BE572174A - - Google Patents

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 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 ét la longueur de l'installation. 



   Le système de combustion de l'invention comprend un collecteur annu- laire dont l'extrémité amont est ouverte pour recevoir une partie du débit d'un compresseur d'air, du moteur, et une alimentation principale de combustible, cet air et ce combustible étant destinés à la combustion principale, la paroi inté- rieure du collecteur formant une partie de paroi amont de la chambre de flammes, et un dispositif propre à débiter une alimentation pilote d'air comprimé et de combustible dans le sens amont à l'extrémité amont fermée de la chambre de flam- mes pour y provoquer une combustion pilote de recirculation, la paroi intérieure du collecteur comportant des lumières par lesquelles le mélange d'air de combus- tion principal et de combustible principal entre dans la chambre de flammes pour s'y mélanger avec la flamme pilote. 



   Le système de combustion de l'invention convient particulièrement pour être utilisé avec une chambre de flammes du type "annulaire", et, dans ce cas, l'alimentation principale et l'alimentation pilote d'air comprimé peuvent provenir d'un passage situé radialement à l'extérieur de la périphérie extérieure de la chambre de flammes, ou situé radialement dans sa périphérie intérieure, et qui reçoit le débit du compresseur. 



   Suivant une autre caractéristiques de l'invention, le dispositif con- duisant l'alimentation d'air pilote et de combustible pilote prend la forme de plusieurs tuyaux radiaux ayant des extrémités d'admission réparties pour former un anneau à l'extérieur du collecteur et recevant une partie de débit du compres- seur, et des extrémités de sortie dans une partie amont de la chambre de flammes et faisant face vers l'amont de celle-ci. L'extrémité d'admission de chaque tuyau radial est située dans un collecteur d'air qui s'étend radialement à travers l'an- neau à l'extérieur du collecteur, et comporte une embouchure dirigée vers l'amont dans cet anneau. 



   De préférence, le combustible pilote est débité à l'intérieur des tuyaux radiaux. 



   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 combus- tion du type annulaire; et, 
Figure 2 est une coupe à plus grande échelle, suivant la ligne 2-2 de la figure 1. 



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



  La paroi 13 est composée de sections se recouvrant avec des bandes ondulées 14 entre elles, et la paroi 13 forme avec une paroi 15 un passage annulaire étroit, ayant une embouchure 16, pour l'air de refroidissement qui passe par les ondula- tions de la bande 15 et refroidissent laminairement l'intérieur de la paroi 13 de la chambre de flammes. 



   Une paroi de séparation annulaire 17, comportant un bord amont 18 re-   courbé,   entoure coaxialement la paroi extérieure 12 de l'extrémité amont de la chambre de flammes et est rabattue sur celle-ci à son extrémité amont pour former un joint étanche avec cette dernière, les parois 17 et 12 formant un collecteur annulaire dont l'extrémité amont est ouverte. Un anneau d'étanchéité 19 est pré- vu entre les extrémités aval des parois 17 et 12, et l'extrémité aval de la paroi 17 s'engage de façon étanche dans un prolongement aval 20 de la chambre de flammes. 



  L'anneau d'étanchéité 19 est prévu pour empêcher l'air principal et le combustible 

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 principal d'entrer dans la chambre de flammes par une fuite quelconque qui pour- rait se produire à hauteur du joint entre les parois 17 et 12. 



   Chacun d'un certain nombre de tuyaux coudés 21 comporte une admission d'air formée par une dépression 22 dans la paroi 17, et une sortie 21a faisant face vers l'amont. Des carénages 23 qui s'étendent de façon étanche entre les parois 11 et 17 et renferment les dépressions associées 22, ont respectivement leurs côtés espacés aux extrémités amont de manière à former des ouvertures d'ad- mission d'air 24 (figure 2). 



   Le bord 18 de la paroi de séparation divise le courant d'air principal du compresseur et un anneau intérieur et un anneau extérieur, l'anneau extérieur alimentant les tubes 21 par les ouvertures 24 des carénages et fournissant aussi, en passant entre des carénages adjacents, l'air de dilution qui passe dans la chambre par les lumières 25 du prolongement 20. Le courant d'air annulaire inté- . rieur passe dans le collecteur annulaire entre les parois 17 et 12. Juste en avant de l'embouchure de ce collecteur, du combustible principal est débité par des trous d'injection d'un collecteur annulaire 26, et des tuyaux 27 débitent du com- bustible pilote à l'intérieur des tuyaux coudés   21.   



