CA2363305C - Procede d'assemblage d'un injecteur de combustible pour chambre de combustion de turbomachine - Google Patents

Procede d'assemblage d'un injecteur de combustible pour chambre de combustion de turbomachine Download PDF

Info

Publication number
CA2363305C
CA2363305C CA2363305A CA2363305A CA2363305C CA 2363305 C CA2363305 C CA 2363305C CA 2363305 A CA2363305 A CA 2363305A CA 2363305 A CA2363305 A CA 2363305A CA 2363305 C CA2363305 C CA 2363305C
Authority
CA
Canada
Prior art keywords
injector
piece
annular
filler metal
cylindrical
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.)
Expired - Lifetime
Application number
CA2363305A
Other languages
English (en)
Other versions
CA2363305A1 (fr
Inventor
Alain Lavie
Stephanie Martelli
Marion Michau
Jose Rodrigues
Alain Tiepel
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.)
Safran Transmission Systems SAS
Original Assignee
Hispano Suiza SA
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 Hispano Suiza SA filed Critical Hispano Suiza SA
Publication of CA2363305A1 publication Critical patent/CA2363305A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of CA2363305C publication Critical patent/CA2363305C/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/283Attaching or cooling of fuel injecting means including supports for fuel injectors, stems, or lances
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2214/00Cooling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49405Valve or choke making
    • Y10T29/49412Valve or choke making with assembly, disassembly or composite article making
    • Y10T29/49425Valve or choke making with assembly, disassembly or composite article making including metallurgical bonding
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826Assembling or joining

Abstract

Procédé d'assemblage dans lequel tout d'abord il est procédé à un remplissage par un métal d'apport de puits radiaux (159, 175) percés dans une pièce annulaire d'injection (152) comportant des premiers orifices d'injection (188) pour décharger un combustible primaire et dans un embout cylindrique (158) entourant la pièce annulaire d'injection et comportant des seconds orifices d'injection (190) pour décharger un combustible secondaire; puis la pièce annulaire d'injection est montée dans l'embout cylindrique et ces pièces sont à leur tour montées sur un premier tube (170) d'alimentation en combustible primaire et un second tube (176) d'alimentation en combustible secondaire, entourant le premier tube, et sur une paroi externe de l'injecteur (160); et enfin la partie terminale de l'injecteur (14, 16) ainsi assemblée est placée dans une enceinte où elle sera chauffée pour permettre une fusion du métal d'apport avec ces pièces.

Description

PROCEDE D'ASSEMBLAGE D'UN INJECTEUR DE COMBUSTIBLE POUR CHAMBRE DE
COMBUSTION DE TURBOMACHINE

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte au domaine général des injecteurs de combustible dans les turbomachines et elle concerne plus particulièrement l'assemblage des injecteurs d'une chambre de combustion à deux têtes de ces turbomachines.

Art antérieur Dans les chambres de combustion à deux têtes, on a coutume d'appeler injecteurs pilotes les injecteurs assurant le démarrage et les phases de ralenti du turboréacteur ou du turbopropulseur (appelé dans la suite de la description turbomachine) et injecteurs de décollage les injecteurs intervenant pendant les phases de croisière. Les injecteurs pilotes sont alimentés en combustible en permanence alors que les injecteurs de décollage ne sont alimentés qu'au delà d'un régime minimum déterminé (compris en général entre 10 et 30%
du régime nominal). En outre, pendant les phases dites de stage-burning , seule une moitié d'entre eux peut être en fonctionnement, l'autre moitié de ces injecteurs de décollage étant alors temporairement à
l'arrêt.
On connaît différents types d'architectures d'injecteurs. Ainsi, la demande de brevet internationale WO 94/08179 montre une structure conventionnelle à deux têtes dont l'injecteur de décollage est représenté
sur la figure 3 et l'injecteur pilote sur la figure 4. Ces deux injecteurs se caractérisent essentiellement par une partie terminale comportant un nombre élevé de pièces et nécessitant le recours à des joints d'étanchéité
pour assurer l'étanchéité entre circuits primaire et secondaire.
Il en résulte, d'une part, une complexité dans la fabrication et l'assemblage de ces injecteurs et, d'autre part, dans certaines conditions 3o de fonctionnement, notamment pour des températures élevées, une détérioration des performances liée à une diminution importante de la durée de vie de la chambre de combustion et/ou de la turbine, voire à une destruction de l'injecteur et corrélativement de celle de la turbomachine.

