CH326697A - Dispositif de combustion à combustible liquide - Google Patents
Dispositif de combustion à combustible liquideInfo
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Description
Dispositif <B>de</B> combustion ä combustible <B>liquide</B> L'invention a pour objet un dispositif de combustion ä combustible liquide, comprenant un evaporateur pour ce combustible. Ce dispo- sitif de combustion pourrait etre, par .exem- ple, 1e dispositif de combustion principale dune Installation motrice ä turbine ä gaz ou un dis- positif de combustion pour 1e rechauffage ou la post-combustion dune teile Installation, ou en- core 1e dispositif de combustion dune Installa tion de propulsion par reaction.
L'evaporateur du dispositif faisant 1'objet de 1'invention comprend une enveloppe dispo- see avec jeu radial ä 1'interieur d'un conduit de ce dispositif destine ä etre parcouru par un courant principal d'oxydant gazeux, et ce dis- positif est caracterise en ce que ladite envelop- pe de 1'evaporateur est fermee ä son extremite amont et ouverte ä son extrdmite aval, et en ce qu'il comprend des moyens pour amener du combustible liquide jusque Sur la face exte- rieure de 1'enveloppe, de maniere que ce com- bustible soit balaye 1e long de la surface exte- rieure de 1'enveloppe par 1e courant principal d'oxydant traversant ledit conduit, 1'ouverture de 1'extrdmite aval de 1'enveloppe provoquant, sous 1'action dudit courant principal passant au-delä de cette extremite ouverte, une d6pres- sion ä 1'interieur de 1'enveloppe, et cette depres- sion attirant ä 1'interidur de 1'enveloppe une Charge de combustible evapore et d'oxydant, de Sorte que cette Charge, en brillant ä 1'inte- rieur de 1'enveloppe, fournit de la chaleur pour dvaporer 1e combustible liquide amene Sur la face exterieure de 1'enveloppe et maintient une zone de flamme stable ä partir de laquelle la combustion du reste du combustible evapore et de 1'oxydant parvenant en aval de 1'enve- loppe est assurde.
Le dessin represente, ä titre d'exemple, plu- sieurs formes d'exdcution et des variantes du dispositif de combustion faisant 1'objet de 1'in- vention.
La fig. 1 est une vue d'ensemble, en 616va- tion laterale, dune Installation de propulsion munie de l'une de Ces formes d'execution.
La fig. 2 est une vue en coupe schdmatique, ä plus grande echelle, dune premiere forme d'execution du dispositif.
Les fig. 3 et 4 sont des vues analogues ä celle de la fig. 2 representant des variantes de la premiere forme d'execution.
Les fig. 5 .et 6 sont respectivement une vue en coupe axiale et une vue en coupe transver- sale dune deuxieme forme d'execution, la vue de la fig. 5 etant prise selon- 5-5 de la fig. 6.
La fig. 7 est une vue en coupe axiale dune troisieme formeRTI ID="0001.0267" WI="18" HE="3" LX="1313" LY="2282"> d'execution. La fig. 8 est une vue en coupe axiale dune quatrieme forme d'execution ; et la fig. 9 .est une demi-vue en coupe axiale dune cinquieme forme d'execution. L'installation de propulsion reprdsentde ä la fig. 1 comporte une admission d'air 20, un compresseur ä dcoulement axial logo Jans une Partie dune enveloppe ddsign6e par 1e signe de reference 21, un dispositif de combustion disposd en 22, une turbine ä dcoulement axial disposde dans la zone 23, et un conduit d'dchap- pement, ddsigne par 1e signe de refdrence 24 et aboutissant ä une tuyere de propulsion par reaction.
Les formes d'execution du dispositif reprd- sent6 aux fig. 2, 5, 6 et 9 sont principalement congues comme dispositifs servant au r6chauf- fage des gaz d'dchappement de 1a "turbine 23, tandis que les variantes et les formes d'ex6cu- tion representdes aux fig. 3, 4, 7 et 8 sont des dispositifs de combustion principaux destines ä eire dispos6s dann la zone 22.
