<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention a trait à des démarreurs pour machi- nes motrices et concerne plus spécifiquement les démarreurs à combus- tion, c'est-à-dire des démarreurs où un combustible est brûlé avec l'air pour fournir un fluide d'oeuvre qui est employé, par exemple, à action- ner une turbine qui lance la machine motrice que l'on doit faire démarrer.
Lorsqu'on fait usage de démarreurs à combustion, on ne dispo- se pas toujours d'un apport continu d'air de combustion sous pression et il s'ensuit que l'air de combustion peut être pris d'une bombonne d'air où l'air est emmagasiné sous haute pression. Du fait que, au moins pour les démarreurs employés pour des avions, la bombonne d'air doit être aussi légère que possible et doit contenir assez d'air pour un cer- tain nombre de démarrages sans rechargement, il est important qu'un em- ploi économique de l'air soit assuré dans la chambre de combustion du démarreur.
Pour cette raison, l'agencement de certains démarreurs à com- bustion connus est tel que le combustible et l'air soient introduits dans la chambre de combustion du démarreur à combustible sous, appro- ximativement, le rapport stoechiométrique et que les produits de la com- bustion soient amenés directement à actionner la turbine ou un autre mo- teur, par quoi la machine motrice est lancée. Cet agencement présente le désavantage que, du fait de la haute température des gaz de combus- tion, le démarreur peut être surchauffé, ce qui empêche les démarrages répétés et réduit aussi la vie de l'appareil.
La présente invention a pour un de ses buts d'écarter cette difficulté tout en obtenant l'économie de l'emploi de l'air de combustion.
Selon la présente invention, un démarreur de combustion est agencé en vue de la combustion de l'air et du combustible, réalisée approximativement sous le rapport stoechiomét- que, et comporte un dispositif destiné à injecter un supplément de combustible dans les produits de la combustion pour les refroidir avant @ les employer à produire le couple de lancement. La quantité du combustible supplémentaire injecté est telle qu'elle réduise sensiblement le rapport air/combustible depuis la valeur stoechiométrique du rapport ; par exemple, si le rapport stoechiométrique air/combustible est de 15:1, la quantité de combustible supplémentaire injecté peut être avantageusement telle qu'elle réduise le rapport à 3:1.
La vaporisation du combustible supplémentaire refroidit sensiblement les produits de la combustion, de sorte que des démarrages répétés peuvent être effectués et que les dommages par surchauffe peuvent être évités.
Selon une particularité de la présente invention, le combustible "de combustion" et le combustible supplémentaire peuvent être injectés par les mêmes injecteurs de combustible. Par exemple, un injecteur de combustible peut avoir la forme d'un tube perforé, l'air de combustion étant introduit dans la chambre de combustion de manière qu'il outrepasse un petit nombre de ces perforations du tube pour recevoir l'apport du combustible "de combustion", et les produits de la combustion étant amenés à outrepasser le restant des perforations pour recevoir l'injection du combustible supplémentaire.
Dans un agencement préféré selon la présente particularité de l'invention, la chambre de combustion comprend une enveloppe extérieure en forme de cuvette et une enveloppe intérieure en forme de cuvette. emboîtées l'une dans l'autre de manière que leurs parois et leurs bases soient espacées et que leurs bords soiert hermétiquement joints,de
<Desc/Clms Page number 2>
façon que l'espace compris entre les parois soit fermé, un collecteur d'air annulaire relié de manière à introduire l'air dans l'espace près des bords, et un collecteur de combustible entourant l'enveloppe extérieure environ au milieu de sa longueur, les tubes perforés s'étendant radialement depuis le collecteur de combustible en travers de l'espace compris entre les parois et saillissant dans l'enveloppe intérieure,
la base de l'enveloppe intérieure étant perforée et l'air s'écoulant dans ledit espace de manière à outrepasser les tubes pour recevoir le combustible "de combustion" et tournant ensuite pour suivre un parcours inverse et pénétrer dans l'enveloppe intérieure à travers sa base perforée, qui se comporte en stabilisateur de combustion, de manière que, dans l'enveloppe intérieure, la combustion se produise à l'extrémité de base et que les produits de la combustion s'écoulent de façon à outrepasser les extrémités intérieures des tubes injecteurs de combustible pour recevoir le combustible de refroidissement. La sortie de l'enveloppe intérieure est prévue à l'extrémité de bord de celle-ci.
