EP3430316B1 - Chambre de combustion d'une turbine, notamment d'une turbine a cycle thermodynamique avec recuperateur, pour la production d'energie, en particulier d'energie electrique - Google Patents

Chambre de combustion d'une turbine, notamment d'une turbine a cycle thermodynamique avec recuperateur, pour la production d'energie, en particulier d'energie electrique Download PDF

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EP3430316B1
EP3430316B1 EP17705924.3A EP17705924A EP3430316B1 EP 3430316 B1 EP3430316 B1 EP 3430316B1 EP 17705924 A EP17705924 A EP 17705924A EP 3430316 B1 EP3430316 B1 EP 3430316B1
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EP
European Patent Office
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holes
combustion chamber
turbine
row
diffuser
Prior art date
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EP17705924.3A
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German (de)
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EP3430316A1 (fr
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Hubert BAYA TODA
Jean-Baptiste Michel
Julien Thiriot
Thomas VALIN
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/16—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration with devices inside the flame tube or the combustion chamber to influence the air or gas flow
    • F23R3/18—Flame stabilising means, e.g. flame holders for after-burners of jet-propulsion plants

Definitions

  • the present invention relates to a combustion chamber of a turbine, in particular of a thermodynamic cycle turbine with recuperator, for the production of energy, in particular of electrical energy.
  • It relates more particularly to a microturbine with recuperator for the production of electricity from a liquid or gaseous fuel.
  • microturbine is understood to mean a small power turbine usually less than 200KW.
  • a turbine with recuperator generally comprises at least one compression stage with at least one compressor, a combustion chamber (or burner), at least one expansion stage with at least one expansion turbine, a heat exchange device ( or recuperator) between the compressor and the burner making it possible to heat the gases compressed by the compressor in order to send them at a high temperature to the burner, this exchange device being traversed by the hot gases coming from the turbine.
  • the burner comprises an outer casing through which circulates the hot compressed air coming from the recuperator and from a flame tube, located inside this casing, within which takes place. combustion.
  • the flame tube comprises a primary zone which receives part of the total hot compressed air flow and in which combustion takes place and a dilution zone where mixing takes place between the burnt gases from the primary zone and the compressed gases. hot from dilution holes provided on the tube.
  • the primary zone also includes a perforated diffuser allowing the passage of hot compressed air as well as fuel from a fuel injection system (liquid or gaseous) placed upstream of the diffuser.
  • a fuel injection system liquid or gaseous
  • a turbine with a recuperator has a low compression ratio (of the order of 3 to 5 bars of pressure) and low temperatures at the inlet of the turbine compared to high power aeronautical or stationary gas turbines.
  • the combustion mode allowing low emissions to be achieved is premixed combustion with lean richness.
  • this type of chamber is characterized by a strong interaction between the flame and the wall which requires the choice of expensive materials over a large volume and a system for cooling the walls of the burner generally made up of multiple holes used to create a cushion. air between the flame and the wall.
  • This cooling system entails a significant additional cost in the manufacturing process as well as a complexity of realization.
  • This combustion chamber comprises a housing housing a flame tube with a perforated diffuser for the passage of hot compressed air, a flame stabilizer, combustion gas recirculation passages, a mixing tube and an injection means. of a fuel.
  • a turbine combustion chamber according to the preamble of claim 1 is disclosed by the patent. US2517015 .
  • the applicant has further improved the combustion chamber of the aforementioned patent application so as to obtain an increased reduction in the pollutants resulting from combustion, an absence of soot particles in the exhaust with the usual measuring techniques, a reduction in combustion noise and a reduction in temperature gradients at the inlet of the turbine.
  • the present invention relates to a combustion chamber of a turbine, as described by the subject of claim 1.
  • the diffuser may include a bore for the passage of fuel and the circumferential rows of holes may be arranged concentrically with said bore.
  • the diffuser may have a row of holes with a smaller opening than the hole opening in the other row.
  • the diffuser may include a row of holes the number of which is greater than the number of holes in the other row.
