FR3143723A1 - Dispositif de combustion à hydrogène - Google Patents
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Abstract
La présente divulgation concerne un dispositif de combustion (100) à hydrogène comprenant : - une chambre de combustion (10) et au moins une chambre de prémélange (24) ayant un premier axe (Y1) et une sortie (25) qui débouche dans la chambre de combustion (10), - au moins un premier système d’injection (20) d’un mélange d’hydrogène et d’air dans la chambre de combustion (10) selon le premier axe (Y1), le premier système d’injection (20) comprenant la chambre de prémélange (24), des moyens primaires (21) d’amenée d’air débouchant dans la chambre de prémélange (24) et au moins un premier orifice (22) d’arrivée d’hydrogène débouchant dans la chambre de prémélange (24) selon une direction sensiblement perpendiculaire au premier axe (Y1), - possiblement, au moins un deuxième système d’injection (30) d’hydrogène dans la chambre de combustion (10) selon un deuxième axe (Y2). Figure de l’abrégé : Figure 1
Description
La présente divulgation se rapporte au domaine de la combustion tel qu’en particulier de l’hydrogène pour une turbine, notamment pour une turbomachine, telle que par exemple une turbine à gaz, un turboréacteur ou un turbopropulseur d’aéronef. Plus précisément, la présente divulgation concerne un dispositif de combustion à hydrogène.
Une turbomachine d'aéronef comprend classiquement une chambre de combustion alimentée par du kérosène. Toutefois, afin de réduire l'impact environnemental et les émissions polluantes et de contribuer à la décarbonation du transport aérien, il a été envisagé de remplacer le kérosène par un combustible à base d’hydrogène.
Afin de permettre une combustion stable à partir de l’hydrogène, il est connu de générer des flammes de diffusion dans la chambre de combustion, c’est-à-dire des flammes qui sont obtenues à partir de réactifs très peu mélangés à l’air, voire non mélangés, avant d'arriver dans la chambre de combustion.
Cependant, ces flammes de diffusion issues d’une combustion de l’hydrogène atteignent des températures plus élevées que les flammes issues d’une combustion de kérosène dans des conditions thermodynamiques et de richesse équivalentes. On entend par « richesse » la proportion d’hydrogène par rapport à l’air pour la combustion. Le mélange est dit « riche » lorsque l’hydrogène est en excès par rapport à l’air, et inversement, le mélange est dit « pauvre » lorsque l’air est en excès par rapport à l’hydrogène. La chambre de combustion doit alors pouvoir résister à ces températures élevées.
Par ailleurs, les vitesses de flammes issues d’une combustion d’hydrogène sont plus importantes que celles issues d’une combustion de kérosène. Ces vitesses de flammes importantes peuvent générer des retours de flammes, couramment désignés « flashbacks » en langue anglaise, dans les systèmes d’injection de combustible dans la chambre de combustion. Ces retours de flammes peuvent en conséquence endommager les systèmes d’injection.
De plus, les températures produites par la combustion de l’hydrogène sont fortement émettrices en oxydes d’azote (NOx).
Par conséquent, il existe un besoin de développer des dispositifs de combustion à hydrogène qui permettent une combustion stable et faiblement émettrice en oxydes d’azote, en limitant la charge thermique subie par les dispositifs de combustion et les risques de retour de flammes.
Le présent document vise à apporter une solution simple, fiable et économique à ce besoin.
Il est proposé un dispositif de combustion à hydrogène comprenant :
- une chambre de combustion et au moins une chambre de prémélange ayant un premier axe et une sortie qui débouche dans la chambre de combustion,
- au moins un premier système d’injection d’un mélange d’hydrogène et d’air dans la chambre de combustion selon le premier axe, le premier système d’injection comprenant la chambre de prémélange, des moyens primaires d’amenée d’air débouchant dans la chambre de prémélange et au moins un premier orifice d’arrivée d’hydrogène débouchant dans la chambre de prémélange à l’aval des moyens primaires d’amenée d’air suivant le sens d’écoulement des gaz dans le dispositif de combustion,
- optionnellement, au moins un deuxième système d’injection d’hydrogène dans la chambre de combustion selon un deuxième axe, le deuxième système d’injection comprenant au moins un deuxième orifice d’arrivée d’hydrogène débouchant dans la chambre de combustion.
