FR2930980A1 - Injecteur de carburant a soufflage d'air pur - Google Patents

Injecteur de carburant a soufflage d'air pur Download PDF

Info

Publication number
FR2930980A1
FR2930980A1 FR0902180A FR0902180A FR2930980A1 FR 2930980 A1 FR2930980 A1 FR 2930980A1 FR 0902180 A FR0902180 A FR 0902180A FR 0902180 A FR0902180 A FR 0902180A FR 2930980 A1 FR2930980 A1 FR 2930980A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
fuel
air
nozzle body
passages
supply arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR0902180A
Other languages
English (en)
Inventor
Mark A Caples
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rolls Royce PLC
Original Assignee
Delavan Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Delavan Inc filed Critical Delavan Inc
Publication of FR2930980A1 publication Critical patent/FR2930980A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22—Fuel supply systems
    • F02C7/222—Fuel flow conduits, e.g. manifolds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22—Fuel supply systems
    • F02C7/228—Dividing fuel between various burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/26—Starting; Ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26—Control of fuel supply
    • F02C9/32—Control of fuel supply characterised by throttling of fuel
    • F02C9/34—Joint control of separate flows to main and auxiliary burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/106—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet
    • F23D11/107—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet at least one of both being subjected to a swirling motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34—Feeding into different combustion zones
    • F23R3/346—Feeding into different combustion zones for staged combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/00015—Pilot burners specially adapted for low load or transient conditions, e.g. for increasing stability
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/11101—Pulverising gas flow impinging on fuel from pre-filming surface, e.g. lip atomizers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Injecteur de carburant à soufflage d'air pour turbine à gaz, comprenant un bras d'alimentation (106) allongé ayant un raccord d'entrée (102) pour recevoir et distribuer le carburant aux conduits de délivrance de carburant traversant le bras d'alimentation (106). Un corps de tuyère (104) est raccordé au bras d'alimentation (106). Le corps de tuyère (104) comprend un circuit d'air intérieur (116) axial et un circuit de carburant radialement à l'extérieur du circuit d'air intérieur (116) pour délivrer le carburant à un dispositif de tourbillonnement de carburant (118) extérieur au circuit d'air intérieur (116). Le circuit de carburant comprend un premier circuit de carburant configuré pour délivrer le carburant au dispositif de tourbillonnement (118) depuis le premier conduit de carburant (110) du bras d'alimentation (106) et un second circuit de carburant configuré pour délivrer le carburant au dispositif de tourbillonnement (118) depuis le second conduit de carburant (112) du bras d'alimentation (106).

