Claims (1)
**ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **.
** ATTENTION ** start of field CLMS can contain end of DESC **.
On connait les avantages de la combustion pulsatoire du point de vue du rendement thermique. On sait aussi que ce mode de combustion conduit à des constructions relativement simples du fait qu'il permet la suppression du dispositif d'alimentation en air sous pression. Ce sont les raisons pour lesquelles ce mode de combustion a fait l'objet, depuis plusieurs années, de recherches qui ont abouti à quelques solutions.
We know the advantages of pulsating combustion from the point of view of thermal efficiency. It is also known that this method of combustion leads to relatively simple constructions owing to the fact that it allows the elimination of the pressurized air supply device. These are the reasons why this method of combustion has been the subject, for several years, of research which resulted in some solutions.
Ce mode ce combustion pose divers problèmes, notamment celui qui consiste à amorcer la combustion pulsatoire et à entretenir le régime pulsatoire une fois l'amorçage obtenu. On a constaté, en effet. que l'injection du mélange combustible constitue un facteur important pour l'entretien d'une combustion pulsatoire.
This mode of combustion poses various problems, in particular that which consists in initiating the pulsating combustion and maintaining the pulsating regime once the ignition has been obtained. We have found, indeed. that the injection of the combustible mixture constitutes an important factor for the maintenance of a pulsating combustion.
Suivant le mode d'injection, la combustion ne peut être que partiellement pulsatoire. Dans certains cas, on a même remarqué que la combustion pulsatoire peut passer au régime continu. A cette occasion, et en utilisant une alimentation d'air sous pression, on a mesuré d'ailleurs une brusque augmentation de la température des gaz d'échappement, ce qui démontre que le rendement thermique est supérieur avec la combustion pulsatoire, et cela en raison de l'amélioration du coefficient de transfert de chaleur résultant des pulsations de l'écoulement.
Depending on the injection mode, combustion can only be partially pulsating. In some cases, it has even been noticed that the pulsating combustion can switch to continuous mode. On this occasion, and using a pressurized air supply, a sudden increase in the temperature of the exhaust gases was measured, which demonstrates that the thermal efficiency is greater with pulsating combustion, and this in due to the improvement in the heat transfer coefficient resulting from the pulsation of the flow.
Des essais ont révélé que la combustion pulsatoire est plus stable lorsque l'alimentation du mélange combustible s'effectue sous forme d'un écoulement à tourbillons. II est vraisemblable que les perturbations périodiques de l'écoulement favorisent l'amorçage initial puis l'entretien de la combustion pulsatoire.
Tests have shown that pulsating combustion is more stable when the fuel mixture is fed in the form of a vortex flow. It is likely that the periodic disturbances of the flow favor the initial initiation and then the maintenance of the pulsating combustion.
Le but de la présente invention est de former un écoulement à tourbillons pour alimenter une chambre de combustion pulsatoire en mélange combustible.
The object of the present invention is to form a vortex flow for supplying a pulsating combustion chamber with a combustible mixture.
A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif d'injection d'un mélange combustible dans une chambre de combustion pulsatoire, comprenant un conduit d'alimentation en mélange air-gaz combustible. Ce dispositif d'injection est caractérisé par le fait que le conduit d'alimentation du gaz est sensiblement coaxial à l'intérieur du conduit d'aspiration d'air et se termine par une tête d'injection, située en retrait par rapport à l'extrémité aval dudit conduit d'aspiration, et munie de buses d'injection formant des angles respectifs aigus avec l'axe commun desdits conduits et par le ait qu'un manchon entoure ladite tête, et que l'arête circulaire formée par l'extrémité aval de ce manchon est située dans les trajectoires des jets de gaz respectifs émis par lesdites buses,
To this end, the present invention relates to a device for injecting a combustible mixture into a pulsating combustion chamber, comprising a supply pipe for the air-combustible gas mixture. This injection device is characterized by the fact that the gas supply duct is substantially coaxial inside the air suction duct and ends with an injection head, set back with respect to the 'downstream end of said suction duct, and provided with injection nozzles forming respective acute angles with the common axis of said ducts and by having a sleeve surrounds said head, and that the circular ridge formed by the downstream end of this sleeve is located in the paths of the respective gas jets emitted by said nozzles,
de manière à communiquer des mouvements tourbillonnaires auxdits jets lors de eur passage au-delà de cette arête.
so as to impart vortex movements to said jets when they pass beyond this ridge.