Une réalisation de démarreur à combustion selon la présente invention va maintenant être décrite en se référant aux dessins annexés.
La figure 1 représente la disposition du démarreur.
La figure 2 représente en détail une construction de la chambre de combustion.
La figure 3 est une section suivant la ligne 3-3 de la figure 2.
Le démarreur à combustion comprend un réservoir de combustible 10 et une bombonne d'air 11 contenant de l'air à, par exemple, 3000 livres anglaises par pouce carré; la bombonne d'air est reliée par une soupape de détente 12, où la pression est réduite à environ 200 livres anglaises par pouce carré, au réservoir de combustible 10 pour le mettre sous pression. La pression d'air dans le réservoir 10, que la soupape de détente 10a empêche,de dépasser une valeur choisie, en refoule le combustible par un tuyau 15 vers la chambre de combustion 14 du démarreur; l'air est aussi introduit dans la chambre de combustion 14 par un tuyau 16 contenant une seconde soupape de détente 18 qui réduit la pression de l'air à environ 150 livres anglaises par pouce carré.
Une vanne 13 est prévue à la sortie de la bombonne d'air 11; la vanne est actionnée par un solénoïde 13a excité et rendu inactif sous le réglage d'un commutateur chronoréglé 13b qui limite la durée de chaque séquence de démarrage. Le mécanisme à commutateur peut aussi avantageusement régler le fonctionnement du dispositif d'allumage du moteur et du démarreur.
Le combustible et l'air sont donc acheminés séparément vers une chambre de combustion et, dans la chambre 14, une partie du combustible est brûlée avec l'air, et le reste du combustible est employé à refroidir les produits de la combustion par une vaporisation du combustible. Les gaz de combustion s'échappent de la chambre de combustion 14 par des tuyères 19a, prévues dans une plaque à tuyère 19, vers une turbine 20. La turbine actionne, par l'intermédiaire d'un mécanisme à engrenages 20a, un organe de manchon 21 agencé pour coopérer avec un organe de manchon 22 pour actionner le moteur 23 aux fins de démarrage. L'organe de manchon 21 est agencé pour mouvement télescopique vers l'organe de manchon 22 lorsque la turbine commence à tourner.
La chambre de combustion (figures 2 et 3) comprend une enveloppe extérieure et une enveloppe intérieure, toutes deux étant en forme de cuvette, l'enveloppe intérieure étant logée dans l'enveloppe extérieure de manière que le plan de sa bouche coïncide sensiblement
<Desc/Clms Page number 3>
avec celui de la bouche de l'enveloppe extérieure et de manière que son bord scit hermétiquement joint au bord de l'enveloppe extérieure.
L'enveloppe extérieure comprend une paire de lourdes bagues de métal 24, 25 ; la bague 24 de forme la bouche ou le bord de l'enve- loppe extérieure et la bague 25 est située approximativement au milieu de la longueur des parois de l'enveloppe extérieure. L'enveloppe exté- rieure comprend aussi une base métallique lourde 26 et la base est re- liée à la bague 25 par une partie de paroi tubulaire de tôle métalli- que 27 ; deux bagues 24, 25 sont reliées entre elles par une secon- de partie de paroi semblable de tôle métallique 28.
La bague métallique terminale 24 comporte intérieurement une surface cylindrique 24a destinée à venir en prise avec le bord de l'en- veloppe intérieure, comporte une bride radiale 24b par laquelle elle est reliée, par des boulons 30, à la plaque à tuyères 19 de la struc- ture de la turbine, et la bague 24 comporte aussi une bride axiale 24c par laquelle elle est attachée à la partie de paroi de tôle métallique
28 voisine, par soudure.
La bague métallique 25 comporte une paire de brides axiales dirigées en sens opposés 25a, par lesquelles elle est attachée aux parties de paroi de tôle métallique 27, 28 et comporte une bride radiale extérieure 25b et une bride radiale intérieure 25c, la.bride.radiale @ intérieure étant courte par comparaison avec'le bride 25b et sa surface intérieure étant cylindrique. La surface extérieure de la bague comporte une partie cylindrique 25d et un certain nombre de trous s'étendent radialement à travers le partie 25d, vers le surface intérieure de la bague, sur le côté de la bride courte 25c éloigné de la bouche de l'enveloppe extérieure.