Dans toutes les formes d'execution et va- riantes representees, 1'evaporateur du disposi- tif de combustion comprend au moins une en- veloppe presentant une extremitd aval evasee, comme indique en 25, dans 1e but de renfor- cer 1'induction Jans cette enveloppe, comme indique par des fleches recourbees 26, dune Partie du courant principal d'oxydant s'dcou- lant dans la direction indiquee par des fleches 27. Cela est valable aussi bien pour les dis- positifs du type annulaire que pour ceux du type tubulaire.
La forme d'exdcution representde ä la fig. 2 comprend un dvaporateur presentant une enveloppe annulaire 31 disposde coaxialement avec jeu radial ä 1'interieur du conduit 24 et qui est supportee en trois points, espacds ä 1200 les uns des autres, ä partir de la paroi du conduit 24 et par des paires de Supports 32 dopt un seul est represente. Ces Supports sont fixes- ä 1'enveloppe 31 et chevauchent chacun un bloc de montage 33 fixe ä la paroi du con- duit 24, les Supports 32 dtant fixes aux blocs 33 par des boulons 34. L'extrdmitd amont fermee de 1'enveloppe 31 est arrondie de fagon convexe et est dispo- see en aval d'un conduit distributeur de com- bustible 35 qui regoit du combustible par un conduit 36 traversant la paroi du conduit 24. Le combustible sortant du conduit 35 par des trous 35b et 35c dopt les axes sont divergents et qui sont pratiques du cötd aval du conduit 35, suivant des rangees circulaires est dirige vers 1'extrdmite convexe de 1'enveloppe 31 pour etre balaye 1e long des faces exterieures radia- lement interieure et extdrieure de 1'enveloppe 31 par 1e courant d'oxydant parcourant 1e con- duit 24. Le m61ange de combustible et d'oxy- dant penetrant dans 1'extrdmite aval evasde de 1'.enveloppe@est allumd par une flamme veilleuse produite Jans un dispositif d'allumage indiqud de fagon generale par un rectangle 38 et_pro- venant d'un tube 37 qui ddbouche dans 1'en- veloppe 31. Lorsque la combustion est etablie ä 1'interieur de 1'enveloppe 31, la chaleur en gendr6e par cette combustion evapore 1e com- bustible s'ecoulant sur les faces extdrieures de 1'enveloppe 31, de maniere ä fournir du com- bustible pour entretenir la combustion ä 1'intd- rieur de cette enveloppe et ä assurer une com- bustion principale dans une zone de flamme principale qui s'6tend en aval de 1'enveloppe 31.
Dans la variante de la fig. 3, un courant suppldmentaire de combustible et d'oxydant est introduit dans 1'enveloppe 31 par plusieurs tuyaux 39, en forme de J, quisont disposes selon une rangee circulaire, l'une 39a des branches de chaque tuyau s'etendant jusqu'ä 1'interieur de 1'extrdmite aval de 1'enveloppe 31. Les au- tres branches 39b desdits tuyaux se trouvent hors de 1'enveloppe 31 et s'etendent vers 1'avant de fagon ä capter un courant d'oxydant qui les traverse. De plus, un conduit de distribution de combustible supplementaire 40, alimente par un conduit 41 qui s'etend jusqu'ä 1'intd- rieur de la tuyere 24, est prevu pour fournir du combustible ä 1'interieur de chacune des branches 39b des tuyaux 39, ä travers des orifices 40a. 11 est possible de commander in d6pendamment les alimentations en combus- tible ä travers les conduits 36 et 41, de ma- niere ä assurer tout r6glage desird de la quan- tite de combustible pdndtrant ä l'int6rieur de 1'enveloppe 31. Les branches 39a s'dtendent de pref6rence jusqu'au voisinage de 1'extremit6 amont de l'int6rieur de 1'enveloppe 31, de ma- niere ä fournir un mdlange combustible dans cette rdgion, et la combustion qui se produit ä l'int6rieur de 1'enveloppe chauffe en outre les branches 39a de faron ä 6vaporer 1e combus- tible passant ä travers ces branches.