La solution préconisée est extrêmement simple; en outre, la présence de plusieurs buses dans la tête d'injection permet d'obtenir. d'une part un débit élevé, et d'autre part une bonne répartition du mélange combustible ainsi qu'un bon mélange air-gaz combustible.
The recommended solution is extremely simple; in addition, the presence of several nozzles in the injection head makes it possible to obtain. on the one hand a high flow rate, and on the other hand a good distribution of the fuel mixture as well as a good air-fuel gas mixture.
La figure unique du dessin annexé représente trés schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du dispositif d'injection objet de la présente invention monté dans une chambre de combustion d'un pulsoréacteur.
The single figure of the appended drawing shows very schematically and by way of example an embodiment of the injection device which is the subject of the present invention mounted in a combustion chamber of a pulsoreactor.
La chambre de combustion I représentée constitue la chambre de combustion d'un pulsoréacteur qui fait partie d'un appareil destiné au chauffage de l'eau. C'est la raison pour laquelle cette chambre I est montée dans un réservoir 2 relié à une source d'eau froide (non représentée) par un conduit d'alimentation 3. Le conduit d'évacuation de l'eau chaude n'est pas représenté sur cette figure du fait qu'il se trouve à l'autre extrémité non visible du réservoir 2 située au voisinage de l'extrémité d'évacuation du conduit d'échappement de la chambre de combustion.
The combustion chamber I shown constitutes the combustion chamber of a pulsoreactor which forms part of an apparatus intended for heating water. This is the reason why this chamber I is mounted in a tank 2 connected to a cold water source (not shown) by a supply pipe 3. The hot water discharge pipe is not shown in this figure owing to the fact that it is located at the other non-visible end of the tank 2 located in the vicinity of the discharge end of the exhaust duct of the combustion chamber.
Un tube d'admission 4 d'un mélangeur air-gaz combustible traverse la paroi de la chambre de combustion et pénètre d'une certaine longueur à l'intérieur de cette chambre. L'extrémité amont de ce tube 4 se termine par un tronçon conique 5 qui joue le rôle de valve aérodynamique destinée à créer une résistance plus grande aux écoulements de fluides sortants qu'aux écoulements entrants.
An intake tube 4 of an air-fuel gas mixer passes through the wall of the combustion chamber and penetrates a certain length inside this chamber. The upstream end of this tube 4 ends in a conical section 5 which acts as an aerodynamic valve intended to create greater resistance to the outgoing flows of fluids than to the incoming flows.
Le tube d'admission est traversé axialement par un conduit 6 relié à une source d'alimentation de gaz combustible sous pression (non représentée). L'extrémité aval de ce conduit 6 porte une tête d'injection 7 formée par un cône creux traversé par quatre buses 8 réparties angulairement sur le cône et traversant la paroi du cône perpendiculairement aux génératrices passant par les axes respectifs de ces buses.
The inlet tube is axially crossed by a conduit 6 connected to a supply source of pressurized fuel gas (not shown). The downstream end of this duct 6 carries an injection head 7 formed by a hollow cone through which four nozzles 8 distributed angularly on the cone and passing through the wall of the cone perpendicularly to the generators passing through the respective axes of these nozzles.
Un manchon 9 est monté concentriquement au conduit 6 et entoure la tête d'injection 7. Ce manchon est fixé au conduit 6 par un second manchon 10 de diamètre plus petit, fixé au conduit 6 par une vis 10a et relié au manchon 9 par trois tiges 11 réparties angulairement et dont une est visible sur le dessin. L'extrémité aval du manchon 9 est usinée en forme de tronc de cône dont le sommet est tourné vers l'intérieur du manchon 9, formant ainsi une arête vive à l'extrémité du manchon 9.
