Dispositif de combustion à combustible liquide. L'invention a pour objet un dispositif de combustion à combustible liquide pour une turbine à combustion interne, et comprenant une chambre de combustion disposée dans une enveloppe dans laquelle arrive de l'air, carac térisé en ce que cette chambre de combustion est.
ouverte à son extrémité aval et pourvue d'un fond à son extrémité amont, en ce que des tubes s'ouvrant par leur extrémité amont clans un espace situé en amont du fond et alimenté en air, s'étendent vers l'aval à l'in térieur de la chambre de combustion et ont leur extrémité aval recourbée vers le fond, en dehors de l'axe passant par leur extrémité amont, et s'ouvrant dans cette chambre de combustion, chacun de ces tubes étant ali menté en combustible par son extrémité amont, et en ce que des passages débouchent clans la chambre de combustion pour permet tre à de l'air d'arriver dans cette chambre, entre lesdits tubes, afin d'assurer la com bustion complète, dans l'espace entourant ces tubes, du mélange d'air et de combustible sortant. de ces tubes.
Cet agencement a. pour but de permettre d'utiliser une chambre de combustion très courte tout en assurant une combustion complète du mélange avant sa sortie de la chambre.
Le dessin représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution du dispositif de com bustion selon l'invention.
La fig. 1 est une coupe axiale d'une partie de la première forme d'exécution, la coupe passant par la ligne 1-1 de la fig. 2.
La fig.2 est. une coupe transversale par 2 de la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe axiale d'une partie de la seconde forme d'exécution, la coupe passant par la ligne 3-3 de la fig.4, qui est une coupe transversale passant par la ligne 4-4 de la fig. 3, et les fig.5 et 6 sont respectivement des coupes correspondantes à celles des fig. 1 et 2 représentant la troisième forme d'exécution.
Les mêmes références ont, autant que possible, été appliquées sur toutes les diverses figures pour indiquer des parties correspon dantes.
Le dispositif de combustion représenté aux fig. 1 et 2 comprend une enveloppe 12, le long de laquelle de l'air comprimé, fourni par un compresseur non représenté, se déplace à partir d'une extrémité d'admission 13 vers une extrémité d'échappement 14. A l'intérieur de cette enveloppe et séparée d'elle par des plots 15, se trouve une chambre de combus tion 16. Cette chambre 16 est cylindrique et fermée du côté de l'admission d'air par un fond 17. Une rangée circulaire d'ouvertures sont percées dans ce fond et un tube 18 avant la forme d'un<B>J,</B> est fixé au fond 17, dans chacune de ces ouvertures. Ces tubes s'étendent donc vers l'aval à l'intérieur de la chambre 16 et ont leurs extrémités aval recourbées vers le fond et s'ouvrant, dans cette chambre 16.
Le fond présente une seconde série d'ouvertures disposées selon une rangée eirculaire de plus grand diamètre. Ces ouver tures présentent chacune un rebord entourant avec un jeu annulaire 24 l'extrémité d'un tuyau 19, constituant un passage d'air, rela- tiveurent court. et de section transversale plus grande que les tubes 18. Aux extrémités de sortie des tuyaux 19 sont fixés d'autres tuyaux 20, se prolongeant dans ces tuyaux 19 avec lui jeu annulaire 21. Les orifices de sor tie 22 des tubes en forme de ,] sont en regard de parties pleines du fond et disposées cha cune entre deux tuyaux adjacents 20 comme on le voit sur les fi-. 1 et 2.
Les axes des parties des tubes 18 comprises entre le fond 17 et leurs extrémités recourbées sont. disposés suivant les génératrices d'une surface cylin drique circulaire et les orifices de sortie 22 sont disposés suivant un cercle centré sur l'axe de cette surface et entourant celle-ci. Ces tubes et ces tuyaux sont tous fixés an fond 17 et ne font pas saillie du côté amont de ce fond. Du combustible devant être brûlé dans la chambre est conduit. à l'extrémité d'admission de chacun des tubes en forme de J, au moyen de conduits 23, alimentés en combustible.
