CH323713A - Ensemble comprenant une chambre de combustion pour turbine à gaz et un dispositif de guidage d'air de combustion - Google Patents

Description

  Ensemble comprenant une chambre de combustion pour     turbine    à gaz  et     un    dispositif de     guidage    d'air de combustion    La présente invention a pour objet un en  semble comportant une     chambre    de combus  tion de turbine à gaz et un dispositif de gui  dage à aubes donnant un mouvement rotatif  à l'air de combustion, ce dispositif étant monté  autour d'un injecteur de combustible.  



  Une difficulté bien connue dans le fonc  tionnement d'une installation de turbine à gaz  comprenant un compresseur, une chambre de  combustion et une turbine est que, pour une  charge inférieure à     celle    pour laquelle l'en  semble a été calculé, le rendement de la cham  bre de combustion tend à baisser. La princi  pale cause de cette chute de rendement est  l'augmentation du rapport air/combustible qui  intervient aux faibles charges. Une cause se  condaire est la diminution de l'écoulement de  l'air à travers le dispositif de guidage à aubes  qui se produit habituellement en même temps  et qui     entraîne    une     diminution    dans la vitesse  de tourbillonnement de l'air primaire entrant  dans la chambre.

   Pour améliorer le rapport  air primaire/combustible, il a été proposé de  disposer des moyens en amont du dispositif de  guidage à aubes pour étrangler l'arrivée d'air  primaire jusqu'à un point variant avec la  charge sur la chambre.  



  Cet expédient, cependant, a comme résul-         tat    de réduire encore plus la vitesse de     tourbil-          lonnement    de l'air primaire     dans    le     dispositif     de guidage, aux faibles charges, ce qui     annule     en partie l'amélioration dans le rendement de  combustion dû au réglage du rapport     air/com-          bustible,    en développant en outre une perte  de rendement due- à une perte de charge au  dispositif     d'étranglement.     



  L'ensemble selon l'invention est caracté  risé en ce qu'il comprend des moyens pour  régler le débit d'air à travers une buse d'in  jection dans laquelle est monté     l'injecteur    et  des moyens de commande pour faire varier les  sections des     orifices    de sortie du     dispositif    à  aubes.  



  Au lieu d'utiliser un     dispositif    obturateur  pour faire varier les sections des orifices de  sortie du dispositif de guidage à aubes, cette  variation peut être     réalisée    en déplaçant les  aubes de ce     dispositif    les unes     par    rapport aux  autres. Pour cela, les aubes peuvent être pi  votées, par exemple autour d'axes radiaux par  rapport à l'axe du dispositif de guidage, de  façon que l'angle que fait chaque aube avec  le     flux    d'air entrant puisse varier.  



  Les moyens de contrôle du dispositif de  guidage à aubes peuvent être actionnés ma  nuellement ou automatiquement, en fonction      du dosage suivant lequel le combustible est  fourni à l'injecteur.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exem  ple, une forme     d'exécution    de l'objet de l'in  vention.  



  La     fig.    1 est une vue en perspective d'un  détail de cette forme d'exécution.  



  La     fig.    2 est une vue en     coupe    développée  d'une partie de la     fig.    1.    La     fig.    3 est une coupe longitudinale sché  matique de cette forme d'exécution.  



  Les     fig.    1 et 2 montrent un dispositif de  guidage à aubes destiné à donner     un@    mouve  ment rotatif à l'air de combustion, comme il  sera décrit plus loin. Ce dispositif comprend  des aubes hélicoïdales 1, fixées sur un moyeu  creux 2. Un déflecteur 3 est fixé, par exemple  par soudure, au bord aval (c'est-à-dire le bord  par lequel l'air abandonne le dispositif) sur  chacune des aubes. Ces     déflecteurs    sont tous  dans un même plan normal à l'axe du dispo  sitif. Un orifice de sortie pour l'air passant à  travers le dispositif d'aubes dans la direction  de la flèche A est défini par les bords opposés  de chaque paire de déflecteurs voisins.  



  Un dispositif obturateur comprenant une  série de secteurs 4 d'obturation est monté, près  des     déflecteurs    3, de telle façon que chaque  secteur 4 soit placé contre un déflecteur 3.  Les secteurs 4 qui peuvent tourner par rapport  aux aubes 1 sont fixés sur un manchon qui est  semblable et coaxial au moyeu 2, ils présentent  un bord aval en biseau dirigé vers l'extérieur  du dispositif de guidage par rapport au sens  de circulation de l'air.  



  Les     fig.    1 et 2 montrent les secteurs 4  dans une position dans laquelle ils ferment en  viron les trois quarts de la section de chaque  orifice de sortie. Par rotation, dans l'un ou  l'autre sens, l'obturateur peut être actionné  pour fermer ou ouvrir complètement tous les  orifices. Le mouvement de fermeture relatif se  fait dans un sens déterminé par     rapport    au  bord aval de chaque secteur, c'est-à-dire que  les déflecteurs 3 se déplacent vers la droite  par rapport aux secteurs 4.    Le dispositif de guidage à aubes est muni  d'un anneau extérieur 20 comme représenté à  la     fig.    3, sur lequel sont fixées les aubes 1 et  le tout est placé dans la chambre de combus  tion 6 entourée d'une enveloppe extérieure 5.

