, dans lequel le dispositif de tourbillonnement d'air intérieur est co-rotatif par rapport au dispositif de tourbillonnement de carburant. 25 20. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 18, dans lequel le dispositif de tourbillonnement d'air intérieur est contrarotatif par rapport au dispositif de tourbillonnement de carburant. 21. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 18, dans lequel le dispositif de 20 30tourbillonnement d'air intérieur possède des aubes de tourbillonnement avec un angle de tourbillonnement d' environ 0° à 60° par rapport à l'axe du circuit d' air intérieur. 22. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 15, comprenant en outre une calotte d'air extérieure définissant un circuit d'air extérieur qui converge vers la lèvre de sortie de la surface de préfilmage. 23. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 22, dans lequel le circuit d'air extérieur comprend un dispositif de tourbillonnement d'air extérieur. 24. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 15, dans lequel le dispositif de tourbillonnement de carburant comprend une pluralité de fentes de carburant inclinées, orientées de façon tangentielle et espacées les unes des autres de façon circonférentielle. 25. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 15, dans lequel la surface de préfilmage s'agrandissant de façon radiale possède un angle de sortie compris entre environ 10° et 15° par rapport à l'axe longitudinal du corps de buse. 26. Injecteur de carburant à air comprimé selon la revendication 15, dans lequel la surface de préfilmage s'agrandissant de façon radiale possède une longueurcomprise entre environ 0,300 et 0,400 pouce telle qu'elle est mesurée depuis la chambre de préfilmage jusqu'à la lèvre de sortie.