Description

INJECTEUR DE CARBURANT A SOUFFLAGE D'AIR PUR
Domaine de l'invention La présente invention concerne les injecteurs et les buses de carburant, et plus particulièrement les injecteurs et buses de carburant à soufflage d'air pur pour les moteurs à turbine à gaz.
Etat de la technique Les buses à soufflage d'air pur sont largement utilisées parmi les constructeurs de moteurs, en les moteurs d'avion. Les buses à pur créent des mélanges favorables et ont des caractéristiques de produisent des qualités de combustion des émissions réduites et un rendement raccord d'entrée de de tourbillonnement de carburant. Au niveau du dispositif de tourbillonnement de carburant, le carburant 20 peut être séparé en une multitude de trajets discrets, tous étant évacués dans la chambre de combustion. Ces trajets discrets sont tous raccordés de façon fluidique et font donc tous partie d'un seul circuit de carburant. Un exemple d'un injecteur de carburant à soufflage 25 d'air pur est décrit dans le brevet US 6,622,488 de Mansour et al., qui illustre un injecteur de carburant ayant une buse à soufflage d'air pur raccordée à une tige de logement. La buse de carburant comprend un dispositif de tourbillonnement de carburant comportant un plénum 10 15 particulier dans soufflage d'air d'air/carburant pulvérisation qui souhaitables pour élevé du moteur. typique comprend peut être dirigé l'injecteur vers un un circuit de carburant. Le carburant depuis un dispositif carburant à travers un tuyau de Un injecteur à soufflage d'air pur 2
pour recevoir le carburant depuis un conduit dans la tige de logement. Une pluralité de passages de carburant conduit le carburant du plénum à des orifices d'évacuation. Les extrémités aval des passages sont courbées de façon à transmettre un mouvement tourbillonnant sur le carburant sortant à travers ceux-ci. Un dispositif de préfilmage entoure le dispositif de tourbillonnement de carburant. Le carburant sortant du dispositif de tourbillonnement est dirigé vers l'intérieur par le dispositif de préfilmage. Un passage intérieur d'air s'étend à travers le centre du dispositif de tourbillonnement de carburant et un passage extérieur d'air est défini à l'extérieur du dispositif de préfilmage. Les passages d'air intérieur et extérieur comprennent des ensembles de tourbillonnement d'air pour transmettre un mouvement tourbillonnant à l'air de sortie du compresseur s'écoulant à travers. Quand le carburant sort du dispositif de tourbillonnement/dispositif de préfilmage, il est cisaillé entre les flux d'air tourbillonnants sortant des passages d'air intérieur et extérieur pour atomiser le carburant pour la combustion. Bien que les buses à soufflage d'air pur puissent assurer une combustion propre du carburant quand le compresseur du moteur est accéléré, des difficultés peuvent survenir pendant le démarrage du moteur. Les buses à soufflage d'air pur dépendent de l'air en déplacement rapide pour diviser la pulvérisation de carburant à déplacement lent en fines gouttelettes. Ainsi que cela est décrit ci-dessus, le souffle d'air provient typiquement de l'air de sortie du compresseur dirigé à travers la buse. Cependant, pendant le démarrage du moteur, le compresseur n'est pas totalement accéléré et donc les pressions d'air fournies à la buse pendant le démarrage du moteur ne sont pas toujours suffisantes pour assurer le souffle d'air d'atomisation nécessaire. Par conséquent, la quantité de carburant atomisée peut être insuffisante pour initier ou soutenir l'allumage. Donc, il peut être assez difficile de démarrer un moteur en utilisant seulement les buses traditionnelles à soufflage d'air pur. Un autre problème pendant le démarrage pour les buses traditionnelles à soufflage d'air est que quand la pression d'air de démarrage est trop basse pour atomiser totalement le carburant s'écoulant depuis la buse, des quantités importantes de carburant peuvent sortir de la buse sans être atomisées. Le carburant liquide dégoulinant de la buse représente un gaspillage de carburant et peut causer de mauvaises émissions ainsi que des complications qui peuvent découler de l'accumulation de carburant dans des endroits indésirables du moteur. Le carburant accumulé peut s'allumer de façon explosive et émettre des volutes de fumée blanche par l'échappement. Certaines solutions à ces problèmes ont été suggérées, telles que l'inclusion de buses de démarrage auxiliaires, par exemple buses d'atomisation à pression hydraulique, dédiées à une utilisation pendant le démarrage. D'autres solutions comprennent l'ajout de pompes pneumatiques ou compresseurs auxiliaires pour générer des souffles d'air d'atomisation à travers les buses à soufflage d'air pur pendant le démarrage du moteur. Il est également connu d'utiliser des buses hybrides, qui comprennent des buses à soufflage d'air de carburant pour une utilisation à pleine puissance en plus des buses d'atomisation à pression hydraulique destinées à être utilisées pendant le démarrage. Cependant, bien que ces solutions puissent être utilisées pour faciliter le démarrage du moteur, elles peuvent également accroître significativement le coût et le poids du moteur.
Les buses à soufflage d'air piloté sont parfois utilisées pour atteindre les caractéristiques de démarrage nécessaires tout en essayant de correspondre aux performances des buses à soufflage d'air pur. Cependant, les buses à soufflage d'air pilotées ont tendance à manquer de la gestion thermique supérieure inhérente aux buses à soufflage d'air pur. Les buses à soufflage d'air pilotées ne parviennent également pas à offrir des caractéristiques de pulvérisation identiques à celles des buses à soufflage d'air pur étant donné que le circuit d'atomisation sous pression se mélange avec la pulvérisation de souffle d'air. Ces procédés et systèmes conventionnels ont généralement été considérés comme satisfaisants pour leur finalité souhaitée. Cependant, Il existe toujours un besoin pour une buse ou un injecteur de carburant offrant des performances de démarrage améliorées et les avantages d'une atomisation de souffle d'air pur. Il existe également un besoin pour une buse ou un injecteur facile à fabriquer et à utiliser. La présente invention fournit une solution à ces problèmes.
Objet de l'invention La présente invention concerne un injecteur de carburant à soufflage d'air pour un moteur à turbine à gaz. L'injecteur de carburant comprend un bras d'alimentation allongé comportant un raccord d'entrée pour recevoir le carburant et pour distribuer le carburant à un premier et un second conduits de délivrance de carburant s'étendant à travers le bras d'alimentation. Un corps de buse est raccordé fonctioonnellement au bras d'alimentation. Le corps de buse comprend un circuit d'air intérieur axial et un circuit de carburant radialement à l'extérieur du circuit d'air intérieur pour délivrer le carburant à un dispositif de tourbillonnement de carburant à l'extérieur du circuit d'air intérieur. Le circuit de carburant comprend un premier circuit de carburant configuré et adapté pour délivrer le carburant au dispositif de tourbillonnement de carburant depuis le premier conduit de carburant du bras d'alimentation et un second circuit de carburant configuré et adapté pour délivrer le carburant au dispositif de tourbillonnement de carburant depuis le second conduit de carburant du bras d'alimentation. Dans un mode de réalisation, un clapet antiretour est disposé en communication fluidique avec le second conduit de carburant du bras d'alimentation. Le clapet antiretour est configuré et adapté pour permettre au carburant de s'écouler dans le second conduit de carburant quand la pression du carburant au raccord d'entrée de l'injecteur dépasse une pression de seuil prédéterminée. Il est envisagé qu'au moins une partie du second conduit de carburant puisse être coaxiale avec le premier conduit de carburant. Il est également envisagé que le premier circuit de carburant du corps de buse puisse comprendre une pluralité de premiers passages de carburant, que le second circuit de carburant du corps de buse puisse comprendre une pluralité de seconds passages de carburant, dans lequel les premiers et seconds passages de carburant sont définis sur une surface radialement vers l'extérieur du dispositif de tourbillonnement de carburant. Un dispositif de préfilmage de carburant peut être disposé à l'extérieur du dispositif de tourbillonnement de carburant, comprenant une première et une seconde ouverture traversantes pour alimenter le carburant depuis les premier et second conduits du bras d'alimentation dans les premier et second passages de carburant du corps de buse, respectivement. Il est également envisagé que chacun des premiers passages de carburant puisse comprendre une première entrée de carburant en communication fluidique avec une première ouverture à travers le dispositif de préfilmage et une sortie de carburant en communication fluidique avec une sortie de carburant du corps de buse. Dans un tel mode de réalisation, chacun des seconds passages de carburant s'étend entre la sortie du corps de buse et une entrée commune de carburant en communication fluidique avec une seconde ouverture à travers le dispositif de préfilmage. L'un des seconds passages de carburant peut s'étendre entre chaque paire circonférentiellement adjacente de premiers passages de carburant. Dans d'autres modes de réalisation ayant un premier et un second passages de carburant, chacun des premier et second passages de carburant est en communication fluidique avec une sortie de carburant du corps de buse à travers une fente de dosage en angle par rapport à un axe central du corps de buse. Chaque fente de dosage est configurée et adaptée pour transmettre un mouvement tourbillonnant à un flux de carburant s'écoulant à travers dans une première direction de mouvement 7
