FR2740836A1 - Dispositif d'injection de carburant dans une chambre de combustion et utilisation - Google Patents

Abstract

Le corps d'injecteur (5) est traversé par une ouverture centrale (15) dans laquelle une soupape (10) est montée mobile et rappelée contre le siège de soupape (12) par un ressort (9). Le dispositif comporte en outre, au moins une chambre de stockage de gaz (17) en communication avec une partie de l'ouverture centrale (15) du corps d'injecteur (5) située entre le siège de soupape (12) et la chambre de combustion. De préférence, le dispositif comporte une chambre additionnelle (20) de gaz communiquant par des canaux (22) avec l'ouverture centrale (15) de l'injecteur. Dans le cas où le dispositif d'injection est utilisé sur un moteur thermique, la chambre (17) de stockage de gaz et la chambre additionnelle (20) se remplissent de gaz à haute température et sous pression pendant la phase d'explosion du moteur. La chambre additionnelle 20 peut être alimentée en une solution saline susceptible de former des aérosols dans les gaz sous pression et à haute température.

Description

L'invention concerne un dispositif d'injection de carburant dans une chambre de combustion telle qu'une chambre de combustion d'un moteur thermique, d'une turbine ou d'une chaudière.

Pour assurer la combustion d'un carburant dans une chambre d'un moteur thermique, d'une turbine ou d'une chaudière, il est connu d'injecter le carburant dans la chambre sous une forme pulvérisée, de telle sorte que le carburant se trouve mélangé intimement à de l'air comburant.

Pour réaliser cette injection de carburant, on utilise un dispositif appelé injecteur qui comporte généralement un corps d'injecteur traversé par une ouverture centrale dont l'axe constitue l'axe de l'injecteur cette ouverture communique à l'une de ses extrémités avec une zone d'arrivée de carburant sous pression et à son autre extrémité avec la chambre de combustion, par exemple par l'intermédiaire d'un canal débouchant dans la chambre de combustion, dans lequel le corps d'injecteur peut être fixé. Une soupape est montée mobile axialement dans l'ouverture centrale du corps d'injecteur et rappelée sur un siège de soupape prévu dans l'ouverture centrale, par un moyen de rappel élastique tel qu'un ressort hélicoïdal.Au moment de l'injection, le carburant sous pression envoyé par une pompe pénètre dans l'ouverture centrale du corps d'injecteur et assure l'ouverture de la soupape qui se soulève légèrement de son siège. Le courant de carburant est laminé et pulvérisé dans un espace annulaire entre la tête de soupape et l'ouverture du corps d'injecteur. Le courant de carburant pulvérisé injecté dans la chambre de combustion est mélangé à des comburants et est soumis, dans la chambre, à des conditions assurant son allumage et sa combustion.

La combustion est réalisée dans des conditions d'autant plus satisfaisantes que la pulvérisation du carburant est réalisée de manière efficace.

En outre, une préoccupation constante des constructeurs de machines thermiques est de réduire les quantités de polluants dans les gaz d'échappement de ces machines.

Dans le cas des moteurs et en particulier des moteurs Diesel, il peut être avantageux d'assurer un certain réglage de la pression dans la chambre de combustion pendant le fonctionnement du moteur, pour améliorer le fonctionnement, en particulier au moment du démarrage.

On ne connaissait pas jusqu'ici d'injecteur de carburant comportant des moyens efficaces pour améliorer sensiblement la pulvérisation du carburant et pour réduire la quantité de polluants dans les gaz d'échappement des machines thermiques. Dans le cas des moteurs, on ne connaissait pas non plus d'injecteurs de carburant comportant des moyens permettant d'obtenir un certain réglage de la pression dans la chambre de combustion, en particulier au démarrage du moteur.

Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif d'injection de carburant dans une chambre de combustion, comportant un corps d'injecteur traversé par une ouverture centrale de direction axiale communiquant à l'une de ses extrémités avec une arrivée de carburant sous pression et à son autre extrémité avec la chambre de combustion et une soupape montée mobile axialement dans l'ouverture centrale du corps d'injecteur et rappelée sur un siège de soupape prévu dans l'ouverture centrale par un moyen de rappel élastique, ce dispositif d'injection permettant d'améliorer sensiblement la pulvérisation du carburant produit dans la chambre de combustion, de limiter les rejets de matières polluantes à la sortie de la chambre de combustion et de régler, dans une certaine mesure, la pression dans la chambre de combustion.