- une chambre de combustion et au moins une chambre de prémélange ayant un premier axe et une sortie qui débouche dans la chambre de combustion,
- au moins un premier système d’injection d’un mélange d’hydrogène et d’air dans la chambre de combustion selon le premier axe, le premier système d’injection comprenant la chambre de prémélange, des moyens primaires d’amenée d’air débouchant dans la chambre de prémélange et au moins un premier orifice d’arrivée d’hydrogène débouchant dans la chambre de prémélange à l’aval des moyens primaires d’amenée d’air suivant le sens d’écoulement des gaz dans le dispositif de combustion,
- optionnellement, au moins un deuxième système d’injection d’hydrogène dans la chambre de combustion selon un deuxième axe, le deuxième système d’injection comprenant au moins un deuxième orifice d’arrivée d’hydrogène débouchant dans la chambre de combustion.
Dans une réalisation particulière, ledit au moins un premier orifice d’arrivé d’hydrogène débouche dans la chambre de prémélange selon une direction formant avec le premier axe un angle compris entre30° et150°. Cette orientation du flux d’hydrogène provenant des moyens primaires d’amenée d’air dans la chambre de prémélange permet d’améliorer l’homogénéité et la rapidité du mélange d’hydrogène et d’air. Dans une réalisation particulière, l’angle peut être de 90°.
D’une part, ledit au moins premier système d’injection permet avantageusement d’assurer un mélange rapide et suffisamment homogène de l’air et de l’hydrogène dans la chambre de prémélange avant d’alimenter la chambre de combustion avec ce mélange. D’autre part, ledit optionnel deuxième système d’injection permet avantageusement de stabiliser le processus de combustion dans la chambre de combustion, en particulier à bas régime. Un tel dispositif de combustion permet ainsi le développement d’une combustion à la fois aérodynamiquement stable et faiblement émettrice en oxydes d’azote dans la chambre de combustion. En outre, le dispositif de combustion selon la présente divulgation conserve l’avantage de pouvoir être facilement optimisé, conçu et fabriqué.
Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre, indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres.
Ledit au moins un premier orifice correspond notamment à un orifice de prémélange débouchant directement dans la chambre de prémélange. De plus, ledit optionnel un deuxième orifice correspond notamment à un orifice d’injection directe, débouchant directement dans la chambre de combustion.
Ledit au moins un premier orifice peut comprendre au moins une rangée annulaire de premiers orifices, par exemple une rangée annulaire de premiers orifices ou alternativement une pluralité de rangées annulaires de premiers orifices espacées longitudinalement. La rangée annulaire de premiers orifices permet avantageusement de distribuer annulairement l’alimentation en hydrogène de la chambre de prémélange, et ainsi d’améliorer l’homogénéité du mélange d’hydrogène et d’air dans la chambre de prémélange.
Chaque rangée annulaire de premiers orifices peut comprendre deux premiers orifices, par exemple aménagés de manière diamétralement opposés par rapport à la chambre de prémélange.
Lesdits premiers orifices de la rangée annulaire peuvent être alignés circonférentiellement de manière à ce qu’au moins certains des premiers orifices, de préférence tous les premiers orifices, sont interceptés par un même plan perpendiculaire au premier axe.
Ledit au moins premier système d’injection peut avantageusement comprendre une rampe annulaire d’alimentation en hydrogène entourant la chambre de prémélange dudit premier système d’injection. Ladite rampe annulaire peut notamment comprendre au moins une rangée annulaire de premiers orifices, de préférence une rangée annulaire de premiers orifices. La rampe annulaire est alors configurée pour alimenter en hydrogène la chambre de prémélange au travers des premiers orifices de la rangée annulaire. Cette configuration permet de faciliter la mise en œuvre de la rangée annulaire de premiers orifices.
Chacun dudit au moins un premier système d’injection peut comprendre au moins un micro-injecteur configuré pour projeter dans la chambre de prémélange un micro-jet d’hydrogène par injection à travers ledit au moins un premier orifice.