   Du fait que le collecteur formé par les parois 12 et 17 est fermé à son extrémité aval, la pression de l'air principal fait entrer le mélange d'air de combustion principal et de combustible principal dans la chambre de flammes par une des couronnes de lumières, dont trois sont représentées ou indiquées par des croix en 28, 29 et 30. Les flammes pilote produites aux sorties 21a des tuyaux coudés 21 rencontrent une partie du mélange d'air principal et de combustible principal venant par les lumières 28, et provoquent sa combustion. Ces gaz enflam- més passent dans le sens aval autour des tuyaux coudés, en les chauffant et en préchauffant l'air pilote et le combustible pilote passant dans ceux-ci, et se mélangent avec le restant du mélange d'air et de combustible principal venant par les lumières 29 et 30 pour l'allumer.

   Les produits de la combustion principale passent enaval et sont dilués par l'air entrant par les lumières 25. 



   En raison de la gamme d'écoulement étendue de combustible requise pour les turbines à gaz modernes, une seule dimension de trous d'écoulement de combustible dans le collecteur 26 n'est pas suffisante, étant donné que la gamme de pressions peut être comprise entre 600 et 1. Pour éviter cette difficulté, le collecteur peut comporter des brûleurs propres, ou une série de collecteurs peut être prévue, ayant chacun une autre dimension de trous. 



   Pour un écoulement massique donné d'air dans le système de combustion, une proportion fixe des maximum approprié de combustible est utilisée comme com- bustible pilote, et l'alimentation de combustible pilote peut être indépendante de la position de la manette d'accélérateur. Ainsi, lorsqu'une proportion donnée du maximum de combustible est utilisée comme combustible pilote, l'action de la manette d'accélérateur sur le restant du combustible peut donner au moteur une grande souplesse de fonctionnement sans influencer la combustion pilote.

Claims (1)

1. RESUME.

   La présente invention se rapporte à un système de combustion à deux étages, pour un moteur à turbine à gaz, caractérisé par un ou plusieurs des points suivants : 1 Le système comprend un collecteur annulaire (12, 17) dont l'extré- mité amont est ouverte pour recevoir une partie du débit d'un compresseur d'air du moteur, et une alimentation principale (26) de combustible, cet air et ce com- bustible étant destinés à la combustion principale, la paroi intérieure (12) du collecteur formant une partie de paroi amont de la chambre de flammes (12, 13, 20), et un dispositif (21, 27) propre à débiter une alimentation pilote d'air comprimé et de combustible dans le sens amont à une extrémité amont fermée de la chambre de flammes pour provoquer une combustion pilote de recirculation dans <Desc/Clms Page number 3> cette chambre,

   la paroi intérieure (12) du collecteur comportant des lumières (28, 29, 30) par lesquelles le mélange d'air et de combustible principal entre dans la chambre de flammes pour s'y mélanger avec la flamme pilote.

   2. Lorsque la chambre de flammes (12, 13, 20) est du type annulaire, les alimentations principale et pilote d'air de combustion peuvent être dérivées d'un passage (11,12) situé radialement à l'extérieur de la périphérie extérieure (12, 20) de la chambre de flammes (12,13, 20) et alimenté par le débit du com- presseur.

   3. Lorsque la chambre de flammes est du type annulaire, les alimenta- tions principale et pilote d'air de combustion peuvent être dérivées en variante d'un passage qui est situé radialement à l'intérieur de la périphérie intérieure (13) de la chambre de flammes (12, 13, 20) et alimenté par le débit du compresseur.

   4. Le dispositif propre à débiter l'alimentation pilote d'air et de combustible peut être sous la forme de plusieurs tuyaux radiaux (21) comportant des extrémités d'admission (22) formant un anneau (il, 17) à l'extérieur du col- lecteur (12, 17), et recevant une partie du débit du compresseur, et des extré- mités de sortie (21a) dans la partie amont de la chambre de flammes (12, 13, 20), tournées vers l'amont de celle-ci.

   5. Dans le cas suivant 4 l'extrémité d'admission 22 de chaque tuyau radial 21 peut être située dans un collecteur d'air (23) qui s'étend radialement à travers l'anneau (il, 17) à l'extérieur du collecteur (12, 17) et peut compor- ter une embouchure (24) tournée vers l'amont dans cet anneau.

   6. Dans le cas suivant 5 ou 5, les alimentations pilote (27) de com- bustible peuvent être débitées à l'intérieur des tuyaux radiaux (21).