Dans la variante de la fig. 4, les tuyaux en forme de J sont dispos6s diff6remment. Un Beul de ces tuyaux est repr6sente et est d6sign6 par 1e signe de r6fdrence 139. 11 s'6tend ä tra vers 1'extr6mit6 amont de 1'envelöppe 31, de sorte. que pratiquement, la totalit6 de sa lon- gueur est soümise ä la chaleur produite ä 1'in- t6rieur de 1'enveloppe, cette chaleur contri- buant ainsi ä 1'evaporation du combustible fourni ä travers les tuyaux en forme de J.
Dans la deuxieme forme d'ex6cution du dispositif repr6sent6e aux fig. 5 et 6, 1'enve- Joppe annulaire de 1'fivaporateur est suspendue ä l'int6rieur du conduit parcouru par 1'oxydant par trois bielles fourchues 42 qui s'etendent ä partir dun croisillon ä trois bras 43, les extre- mites ext6rieures des bras de ce croisillon pre- sentant des tUes de plus grand diametre 45 munies de prolongements filet6s qui s'6tendent ä travers des bossages 47 pravus ä 1'ext6rieur du conduit pour 1'oxydant et qui sont fixds au moyen d'6crous 48. Un conduit distributeur de combustible 35 est semblablement support6 par trois bielles 51 dont une Beule est repr6sentee ä la fig. 5, ä partir du, croisillon 43, les bielles 42 et 51 supportant respectivement 1'enveloppe et 1e conduit distributeur de combustible de fagon ä assurer une compensation de 1'expan- sion due aux variations de temp6rature.
Le conduit distributeur de combustible pr6- sente deux rangfies de trous 35b et 35c respec- tivement orient6s de faron ä gicler du combus- tible dans des canaux de guidage ä extr6mite ouverte 49a et 49b disposds sur les surfaces radialement intdrieure et exterieure de 1'enve- loppe 31, ä 1'extrdmite amont de celle-ci. De la Borte, 1e combustible est obligd de s'6couler 1e Jong des surfaces extdrieures de 1'enveloppe.
En outre, cette deuxieme forme d'ex6cution comprend plusieurs tuyaux 52, en forme de L, destin6s ä foumir de 1'oxydant ä partir du cou- rant d'oxydant jusqu'ä l'int6rieur de 1'envelop- pe 31. L'une des branches de chacun de ces tuyaux s'6tend radialement ä travers. la paroi radialement int6rieure de 1'enveloppe 31 jus- qu'au-delä de la zone de vapeur entourant cette enveloppe et 1'extr6mite ouverte 53 de ce tuyau est taill6e en biseau de fagon ä diriger un cou- raut d'oxydant Beul ä l'int6rieur du tuyau.
La fig. 7RTI ID="0003.0271" WI="16" HE="4" LX="1271" LY="613"> represente une troisieme forme d'exdcution comprenant un dvaporateur pre- sentant une paire d'enveloppes annulaires co- axialement dispos6es 31a et 31b. Ces enve- loppes communiquent entre elles ä travers au moins un tuyau de communication radial 54. Ce dispositif comprend un conduit distributeur de combustible 35 dispos6 de maniere ä se trouver entre les extr6mit6s amont ferm6es des deux enveloppes, pour fournir du combustible de maniere que celui-ci s'dcoule umquement sur les surfaces extdrieures adjacentes de ces enveloppes. Un jeu annulaire 55 subsiste entre les extr6mit6s aval respectives des deux enve- loppes 31a et 31b et 1e combustible evapore et m61ang6 ä de 1'oxydant peut passer ä travers ce jeu pour eire partiellement induit ä p6n6- trer dans les deux enveloppes. Une rang6e cir- culaire de tuyaux 52 en forme de L s'6tend ä travers chacune des parois les plus dloign6es Tune de 1'autre des deux enveloppes, et des tuyaux d'alimentation en combustible 56 dd- bouchent dans les extrdmitds d'admission pour de 1'oxydant 53 de ces tuyaux 52. Cette forme d'ex6cution prdsente une chambre de combus- tion de sectiön annulaire d61imit6e dune Part par des anneaux exterieurs se recouvrant 1'un 1'autre 57 ä 61 et, d'autre part, par des an- neaux intdrieurs se recouvrant 1'un 1'autre 62 ä 66. Les anneaux 57 et 62 sont montds ra- dialement ä distance des extrdmit6s aval des enveloppes 31a et 31b du dispositif, de fagon ä laisser p6n6trer de 1'oxydant, et des quantit6s suppldmentaires d'oxydant penetrent dans la chambre de combustion ä travers des jeux ana- logues m6nages entre les autres anneaux et ä travers des ouvertures ss7 et 68 m6nag6es Jans certains de ces anneaux. Le signe de r6f6- rence 22a d6signe une paroi qui, conjointe- ment avec la paroi 22, d6finit un conduit de section annulaire ä travers lequel passe un cou- rant d'oxydant et dans lequel les enveloppes de F6vaporateur et la chambre de combustion sont coaxialement dispos6es. Pour 1e demarrage, 1e dispositif comprend des moyens indiques en 69 pour fournir un jet de combustible ä l'int6rieur de Fune 31a des enveloppes, et un appareil d'allumage 70.
