<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention se rapporte aax turbo-réacteurs com portait an dispositif de combustion supplémentaire destiné à, aug menter mometanément la poussée fournie par les turbinera, gaz par
<Desc/Clms Page number 2>
l'adduction d'un carburant additionnel qui est chauffé à un degré plus élevé par le carburant brillé du courant gazeux, afin de per- mettre l'obtention de poussées additionnelles and cela est nécessaire.
On a déjà proposé d'injecter un carburant additionnel dans le courant gazeux centenant de l'air en excès, afin d'obtenir un courant gazeux à grande vitesse.
On sait que la température du courant gazeux peut varier sur une large gamme, selon les conditions de travail du réacteur.
Ainsi, par exemple, à haute température, le carburant additionnel injecté s'enflamme sans l'aide d'aucun dispositif d'allumage, mais cela n'est pas possible quand la température du courant gazeux est relativement faible ou dans certaines conditions, par exemple, à haute altitude. Pour assurer l'inflammation de ce carburant addi- tionnel injecté dans des conditions et (ou) à des températures variables, il est donc usuel de prévoir un dispositif d'allumage.
Suivant l'invention, on injecte dans un courante gaz à grande vitesse un carburant entier, c'est-à-dire un carburant ca- pable de brûler en l'absence d'oxydant ou de comburant, et parfois dénommé "mono-carburant" ou "carburant auto-comburé", ce qui per- met l'inflammation du carburant additionnel injecté dans le cou- rant gazeux.
Le carburant entier utilisé, de préférence, est du nitrate d'isopropyle ou du nitrate de n-propyle, répondant tous deux à la formule chimique NO3C3H7 qui a une température d'auto-inflamma- tion de 200 C environ. L'inflammation spontanée d'un carburant entier est favorisée par une adduction d'air ou d'oxygène, et 1' air en excès présent dans le courant gazeux à grande vitesse est suffisant pour favoriser l'inflammation, de sorte que le carburant additionnel injecté est enflammé.
Suivant une particularité de l'invention, le carburant ad- ditionnel peut être injecté dans une chambre de réchauffage tra- versée par les gaz d'échappement provenant du système de combustion
<Desc/Clms Page number 3>
principal, et le carburant entier est injecte dans la zone conte- nant le carburant additionnel injecté à l'état atomisé, de sorte qa'il s'enflamme par contact avec l'excès d'air contenu dans le ' courant gazeux.
La flamme produite par suite de l'injection du carburant entier dans le courant gazeux chaud continue évidemment de brûler tant que l'injection de carburant se poursuit. La période d'injec- tion peut durer juste le temps nécessaire à l'inflammation du car- burant additionnel, ou bien elle peut être prolongée afin de don- ner la certitude que le carburant additionnel continue à brûler quand les conditions de travail sont modifiées, par exemple lors de l'ouverture de la tubulure d'échappement et lors d'une augmen- tation du débit d'injection du carbarant additionnel.
Suivant une autre particularité de l'invention, an déflec teur ou an échangeur de chalear peut être disposé dans la chambre de réchauffage, dans le coarant de gaz chauds, et être monté de peut façon à être frappé par le carburant entier injecté. Ce déflecteur/ être en toute matière agissant à la manière d'un catalyseur vis-à- vis du carburant. Il existe plusieurs matières de ce type, parmi lesquelles on peut citer par exemple le nickel. Mais il peut être plus judicieux d'utiliser l'an des alliages au nickel qui sont déjà employés de façon étendue dans le fabrication des réacteurs.
Selon l'agencement de la tuyère du réacteur et le dispositif atili- sé pour supporter l'injecteur de carburant additionnel, il peut être possible d'utiliser pour former le déflecteur à effet cataly- tique une partie de ce dispositif ou une autre partie de la tuyère du réacteur, disposée de façon appropriée par rapport au point d' injection du carburant entier.
Le carburant est de préférence comprimé à l'aide d'un dis- positif convenable, par exemple au moyen d'une pompe.
Suivant une autre particularité de l'invention, un circuit électrique est prévu pour régler l'alimentation en carburant entier Ce circuit peut comportez un contacteur à temps ou une minuterie
<Desc/Clms Page number 4>
être da type connu permattant à l'alimentation en carburant entier d'tre assurée pendant un laps de temps prédétermine.
La description qui va suivre, faite enregard du dessin annexé donné à. titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention.
La figure unique est une vue schématique d'un système sui vant l'invention comportant un circuit à commande manuelle pour l'actionnement du système de commande.