La base 26 comporte une bride axiale 26a par laquelle elle est attachée à la partiede tôle métallique 27 correspondante et comporte sur sa surface extérieure, au centre de celle-ci, une portée 26b percée d'un trou taraudé de manière à former une douille de montage destinée à une bougie d'allumage 31.
L'enveloppe comporte, en bloc avec elle, des collecteurs destinés à distribuer l'air et le combustible dans la chambre de com- bustion.
Le collecteur d'air est formé par une structure de tôle métallique 32, de section en U, soudée à la surface extérieure de la partie de la paroi de tôle métallique 28 et ce collecteur communique avec l'intérieur de l'enveloppe extérieure par un anneau 33 de trous, prévus dans la partie de paroi 28. Un raccord d'alimentation 34 s'étend tangentiellement depuis la structure en U de tôle métallique 32, en un certain point de la périphérie de la chambre de combustion.
Un déflecteur 35, ayant la forme d'un anneau de tôle métallique à embase, est soudé à la surface intérieure de la partie de paroi de tôle @@tallique 28 de manière que l'air provenant du collecteur 32 et pénétrant dans l'enveloppe extérieure soit contraint de s'écouler d'abord vers la bague métallique 24 et ensuite, en sens opposé, vers la base 26.
Le collecteur de combustible est formé en fixant un organe 36, annulaire et de section en L, à la bague métallique 25, l'organe annulaire de section en L étant fixé par des boulons 37 à la bride radiale extérieure 25b de manière qu'il présente une bride 36a, s'étendant axialement et espacée de la partie cylindrique 25d de-la bague 25 et de manière qu'il présente une bride radiale 36b qui saillit vers l'intérieur et vient en contact avec la bague 25 sur le côté de la partie 25d éloigné de la bride extérieure 25b, formant ainsi un espace
<Desc/Clms Page number 4>
annulaire distributeur de combustible 38 dont la paroi intérieure est constituée par la partie cylindrique 25d. Un joint convenable 39 est prévu entre la bride radiale 36b et la surface de la bague 25.
Un raccord d'alimentation en combustible 40 est prévu sur l'organe annulaire 36 pour recevoir le tuyau d'alimentation 15 venant du réservoir de combustible 10.
L'enveloppe intérieure de la chambre de combustion 14 comporte une paroi de tôle métallique 41 de forme tronconique, ayant une bride extérieure étroite 41a, à son extrémité large, et une bride intérieure étroite 41b, à son extrémité étroite. La bride extérieure 41a est raidie par une bague métallique 42 qui forme le bord de l'enveloppe intérieure et qui, lorsque l'enveloppe intérieure est assemblée dans l'enveloppe extérieure, situe l'enveloppe intérieure et coopère de manière hermétique avec la surface cylindrique intérieure 24a de la bague métallique 24.
La bride intérieure 41b
EMI4.1
est fixëe3"'une' * ba se OEroe1e-métallîqne perforée 43 comportant en son centre un goulot 43a aligné sur la douille 26b, s'étendant vers cette dernière et destinée à la bougie d'allumage 31; lorsque la bougie d'allumage 31 est en position, elle saillit à travers la base 26 de l'enveloppe extérieure, à travers l'espace compris entre la base 26 de l'enveloppe extérieure et la base perforée 43 et dans le goulot 43a, de manière que son intervalle d'allumage soit situé juste dans l' enveloppe intérieure.
Une bague métallique 44 est fixée à la paroi de .tôle métallique 41 de l'enveloppe intérieure et est en contact avec la surface intérieure cylindrique de la bride intérieure 25c de la bague 25, divisant ainsi l'espace compris entre la paroi de l'enveloppe extérieure et la paroi de l'enveloppe intérieure en deux chambres 45 et 46. La baque métallique 44 comporte une série de trous axiaux 47 qui la traversent pour relier les deux chambres 45, 46.
La chambre de combustion comprend aussi un certain nombre d'injecteurs de combustible ayant la forme de tubes perforés 48 de longueurs différentes; ces tubes sont pourvus, à leurs extrémités d'entrée, de frettes à bride 28a, les brides des frettes s'appuyant sur la partie cylindrique 25d de la bague 25 lorsque les tubes injecteurs de combustible sont mis en position en les vissant à travers des trous radiaux de cette bague, et étant emprisonnées par l'organe annulaire 36. Les tubes ont une longueur suffisante pour saillir en travers de la chambre 46, entre les parois des enveloppes intérieure et extérieure et bien avant dans l'intérieur 49 de l'enveloppe intérieure, la paroi de l'enveloppe intérieure étant perforée pour permettre le passage des tubes.
