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" Perfectionnements apportés aux dispositifs de combustion"
La présente invention est relative à des disposi- tifs de combustion et elle concerne, plus spécialement, ceux qui sont destinés à être alimentés avec un combustible so- lide, pulvérulent ou une huile lourde.
, Il est connu de faciliter,la combustion de combus- tibles solides et finement divisés dans un fluide en soumet- tant ce fluide à un mouvement de tourbillonnement eten intro- duisant la matière solide en un certain point du tourbillon.
Il est également connu par le brevet Grande-Bretag- ne N 338. 108 d'avoir recours à desprocédés chimiques ou physiques par lesquels on obtieht une action mutuelle entre des fluides ou entre une matière solide finement divisée et,
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des fluides, par exemple en vue d'obtenir des combustibles solides pulvérulents, et suivant lesquels un fluide est ani- mé d'un mouvement de tourbillonnement et suivant lesquels la matière, qui doit réagir avec ce fluide,
est/introduite en un certain point du tourbillon et de manière telle que la ma- tière soit mise en suspension dans le fluide avec ou sans une composante radiale de vitesse ou avec une composante radiale de vitesse comparativement réduite par rapport à l'axe du tourbillon et que les trajets d'équilibre des particulesde la matière, par l'effet combiné des forces centrifuges et des forces qui tendent à les déplacer vers l'axe du tourbillon, se trouvent dans la chambre dans léquelle le tourbillon est formé alors que le fluide a une vitesse relativem3nt élevée par rapport à cet axe afin qu'un mouvement radial relatif soit produit entre le fluide et la matière.
De plus, con- formément à ce dispositif connu, les conditions, en ce qui concerne la vitesse du fluide dans le tourbillon et les pro- priétés physiques de la matière introduite dans celui-ci, sont telles que, à mesure que la réaction se poursuit, la matière avance progressivement vers l'axe du tourbillon. Ce mouvement se produit quand les particules se resserrent au cours de la réaction et suivent un trajet d'équilibre plus rapproché de l'axe.
Un dispositif de combustion du genre spécifié ci- dessus ne permet pas d'obtenir un mode d'écoulement qui con- vienne au cas où la combustion doit être entretenue par un courant fluide (considéré ci-après comme étant de l'air), qui se déplace à une vitesse élevée. L'invention a pour but de rendre les dispositifs de ce genre tels qu'ils satisfassent aux conditions qui se présentent dans ce cas.
Par l'expres- sion "à vitesse élevée", appliquée à un courant d'air desti- né à entretenir une combustion, on veut indiquer, dans les présentes, que la vitesse moyenne du courant d'air, suivant
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la direction d'écoulement général et au delà d'une zone dans laquelle la combustion est déclenchée, cette vitesse étant oaloulée d'après le rapport du débit d'air par unité de temps à la section transversale du passage par lequel a lieu l'é- coulement, est suffisamment élevée par rapport à la vitesse de propagation de la flamme dans le mélange air-vombustible considéré,pour que ce courant d'air soit susceptible de pro- voquer l'extinction de la flamme.
Pour des combustibles hy- drooarbonés, qui brûlent dans l'air, la vitesse de propagation de la flamme est considérée, comme étant de l'ordre de 30 cm par seconde à la température atmosphérique. L'invention est, d'autre part, plus spécialement applicable à des dispositifs de combustion pour des turbines à gaz et à combustion interne et/ou pour des machines motrices à turbo-réaoteur ou à jet pour lesquelles la vitesse du courant d'air. suivant sa di- rection d'écoulement générale et au delà d'une zone de com- bustion calculée sur la base susindiquée, peut atteindre 3 à 90 mètres par seconde et même davantage suivant la constitu- tion de l'appareil.
L'invention présente également, un inté- rêt particulier pour des installations qui, comme les machi- nes motrices susindiquées, nécessitent l'entretien d'une com- bustion stable non seulement pour un courant d'air à vitesse élevée mais également pour des rapports élevés air-combustib- le et pour lesquelles une combustion stable doit être mainte- nue pour des injections importantes de combustible avec une perte de pression minimum.
