FR2519079A1

FR2519079A1 - Pulverisateur de carburant pour chambre de combustion de turbomachines

Info

Publication number: FR2519079A1
Application number: FR8221585A
Authority: FR
Inventors: Arthur Sotheran
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1981-12-24
Filing date: 1982-12-22
Publication date: 1983-07-01
Also published as: DE3247169C2; US4742684A; DE3247169A1; GB2112125B; JPS62408B2; GB2112125A; JPS58110920A; FR2519079B1

Abstract

UN PULVERISATEUR DE CARBURANT POUR CHAMBRE DE COMBUSTION DE TURBOMACHINES COMPREND UNE TIGE CREUSE, A L'EXTREMITE AVAL DE LAQUELLE PRENNENT NAISSANCE DEUX CONDUITS DE DERIVATION RADIAUX 18, QUI S'ETENDENT DANS DES DIRECTIONS OPPOSEES ET SE TERMINENT CHACUN PAR UN ORIFICE DE SORTIE 20 TOURNE VERS L'AMONT. UN INJECTEUR MUNI DE DEUX AJUTAGES 24 SAILLE A L'INTERIEUR DU TUBE. POUR UNIFORMISER LE REFROIDISSEMENT DE LA PAROI DU TUBE, LES AJUTAGES 24 DE L'INJECTEUR DIRIGENT LEUR JET DE CARBURANT CONTRE LES PARTIES CETTE PAROI QUI, DANS LE SENS PERIPHERIQUE, S'ETENDENT D'UN ORIFICE DE SORTIE VERS L'AUTRE ET IL EST PREVU UN DEFLECTEUR 26 QUI, DANS LE SENS LONGITUDINAL DE LA TIGE, S'ETEND ENTRE LES AJUTAGES ET LES CONDUITS DE DERIVATION ET DIVISE L'INTERIEUR DE LA TIGE EN DEUX PASSAGES 27, 29, DONT CHACUN NE RECOIT LE CARBURANT QUE D'UN AJUTAGE RESPECTIF ET COMMUNIQUE SEULEMENT AVEC UN CONDUIT DE DERIVATION RESPECTIF.

Description

La présente invention concerne un pulvérisateur de

carburant pour la chambre de combustion de turbomachines.

Les pulvérisateurs de carburant sont traditionnel-

lement fabriqués en forme de T et consistent en une tige creuse de section circulaire, avec, partant d'une des ex- trémités de cette tige, deux conduits de dérivation qui

s'étendent dans des directions opposées Ces deux con-

duits sont coudés de façon que leur orifice dé sortie res-

pectif soit tourné vers l'autre extrémité de la tige Un injecteur, monté dans cette dernière, envoie le carburant dans un flux d'air qui traverse le pulvérisateur et, pour assurer une égale répartition du carburant entre les deux orifices de sortie, l'injecteur possède deux ajutages, qui envoient chacun un jet de carburant, les deux jets étant

contenus dans le plan longitudinal passant par les deux o-

rifices. Les orifices de sortie étant tournés vers l'entrée de la tige, les parties de la paroi de celle-ci qui se trouvent dans la zone du plan précité sont léchées par le

carburant pulvérisé relativement froid sur leur face ex-

terne, ainsi que par le carburant et le flux d'air sur leur face interne, tandis que celles qui se trouvent en dehors de cette zone sont exposées aux gaz de combustion

chauds Il en résulte, tout autour de la tige, des gra-

dients thermiques qui conduisent à une fatigue oligocycli-

que et à l'apparition de fissures dans la paroi de cette dernière.

L'invention a donc pour objet de réaliser un pulvé-

risateur du même type, mais dans lequel cet inconvénient

est atténué, voire éliminé.

A cet effet, dans un pulvérisateur de carburant pour chambre de combustion de turbomachine, comprenant une

tige creuse munie d'un orifice d'entrée à l'une de ses ex-

trémités, une paire de conduits de dérivation prenant nais-

sance en deux points opposés, à l'autre extrémité de cette tige et définissant chacun pour le carburant pulvérisé un orifice de sortie tourné vers l'extrémité de la tige munie de l'orifice d'entrée, un injectes -Lacé dans la tige et

muni de deux ajutages qui envoient chacun un jet de carbu-

rant dans celle-ci, l'invention consiste en ce que les -

deux ajutages sont disposés de façon à diriger le carbu-

rant vers la face interne des parties de paroi de la tige qui, dans le sens périphérique de cette paroi, s'étendent d'un orifice de sortie vers l'autre, et en ce qu'il est prévu des moyens déflecteurs qui, dans le sens axial, s' étendent entre les ajutages et les conduits de dérivation

et divisent l'intérieur de la tige en deux passages longi-

tudinaux, dont chacun est disposé de façon à ne recevoir

le carburant que d'un ajutage respectif et communique seu-

lement avec un conduit de dérivation respectif.

De toute façon, l'invention sera bien comprise à I'

aide de la description qui suit, en référence au dessin

schématique annexé, représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de ce pulvérisateur:

Fig 1 est une vue en coupe axiale de la partie a-

mont de la chambre de combustion d'une turbomachine, mon-

trant une forme d'exécution du pulvérisateur selon l'in-

vention; Fig 2 est une vue en coupe du pulvérisateur seul, suivant la flèche A de fig 1; Fig 3 est une vue en coupe suivant III-III de fig. 2; Fig 4 est une vue en coupe similaire à celle de

fig 3, mais montrant une autre forme d'exécution du pul-

vérisateur.