Les perforations 48b, 48c des tubes 48 sont de préférence agencées de manière que le combustible soit injecté dans une direction transversale à celle du courant gazeux passant dans la chambre de coribustion et l'agencement est aussi tel que les perforations 48b s'ouvrant dans la chambre 46 située entre les parois des enveloppes intérieure et extérieure, tandis que les perforations 48c s'ouvrent dans l'intérieur 49 de l'enveloppe intérieure, en un lieu bien espacé de la base perforée 43. Les perforations 48c sont en nombre sensiblement plus grand que les perforations 48b qui s'ouvrent dans la chambre 46.
En service, les collecteurs 32, 38 sont simultanément alimentés en air et en combustible, l'air pénétrant dans la chambre 45 et s'écoulant vers le bord de l'enveloppe extérieure 24 et inversant ensuite le sens de son édoulement pour s'écouler entre le déflecteur 35 et la paroi 41 de l'enveloppe intérieure et passant par les trous axiaux 47 de la bague 44, les jets d'air qui sortent des trous recevant l'injection du combustible provenant des perfectionnements 48b. Il faut
<Desc/Clms Page number 5>
observer (figure 3) que les trous 47 sont de préférence décalés par rapport aux tubes 48. Le mélange combustible/air pénètre alors dans l'enveloppe intérieure par la base perforée 43, enveloppe intérieure où le mélange est allumé par la bougie d'allumage 31.
La base perforée
43 sert de stabilisateur de combustion, de sorte que la combustion du mélange air/combustible se produit dans l'espace de combustion située entre la base perforée 43 et les tubes injecteurs de combustible 48 ; ensuite, le combustible supplémentaire est injecté par les perforations
48c des tubes injecteurs dans les gaz de combustion alors qu'ils s'é- coulent vers l'extrémité de sortie de l'enveloppe intérieure et ce com- bustible additionnel est emporté vers l'aval avec les produits de la combustion, est vaporisé et refroidit ainsi les produits de la combus-
Lion.
Un choix convenable de la pression de l'alimentation en air et de celle qui règne dans le réservoir de combustible, fait que les quantités d'air et de combustibles introduites dans l'espace de com- bustion présentent approximativement le rapport stoechiométrique et il s'ensuit que le combustible supplémentaire, injecté après combustion, constitue un excès substantiel de combustible.
Par exemple, la quantité de combustible injecté par les per- forations 48b avant la combustion peut être telle que le rapport air/ combustible soit de 15:1 et la quantité de combustible supplémentaire peut être suffisante pour réduire le rapport à 3:1. Il faut observer que l'emploi d'un certain nombre d'injecteurs de combustible 48, sail- lissant sensiblement radialement vers l'intérieur et comportant un cer- tain nombre de trous répartis sur leur longueur, permet de distribuer fort également le combustible excédentaire dans les gaz de combustion, ce qui évite la production de "points chauds" locaux.
Les gaz de combustion refroidis s'écoulent alors dans la turbine 20 pour actionner celle-cio Il faut observer que la turbine peut être remplacée par un moteur convenable du type à piston ou un autre moteur et il est entendu que la turbine et l'autre moteur conve- nable sont compris dans le terme "transducteur thermomécanique". Un tel transducteur est pourvu d'un dispositif, qui est en lui-même bien connu, destiné à mettre en prise les griffes 21, 22 lorsqu'un couple de lancement s'établit et à mettre les griffes hors de prise lorsque le moteur démarre et que le couple de lancement cesse d'être transmis.
On trouve que l'agencement selon la présente invention per- met non seulement d'utiliser économiquement la pression d'air de la bombonne d'air 11, mais d'obtenir aussi une diminution substantielle des températures de fonctionnement des pièces, paticulièrement de la turbine ou de l'autre moteur 20, avec une augmentation résultante de la vie des pièces. L'agencement de l'invention permet aussi d'effec- tuer, si c'est nécessaire, des démarrages répétés.