Conformément à l'invention et dans un dispositif de combustion, du genre indiqué et dans lequel la combustion doit être entretenue par un courant d'air à vitesse élevée, on fait comporter à ce dispositif des moyens propres à stabi- liser la flamme produite par la combustion, lesdits moyens pouvant être constitués par une chambre de combustion annu- laire ou circulaire comprenant des moyens pour introduire
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un courant d'air dans ladite chambre et pour produire un écoulement tourbillonnant de cet air autour de l'axe de la- dite chambre, des moyens pour introduire des particules de com bustible dans ledit courant d'air de manière telle que les trajets d'équilibre de ces particules se trouvent entièrement dans ladite chambre et se rapprochent progressivement dudit axe à mesure que la combustion se poursuit,
et des moyens pour stabiliser la combustion du combustible.
On peut faire comporter à la chambre de combustion annulaire ou circulaire une sortie orientée axialement ainsi que des moyens pour produire une inversion locale du courant pour obtenir une remise en circulation des gaz chauds vers la base de la flamme de manière que celle-ci soit auto-entretenue.
La totalité du courant d'air peut pénétrer par la périphérie dans la chambre ou une partie de l'air peut être admise phériphériquement (comme arr secondaire) et en partie axialement (comme air primaire), la première partie étant utiè lisée pour refroidir les parois de la chambre. Une autre par- tie du courant d'air peut jouer le rôle d'air tertiaire pour être mélangé aux gaz chauds, résultant de la combustion, à la sortie et en vue de refroidir ces gaz et cet air tertiaire peut également être admis le long de la périphérie ou il peut être introduit axialement par la partie centrale du tourbillon dans la chambre à tourbillonnement et vers la sortie de cel- le-oi.
Le combustible peut être introduit dans le courant d' air avant ou à son entrée dans ladite chambre ou il peut être admis dans cette chambre, par exemple depuis l'axe de celle- oi et radialement vers l'extérieur.
Toute la oombustion peut avoir lieu dans la chambre annulaire à tourbillon dans laquelle on établit des moyens propres à stabiliser la flamme, par exemple sous forme de chicanes ou d'ailettes inclinées, où ces moyens oocupent des emplacements judicieux, par rapport aux organes par lesquels
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se fait l'injection du combustible, pour que l'on obtienne une inversion localisée pour l'écoulement des gaz chauds.
Suivant une variante, on utilise la chambre à tour- billon seulement pour le combustion secondaire en combinaison avec une chambre de combustion primaire qui comporte des mo- yens injecteurs de combustible et des moyens pour la stabili- sation de la flamme. Cette chambre de combustion primaire peut être cpnstituée par au moins un tube de flamme ordinaire d' une turbine à gaz dans lequel de l'air primaire seul est ad- mis alors que l'air additionnel, pour la combustion secon- da ire, est introduit dans la chambre à tourbillon, cet air pénétrant dans cette dernière en même temps que les produits résultant' de la combustion et débités par la sortie de la chambre de combustion primaire.
Pour ce mode de réalisation de l'invention, la chambre à tourbillon elle-même ne doit pas comporter des mo- yens stabilisateurs de la flamme. On peut établir chaque tube à flamme, formant une chambre de combustion primaire, dans une boite à air individuelle, qui communique avec la chambre à tourbillon ou tous les tubes de flammes peuvent être lo- gés dans une boite à air annulaire collective reliée à la- dite chambre à tourbillon.
Suivant une autre variante du dispositif à combùs- tion, plus spécialement applicable à une turbine à gaz, on soumet l'air, débité par le compresseur et avant la combus- tion, à un préchauffage intense par les gaz résultant de la combustion et dans un échangeur de chaleur approprié, la chambre à tourbillon constituant alors la seule chambre de combustion.
