BE572173A

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Info

Publication number: BE572173A
Authority: BE

Description


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   La présente invention se rapporte à un système de combustion à deux étages pour un moteur à turbine à gaz, et elle a pour but principal de procurer un fonctionnement rapide et d'éviter l'usage d'un diffuseur d'entrée conventionnel, en réduisant de cette façon le poids et la longueur de l'installation. 



   Le système de combustion suivant l'invention comprend deux séries de poches, espacées axialement et décalées circonférentiellement, s'étendant dans l'extrémité amont d'une chambre de flammes à partir d'un passage annulaire exté- rieur dans lequel le compresseur d'air débite, la série de poches amont ayant des extrémités d'admission qui sont associées à des dispositifs qui alimentent 1'in- térieur des poches de combustible pilote, et sont dirigées vers   1.'amont   dans le passage annulaire pour recevoir de l'air pilote, et cette série de poches compor- tant dans leurs côtés amont à l'intérieur de la chambre de flammes, des lumières par lesquelles l'air et le combustible pilote sortent pour former une flamme pilote de recirculation et agir sur et autour des deux séries de poches,

   la série aval de poches comportant des extrémités d'admission qui sont associées à des dis- positifs qui alimentent l'intérieur des poches de combustible principal, et sont dirigées vers l'amont dans le passage annulaire, circonférentiellement entre les extrémités d'admission des poches amont, pour recevoir l'air de combustion prin- cipal, les poches aval comportant dans leurs parois des lumières par lesquelles l'air de combustion principal et le combustible principal sont admis dans la chambre de flammes pour s'y mélanger avec la flamme pilote. 



   Suivant une autre caractéristique de l'invention, les poches de la série aval sont allongées dans le sens longitudinal de la chambre de flammes et peuvent aller en diminuant à partir de leurs extrémités d'admission. 



   Le système de combustion de l'invention convient particulièrement à être utilisé avec une chambre de flammes du type annulaire et, dans ce cas, le passage annulaire extérieur à la chambre de flammes peut être situé radialement à l'extérieur de sa périphérie extérieure, ou radialement à l'intérieur de sa périphérie intérieure. 



   Les extrémités d'admission de la série de poches aval peuvent être rectangulaires et s'étendre sur toute la largeur du passage annulaire, de manière que toute modification du profil radial de la vitesse dans le passage n'y affecte pas l'écoulement massique d'air dans les poches. Une disposition semblable pour les extrémités d'admission de la série amont de poches donnerait une section d'ad- mission ayant un rapport d'aspect très élevé, aussi sont-elles de préférence cir- culaires et placées à mi-chemin de la largeur du passage annulaire. 



   Les extrémités d'admission des deux séries de poches peuvent être distantes l'une de l'autre dans le sens circonférentiel du passage annulaire, de manière qu'une partie de l'air s'écoule entre elles dans le sens aval pour refroi- dir la chambre de flammes, et pour diluer les gaz dans celle-ci, de façon aisément compréhensible, 
De préférence, l'alimentation pilote et l'alimentation principale de combustible sont débitées dans les extrémités d'admission des séries respectives de poches. 



   Une forme de réalisation de l'invention sera décrite ci-après, avec référence au dessin annexé, dans lequel: 
Figure 1 est une coupe axiale d'une partie d'un système de combustion du type annulaire; et, 
Figure 2 est une vue de gauche de la figure 1, à la même échelle que celle-ci. 



   Dans le dessin, un carter annulaire extérieur est représenté en 11, et des parois extérieure et intérieure de la chambre de flammes annulaire, qui est fermée à son extrémité amont, sont représentées en 12 et 13. La paroi 13 est 

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 formée de sections se recouvrant avec des bandes ondulées 14 entre les joints, et la paroi 13 avec la paroi 15 forment un passage annulaire étroit ayant une embou- chure 16 pour l'air de refroidissement qui passe par les ondulations des bandes 14 et refroidit laminairement l'intérieur de la paroi 13 de la chambre de flammes. 



   Une partie amont convergeant fortement   13a   de la paroi 13 forme une chambre de flammes qui est profonde radialement à son extrémité amont. 



   Des poches pilote 17 placées en cercle, qui ont des extrémités d'ad- mission 18 dirigées vers l'amont dans l'anneau entre les parois 11 et 12, s'éten- dent sur une distance notable dans la chambre de flammes où elles comportent deux rangées de sortie 19 qui sont dirigées dans l'ensemble vers l'amont. 



   Du combustible pilote est débité, par des tuyaux d'alimentation res- pectifs 20, qui peuvent être alimentés par un collecteur commun (non représenté), dans l'extrémité d'admission de chaque poche   17,   et le mélange d'air et de com- bustible pilote sort par les sorties 19 pour former des flammes pilote de recircu-   lation   dans l'extrémité amont de la chambre de flammes. 



   En aval des poches   17,   et décalées par rapport à celles-ci, sont dis- posées un nombre correspondant de poches 21 qui sont allongées dans le sens lon- gitudinal de la chambre de flammes, et sont moins profondes radialement que les poches 17 ; ces poches 21 comportent des lumières 22 qui, quoiqu'on n'en ait re- présenté que dans leurs parties aval et amont, peuvent être prévues tout autour des poches. Chaque poche 21 comporte une admission comprenant des plaques latéra- les 23 et une plaque 24 avec une extrémité aval recourbée, venant dans l'anneau entre les parois 11 et 12, et l'admission contient des plaques de guidage cour- bées 25.