Ledit au moins un premier orifice doit déboucher dans la chambre de prémélange suivant le premier axe, en aval des moyens primaires d’amenée d’air et idéalement proche de celui-ci. Cette configuration permet d’améliorer l’efficacité du mélange d’hydrogène et d’air.
La chambre de prémélange peut avantageusement être délimitée extérieurement par une paroi cylindrique dans laquelle est formé ledit au moins un premier orifice.
Chacun dudit au moins un premier orifice peut présenter un diamètre compris entre0,2mm et3mm.
Chacun dudit au moins un deuxième système d’injection peut comprendre au moins un micro-injecteur configuré pour projeter des micro-jets d’hydrogène à travers ledit au moins un deuxième orifice et dans la chambre de combustion.
Chacun dudit au moins un deuxième orifice peut présenter un diamètre compris entre0,2mm et3mm.
Avantageusement, les moyens primaires d’amenée d’air peuvent être configurés pour alimenter la chambre de prémélange en air tourbillonnaire, couramment désigné sous le terme « swirl » en langue anglaise. Cette caractéristique permet d’améliorer la maîtrise de l’aérodynamique dans la chambre de prémélange, et de favoriser un mélange rapide et sensiblement homogène de l’air et de l’hydrogène dans la chambre de prémélange.
Avantageusement, le premier système d’injection peut comprendre des moyens secondaires d’amenée d’air débouchant dans la chambre de prémélange en aval dudit au moins un premier orifice, de préférence à une extrémité aval de la chambre de prémélange. Ces moyens d’amenée d’air permettent avantageusement de limiter le risque de remontée de flamme dans la chambre de prémélange.
Les moyens secondaires d’amenée d’air peuvent comprendre au moins un troisième orifice débouchant dans la chambre de prémélange en aval dudit au moins un premier orifice, de préférence à une extrémité aval de la chambre de prémélange.
Ledit au moins un troisième orifice peut être orienté radialement vers l’intérieur et vers l’aval selon le premier axe.
Le premier système d’injection peut avantageusement comprendre au moins une rangée annulaire de troisièmes orifices, par exemple une rangée annulaire de troisièmes orifices. Chaque rangée annulaire de troisièmes orifices peut par exemple comprendre deux troisièmes orifices, de préférence aménagés de manière diamétralement opposés par rapport à la chambre de prémélange. Les deux troisièmes orifices peuvent par exemple être aménagés respectivement radialement à l’intérieur et radialement à l’extérieur de la chambre de prémélange par rapport à un axe longitudinal de la chambre de combustion.
Chacun dudit au moins un troisième orifice peut présenter un diamètre compris entre0,05mm et3mm.
En outre, la chambre de combustion peut être annulaire ou tubulaire.
La chambre de combustion peut comprendre une paroi annulaire de fond de chambre d’axe se confondant avec l’axe longitudinal ou un ensemble de chambres tubulaires, de direction non nécessairement parallèles, se distribuant autour de l’axe longitudinal.
Ledit au moins un premier système d’injection peut déboucher dans la chambre de combustion à une même position longitudinale que ledit au moins un deuxième système d’injection selon l’axe longitudinal.
Ledit au moins un deuxième système d’injection peut être aménagé radialement à l’intérieur ou radialement à l’extérieur dudit au moins un premier système d’injection selon le premier axe.
Le deuxième axe peut être incliné radialement vers l’intérieur par rapport au premier axe.
Avantageusement, pour une chambre de combustion à géométrie annulaire, la sortie de la chambre de prémélange débouche en entrée de la chambre de combustion et au travers de la paroi annulaire de fond chambre de la chambre de combustion.
Le dispositif de combustion peut comprendre une pluralité de premiers systèmes d’injection répartis annulairement autour de l’axe longitudinal de la chambre de combustion.
Le dispositif de combustion peut comprendre une pluralité de deuxièmes systèmes d’injection répartis annulairement autour de l’axe longitudinal de la chambre de combustion.