tourbillonnant. Chaque fente de dosage peut être en angle d'environ 45° par rapport à l'axe central, peut être en angle entre environ 30° et environ 60° par rapport à l'axe central, ou peut être disposée selon un autre angle quelconque approprié. Dans certains autres modes de réalisation, un dispositif de tourbillonnement d'air intérieur est disposé à l'intérieur du circuit d'air intérieur, le dispositif de tourbillonnement d'air intérieur étant configuré et adapté pour transmettre un mouvement tourbillonnant à un flux d'air traversant dans une seconde direction de mouvement tourbillonnant en rotation inverse de la première direction de mouvement tourbillonnant des fentes de dosage des premier et second passages de carburant. Il est également envisagé que la seconde direction de mouvement tourbillonnant puisse être en corotation avec la première direction de mouvement tourbillonnant. L'invention concerne également une buse de carburant à soufflage d'air pour un moteur à turbine à gaz. La buse de carburant comprend un corps de buse définissant un circuit d'air intérieur axial, un dispositif de tourbillonnement de carburant radialement à l'extérieur du circuit d'air intérieur, un dispositif de préfilmage radialement à l'extérieur du dispositif de tourbillonnement de carburant, et des premier et second circuits de carburant définis entre le dispositif de tourbillonnement de carburant et le dispositif de préfilmage. Les premier et second circuits de carburant sont configurés et adaptés pour conduire le carburant à partir des première et seconde sources de carburant, respectivement, à une chambre commune de préfilmage s définie entre le dispositif de tourbillonnement de carburant et le dispositif de préfilmage. Le premier circuit de carburant peut comprendre une pluralité de premiers passages de carburant, le second circuit de carburant peut comprendre une pluralité de seconds passages de carburant, et les premier et second passages de carburant peuvent être définis sur une surface radialement vers l'extérieur du dispositif de tourbillonnement de carburant. Le dispositif de préfilmage peut comprendre des ouvertures primaire et secondaire à travers celui-ci pour alimenter le carburant aux premier et second passages de carburant, respectivement. Dans certains modes de réalisation, chacun des premiers passages de carburant comprend une entrée de carburant primaire en communication fluidique avec une ouverture primaire à travers le dispositif de préfilmage et une sortie de carburant primaire en communication fluidique avec la chambre de préfilmage. Chacun des seconds passages de carburant peut s'étendre entre la chambre de préfilmage et une entrée de carburant secondaire commune en communication fluidique avec une ouverture secondaire du dispositif de préfilmage. Il est également envisagé que chacun des premiers passages de carburant puisse être en communication fluidique avec la chambre de préfilmage à travers une fente de dosage de fluide dimensionnée pour réaliser l'atomisation de la pression du carburant sur le carburant s'écoulant à travers. L'invention concerne également un procédé d'alimentation de carburant dans un moteur à turbine à gaz pendant le démarrage. Le procédé comprend la fourniture d'un injecteur de carburant ayant un bras 9
d'alimentation allongé avec un raccord d'entrée pour recevoir le carburant et pour distribuer le carburant aux premier et second conduits de délivrance de carburant s'étendant à travers le bras d'alimentation. L'injecteur comprend également un corps de buse raccordé fonctionnellement au bras d'alimentation, le corps de buse ayant un circuit d'air intérieur axial et un circuit de carburant radialement à l'extérieur du circuit d'air intérieur pour délivrer le carburant à un dispositif de tourbillonnement de carburant à l'extérieur du circuit d'air intérieur, le circuit de carburant comprenant un premier circuit de carburant configuré et adapté pour délivrer le carburant au dispositif de tourbillonnement de carburant depuis le premier conduit de carburant du bras d'alimentation, et un second circuit de carburant configuré et adapté pour délivrer le carburant au dispositif de tourbillonnement de carburant depuis le second conduit de carburant du bras d'alimentation. Le procédé comprend également l'alimentation du carburant à travers le premier conduit de carburant du bras d'alimentation et à travers le premier circuit de carburant dans le corps de la buse de carburant pour fournir un flux de carburant limité pour la combustion en réponse à une pression du compresseur inférieure à un seuil prédéterminé. Le procédé comprend également l'alimentation du carburant à travers le second conduit de carburant dans le bras d'alimentation et à travers le second circuit de carburant dans le corps de la buse de carburant pour fournir un flux de carburant pour la combustion en réponse à une pression du compresseur supérieure au seuil prédéterminé.
Description des figures Ces caractéristiques, ainsi que d'autres, des systèmes et des procédés de la présente invention apparaîtront plus facilement à l'homme du métier à la lecture de la description détaillée qui suit du mode de réalisation préféré en association avec les dessins. Afin que l'homme du métier auquel la présente invention se rapporte puisse comprendre facilement la façon de réaliser et d'utiliser les dispositifs et les procédés de la présente invention sans expérimentation inutile, les modes de réalisation préférés de celle-ci sont décrits en détail ci-dessous en référence à certaines figures, dans lesquelles : la figure 1 est une vue en perspective d'un injecteur de carburant à soufflage d'air construit selon la présente invention, illustrant le raccord d'entrée et le corps de buse dépendant du bras d'alimentation dans le cadre d'une chambre de combustion annulaire ; la figure 2 est une vue en élévation latérale en coupe transversale de l'injecteur de carburant de la figure 1, illustrant les premier et second circuits de carburant depuis le raccord d'entrée jusqu'à la sortie de la buse ; la figure 3 est une vue en élévation latérale en coupe transversale agrandie de la partie d'entrée de carburant de l'injecteur de carburant de la figure 2, illustrant un clapet antiretour pour diriger le carburant dans les premier et second conduits de carburant du bras d'alimentation ; la figure 4 est une vue en plan d'un dispositif de tourbillonnement de carburant de l'état de la technique, illustrant un circuit de carburant unique comprenant une pluralité de passages de carburant définis sur la surface extérieure du dispositif de tourbillonnement de carburant ; la figure 5 est une vue en perspective d'un dispositif de tourbillonnement de carburant de l'injecteur de carburant de la figure 1, illustrant des parties de deux circuits de carburant définis sur la surface extérieure du dispositif de tourbillonnement ; la figure 6 est une vue en perspective découpée du corps de buse de l'injecteur de carburant de la figure 1, illustrant le dispositif de tourbillonnement de carburant à l'intérieur du dispositif de préfilmage et du circuit d'air extérieur ; la figure 7 est une vue en élévation latérale en coupe transversale d'une partie du corps de buse de la figure 6, illustrant le trajet de carburant s'écoulant à travers le circuit de carburant primaire dans le dispositif de tourbillonnement de carburant ; et la figure 8 est une vue en élévation latérale en coupe transversale d'une partie de la buse de la figure 6, illustrant le trajet de carburant s'écoulant à travers le circuit de carburant secondaire dans le dispositif de tourbillonnement de carburant.
Description détaillée Aux fins d'explication et d'illustration, et non de limitation, une vue partielle d'un mode de réalisation exemplaire de l'injecteur selon l'invention est illustrée sur la figure 1 et est désignée globalement par la référence 100. D'autres modes de réalisation des injecteurs et des buses selon l'invention, ou des aspects de ceux-ci, sont fournis sur les figures 2 à 3 et 5 à 9, ainsi que cela est décrit. Le système de l'invention peut être utilisé dans les moteurs à turbine à gaz, ou dans toute autre application appropriée, pour une atomisation améliorée du carburant pendant le démarrage du moteur et une combustion stable durable. Ainsi que cela est illustré sur la figure 1, l'injecteur 100 comprend un raccord d'entrée de carburant 102 et un corps de buse 104 raccordés l'un à l'autre par un bras d'alimentation 106. Le raccord d'entrée de carburant 102 est disposé à une extrémité amont de l'injecteur 100 pour recevoir le carburant devant être atomisé pour la combustion et comprend un flasque de montage 103 pour la fixation de l'injecteur 100 à l'intérieur d'un moteur à turbine à gaz. Ainsi que cela est illustré sur la figure 2, le raccord d'entrée de carburant 102 comprend un clapet antiretour 108 pour distribuer le carburant depuis le raccord d'entrée 102 jusqu'au premier conduit 110 et au second conduit 112 en passant à travers le bras d'alimentation 106 vers le corps de buse 104. Un espace isolant 114 optionnel est disposé entre le conduit 110 et la paroi extérieure du bras d'alimentation 106, et peut être rempli d'air, de gaz nobles, de vide, ou de toute autre forme appropriée d'isolation pour isoler le carburant dans les conduits 110/112 des hautes températures à l'extérieur du bras d'alimentation 106. Toujours en référence à la figure 2, le corps de buse 104 est raccordé fonctionnellement au bras d'alimentation 106 pour recevoir le carburant des conduits 110, 112. Le corps de buse 104 comprend un circuit d'air intérieur axial 116. Le circuit de carburant radialement à l'extérieur du circuit d'air 13 intérieur 116 est prévu pour délivrer le carburant en provenance des conduits 110/112 vers le dispositif de tourbillonnement de carburant 118 à l'extérieur du circuit d'air intérieur 116. Le circuit de carburant comprend un premier circuit de carburant ou circuit de carburant de démarrage configuré et adapté pour délivrer le carburant au dispositif de tourbillonnement de carburant 118 depuis le premier conduit de carburant 110 du bras d'alimentation 106 et un second circuit de carburant configuré et adapté pour délivrer le carburant au dispositif de tourbillonnement de carburant 118 depuis le second conduit de carburant 112 du bras d'alimentation 106. Des espaces isolants 114 sont formés dans des parties appropriées du corps de buse 104 à l'intérieur et à l'extérieur du dispositif de tourbillonnement de carburant 118 pour réduire ou empêcher la survenue de la cokéfaction du carburant à l'intérieur du corps de buse 104. Ainsi que cela est illustré sur la figure 3, le clapet antiretour 108 est disposé en communication fluidique avec le second conduit de carburant 112 du bras d'alimentation 106. Le clapet antiretour 108 est configuré et adapté pour empêcher le carburant de s'écouler dans le second conduit 112 pendant le démarrage du moteur quand les pressions de carburant et d'air sont basses. Les pressions de carburant et d'air augmentent généralement au démarrage d'un moteur à turbine à gaz. Quand la pression du carburant à l'entrée du clapet antiretour 108 dépasse un seuil prédéterminé, le retour à ressort 109 du clapet antiretour 108 est configuré pour se casser ou s'ouvrir pour permettre au carburant de s'écouler à travers le second conduit de carburant 112.