Dans ce but, le dispositif d'injection comporte en outre, au moins une chambre de stockage de gaz en communication avec une partie de l'ouverture centrale du corps d'injecteur située entre le siège de soupape et la chambre de combustion.

De manière préférentielle :
- la chambre de stockage de gaz est constituée par une partie élargie diamétralement de l'ouverture centrale du corps d'injecteur ayant une partie d'extrémité opposée au siège de soupape en direction de la chambre de combustion constituant un étranglement avec une partie correspondante de la soupape
- la chambre de stockage de gaz comporte une surface tronconique dont la section diminue en direction de la chambre de combustion
- le dispositif d'injection comporte de plus une chambre de stockage de gaz additionnelle en communication avec l'ouverture centrale du corps d'injecteur, par l'intermédiaire d'au moins un canal d'écoulement de gaz, entre le siège de soupape et l'extrémité du corps de l'injecteur dirigée vers la chambre de combustion
- le dispositif d'injection comporte à la fois une chambre de stockage de gaz à l'intérieur du corps d'injecteur et une chambre de stockage additionnelle à l'extérieur du corps d'injecteur communiquant avec la chambre disposée à l'intérieur du corps d'injecteur par au moins un canal de circulation de gaz
- le canal de circulation de gaz est sensiblement rectiligne et présente un axe qui est incliné par rapport à l'axe de l'injecteur en projection dans un plan axial de l'injecteur et qui ne passe pas par la trace de l'axe de l'injecteur, en projection dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'injecteur
- la chambre additionnelle est une chambre à volume variable
- la chambre additionnelle est délimitée par un piston rappelé par un ressort dans un sens correspondant à la diminution du volume de la chambre
- la chambre additionnelle est équipée de moyens permettant l'injection d'une solution saline dans la chambre additionnelle
- le corps d'injecteur est prolongé en direction de la chambre de combustion par un pare-flamme de forme annulaire ayant une ouverture centrale coopérant avec la soupape pour améliorer la pulvérisation du carburant
- dans le cas d'un dispositif d'injection dans une chambre de combustion d'une turbine ou d'une chaudière, la chambre de stockage de gaz peut être constituée par une source continue de gaz sous pression.

Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un dispositif d'injection de carburant suivant l'invention utilisé pour réaliser l'injection de carburant dans une chambre de combustion d'un moteur
Diesel.

La figure 1 est une vue en coupe de l'ensemble du dispositif d'injection monté dans la culasse d'un moteur
Diesel.

La figure 1A est une vue agrandie d'une partie de la figure 1.

La figure 2 est une vue en coupe axiale du corps d'injecteur du dispositif d'injection représenté sur la figure 1.

La figure 2A est une vue de dessus suivant A de la figure 2.

Sur la figure 1, on voit une partie de la culasse 1 d'un moteur Diesel usinée pour présenter des ouvertures permettant l'adaptation et le montage d'un dispositif d'injection de carburant suivant l'invention.

La culasse 1 est percée dans une direction axiale 3 d'une ouverture dont la partie d'extrémité antérieure 2 débouche à l'intérieur d'une chambre de combustion (non représentée), d'un cylindre du moteur.

Le dispositif d'injection comporte, à l'intérieur d'une partie de l'ouverture de la culasse dont le diamètre est supérieur au diamètre de la partie antérieure 2, un pare-flamme 4 et un corps d'injecteur 5 disposé coaxialement par rapport à l'ouverture de la culasse 1. Le pare-flamme 4 et le corps d'injecteur 5 sont réalisés sous une forme annulaire ou tubulaire et présentent des ouvertures centrales venant dans le prolongement l'une de l'autre et ayant pour axe commun l'axe 3 de l'ouverture de la culasse.

L'ouverture de la culasse présente, dans le prolongement du logement du pare-flamme et du corps d'injecteur 5, une partie taraudée 6 débouchant sur une face externe de la culasse 1. Une pièce de raccordement 7 filetée extérieurement est vissée à l'intérieur de l'ouverture taraudée 6 de manière à assurer la fixation étanche du corps d'injecteur 5 à l'intérieur de l'ouverture de la culasse. La pièce de raccordement 7 comporte une partie d'extrémité venant en appui sur le corps d'injecteur, à l'intérieur de l'ouverture de la culasse et une partie opposée filetée 7a permettant d'assurer le raccordement entre la pièce 7 et un conduit d'alimentation en carburant sous pression relié à la partie de refoulement d'une pompe d'alimentation.