Le dispositif de combustion peut comprendre des moyens de régulation de l’alimentation de la chambre de prémélange en hydrogène et en air configurés pour réaliser un mélange pauvre d’hydrogène et d’air dans la chambre de prémélange. La chambre de prémélange est avantageusement destinée à recevoir ce mélange pauvre d’hydrogène et d’air. On entend par « pauvre » que l’air est en excès par rapport à l’hydrogène dans la chambre de prémélange. Inversement, on entend par « riche » que l’hydrogène est en excès par rapport à l’air, en regard de la stœchiométrie. La combustion du prémélange pauvre permet avantageusement de diminuer la température de flamme dans la chambre de combustion, et ainsi de réduire les émissions d’oxydes d’azote.
Les moyens de régulation de l’alimentation de la chambre de prémélange, en hydrogène et en air, peuvent notamment être configurés pour répartir un flux d’air arrivant dans la chambre de prémélange entre les moyens primaires d’amenée d’air et les moyens secondaires d’amenée d’air. Les moyens primaires d’amenée d’air peuvent notamment être configurés pour alimenter la chambre de prémélange en air avec un débit massique entredeuxàcinquantefois supérieur à un débit massique d’air amené par les moyens secondaires.
Selon un autre aspect, il est proposé turbomachine comprenant le dispositif de combustion tel que précédemment décrit.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Il est maintenant fait référence aux figures 1 et 2 représentant schématiquement respectivement des vues en coupe partielles d’exemples de dispositif de combustion 100 à hydrogène selon le présent document. Le dispositif de combustion 100 peut être mise en œuvre dans une turbine à gaz, ou une turbomachine, par exemple un turbopropulseur, ou un turboréacteur d’aéronef.
La chambre de combustion 10 peut être sensiblement annulaire autour d’un axe longitudinal X. De plus, la chambre de combustion 10 peut comporter une paroi annulaire radialement interne 12 et une paroi annulaire radialement externe 13 coaxiales d’axe correspondant à l’axe longitudinal X de la chambre de combustion 10. Les parois annulaires radialement interne 12 et externe 13 sont reliées à leur extrémité amont par une paroi annulaire de fond de chambre 11, qui est notamment radiale, d’axe se confondant avec l’axe longitudinal X.
Le dispositif de combustion 100 à hydrogène comprend une chambre de combustion 10 et au moins une chambre de prémélange 24 ayant un premier axe Y1 et une sortie 25 qui débouche dans la chambre de combustion 10. La sortie 25 de la chambre de prémélange 24 peut notamment déboucher en entrée de la chambre de combustion 10 et au travers de la paroi annulaire de fond chambre 11.
De plus, le dispositif de combustion 100 comprend au moins un premier système d’injection 20 d’un mélange d’hydrogène et d’air dans la chambre de combustion 10 selon le premier axe Y1. Le premier système d’injection 20 comprend la chambre de prémélange 24, des moyens primaires 21 d’amenée d’air débouchant dans la chambre de prémélange 24 et au moins un premier orifice 22 d’arrivée d’hydrogène débouchant dans la chambre de prémélange 24 selon une direction qui est représenté comme étant sensiblement perpendiculaire au premier axe Y1 et à l’aval des moyens primaires 21 d’amenée d’air suivant le sens d’écoulement des gaz dans le dispositif de combustion 100.
Le sens d’écoulement des gaz dans le dispositif de combustion 100 est représenté par des flèches pleines sur la .
L’angle entre la direction dudit au moins un premier orifice 22 et le premier axe Y1 est avantageusement compris entre30° et150°. Le flux d’hydrogène arrive donc sensiblement perpendiculairement au flux d’air provenant des moyens primaires d’amenée d’air dans la chambre de prémélange, ce qui permet d’améliorer l’homogénéité et la rapidité du mélange d’hydrogène et d’air.
Le dispositif de combustion 100 peut de préférence comprendre une pluralité de premiers systèmes d’injection 20 répartis annulairement autour de l’axe longitudinal X de la paroi annulaire de fond de chambre 11.
Le dispositif de combustion 100 peut en outre comprendre un deuxième ou plusieurs deuxièmes systèmes d’injection 30 d’hydrogène dans la chambre de combustion 10 selon un deuxième axe Y2. Le deuxième système d’injection 30 comprend au moins un deuxième orifice 31 d’arrivée d’hydrogène débouchant dans la chambre de combustion 10.
Le dispositif de combustion 100 peut préférablement comprendre une pluralité de deuxièmes systèmes d’injection 30 répartis annulairement autour de l’axe longitudinal X de la paroi annulaire de fond de chambre 11.