On peut établir la chambre à tourbillon entre le compresseur et la turbine et coaxialement par rapport à 1' arbre commun sur lequel ces machines sont généralement mon- tées, les sorties du compresseur étant reliées soit avec un certain nombre de tubes de flammes répartis le long d'une
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circonférence et qui communiquent par des entrées périphéri- ques différentes avec la chambre à tourbillon ou directement avec ces entrées quand cette chambre est la seule chambre de combustion.
Suivant une variante, on établit la chambre à tour- billon totalement ou en partie autour du compresseur et/ou de la turbine, ce qui permet d'adopter une grande chambre de combustion tout en réduisant, en même temps, à un minimum la longueur de l'arbre établi entre le compresseur et la tur- bine .
Une autre particularité de l'invention est basée sur le fait que les vitesse::. et les trajectoires des particules dans la chambre à tourbillon sont déterminées fortement par la forme des parois délimitant cette chambre pour la raison que la composante radiale de la vitesse du gaz, à toute distance radiale particulière de l'axe du tourbillon, dépend de la section transversale disponible pour l'écoulement radial à cette distanoe radiale. Tout mouvement voulu de ces particu- les peut ainsi être btenu en donnant une forme convenable aux parois de la chambre et des conditions de fonctionnement con- venables.
Des investigations dynamiques ont montré que der- taines dispositions ont un effet favorable sur la stabilité de l'écoulement et les pertes de pression. En premier lieu il est désirable que la composante radiale de la vitesse du gaz soit constante du varie continuellement depuis l'entrée, jusqu'à la sortie quand la distance radiale depuis l'axe du tourbillon varie. A cet effetet conformément-à une autre particularité de l'invention, on délimite la chambre à tour- billon par des parois ayant une forme telle que la distance axiale entre un point d'une paroi et un point opposé corres- pondant de la paroi en regard varie continûment depuis la périphérie vers la sortie pour des distances radiales variab- les des points depuis cet axe et que cette distance soit plus grande pour les petits rayons.
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De préférence, on donne aux parois délimitant la chambre à tourbillon une forme telle que la distance axiale entre les parois opposées soit, en substance, une fonction exponentielle de cette distanoe radiale et, avantageusement, on donne aux parois délimitantes une forme générale conoave vers l'extérieur (l'expression concave ou convexe "vers l'ex-. térieur" se référant à une vue depuis l'extérieur).
Un ces particulier, qui peut présenter certains avantages, par exemple en ce qui concerne la perte de pres- sion, est celui où cette fonction est hyperbolique auquel cas la composante radiale de la vitesse est sensiblement constante pour tous les rayons.
Quand on se sert de combustibles liquides peu vola- tils on rencontre souvent des difficultés à cause des dimen- sions importantes des gouttelettes débitées par le jet ou ato- miseur à air comprimé, dont on se sert généralement.
Une difficulté se produit avec certains combustib- les liquides bruts dont la viscosité varie fortement entre des limites de température relativement rapprochées ce qui modifie notablement le degré d'atomisation et, par conséquent, l'effet de la combustion.
Pour écarter ces inconvénients, on fait comporter à la chambre à tourbillon et à combustion des moyens centri- fuges propres à introduire des particules de combustible, de dimensions prédéterminées et qui sont animées d'un mouvement de rotation autour de l'axe dè cette chambre.
A cet effet et par exemple on fait comporter aux mo- yens centrifuges un atomiseur rotatif du type à disque ou à cuvette qui est entraîné en rotation autour de l'axe de la chambre. Suivant une variante, on fait comporter aux moyens centrifuges une chambre à tourbillon préliminaire propre à introduire des gouttelettes de combustible et de 1 air, les dimensions démette chambre étant telles que seulement des
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gouttelettes.de combustible, ayant une dimension déterminée puissent s'échapper hors de la sortie axiale de cette chambre, cette sortie pouvant être circulaire ou annulaire de manière que l'on puisse sélectionner les dimensions voulues des par- ticules combustibles suivant le trajet d'équilibre approprié dans la chambre à tourbillon.
Dans ce cason introduit lesparticules de combus- tible et d'air, débitées par la sortie de la chambre prélimi- naire, dans l'entrée d'une ohambre à tourbillon principale dans laquelle la combustion a lieu.