En dessous de la pression de seuil, le clapet antiretour 108 est configuré pour rester fermé et le carburant doit passer autour du clapet antiretour 108 dans le premier conduit 110. Le clapet antiretour 108 peut être un clapet antiretour simple, ou un clapet antiretour à double effet pour empêcher l'écoulement à travers le premier conduit 110 jusqu'à ce qu'une pression prédéterminée soit atteinte tout en assurant toujours la fonction d'étagement.
Le clapet antiretour 108 est avantageux étant donné qu'il peut étager automatiquement le flux de carburant à travers les premier et second circuits de carburant de l'injecteur 100 sur la base de la pression d'une seule alimentation pressurisée de carburant depuis l'extérieur de l'injecteur 100. Cependant, l'homme du métier notera facilement que le clapet antiretour 108 est optionnel, étant donné que chacun des conduits 110/112 peut comporter une entrée séparée au niveau du raccord d'entrée 102 pour recevoir le carburant en provenance des première et seconde sources de carburant au niveau du raccord d'entrée 102, respectivement, si des moyens tels qu'un collecteur et/ou système de commande sont prévus à l'extérieur de l'injecteur 100 pour étager ou commander le flux de carburant vers les circuits de carburant individuels. Cela peut permettre un étagement du carburant dans le premier et/ou le second circuit de carburant pour les conditions de basse puissance en dehors du démarrage, comme pendant le vol d'un avion. De plus, l'homme du métier notera facilement qu'au moins un clapet antiretour supplémentaire peut être utilisé pour arrêter l'écoulement à travers le premier circuit de carburant quand la pression du carburant au niveau du raccord d'entrée 102 est inférieure à une valeur minimale, comme lorsque le moteur n'est pas en train de fonctionner. Par le fonctionnement du clapet antiretour 108, seul un volume relativement faible de carburant passe à travers le premier conduit 110 vers le corps de buse 104 pendant le démarrage du moteur. Une fois que le moteur a développé une pression suffisante du carburant et de l'air, la pression du carburant au niveau de l'entrée 102 ouvre le clapet antiretour 108 de telle sorte que le carburant puisse s'écouler à travers les deux conduits 110/112 à la fcis. L'homme du métier notera qu'il est également possible d'utiliser une configuration de clapet antiretour qui commute entre les conduits 110/112, de telle sorte que seulement un conduit à la fois alimente le carburant à travers le corps de buse 104. Bien que le premier conduit 110 et le second conduit 112 soient illustrés dans une configuration concentrique, l'homme du métier notera facilement qu'il est également possible que le second conduit 112 soit à l'extérieur du premier conduit 110, que les conduits soient séparés l'un de l'autre, côte à côte, ou dans une quelconque autre configuration appropriée permettant la délivrance de carburant séparément au premier et au second circuit de carburant. De plus, les conduits de carburant 110/112 peuvent être fixés aux deux extrémités, ou peuvent être libres de coulisser tant qu'un joint d'étanchéité est présent pour empêcher le carburant de fuir du conduit 110/112 approprié. Il est également envisagé qu'au lieu de deux tubes, par exemple les conduits 110, 112, situés à l'intérieur d'un support isolant, le trajet du carburant puisse être défini par des trous formés directement dans le support, par exemple le bras 106, ou par un tube à l'intérieur d'un trou plus grand formé directement dans le bras pour fournir deux conduits sensiblement concentriques.
La figure 4 illustre un dispositif de tourbillonnement de carburant 18 caractéristique des dispositifs de tourbillonnement de carburant avec buse à soufflage d'air pur connus. Le dispositif de tourbillonnement de carburant 18 comporte une partie d'un circuit de carburant unique définie sur sa surface extérieure. Il comprend une entrée ou plénum 22 et une sortie 24, raccordés l'un à l'autre au moyen d'une pluralité de passages de carburant 26. Le carburant provenant du plénum 22 passe dans les passages 26 et à travers les orifices de dosage 28 afin d'atteindre la sortie 24. Etant donné que tous les passages de carburant 26, le plénum 22, les orifices 28, et la sortie 24 font partie du même circuit de carburant, le dispositif de tourbillonnement 18 est susceptible de connaître des difficultés de démarrage comprenant le dégoulinage et une extinction problématique, ainsi que cela est décrit ci-dessus. En référence à la figure 5, le dispositif de tourbillonnement de carburant 118 de l'injecteur 100 fournit des passages pour deux circuits de carburant séparés. Le premier circuit de carburant comprend une pluralité de premiers passages de carburant 126 définis sur la surface diamétrale extérieure du dispositif de tourbillonnement de carburant 118. Le second circuit de carburant comprend une pluralité de seconds passages de carburant 127 définis sur la surface radialement vers l'extérieur du dispositif de tourbillonnement de carburant 118. Chacun des premiers passages de carburant 126 comprend une première entrée de carburant 123 séparée et est en communication fluidique avec la sortie 124 du dispositif de tourbillonnement 118. Chacun des seconds passages de carburant 127 s'étend entre la sortie 124 et une entrée commune de carburant 122. L'un des seconds passages de carburant 127 s'étend entre chaque paire circonférentiellement adjacent de premiers passages de carburant 126 selon un schéma circonférentiel dans lequel un passage sur deux est un premier passage 126 et un passage sur deux est un second passage 127. Cependant, cette configuration est optionnelle, et l'homme du métier notera facilement que tout ordonnancement circonférentiel des passages de carburant autour du dispositif de tourbillonnement 118 peut être utilisé sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention. La figure 6 illustre le dispositif de tourbillonnement de carburant 118 à l'intérieur du corps de buse 104 dans une vue partiellement découpée. Un dispositif de préfilmage de carburant 130 est disposé à l'extérieur du dispositif de tourbillonnement de carburant 118. Le dispositif de préfilmage 130 comprend un ensemble de premières ouvertures 132 traversantes pour alimenter le carburant depuis le premier conduit 110 du bras d'alimentation 106 dans les passages de carburant 126 du premier circuit de carburant. Chacune des premières ouvertures 132 correspond à une première entrée unique 123 de l'un des premiers passages de carburant 126. Un passage intermédiaire 134 défini entre le connecteur 135 et le dispositif de préfilmage 130 raccorde de façon fluidique le premier conduit 110 aux premières ouvertures 132 du dispositif de préfilmage. Bien que l'entrée commune 122 des seconds passages de carburant 127 soit illustrée comme enveloppant sensiblement la totalité du dispositif de tourbillonnement de carburant 118, il est également possible d'utiliser une chambre d'entrée de carburant ne s'étendant pas totalement autour du dispositif de tourbillonnement 118, dans laquelle les seconds passages de carburant peuvent converger dans la chambre d'entrée située par exemple dans la zone du dispositif de tourbillonnement 118 immédiatement adjacente à la sortie du second conduit 112. Ainsi que cela est indiqué par les flèches de flux sur la figure 7, le carburant peut s'écouler à travers le premier circuit de carburant comprenant le premier conduit 110, le passage intermédiaire 134, les ouvertures du dispositif de préfilmage 132, les entrées 123, et les passages de carburant 126. Le dispositif de préfilmage 130 comprend également une seconde ouverture 136 qui place le second conduit 112 en communication fluidique avec l'entrée 122. Quand le second circuit de carburant est actif, le carburant peut également s'écouler à partir du second conduit 112, à travers la seconde ouverture du dispositif de préfilmage 136, dans l'entrée 122. A partir de là, le carburant peut s'écouler à travers les passages 127, ainsi que cela est indiqué par les flèches sur la figure 8. Bien que les passages de carburant des premier et second circuits de carburant soient montrés comme étant définis sur la surface diamétrale extérieure du dispositif de tourbillonnement de carburant 118, les passages de carburant peuvent également être définis au moins en partie sur la surface radialement intérieure du dispositif de préfilmage 130, ou selon toute autre configuration appropriée de façon à être entre le dispositif de tourbillonnement 118 et le dispositif de préfilmage 130.
Le dispositif de préfilmage 130 comprend une partie de sortie convergente qui forme une chambre de sortie de préfilmage 146 avec la partie de sortie 124 du dispositif de tourbillonnement 118. Les deux circuits de carburant sont raccordés pour alimenter le carburant dans une chambre commune de préfilmage 146. Le carburant tourbillonnant sortant du corps de buse 104 est dirigé radialement vers l'intérieur quand il passe à travers la chambre de préfilmage 146. L'homme du métier notera que bien que le dispositif de préfilmage 130 converge vers la sortie de carburant, toute autre configuration appropriée de sortie de buse peut être utilisée sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention. De nouveau en référence à la figure 6, chacun des premier et second passages de carburant 126/127 est en communication fluidique avec la sortie de carburant 124 du corps de buse 104 à travers une fente de dosage 128. Les fentes de dosage 128 sont disposées circonférentiellement autour du dispositif de tourbillonnement de carburant 118 pour fournir une pulvérisation uniforme. Chaque fente de dosage 128 est configurée et adaptée pour transmettre un mouvement tourbillonnant à un flux de carburant s'écoulant à travers dans une première direction de mouvement tourbillonnant en angle par rapport à l'axe central A.