A ce sujet, il peut être mentionné ici qu'avec les dispositifs de combustion décrits, les pressions élevées ne sont pas néces saires pour pulvériser le combustible, comme c'est le cas avec les brûleurs du type à pro jection ou à pulvérisation, et l'utilisation de pressions de combustible relativement faibles impose des conditions moins dures au dispo sitif d'alimentation en général, et à une pompe qu'il comprend généralement.
Les extrémités ouvertes d'admission des tubes 18, en forme de J, reçoivent de l'air primaire qui s'y mêle au combustible injecté par les conduits 23, et le mélange enflammé sortant des orifices de sortie 22 est projeté vers le fond et chauffe les surfaces exérieurës des tubes 18, contribuant ainsi à vaporiser entièrement le combustible que contiennent ces tubes, si bien que la chambre de com bustion est immédiatement mise en service.
Pour compléter la combustion, de l'air secon daire, destiné à, permettre à la combustion de s'achever, entre par les jeux annulaires 21, ménagés entre chacun des tuyaux 19 et le tuyau 20 qui lui est associé, et s'ajoute au mélange enflammé, tandis qu'une autre partie de l'air secondaire entre par les jeux annu laires 24 entourant. les extrémités d'entrée des tuyaux 19 (fixés au fond 17 au moyen d'une ou de plusieurs oreilles non représen tées) et sert ainsi, en outre, à refroidir les tuyaux 19.
Les ouvertures annulaires 21 et 2.1 formées au moyen d'une paire de tuyaux 19, 20 ainsi que l'orifice de sortie du tuyau 20 débouchent dans un espace compris entre deux plans passant par l'axe de la chambre 16 et passant tous deux entre les extrémités de sortie des deux tubes 18 adjacents.
Une partie de l'air pénétrant dans les tuyaux 19 traverse les tuyaux 20, pour se mêler à leur sortie aux produits de combus tion, et celle-ci peut être considérée comme à peu près entièrement terminée au moment où les produits de combustion quittent l'espace entourant les tubes 18 polir atteindre la. sortie de la chambre de combustion 16, si bien que l'air traversant les tuyaux 20 constitue déjà un apport d'air de délayage.
Toutefois, un autre apport d'air de délayage est. constitué par de l'air qui a passé le long dix passage annulaire \?5 entre la chambre 16 et l'enve loppe 12 et. qui a servi à refroidir les parois de la chambre 16 et à isoler au point. de vue calorifique l'enveloppe 12. Cet air se mélange à. la sortie de la. chambre avec les produits de combustion partiellement dilués et réduit leur température à une valeur à laquelle puissent résister les matériaux constituant une turbine alimentée par le dispositif.
La forme d'exécution des fig. 3 et 4 diffère de celle des fig. 1 et ? principalement par la disposition des passages amenant. l'air seeon- daire et la, partie principale de l'air de délayage. Elle comprend une chambre de combustion 16a. qui, au lieu d'être de sectioli circulaire eonmle la chambre 16 représentée aux fig.1 et 2, est pourvue d'une paroi laté rale ondulée de façon à présenter à l'extérieur des évidements longitudinaux 19 cc qui consti tuent des saillies intérieures de l'espace annu laire 25.
Ces évidements servent à conduire la. partie principale de l'air de délayage qui passe à travers les segments restants de cet espace annulaire. L'air secondaire est intro duit dans la chambre pour arriver entre les tubes 1.8, en forme de J, à travers des ouver tures 21a. des parois de ces évidements 19a.
On remarquera à la fig. 4 que les extré mités de sortie des évidements 19a présentent. une section transversale plus petite que leurs extrémités d'entrée, les parois de chaque évidement convergeant l'une vers l'autre le long de la chambre 16a. On obtient ainsi une différence de pression, nécessaire pour assurer une alimentation suffisante en air secondaire.
On remarquera que, dans cette forme d'exécution, les parties recourbées des tubes en forme de J sont disposées radialement, leurs orifices de sortie 22 étant disposés entre chaque paire d'évidements longitudinaux adjacents 19a. Pour le reste, ces tubes 18 sont, agencés et disposés comme dans le cas des fig.l et 2 et alimentés en combustible à leur extrémité d'entrée par les conduits 23. De plus, le fond 17 de la. chambre 16a com porte une ouverture centrale 27, au travers de laquelle une partie de l'air secondaire nécessaire à la combustion pénètre dans la chambre.