Dans le dispositif de combustion, décrit dans le brevet anglais N 338.108 susdit, pendant que chaque partiou- le brûle, le rayon de son trajet d'équilibre diminue et les particulesse déplacent vers l'intérieur jusqu' à ce qu'un petit résidu incombustible subsiste seulement, ce résidu pou- vant être assez petit pour qu'il puisse être entraîné hors de la chambre à tourbillon par les produits gazeux résultant de la oomb ust ion.
Toutefois, pour la combustion de certains combustib- les producteurs de cendres, par exemple la plupart des char- bons, on sait qu à un certain,moment du prooessus de la com- bustion et dans certaines conditions, notamment à une tempé- rature élevée, les particules de combustible sont o-onverties en particules cendreuses qui ont une densité plus grande que les particules de combustible originales et si la température est suffisamment élevée, certaines ou la totalité de ces par- ticules cendreuses fondent superficiellement, de sorte qu'une adhérence se produit entre lesparticules voisines pour for- mes des particules plus grandes pour lesquelles le rapport densité/étendue superficielle est plus élevé.
Cette modifica- tion de la densité donne lieu à un accroissement du rapport de la force centrifuge à la force axiale agissant sur ces particules. De plus, l'agglomération de ces particules,
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résultant de la fusion, a un effet similaire par suite de l'augmentation du rapport densité/étendue superficielle. Si l'effet de ces modifications combinées est suffisant, la for- ce résultante, exercée sur les particules cendreuses, aura une composante radiale et orientée vers l'extérieur, qui est assez grande pour que ces particules se déplacent radialement vers l'extérieur jusqu'à ce qu'elles atteignent la paroi dé- limitante de la ohambre à tourbillon dans laquelle elles cir- culent .
Une autre particularité.de l'invention se sert de cet effet pour séparer les cendres et à cet effet l'invention a pour objet un procédé de combustion de oombustibles produc- teurs de endres et suivant lequel des gaz, propres à entre- tenir la combustion, sont obligés à s'écouler, suivant un tourbillon, autour de l'axe @@ d'une chambre dans laquelle le tourbillon est produit, des particules de combustible étant introduites dans le tourbillon de manière telle et à une tem- pérature elle-même telle qu'un mouvement radial relatif se produise entre les gaz et le combustible, ce dernier s'écou- lant progressivement vers l'axe du tourbillon quand la réac- tion de combustion progresse, alors que lesparticules cen- dreuses,
de densité plus grande que celle des particules de combustible et formées par ces dernières avant que celles-ci n'atteignent la sortie de la chambre, se déplacent progres- sivement et radialement vers l'extérieur en s'écartant de 1' axe du tourbillon jusqu'à ce qu'ils atteignent la paroi déè limitante de la chambre.
Les particules de cendres fondues, atteignant une paroi délimitante, ont une tendance à adhérer à celle-ci et une couche de scories se forme sur cette paroi. Comme la sur- face de cette couche reste en contact avec les gaz chauds, elle reste à l'état fondu et tend à s'écouler vers le point le plus bas de la chambre où elle peut être enlevée par des moyens appropriés quelconques.
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Il peut être avantageux de permettre qu'une couche de scories, ayant une épaisseur appréciable, se forme sur cette paroi en réglant convenablement le procédé de drainage afin qu'une couche isolante en une matière refraotaire puisse être conservée pour que la paroi de la chambre reste à un degré de température convenablement bas.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemples, plusieurs modes de réalisation de l'invention?
La fig. 1 montre, en coupe transversale, un mode de réalisation de l'invention.
La fig: 2 montre, semblablement et à plus grande échelle, un détail de la fig. 1.
La fige 3 montre, en coupe axiale, ce même mode de réalisation de l'invention.
La fig. 4 montre, en coupe transversale, un deuxième mode de réalisation.
Les figs. 5 et 6 montrent, en coupe axiale, d'au- treq formede la chambre à tourbillon.