D'après le dessin, une pompe à engrenage l'entrinés par un moteur électrique 2,reçoit du carburant liquide à partir d'un réservoir auxiliaire 3, par l'intermédiaire d'un conduit 4. Cette pompe 1 comporte une vanne de dérivation 5 evitant toute pression excessive dans le conduit 6 et renvoyant le carburant en excès vers le côté basse pression de la pompe 1. Une vanne 7 à commande par solénoïde et deux clapets de retenue 8, 9 sont montés dans le conduit 6, qui se termine par un injecteur 10 monté dans la tuyère du réacteur formant la chambre de réchauffage 11 traversée par le courant de gaz principal provenant de la turbine à gaz. Une plaque 12 formant déflecteur est disposée en face de l'injecteur 10, et le courant de carburant entier injecté vient frapper cette pla- que tout en étant dévié' dans le courant gazeux principal.
Un con- duit dérivé 13,partant du conduit 6,est conjugué à une vanne 14 à commande par solénoide qui est ouverte pour vidanger le conduit 6 entre les deux clapets de retenae 8, 9 lors de la mise au repos du système.
La vanne 7, à commande par solénoide, est normalement fer- mée. L'autre vanne 14 est normalement ouverte.
Le circuit électrique servant à l'actionnement des diffé- rents dispositifs sera mieux compris en étudiant le fonctionnement du système
On appuie sur le bouton d'interrupteur 15 afin de fournir le courant servant à exciter le relais 16 et aussi à allumer la lame-témoin 17.
<Desc/Clms Page number 5>
l'exitatin du relais 16 ferme les contacts A, B de ce relais, de sorte qu'un courant est fourni pour actionner le mo- tour 2 pour ouvrir la vanne à solénoïde 7 et pour fermer la vanne à solénoïde 14.
Le carburant liquide provenant du réservoir 3 est injecté sous pression par la pompe 1 en passant par la vanne à soléno ide 7, les clapets de retenue 8, 9 et l'injecteur 10 pour gagner la tuyère 11, afin de venir frapper le déflecteur 12 formant échan- geur de chaleur.
Quand on lâche le bouton-poussoir 15, le relais 16 n'est plus alimenté, ce qui ouvre les contacts A B en interrompant l'alimentation supplémentaire en carburant entier.
La vanne à solénoïde 14 revient à sa position d'ouverture normale, en vidangeant ainsi le carburant entier entre les clapets de retenue 8, 9, ce qui évite tout danger d'incendie pouvant pren- dre naissance par suite de la chaleur rayonné par la tuyère 11 et transmise en retour par le conduit d'admission du carburant.
Les détails de réalisation peuvent être modifiés, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention.
REVENDICATIONS
I. Système d'injection d'un carburant entier liquide sup plémentaire dans le courant gazeux principal d'une turbine à gaz, dans lequel un carburant entier capable de brâler en l'absence d'oxydant est injecté à l'aide d'une pompe afin de vanir frapper un échangeur de chaleur monté dans la tuyère d'échappement d'une turbine à gaz, ou directement dans cette tuyère, l'agencement étant tel que les gaz chauds traversant cette tuyère enflamment le carburant entier injecté, qui à son tour enflamme le carburant additionnel afin de fournir une puissance supplémentaire.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to aax turbo-reactors com portait an additional combustion device intended to, momentarily increase the thrust provided by the turbinera, gas by
<Desc / Clms Page number 2>
adding additional fuel which is heated to a higher degree by the burnt fuel of the gas stream, in order to allow additional thrusts to be obtained and this is necessary.
It has already been proposed to inject an additional fuel into the gas stream centering excess air, in order to obtain a gas stream at high speed.
It is known that the temperature of the gas stream can vary over a wide range, depending on the working conditions of the reactor.
Thus, for example, at high temperature, the additional injected fuel ignites without the aid of any ignition device, but this is not possible when the temperature of the gas stream is relatively low or under certain conditions, for example. example, at high altitude. To ensure the ignition of this additional injected fuel under variable conditions and (or) temperatures, it is therefore usual to provide an ignition device.
According to the invention, a whole fuel is injected into a current gas at high speed, that is to say a fuel capable of burning in the absence of oxidant or oxidizer, and sometimes referred to as "mono-fuel. "or" self-combustion fuel ", which allows the ignition of the additional fuel injected into the gas stream.