Dans la forme d'exécution des fig. 5 et 6, la totalité de l'air de délayage traverse un passage annulaire 25b, ménagé entre l'enve loppe 12 entourant la chambre de combustion 1.6, cette dernière étant prolongée vers 1"aval par une enveloppe 28 pourvue de plusieurs ouvertures 29, au travers desquelles l'air de délayage passe pour se mélanger avec les produits de combustion sortant de la chambre clé combustion. L'agencement des tubes en forme de J 18 et des conduites d'alimentation en combustible 23 est le même que dans le cas des fig.1 et 2.
L'air secondaire est. introduit dans la chambre de combustion, pour parvenir entre les tubes 18, à travers des trous 21 b prati qués dans les parois de tuyaux 19 b, fixés au fond 17 de la chambre 16, qui sont en nombre égal à celui des tubes 18 et qui sont répartis entre les extrémités de sortie adja centes de ceux-ci. .A leurs extrémités 30, opposées à leurs extrémités d'admission qui s'ouvrent dans l'espace situé en amont du fond 17, les tuyaux 19b sont fermés. Les trous 21 b (dont la disposition est représentée schématiquement à la fig.5) sont arrangés de telle façon que l'air soit ajouté en quantités croissantes le long des tuyaux 19 b.
Une dispo sition adéquate de ces ouvertures est telle que la somme de leurs aires, à partir de l'extré mité d'admission du tuyau jusqu'à un point. quelconque le long de celui-ci, soit propor tionnelle à la quatrième puissance de cette longueur. On empêche les tuyaux 19b de s'échauffer d'une manière exagérée en intro duisant une partie de l'air secondaire par des passages annulaires 24, entourant leurs extré mités d'admission.
Dans toutes les formes d'exécution repré sentées, les tubes en forme de J sont recourbés de 180 ; mais il n'est pas nécessaire de les recourber autant. Par exemple, les extrémités recourbées peuvent être quelque peu recour bées en arrière, de façon que la forme générale du tuyau soit plutôt semblable à un point d'interrogation ou à une faucille.
Le mélange enflammé, sortant des orifice de sortie 22 et pénétrant dans les espaces séparant les tubes en forme de J, sert à élever ces tubes à une haute température, contri buant ainsi à vaporiser le combustible injecté dans leurs extrémités d'admission. Grâce à cette disposition, une combustion très complète est ainsi assurée au cours d'un déplacement relativement court de l'air comprimé.
Dans toutes les formes d'exécution décrites, les orifices de sortie 22 peuvent être couverts d'une gaze.
Pour l'alimentation d'une turbine à com bustion interne, la pratique usuelle consiste rait à se servir de plusieurs dispositifs de combustion semblables à l'un de ceux décrits (par exemple cinq ou six), disposés aux som mets d'un polygone régulier, leurs axes étant à peu près parallèles.
Dans une variante, la chambre de combustion pourrait aussi être de section annulaire et être disposée dans une enveloppe comprenant deux parois co axiales, le dispositif comprenant alors, par exemple, une rangée circulaire de tuyaux pour l'introduction d'air secondaire disposés parallèlement à l'axe, le long de la zone médiane de la chambre, et communiquant avec des ouvertures ménagées dans le fond annu laire de la chambre, des tubes en forme de J, en nombre égal à celui desdits tuyaux à air et disposés entre les tuyaux à air adjacents, les parties recourbées des tubes en forme de J étant disposées radialement et leurs admis sions étant alternativement disposées à l'in térieur et à l'extérieur de la rangée de tuyaux à air,
selon deux rangées circulaires concen triques à ladite rangée de tuyaux à air. L'espace libre central d'un tel dispositif serait susceptible d'être utilisé pour y loger au moins une partie d'une turbine à combustion interne ou d'autres organes d'un groupe de machines comprenant une telle turbine.