Objet et définition de l'invention La présente invention a pour objet un procédé d'assemblage d'une partie terminale d'un injecteur qui pallie les inconvénients précités. Un but de l'invention est donc de réaliser cette partie terminale avec un nombre minimum de pièces et dans un encombrement réduit. Un autre but de l'invention est d'intégrer dans cette partie terminale d'injecteur un circuit de refroidissement de façon à permettre une utilisation de l'injecteur à très haute température.
Ces buts sont atteints par un procédé d'assemblage de la partie terminale d'un injecteur d'une chambre de combustion de turbomachine comportant des moyens de délivrance d'un combustible primaire comprenant un premier tube d'alimentation auquel est raccordée une pièce annulaire d'injection comportant des premiers orifices d'injection pour décharger le combustible primaire dans ladite chambre de combustion et des moyens de délivrance d'un combustible secondaire comprenant un second tube d'alimentation entourant ledit premier tube et auquel est raccordé un embout cylindrique entourant ladite pièce annulaire d'injection et comportant des seconds orifices d'injection pour décharger le combustible secondaire dans ladite chambre de combustion, procédé caractérisé en ce que, ledit embout cylindrique et ladite pièce annulaire d'injection étant pourvus de puits radiaux pour recevoir un métal d'apport, il est procédé tout d'abord à un remplissage desdits puits par ledit métal d'apport; puis ladite pièce annulaire d'injection est montée dans ledit embout cylindrique et ces pièces sont à leur tour montées sur lesdits premier et second tubes d'alimentation en combustibles primaires et secondaire et sur une paroi externe de l'injecteur; et enfin la partie terminale de l'injecteur ainsi assemblée est placée dans une enceinte où
elle sera chauffée pour permettre une fusion du métal d'apport avec lesdites pièces.
Avec l'emploi de cette technique de brasure, l'assemblage de la partie terminale d'un injecteur est considérablement simplifié et hautement fiabilisé tout en étant accéléré. De plus, le très peu de pièces nécessaires J

à la réalisation d'une telle partie terminale d'injecteur (seulement deux pièces aboutées aux tubes d'alimentation dans le mode préférentiel de réalisation) en facilite notablement la maintenance ultérieure.
Avantageusement, le montage de ladite pièce annulaire d'injection sur ledit premier tube d'alimentation est effectué via une pièce cylindrique de liaison comportant des puits radiaux pour la réception du métal d'apport. L'adjonction de cette troisième pièce permet une simplification de l'usinage de la pièce annulaire d'injection et facilite son remplacement éventuel.
Selon un mode de réalisation plus particulièrement destiné à
l'assemblage d'un injecteur de décollage, préalablement au montage de ladite paroi externe de l'injecteur, il est procédé au montage d'une paroi de séparation dans ledit embout cylindrique, une extrémité aval de cette paroi étant fixée sur un troisième tube de délivrance d'un fluide de refroidissement entourant lesdits premier et second tubes d'alimentation.
De préférence, le métal d'apport est constitué à base d'or ou de nickel et l'enceinte est portée à une température déterminée comprise entre 600 et 1100 C et fonction de la nature des pièces à assembler et du métal d'apport utilisé.
La présente invention concerne également une partie terminale d'injecteur de combustible pour chambre de combustion de turbomachine réalisé selon le procédé d'assemblage par brasure précité.

Brève description des dessins Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description suivante, faite à titre indicatif et non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique illustrant le circuit de refroidissement des injecteurs de combustible d'une turbomachine, - la figure 2 est une vue détaillée très agrandie d'une partie terminale d'un injecteur de décollage selon la présente invention, - la figure 3 est vue en coupe selon le plan III-III de la figure 2, - la figure 4 est vue en coupe selon le plan IV-IV de la figure 2, - la figure 5 est une vue détaillée très agrandie d'une partie terminale d'un injecteur pilote selon la présente invention, - la figure 6 est une vue en perspective éclatée de la partie terminale de l'injecteur de la figure 2, et - la figure 7 est une vue en perspective avec une partie arrachée de la partie terminale de l'injecteur de la figure 2.

