Ensemble comprenant une chambre de combustion pour turbine à gaz et un dispositif de guidage d'air de combustion La présente invention a pour objet un en semble comportant une chambre de combus tion de turbine à gaz et un dispositif de gui dage à aubes donnant un mouvement rotatif à l'air de combustion, ce dispositif étant monté autour d'un injecteur de combustible.
Une difficulté bien connue dans le fonc tionnement d'une installation de turbine à gaz comprenant un compresseur, une chambre de combustion et une turbine est que, pour une charge inférieure à celle pour laquelle l'en semble a été calculé, le rendement de la cham bre de combustion tend à baisser. La princi pale cause de cette chute de rendement est l'augmentation du rapport air/combustible qui intervient aux faibles charges. Une cause se condaire est la diminution de l'écoulement de l'air à travers le dispositif de guidage à aubes qui se produit habituellement en même temps et qui entraîne une diminution dans la vitesse de tourbillonnement de l'air primaire entrant dans la chambre.
Pour améliorer le rapport air primaire/combustible, il a été proposé de disposer des moyens en amont du dispositif de guidage à aubes pour étrangler l'arrivée d'air primaire jusqu'à un point variant avec la charge sur la chambre.
Cet expédient, cependant, a comme résul- tat de réduire encore plus la vitesse de tourbil- lonnement de l'air primaire dans le dispositif de guidage, aux faibles charges, ce qui annule en partie l'amélioration dans le rendement de combustion dû au réglage du rapport air/com- bustible, en développant en outre une perte de rendement due- à une perte de charge au dispositif d'étranglement.
L'ensemble selon l'invention est caracté risé en ce qu'il comprend des moyens pour régler le débit d'air à travers une buse d'in jection dans laquelle est monté l'injecteur et des moyens de commande pour faire varier les sections des orifices de sortie du dispositif à aubes.
Au lieu d'utiliser un dispositif obturateur pour faire varier les sections des orifices de sortie du dispositif de guidage à aubes, cette variation peut être réalisée en déplaçant les aubes de ce dispositif les unes par rapport aux autres. Pour cela, les aubes peuvent être pi votées, par exemple autour d'axes radiaux par rapport à l'axe du dispositif de guidage, de façon que l'angle que fait chaque aube avec le flux d'air entrant puisse varier.
Les moyens de contrôle du dispositif de guidage à aubes peuvent être actionnés ma nuellement ou automatiquement, en fonction du dosage suivant lequel le combustible est fourni à l'injecteur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'objet de l'in vention.
La fig. 1 est une vue en perspective d'un détail de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en coupe développée d'une partie de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe longitudinale sché matique de cette forme d'exécution.
Les fig. 1 et 2 montrent un dispositif de guidage à aubes destiné à donner un@ mouve ment rotatif à l'air de combustion, comme il sera décrit plus loin. Ce dispositif comprend des aubes hélicoïdales 1, fixées sur un moyeu creux 2. Un déflecteur 3 est fixé, par exemple par soudure, au bord aval (c'est-à-dire le bord par lequel l'air abandonne le dispositif) sur chacune des aubes. Ces déflecteurs sont tous dans un même plan normal à l'axe du dispo sitif. Un orifice de sortie pour l'air passant à travers le dispositif d'aubes dans la direction de la flèche A est défini par les bords opposés de chaque paire de déflecteurs voisins.
Un dispositif obturateur comprenant une série de secteurs 4 d'obturation est monté, près des déflecteurs 3, de telle façon que chaque secteur 4 soit placé contre un déflecteur 3. Les secteurs 4 qui peuvent tourner par rapport aux aubes 1 sont fixés sur un manchon qui est semblable et coaxial au moyeu 2, ils présentent un bord aval en biseau dirigé vers l'extérieur du dispositif de guidage par rapport au sens de circulation de l'air.