    Le dispositif de guidage entoure un injecteur  de combustible 7 monté à l'intérieur d'une  buse 8 présentant une partie conique 8' anté  rieure, adjacente à l'extrémité de l'injecteur 7.  Cette buse 8 laisse passer entre sa partie co  nique et l'extrémité de l'injecteur 7, par exem  ple, environ un quart de l'air     primaire,    par dés  passages 19 et des orifices correspondants. mé  nagés dans le moyeu 2, la buse étant fermée  à l'arrière.  



  Cette buse 8 est montée sur un tube 9 qui  peut coulisser longitudinalement sur l'injecteur  7. Le moyeu 2 du dispositif de guidage peut  glisser sur la buse 8 et est muni de fentes héli  coïdales 10 dans lesquelles sont engagés des  doigts 11 solidaires de la buse 8.  



  La partie arrière du moyeu 2 sert à régler  le degré d'ouverture des passages 19 de la  buse 8.  



  Les secteurs 4 sont munis à leur périphérie  externe d'un manchon 12 qui est fixé à la paroi  de la chambre de combustion 6. Le bord ar  rière de l'anneau extérieur 20 du dispositif de  guidage d'air bute contre une pièce de retenue  13 fixée à l'intérieur du manchon 12. Le dis  positif de guidage d'air est ainsi empêché de  se déplacer longitudinalement, d'une part, par  les secteurs 4 et, d'autre part, par la pièce 13.  



  Un bras 14 est fixé au manchon 9 et porte  l'extrémité d'une tige filetée 15 sur laquelle  est monté un volant de commande 18. La tige  15 se visse dans une pièce 16 formant écrou à  travers une plaque de fermeture arrière 17 de  l'enveloppe 5. En faisant tourner le volant 18,  le manchon 9 est déplacé     axialement    et     celui-          ci    à son tour entraîne le moyeu 2 en rotation  grâce à la coopération des doigts 1l dans les  fentes 10.  



  Comme les secteurs 4 restent fixes, la ro  tation du dispositif de guidage     d'air    entraîne  une modification dans les sections des orifices  de sortie. Simultanément, la quantité d'air ad  mis par la buse 8 est modifiée, d'une part, du      fait de la variation de l'espace entre la partie  8' de la buse et l'extrémité de l'injecteur et,  d'autre part, du fait de la variation de l'aire  des passages 19 découverts par les     ouvertures     du moyeu 2 du dispositif de guidage d'air.  



  La réduction des sections des orifices de  sortie de ce dispositif de guidage par les sec  teurs 4, n'entraîne pas de perte d'énergie en  amont de la sortie dudit dispositif. L'énergie  est ainsi tout entière disponible pour     d6velop-          per    la vitesse de tourbillonnement dans toutes  les positions de l'obturateur. Simultanément  aux variations de section des orifices du dis  positif de guidage d'air, il apparaît une réduc  tion correspondante de l'air admis par la  buse 8.  



  La vis 15 peut être actionnée manuelle  ment, ou automatiquement, en fonction de  l'importance de l'alimentation en combustible  de l'injecteur 7.  



  Bien que la     fig.    1 montre un dispositif de  guidage d'air dans lequel les bords de sortie  des aubes sont dans un même plan., on pour  rait prévoir toute autre disposition. Par exem  ple, les bords de sortie des aubes pourraient  être disposés sur une surface conique, étant  entendu que les     déflecteurs    3 qui leur sont  fixés et les secteurs 4 seraient disposés     suivant     la même surface.

Claims (1)

1. REVENDICATION Ensemble comportant une chambre de combustion de turbine à gaz et un dispositif de guidage à aubes donnant un mouvement rotatif à l'air de combustion, ce dispositif étant monté autour d'un injecteur de combustible, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour régler le débit d'air à travers une buse d'injection dans laquelle est monté l'injecteur, et des moyens de commande pour faire varier les sections des orifices de sortie du dispositif à aubes. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Ensemble selon la revendication, carac térisé en ce qu'il comprend un dispositif d'ob turation adapté pour la commande des sections des orifices de sortie du dispositif de guidage à aubes, ce dispositif d'obturation comprenant des secteurs en nombre égal aux aubes du dis positif de guidage et pouvant être déplacés par rapport à ces aubes autour de l'axe du dispo sitif de guidage. 2.

   Ensemble selon la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce que chaque aube du dispositif de guidage est munie d'un déflecteur fixé sur elle et ayant la même forme que le secteur correspondant de l'obtu rateur et étant appliqué contre celui-ci, le mouvement de fermeture relatif entre les dé flecteurs et lesdits secteurs se faisant dans un sens déterminé par rapport au bord aval de chaque secteur. 3.

   Ensemble selon la revendication, carac térisé en ce que la buse est disposée entre l'in jecteur de combustible et le dispositif de gui dage, les moyens pour régler le débit d'air pri maire à travers cette buse comprenant des ou vertures de section réglable, et en, ce que les dits moyens de commande sont reliés aux moyens de réglage du débit d'air dans la buse de telle façon que la quantité d'air passant à travers celle-ci croisse et décroisse en même temps que les sections des orifices de sortie du dispositif de guidage à aubes. 4. Ensemble selon la revendication et la sous-revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de commande du dispositif de guidage à aubes sont commandés automatiquement en fonction de l'alimentation de l'injecteur de combustible.