Description détaillée d'un mode de réalisation préférentiel La figure 1 illustre de façon schématique les circuits de combustible et de refroidissement des injecteurs d'une chambre de combustion annulaire à deux têtes d'une turbomachine.
Le circuit de refroidissement, représenté au niveau de seulement deux injecteurs pour en faciliter la compréhension (une telle chambre de combustion peut en effet comporter par exemple 20 injecteurs pilotes et 40 injecteurs de décollage sans que ces nombres soient limitatifs), est alimenté depuis une source d'alimentation 10 par un fluide de refroidissement autonome (tel que de l'huile, de l'eau ou tout autre fluide adapté) ou non, qui traverse tout d'abord un injecteur 12 dit pilote qui assure l'allumage de la turbomachine et son fonctionnement en mode de ralenti (à faible puissance) puis, alimentés en parallèle (selon le principe d'une rampe paire et d'une rampe impaire), deux injecteurs 14, 16 dit de décollage qui assurent son fonctionnement durant les phases de croisière (et notamment à pleine puissance), avant de retourner vers la source d'alimentation 10 fermant ainsi le circuit de refroidissement (bien entendu ce circuit comportera en outre classiquement une pompe d'alimentation en fluide de refroidissement, des filtres et divers organes hydrauliques de régulation du débit de ce fluide).
La structure de ces injecteurs pilotes et de décollage, de type 3o aéromécanique, est identique en ce qui concerne le circuit de combustible et sa régulation, avec deux circuits de combustible, un circuit primaire 120, 140 pour les petits débits et un circuit secondaire 122, 142 pour les gros débits. Un clapet d'arrêt 124, 144 assure l'étanchéité de l'injecteur à