  • the diffuser may include holes with a shape in a closed curve.
  • the diffuser may include holes in which the angular difference between two neighboring holes in one row is a multiple or a sub-multiple of the angular difference between two holes in the other row.
  • the perforated diffuser can carry the mixing tube by arms.
  • the invention also relates to a turbine, in particular of a thermodynamic cycle turbine with recuperator, for the production of energy, in particular of electrical energy, comprising at least one compression stage with at least one gas compressor, an exchanger heat, a combustion chamber supplied with fuel by at least one reservoir, at least one expansion stage with at least one expansion turbine connected by a shaft to the compressor, and an energy production means, characterized in that it comprises a combustion chamber as defined above.
  • the illustrated turbine is more particularly a microturbine 10, operating from at least one fuel, such as a liquid fuel, for example of gas oil type, or a gaseous fuel, such as natural gas.
  • a fuel such as a liquid fuel, for example of gas oil type, or a gaseous fuel, such as natural gas.
  • the turbine comprises at least one compression stage 12 with at least one gas compressor 14, a heat exchanger 16 (or recuperator), a combustion chamber 18 (or burner) supplied with fuel by at least one reservoir 20, at least an expansion stage 22 with at least one expansion turbine 24 connected by a shaft 26 to the compressor.
  • This turbine also comprises an energy production means, here electric, which comprises an electric generator 28 advantageously placed on the shaft 26 between the compressor and the turbine.
  • this generator can be alternately connected to the expansion turbine or to the compressor by a shaft other than that connecting the turbine and the compressor.
  • the compressor 14 comprises an inlet 30 for fresh gas containing oxygen, here outside air generally at ambient temperature, and a compressed air outlet 32 leading to a compressed air inlet 34 of the exchanger 16.
  • the hot compressed air outlet 36 of the exchanger 16 arrives at a hot compressed air inlet 38 of the burner 18.
  • the superheated gas outlet 40 of the burner is connected to the inlet 42 of the turbine whose outlet 44 is connected to another inlet 46 of the exchanger.
  • the exchanger 16 also comprises a cooled gas outlet 48 to be directed to all means of evacuation and treatment, such as a chimney (not shown).
  • the burner 18 comprises an outer casing 50, here of cylindrical shape, closed at one of its ends by an injector-holder partition 52 and at the other of its ends by a partition 54 with an opening 56 of diameter less than that of the casing 50.
  • This burner also comprises a flame tube 58, here also of substantially cylindrical shape, housed coaxially in the casing while being of smaller diameter than the casing but of identical diameter to that of the opening 56 of the annular partition 54 .
  • This tube comprises an end closed by a diffusion partition 60 opposite and at a distance from the injector-holder partition 52 and an open end 62 which passes through the annular partition by cooperating in sealing with the internal diameter of this annular partition to form the outlet 40 of this burner.
  • the housing carries, on its periphery and close to the annular partition 54, the hot compressed air intake 38 to introduce this air into the space formed between the housing and the flame tube as well as into the space formed between the injector-holder partition and the diffusion partition.
  • the injector-holder partition comprises a plate 64, through which is mounted an injection means 66 of at least one fuel, in the form of an injector coaxial with the flame tube.
  • This plate is surrounded by an air deflecting wall 68, here semi-toric, the concavity of which is directed towards the flame tube and which is connected to the periphery of the housing.
  • the flame tube comprises circumferential rows of radial dilution orifices 70 placed at a distance from the diffusion partition 60 and close to the annular partition of the housing, being distributed regularly advantageously opposite the inlet 38.
  • This flame tube also comprises a flame stabilizer 72 which is placed on the diffusion partition 60 and inside the tube being housed in an orifice 74 provided in this diffusion partition.
  • the burner also includes an ignition device 76 for a fuel mixture.
  • this device can be a spark plug of the type for a spark-ignition internal combustion engine, a glow plug, ignition electrodes, etc.
