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" Perfectionnements apportés ou relatifs à des becs pulvérisa- teurs pour brûleurs à combustible liquide."
La présente invention a trait à des becs pulvérisateurs pour brûleurs à combustible liquide, tels qu'on en emploie dans les moteurs à turbine à gaz d'aviation, dans lesquels une ato- misation efficace est exigée entre des limites reculées de débit du combustible, à partir d'une alimentation maximum en pleine
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puissance au niveau du sol, jusqu'à un minimum lors d'une marche au ralenti à haute altitude. Cet effet est obtenu par l'emploi de deux chambres de déflexion coaxiales par rapport à leurs orifi- ces atomiseurs coaxiaux l'un par rapport à l'autre, l'un servant aux besoins à débit inférieur et l'autre, ou les deux, servant aux besoins à débit maximum.
La présente invention concerne des becs pulvérisateurs de combustible comme décrit ci-dessus, et elle s'applique à une cons- truction perfectionnée de becs pulvérisateurs de combustible dé- crits et revendiqués dans la spécification de la demande de brevet britannique n 9036/47, lesquels becs pulvérisateurs de combusti- ble comprennent essentiellement une paire d'orifices atomiseurs de combustible disposés coaxialement l'un par rapport à l'autre et alimentés par des chambres de déflexion séparées et coaxiales, dans chacune desquelles le combustible peut être introduit par des ouvertures associées, disposées de façon à communiquer une déflexion rotative au combustible à l'intérieur de la chambre, chambre de déflexion dont la première est constituée par un trou central de section pleine circulaire,
limité par une paroi de sec- tion circulaire annulaire et se terminent à une extrémité par une ouverture de section pleine circulaire coaxiale avec le trou et constituant l'orifice atomiseur de ladite première chambre de dé- flexion, et dont la seconde chambre de déflexion a une section annulaire circulaire/dont la paroi intérieure est au moins en partie consti- tuée par ladite paroi annulaire et se termine par une ouverture de section circulai-re coaxiale avec les chambres et formant l'o- rifice atomiseur de ladite seconde chambre, lesdites chambres de déflexion et orifice atomiseurs de combustible étant disposés de façon que le cône creux de combustible atomisé sortant de la pre- mière chambre de déflexion se trouve à l'intérieur du cône creux de combustible atomisé sortant de la seconde chambre de déflexion.
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Selon la présente invention, un bec pulvérisateur pour brû- leur à combustible liquide comprend (a) un corps agencé de façon à.recevoir deux courants d'alimentation en combustible et d'en di- riger un vers une chambre centrale et l'autre vers une chambre an- nulaire, ou une série de chambres disposées annulairement, et qui s'ouvrent vers l'extrémité du corps, (b) une plaque fixée contre ladite extrémité et ayant un renflement conique central sur le côté éloigné de ladite extrémité, ladite plaque ayant une chambre de dé- flexion centrale s'ouvrant par un orifice atomiseur convergent si- tué au sommet dudit renflement, et des passages de déflexion héli- coïdaux ou tangentiels s'ouvrant entre la chambre centrale susdite et la chambre de déflexion,
et présentant également une série an- nulaire de trous qui la traversent en face de la chambre annulaire ou de la série annulaire de chambres précitées, et (c) une seconde plaque fixée contre la première plaque et présentant une rainure annulaire ouverte sur la série annulaire de trous de la première plaque, des passages de déflexion tangentiels ou hélicoïdaux sur la même face de la plaque s'étendant à partir de sa rainure annu- laire vers l'intérieur d'une chambre de déflexion centrale entou- rant le renflement de la première plaque, et s'ouvrant sur l'autre face de la seconde plaque par un orifice atomiseur central conver- gent .
L'assemblage donné ci-dessus des parties du brûleur peut être supporté par deux tubes qui assurent l'alimentation en combus- tible du corps, et, selon une autre particularité de l'invention, ces tubes sont eux-mêmes portés par une armature située sur la pa- roi de la chambre de combustion, ladite armature comprenant un siège sphérique, grâce à quoi un certain degré de mouvement univer= sel est assuré pour le réglage de l'assemblage du brûleur.
Une forme de réalisation de la présente invention va mainte- nant être décrite avec références aux dessins ci-annexés : la fig. I est une coupe longitudinale du bec pulvérisateur,
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les figs.2, 3 et 4 sont des coupes suivant les lignes 2-2, 3-3 et 4-4 respectivement de la fig.I, et la fig.5 illustre une méthode de montage du bec pulvérisateur dans une chambre de combustion pour moteur à turbine à gaz.
En se référant aux figs.I à 4, on voit que le bec pulvérisa- teur de combustible prend un corps de forme sensiblement cylindri- que fait en deux parties 10 et II qui s'aboutent bout à bout. La partie 10 présente à son extrémité arrière une paire d'ouvertures destinées à recevoir les tubes d'alimentation en combustible 12, 13 respectivement pour l'alimentation-pilote et l'alimentation princi- pale.