l'arrêt vis à vis d'une source d'alimentation en combustible 18 et un clapet doseur 126, 146 régule le circuit secondaire afin de garantir de bonnes performances à la commutation entre les circuits primaires et secondaires. Chaque circuit est en outre pourvu à sa partie terminale d'un 5 swirler 128, 130 ; 148, 150 qui assure de par sa géométrie la pulvérisation (mise en rotation) du combustible.
Au niveau des injecteurs pilotes 12, le circuit de refroidissement se limite à entourer le clapet doseur 126 au niveau de sa tête de clapet, alors que dans les injecteurs de décollage 14, 16, ce circuit descend jusqu'à
1o l'extrémité terminale du nez de ces injecteurs avant de remonter vers le clapet doseur 146 qu'il entoure également. Il est en effet connu que le problème de la formation de coke est essentiellement présent au niveau des injecteurs de décollage qui peuvent être soumis à des températures élevées en raison de la non circulation du combustible durant certaines phases de fonctionnement (stage-burning) alors que la température aux extrémités des injecteurs pilotes ne dépasse pas quant à elle la limite de cokéfaction (150 C) grâce à la circulation du fluide pendant toutes les phases de fonctionnement. Dès lors le refroidissement des injecteurs pilotes au niveau de leur extrémité n'est en principe pas nécessaire.
Toutefois, rien n'empêche bien entendu d'adopter une structure de refroidissement identique pour ces deux types d'injecteurs, ce qui permet alors une simplification du processus général d'usinage des injecteurs.
Les figures 2 et 3 montrent, en détail, la partie terminale, ou nez, s'étendant dans la chambre de combustion 20 d'un injecteur de décollage 14, 16 conforme à l'invention. Cette représentation est volontairement très agrandie pour en faire apparaître les détails significatifs. En effet, il est important de noter qu'un injecteur réel présente dans cette partie d'extrémité un diamètre de l'ordre de 10 à 15 mm seulement.
L'injecteur comporte à cette partie terminale une pièce annulaire 3o d'injection 152, d'axe longitudinal 154 (correspondant à l'axe central de l'injecteur), montée dans un alésage interne 156 d'un embout cylindrique 158 fixé par brasage sur l'extrémité de la paroi externe 160 de cet injecteur. Le brasage de ces deux pièces 158, 160 est réalisé à partir de réserves de brasure (métal d'apport) disposées dans des puits 159a, 159b percés radialement à l'extrémité amont de l'embout 158 et d'où
s'échappera par capillarité lors d'une étape unique de chauffage le métal d'apport assurant la liaison solidaire des deux pièces. Cet embout comporte une gorge annulaire 162 qui entoure l'alésage interne 156, dont la profondeur s'étend au delà de l'extrémité de la pièce annulaire d'injection 152, et est séparée de ce dernier par un manchon cylindrique 164 dont l'extrémité amont est aussi fixée par brasage sur une partie centrale cylindrique 166a d'une pièce de liaison 166. Cette pièce io cylindrique 166 comporte dans cette partie centrale et s'étendant dans une partie aval 166b, un alésage axial borgne 168 à l'extrémité libre duquel est fixé également par brasage l'extrémité d'un premier tube d'alimentation 170 pour amener du combustible primaire depuis le corps de l'injecteur de décollage 172 auquel ce tube est raccordé en amont (ce corps étant fixé lui même de façon classique sur le carter de la turbomachine non représenté). Ici encore, le brasage des trois pièces 164, 166a, 170 est réalisé à partir de réserves de brasure disposées dans des puits 165a, 165b, 165c percés radialement dans la partie centrale 166a et d'où s'échappera par capillarité lors de l'étape de chauffage le métal d'apport assurant la liaison solidaire de cette pièce centrale avec le manchon 164 d'une part et le tube central 170 d'autre part. La partie aval 166b de cette pièce cylindrique 166 qui présente un diamètre moindre que la partie centrale est emboîtée en partie et fixée par brasage dans un alésage intérieur 174 de la pièce annulaire d'injection 152 (au moyen de réserves de brasure disposées dans des puits 175a, 175b -percés radialement dans cette pièce annulaire 152) alors que sa partie amont 166c qui présente un diamètre supérieur (correspondant à l'épaisseur du manchon 164) à celui de la partie centrale est fixée par brasage à