Chaque fente de dosage 128 peut être en angle de 45° par rapport à l'axe central A, peut être en angle compris entre environ 30° et environ 60° par rapport à l'axe central A, ou peut être agencée selon tout autre angle approprié. Bien que l'ensemble des fentes de dosage 128 soit illustré comme ayant le même angle de mouvement tourbillonnant par rapport à l'axe A, il est également possible pour les fentes 128 des premiers passages 126 d'avoir un angle différent de celui des fentes 128 des seconds passages 127. Les fentes 128 sont illustrées comme ayant des configurations identiques à la fois pour les premiers passages 126 et les seconds passages 127, mais il est également possible pour les fentes 128 des premiers passages 126 d'avoir des caractéristiques différentes de celles des fentes 128 des seconds passages 127, ou pour l'ensemble des fentes 128 d'avoir des caractéristiques différentes les unes des autres. Le nombre, la taille, et l'espacement des fentes 128 pour les premiers passages 126 peuvent être adaptés pour répondre aux exigences de démarrage pour une conception de moteur donnée à travers des essais de moteur ou d'autres procédés appropriés. Il est également envisagé que la fente de dosage 128 de chacun des premiers passages de carburant 126 soit dimensionnée pour réaliser l'atomisation sous pression du carburant sur le carburant s'écoulant à travers. Cela est avantageux pendant le démarrage du moteur quand les pressions d'air sont insuffisantes pour atomiser totalement le carburant depuis le premier circuit de carburant. Si la fente de dosage 128 est configurée pour l'atomisation sous pression du carburant, la pression d'atomisation doit être suffisamment basse, par exemple autour de 20 à 30 psi pouvant varier d'une application à une autre, pour permettre à un simple clapet antiretour, par exemple 108, de fonctionner correctement ainsi que cela est décrit ci-dessus. Si la pression requise pour l'atomisation sous pression est trop élevée pour le fonctionnement correct du clapet antiretour 108, le circuit de démarrage ne doit pas utiliser l'atomisation sous pression, mais peut au contraire être configuré pour minimiser la zone de flux suffisamment pour fournir un carburant en déplacement rapide tendant à atomiser au lieu de dégouliner depuis le corps de buse 104. L' homme du métier notera facilement que les fentes 128 peuvent être, mais ne doivent pas nécessairement être, configurées pour une utilisation dans l'atomisation sous pression sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention. Ainsi que cela est illustré sur les figures 6 et 7, le corps de buse 104 comprend le passage intérieur d'air ou le circuit 116 défini par une chemise thermique intérieure 120 à l'intérieur du dispositif de tourbillonnement 118 sur l'axe A. Un dispositif de tourbillonnement d'air intérieur 140 est disposé à l'intérieur du circuit d'air intérieur 116. Le dispositif de tourbillonnement d'air intérieur 140 est configuré et adapté pour transmettre un mouvement tourbillonnant sur un flux d'air traversant dans une seconde direction de mouvement tourbillonnant. Un passage extérieur d'air est défini à travers l'enveloppe 142, comprenant un dispositif de tourbillonnement 144 d'air extérieur pour la fourniture d'un flux d'air tourbillonnant à l'extérieur du carburant provenant du dispositif de tourbillonnement de carburant 118 et de l'air sortant du passage intérieur d'air 116. L'homme du métier notera facilement que la chemise thermique intérieure 120 est optionnelle et que plusieurs passages intérieurs d'air et/ou plusieurs passages extérieurs d'air peuvent être prévus. Les ensembles de tourbillonnement intérieur et extérieur 140, 144 sont optionnels, puisque les passages d'air respectifs peuvent être utilisés avec ou sans mouvement tourbillonnant d'air. Bien qu'il soit avantageux pour au moins l'un du dispositif de tourbillonnement d'air intérieur 140, du dispositif de tourbillonnement d'air extérieur 144, et du dispositif de tourbillonnement de carburant 118 d'être en rotation inverse avec les autres, l'homme du métier notera facilement que des configurations en corotation peuvent également être utilisées. De plus, bien que le dispositif de tourbillonnement d'air intérieur 140 et le dispositif de tourbillonnement d'air extérieur 144 soient illustrés comme des ensembles de tourbillonnement d'air axiaux, il est également possible d'utiliser des ensembles de tourbillonnement radiaux, ou tout autre type approprié de dispositif de tourbillonnement sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention. Bien que la présente description soit faite dans le contexte de l'injecteur 100, l'homme du métier notera facilement que le corps de buse 104 comprend une buse pouvant être utilisée avec ou sans bras d'alimentation 106 et raccord d'entrée 102. Le corps de buse 104 peut être configuré pour être utilisé comme une buse de carburant avec tout injecteur ou raccord d'entrée approprié tant que le carburant est alimenté vers ses circuits de carburant de façon à étager le carburant à travers les circuits de carburant respectifs pour limiter le flux de carburant pendant le démarrage. 23
L'invention comprend également un procédé d'alimentation du carburant à une turbine à gaz pendant le démarrage. Le procédé comprend la fourniture d'un injecteur de carburant (par exemple l'injecteur 100 ainsi que cela est décrit ci-dessus). Le procédé comprend également l'alimentation du carburant à travers un premier conduit de carburant (par exemple le conduit 110) d'un bras d'alimentation (par exemple le bras d'alimentation 106) de l'injecteur et à travers un premier circuit de carburant dans le corps de la buse de carburant (par exemple le corps de buse 104) pour fournir un flux de carburant limité pour la combustion en réponse à une pression du compresseur en dessous d'un seuil prédéterminé. Pendant le démarrage du moteur, quand les pressions de carburant et d'air sont généralement basses, le carburant s'écoulant à travers seulement le premier circuit de carburant permet une alimentation limitée de carburant pour l'allumage, tout en réduisant ou empêchant le dégoulinage de carburant en empêchant le flux de carburant d'atteindre un second circuit de carburant. Le procédé comprend également l'alimentation de carburant à travers le second conduit de carburant (par exemple le conduit 112) dans le bras d'alimentation (par exemple le bras d'alimentation 106) et à travers le second circuit de carburant dans le corps de la buse de carburant (par exemple le corps de buse 104) pour fournir un flux de carburant pour la combustion en réponse à une pression du compresseur au-dessus du seuil prédéterminé. Une fois que le moteur a atteint des pressions adéquates de carburant et d'air, un clapet antiretour (par exemple le clapet antiretour 108) ou un autre moyen d'étagement du carburant peut ouvrir le flux de carburant à travers le second circuit de carburant pour permettre un fonctionnement du moteur à pleine puissance. Il est également envisagé que les circuits de carburant puissent être purgés quand ils sont inactifs, par exemple au moyen d'un soufflage d'air pressurisé, si cela est souhaitable pour empêcher ou réduire la cokéfaction du carburant à l'intérieur du circuit de carburant. En résumé, l'invention concerne des procédés et des dispositifs comprenant un injecteur de carburant à soufflage d'air pour un moteur à turbine à gaz ayant un bras d'alimentation allongé et un raccord d'entrée pour recevoir le carburant et pour distribuer le carburant au premier et au second conduit de délivrance de carburant s'étendant à travers le bras d'alimentation. Un corps de buse est raccordé fonctionnellement au bras d'alimentation. Le corps de buse comprend un circuit d'air intérieur axial et un circuit de carburant radialement à l'extérieur du circuit d'air intérieur pour délivrer le carburant à un dispositif de tourbillonnement de carburant à l'extérieur du circuit d'air intérieur. Le circuit de carburant comprend un premier circuit de carburant configuré et adapté pour délivrer le carburant au dispositif de tourbillonnement de carburant depuis le premier conduit de carburant du bras d'alimentation et un second circuit de carburant configuré et adapté pour délivrer le carburant au dispositif de tourbillonnement de carburant depuis le second conduit de carburant du bras d'alimentation. Les dispositifs et les procédés décrits ci-dessus fournissent les avantages des mélanges d'air/carburant des injecteurs à soufflage d'air pur traditionnels et les caractéristiques de pulvérisation tout en réduisant ou éliminant les complications de démarrage du moteur causées par les injecteurs à soufflage d'air pur traditionnels comprenant le dégoulinage du carburant, l'atomisation incomplète, le regroupement du carburant, et les autres problèmes connexes. De plus, l'homme du métier notera facilement que les buses et les injecteurs de la présente invention peuvent être configurés pour avoir les mêmes dimensions externes et configurations que les injecteurs et buses de carburant à soufflage d'air pur existants. Cela permet aux injecteurs et aux buses de la présente invention d'être interchangeables avec les injecteurs et les buses à soufflage d'air pur existants sans que des modifications importantes des chambres de combustion ou autres composants du moteur ne soient nécessaires. Bien qu'il soit possible d'utiliser les injecteurs et les buses de la présente invention au lieu de et sensiblement de la même manière que dans les injecteurs et les buses à un étage traditionnels, l'homme du métier notera facilement la fonctionnalité améliorée assurée par les étages multiples. Les procédés et les systèmes de la présente invention, ainsi que cela est décrit ci-dessus et illustré dans les dessins, fournissent un injecteur de carburant à soufflage d'air avec des propriétés supérieures, notamment une atomisation améliorée et un modèle de pulvérisation uniforme à des débits réduits, comme pendant le démarrage du moteur. Cette atomisation améliorée entraîne des émissions et une opérabilité améliorées. De plus, les injecteurs et les buses décrits dans la présente description permettent une meilleure uniformité de l'allumage et du facteur de qualité du profil de température ( pattern factor ) sans mises à niveau coûteuses pour les buses, les circuits de carburant, ou les contrôles de carburant des moteurs existants ou nouvellement fabriqués. Bien que l'appareil et les procédés de la présente invention aient été illustrés et décrits en référence aux modes de réalisation préférés, l'homme du métier notera facilement que des changements et/ou des modifications peuvent être réalisés sans s'écarter de l'esprit et de la portée de la présente invention.