  • This stabilizer comprises a perforated air diffuser 78 in the form of a flat circular sole 80 intended to be housed in the orifice 74 of the diffusion partition 60.
  • This sole comprises a central axial bore 82 for the passage of the fuel coming from the injector 64 and comprises a multiplicity of holes 84 which pass through the thickness of the sole while being in the same axial direction as that of the bore.
  • the holes 84 are distributed in a multiplicity of circumferential rows concentric with the bore 82.
  • One of the rows C1 of holes called the outer row, which is located closest to the outer edge of the sole, includes holes 84a which have an opening which is smaller than the opening of the holes 84b of the other row C2 of holes.
  • the holes are circular in shape and the holes 84a of the outer row have a diameter D1 which is smaller than the diameter D2 of the holes 84b of the other row C2 of holes.
  • the holes 84a of the outer row C1 are advantageously in greater number than those of the inner row C2 In the example illustrated, the holes 84a are twice as numerous as those of the inner row.
  • the shape of the holes 84a, 84b is not limited to that of the circular shape, as illustrated in the figures, but can be any other shape with a closed curve, such as a square, ellipsoidal, trapezoidal, triangular shape. , etc.
  • the circumferential angular deviation between two neighboring holes can be constant or variable throughout the row.
  • the angular difference between two neighboring holes in one row can be a multiple or a sub-multiple of the angular difference between two holes in the other row.
  • the angular difference ⁇ between two neighboring holes 84a of the outer row is half of the angle ⁇ between two neighboring holes of the inner row.
  • the sole 80 continues in an axial direction and away from the partition by axial arms 86, here three arms arranged at 120 ° to each other, and carrying at their ends a mixing tube 88 of outside diameter smaller than inner diameter of flame tube 58.
  • the fuel here in liquid form
  • the injector 64 towards the perforated sole 80 to pass through the central hole 82.
  • the hot compressed air coming from the inlet 38 enters the space 90 between the partitions, is then deflected by the deflector wall 68.
  • This air then passes through the holes 84a and 84b of the sole and is directed into the mixing tube 88 in which the evaporation of the liquid fuel takes place, then combustion.
  • the recirculations around the flame holder are favored and the air passage speed is relatively high.

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Description

  • La présente invention se rapporte à une chambre de combustion d'une turbine, notamment d'une turbine à cycle thermodynamique avec récupérateur, pour la production d'énergie, notamment d'énergie électrique.
  • Elle concerne plus particulièrement une microturbine avec récupérateur pour la production d'électricité à partir d'un combustible liquide ou gazeux.
  • Généralement, il est entendu par microturbine une turbine de petite puissance usuellement inférieure à 200KW.
  • Comme mieux décrit dans la demande WO 2012/039611 , une turbine avec récupérateur comprend généralement au moins un étage de compression avec au moins un compresseur, une chambre de combustion (ou brûleur), au moins un étage de détente avec au moins une turbine de détente, un dispositif d'échange de chaleur (ou récupérateur) entre le compresseur et le brûleur permettant de chauffer les gaz comprimés par le compresseur pour les envoyer avec une température élevée au brûleur, ce dispositif d'échange étant parcouru par les gaz chauds provenant de la turbine.
  • Tel que cela est décrit dans la demande précitée, le brûleur comprend un boîtier extérieur au travers duquel circule l'air comprimé chaud provenant du récupérateur et d'un tube à flamme, situé à l'intérieur de ce boîtier, au sein duquel a lieu la combustion.
  • Le tube à flamme comprend une zone primaire qui reçoit une partie du débit d'air comprimé chaud total et dans laquelle se produit la combustion et une zone de dilution où a lieu le mélange entre les gaz brûlés issus de la zone primaire et des gaz comprimés chauds provenant de trous de dilution prévus sur le tube.
  • La zone primaire comprend en outre un diffuseur perforé permettant le passage de l'air comprimé chaud ainsi que du combustible provenant d'un système d'injection de combustible (liquide ou gazeux) placé en amont du diffuseur.