l'extrémité d'un second tube d'alimentation 176, coaxial au précédent et 3o de diamètre supérieur, pour amener du combustible secondaire depuis le corps de l'injecteur de décollage 172 auquel ce second tube est également raccordé en amont. Une nouvelle fois, le brasage de ces deux pièces 166c, 176 est réalisé à partir de réserves de brasure disposées dans des puits 177a, 177b percés radialement à l'extrémité amont de la pièce 166c et d'où s'échappera par capillarité lors de étape de chauffage le métal d'apport assurant la liaison solidaire des deux pièces. Ce second tube débouche dans une cavité interne annulaire 178 pratiquée dans la partie amont 166c et percée d'orifices longitudinaux 180 (par exemple trois orifices régulièrement répartis) pour la circulation du combustible secondaire dans la pièce 166.
La pièce de liaison 166 est en outre également percée, au niveau de son extrémité borgne, d'orifices transversaux 182a, 182b, 182c io destinés à mettre en communication son alésage axial 168 avec l'alésage intérieur 174 de la pièce annulaire d'injection 152 (de préférence ces orifices transversaux alternent avec les puits radiaux 165a, 165b, 165c comme l'illustre la figure 4). De même, son extrémité libre aval est percée de canaux hélicoïdaux 184 (formant le swirler primaire 148) destinés à
une mise en rotation du combustible primaire issu du premier tube d'alimentation 170 et parcourant successivement l'alésage axial 168, l'alésage intérieur 174 et les orifices transversaux 182. De même, la pièce annulaire d'injection 152 est munie, sur sa paroi externe en contact avec l'alésage interne 156 de l'embout cylindrique 158, de gorges hélicoïdales 186 (formant le swirler secondaire 150) destinées à une mise en rotation du combustible secondaire issu du second tube d'alimentation 176 et parcourant successivement la cavité annulaire 178, les orifices transversaux 180 et l'alésage interne 156. A son extrémité libre, non solidaire de la pièce de liaison 166, cette pièce annulaire d'injection 152 comporte un premier orifice d'injection 188 muni d'un cône de décharge primaire pour le combustible primaire sortant des canaux hélicoïdaux 184.
De même, pour le combustible secondaire sortant des gorges hélicoïdales 186, il est prévu que l'alésage interne 156 de l'embout cylindrique 158 entourant la pièce annulaire 152 soit terminé par un second orifice 3o d'injection 190 portant un cône de décharge secondaire concentrique au précédent.
Outre les moyens de délivrance de l'injecteur en combustibles primaire et secondaire décrits précédemment, l'injecteur de décollage comporte des moyens de délivrance spécifique en fluide de refroidissement permettant un refroidissement intégral de l'injecteur avec une extraction de calories maximale. Pour cela, un élément de séparation tubulaire 192 est introduit dans la gorge annulaire 162 de l'embout 158 de façon à définir de part et d'autre de cet élément des premier 194 et second 196 espaces annulaires coaxiaux dans desquels un fluide de refroidissement pourra circuler sous pression. Le passage du fluide de refroidissement entre ces deux espaces annulaires est assuré par une pluralité d'orifices de passage 198 pratiqués dans cet élément de séparation au niveau de son extrémité aval reposant au fond de la gorge 162 et s'étendant au delà du premier orifice d'injection 188, garantissant ainsi un refroidissement jusqu'à l'extrémité de l'injecteur. L'extrémité
amont de cet élément de séparation est quant à elle fixée par brasage sur un troisième tube 200, coaxial aux premier et second tubes d'alimentation 170, 176, mais de diamètre légèrement supérieur, et, comme ces derniers, raccordé en amont au corps de l'injecteur 172. Comme pour les liaisons brasées précédentes, la liaison entre les pièces 192 et 200 peut être réalisée au moyen de réserves de brasure disposées soit dans des puits percés radialement à l'extrémité amont de la pièce de séparation 192 et d'où elle s'échappera par capillarité lors de l'étape de chauffage pour assurer la liaison solidaire des deux pièces soit, plus simplement, étalées directement entre elles 193. Le tube 200 définit ainsi un premier conduit annulaire 202 autour du second tube d'alimentation 176 pour l'introduction du fluide de refroidissement et un second conduit annulaire 204 entre ce tube 200 et la paroi externe de l'injecteur 160 pour son retour à la source de fluide 10 après avoir parcouru à l'aller et au retour toute la longueur de l'injecteur via les espaces annulaires 194, 196. Cette configuration en aller/retour sur toute la longueur des conduits d'alimentation en combustibles primaire et secondaire avec un conduit de 3o refroidissement entourant complètement ces conduits d'alimentation permet un pompage maximal de calories au contraire des dispositifs de l'art antérieur qui comportent le plus souvent un conduit aller sur un coté
de l'injecteur et un conduit retour sur l'autre coté.