Les figs. 7 et 8 montrent, en coupe transversale et en coupe selon A-A fig. 7, un troisième mode de réalisation.
La fig. 9 montre, en coupe transversale, un quatriè- me mode de réalisation.
Les figs. 10 et 11 montrent, en coupe, des variantes de la disposition selon la fig. 9.
La fig. 12 montre une variante pour l'injection du combustible.
Les figs. 13 à 15 montrent l'appareil pour l'enlè- vement des cendres.
Sur la f ig . 1 le dispos it if de combustion comprend passe un tube de flamme cylindrique 1 dans le quel un courant d'air à vitesse élevée, par exemple celui débité par le compresseur d'air d'une machine avec turbine à gaz.
Le tube de flamme 1 Soutient un brûleur atomiseur 23 pour brùler du combustible brut, l'expression "brûleur
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atomiseur" signifiant, dans ce cas, un brûleur dans lequel l'atomisation du combustible liquide est effectuée à l'aide d'un jet d'air. Dans oe brûleur le liquide est introduit par le tube 21 alors que l'air comprimé est admis par le tube 22 pour atomiser le combustible. Le tube de flamme 1 forme une chambre de combustion primaire, les gaz, résultant de la com- bustion dans celle-ci, étant dirigés par un conduit en volute 5 dans une chambre à tourbillon 4 dans laquelle se fait une combustion secondaire.
La fig. 2 montre le tube de flamme plus grande échelle. Le courant d'air est débité dans un conduit exté- rieur 25 et est subdivisé en deux parties par un conduit ooa- xial et intérieur 26, la partie extérieure ou périphérique pénétrant directement dans le conduit 5 par l'intervalle annu- laire existant entre les parois des conduits 25 et 26 alors que la partie centrale s'éooule en partie entre les ailettes de tourbillonnement 23a et en partie par des ouvertures 27a ménagées dans une chicane stabilisatrice 27, en forme de ou- vette, logée dans le conduit 5.
par
L'air, qui passe entre les ailettes 23a et/les ou- vertures 27a, constitue de l'air primaire pour la combustion partielle des gouttelettes de combustible sortant du brûleur 23 et les gaz, obtenus par cette combustion primaire, stécou- lent en même temps que des gouttelettes non-brûlées du combus- tible et de l'air secondaire par $t'espace annulaire existant entre les conduits 25 et 26 pour passer par le conduit 5 jus- que dans la chambre à tourbillon 4 pour que la combustion de- vienne complète.
Dans la chambre 4, lesgaz circulent autour de 1 axe 7 en formant un tourbillon, les particules s'approchant lentement de et axe en brûlant tout en se déplaçant suivant un trajet oirculaire jusqu'à ce qu'elles soient complètement brûlées ou qu'il subsiste une cendre très fine qui s'échappe, en même temps que les gaz de combustion, par la sortie axia- le 8.
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L'efficacité de la combustion dans la chambre 4 dépend de l'ordre des dimensions des particulesqu'elle peut contenir à l'état de l'équilibre, le dispositif idéal étant celui dans lequel des particules très grandes peuvent rester stables pendant que des parties infinia.ent petites peuvent seulement s'échapper par la sortie 8. Pour cette raison et comme montré sur la fig. 3, les parois de la chambre 4 sont rendues divergentes dans une direction radiale et orientée vers l'intérieur de sorte que la partie centrale de la cham- bre 4 à proximité de l'axe 7 a une largeur axiale plus grande que la partie de la chambre à proximité de la périphérie.
La fig. 4 montre une forme d'une chambre à tourillon qui est utilisée en même temps comme chambre de combustion.
Dans ce cas, la chambre 4 comporte une série circulaire d' ailettes 32 entre lesquelles sont formés des passages périphé- riques pour l'entrée de l'air dans la chambre. Chaque groupe de quatre de ces passages comprend une chicane 34 pour la sta- bilisation de la flamme; le combustible est injecté radiale- ment vers l'extérieur depuis l'axe et vers les chicanes par un nombre égal de tuyères radiales 33.