The whole fuel used is preferably isopropyl nitrate or n-propyl nitrate, both having the chemical formula NO3C3H7 which has an auto-ignition temperature of about 200 ° C. The spontaneous ignition of an entire fuel is promoted by an air or oxygen supply, and the excess air present in the high velocity gas stream is sufficient to promote ignition, so that the additional fuel injected is inflamed.
According to a particular feature of the invention, the additional fuel can be injected into a heating chamber through which the exhaust gases from the combustion system pass.
<Desc / Clms Page number 3>
main, and the entire fuel is injected into the zone containing the additional injected fuel in a atomized state, so that it ignites on contact with the excess air contained in the gas stream.
The flame produced by injecting the entire fuel into the hot gas stream obviously continues to burn as long as the fuel injection continues. The injection period may last just as long as necessary for the additional fuel to ignite, or it may be extended to ensure that the additional fuel continues to burn when working conditions are changed. , for example when opening the exhaust manifold and when increasing the injection rate of the additional fuel.
According to another feature of the invention, a deflector or a chalear exchanger can be arranged in the heating chamber, in the hot gas compartment, and be mounted so as to be struck by the whole injected fuel. This deflector / be in any material acting as a catalyst vis-à-vis the fuel. There are several materials of this type, among which there may be mentioned, for example, nickel. But it may be more judicious to use the year of nickel alloys which are already widely used in the manufacture of reactors.
Depending on the arrangement of the reactor nozzle and the device associated with supporting the additional fuel injector, it may be possible to use part of this device or another part of the catalytic baffle to form the catalytic baffle. the reactor nozzle, suitably disposed relative to the point of injection of the entire fuel.
The fuel is preferably compressed by means of a suitable device, for example by means of a pump.
According to another feature of the invention, an electrical circuit is provided to regulate the entire fuel supply This circuit may include a time switch or a timer.
<Desc / Clms Page number 4>
be of known type allowing the entire fuel supply to be ensured for a predetermined period of time.
The description which follows, made in accordance with the appended drawing given to. without limitation, will make it possible to better understand the invention.
The single figure is a schematic view of a system according to the invention comprising a manually controlled circuit for actuating the control system.
According to the drawing, a gear pump, driven by an electric motor 2, receives liquid fuel from an auxiliary tank 3, via a pipe 4. This pump 1 comprises a bypass valve 5 avoiding excessive pressure in line 6 and returning excess fuel to the low pressure side of pump 1. A solenoid operated valve 7 and two check valves 8, 9 are fitted in line 6, which ends by an injector 10 mounted in the nozzle of the reactor forming the reheating chamber 11 through which the main gas stream coming from the gas turbine passes. A baffle plate 12 is disposed in front of the injector 10, and the entire injected fuel stream impinges on this plate while being deflected into the main gas stream.
A branch line 13, starting from line 6, is combined with a solenoid operated valve 14 which is opened to drain line 6 between the two check valves 8, 9 when the system is put to rest.
The solenoid operated valve 7 is normally closed. The other valve 14 is normally open.
The electrical circuit used to actuate the various devices will be better understood by studying the operation of the system.
The switch button 15 is pressed in order to supply the current used to energize the relay 16 and also to turn on the indicator blade 17.
<Desc / Clms Page number 5>
the exit of relay 16 closes contacts A, B of this relay, so that a current is supplied to actuate the motor 2 to open the solenoid valve 7 and to close the solenoid valve 14.
The liquid fuel coming from the tank 3 is injected under pressure by the pump 1 passing through the solenoid valve 7, the check valves 8, 9 and the injector 10 to reach the nozzle 11, in order to strike the deflector 12 forming a heat exchanger.
When the push-button 15 is released, the relay 16 is no longer supplied, which opens the contacts A B, interrupting the entire additional supply of fuel.
The solenoid valve 14 returns to its normal open position, thus draining the entire fuel between the check valves 8, 9, which avoids any danger of fire which could arise as a result of the heat radiated by the gas. nozzle 11 and sent back through the fuel inlet pipe.
The details of realization can be modified, in the field of technical equivalences, without departing from the invention.
CLAIMS
I. A system for injecting an additional liquid whole fuel into the main gas stream of a gas turbine, in which whole fuel capable of burning in the absence of oxidant is injected using a gas turbine. pump in order to vanish a heat exchanger mounted in the exhaust nozzle of a gas turbine, or directly in this nozzle, the arrangement being such that the hot gases passing through this nozzle ignite the entire injected fuel, which in its turn tower ignites additional fuel to provide additional power.