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ARMSTRONG SIDDELEY MOTORS LIMITED? résidant à COVENTRY, Warwickshire (Gde Bretagne) .
DISPOSITIF STABILISATEUR DE FLAMME.
Cette invention est relative à un dispositif stabilisateur de' flamme fournissant une flamme pilote ou veilleuse dans une tuyère de propul- sion par réaction où du combustible doit être brûle dans un courant de gaz animé d'une grande vitesse dans un système de postcombustion ou de réchauf- fage des gaz d'achappement d'un groupe moteur à turbine à gaz et propulsion par réaction.
On connaît des dispositifs de ce genre consistant en une envelop- pe en substance cylindrique qui est placée dans l'axe de la tuyère de réac- tion et dans laquelle passe une petite partie des gaz animés d'une grande vitesse celle-ci étant réduite suffisamment pour créer une zone stable à 1' intérieur de l'enveloppe dans laquelle on peut injecter et brûler du combus- tible pour la flamme pilote afin de fournir une flamme stable capable d'en- flammer une arrivée principale de combustible dans le restant des gaz au passa- ge de l'enveloppe du stabilisateur.Une forme efficace d'un pareil stabilisa- teur de flamme est décrite dans le Brevet Anglais n 674.641.
Le but principal de l'invention est de perfectionner le stabili- sateur de flamme pour permettre d'accélérer et d'achever la combustion à 1' intérieur de l'enveloppe du stabilisateur et de rendre ce dernier efficace à n'importe quelle altitude.
Suivant l'invention, le combustible pour le stabilisateur y est introduit près d'une extrémité d'un conduit placé dans le courant principal de gaz et pourvu près de l'entrée du combustible d'une ouverture par laquel- le une petite quantité du courant principal peut pénétrer, l'extrémité op- posée du conduit communiquant en substance centralement avec l'extrémité amont de l'enveloppe du stabilisateur.
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Le conduit peut avoir la forme d'un tube coaxial s'étendant-vers l'amont de l'enveloppe du stabilisateur avec un gicleur de combustible placé à l'extrémité amont. Cependant, la partie principale du'tube est placée de préférence transversalement par rapport à la tuyère de réaction, la partie res- tante étant coudée en substance à 90 pour être dans l'axe de l'enveloppe du stabilisateur avec laquelle le tube communique à l'extrémité amont.
Dans ce dernier cas, l'extrémité extérieure du tube peut se prolonger en subs- tance jusqu'à la paroi de la tuyère de réaction et être conçue de manière à recevoir un gicleur de combustible tandis que l'orifice d'admission d'une partie du courant principal des gaz est prévue du côté amont du tube à côté du dispositif d'alimentation de combustible. Cette dernière disposition évi- te l'usage d'un tuyau de combustible traversant le courant principal des gaz depuis la paroi de la tuyère de réaction jusqu'à 1,*enveloppe du stabilisateur et si, comme on le préfère, la partie transversale du tube est dans l'aligne- ment d'une des entretoises portant l'enveloppe du stabilisateur dans la tuyè- re de réaction et en amont de cette entretoise, sa présence ne cause en subs- tance aucune obstruction supplémentaire au courant principal des gaz.
Avec l'une ou l'autre disposition, le chauffage extérieur du tube par le courant principal des gaz et le mélange d'une partie de ce dernier passant dans le tube avec le combustible qui y est amené provoquant la vaporisa- tion du combustible avant son entrée dans l'enveloppe du stabilisateur de sor- te qu'il se trouve immédiatement en état d'être enflammé dans l'enveloppe et qu'il ne carbonne pas.
Dans le dessin annexé :
La figure 1 est une coupe partielle de l'élévation d'une tuyère de réaction d'un moteur à turbine à gaz, pourvue d'un stabilisateur de flam- me alimenté en combustible suivant l'invention.
La figure 2 est une vue partielle montrant une variante pour 1' alimentation en combustible du stabilisateur de flamme,
La figure 3 est une coupe partielle de l'élévation.,. à plus grande échelle, de l'extrémitéamont de l'enveloppe du stabilisateur, et
Les figures 4 et 5 sont des coupes partielles d'élévations de variantes de l'enveloppe du stabilisateur qui peuvent être utilisées soit avec le disposition de la figure 1 soit avec celle de la figure 2.