Le tube 12 s'ouvre dans une chambre 14 qui s'étend sur la longueur de le partie de corps 10 et, partiellement, dans la partie de corps 11, et le second tube s'ouvre dans une chambre 15 d'envi- ron la même étendue axiale que la chambre 14. La chambre 14 com- munique par un passage 16 ménagé dans la partie 11 avec une cham- bre centrale 17 située dans la partie 11, et la chambre 15 commu- nique par une série de passages 18 disposés en arc, avec une rai- nure annulaire 19 ménagée dans la face avant de la partie de corps 11. Les chambres 14 et 15 sont pourvues de filtres à combustible 20.
Chaque filtre à combustible 20 consiste en un corps cylindri- que fileté dans le sens de sa longueur, comme on le voit clairement à la fig.I, présentant des évidements 20a ouverts par le bout, à chaque extrémité, et comportant une série de rainures allant en s'amenuisant 20b, s'étendant à partir de chaque extrémité vers un point de la longueur du filtre situé un peu en deçà de l'extrémité opposée. Les rainures 20b communiquent par leurs extrémités pro- fondes avec les évidements 20a et les rainures 20b sont disposées de façon à s'étendre alternativement d'un bout à l'autre.
Le com- bustible pénétrant dans la chambre 14 ou 15 s'écoule dans l'évide- ment 20a du côté gauche du filtre, comme on le voit sur le dessin,
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dans les rainures 20b s'ouvrant dans l'évidement 20a autour de la périphérie du filtre, dans les rainures 20b partant de l'extrémité droite du filtre et, ainsi, dans l'évidement 20a située à l'extré- mité droite du filtre. Comme on le voit plus clairement à la fig.
2, le filtre de la chambre 15 destinée au courant d'alimentation principal, a quatre rainures 20b partant de chaque extrémité du filtre et le filtre de la chambre 14 a deux rainures partant de chaque extrémité.
Le corps du bec pulvérisateur est constitué de deux parties comme il est décrit ci-dessus afin de faciliter l'introduction des filtres 20 dans les chambres 14 et 15 et les filtres servent à maintenir en alignement les parties 10 et 11 du corps l'une par rapport à l'autre.
Une première plaque 21 est maintenue contre l'extrémité avant de la partie de corps 11 et une seconde plaque 22 est mainte- nue contre la première plaque 21 au moyen d'un manchon 23 fixé à la partie de corps 10 et ayant un rebord dirigé vers l'intérieur 23b à son extrémité avant, pour porter contre la face avant de le seconde plaque 22. Afin de faciliter l'assemblage des plaques 21 et 22 sur l'extrémité avant de la partie de corps 11, il est prévu un manchon d'alignement 24 qui glisse sur l'extrémité avant de la partie de corps 11 et entoure la première plaque 21 et l'extrémité arrière de la plaque 22.
Le manchon 23 est vissé sur la partie de corps 10 et y est calé par une bague-ressort 25 embrassant l'extrémité arrière du manchon 23 et ayant une paire d'oreilles 25a dirigées en sens con- traires et s'engageant respectivement entre les créneaux 10a et 23a des surfaces extérieures de la partie de corps 10 et du man- chon 23. Comme on le voit plus clairement à la fig.2, il y a neuf créneaux 10a sur la partie de corps 10 et huit créneaux 23a sur le manchon 23, si bien qu'un effet de vernier est obtenu pour per- mettre de caler le manchon 23 en toute position utile sur la parti=
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de corps 10.
Le manchon 23 est espacé des parties de corps 10 et 11 de façon à ménager un espace annulaire 26 pour le passage de l'air de refroidissement, lequel air pénètre dans l'espace annulaire 26 à travers un certain nombre de trous ou passages 27 ménagés dans la partie de corps 10/ Comme on le voit à la fig.2, il y a quatre passages axiaux qui viennent de la face arrière de la partie de corps 10 et se terminent dans des trous radiaux menant à l'espace annulaire 26. L'air s'écoule vers l'avant par l'espace annulaire 26 et de là, passe par une série de forages 28 et 29 du rebord 23b vers l'extérieur du bec pulvérisateur. Les forages 28 sont incli- nés vers l'intérieur par rapport à l'axe du bec pulvérisateur et les forages 29 sont dirigés vers l'extérieur par rapport à cet axe.
On voit ainsi que l'air sort de l'espace annulaire 26 en un cer- tain nombre de filets formés autour des jets de combustible qui sortent du bec pulvérisateur à travers la plaque 22 de la manière décrite ci-dessous.