REVENDICATIONS
1. Démarreur à combustion qui est agencé en vue de la com- bustion de l'air et du combustible, réaliséeapproximativement sous le rapport stoechiométrique, et comporte un dispositif destiné à injecter un supplément de combustible dans les produits de la combustion pour les refroidir avant de les employer à produire le couple de lancement.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to starters for prime movers and more specifically relates to combustion starters, that is to say starters where fuel is burned with air to provide a working fluid which. is used, for example, to operate a turbine which starts the prime mover to be started.
When using combustion starters, a continuous supply of pressurized combustion air is not always available and it follows that the combustion air can be taken from an air cylinder. where air is stored under high pressure. Because, at least for starters employed for airplanes, the air cylinder should be as light as possible and should contain enough air for a number of starts without reloading, it is important that an em - economical use of air in the combustion chamber of the starter.
For this reason, the arrangement of certain known combustion starters is such that fuel and air are introduced into the combustion chamber of the fuel starter at approximately the stoichiometric ratio and the products of the combustion. combustion are made directly to operate the turbine or other engine, whereby the prime mover is started. This arrangement has the disadvantage that, due to the high temperature of the combustion gases, the starter can be overheated, which prevents repeated starts and also reduces the life of the apparatus.
One of the aims of the present invention is to overcome this difficulty while obtaining economy in the use of combustion air.
According to the present invention, a combustion starter is arranged for the combustion of air and fuel, carried out approximately in the stoichiometric ratio, and comprises a device for injecting additional fuel into the products of combustion. to cool them before @ use them to produce the cranking torque. The amount of additional fuel injected is such that it significantly reduces the air / fuel ratio from the stoichiometric value of the ratio; for example, if the air / fuel stoichiometric ratio is 15: 1, the amount of additional fuel injected can advantageously be such as to reduce the ratio to 3: 1.
The vaporization of the additional fuel significantly cools the combustion products, so that repeated starts can be made and damage from overheating can be avoided.
According to a feature of the present invention, the "combustion" fuel and the additional fuel can be injected by the same fuel injectors. For example, a fuel injector may be in the form of a perforated tube, the combustion air being introduced into the combustion chamber so that it overrides a small number of these perforations in the tube to accommodate the fuel supply. "combustion", and the combustion products being caused to override the remainder of the perforations to accommodate the injection of additional fuel.
In a preferred arrangement according to the present feature of the invention, the combustion chamber comprises an outer casing in the form of a cup and an inner casing in the form of a cup. nested one inside the other so that their walls and bases are spaced and their edges are hermetically joined, so
<Desc / Clms Page number 2>
so that the space between the walls is closed, an annular air collector connected so as to introduce air into the space near the edges, and a fuel collector surrounding the outer casing approximately in the middle of its length , the perforated tubes extending radially from the fuel collector across the space between the walls and protruding into the inner shell,
the base of the inner shell being perforated and air flowing into said space so as to override the tubes to receive the "combustion" fuel and then rotating to follow a reverse path and enter the inner shell through. its perforated base, which acts as a combustion stabilizer, so that, in the inner envelope, combustion occurs at the base end and the combustion products flow so as to override the inner ends of the fuel injector tubes for receiving the cooling fuel. The exit of the inner casing is provided at the edge end thereof.
An embodiment of a combustion starter according to the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
Figure 1 shows the arrangement of the starter.
Figure 2 shows in detail a construction of the combustion chamber.
Figure 3 is a section taken on line 3-3 of Figure 2.
The combustion starter includes a fuel tank 10 and an air cylinder 11 containing air at, for example, 3000 English pounds per square inch; the air cylinder is connected by an expansion valve 12, where the pressure is reduced to about 200 pounds per square inch, to the fuel tank 10 to pressurize it. The air pressure in the tank 10, which the expansion valve 10a prevents, from exceeding a selected value, delivers the fuel through a pipe 15 to the combustion chamber 14 of the starter; air is also introduced into the combustion chamber 14 through a pipe 16 containing a second expansion valve 18 which reduces the air pressure to about 150 pounds per square inch.
A valve 13 is provided at the outlet of the air cylinder 11; the valve is actuated by a solenoid 13a energized and made inactive under the setting of a time-regulated switch 13b which limits the duration of each starting sequence. The switch mechanism can also advantageously regulate the operation of the ignition device of the engine and of the starter.