Les figs. 5 et 6 montrent des chambres à tourbillon dont les parois ont des formes différentes. Sur la fig. 5 la paroi 4a est plane alors que la paroi opposée 4b est concave vers l'extérieur et la distance du point X de la paroi 4a jusqu'au point Y de la paroi opposée 4b et mesurée dans la direction de l'axe 7 varie continument depuis l'entrée périp rique 5 jusqu'à la sortie 8 en étant plus grande pour les petits rayons.
A la place du conduit d'entrée 5, en forme de volu- te (fig. 1), ou en plus de celui-oi, l'entrée de la chambre 4 peut comporter une série circulaire d'ailettes de guidage (fig. 4) pour former le tourbillon voulu. Quand on se sert d'un conduit '5 en volute, la oourbure générale de l'axe du
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conduit et la forme de ses parois doivent être tels que 1' écoulement de l'air dans la région où ce conduit débite dans la chambre 4 ne doit troubler d'une manière appréciable les conditions de l'écoulement voulu en tourbillon, au voisinage de cette région.
Pour cette raison on donne, de préférence, à l'axe du conduit 5 la forme d'une simple spirale (comme sur la fig. 1) et comme montré sur la fig. 5, les parois déli- mitantes 5a et 5b de tout le conduit, depuis son entrée jus- qu'à sa sortie dans la chambre 4, ont la même forme générale que celle des parois 4a et 4b de la chambre à tourbillon.
Il peut être avantageux de faire comporter à la chambre 4 un noyau coaxial qui peut être plein ou qui, comme montré sur la fig. 5, peut être constitué par un tube41 par lequel,si on le désire, de l'air peut être introduit pour être mélangé aux gaz de combustion et pour refroidir ceux-ci, à la sortie 8. Un tel tube peut servir de logement à un arbre au cas où la chambre à tourbillon est ooaxiale avec la tur- bine et le compresseur d'une machine avec turbine à gaz.
Sur la fig. 6, la paroi 4c est concave vers l'exté- rieur et la paroi 4d est oonvexe vers l'extérieur.
La fig. 7 montre une disposition annulaire pour la- quelle une partie du courant d'air forme de l'air primaire et est admis axialement alors qu'une autre partie est utilisée pour refroidir les parois de la chambre et est introduite pé- riphériquement pour former de l'air secondaire dont l'écoule- ment général est indiqué par des flèches.
Pour cette disposition, la structure générale du brûleur 23 et des conduitsannulaire 25 et 26 est la même que celle décrite à propos de la fig. 1 mais on a prévu un con- duit d'entrée 24, additionnel et extérieur, par lequel un cou- rant d'air pénètre à une vitesse élevée.
Le courant est divisé en deux parties par le con- duit 25 -et, la partie centrale pénètre per le conduit 25 et se subdivise ensuite de la manière décrite pour la fig. 1.
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Dans ce cas, toutefois, l'intervalle annulaire entre les conduits 25 et 26 contient des ailettes de tourbillonnement 25a par lesquels l'air, qui s'écoule par cet espace, passe suivant un tourbillon autour de l'axe 7.
La partie périphérique de l'air, admis dans le con- duit 24, s'écoule par l'espace annulaire 17a compris entre les cohduits 24 et 25 et ensuite passe entre la série d'ailettes 28 (fig. 8) qui font tourner cet air autour de l'axe 7 afin que la plus grande partie de cet air puisse passer plus aisé- ment oomme air secondaire, entre les ailettes 19a établies dans les entrées périphériques 19 jusque dans la chambre 4.
De cette manière, l'air primaire et l'air secondaire forment, tous deux, des tourbillons autour de l'axe 7.
L'air qui s'écoule par l'espace annulaire 17a sert à refroidir les parois 4d de la chambre et une partie de cet air s'écoule au delà des ailettes 19a jusque dans l'espace annulaire 17n en refroidissant les parois 4f. Cet air passe finalement entre les ailettes 8a, établies à proximité de la sortie 8, pour se mélanger aux gaz de combustion comme air tertiaire pour agir comme un diluant et un réfrigérant.