La pièce de raccordement 7 est réalisée sous forme globalement tubulaire et comporte un alésage central ayant une partie d'entrée 8 assurant l'alimentation en carburant sous pression provenant de la pompe, de l'ouverture centrale du corps d'injecteur qui communique à l'une de ses extrémités avec l'arrivée de carburant 8, par l'intermédiaire de l'alésage central de la pièce de raccord 7.

A l'intérieur de l'ouverture centrale du corps d'injecteur 5 qui est prolongée en direction de la chambre de combustion par l'ouverture centrale du pareflamme 4 et dans la direction opposée par l'alésage de la pièce de raccordement 7, est montée une soupape 10. La soupape 10 comporte une tête de soupape engagée à l'intérieur de l'ouverture du pare-flamme 4 et dans la partie antérieure de l'ouverture du corps d'injecteur 5, une tige de guidage montée glissante dans la partie poste- rieure de l'alésage du corps d'injecteur et une partie d'extrémité filetée à l'intérieur de l'alésage de la pièce de raccord 7. Un ressort hélicoïdal 9 de rappel de la soupape 10 est intercalé entre la face postérieure du corps d'injecteur 5 et un écrou 11 engagé sur l'extrémité de la partie filetée de la tige de soupape et fixé de manière indesserrable.Le ressort 9 est précontraint lors de la mise en place de l'écrou 11, pour assurer le rappel de la soupape dans la direction opposée à la chambre de combustion, de manière qu'une partie postérieure de la tête de soupape soit rappelée contre un siège de soupape 12 prévu dans l'ouverture centrale du corps d'injecteur 5.

La tête de soupape comporte une partie antérieure en forme de tronc-de-cône 13 dont la section diminue en direction de la chambre de combustion, dans laquelle est usinée une ouverture profilée 14, par exemple à section hexagonale qui permet l'engagement d'un outil pour assurer le maintien de la soupape qui est ainsi bloquée en rotation, lors de la fixation et du serrage de l'écrou 11, pour réaliser le tarage du ressort 9.

Comme il est visible sur la figure 2, le corps d'injecteur 5 comporte une ouverture centrale 15 ayant pour axe l'axe 3 du corps d'injecteur 5 constituant l'axe de l'ensemble du dispositif d'injection, comme il est visible sur la figure 1.

L'ouverture centrale 15 du corps d'injecteur 5 comporte une première partie 15a de forme cylindrique dans laquelle est montée glissante la tige de la soupape 10, une seconde partie cylindrique 16 ayant un diamètre supérieur au diamètre de la partie 15a et à la suite de la partie cylindrique 16, une partie 17 élargie diamétralement ayant une forme symétrique de révolution et une partie tronconique de section décroissante en direction de la chambre de combustion qui se termine, sur la face du corps d'injecteur venant en contact avec le pareflamme 4, par une partie cylindrique de raccordement 17a.

Comme il est visible sur les figures 1 et 1A, la partie 17 élargie diamétralement de l'ouverture centrale 15 constitue une chambre annulaire autour de la tête de soupape 10. I1 sera expliqué plus loin que cette chambre 17 assure la réception et le stockage de gaz sous pression, lors du fonctionnement du moteur.

Le corps d'injecteur 5 comporte de plus, sur sa partie périphérique, un embrèvement 18' en forme de portion de tore qui délimite avec l'ouverture de la culasse 1 dans laquelle est engagé le corps d'injecteur, un collecteur 18.

Quatre canaux 19 sensiblement rectilignes sont usinés dans le corps de l'injecteur entre la chambre 17 et le collecteur 18.

Comme il est visible sur les figures 2 et 2A, les canaux 19 sont inclinés dans deux directions, de sorte que la projection des axes des canaux 19 sur un plan passant par l'axe 3 soit inclinée par rapport à l'axe 3, d'un angle qui peut être voisin de 30 et que la projection des axes des canaux 19 sur un plan perpendiculaire à l'axe 3 ne soit pas concourante avec la trace de l'axe 3, comme il est visible sur la figure 2A. De ce fait, les axes des canaux 19 ne sont pas situés dans des plans axiaux et lorsque des gaz sont mis en circulation en direction de la chambre 17, ces gaz sont mis en mouvement tourbillonnant autour de l'axe 3 de l'injecteur en direction de la chambre de combustion du moteur.