D’une part, ledit au moins un premier système d’injection 20 permet avantageusement d’assurer un mélange rapide et suffisamment homogène de l’air et de l’hydrogène dans la chambre de prémélange 24 avant d’alimenter la chambre de combustion 10 avec ce mélange. D’autre part, ledit un deuxième système d’injection 30 permet avantageusement de stabiliser le processus de combustion dans la chambre de combustion, en particulier à bas régime. Un tel dispositif de combustion 100 permet ainsi le développement d’une combustion à la fois aérodynamiquement stable et faiblement émettrice en oxydes d’azote dans la chambre de combustion. En outre, le dispositif de combustion selon la présente divulgation présente l’avantage de pouvoir être facilement optimisé, conçu et fabriqué.
Ledit au moins un premier système d’injection 20 peut déboucher dans la chambre de combustion 10 à une même position longitudinale que ledit au moins un deuxième système d’injection 30 selon l’axe longitudinal X.
Ledit au moins un deuxième système d’injection 30 peut être aménagé radialement à l’intérieur ou radialement à l’extérieur dudit au moins un premier système d’injection 20 selon le premier axe.
Le deuxième axe Y2 peut être incliné radialement vers l’intérieur par rapport au premier axe Y1.
La chambre de prémélange 24 peut avantageusement être délimitée extérieurement par une paroi cylindrique 241 dans laquelle est formé ledit au moins un premier orifice 22.
Par ailleurs, ledit au moins un premier orifice 22 correspond notamment à un orifice d’injection directe de combustible débouchant directement dans la chambre de prémélange 24.
Ledit au moins un deuxième orifice 31 correspond notamment à un orifice d’injection directe, débouchant directement dans la chambre de combustion 10.
Ledit au moins un premier orifice 22 peut comprendre au moins une rangée annulaire de premiers orifices 22, par exemple une rangée annulaire de premiers orifices 22 ou alternativement une pluralité de rangées annulaires de premiers orifices 22 espacées longitudinalement. La rangée annulaire de premiers orifices 22 permet avantageusement de distribuer annulairement l’alimentation en hydrogène de la chambre de prémélange, et ainsi d’améliorer l’homogénéité du mélange d’hydrogène et d’air dans la chambre de prémélange 24.
Chaque rangée annulaire de premiers orifices 22 peut comprendre deux premiers orifices 22, par exemple aménagés de manière diamétralement opposés par rapport à la chambre de prémélange 24.
Lesdits premiers orifices 22 de la rangée annulaire peuvent être alignés circonférentiellement de manière ce qu’au moins certains des premiers orifices 22, de préférence tous les premiers orifices 22, sont interceptés par un même plan perpendiculaire au premier axe Y1.
Ledit au moins premier système d’injection 20 peut avantageusement comprendre une rampe annulaire d’alimentation en hydrogène entourant la chambre de prémélange 24 dudit premier système d’injection 20. Ladite rampe annulaire peut notamment comprendre au moins une rangée annulaire de premiers orifices 22, de préférence une rangée annulaire de premiers orifices 22. La rampe annulaire est alors configurée pour alimenter en hydrogène la chambre de prémélange 24 au travers des premiers orifices 22 de la rangée annulaire. Cette configuration permet de faciliter la mise en œuvre de la rangée annuaire de premiers orifices.
Le dispositif de combustion 100 peut comprendre des moyens d’amenée en hydrogène reliée aux premiers orifices 22 et aux deuxièmes orifices 31.
Les moyens d’amenée en hydrogène peuvent par exemple comprendre une première conduite annulaire d’alimentation en hydrogène reliée à la rampe. Les moyens d’amenée peuvent également comprendre une conduite annulaire dont l’extrémité aval est reliée auxdits deuxièmes orifices 31.
Chacun dudit au moins un premier système d’injection 20 peut comprendre au moins un micro-injecteur configuré pour projeter des micro-jets d’hydrogène à travers ledit au moins un premier orifice 22 et dans la chambre de prémélange 24.
