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DISPOSITIF POUR BRULER DU COMBUSTIBLE DANS UNE INSTALLATION DE
PROPULSION PAR REACTION,
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L.9inventiom vise un dispositif pour brûler du ocmbustible dans une installation de prqpolsion par réaction du type comprenant une alimenta- tion-pilote en combustible disposée de, fagon à fournir mie flamme pour amor- cer la combustion diurne quantité principale de asmbnstibie, en particulier pour 8urebrÛle:rs2 ou ûuréchauffer" les gaz d.9éCJhappem.ent d9urie turbine à gaz utilisée pour la propulsion deun avin2i ces gaz d9 éc;happement étant supposes contenir de 19 0xygène 19 invention peut également S9 appliquer à la combustion du comoostible dans un stat@= réaete'ar.
La difficulté pour réchauffer les gaz d-échappement d9un moteur à turbine à gaz réside dans la stabilisation de la flamme et dans la néces-
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sité pour le combustible de roohaiéJ1±fage d9gtre broie de façon ef:f'iace.9 en tenant compte du fait que les gaz d.9éhappement peuvent avoir une vitesse dans le tuyau d.9 échappement de 1..9 ordre de 150 ml 1300 La même difficulté se présente en général1n>rsqu.9i s.9agit de brûler du combustible dans un stato= réacteur.
L'objet de la présente invention est de résoudre cette difficulté d'une manière simple et économique.
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D9après 1/) inventi@n2} un dispositif pour brûler du combustible dans une installation de propulsion par réaetion comprend un boîtier disposé axialement en amont de la zone de (3@moofJti@n possédante à son extrémité an- térieure, des ailettes prcdu@trie8 de tsurbiiion à travers lesquelles peut passer, vers 1> intérieiw du bottier, une quantité suffisante de fluide gazeux contenant de 19@gène pour la eemimstion d3l1Wl6 alimentation-pilote en com= bustible (ce dernier étant ou non mélangé a-un gaz contenant de 190zygène) , un dispositif di) a.l1:mnage peur le combustîble-pîlote et des moyens pour envo- yer la quantité principale de combustible vers le gaz à l'extérieur du bottier.
Sur les dessins annexés:
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La figure 1 est une élévation avec coupe partielle montrant un dispositif conforme à l'invention pour réaliser une flamme stable pour le réchauffage des gaz d'échappement d'un moteur à turbine à gaz, la section étant faite par 1 1-de la figure 2.
La figure 2 est une coupe axiale par 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une coupe à plus grande échelle de 1-'extrémité amont du boîtier suivant l'invention par 3-3 de la figure 2.
La figure 4 est une élévation en coupe partielle correspondant à la figure 1 mais montrant une variante d'alimentation en combustible prin- cipal.
La figure 5 représente une modification applicable à un tuyau d'échappement de grand diamètre, la vue étant une élévation en bout à plus petite échelle.
La figure 6 est une élévation partielle en coupe,, semblable à celle de la figure 1, et représentant une variante.
La figure 7 est une coupe à plus grande échelle par 7-7 de la fi- gure 60
Les mêmes références sont utilisées autant que possible sur tous les dessins pour désigner des organes analogues.
Dans la construction des figures 1 à 3, le bottier 11, qui est de forme généralement cylindrique bien que représenté comme légèrement tron- conique divergeant vers l'aval, est supporté par au moins trois armatures 12 depuis le tuyau d'échappement 13Il est pourvu à son extrémité amont 14, qui, sur une courte distance, est entièrement cylindrique, d'une chicane 15 entou- rée par les ailettes 16 productrices de tourbillon. Au centre de la chicane est disposée une bougie d'allumage (ou un dispositif analogue) 17 alimentée de la façon habituelle par le moyen de la connexion 18, pour effectuer l'allu- mage de la quantité-pilote de combustible de réchauffage.