La fig. 8 reprdsente une quatrieme forme d'ex6cution comportant une chambre de com- bustion tubulaire disposde dann un conduit 71 et de1imitee par un>jeu d'anneaux sä recouvrant les uns les autres 72 ä.75 dispos6s de mani6re ä m6näger des jeux radiaux entre eux. L'extr6- mit6 amont ouverte de 1'anneau 72 et les jeux radiaux dopt il a 6t6 question ci-dessus laissent p6ndtrer dans la chambre de combustion de Fair fourni par un compresseur ä travers une ouverture amont 76,ä partir de 1'espace com- pris entre la paroi du conduit 71 et celle de la chambre de combustion formee par lesdits anneaux. Comme repr6sent6, Farmeau 75 est uruni de trous 75a au travers desquels des quantitds supp16mentaires d'air peuvent p6ne- trer ä Fintdrieur de la chambre de combustion et Fespace de section annulaire s'etend vers Faval entre la paroi du conduit 71 et Farmeau 75, pour refroidir ce dernier.
A Fint6rieur de Fanneau 72 et ä distance radiale de celui-ci se trouve 1'enveloppe 77 en forme de de de 1'dvaporateur. Des jets diver gente de combustible sont fournis Sur 1'extr6- mite amont fermee et de forme incurvee et convexe de cette enveloppe ä travers un con- duit 78. L'air p6n6trant par 1'extr6mit6 amont de 1'änneau 72 force ce combustible ä passer 1e long de la face ext6rieure du d6 et, comme an 1'a decrit precedemment en ref6rence aux dispo- sitifs du type annulaire, ce combustible est va- poris6 et une partie du m6lange de combustible et d'oxydant pdnetre dans 1e de 77 par 1'extrd- mit6 aval de celui-ci, comme indique par les fleches 26. Un tuyau 79 en forme de L s'dtend ä partir de Fespace annulaire et ä travers Fan- neau 72 et la paroi du d6 77, jusqu'ä Fintd- rieur de ce dernier, et un conduit 80 fournit du combustible ä l'int6rieur du tuyau 79, de fagon ä fournir un m61ange combustible ä 1'interieur du d6.
La fig. 9 reprdsente une cinquieme forme d'execution comprenant un dvaporateur prd- sentant une rang6e circulaire d'enveloppes 81 Sur les extremitds amont ferm6es, incurvdes et convexes desquelles du combustible est fourni ä partir d'un conduit distributeur 35. Ces en- veloppes communiquent les unes avec les au- tres ä travers des conduits 83 et un dispositif 84 est pr6vu pour RTI ID="0004.0271" WI="15" HE="4" LX="1437" LY="804"> entretenir et produire une flamme veilleuse.