Ledit au moins un premier orifice 22 peut déboucher dans la chambre de prémélange 24 en aval du moyen primaire d’amenée d’air 21 et idéalement proche de celui-ci. . Cette configuration permet d’améliorer l’efficacité du mélange d’hydrogène et d’air. En pratique, le dit premier orifice 22 est situé à proximité immédiate des moyens d’amenée d’air. L’orifice 22 est donc située dans la première moitié de la chambre de prémélange.
Chacun dudit au moins un premier orifice 22 peut présenter un diamètre compris entre0,2 mm et3 mm.
Chacun dudit au moins un deuxième système d’injection 30 peut comprendre au moins un micro-injecteur configuré pour projeter des micro-jets d’hydrogène à travers ledit au moins un deuxième orifice 31 et dans la chambre de combustion 10.
Chacun dudit au moins un deuxième orifice 31 peut présenter un diamètre compris entre0,2mm et3mm.
En outre, le premier système d’injection 20 peut avantageusement comprendre des moyens secondaires 23 d’amenée d’air débouchant dans la chambre de prémélange 24 en aval dudit au moins un premier orifice 22, de préférence à une extrémité aval de la chambre de prémélange 24. Ces moyens secondaires 23 d’amenée d’air permettent avantageusement de limiter le risque de remontée de flamme depuis la chambre de combustion 10 dans le premier système d’injection 20.
Les moyens secondaires 23 d’amenée d’air peuvent comprendre au moins un troisième orifice 231 débouchant dans la chambre de prémélange 24 en aval dudit au moins un premier orifice 22, de préférence à une extrémité aval de la chambre de prémélange 24.
Ledit au moins un troisième orifice 231 peut être orienté radialement vers l’intérieur et vers l’aval selon le premier axe Y1.
Le premier système d’injection 20 peut avantageusement comprendre au moins une rangée annulaire de troisièmes orifices 231, par exemple une rangée annulaire de troisièmes orifices 231. Chaque rangée annulaire de troisièmes orifices 231 peut par exemple comprendre deux troisièmes orifices 231, de préférence aménagés de manière diamétralement opposés par rapport à la chambre de prémélange 24.
Les deux troisièmes orifices 231 peuvent par exemple être aménagés respectivement radialement à l’intérieur et radialement à l’extérieur de la chambre de prémélange 24 par rapport à l’axe longitudinal X.
Chacun dudit au moins un troisième orifice 231 peut présenter un diamètre compris entre0,05mm et3 mm.
Avantageusement, les moyens primaires d’amenée d’air peuvent être configurés pour alimenter la chambre de prémélange en air tourbillonnaire, couramment désigné sous le terme « swirl » en langue anglaise. Cette caractéristique permet d’améliorer la maîtrise de l’aérodynamique dans la chambre de prémélange, et de permettre un mélange rapide et sensiblement homogène de l’air et de l’hydrogène dans la chambre de prémélange.
Le dispositif de combustion peut comprendre des moyens de régulation de l’alimentation de la chambre de prémélange en hydrogène et en air configurés pour réaliser un mélange pauvre d’hydrogène et d’air dans la chambre de prémélange. La chambre de prémélange est avantageusement destinée à recevoir ce mélange pauvre d’hydrogène et d’air. On entend par « pauvre » que l’air est en excès par rapport à l’hydrogène dans la chambre de prémélange. Inversement, on entend par « riche » que l’hydrogène est en excès par rapport à l’air, en regard de la stœchiométrie. La combustion du prémélange pauvre permet avantageusement de diminuer la température de flamme dans la chambre de combustion, et ainsi de réduire les émissions d’oxydes d’azote.
Les moyens de régulation de l’alimentation de la chambre de prémélange en hydrogène et en air peuvent notamment être configurés pour répartir un flux d’air arrivant dans la chambre de prémélange entre les moyens primaires d’amenée d’air et les moyens secondaires d’amenée d’air. Les moyens primaires d’amenée d’air peuvent notamment être configurés pour alimenter la chambre de prémélange en air avec un débit massique entre deux à cinquante fois supérieur à un débit massique d’air amené par les moyens secondaires.