Comme il est visible sur la figure 1, la culasse comporte une ouverture taraudée débouchant à l'une de ses extrémités sur la face supérieure de la culasse (ou sur une face latérale) et à son autre extrémité à l'intérieur du collecteur 18.

Un cylindre 21 délimitant une chambre additionnelle de réception et de stockage de gaz 20 est fixé de manière étanche par vissage de sa partie inférieure filetée à diamètre réduit dans l'ouverture taraudée de la culasse 1. La partie inférieure filetée du cylindre 21 est traversée par un canal 22 débouchant dans le collecteur 18. La chambre additionnelle 20 à volume variable est délimitée par un piston 23 monté mobile et étanche à l'intérieur du cylindre 21, par l'intermédiaire d'un joint-segment 24. Un ressort hélicoïdal 25 est intercalé entre la face externe du piston 23 et un bouchon 26 vissé sur une extrémité supérieure filetée du cylindre 21.Le ressort hélicoïdal 25 permet d'exercer une pression sur des gaz contenus dans la chambre 20, qui peut être variable et ajustée en utilisant un ressort ayant une constante appropriée qui est précontraint lors du montage avec une force de précontrainte définie, de manière à repousser le piston 23 dans un sens correspondant à la diminution de volume de la chambre 20.

Une pièce de raccordement filetée 27 est fixée dans une ouverture taraudée traversant la paroi du cylindre 21 dans sa partie inférieure. La pièce de raccordement 27 permet de relier la chambre additionnelle 20 à un moyen d'injection sous pression d'une solution saline, par l'intermédiaire d'un clapet anti-retour (non représenté) dont est équipée la pièce de raccord 27.

Comme il est visible sur les figures 1 et 1A, la tête de soupape 10 comporte depuis son extrémité raccordée à la tige de soupape jusqu a son extrémité antérieure dirigée vers la chambre de combustion, une partie tronconique 28 destinée à venir en appui sur le siège de soupape 12 à l'intérieur du corps d'injecteur, une partie cylindrique droite 29, une partie tronconique 30 en saillie radiale vers l'extérieur par rapport à la partie 29 et la partie tronconique d'extrémité 13.La chambre 17 du corps d'injecteur 5 qui est usinée dans le corps d'injecteur 5, entre la partie cylindrique 16 et l'extrémité de sortie du corps d'injecteur comporte une partie antérieure en vis-à-vis d'un étranglement formé entre la partie en saillie radiale de la tete de soupape 10 et la zone de raccordement de l'ouverture centrale 15 du corps d'injecteur et de l'ouverture centrale du pare-flamme 4.

L'ouverture centrale du pare-flamme 4 disposée dans le prolongement de l'ouverture 15 du corps d'injecteur 5 comporte une partie centrale tronconique 31 et deux parties d'extrémité sensiblement cylindriques, la partie d'extrémité antérieure cylindrique 32 de l'ouverture du pare-flamme ayant un diamètre inférieur au diamètre maximal de la tête de soupape 10, c'est-à-dire de la partie en saillie radiale de la tête de soupape, au niveau de la grande base de la partie tronconique 30.

De cette manière, si la tige de soupape casse, dans le moteur en fonctionnement, la tête de soupape 10 est maintenue à l'intérieur de l'injecteur, par le pareflamme 4. On évite ainsi tout risque d'introduction accidentelle de la tête de soupape dans la chambre de combustion.

On va maintenant décrire le fonctionnement de l'injecteur selon l'invention utilisé comme injecteur de carburant dans la chambre de combustion d'un moteur
Diesel.

L'arrivée de carburant sous pression dans l'injecteur est commandée par la pompe d'injection reliée à la pièce de raccordement 7. A l'ouverture de la soupape rappelée sur son siège par le ressort 9, le carburant pénètre dans la zone cylindrique 16 de l'ouverture centrale de l'injecteur 5 qui forme un jet tubulaire autour de la tête de soupape. La partie cylindrique droite 29 de la tête de soupape guide le jet de carburant en direction de la partie tronconique 30 qui coopère avec la paroi sensiblement tronconique 33 de la chambre 17 et avec la partie antérieure de l'ouverture centrale de l'injecteur 5 constituant un étranglement, pour atomiser finement le carburant sous pression.