A sleeve 9 is mounted concentrically to the duct 6 and surrounds the injection head 7. This sleeve is fixed to the duct 6 by a second sleeve 10 of smaller diameter, fixed to the duct 6 by a screw 10a and connected to the sleeve 9 by three rods 11 distributed angularly and one of which is visible in the drawing. The downstream end of the sleeve 9 is machined in the form of a truncated cone, the apex of which is turned towards the inside of the sleeve 9, thus forming a sharp edge at the end of the sleeve 9.
De préférence, le dispositif d'injection décrit comporte encore deux injecteurs auxiliaires 12 et 13 appelés également injecteurs de démarrage. Ces injecteurs auxiliaires 12 et 13 se terminent à l'intérieur de la chambre de combustion I par deux têtes tronconiques 14, respectivement 15, munies de deux buses respectives 16 et 17. Ces deux buses sont dirigées de manière à former des jets dirigés en aval de la tête d'injection 7, devant l'extrémité du tube d'admission 4. Toutefois, ces jets ne sont pas dirigés sur l'axe du tube d'admission 4. Ces deux injecteurs auxiliaires 12 et 13 sont reliés sélectivement à la source de gaz susmentionnée par une valve de commande 18.
Preferably, the injection device described further comprises two auxiliary injectors 12 and 13 also called starter injectors. These auxiliary injectors 12 and 13 end inside the combustion chamber I by two frustoconical heads 14, respectively 15, provided with two respective nozzles 16 and 17. These two nozzles are directed so as to form jets directed downstream. of the injection head 7, in front of the end of the intake tube 4. However, these jets are not directed on the axis of the intake tube 4. These two auxiliary injectors 12 and 13 are selectively connected to the aforementioned gas source by a control valve 18.
Les buses 16 et 17 des injecteurs auxiliaires 12 et 13 d'une part, et celles, 8, de l'injecteur principal 7 d'autre part, sont dimensionnées de manière que le débit de gaz des buses 16 et 17 soit égal à 10% du débit de gaz des buses 8.
The nozzles 16 and 17 of the auxiliary injectors 12 and 13 on the one hand, and those, 8, of the main injector 7 on the other hand, are dimensioned so that the gas flow rate of the nozzles 16 and 17 is equal to 10 % of nozzle gas flow 8.
Une électrode d'allumage 20 disposée dans la chambre de combustion 1 vis-à-vis d'une contre-électrode 21 est reliée, dans cet exemple, à une bobine d'allumage 22 alimentée par une batterie 23. Bien entendu, on peut avoir recours à d'autres sources d'alimentation à tension élevée.
An ignition electrode 20 disposed in the combustion chamber 1 vis-à-vis a counter electrode 21 is connected, in this example, to an ignition coil 22 supplied by a battery 23. Of course, one can use other high voltage power sources.
L'amorçage de la combustion pulsatoire est obtenu à l'aide des injecteurs auxiliaires 12 et 13, en les alimentant seuls grâce à la valve de commande 18. On fait jaillir simultanément des étincelles de l'électrode d'allumage 20 pour obtenir une combustion continue. Il est alors possible d'amorcer progressivement la combustion pulsatoire en alimentant le conduit 6 en gaz combustible.
The initiation of the pulsating combustion is obtained with the aid of the auxiliary injectors 12 and 13, by supplying them alone thanks to the control valve 18. Sparks are simultaneously made from the ignition electrode 20 to obtain combustion. keep on going. It is then possible to gradually initiate the pulsating combustion by supplying the pipe 6 with combustible gas.