The fuel and air are therefore routed separately to a combustion chamber and, in chamber 14, part of the fuel is burned with air, and the rest of the fuel is used to cool the combustion products by vaporization. fuel. The combustion gases escape from the combustion chamber 14 through nozzles 19a, provided in a nozzle plate 19, to a turbine 20. The turbine actuates, by means of a gear mechanism 20a, a control member. sleeve 21 arranged to cooperate with a sleeve member 22 for operating the motor 23 for starting. The sleeve member 21 is arranged for telescoping movement towards the sleeve member 22 when the impeller begins to rotate.
The combustion chamber (Figures 2 and 3) comprises an outer casing and an inner casing, both of which are cup-shaped, the inner casing being housed in the outer casing such that the plane of its mouth substantially coincides.
<Desc / Clms Page number 3>
with that of the mouth of the outer casing and so that its edge seals hermetically to the edge of the outer casing.
The outer shell includes a pair of heavy metal rings 24, 25; the ring 24 forms the mouth or edge of the outer casing and the ring 25 is located approximately in the middle of the length of the walls of the outer casing. The outer shell also includes a heavy metal base 26 and the base is connected to the ring 25 by a tubular sheet metal wall portion 27; two rings 24, 25 are interconnected by a second similar wall part of sheet metal 28.
The end metal ring 24 has internally a cylindrical surface 24a intended to engage the edge of the inner casing, has a radial flange 24b by which it is connected, by bolts 30, to the nozzle plate 19 of the structure of the turbine, and the ring 24 also has an axial flange 24c by which it is attached to the sheet metal wall part
28 neighbor, by welding.
The metal ring 25 has a pair of oppositely directed axial flanges 25a, by which it is attached to the sheet metal wall portions 27, 28 and has an outer radial flange 25b and an inner radial flange 25c, the radial flange. @ interior being short compared with the flange 25b and its interior surface being cylindrical. The outer surface of the ring has a cylindrical portion 25d and a number of holes extend radially through portion 25d, toward the inner surface of the ring, on the side of the short flange 25c away from the mouth of the ring. outer envelope.
The base 26 comprises an axial flange 26a by which it is attached to the corresponding partiede metal sheet 27 and comprises on its outer surface, in the center thereof, a bearing surface 26b pierced with a threaded hole so as to form a sleeve of assembly for a spark plug 31.
The envelope comprises, as a block with it, collectors intended to distribute the air and the fuel in the combustion chamber.
The air collector is formed by a sheet metal structure 32, of U-shaped section, welded to the outer surface of the part of the sheet metal wall 28 and this collector communicates with the inside of the outer casing by a ring 33 of holes, provided in the wall portion 28. A supply fitting 34 extends tangentially from the sheet metal U-structure 32, at some point on the periphery of the combustion chamber.
A baffle 35, in the form of a flanged sheet metal ring, is welded to the interior surface of the sheet metal wall portion 28 so that air from the manifold 32 and entering the casing external is forced to flow first towards the metal ring 24 and then, in the opposite direction, towards the base 26.
The fuel manifold is formed by fixing a member 36, annular and of L-section, to the metal ring 25, the annular member of L-section being fixed by bolts 37 to the outer radial flange 25b so that it has a flange 36a, extending axially and spaced apart from the cylindrical portion 25d of the ring 25 and so that it has a radial flange 36b which projects inwardly and contacts the ring 25 on the side of the part 25d remote from the outer flange 25b, thus forming a space
<Desc / Clms Page number 4>
annular fuel distributor 38 whose inner wall is formed by the cylindrical part 25d. A suitable seal 39 is provided between the radial flange 36b and the surface of the ring 25.
A fuel supply connector 40 is provided on the annular member 36 to receive the supply pipe 15 from the fuel tank 10.
The inner casing of the combustion chamber 14 comprises a sheet metal wall 41 of frustoconical shape, having a narrow outer flange 41a at its wide end and a narrow inner flange 41b at its narrow end. The outer flange 41a is stiffened by a metal ring 42 which forms the edge of the inner casing and which, when the inner casing is assembled in the outer casing, locates the inner casing and hermetically cooperates with the cylindrical surface. interior 24a of the metal ring 24.