Le carburant introduit dans la chambre de combustion avec de l'air comburant est allumé par compression et dans la phase d'explosion à l'intérieur de la chambre de combustion, des gaz chauds et sous pression sont produits. Ces gaz ont une pression sensiblement supérieure à la pression d'injection de sorte qu'ils assurent le remplissage de la chambre 17 de l'injecteur et, par l'intermédiaire des canaux 19 et 22, de la chambre additionnelle 20. Le piston 23 repoussé par le ressort 25 assure une mise en pression des gaz dans la chambre additionnelle 20 qui peut être réglée comme indiqué plus haut.

Lors de la phase d'injection, le carburant qui pénètre dans la chambre 17 sous forme d'un jet tubulaire guidé par la partie droite 29 de la tête de soupape vers la partie tronconique 30 se mélange avec le gaz contenu dans la chambre 17. Le mélange de gaz et de carburant est atomisé au niveau de l'étranglement à la sortie de la chambre 17.

La partie tronconique 13 de la tete de soupape 10 dont les génératrices font un angle de l'ordre de 10 avec l'axe 3 de l'injecteur accompagne le mélange vers la canalisation de sortie 2 et vers la chambre de combustion et sert à maintenir le jet de gaz et de carburant sous la forme d'un jet homogène.

Le gaz contenu dans la chambre additionnelle 20, dans la canalisation 22 et dans le collecteur 18 s'écoule en direction de la chambre 17 par l'intermédiaire des canaux 19. L'inclinaison des canaux 19 entraîne une mise en rotation des gaz autour de l'axe 3 de l'injecteur à l'intérieur de la chambre 17. Le mélange de gaz et de carburant circule de manière tourbillonnante jusqu'à la sortie de l'étranglement entre la partie en saillie de la soupape et la sortie du corps d'injecteur. S'il reste encore des gouttelettes de carburant à l'intérieur du courant de gaz, ces gouttelettes sont projetées par force centrifuge sur la surface tronconique 31 de l'ouverture du pare-flamme 4, ce qui provoque un éclatement des gouttelettes avant que le courant ne passe dans la chambre de combustion par l'intermédiaire de la canalisation 2.

De préférence, les génératrices de la partie tronconique 31 de l'ouverture du pare-flamme 4 font un angle voisin de 15 avec l'axe 3 de l'injecteur, lorsque l'angle correspondant des génératrices de la partie 13 de la tête de soupape est de l'ordre de 10 .

Pendant la phase d'injection, des gaz circulent de la chambre 20 vers la canalisation 2 et la chambre de combustion, par l'intermédiaire des canaux 22 et 19 et de la chambre 17, alors que pendant la phase d'explosion, les gaz passent de la chambre de combustion à la chambre 17 et à la chambre additionnelle 20 à volume variable dans laquelle leur pression est ajustée par le piston 23.

Les canaux 19 et 22 sont calibrés pour réguler le passage des gaz dans les deux sens et pour obtenir une pression mieux adaptée pour le démarrage et le fonctionnement continu du moteur. Au démarrage, la compression dans le moteur est plus forte qu'en marche normale.

Pendant le fonctionnement du moteur, on injecte dans la chambre additionnelle 20, par l'intermédiaire de la pièce de raccordement 27, une solution saline qui se mélange avec les gaz chauds présents dans la chambre 20. La solution saline se transforme immédiatement en aérosol qui est entraîné vers la chambre 17 de l'injecteur au moment de la phase d'injection. Les anions et cations de l'aérosol contenus dans le mélange gazeux qui sont introduits dans la chambre de combustion avec le jet atomisé de carburant permettent d'améliorer la combustion, d'abaisser la température des gaz d'échappement, de supprimer ou de limiter la formation de polluants tels que des oxydes d'azote ou des suies et d'éviter la formation de calamine dans le moteur.

Le dispositif suivant l'invention permet, grâce à l'utilisation d'une chambre de stockage de gaz située dans le corps de l'injecteur, entre un premier étage de pulvérisation à la suite du siège de soupape et un second étage de pulvérisation au niveau d'un étranglement, d'obtenir une pulvérisation très fine du carburant avant qu'il n'entre dans la chambre de stockage de gaz dans laquelle il se mélange avec les gaz, puis par laminage du mélange de gaz et de carburant dans l'étranglement à la sortie de la chambre, une atomisation extrêmement fine du carburant. Du fait qu'on se sert des gaz sous pression produits lors de l'explosion dans la chambre de combustion du moteur, pour alimenter en gaz sous pression la chambre de l'injecteur et la chambre additionnelle, le dispositif suivant l'invention est à la fois simple, sûr, fiable, léger et bon marché.En utilisant une chambre additionnelle à volume variable, on peut compléter le volume de la chambre de l'injecteur et régler la pression dans la chambre de combustion du moteur pendant son fonctionnement et en particulier au démarrage. Une pression plus forte au démarrage permet de faciliter et d'assurer des démarrages par tous les temps.