Comme le montrent les figures, le pulvérisateur dé-

signé par la référence générale 10 comprend une tige cy-

lindrique creuse 12, montée par une de ses extrémités ou extrémité d'entrée 14 sur la paroi amont de la chambre de

combustion 16 A l'extrémité opposée de la tige 12 pren-

nent naissance deux conduits de dérivation radiaux 18, qui s'étendent dans des directions opposées et se terminent chacun par un orifice de sortie circulaire 20 tourné vers l'amont.

19079

L'air venant du côté refoulement 21 du compresseur de la turbomachine pénètre par l'entrée 14 dans la tige 12, se charge du carburant projeté par un injecteur 22 saillant dans l'entrée du pulvérisateur et s'écoule dans la chambre de combustion à travers les orifices de sortie 20. On peut voir que le carburant pulvérisé qui sort des orifices 20 en direction de l'extrémité amont de la chambre de combustion lèche la face externe des parties

de la paroi du tube qui font face à ces orifices, contri-

buant ainsi au refroidissement de la tige Par contre, la

face externe des parties de la paroi du tube qui se trou-

vent entre les parties précités et, dans le sens périphé-

rique de cette paroi, s'étendent donc d'un orifice vers

l'autre, sont exposées à la chaleur des gaz de combustion.

Le flux d'air qui traverse longitudinalement la ti-

ge 12 contribue à refroidir la face interne de sa paroi, mais le carburant projeté par l'injecteur 22 contre cette

face interne provoque un refroidissement supplémentaire.

Pour uniformiser le refroidissement et donc dimi-

nuer les gradients thermiques dans le sens périphérique de la tige du pulvérisateur, l'injecteur est muni de deux ajutages 24 et ceux-ci dirigent leurs jets de carburant

sur les parties de la paroi du tube qui, dans le sens pé-

riphérique, s'étendent d'un orifice de sortie vers l'au-

tre, c'est-à-dire d'un conduit de dérivation 18 à l'autre.

Ceci est visible aux figures 2 et 3 Toutefois, pour assu-

rer une égale répartition du carburant entre les deux con-

duits, il est prévu un déflecteur 26, qui s'étend longitu-

dinalement entre les ajutages 24 et ces derniers.

On peut voir à la figure 3 que le déflecteur 26 s'

étend diamétralement dans la tige du pulvérisateur et di-

vise l'intérieur de cette tige en deux passages longitudi-

naux 27, 29, dont chacun est disposé de façon à ne rece-

voir le carburant que d'un ajutage respectif et communi-

que seulement avec un conduit de dérivation respectif.

On obtient ainsi un refroidissement plus uniforme de la tige tout en maintenant une égale répartition du

carburant entre les deux conduits 18.

Dans les pulvérisateurs traditionnels, il est sou-

vent prévu un organe de retenue comme celui désigné par la référence 30 à la figure 1, pour améliorer le refroi- dissement de la paroi des conduits de dérivation, sur la

face interne, à l'endroit de la pliure Pour pouvoir con-

server ces organes de retenue dans le pulvérisateur selon

l'invention, le déflecteur peut présenter une torsion tel-

le que près des ajutages, il s'étend en travers de la tige perpendiculairement à une ligne 32 qui traverse les deux ajutages, tandis que près des conduits de dérivation 18,

il s'étend le long de cette ligne 32.

Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui

précède, l'invention ne se limite pas aux formes d'exécu-

tion qui viennent d'être décrites à titre d'exemples seu-

lement; elle en embrasse au contraire, toutes les varian-

tes de réalisation Ainsi, bien que le pulvérisateur ait

été décrit avec une tige et des conduits de dérivation cy-

lindriques et avec des orifices de sortie circulaires, d'

autres formes et dispositions de ces éléments sont possi-

bles sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS -

1. Pulvérisateur de carburant pour chambre de combustion de turbomachine, comprenant une tige creuse munie d'un orifice d'entrée à l'une de ses extrémités et fermée à l'autre extrémité, une paire de conduits de dé-

rivation prenant naissance en deux points opposés, à cet-

te autre extrémité de la tige, et définissant chacun pour le carburant pulvérisé un orifice de sortie tourné vers l'extrémité de la tige munie de l'orifice d'entrée, et un injecteur placé dans la tige et muni de deux ajutages qui

envoient chacun un jet de carburant dans celle-ci, carac-

térisé en ce que les deux ajutages ( 24) sont disposés de façon à diriger le carburant vers la face interne des

parties de la paroi de la tige ( 12) qui, dans le sens pé-

riphérique de cette paroi, s'étendent d'un conduit de dé-

rivation ( 18) à l'autre, et en ce qu'il est prévu des moy-

ens déflecteurs ( 26) qui, dans le sens axial de la tige,

s'étendent entre les ajutages ( 24) et les conduits de déri-

vation ( 18) et divisent l'intérieur de la tige en deux passages longitudinaux ( 27,29), donc chacun est disposé de

façon à ne recevoir le carburant que d'un ajutage respec-

tif et communique seulement avec un conduit de dérivation respectif.

2. Pulvérisateur selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que la tige ( 12) est cylindrique et en ce que le déflecteur ( 26) s'étend diamétralement en travers de la tige de façon qu'un ajutage ( 24) se trouve sur

chacun de ses côtés.