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS1. Injecteur de carburant à soufflage d'air pour une turbine à gaz, comprenant : a) un bras d'alimentation (106) allongé ayant un raccord d'entrée (102) pour recevoir le carburant et pour distribuer le carburant aux premier (110) et second (112) conduits de délivrance de carburant s'étendant à travers le bras d'alimentation (106) ; et b) un corps de buse (104) raccordé fonctionnellement au bras d'alimentation (106), le corps de buse (104) comprenant un circuit d'air intérieur (116) axial et un circuit de carburant radialement à l'extérieur du circuit d'air intérieur (116) pour délivrer le carburant à un dispositif de tourbillonnement de carburant (118) à l'extérieur du circuit d'air intérieur (116), le circuit de carburant comprenant un premier circuit de carburant configuré et adapté pour délivrer le carburant au dispositif de tourbillonnement de carburant (118) depuis le premier conduit de carburant (110) du bras d'alimentation (106) et un second circuit de carburant configuré et adapté pour délivrer le carburant au dispositif de tourbillonnement de carburant (118) depuis le second conduit de carburant (112) du bras d'alimentation (106).
  2. 2. Injecteur de carburant à soufflage d'air selon la revendication 1, comprenant en outre un clapet antiretour (108) en communication fluidique avec le second conduit de carburant (112) du bras d'alimentation (106), le clapet antiretour (108) étant configuré et adapté pour permettre au carburant de s'écouler dans le second conduit de carburant (112) quand la pression du carburant au niveau du raccord d'entrée (102) de l'injecteur dépasse une pression de seuil prédéterminée.
  3. 3. Injecteur de carburant à soufflage d'air selon la revendication 1, dans lequel au moins une partie du second conduit de carburant (112) est coaxiale avec le premier conduit de carburant (110).
  4. 4. Injecteur de carburant à soufflage d'air selon la revendication 1, dans lequel le premier circuit de carburant du corps de buse (104) comprend une pluralité de premiers passages de carburant (126), et dans lequel le second circuit de carburant du corps de buse (104) comprend une pluralité de seconds passages de carburant (127), dans lequel les premiers et seconds passages de carburant (126, 127) sont définis sur une surface radialement vers l'extérieur du dispositif de tourbillonnement de carburant (118).
  5. 5. Injecteur de carburant à soufflage d'air selon la revendication 4, comprenant en outre un dispositif de préfilmage (130) de carburant à l'extérieur du dispositif de tourbillonnement de carburant (118), le dispositif de préfilmage (130) comprenant des première et seconde ouvertures traversantes (132, 136) pour alimenter le carburant depuis les premier (110) et second (112) conduits du bras d'alimentation (106) dans les premiers et seconds passages de carburant (126, 127) du corps de buse (104), respectivement.
  6. 6. Injecteur de carburant à soufflage d'air selon la revendication 5, dans lequel chacun des premiers passages de carburant (126) comprend une première entrée de carburant (123) en communication fluidique avec une première ouverture (132) traversant le dispositif de préfilmage (130), et dans lequel chacun des premiers passages de carburant (126) comprend une sortie de carburant (124) en communication fluidique avec une sortie de carburant du corps de buse (104).
  7. 7. Injecteur de carburant à soufflage d'air selon la revendication 5, dans lequel chacun des seconds passages de carburant (127) s'étend entre la sortie (124) du corps de buse (104) et une entrée commune de carburant (122) en communication fluidique avec une seconde ouverture (136) traversant le dispositif de préfilmage (130).
  8. 8. Injecteur de carburant à soufflage d'air selon la revendication 7, dans lequel l'un des seconds passages de carburant (127) s'étend entre chaque paire circonférentiellement adjacente de premiers passages de carburant (126).
  9. 9. Injecteur de carburant à soufflage d'air selon la revendication 4, dans lequel chacun des premiers et seconds passages de carburant (126, 127) est en communication fluidique avec une sortie de carburant du corps de buse (104) à travers une fente de dosage (128) en angle par rapport à un axe central (A) du corps de buse (104), dans lequel chaque fente de dosage (128) est configurée et adaptée pour transmettre un mouvement tourbillonnant à un flux de carburant s'écoulant àtravers dans une première direction de mouvement tourbillonnant.
  10. 10. Injecteur de carburant à soufflage d'air selon la revendication 9, dans lequel chaque fente de dosage (128) est en angle entre environ 30° et environ 60° par rapport à l'axe central (A).
  11. 11. Injecteur de carburant à soufflage d'air selon la revendication 10, dans lequel chaque fente de dosage (128) est en angle d'environ 45° par rapport à l'axe central (A).
  12. 12. Injecteur de carburant à soufflage d'air selon la revendication 9, comprenant en outre un dispositif de tourbillonnement d'air intérieur (140) à l'intérieur du circuit d'air intérieur (116), dans lequel le dispositif de tourbillonnement d'air intérieur (140) est configuré et adapté pour transmettre un mouvement tourbillonnant sur un flux d'air traversant dans une seconde direction de mouvement tourbillonnant en rotation inverse avec la première direction de mouvement tourbillonnant des fentes de dosage (128) des premiers et seconds passages de carburant (126, 127).
  13. 13. Injecteur de carburant à soufflage d'air selon la revendication 9, comprenant en outre un dispositif de tourbillonnement d'air intérieur (140) à l'intérieur du circuit d'air intérieur (116), dans lequel le dispositif de tourbillonnement d'air intérieur (140) est configuré et adapté pour transmettre un mouvement tourbillonnant sur un flux d'air traversant dans une seconde direction de mouvement tourbillonnant en corotation avec la première direction de mouvement tourbillonnant des fentes de dosage (128) des premiers et seconds passages de carburant (126, 127).
  14. 14. Procédé d'alimentation de carburant dans une turbine à gaz pendant le démarrage, le procédé comprenant : a) la fourniture d'un injecteur de carburant comprenant : i) un bras d'alimentation (106) allongé ayant un raccord d'entrée (102) pour recevoir le carburant et pour distribuer le carburant aux premier et second conduits de délivrance de carburant s'étendant à travers le bras d'alimentation (106) ; et ii) un corps de buse (104) raccordé fonctionnellement au bras d'alimentation (106), le corps de buse (104) comprenant un circuit d'air intérieur (116) axial et un circuit de carburant radialement à l'extérieur du circuit d'air intérieur (116) pour délivrer le carburant à un dispositif de tourbillonnement de carburant (118) à l'extérieur du circuit d'air intérieur (116), le circuit de carburant comprenant un premier circuit de carburant configuré et adapté pour délivrer le carburant au dispositif de tourbillonnement de carburant (118) depuis le premier conduit de carburant (110) du bras d'alimentation (106), et un second circuit de carburant configuré et adapté pour délivrer le carburant au dispositif de tourbillonnement de carburant (118) depuis le second conduit de carburant (112) du bras d'alimentation (106) ; b) l'alimentation du carburant à travers le premier conduit de carburant (110) du bras d'alimentation (106) et à travers le premier circuit de carburant dans le corps de la buse de carburant pour fournir un flux de carburant limité pour la combustion en réponse à une pression du compresseur inférieure à un seuil prédéterminé ; et c) l'alimentation du carburant à travers le second conduit de carburant (112) dans le bras d'alimentation (106) et à travers le second circuit de carburant dans le corps de la buse de carburant pour fournir un flux de carburant pour la combustion en réponse à une pression du compresseur supérieure au seuil prédéterminé.
FR0902180A 2008-05-06 2009-05-06 Injecteur de carburant a soufflage d'air pur Pending FR2930980A1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/115,579 US8096135B2 (en) 2008-05-06 2008-05-06 Pure air blast fuel injector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2930980A1 true FR2930980A1 (fr) 2009-11-13