Du fait que le carburant est atomisé et mélangé de manière très intime à l'air comburant, la combustion est sensiblement améliorée, ce qui permet d'économiser du carburant et d'envisager un fonctionnement du moteur avec toute sorte de carburants y compris les huiles.

L'injection d'une solution saline qui se transforme en aérosol à l'intérieur des chambres de stockage de gaz avant d'arriver dans la chambre de combustion permet de limiter sensiblement la pollution, d'améliorer le rendement du moteur et de supprimer la formation de calamine à l'intérieur du moteur.

Le dispositif d'injection suivant l'invention peut être utilisé pour alimenter une chambre de combustion d'une machine thermique différente d'un moteur.

C'est ainsi qu'un dispositif suivant l'invention peut être utilisé avantageusement pour alimenter en carburant liquide ou gazeux, la chambre de combustion d'une chaudière, d'une turbine ou de toute autre machine thermique mettant en oeuvre une combustion. Dans ce cas, la chambre additionnelle peut être remplacée par une source d'injection continue d'air sous pression dans la chambre de l'injecteur. L'air sous pression de la source peut constituer la totalité ou seulement une partie de l'air comburant utilisé dans la chambre de combustion.

Dans le cas où l'air comburant n'est introduit qu'en partie grâce à la source reliée à la chambre de l'injecteur, le solde de l'air comburant peut etre injecté directement dans la chambre de combustion en un point ou autour de l'injecteur, de manière tourbillonnante pour obtenir une combustion complète et homogène du carburant.

Dans le cas de l'utilisation d'une source continue d'air sous pression, on peut faire barboter l'air dans une solution saline avant de l'envoyer dans la chambre de l'injecteur. L'air se charge au passage dans la solution en cations et en anions gazeux qui sont introduits dans la chambre de combustion avec le mélange de carburant et d'air comburant.

L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrits.

C'est ainsi que le dispositif d'injection peut être réalisé d'une manière différente de celle qui a été décrite et qu'il peut comporter des pièces différentes ou de formes différentes du corps d'injecteur, du pareflamme et de la pièce de raccordement qui ont été décrits et représentés. La chambre de stockage de gaz de l'injecteur peut être usinée dans une partie quelconque de l'injecteur et présenter toute forme utile.

Les différentes pièces constituant le dispositif d'injection peuvent être réalisées en tout matériau voulu par les conditions d'utilisation de ces pièces. Le pareflamme est généralement réalisé en un matériau isolant et réfractaire résistant à la flamme, tel qu'un matériau céramique. Le dispositif d'injection suivant l'invention peut comporter ou non une chambre de stockage de gaz additionnelle ou une source de gaz sous pression permettant une injection continue de gaz dans la chambre de l'injecteur.

La soupape et les ouvertures de l'injecteur et éventuellement du pare-flamme peuvent présenter des formes géométriques différentes de celles qui ont été décrites. En particulier, la chambre de stockage de gaz de l'injecteur peut présenter une forme différente de la forme sensiblement tronconique qui a été décrite.

Le dispositif d'injection suivant l'invention s'applique au cas de tout moteur thermique, aussi bien qu'aux turbines et aux chaudières.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1.- Dispositif d'injection de carburant dans une chambre de combustion, comportant un corps d'injecteur (5) traversé par une ouverture centrale (15) de direction axiale (3) communiquant à l'une de ses extrémités avec une arrivée de carburant sous pression (8) et à son autre extrémité avec la chambre de combustion et une soupape (10) montée mobile axialement dans l'ouverture centrale (15) du corps d'injecteur (5) et rappelée sur un siège de soupape (12) prévu dans l'ouverture centrale (15), par un moyen de rappel élastique (9), caractérisé par le fait qu'il comporte en outre, au moins une chambre de stockage de gaz (17, 20) en communication avec une partie de l'ouverture centrale (15) du corps d'injecteur (5) située entre le siège de soupape (12) et la chambre de combustion.