Les fig. 1 et 2 montrent les secteurs 4 dans une position dans laquelle ils ferment en viron les trois quarts de la section de chaque orifice de sortie. Par rotation, dans l'un ou l'autre sens, l'obturateur peut être actionné pour fermer ou ouvrir complètement tous les orifices. Le mouvement de fermeture relatif se fait dans un sens déterminé par rapport au bord aval de chaque secteur, c'est-à-dire que les déflecteurs 3 se déplacent vers la droite par rapport aux secteurs 4. Le dispositif de guidage à aubes est muni d'un anneau extérieur 20 comme représenté à la fig. 3, sur lequel sont fixées les aubes 1 et le tout est placé dans la chambre de combus tion 6 entourée d'une enveloppe extérieure 5.
Le dispositif de guidage entoure un injecteur de combustible 7 monté à l'intérieur d'une buse 8 présentant une partie conique 8' anté rieure, adjacente à l'extrémité de l'injecteur 7. Cette buse 8 laisse passer entre sa partie co nique et l'extrémité de l'injecteur 7, par exem ple, environ un quart de l'air primaire, par dés passages 19 et des orifices correspondants. mé nagés dans le moyeu 2, la buse étant fermée à l'arrière.
Cette buse 8 est montée sur un tube 9 qui peut coulisser longitudinalement sur l'injecteur 7. Le moyeu 2 du dispositif de guidage peut glisser sur la buse 8 et est muni de fentes héli coïdales 10 dans lesquelles sont engagés des doigts 11 solidaires de la buse 8.
La partie arrière du moyeu 2 sert à régler le degré d'ouverture des passages 19 de la buse 8.
Les secteurs 4 sont munis à leur périphérie externe d'un manchon 12 qui est fixé à la paroi de la chambre de combustion 6. Le bord ar rière de l'anneau extérieur 20 du dispositif de guidage d'air bute contre une pièce de retenue 13 fixée à l'intérieur du manchon 12. Le dis positif de guidage d'air est ainsi empêché de se déplacer longitudinalement, d'une part, par les secteurs 4 et, d'autre part, par la pièce 13.
Un bras 14 est fixé au manchon 9 et porte l'extrémité d'une tige filetée 15 sur laquelle est monté un volant de commande 18. La tige 15 se visse dans une pièce 16 formant écrou à travers une plaque de fermeture arrière 17 de l'enveloppe 5. En faisant tourner le volant 18, le manchon 9 est déplacé axialement et celui- ci à son tour entraîne le moyeu 2 en rotation grâce à la coopération des doigts 1l dans les fentes 10.
Comme les secteurs 4 restent fixes, la ro tation du dispositif de guidage d'air entraîne une modification dans les sections des orifices de sortie. Simultanément, la quantité d'air ad mis par la buse 8 est modifiée, d'une part, du fait de la variation de l'espace entre la partie 8' de la buse et l'extrémité de l'injecteur et, d'autre part, du fait de la variation de l'aire des passages 19 découverts par les ouvertures du moyeu 2 du dispositif de guidage d'air.
La réduction des sections des orifices de sortie de ce dispositif de guidage par les sec teurs 4, n'entraîne pas de perte d'énergie en amont de la sortie dudit dispositif. L'énergie est ainsi tout entière disponible pour d6velop- per la vitesse de tourbillonnement dans toutes les positions de l'obturateur. Simultanément aux variations de section des orifices du dis positif de guidage d'air, il apparaît une réduc tion correspondante de l'air admis par la buse 8.
La vis 15 peut être actionnée manuelle ment, ou automatiquement, en fonction de l'importance de l'alimentation en combustible de l'injecteur 7.
Bien que la fig. 1 montre un dispositif de guidage d'air dans lequel les bords de sortie des aubes sont dans un même plan., on pour rait prévoir toute autre disposition. Par exem ple, les bords de sortie des aubes pourraient être disposés sur une surface conique, étant entendu que les déflecteurs 3 qui leur sont fixés et les secteurs 4 seraient disposés suivant la même surface.