Family

ID=40792236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0902180A Pending FR2930980A1 (fr) 2008-05-06 2009-05-06 Injecteur de carburant a soufflage d'air pur

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8096135B2 (fr)
DE (1) DE102009019978B4 (fr)
FR (1) FR2930980A1 (fr)
GB (2) GB2459771B (fr)

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9046039B2 (en) 2008-05-06 2015-06-02 Rolls-Royce Plc Staged pilots in pure airblast injectors for gas turbine engines
EP2253888B1 (fr) * 2009-05-14 2013-10-16 Alstom Technology Ltd Brûleur d'une turbine à gaz ayant un générateur de vortex avec une lance à combustible
US8661824B2 (en) * 2009-05-26 2014-03-04 Parker-Hannifin Corporation Airblast fuel nozzle assembly
US20110247590A1 (en) 2010-04-07 2011-10-13 Delavan Inc Injectors utilizing lattice support structure
US9188063B2 (en) 2011-11-03 2015-11-17 Delavan Inc. Injectors for multipoint injection
US20140339339A1 (en) * 2011-11-03 2014-11-20 Delavan Inc Airblast injectors for multipoint injection and methods of assembly
EP2592351B1 (fr) * 2011-11-09 2017-04-12 Rolls-Royce plc Brûleurs pilotes étagés dans des injecteurs d'air comprimé pour moteurs de turbine à gaz
US20130232978A1 (en) * 2012-03-12 2013-09-12 Zhongtao Dai Fuel air premixer for gas turbine engine
JP5931636B2 (ja) * 2012-07-30 2016-06-08 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼器ノズル組体、これを備えている燃焼器及びガスタービン
US9488108B2 (en) 2012-10-17 2016-11-08 Delavan Inc. Radial vane inner air swirlers
US20140291418A1 (en) * 2013-03-26 2014-10-02 Parker-Hannifin Corporation Multi-circuit airblast fuel nozzle
US9388742B2 (en) * 2013-05-08 2016-07-12 Solar Turbines Incorporated Pivoting swirler inlet valve plate
EP3039343B8 (fr) * 2013-08-30 2021-03-31 Raytheon Technologies Corporation Injecteur de bicarburant ayant une injection de gaz axial tourbillonnant pour une turbine à gaz et procédé associé
US9689571B2 (en) 2014-01-15 2017-06-27 Delavan Inc. Offset stem fuel distributor
US9618209B2 (en) * 2014-03-06 2017-04-11 Solar Turbines Incorporated Gas turbine engine fuel injector with an inner heat shield
US10295186B2 (en) * 2014-03-28 2019-05-21 Delavan Inc. Of Des Moines Ia Airblast nozzle with upstream fuel distribution and near-exit swirl
US20140215828A1 (en) * 2014-04-07 2014-08-07 Electro-Motive Diesel, Inc. Valve mounting fixture for an internal combustion engine
US20160003157A1 (en) * 2014-07-03 2016-01-07 United Technologies Corporation Additive manufactured tube assembly
US9546600B2 (en) * 2014-08-12 2017-01-17 General Electric Company Nozzle having an orifice plug for a gas turbomachine
US9822980B2 (en) 2014-09-24 2017-11-21 Pratt & Whitney Canada Corp. Fuel nozzle
US10317083B2 (en) 2014-10-03 2019-06-11 Pratt & Whitney Canada Corp. Fuel nozzle
US9752774B2 (en) 2014-10-03 2017-09-05 Pratt & Whitney Canada Corp. Fuel nozzle
US9765974B2 (en) 2014-10-03 2017-09-19 Pratt & Whitney Canada Corp. Fuel nozzle
US9939157B2 (en) 2015-03-10 2018-04-10 General Electric Company Hybrid air blast fuel nozzle
US10591164B2 (en) 2015-03-12 2020-03-17 General Electric Company Fuel nozzle for a gas turbine engine
US9897321B2 (en) 2015-03-31 2018-02-20 Delavan Inc. Fuel nozzles
US10385809B2 (en) 2015-03-31 2019-08-20 Delavan Inc. Fuel nozzles
US9863638B2 (en) * 2015-04-01 2018-01-09 Delavan Inc. Air shrouds with improved air wiping
US10184665B2 (en) 2015-06-10 2019-01-22 General Electric Company Prefilming air blast (PAB) pilot having annular splitter surrounding a pilot fuel injector
US9927126B2 (en) 2015-06-10 2018-03-27 General Electric Company Prefilming air blast (PAB) pilot for low emissions combustors
US10364751B2 (en) * 2015-08-03 2019-07-30 Delavan Inc Fuel staging
US10352570B2 (en) * 2016-03-31 2019-07-16 General Electric Company Turbine engine fuel injection system and methods of assembling the same
US10458331B2 (en) * 2016-06-20 2019-10-29 United Technologies Corporation Fuel injector with heat pipe cooling
CN108731029B (zh) * 2017-04-25 2021-10-29 帕克-汉尼芬公司 喷气燃料喷嘴
US10746101B2 (en) * 2017-06-13 2020-08-18 General Electric Company Annular fuel manifold with a deflector
GB201716585D0 (en) 2017-09-08 2017-11-22 Rolls Royce Plc Spray nozzle
US10830446B2 (en) 2017-12-15 2020-11-10 Delavan Inc. Fuel injector assemblies
US11143406B2 (en) 2018-04-10 2021-10-12 Delavan Inc. Fuel injectors having air sealing structures
US10788214B2 (en) 2018-04-10 2020-09-29 Delavan Inc. Fuel injectors for turbomachines having inner air swirling
US10907831B2 (en) 2018-05-07 2021-02-02 Rolls-Royce Corporation Ram pressure recovery fuel nozzle with a scoop
GB201815839D0 (en) * 2018-09-28 2018-11-14 Rolls Royce Plc Fuel spray nozzle
US20220099290A1 (en) * 2020-09-29 2022-03-31 Parker-Hannifin Corporation Aircraft fuel nozzle
US12228284B2 (en) 2021-05-17 2025-02-18 Pratt & Whitney Canada Corp. Nozzle tip with shielded core for a dual combustion systems
US11852076B2 (en) * 2022-01-21 2023-12-26 Collins Engine Nozzles, Inc. Brazing using localized heating
GB2629432A (en) * 2023-04-28 2024-10-30 Siemens Energy Global Gmbh & Co Kg Burner for gas turbine engine
DE102023204572A1 (de) * 2023-05-16 2024-11-21 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Brennkammermodul mit einer ringförmigen brennkammer
GB202318903D0 (en) * 2023-12-12 2024-01-24 Rolls Royce Plc Fuel spray nozzle for a gas turbine engine
GB202405296D0 (en) 2024-04-15 2024-05-29 Rolls Royce Plc Nozzle body for fuel injector