Les figures ne montrent pas le dispositif d'amenée principale du combustible de réchauffage dans la tuyère de réaction mais uniquement le système d'amenée du combustible au stabilisateur de flamme qui fournit une flamme pilote ou veilleuse.Une partie 13 seulement d'un côté de la tuyère de réaction est représentée, l'enveloppe 14.
du stabilisateur étant supportée dans la tuyère par plusieurs entretoises radiales profilées, par exemple trois, dont une seule est représentée en 15. Celle-ci est repré- sentée boulonnée à l'enveloppe de la tuyère de réaction par des boulons 17 de manière à permettre la dilatation radiale relative des pièces,/
Dans la construction suivant la figure 1, il est fait usage d'un tube transversal 19 dont l'extrémité inférieure radiale 20 est dans l'axe de l'enveloppe du stabilisateur et correspond à l'extrémité amont de l'en- veloppe. Un gicleur de combustible 22 pour la flamme pilote traverse radia- lement la paroi de la tuyère de réaction et pénètre dans l'extrémité ouver- te adjacente du tube transversal 19 de manière à fermer cette extrémité ouverte.
Du côté amont du tube 19, au voisinage du gicleur 22, se trouve un orifice d'admission 24 qui est susceptible de prendre suffisamment de gaz à l'intérieur de la tuyère de réaction pour vaporiser (conjointement avec le chauffage extérieur du tube 19) le combustible avant qu'il ne pénètre dans
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l'enveloppe du stabilisateur, de sorte que le combustible ne charbonne pas dans le tube mais est en état d'être enflammé immédiatement dans l'envelop- pe 14.
Il faut remarquer que le tube transversal 19 est représenté im- médiatement en amont de l'entretoise de support représentée 15, de sorte qu'il n'introduit qu'une trainance supplémentaire relativement faible.
Dans la construction de la figure 2. on a représenté l'enveloppe
14 du stabilisateur et l'extrémité radiale intérieure de l'entretoise 15, mais dans ce cas l'arrivée du combustible dans l'enveloppe du stabilisateur se fait par un tube rectiligne 19a coaxial à l'enveloppe du stabilisateur. son extrémité aval (également marquée 20) étant reliée à l'extrémité amont de l'enveloppe.
Le combustible est introduit dans le tube 19a par un gicleur
22a qui, dans ce cas, est alimenté en combustible par un tuyau,, non repré- senté, traversant la paroi de la tuyère de réaction d'une manière bien con- nue.L'extrémité amont 24a du tube 19a est ouverte pour recevoir la quantité requise de gaz comme il a été expliqué, ci-dessus;
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Sur les figures 1 et 2 (voir figure 3), l'extrémité 20 du tube d'amenée du combustible est soudée à un manchon 26 qui supporte intérieurement des ailettes de brassage 27oLe manchon est à son tour porté par un anneau 28 sur une partie cylindrique 29 de l'enveloppe du stabilisateur par des ailet- tes 30 qui provoquent une turbulence dans le gaz en sens inverse de celle pro- duite par les ailettes 270
Les figures 4 et 5 montrent deux variantes.
Sur la figure 4. 1' extrémité 20 du tube est portée directement par l'anneau 28 qui, à son tour, est porté par des ailettes de brassage 30 comme celles représentées sur la figure 3.En aval de l'anneau et légèrement écarté axialement de l'extrémité adja- cente du tube 20 se trouve un écran 32 qui provoque une turbulence dans le combustible vaporisé et le dirige radialement vers l'extérieur, le combusti- ble vaporisé entrant ensuite dans le courant de gaz par l'aubage de brassa- ge 30.Sur la figure 5, l'extrémité intérieure du tube 20 est de nouveau fixée à un manchon 26 portant à l'intérieur des ailettes de brassage 27 et dans ce cas,,, un écran annulaire 34' percé d'un trou 35 au centre,
est prévu pour cré- er une turbulence en aval de l'écran dans le courant du reste du gaz qui passe par de simples trous 36 percés dans un anneau de support 37.
La présente invention ne concerne pas le dispositif d'allumage du combustible à l'intérieur de l'enveloppe du stabilisateur pour allumer la veilleuse ou flamme pilote.
Dans une autre variante.. l'extrémité amont de l'enveloppe du sta- bilisateur peut être entièrement fermée, tout le gaz et le combustible vapo- risé, nécessaires pour la production d'une flamme stable dans l'enveloppe, étant introduits par l'extrémité du tube 20.