La fig. 9 montre l'utilisation de moyens pour sou- mettre le combustible à un effet centrifuge dans la chambre à tourbillon 4, ces moyens étant constitués par un atomiseur rotatif ayanr la fotme d'un disque ou d'une cuvette. L'atomi- seur 15 tourne avec une tige 16 dont l'axe est confondu avec l'axe 7 de la ohambre 4, les parois 4f de cette chambre étant concaves et les parois 4d sont planes comme sur la fig. 7.
La construction annulaire générale de la chambre 4 est, dans ce cas, similaire à celle de la fig. 7 mais le con- duit d'entrée et le brûleur sont constitués d'une manière dif férente. Dans ce cas, le courant d'air est admis par un oon- duit 18 et il se subdivise, à proximité de l'atomiseur 15,
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en deux parties dont la partie péripnérique traverse le passa- ge annulaire 17a et pénètre dans la chambre 4 par les entrées périphériques 19, comme sur la fig. 7, alors que la partie centrale passe entre les ailettes 18a et pénètre directement dans la chambre 4 pour permettre la combustion primaire des gouttelettes de combustibles éjectées hors de l'atomiseur 15.
Les courants d'air primaire et secomaire agissent mutuellement pour produire la turbulence et l'inversion du courant, comme indiqué par des flèches. On stablise ainsi la flamme produite par 1allumage des gouttelettes de combustib- le.
Les gouttelettes de combustible. émanant de l'atome seur, pénètrent dans la région où se fait l'inversion du cou- rant et dans laquelle se produit l'allumage et elles sont ex- pulsées par le tourbillon principal dans le corps de la cham- bre 4. L'ait tertiaire est admis au delà des entrées 19 et se mélange aux gaz de combustion à la sortie 8.
La fig. 10 montre des moyens par lesquels on adjoint au dispositif de la fig. 9 une zone pilote au voisinage immé- diat de l'atomisetr rotatif 15. La paroi interne 4d de la chambre 4 comporte un prolongement axial 36 qui est coaxial au conduit d'entrée 18 et contient des ailettes 18a pour faire tourbillonner l'air primaire. Le prolongemént 36 est suffisam ment long pour que cet air primaire puisse faire au moins un tour complet$ comme indiqué par les flèches.
Par suite de la force centrifuge élevée, qui agit sur lès gouttelettes de combustible par l'effet du tourbil- lon d'air primaire, ces gouttelettes risquent de se déposer sur les parois 4d et la fig. 11 montre une disposition par laquelle ce dépôt est empêché.
Un tube 20, de faible longueur, est établi immédia- tement autour des ailettes 18a pour l'air primaire et dans ae tube est logé l'atomiseur 15. Le tube 20 est lui-même établi
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dansle conduit d'entrée 18 et les parois 4d comportent un prolongement axial 26. L'effet, obtenu par cette disposition, est de former autour de l'air tourbillonnant primaire une gaine annulaire d'air frais et pur comme indiqué par des flè- ches et cette gaine empêche le dépôt des gouttelettes sur la ser@@ 4d.
Un autre moyen pour stabiliser la flamme au voisi- nage de l'atomiseur consiste à agencer ce dernier de manière qu'il puisse tourner en sens opposé à celui du tourbillon des gaz de combustion ce qui augmente la vitesse relative entre les gaz et les gouttelettes qui émanent de l'atomiseur. Ceci tend à produire une réaction plus rapide et, en même temps, ralentit le mouvement des gouttelettes de combustible quand elles s'écartent de l'atomiseur.