A l'intérieur du boîtier se trouve un tuyau 21 servant à l'alimen- tation-pilote en combustible; ce tuyau possède une ou plusieurs ouvertures ca- librées latérales, comme on le voit en 22, à travers lesquelles le combustible peut être éjecté sous une pression relativement faible., par exemple sous une différence de pression atteignant au maximum 7kg/cm2, dans une direction con- traire à celle du tourbillon (voir figure 7).Cette alimentation par des ori- fices calibrés réalise, lorsque le gaz franchit les ailettes productrices de tourbillon, comme le montrent les flèches 23, un tourbillon affectant la forme d'une charge tourbillonnante se déplagant axialement dans- laquelle la flamme est stable,
le tourbillon emportant les particules de combustible vers l'extérieur en contact avec la surface intérieure du boîtier 11 et aidant à la vaporisation du combustible., L'alimentation principale en combustible de réchauffage s'effec- tue par l'espace annulaire à 1-intérieur du tuyau d'échappement autour du boîtier 11. Dans ce but, on a représenté six tuyaux d'alimentation 25 dispo- sés radialement et espacés angulairement, qui.. de même que le tuyau 21,
re- çoivent le combustible à partir du collecteur annulaire 26.Les tuyaux 25 présentent chacun trois orifices de sortie 27. La flamme-pilote en quittant 1-'extrémité aval du boîtier 11 possède une composante animée d'une vitesse radiale qui sert à allumer la masse principale de combustible.
La variante de la figure 4 diffère des figures 1 à 3 en ce que les tuyaux 25 sont disposés en alignement avec 1'extrémité aval du boîtier 11.
Pour les tuyaux d'échappement de diamètre relativement faible., comme le montrent les figures 1 à 3, un boîtier unique 11 avec ses organes associés est suffisant, et l'on détermina le diamètre et la position de l'ex- trémité de sortie du boîtier dans le rapport nécessaire avec le diamètre du tuyau d'échappement 13 pour assurer que tout le combustible supplémentaire sera broie sur la longueur voulue du tuyau d'échappement.
Dans le cas d'un
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tuyau d 21 é@happement de plias grande ;limensllt 119 on peut utiliser plusieurs boî- tiers il et leurs organes associé,-,, en les répartissant sur la section du tuyau d.9échappement comme le montre la figure 5 sur laquelle toutefois on nea pas représenté les dispositifs d21 allumage l70
La variante des figures 6 et 7 diffère principalement de la construction des figures 1 à 3 sous les trois aspects suivants
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1 - Les armatures de s'appert 12 sont pourvues le long de leurs bords de fuite de bandes divergentes 29 servant de déflecteurs pour produire une turbulence et ainsi favorises la sombastion.
Ces. déflecteursq qui ne font pas obligatoirement partie des armatures 12., sont disposés de telle fa- õn que leurs extrémités intérieures forment la continuation de 1-'extrémité aval du boîtier 110 Leurs extrémités externes neont, pas besoin, d! être en. aval de- leurs extrémités intérieurss9 comme le montre la figure 6e c9est-à- dire que leurs extrémités extérieures peuvent être exaetement radiales ou même en amont par rapport à leur,-- extrémités intérieures; toutefois7, dans tous les cas, les extrémités extérieures des déflecteurs sont bien espacées de la paroi dn tuyan d.j) éehappement 13 2 - Le tuyau 21 ne possède quem orifice de sortie 22 et n-a pas besoin de traverser le ba-îtier 11.
3 - Le dispositif dela.Uumage 17 traverse latéralement la paroi du boîtier 11 et se termine au centre en aval de la chicane 15,à un endroit ou les conditions sont relativement stables.
Dans une variante,, tout le combustible de réchauffage peut être
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mélangé à une partie des gaz dilués de la eombustion avant de passer dans la turbine On peut encore mélangea tsut le combustible de réchauffage avec de 1-'air provenant du compresseur Enfin, on peut seulement envoyer la par- tie principale-du combustible de réchauffage de Puna des façons décrites
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précédemment, 1 alimentation-pilote se faisant en combustible pur Bien entendu,, au lieu d:
9 effe@tuer 19 alimentation=pilote ou leali- mentation principale sous une différence de pression relativement faible, on. peut effectuer cette alimentation sous une forte pression, sous forme atomi=
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sée, bien que ce. ne soit pas nécessaire- d9habîtude.
Grâce à l'invention, la partie des gaz à grande vitesse dans le tuyau d'échappement qui franehit les ailettes 16 est transformée en un tour- billon à grande vitesse ayant une- vitesse axiale- relativement faible, de
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telle s'Orle que la flasme-pilotw dans le boîtier est stable.