The inner flange 41b
EMI4.1
is fixed3 "'a' * perforated metal core 43 having at its center a neck 43a aligned with the socket 26b, extending towards the latter and intended for the spark plug 31; when the spark plug 31 is in position, it projects through the base 26 of the outer casing, through the space between the base 26 of the outer casing and the perforated base 43 and into the neck 43a, so that its interval of ignition is located just inside the inner casing.
A metal ring 44 is attached to the sheet metal wall 41 of the inner shell and contacts the cylindrical inner surface of the inner flange 25c of the ring 25, thereby dividing the space between the wall of the shell. outer casing and the wall of the inner casing in two chambers 45 and 46. The metal pan 44 has a series of axial holes 47 which pass through it to connect the two chambers 45, 46.
The combustion chamber also includes a number of fuel injectors in the form of perforated tubes 48 of different lengths; these tubes are provided, at their inlet ends, with flanged hoops 28a, the flanges of the hoops resting on the cylindrical part 25d of the ring 25 when the fuel injector tubes are put into position by screwing them through radial holes of this ring, and being trapped by the annular member 36. The tubes have a sufficient length to project across the chamber 46, between the walls of the inner and outer casings and well before into the interior 49 of the inner casing, the wall of the inner casing being perforated to allow passage of the tubes.
The perforations 48b, 48c of the tubes 48 are preferably arranged so that the fuel is injected in a direction transverse to that of the gas stream passing through the coribustion chamber and the arrangement is also such that the perforations 48b opening into the chamber. chamber 46 located between the walls of the inner and outer casings, while the perforations 48c open into the interior 49 of the inner casing, at a location well spaced from the perforated base 43. The perforations 48c are significantly more numerous. larger than the perforations 48b which open into the chamber 46.
In service, the collectors 32, 38 are simultaneously supplied with air and fuel, the air entering the chamber 45 and flowing towards the edge of the outer casing 24 and then reversing the direction of its flow to flow. between the deflector 35 and the wall 41 of the inner casing and passing through the axial holes 47 of the ring 44, the air jets which come out of the holes receiving the injection of the fuel coming from the improvements 48b. It is necessary
<Desc / Clms Page number 5>
observe (Figure 3) that the holes 47 are preferably offset from the tubes 48. The fuel / air mixture then enters the inner casing through the perforated base 43, the inner casing where the mixture is ignited by the spark plug 31.
The perforated base
43 serves as a combustion stabilizer, so that the combustion of the air / fuel mixture occurs in the combustion space located between the perforated base 43 and the fuel injector tubes 48; then the additional fuel is injected through the perforations
48c of the tubes injecting the combustion gases as they flow towards the outlet end of the inner casing and this additional fuel is carried downstream with the products of combustion, is vaporized and thus cools the products of the fuel
Lion.
A suitable choice of the pressure of the air supply and of that prevailing in the fuel tank, causes the quantities of air and fuel introduced into the combustion space to have approximately the stoichiometric ratio and it s It follows that the additional fuel, injected after combustion, constitutes a substantial excess of fuel.
For example, the amount of fuel injected by the perforations 48b prior to combustion may be such that the air / fuel ratio is 15: 1 and the amount of additional fuel may be sufficient to reduce the ratio to 3: 1. It should be noted that the use of a certain number of fuel injectors 48, projecting substantially radially inward and comprising a certain number of holes distributed over their length, makes it possible to distribute the excess fuel very evenly. in the combustion gases, which avoids the production of local "hot spots".
The cooled combustion gases then flow into the turbine 20 to actuate it. It should be observed that the turbine can be replaced by a suitable engine of the piston type or other engine and it is understood that the turbine and the other suitable motor are included within the term "thermomechanical transducer". Such a transducer is provided with a device, which is in itself well known, intended to engage the claws 21, 22 when a starting torque is established and to put the claws out of engagement when the engine starts. and that the starting torque ceases to be transmitted.
It has been found that the arrangement according to the present invention not only makes it possible to economically use the air pressure of the air cylinder 11, but also to obtain a substantial reduction in the operating temperatures of the parts, particularly the temperature. turbine or other motor 20, with a resulting increase in the life of the parts. The arrangement of the invention also enables repeated starts to be carried out, if necessary.
CLAIMS
1. Combustion starter which is arranged for the combustion of air and fuel, produced approximately under the stoichiometric ratio, and comprises a device for injecting additional fuel into the products of combustion to cool them beforehand. to use them to produce the starting torque.