2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la chambre de stockage de gaz (17) est constituée par une partie élargie diamétralement de l'ouverture centrale (15) du corps d'injecteur (5) ayant une partie d'extrémité opposée au siège de soupape (12) en direction de la chambre de combustion constituant un étranglement avec une partie correspondante (30) de la soupape (10).

3.- Dispositif d'injection suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la chambre de stockage de gaz (17) comporte une surface tronconique (33) dont la section diminue en direction de la chambre de combustion.

4.- Dispositif d'injection suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte une chambre de stockage de gaz additionnelle (20) en communication avec l'ouverture centrale (15) du corps d'injecteur (5), par l'intermédiaire d'au moins un canal d'écoulement de gaz (19), entre le siège de soupape (12) et l'extrémité du corps de l'injecteur dirigée vers la chambre de combustion.

5.- Dispositif d'injection suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le canal (19) est sensiblement rectiligne et présente un axe qui est incliné par rapport à l'axe (3) de l'injecteur en projection dans un plan axial de l'injecteur et qui ne passe pas par la trace de l'axe (3) de l'injecteur, en projection dans un plan perpendiculaire à l'axe (3) de l'injecteur.

6.- Dispositif d'injection suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que le canal (19) débouche dans l'ouverture centrale (15) du corps d'injecteur (5), dans une chambre de stockage de gaz (17) prévue à l'intérieur du corps d'injecteur (5).

7.- Dispositif d'injection suivant l'une quelconque des revendications 4, 5 et 6, caractérisé par le fait que la chambre additionnelle (20) est une chambre à volume variable constituée par un cylindre (21) dans lequel un piston (23) est monté mobile et repoussé par un ressort de rappel (25) dans un sens correspondant à la diminution du volume de la chambre additionnelle (20).

8.- Dispositif d'injection suivant la revendication 7, caractérisé par le fait qu'une pièce de raccordement (27) de la chambre additionnelle (20) à une source de solution saline sous pression est fixée sur le cylindre (21).

9.- Dispositif d'injection suivant l'une quelconque des revendications 4, 5 et 6, caractérisé par le fait que la chambre additionnelle est constituée par une source de gaz sous pression permettant une injection continue de gaz dans l'ouverture centrale du corps de l'injecteur.

10.- Dispositif d'injection suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que la source de gaz sous pression est une source d'air comprimé traversant par barbotage une solution saline.

11.- Dispositif d'injection suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que l'ouverture centrale (15) du corps d'injecteur (5) comporte à la suite du siège de soupape (12) en direction de la chambre de combustion, une partie cylindrique (16) pour assurer un laminage du carburant introduit par l'arrivée (8) de carburant dans l'ouverture centrale (15) du corps de l'injecteur (5).

12.- Dispositif d'injection suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait qu'il comporte, à la suite du corps d'injecteur (5), en direction de la chambre de combustion, un pare-flamme (4) en matériau réfractaire ayant une ouverture centrale dans le prolongement de l'ouverture centrale (15) du corps d'injecteur (5) dont une partie centrale (31) a une forme tronconique en vis-à-vis d'une surface tronconique (13) de la soupape (10).

13.- Dispositif d'injection suivant la revendication 12, caractérisé par le fait que les génératrices de la surface tronconique (31) de l'ouverture du pare-flamme (4) font un angle sensiblement égal à 15 avec l'axe de l'injecteur et que les génératrices de la surface tronconique (13) de la tête de soupape (10) font un angle sensiblement égal à 10 avec l'axe (3) du corps (5) de l'injecteur.

14.- Dispositif d'injection suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que la tête de soupape (10) présente successivement, en direction de la chambre de combustion, une partie cylindrique droite (29), une partie tronconique en saillie radiale vers l'extérieur (30) et une partie tronconique (13).

15.- Dispositif d'injection suivant la revendication 14, comportant un pare-flamme (4) ayant une ouverture centrale, caractérisé par le fait que l'ouverture centrale du pare-flamme (4) comporte une partie d'extrémité dirigée vers la chambre de combustion dont le diamètre est inférieur au diamètre de la partie en saillie radiale (30) de la tête de soupape (10).

16.- Utilisation d'un dispositif d'injection suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour injecter un carburant dans la chambre de combustion d'un moteur Diesel, les gaz produits dans la chambre de combustion lors de la phase d'explosion du moteur Diesel assurant le remplissage de la chambre de stockage de gaz (17, 20).