Ce gaz est divisé en quatre jets par les quatre buses 8 et le manchon 9 est réglé axialement pour que l'arête vive formée à son extrémité aval intercepte ces jets et forme ainsi des tourbillons qui créent des perturbations périodiques de l'écoulement des jets de gaz, qui favorisent l'amorçage puis l'entretien de la combustion pulsatoire. La position axiale du manchon 9 peut être modifiée en desserrant la vis 10a et en faisant coulisser le manchon 10 le long du conduit 6.
This gas is divided into four jets by the four nozzles 8 and the sleeve 9 is adjusted axially so that the sharp edge formed at its downstream end intercepts these jets and thus forms vortices which create periodic disturbances in the flow of the jets of gases, which promote the initiation and then maintenance of pulsating combustion. The axial position of the sleeve 9 can be changed by loosening the screw 10a and sliding the sleeve 10 along the duct 6.
Lorsque cette combustion pulsatoire est amorcée, on ferme la valve 18. Les injecteurs auxiliaires 12 et 13 ne sont donc utilisés qu'au moment du démarrage de la combustion; ils permettent, en établissant une combustion continue, de passer au régime de la combustion pulsatoire sans que des explosions particulièrement bruyantes se produisent, assurant ainsi un démarrage régulier et répétitif du pulsoréacteur.
When this pulsating combustion is initiated, the valve 18 is closed. The auxiliary injectors 12 and 13 are therefore only used when the combustion is started; they make it possible, by establishing continuous combustion, to switch to pulsating combustion speed without particularly noisy explosions occurring, thus ensuring regular and repetitive starting of the pulsoreactor.
La tête d'injecteur 7 et le manchon 9 sont réalisés en acier inoxydable alors que les injecteurs auxiliaires 12 et 13 sont en laiton.
The injector head 7 and the sleeve 9 are made of stainless steel while the auxiliary injectors 12 and 13 are made of brass.
REVENDICATION
CLAIM
Dispositif d'injection d'un mélange combustible dans une chambre à combustion pulsatoire, comprenant un conduit d'alimentation en mélange air-gaz combustible, caractérisé par le fait que le conduit d'alimentation du gaz est sensiblement coaxial à l'intérieur du conduit d'aspiration d'air et se termine par une tête d'injection, située en retrait par rapport à l'extrémité aval dudit conduit d'aspiration, et munie de buses d'injection formant des
Device for injecting a combustible mixture into a pulsating combustion chamber, comprising a supply duct for the air-fuel gas mixture, characterized in that the gas supply duct is substantially coaxial inside the duct suction air and ends with an injection head, set back relative to the downstream end of said suction duct, and provided with injection nozzles forming
angles respectifs aigus avec l'axe commun desdits conduits et par le fait qu'un manchon entoure ladite tête, et que l'arête circulaire formée par l'extrémité aval de ce manchon est située dans les trajectoires des jets de gaz respectifs émis par lesdites buses, de manière à communiquer des mouvements tourbillonnaires auxdits jets lors de leur passage au-delà de cette arête.
respective acute angles with the common axis of said ducts and by the fact that a sleeve surrounds said head, and that the circular ridge formed by the downstream end of this sleeve is located in the paths of the respective gas jets emitted by said nozzles, so as to impart vortex movements to said jets as they pass beyond this ridge.
SOUS-REVENDICATION
Dispositif selon la revendication, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un injecteur auxiliaire dont la tête d'injection se trouve à l'extérieur dudit conduit d'aspiration, cette tête présentant une buse orientée en direction d'une zone située en aval de la tête d'injection dudit conduit d'aspiration et à une certaine distance de l'axe de la chambre de combustion et dudit conduit, et des moyens pour relier sélectivement ledit injecteur auxiliaire à une source de gaz sous pression.
SUB-CLAIM
Device according to claim, characterized in that it comprises at least one auxiliary injector, the injection head of which is located outside said suction duct, this head having a nozzle oriented in the direction of a zone located in downstream of the injection head of said suction duct and at a certain distance from the axis of the combustion chamber and of said duct, and means for selectively connecting said auxiliary injector to a source of pressurized gas.