  • Généralement, une turbine avec récupérateur présente un faible taux de compression (de l'ordre de 3 à 5 bars de pression) et des températures faibles en entrée de la turbine en comparaison des turbines à gaz aéronautiques ou stationnaires hautes puissances.
  • L'une des conséquences de ces caractéristiques de fonctionnement est la richesse globale dans la chambre de combustion, inférieure à 0,20 en général, c'est-à-dire en-deçà des limites d'inflammabilité du combustible.
  • De plus, se pose le problème de la pré-vaporisation du combustible dans le cas d'un combustible liquide.
  • Généralement, le mode de combustion permettant d'atteindre de faibles émissions est la combustion pré-mélangée avec richesse pauvre.
  • Cependant, ce type de combustion pose d'importants problèmes quant à la stabilisation de la flamme. Ces problèmes sont d'autant plus renforcés par l'action du récupérateur qui augmente la température de l'air en entrée du brûleur en accentuant les risques d'instabilité de la flamme.
  • De plus, le coût de conception est également un verrou. En effet, ce type de chambre est caractérisé par une forte interaction entre la flamme et la paroi ce qui nécessite le choix de matériaux onéreux sur un important volume et un système de refroidissement des parois du brûleur généralement constitué de multiple trous servant à créer un coussin d'air entre la flamme et la paroi. Ce système de refroidissement entraine un surcoût non négligeable dans le processus de fabrication ainsi qu'une complexité de réalisation.
  • Tous ces inconvénients rendent difficile une combustion complète et le respect des exigences de faibles émissions en terme de d'oxydes d'azote (NOx), d'oxyde de carbone (CO), d'hydrocarbures imbrûlés (HC) et de particules (PM).
  • Pour améliorer les turbines précitées, le demandeur a proposé une nouvelle chambre de combustion d'une turbine, comme cela est mieux décrit dans le brevet FR3041742 .
  • Cette chambre de combustion comporte un boîtier logeant un tube à flamme avec un diffuseur perforé pour le passage de l'air comprimé chaud, un stabilisateur de flamme, des passages de recirculation de gaz de combustion, un tube de mélange et un moyen d'injection d'un combustible.
  • Une chambre de combustion de turbine selon le préambule de la revendication 1 est décrite par le brevet US2517015 .
  • Le demandeur a encore plus amélioré la chambre de combustion de la demande de brevet précitée de manière à obtenir une réduction accrue des polluants résultant de la combustion, une absence de particules de suies à l'échappement avec les techniques de mesures usuelles, une réduction de bruit de combustion et une réduction des gradients de température en entrée de la turbine.
  • A cet effet, la présente invention concerne une chambre de combustion d'une turbine, telle que décrite par l'objet de la revendication 1.
  • Le diffuseur peut comprendre un alésage pour le passage du combustible et les rangées circonférentielles de trous peuvent être disposées concentriquement audit alésage.
  • Le diffuseur peut comprendre une rangée de trous dont l'ouverture est plus petite que l'ouverture des trous de l'autre rangée.
  • Le diffuseur peut comprendre une rangée de trous dont le nombre est plus élevé que le nombre de trous de l'autre rangée.
  • Le diffuseur peut comprendre des trous avec une forme selon une courbe fermée.
  • Le diffuseur peut comprendre des trous dont l'écart angulaire entre deux trous voisins d'une rangée est un multiple ou un sous multiple de l'écart angulaire entre deux trous de l'autre rangée.
  • Le diffuseur perforé peut porter le tube mélangeur par des bras.
  • L'invention concerne également une turbine, notamment d'une turbine à cycle thermodynamique avec récupérateur, pour la production d'énergie, en particulier d'énergie électrique, comprenant au moins un étage de compression avec au moins un compresseur de gaz, un échangeur de chaleur, une chambre de combustion alimentée en combustible par au moins un réservoir, au moins un étage de détente avec au moins une turbine de détente reliée par un arbre au compresseur, et un moyen de production d'énergie, caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre de combustion comme définie précédemment.
  • Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître maintenant à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et à laquelle sont annexées :
    • la figure 1 qui est un schéma illustrant une turbine avec une chambre de combustion selon l'invention pour la production d'énergie, notamment d'énergie électrique,
    • la figure 2 qui est une vue en coupe axiale montrant la chambre de combustion selon l'invention,
    • la figure 3 qui est une vue en perspective d'un élément de la chambre de combustion selon l'invention et
    • la figure 4 qui est une vue latérale selon la flèche A de l'élément de la chambre de combustion de la figure 3.
  • Sur la figure 1, la turbine illustrée est plus particulièrement une microturbine 10, fonctionnant à partir d'au moins un combustible, tel qu'un combustible liquide, par exemple de type gazole, ou un combustible gazeux, tel que du gaz naturel.
  • La turbine comprend au moins un étage de compression 12 avec au moins un compresseur de gaz 14, un échangeur de chaleur 16 (ou récupérateur), une chambre de combustion 18 (ou brûleur) alimentée en combustible par au moins un réservoir 20, au moins un étage de détente 22 avec au moins une turbine de détente 24 reliée par un arbre 26 au compresseur. Cette turbine comprend également un moyen de production d'énergie, ici électrique, qui comporte une génératrice électrique 28 placée avantageusement sur l'arbre 26 entre le compresseur et la turbine.
  • Bien entendu, cette génératrice peut être alternativement reliée à la turbine de détente ou au compresseur par un arbre autre que celui reliant la turbine et le compresseur.
  • Le compresseur 14 comprend une entrée 30 de gaz frais contenant de l'oxygène, ici de l'air extérieur généralement à température ambiante, et une sortie d'air comprimé 32 aboutissant à une entrée d'air comprimé 34 de l'échangeur 16. La sortie d'air comprimé chaud 36 de l'échangeur 16 arrive à une admission d'air comprimé chaud 38 du brûleur 18. La sortie de gaz surchauffés 40 du brûleur est connectée à l'entrée 42 de la turbine dont la sortie 44 est reliée à une autre entrée 46 de l'échangeur. L'échangeur 16 comprend également une sortie de gaz refroidis 48 pour être dirigés vers tous moyens d'évacuation et de traitement, comme une cheminée (non représentée).
  • En se rapportant à la figure 2, le brûleur 18 comprend un boîtier extérieur 50, ici de forme cylindrique, fermé à l'une de ses extrémités par une cloison porte-injecteur 52 et à l'autre de ses extrémités par une cloison 54 avec une ouverture 56 de diamètre inférieur à celui du boîtier 50. Ce brûleur comprend également un tube à flamme 58, ici également de forme sensiblement cylindrique, logé coaxialement dans le boîtier en étant de diamètre inférieur au boîtier mais de diamètre identique à celui de l'ouverture 56 de la cloison annulaire 54.
  • Ce tube comprend une extrémité fermée par une cloison de diffusion 60 en regard et à distance de la cloison porte-injecteur 52 et une extrémité ouverte 62 qui traverse la cloison annulaire en coopérant à étanchéité avec le diamètre intérieur de cette cloison annulaire pour former la sortie 40 de ce brûleur.
  • Le boîtier porte, sur sa périphérie et à proximité de la cloison annulaire 54, l'admission d'air comprimé chaud 38 pour introduire cet air dans l'espace formé entre le boîtier et le tube à flamme ainsi que dans l'espace formé entre la cloison porte-injecteur et la cloison de diffusion.
  • Comme mieux illustré sur la figure 2, la cloison porte-injecteur comprend une plaque 64, au travers de laquelle est monté un moyen d'injection 66 d'au moins un combustible, sous la forme d'un injecteur coaxial au tube à flamme. Cette plaque est entourée d'une paroi déflectrice d'air 68, ici semi-torique dont la concavité est dirigée vers le tube à flamme et qui est reliée à la périphérie du boîtier.
