<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention a pour objet une chambre de combustion susceptible d'être utilisée dans dos appareils thermiques où il ost nécessaire d'avoir des gaz de combustion à haute température, tels que : turbines a gaz, chaudières à vapcur, aérothermes, fours, etc....
Selon l'invention, cotte chambre est constituée par unc calotte munie d'ouvertures de passage d'air et du combustible et prolongée par des ailettes dont la paroi extérieure . une section cn form de V renversé et qui déterminant des ouvertures d'@dmission d'air euxiliaire.
<Desc/Clms Page number 2>
Une telle disposition permet d'obtenir une intensité de combustion particulièrement élevée.
La quantité de chaleur développée par unité de surface de section de chambre est proportionnelle au volume des gaz do combustion, c'est à dire au produit de la vitesse de
EMI2.1
combustion par la surface totale du front de flamme. L'aagManra- tion de l'intensité de combustion peut donc être obtenue d'±tn,2 p..#t par une augmentation de la surface du front de flàrn e.t- d'autre part grâce à une augmentation de la vitesse de combustion.
A cet effet l'air secondaire passant dans les ouvertures existant entre les ailettes crée dans l'écoulement gazeux un mouvement turbulent sous forme de tourbillons alternés.
De ce fait, la surface du front de flamme n'est plus un disque
EMI2.2
géométriquement égal il. la section dc la chambre, ni un cylindre épousant les parois de la chambre, mais une surface irrégulière avec des ondulations et des, stries produites par les tourbillons, ayant do ce fait une plus grande surface.
EMI2.3
D'utr3-part, le pré-chauffage énergique du mélange carburé par les parois de la calotte diminue le temps de vaporisation des gouttelettes de combustible, le délai d'allumage
EMI2.4
,-,i11Si que le temps do combustion. De ce fait, la vitesse ±le. combustion est augmentée, la longueur de la flamme diminue et, par conséquent le volume de loe ch..im,3-rc- nécess.ire-â, la combustion peut également atrG'diminué.
La càlotto comporte, de préférence, une ouverture contrôle en forme dL tuyère convergente pour l'admission du mélange combustible. lll:: comporte également, do préférence, des orifices de pass6g d'air ch.s.nfrcinés de l'exuéricur vers l'intérieur.
<Desc/Clms Page number 3>
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'angle au sommet dos ailettes est arrondi alors
EMI3.1
que les deux angles à la base sont vifs. Cette forme d'ilotto favorise le décrochement des tourbillons ditcrnés.
La calottc ct ses ilcttcs sont avantageuse- ment suivies d'un tube réfractaire', celui-ci présentant, do préférence un col se trouvant au niveau de la baso des ailettes.
On a décrit ci-après, à titre d'exemple . non limitatif une chambre do combustion selon l'invention avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
La fig. 1 est une vue cn coupe axiale do la chambre de combustion.
La fig. 2 est une vue on coupe transversale'
EMI3.2
des ilettcs..
La fig... 3 cst un,:. vue en perspective do la c@lotte et dos ailettes.
Telle qu'elle est représentée aux dessins,
EMI3.3
1,.t chambre do combustion comprend une c.,lotto hémisphérique ou parabololdale 1 qui est munie à son sommet d'une'ouverture 2 en forme de tuyère convergente. Sur sos parois sont d'autro part ménagées plusieurs rangées de trous calibrés ot charrfrcinécs do l'extérieur vers l'intérieur 3, 4 ot 5.
@
Sur la périphérie de la calotte sc trouvent
EMI3.4
des ¯ilvttcs rdialvs 6 qui sont réunies à leur bord extérieur par un anneau conique 7,et sont solidaires de la calotte.
EMI3.5
ainsi qu'on le voit à lu. fige 2, les ailettes 6 ont un(, section triangulaire allongée, leur angle au sommet 8 étant arrondi alors que les deux angles à la bas(, 9 et 10 sont vifs. Ces ailettes déterminent entre elles des ouvertures
EMI3.6
d'admission d'ir 2uÁiliirv 11.
<Desc/Clms Page number 4>
L'ensemble des ailettes et de Le- calotte repose sur un tube en matière réfractaire 12, qui présente à sa partie supérieure un col 13, celui-ci se trouvant sensiblement au niveau de la base des ailettes 6.
Au-dessus de la calotte 1 se trouve un injecteur de combustible 14 et une bougie d'allumage 15. '
Le fonctionnement de la chambre qui vient d'être décrite est le suivant : l'air de combustion pénètre partiellement dons la calotte 1 par la tuyère 2 et par les orifices 3, 4, 5 et partiellement par les ouvertures 11 existant entre les ailettes 6. L'air qui pénètre dans la calotte par la tuyère 2 reçoit le combustible à l'état pulvérisé'provenant de l'injecteur 1. Le mélange curburé formé est allumé par les bougies 15 à l'extérieur de la chambre, c'est à dire dans une zone, non soufflée. Mais comme la vitesse du mélange à travers la tuyère est assez grande, la flumme ne peut pas remonter au nez de l'injecteur.
De cette manière l'injecteur et la bougie sont à l'extérieur de la chambre, par conséquent sont à l'abri de la flamme.
Le mélange carburé forme dans la calotte des tourbillons annulaires 16. Ces tourbillons assurent un brassage du mélange carburé vierge avec le mélange déjà en ignition.
L'air pénétrent dans le tube 12 par les orifices 11 forme des tourbillons Alternés 17. Grâce à ces tourbillons, le front de flamme se stabilise et s'accroche der- rière les Ailettes. La combustion s'achève ensuite dans le tube réfractaire 12 dont les parois sont portées haute température.