   Chaque paire de plaques latérales, la partie associée de la paroi 12 et la plaque 24, forment un collecteur pour l'air de combustion principal de la po- che associée, et l'air passant entre ces collecteurs est divisé en deux courants, dont l'un est guidé dans la chambre de flammes par les lumières 27 de la paroi 12 par une série circonférentielle de diviseurs 26 de forme appropriée disposés entre les lumières, et par un déflecteur courbe 28 s'étendant entre les extrémités aval des lumières et des diviseurs. Un petit espace est laissé entre la plaque 24 et la paroi 11 de manière à permettre une dilatation thermique. L'autre courant d' air s'écoule entre la paroi   11   et une autre paroi 29 formant une partie aval de la paroi extérieure de la chambre de flammes, et cet autre courant d'air sert au refroidissement. 



   Des tuyaux 30 débitent du combustible principal dans les extrémités d'admission des poches 21. 



   Cet exemple convient pour un débit d'air à vitesse élevée du compres- seur (par exemple 550 pieds (165 m) par seconde), et pour utiliser au maximum la chambre de flammes profonde représentée. Les flammes pilote passent par recircu- lation autour des poches 17 pour préchauffer le mélange d'air et le combustible pilote contenu dans ces poches avant qu'il ne sorte par les lumières 19, et égale- ment autour des poches 21 pour préchauffer le mélange d'air et de combustible principal contenu dans ces poches et pour le mélanger et l'allumer lorsqu'il sort des lumières 22.

   Les admissions des collecteurs sont rectangulaires en coupe trans- versale, et s'étendent en substance en travers de toute la largeur de l'anneau en- tre les parois 11 et 12, de manière que toute modification du profil radial de la vitesse de sortie du compresseur n'affecte pas l'écoulement massique dans les po- ches 21. Une disposition semblable pour les poches 17 donnerait une section trans- versale d'admission, ayant un rapport d'aspect élevé ; au lieu de cela, les admis- sions ont une section transversale circulaire et sont placées à mi-chemin de la largeur de cet anneau. En prévoyant des lumières d'air de dilution 27 comme repré- senté, la pression totale d'air dans l'anneau peut servir à créer de profondestur- bulences de l'air de dilution dans la chambre de flammes. 



   Pour un écoulement massique donné d'air dans le système de combustion, une proportion prédéterminée du maximum approprié de combustible est utilisée com- 

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Claims

me combustible pilote, et le débit de combustible pilote peut être indépendant de la position de la manette d'accélération. Ainsi, lorsqu'une proportion donnée du maximum de combustible est utilisée comme combustible pilote, l'action de la manet- te d'accélération sur le restant du combustible peut donner une grande souplesse de fonctionnement du moteur, sans influencer la combustion piloteo RESUME.

La présente invention concerne un système de combustion à deux étages pour un moteur à turbine à gaz, caractérisé par un ou plusieurs des points sui- vants: 1. Le système comprend deux séries de poches (17, 21), espacées axia- lement et décalées circonférentiellement, qui s'étendent dans l'extrémité amont de la chambre de flammes (12, 13, 29) à partir d'un passage annulaire extérieur (11, 12) dans lequel débite le compresseur d'air, la série amont de poches (17) ayant des extrémités d'admission (18) qui sont associées à des dispositifs (20) propres à débiter à l'intérieur de ces poches, du combustible pilote, et sont di- rigées vers l'amont dans l'espace annulaire (il, 12) pour recevoir de l'air pilote, et cette série de poches comportant dans leurs côtés amont à l'intérieur de la chambre de flammes, des lumières (19)

par lesquelles l'air et le combustible pi- lote sortent pour produire une flamme pilote de recirculation agissant sur et autour des deux séries de poches (17, 21), la série aval de poches (21) compor- tant des extrémités d'admission (23) qui sont associées à des dispositifs (30) propres à débiter à l'intérieur de ces poches du combustible principal, et sont dirigées vers l'amont dans le passage annulaire (il, 12), circonférentiellement entre les extrémités d'admission (18) des poches amont (17), pour recevoir l'air de combustion principal, les poches aval (21) comportant dans leurs parois des lumières (22) par lesquelles l'air de combustion principal et le combustible principal sont admis dans la chambre de flammes pour s'y mélanger avec la flamme pilote.

2. Les poches (21) de la série aval peuvent être allongées dans le sens longitudinal de la chambre,de flammes, et peuvent aller en diminuant à par- tir de leurs extrémités d'admission.

30 Les extrémités d'admission (23) de la série aval de poches (21) peuvent être rectangulaires et s'étendre en substance sur toute la largeur du pas- sage annulaire (11, 12) de manière que toute variation du profil radial de la vitesse dans ce passage n'affecte pas l'écoulement massique de l'air dans ces poches.

4. Les extrémités d'admission (18) de la série amont de poches (17) peuvent être circulaires et situées à mi-chemin de la largeur du passage annulaire (11, 12).

5. Les extrémités d'admission (18, 23) des deux séries de poches (17, 21) peuvent être distantes l'une de l'autre dans le sens circonférentiel du pas- sage annulaire (11, 12), de manière à permettre qu'une partie de l'air s'écoule entre elles dans le sens aval pour refroidir la chambre de flammes (par exemple, les parois 12 et 29), et pour diluer (26,27) les gaz dans la chambre de flammes.

6. Le combustible pilote (20) peut être débité dans les extrémités d'admission (18) des poches (17) de la série amont.

7. Le combustible principal (30) peut être débité dans les extrémités d'admission (23) des poches (21) de la série aval.