  • Le tube à flamme comprend des rangées circonférentielles d'orifices de dilution radiaux 70 placés à distance de la cloison de diffusion 60 et à proximité de la cloison annulaire du boîtier en étant reparties régulièrement avantageusement en regard de l'admission 38.
  • Ce tube à flamme comprend également un stabilisateur de flamme 72 qui est placé sur la cloison de diffusion 60 et à l'intérieur du tube en étant logé dans un orifice 74 prévu dans cette cloison de diffusion.
  • Le brûleur comprend également un dispositif d'allumage 76 pour un mélange carburé. A titre d'exemple, ce dispositif peut être une bougie du type pour moteur à combustion interne à allumage commandé, une bougie de préchauffage, des électrodes d'allumage, ...
  • On se rapporte maintenant en plus aux figures 3 et 4 qui illustrent un exemple de réalisation de stabilisateur de flamme 72.
  • Ce stabilisateur comprend un diffuseur d'air perforé 78 sous la forme d'une semelle circulaire plane 80 prévue pour être logée dans l'orifice 74 de la cloison de diffusion 60.
  • Cette semelle comprend un alésage axial central 82 pour le passage du combustible provenant de l'injecteur 64 et comporte une multiplicité de trous 84 qui traversent l'épaisseur de la semelle en étant de même direction axial que celle de l'alésage.
  • Comme mieux visible sur ces figures, les trous 84 sont répartis selon une multiplicité de rangées circonférentielles concentriques à l'alésage 82.
  • L'exemple illustré sur ces figures montrent que ces trous sont réparties régulièrement circonférentiellement selon deux rangées circonférentielles C1 et C2.
  • Une des rangées C1 de trous, baptisée rangée externe, qui est située le plus près du bord externe de la semelle, comprend des trous 84a qui ont une ouverture qui est plus petite que l'ouverture des trous 84b de l'autre rangée C2 de trous.
  • Plus précisément, les trous sont de forme circulaire et les trous 84a de la rangée externe ont un diamètre D1 qui est plus petit que le diamètre D2 des trous 84b de l'autre rangée C2 de trous.
  • Les trous 84a de la rangée externe C1 sont avantageusement en plus grand nombre que ceux de la rangée interne C2 Dans l'exemple illustré, les trous 84a sont deux fois plus nombreux que ceux de la rangée interne.
  • Bien entendu, la forme des trous 84a, 84b n'est pas limitée à celle de la forme circulaire, comme illustrée sur les figures, mais peut être une toute autre forme avec une courbe fermée, comme une forme carrée, ellipsoïdale, trapézoïdale, triangulaire, etc.
  • De même, l'écart angulaire circonférentiel entre deux trous voisins peut être constant ou variable tout au long de la rangée.
  • Enfin, l'écart angulaire entre deux trous voisins d'une rangée peut être un multiple ou un sous multiple de l'écart angulaire entre deux trous de l'autre rangée.
  • Ainsi pour la rangée externe, l'écart angulaire α entre deux trous voisins 84a de la rangée externe est la moitié de l'angle β entre deux trous voisins de la rangée interne.
  • En revenant à la figure 3, la semelle 80 se poursuit dans une direction axiale et à l'opposé de la cloison par des bras axiaux 86, ici trois bras disposés à 120° les uns des autres, et portant à leurs extrémités un tube mélangeur 88 de diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du tube à flamme 58.
  • Il peut aussi être prévu que le tube mélangeur 88 soit relié par des bras radiaux au tube à flamme 58 au lieu d'être relié à la semelle
  • En fonctionnement, le combustible, ici sous forme liquide, est injecté par l'injecteur 64 en direction de la semelle perforée 80 pour traverser le trou central 82. L'air comprimé chaud provenant de l'admission 38 pénètre dans l'espace 90 entre les cloisons, est ensuite dévié par la paroi déflectrice 68. Cet air traverse ensuite les trous 84a et 84b de la semelle et est dirigé dans le tube mélangeur 88 dans lequel a lieu l'évaporation du combustible liquide, puis la combustion.