Claims (14)
- Dispositif de combustion (100) à hydrogène comprenant :
- une chambre annulaire de combustion (10) d’axe longitudinal (X) et au moins une chambre de prémélange (24) ayant un premier axe (Y1) et une sortie (25) qui débouche dans la chambre de combustion (10),
- au moins un premier système d’injection (20) d’un mélange d’hydrogène et d’air dans la chambre de combustion (10) selon le premier axe (Y1), le premier système d’injection (20) comprenant la chambre de prémélange (24), des moyens primaires (21) d’amenée d’air débouchant dans la chambre de prémélange (24) et au moins un premier orifice (22) d’arrivée d’hydrogène débouchant dans la chambre de prémélange (24) à l’aval des moyens primaires (21) d’amenée d’air suivant le sens d’écoulement des gaz dans le dispositif de combustion (100).
- Dispositif selon la revendication 1, comprenant au moins un deuxième système d’injection (30) d’hydrogène dans la chambre de combustion (10) selon un deuxième axe (Y2), le deuxième système d’injection (30) comprenant au moins un deuxième orifice (31) d’arrivée d’hydrogène débouchant dans la chambre de combustion (10).
- Dispositif de combustion (100) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit au moins un premier orifice (22) comprend une rangée annulaire de premiers orifices (22).
- Dispositif de combustion (100) selon la revendication 3, dans lequel lesdits premiers orifices (22) de la rangée annulaire sont alignés circonférentiellement de manière à ce qu’au moins certains des premiers orifices (22), de préférence tous les premiers orifices (22), sont interceptés par un même plan perpendiculaire au premier axe (Y1).
- Dispositif de combustion (100) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel ledit au moins premier système d’injection (20) comprend une rampe annulaire d’alimentation en hydrogène entourant la chambre de prémélange (24) dudit premier système d’injection (20).
- Dispositif de combustion (100) selon l’une des revendications 1 à 5 et la revendication 2, dans lequel le deuxième axe (Y2) est incliné radialement vers l’intérieur par rapport au premier axe (Y1).
- Dispositif de combustion (100) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le premier système d’injection (20) comprend des moyens secondaires (23) d’amenée d’air débouchant dans la chambre de prémélange (24) en aval dudit au moins un premier orifice (22).
- Dispositif de combustion (100) selon la revendication 7, dans lequel les moyens secondaires (23) d’amenée d’air comprennent au moins un troisième orifice (231) formé à une extrémité aval de la chambre de prémélange (24).
- Dispositif de combustion (100) selon la revendication 8, dans lequel ledit au moins un troisième orifice (231) est orienté radialement vers l’intérieur et vers l’aval selon le premier axe (Y1).
- Dispositif de combustion (100) selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel la chambre de prémélange (24) est délimitée extérieurement par une paroi cylindrique (241) dans laquelle est formé ledit au moins un premier orifice (22).
- Dispositif de combustion (100) selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel la sortie (25) de la chambre de prémélange (24) débouche en entrée de la chambre annulaire de combustion (10) et au travers d’une paroi annulaire de fond chambre (11) de la chambre annulaire de combustion (10).
- Dispositif de combustion (100) selon l’une des revendications précédentes, comprenant une pluralité de premiers systèmes d’injection (20) répartis annulairement autour de l’axe longitudinal (X).
- Dispositif de combustion selon l’une des revendications 1 à 12, dans lequel ledit au moins un premier orifice d’arrivé d’hydrogène débouche dans la chambre de prémélange selon une direction formant un angle avec le premier axe compris entre 30° et 150°.
- Turbomachine comprenant le dispositif de combustion (100) selon l’une des revendications 1 à 13.
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| FR2213930A FR3143723A1 (fr) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | Dispositif de combustion à hydrogène |
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| FR2213930A FR3143723A1 (fr) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | Dispositif de combustion à hydrogène |
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|---|---|---|---|---|
| US20040226297A1 (en) * | 2001-10-19 | 2004-11-18 | Timothy Griffin | Burner for synthesis gas |
| US20140069079A1 (en) * | 2012-09-05 | 2014-03-13 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine combustor |
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| US20220196242A1 (en) * | 2020-12-22 | 2022-06-23 | Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. | Combustor nozzle, combustor, and gas turbine including the same |
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-
2023
- 2023-12-18 WO PCT/FR2023/052032 patent/WO2024134072A1/fr unknown
Patent Citations (5)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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