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5799872A (en) * 1995-01-24 1998-09-01 Delavan Inc Purging of fluid spray apparatus
US6755024B1 (en) * 2001-08-23 2004-06-29 Delavan Inc. Multiplex injector
EP1719950A2 (fr) * 2005-05-04 2006-11-08 Delavan Inc Injecteur direct de carburant à mélange pauvre pour moteurs de turbines à gaz
FR2896303A1 (fr) * 2006-01-17 2007-07-20 Delavan Inc Systeme et procede pour refroidir un injecteur de carburant etage a jet d'air.

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1875457A (en) * 1932-09-06 Torkild valdemar hemmingsen
US4600151A (en) * 1982-11-23 1986-07-15 Ex-Cell-O Corporation Fuel injector assembly with water or auxiliary fuel capability
DE68923413T2 (de) * 1988-09-07 1996-04-04 Hitachi Ltd Kraftstoff-Luftvormischvorrichtung für eine Gasturbine.
US5423178A (en) * 1992-09-28 1995-06-13 Parker-Hannifin Corporation Multiple passage cooling circuit method and device for gas turbine engine fuel nozzle
US6321541B1 (en) * 1999-04-01 2001-11-27 Parker-Hannifin Corporation Multi-circuit multi-injection point atomizer
US6547163B1 (en) * 1999-10-01 2003-04-15 Parker-Hannifin Corporation Hybrid atomizing fuel nozzle
GB0025765D0 (en) * 2000-10-20 2000-12-06 Aero & Ind Technology Ltd Fuel injector
FR2817017B1 (fr) 2000-11-21 2003-03-07 Snecma Moteurs Refroidissement integral des injecteurs de decollage d'une chambre de combustion a deux tetes
US6688534B2 (en) * 2001-03-07 2004-02-10 Delavan Inc Air assist fuel nozzle
US6622488B2 (en) * 2001-03-21 2003-09-23 Parker-Hannifin Corporation Pure airblast nozzle
US6523350B1 (en) * 2001-10-09 2003-02-25 General Electric Company Fuel injector fuel conduits with multiple laminated fuel strips
US6718770B2 (en) * 2002-06-04 2004-04-13 General Electric Company Fuel injector laminated fuel strip
US6959535B2 (en) * 2003-01-31 2005-11-01 General Electric Company Differential pressure induced purging fuel injectors
US6898926B2 (en) * 2003-01-31 2005-05-31 General Electric Company Cooled purging fuel injectors
JP4065947B2 (ja) 2003-08-05 2008-03-26 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 ガスタービン燃焼器用燃料・空気プレミキサー
GB0516208D0 (en) 2005-08-05 2005-09-14 Rolls Royce Plc Fuel injector
US8661824B2 (en) * 2009-05-26 2014-03-04 Parker-Hannifin Corporation Airblast fuel nozzle assembly

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5799872A (en) * 1995-01-24 1998-09-01 Delavan Inc Purging of fluid spray apparatus
US6755024B1 (en) * 2001-08-23 2004-06-29 Delavan Inc. Multiplex injector
EP1719950A2 (fr) * 2005-05-04 2006-11-08 Delavan Inc Injecteur direct de carburant à mélange pauvre pour moteurs de turbines à gaz
FR2896303A1 (fr) * 2006-01-17 2007-07-20 Delavan Inc Systeme et procede pour refroidir un injecteur de carburant etage a jet d'air.

Also Published As

Publication number Publication date
GB2459771A (en) 2009-11-11
GB2486083B (en) 2012-10-10
GB2459771B (en) 2012-05-09
GB0907678D0 (en) 2009-06-10
DE102009019978A1 (de) 2009-11-26
GB2486083A (en) 2012-06-06
GB201201529D0 (en) 2012-03-14
DE102009019978B4 (de) 2021-08-26
US20090277176A1 (en) 2009-11-12
US8096135B2 (en) 2012-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8096135B2 (en) Pure air blast fuel injector
CA2646959C (fr) Systeme d'injection d'un melange d'air et de carburant dans une chambre de combustion de turbomachine
CA2593186C (fr) Dispositif d'injection d'un melange d'air et de carburant, chambre de combustion et turbomachine munies d'un tel dispositif
EP2539638B1 (fr) Systeme d'injection pour chambre de combustion de turbomachine, comprenant des moyens d'injection d'air ameliorant le melange air-carburant
FR2931203A1 (fr) Injecteur de carburant pour turbine a gaz et son procede de fabrication
FR2536465A1 (fr) Ensemble d'injecteur de combustible a air souffle
US9046039B2 (en) Staged pilots in pure airblast injectors for gas turbine engines
EP3368826B1 (fr) Systeme d'injection aerodynamique pour turbomachine d'aeronef, a melange air/carburant ameliore
FR2626043A1 (fr) Dispositif de formation de turbulences-injecteur de carburant pour ensemble de combustion dans une turbine a gaz
FR3034844B1 (fr) Systeme d'injection de carburant
FR2970068A1 (fr) Circuit de refroidissement pour injecteur de combustible dans une turbine a gaz
FR2980554A1 (fr) Chambre annulaire de combustion d'une turbomachine
FR3039254A1 (fr) Chambre de combustion comportant des dispositifs d'injection additionnels debouchant directement dans les zones de recirculation de coin, turbomachine la comprenant, et procede d'alimentation en carburant de celle-ci
EP3530908B1 (fr) Chambre de combustion comportant deux types d'injecteurs dans lesquels les organes d'étanchéité ont un seuil d'ouverture différent
EP1770333B1 (fr) Bras d'injecteur anti-cokéfaction
FR2943119A1 (fr) Systemes d'injection de carburant dans une chambre de combustion de turbomachine
EP2056023B1 (fr) Chambre de combustion annulaire de moteur à turbine à gaz
FR3033030A1 (fr) Systeme d'injection d'un melange air-carburant dans une chambre de combustion de turbomachine d'aeronef, comprenant un venturi perfore de trous d'injection d'air
FR3039220A1 (fr) Dipositif de postcombustion pour turboreacteur
FR2952699A1 (fr) Systeme d'injection pour chambre de combustion de turbomachine, comprenant des moyens d'injection et de melange de deux carburants distincts
FR3071550A1 (fr) Chambre annulaire de combustion
FR3118791A1 (fr) Système et procédé d’alimentation en carburant d’une chambre de combustion dans un turbomoteur d’aéronef
FR2501793A1 (fr) Methode et dispositif pour atomiser le combustible des appareils et vehicules a combustion
FR3105985A1 (fr) Circuit multipoint d’injecteur amélioré
FR3057648A1 (fr) Systeme d'injection pauvre de chambre de combustion de turbomachine

Legal Events

Date Code Title Description
TP Transmission of property

Owner name: ROLLS ROYCE PLC, GB

Effective date: 20141230

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 11

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 12

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 13

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 14

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 15

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 16

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 17