  • Grâce à la disposition des rangées de trous, les recirculations autour de l'accroche flamme sont favorisées et la vitesse de passage de l'air est relativement importante.
  • De plus, la localisation d'une rangée de trous qui viennent raser le tube accroche flamme permet d'augmenter le débit qui circule.
  • Ainsi en favorisant les recirculations et avec une vitesse d'air suffisante,
    • on évite la stabilisation de la flamme dans l'accroche flamme, ce qui conduit à une structure de type flamme jet diffusive,
    • on recircule des gaz brûlés qui favorisent l'évaporation, et plus généralement le mélange, et les gouttes de combustible sont évaporées avant d'arriver dans la flamme,
    • on a une combustion relativement prémélangée, c'est-à-dire sans zones riches donc avec des productions de polluants faibles,
    • la chambre de combustion peut fonctionner à des richesses moyennes faibles, par exemple à 0,35 en limite de stabilité.

Claims (8)

  1. Chambre de combustion (18) d'une turbine, notamment d'une turbine à cycle thermodynamique avec récupérateur, pour la production d'énergie, en particulier d'énergie électrique, comportant un boîtier (50) logeant un tube à flamme (58) avec une cloison de diffusion (60) portant un stabilisateur de flamme (72) comprenant un diffuseur d'air perforé (78) et un tube mélangeur (88), ladite chambre comportant en outre un moyen d'injection (64) d'au moins un combustible, le diffuseur perforé (78) comprenant au moins deux rangées circonférentielles (C1, C2) de trous (84; 84a, 84b) et le boîtier (50) de forme cylindrique étant fermé à l'une de ses extrémités par une cloison porte-injecteur (52) et à l'autre de ses extrémités par une cloison (54) avec une ouverture (56) de diamètre inférieur à celui dudit boîtier (50), caractérisée en ce que ladite cloison porte-injecteur (52) comprend une plaque (64), au travers de laquelle est monté ledit moyen d'injection (66) d'au moins un combustible, sous la forme d'un injecteur coaxial au tube à flamme, ladite plaque (64) étant entourée d'une paroi déflectrice d'air (68) semi-torique dont la concavité est dirigée vers le tube à flamme (58) et qui est reliée à la périphérie du boîtier (50).
  2. Chambre de combustion selon la revendication 1, caractérisée en ce que le diffuseur comprend un alésage (82) pour le passage du combustible et en ce que les rangées circonférentielles (C1, C2) de trous sont disposées concentriquement audit alésage.
  3. Chambre de combustion selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le diffuseur comprend une rangée (C1) de trous (84a) dont l'ouverture (D1) est plus petite que l'ouverture (D2) des trous (84b) de l'autre rangée (C2).
  4. Chambre de combustion selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diffuseur comprend une rangée (C1) de trous (84a) dont le nombre est plus élevé que le nombre de trous (84b) de l'autre rangée.
  5. Chambre de combustion selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diffuseur comprend des trous (84; 84a, 84b) avec une forme selon une courbe fermée.
  6. Chambre de combustion selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diffuseur comprend des trous (84a, 8b) dont l'écart angulaire (α, β) entre deux trous voisins (84a) d'une rangée est un multiple ou un sous multiple de l'écart angulaire (β, α) entre deux trous (84b) de l'autre rangée.
  7. Chambre de combustion selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diffuseur perforé (78) porte le tube mélangeur (88) par des bras (86).
  8. Turbine, notamment d'une turbine à cycle thermodynamique avec récupérateur, pour la production d'énergie, en particulier d'énergie électrique, comprenant au moins un étage de compression (12) avec au moins un compresseur de gaz (14), un échangeur de chaleur (16), une chambre de combustion (18) alimentée en combustible par au moins un réservoir (20), au moins un étage de détente (22) avec au moins une turbine de détente (24) reliée par un arbre (26) au compresseur, et un moyen de production d'énergie (28), caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre de combustion (18) selon l'une des revendications précédentes.
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