Claims (7)
- REVENDICATION Dispositif de combustion ä combustible li quide, comprenant un 6vaporateur pour ce combustible, cet dvaporateur comprenant au moins une enveloppe dispos6e avec jeu radial ä l'int6rieur (Tun conduit du dispositif destine ä etre parcouru par un courant principal d'oxy- dant gazeux, dispositif caractdris6 en ce que ladite enveloppe (31 ou 81) de F6vaporateur est fermde ä son extrdmitd amont et ouverte ä son extrdmitd aval, et en ce qu'il comprend des moyens (35 ou 78) pour amener du combusti- ble liquide jusque Sur la face ext6rieure de Fen- veloppe, de maniere que ce combustible soit balay6 1e long de la surface extdrieure de Fen- veloppe par 1e courant principal d'oxydant traversant ledit conduit (22 ou 24), 1'ouverture de 1'extremite aval de Fenveloppe provoquant, sous 1'action dudit courant principal passant au-del'a de cette extrdmit6 ouverte, une d6pres- sion ä l'int6rieur de Fenveloppe, et cette dd- pression attirant ä Finterieur de 1'enveloppe une charge de combustible @vapor6 et d'oxy- dant, de Sorte que cette charge, en brillant ä Fint & ieur de 1'enveloppe, fournit de la cha- leur pour dvaporer 1e combustible liquide ame- n6 sur la face ext & ieure de 1'enveloppe et main- tient une zone de flamme stable ä partir de la- quelle la combustion du reste du combustible evapore et de Foxydant parvenant en Aval de Fenveloppe est assurde. SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif selon la revendication, carac- t6ris6 en ce que ladite enveloppe (31) est de forme annulaire et est disposee coaxialement ä 1'interieur du conduit (22 ou 24), cette enve- loppe comportant une extremite amont de forme telle que 1e combustible liquide fourni sur cette extremite est balaye par 1e courant principal 1e long des surfaces exterieures radia- lement interieure et exterieure de ladite enve- loppe.
- 2. Dispositif selon la revendication, carac- t6ris6 en ce que ledit- combustible liquide est fourni sous forme de jets divergents (35b et 35c) sur l'extremite amont de 1'enveloppe, dans 1e but de faciliter la repartition du com- bustible sur les surfaces exterieures de 1'enve- loppe.
- 3. Dispositif selon la revendication .et la sous-revendication 1, caracterise en ce que 1'enveloppe (31) presente ä son extremite amont et sur sa face exterieure des canaux de guidage ä extremite ouverte <I>(49a,</I> 49b), 1e combustible liquide etant fourni dans lesdits canaux de guidage.
- 4. Dispositif selon la revendication, carac- teris6 en ce que 1'evaporateur comprend deux enveloppes annulaires coaxiales (31<I>a,</I> 31<I>b)</I> se par6es l'une de 1'autre par un jeu annulaire, et en ce que ledit combustible liquide est fourm sur les surfaces exterieures des parois adja- centes de ces enveloppes.
- 5. Dispositif selon la revendication, carac- t6ris6 en ce que 1'dvaporateur comprend plu- sieurs enveloppes (81) disposees circonf6ren- tiellement ä distance l'une de 1'autre ä 1'in- t6rieur du conduit (24), et en ce que_ lesdits moyens (35, 35a) sont agences pour fournir ledit combustible liquide sur la surface exte- rieure de 1'extremite amont de chacune de ces enveloppes.
- 6. Dispositif selon la revendication, ca- ract6rise en ce que 1'extremite aval ouverte (25) de 1'enveloppe de 1'evaporateur est evasee de faron ä renforcer 1'effet d'induction de la charge.
- 7. Dispositif selon la revendication, ca- ract6ris6 en ce qu'il est agence de fagon qu'une partie supplementaire de 1'oxydant est amenee ä partir du conduit (22 ou 24) jusqu'ä 1'inte- rieur de 1'enveloppe (31, 31a, 31b) ä travers un tuyau (39, 52, 79 ou 13.9) qui s'etend jus- qu'ä 1'interieur de 1'enveloppe, la partie de ce tuyau qui se trouve ä 1'interieur de 1'enveloppe presentant une extremite de sortielorientee vers 1'extremite amont fermee de 1'enveloppe, et la partie de ce tuyau qui se trouve ä 1'exterieur de 1'enveloppe presentant une extremite d'ad- mission orientde de fa@on ä recueillir de 1'oxy- dant du courant principal. TXF FR="5" WI="74"HE="27" LX="1062" LY="1410" SIZE="10" FONT="Times New Roman"> B. Dispositif selon la revendication et la sous-revendication 7, caracterise par un con- duit destine ä amener une quantite supplemen- taire de combustible liquide dans 1'extremite ouverte dudit tuyau qui se trouve ä 1'exterieur de 1'enveloppe.
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