Le dispositif selon les figs. 1, 5 ou 6 permet éga- lement l'utilisation de combustibles formateurs de cendres en obligeant les gaz, qui entretiennent la combustion, à s'écou- ler sous forme d'un tourbillon autour de l'axe de la chambre à tourbillon. Les particules de combustible sont introduites de manière telle et à une température elle-même telle qu'il se produise un mouvement radial relatif entre les gaz et le combustible, ce dernier se déplaçant progressivement vers l'axe du tourbillon, à mesure que la réaction de combustion se poursuite alors que les particules de cendres, dont la de* sité est plus grande que celle des particules de combustible et qui sont produites par celles-ci avant qu'elles n'atteig- nent la sortie de la chambre,
se déplacent progressivement et radialement vers l'extérieur depuis l'axe du tourbillon jus- qu'à ce qu'elles atteignent la paroi délimitante de la cham- bre sur laquelle elles formant une couche de scories fondues.
Dans oe cas il suffit de faire intervenir une température suffisamment élevée et de s'arranger pour que les parois de la chambre à tourbillon aient une forme telle qu'elles soient propres à former des passages d'écoule !cent.
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La fig. 12 montre une chambre à tourbillon prélimi- naire qui peut être utilisée pour introduire des particules de combustible, ayant la dimension voulue, dans une deuxième chambre à tourbillon qui sert à la combustion. Sur la fig. 12 l'air et les particules de combustible sont introduits dans m conduit d'entrée 37 et de là,dans une chambre à tourbillon 38 en passant entre des ailettes 39, alors que la chambre à tourbillon comporte une sortie axiale 40.
Les dimensions sont choisies de manière telle que seules des particules de com- bustible, ayant une dimension donnée, puissent passer par la sortie 40, qui est reliée au conduit d'entrée d'une chambre à tourbillon principale servant à la combustion et qui peut, par exemple, être une chambre analogue à celle de la fig. 5 et dans ce cas la sortie 40 est reliée directement à l'entrée 5 de la fig. 52 La sortie 40, au lieu d'être constituée par une ouverture circulaire, comme montré sur lafig. 12, peut. également être annulaire pour séleotionner depuis la chambre 38 les particules ayant toute dimension voulue.
Dans le cas d'une turbine à gaz, il est important d'empêcher que des particules non-brûlées puissent atteindre les aubes de la turbine. D'autre part, lesconditions d'écou- lement dans la chambre 4 sont telles que, malgré ses dbmen- sions, il existe toujours une dimension critique à laquelle certaines petites particules traversent la sortie 8 dans la- quelle elles sont, toutefois, soumises seulement à une force centrifuge et une poussée vers la périérie. Comme visible six la fig.
13, ces particules peuvent, par conséquent, être écar tées en prélevant la couche extérieure dans le conduit de sortie 10, en amont de la turbine 13 à l'aide d'un passage 9 qui est établi à l'extérieur, dans le sens radial, des aubes 12 de la turbine et qui peuvent, si on le désire, agir comme un by-pass et qui est relié aux passages principaux pour le combustible, en amon de la turbine 13.
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La fig. 14 montre une variante du dispositif pour l'enlèvement des cendres et pour lequel la sortie 8 de la chambre à tourbillon et de combustion 4 est reliée à une ahan bre 42 dans laquelle les gaz se déplacent radialement vers 1' extérieur et vers la périphérie d'où ils s'écoulent par un conduit 43, en forme de volute. Les particules de cendres sort projetées sur les parois périphériques de la chambre 42 et sont évacuées par un passage 44.
La fig. 15 montre une autre variante pour l'enlè- fement des cendres et suivant laquelle la sortie de la cham- bre à tourbillon est reliée à une chambre 45 qui agit comme celle de la fig. 14 à l'exception que, dans ce cas, les gaz quittent la chambre 45 par une sortie axiale 46 dont le dia- mètre est égal à celui de l'entrée 47. Un courant additionnel d'air pu de tout autre gaz peut être introduit tangentiel- lement, avec ou sans tourbillon, dans la chambre 45 par une entrée périphérique 48 pour favoriser l'effet séparateur.
Si on le désire, on peut établir en série au moins deux chambres à tourbillon, la sortie d'une chambre étant re- liée à l'entrée de la chambre suivante de manière telle que les particules, qui deviennent trop petites pour rester dans la première chambre, avant l'achèvement de la combustion. puissent brûler complètement dans la chambre suivante.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.