Le rayonnement intense émic par les parois accélère violemment le processus de la combustion, de sorte que 1. combustion est totalement achevée lorsque les gaz sortent du tube.
<Desc/Clms Page number 5>
Les ailettes radiales 6 jouent en outre le rôle d'échangeur de chaleur, En effet, leurs grandes surfaces latérales lE-19 sont balayées par l'air frais ,.lors que leur petite surf¯:ce 20, qui est de préférence concave, est exposée au rayonnement de la flamme. Par ailleurs, la chaleur reçue par la calotte 1 est transmise aux ailettes par conductibilité.
La calotte 1 ct les ailettes sont donc suffisament refroidies uniquement par l'air de combustion.
Il va de soi que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre au contraire toutes les variantes.
<Desc / Clms Page number 1>
The present invention relates to a combustion chamber capable of being used in thermal appliances where it is necessary to have combustion gases at high temperature, such as: gas turbines, steam boilers, air heaters, ovens, etc. ....
According to the invention, the chamber is formed by a cap provided with air and fuel passage openings and extended by fins including the outer wall. a section cn formed of inverted V and which determines openings of @ dmission of auxiliary air.
<Desc / Clms Page number 2>
Such an arrangement makes it possible to obtain a particularly high combustion intensity.
The quantity of heat developed per unit area of chamber section is proportional to the volume of the combustion gases, i.e. to the product of the speed of
EMI2.1
combustion by the total surface of the flame front. The increase in the combustion intensity can therefore be obtained by ± tn, 2 p .. # t by an increase in the surface area of the flàrn front and on the other hand by an increase in the speed of combustion.
To this end, the secondary air passing through the openings existing between the fins creates a turbulent movement in the gas flow in the form of alternating vortices.
As a result, the surface of the flame front is no longer a disk
EMI2.2
geometrically equal it. the section of the chamber, neither a cylinder conforming to the walls of the chamber, but an irregular surface with undulations and ridges produced by the vortices, thus having a larger surface.
EMI2.3
On the other hand, the energetic pre-heating of the fuel mixture by the walls of the cap reduces the vaporization time of the fuel droplets, the ignition delay
EMI2.4
, -, i11 If the combustion time. Therefore, the speed ± le. combustion is increased, the length of the flame decreases and, consequently, the volume of ch..im, 3-rc- necess.ire-â, the combustion can also be decreased.
The càlotto preferably comprises a control opening in the form of a converging nozzle for the admission of the combustible mixture. lll :: also preferably includes ch.s.nfrciné air pass6g orifices from the exuéricur to the interior.
<Desc / Clms Page number 3>
In an advantageous embodiment of the invention, the angle at the top of the back fins is rounded then
EMI3.1
that the two angles at the base are sharp. This form of ilotto favors the release of ditcrné vortices.
The cap and its sides are advantageously followed by a refractory tube, the latter preferably having a neck lying at the base of the fins.
It has been described below by way of example. non-limiting a combustion chamber according to the invention with reference to the accompanying drawings in which:
Fig. 1 is an axial sectional view of the combustion chamber.
Fig. 2 is a cross-sectional view '
EMI3.2
ilettcs ..
Fig ... 3 is a,:. perspective view of the monkfish and fin back.
As shown in the drawings,
EMI3.3
1, .t combustion chamber comprises a c., Hemispherical or paraboloidal lotto 1 which is provided at its top with an opening 2 in the form of a converging nozzle. On its walls are also arranged several rows of calibrated holes ot charrfrcinécs from the outside to the inside 3, 4 and 5.
@
On the periphery of the cap sc find
EMI3.4
¯ilvttcs rdialvs 6 which are joined at their outer edge by a conical ring 7, and are integral with the cap.
EMI3.5
as can be seen from reading. freeze 2, the fins 6 have a (, elongated triangular section, their angle at the top 8 being rounded while the two angles at the bottom (, 9 and 10 are sharp. These fins determine between them openings
EMI3.6
admission of ir 2uÁiliirv 11.
<Desc / Clms Page number 4>
The set of fins and of the cap rests on a tube of refractory material 12, which has at its upper part a neck 13, the latter lying substantially at the level of the base of the fins 6.
Above the cap 1 is a fuel injector 14 and a spark plug 15. '
The operation of the chamber which has just been described is as follows: the combustion air partially enters the cap 1 through the nozzle 2 and through the orifices 3, 4, 5 and partially through the openings 11 existing between the fins 6 The air which enters the cap through the nozzle 2 receives the fuel in the pulverized state from the injector 1. The curved mixture formed is ignited by the candles 15 outside the chamber, that is, ie in an area, not blown. But since the speed of the mixture through the nozzle is quite large, the flumme cannot go up to the nose of the injector.
In this way the injector and the spark plug are outside the chamber, therefore they are protected from the flame.
The fuel mixture forms annular vortices in the cap 16. These vortices provide mixing of the virgin fuel mixture with the mixture already on ignition.
The air enters the tube 12 through the orifices 11 form Alternating vortices 17. Thanks to these vortices, the flame front stabilizes and catches behind the fins. Combustion then ends in the refractory tube 12, the walls of which are brought to high temperature.
The intense radiation emitted from the walls violently accelerates the combustion process, so that 1. combustion is completely complete when the gases exit the tube.
<Desc / Clms Page number 5>
The radial fins 6 also play the role of heat exchanger, Indeed, their large side surfaces lE-19 are swept by the fresh air,. When their small surface ¯: this 20, which is preferably concave, is exposed to the radiation of the flame. Furthermore, the heat received by the cap 1 is transmitted to the fins by conductivity.
The cap 1 and the fins are therefore sufficiently cooled only by the combustion air.
It goes without saying that the invention is not limited to the embodiment described and shown, but on the contrary covers all the variants thereof.