La première plaque 21 est pourvue à sa surface arrière d'un renflement cylindrique creux 30 et sur sa surface avant, d'un ren- flement tronconique creux coaxial 31, de façon à ménager un trou central 32 traversant les renflements pour se terminer en une par- tie tronconique convergente s'ouvrant par une ouverture de section circulaire pleine 33 à travers laquelle le combustible passe dans la chambre de combustion. L'extrémité arrière du trou 32, qui constitue la chambre de déflexion pour le courant d'alimentation pilote, est fermée par le bouchon 34 et le combustible s'écoule de la chambre 17 dans la chambre de déflexion 32 par des ouvertures d'admission tangentielles 35 (fig. 4) de façon que le combustible pénétrant dans la chambre de déflexion 32 ait un mouvement rotatif.
La plaque 21 est aussi pourvue d'une couronne d'ouvertures 36 communiquant à une extrémité avec la rainure annulaire 19 ménagée dans la face avant de la partie de corps 11.
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Le seconde plaque 22 comporte à sa face arrière une rainure annulaire 37 dans laquelle s'ouvrent les ouvertures 36 et qui communique par le moyen d'un certain nombre de passages hélicoï- daux ou tangentiels 38 ménagés dans la surface arrière de la pla- que 22, avec un trou tronconique 39 s'étendant à travers la pla- que 22 et se terminant à son extrémité étroite par une ouverture de section circulaire pleine 40. La chambre de déflexion 32, l'o- rifice 33, le trou conique 39 et l'orifice 40 sont disposés de façon à être coaxiaux l'un par rapport à l'autre.
Le courant d'a- ainsi limentation principale s'écoule/de-la rainure annulaire 19 prati- avant. quée dans la face/de la partie de corps 11, à travers les trous axiaux 36 pratiqués dans la plaque 21, dans la rainure annulaire 37 pratiquée dans la face arrière de la plaque 22, et de là, par les passages tangentiels ou hélicoïdaux 38, dans la chambre de annulaire déflexion principale formée par l'espace troneoniquesitué entre le renflement 31 et la paroi du trou tronconique 39. Le combus- tible quitte la chambre de déflexion principale à travers l'ori- fice 40 sous la forme d'un pulvérin conique creux.
On voit que l'orifice atomiseur 33 pour le courant d'alimen- tation pilote est en retrait de l'orifice 40 du courant d'alimen- tation principale, mais l'agencement est tel que le jet conique de combustible sortant de l'orifice 33 a un angle moindre que ce- lui du jet sortant de l'orifice 40, si bien que le jet sortant de l'orifice 33 se trouve à l'intérieur du jet conique de combusti- ble sortant de l'orifice 40. Ainsi les deux jets ne se mélangent ni ne se gênent pratiquement pas puisque toute interférence im- portante entre les jets tend à compromettre l'effet de l'atomi- sation.
Les diverses parties du bec pulvérisateur sont assemblées comme il est décrit ci-dessus sur les parties du corps 10 et 11, les deux plaques 21 et 22 étant maintenues en position comme il est dit ci-dessus par le manchon d'alignement 24 et le manchon
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de calage 23 lequel est calé, pour l'empêcher de tourner sur la partie de corps 10, par la bague-ressort 25.
En se référant maintenant à la fig. 5 des dessins ci-annexés, il y est illustré une nouvelle méthode de supporter un dispositif à bec pulvérisateur comme décrit ci-dessus à l'intérieur d'une chambre de combustion d'un moteur à turbine à gaz.
La chambre de combustion comprend, comme d'habitude, un dôme d'admission 50 en communication par son extrémité d'entrée avec le compresseur du moteur et par son extrémité de sortie, avec la par- tie principale du corps 51 de la chambre de combustion. Comme il est d'usage, un tube brûleur 52 est maintenu à l'intérieur de la chambre de combustion et le bec pulvérisateur est logé à l'inté- rieur de l'extrémité d'entrée du tube brûleur, l'extrémité avant du manchon 23 étant prise à l'intérieur d'un moyeu creux 53 d'une armature montée dans l'entrée du tube brûleur 52.
Les tuyaux d'a- limentation en combustible 12 et 13 s'étendent de l'extrémité ar- rière du bec pulvérisateur vers l'extérieur à travers l'extrémité d'entrée d'air du tube brûleur, pour passer de là, à angle sensi- blement droit, à travers l'ouverture 54 du dôme d'admission de la chambre de combustion.
Les tubes 12 et 13 sont montés dans une armature 55 pourvue d'un siège à surface sphérique 55a coopérant avec des sièges sphé- rioues d'une paire de plaques de montage 56, 57 qui sont boulon- nées au dôme d'admission, à l'extérieur de celui-ci. Cette forme de montage du bec pulvérisateur permet un léger ajustement angu- laire dans toute direction, de l'armature et, par conséquent, des tubes 12 et 13 du bec pulvérisateur qu'ils portent.
On voit que la présente invention permet une construction simple de bec pulvérisateur pour brûleur à combustible liquide ayant deux orifices atomiseurs coaxiaux, par l'assemblage de par- ties qui peuvent être aisément usinées-et assemblées.