La figure 5 illustre la partie terminale d'un injecteur pilote assemblé
conformément à l'invention. La structure de cet injecteur est tout à fait similaire à celle de l'injecteur de décollage à l'exception du circuit de refroidissement qui fait défaut sur cet injecteur. On retrouve donc les mêmes composants qui portent d'ailleurs les mêmes références (au premier chiffre près). Ainsi, l'injecteur pilote comporte à cette extrémité
terminale une pièce annulaire d'injection 252, d'axe longitudinal 254 montée dans un alésage interne 256 d'un embout cylindrique 258 fixé par brasage sur l'extrémité de la paroi externe 260 de cet injecteur. Le io brasage de ces deux pièces 258, 260 est réalisé à partir de réserves de brasure disposées dans des puits 259a, 259b percés radialement à
l'extrémité amont de l'embout 258 et d'où s'échappera par capillarité lors d'une étape unique de chauffage le métal d'apport assurant la liaison solidaire des deux pièces. Cet embout, dans une partie intermédiaire, est 1s aussi fixé également par brasage sur une partie centrale cylindrique 266a d'une pièce de liaison 266. Cette pièce cylindrique 266 comporte dans cette partie centrale et s'étendant dans une partie aval 266b, un alésage axial borgne 268 à l'extrémité libre duquel est fixé par brasage l'extrémité
d'un premier tube d'alimentation 270 pour amener du combustible 20 primaire depuis le corps de l'injecteur pilote 272 auquel ce tube est raccordé en amont (ce corps étant fixé lui même de façon classique sur le carter de la turbomachine non représenté). Ici encore, le brasage des trois pièces 258, 266a, 270 est réalisé à partir de réserves de brasure disposées dans des puits 265a percés radialement dans la partie centrale 25 cylindrique 166a et d'où s'échappera par capillarité lors de l'étape de chauffage le métal d'apport assurant la liaison solidaire de cette pièce centrale avec l'embout 258 d'une part et le tube central 270 d'autre part.
La partie aval 266b de cette pièce cylindrique 266 qui présente un diamètre moindre que la partie centrale est emboîtée en partie et fixée 30 aussi par brasage dans un alésage intérieur 274 de la pièce annulaire d'injection 252 (au moyen de réserves de brasure disposées dans des puits 275a, 275b percés radialement dans cette pièce annulaire 252) alors que sa partie amont 266c qui présente un diamètre supérieur à celui de la partie centrale est fixée par brasage à l'extrémité d'un second tube d'alimentation 276, coaxial au précédent et de diamètre supérieur, pour amener du combustible secondaire depuis le corps de l'injecteur pilote 272 auquel ce second tube est également raccordé en amont. Une 5 nouvelle fois, le brasage de ces deux pièces 266c, 276 est réalisé à partir de réserves de brasure disposées dans des puits 277a, 277b percés radialement à l'extrémité amont de la pièce 266c et d'où s'échappera par capillarité lors de étape de chauffage le métal d'apport assurant la liaison solidaire des deux pièces. Ce second tube débouche dans une cavité
io interne annulaire 278 pratiquée dans la partie amont 266c et percée d'orifices longitudinaux 280 (par exemple trois orifices régulièrement répartis) pour la circulation du combustible secondaire dans la pièce 266.
La pièce de liaison 266 est en outre également percée, au niveau de son extrémité borgne, d'orifices transversaux 282b destinés à mettre en communication son alésage axial 268 avec l'alésage intérieur 274 de la pièce annulaire d'injection 252 (de préférence ces orifices transversaux alternent avec les puits radiaux). De même, son extrémité libre aval est percée de canaux hélicoïdaux 284 (formant le swirler primaire 128) destinés à une mise en rotation du combustible primaire issu du premier tube d'alimentation 270 et parcourant successivement l'alésage axial 268, l'alésage intérieur 274 et les orifices transversaux 282. De même, la pièce annulaire d'injection 252 est munie, sur sa paroi externe en contact avec l'alésage interne 256 de l'embout cylindrique 258, de gorges hélicoïdales 286 (formant le swirler secondaire 130) destinées à une mise en rotation du combustible secondaire issu du second tube d'alimentation 276 et parcourant successivement la cavité annulaire 278, les orifices transversaux 280 et l'alésage interne 256. A son extrémité libre, non solidaire de la pièce de liaison 266, cette pièce annulaire d'injection 252 comporte un premier orifice d'injection 288 muni d'un cône de décharge primaire pour le combustible primaire sortant des canaux hélicoïdaux 284.
De même, pour le combustible secondaire sortant des gorges hélicoïdales 286, il est prévu que l'alésage interne 256 de l'embout cylindrique 258 entourant la pièce annulaire 252 soit terminé par un second orifice d'injection 290 portant un cône de décharge secondaire concentrique au précédent.
Le procédé d'assemblage des injecteurs sera maintenant explicité
au regard de la figure 6 qui est une vue éclatée avant assemblage (la paroi de séparation et la paroi externe ne sont pas représentées) de la partie terminale, ou nez, de l'injecteur de décollage illustré à la figure 2, et de la figure 7 qui est une vue en perspective de cette partie terminale une fois assemblée (avec une partie arrachée). On notera que ce procédé
peut bien entendu s'appliquer pareillement à l'injecteur pilote de la figure to 5.
Après un usinage individuel de chacune des trois pièces constituant cette partie terminale de l'injecteur : l'embout 158, la pièce annulaire d'injection 152 et la pièce centrale de liaison 166 (on notera que dans un mode de réalisation non représenté, les pièces 152 et 166 peuvent être 1s réalisées en une pièce unique), l'assemblage comporte les étapes suivantes : tout d'abord, il est procédé à un remplissage par un métal d'apport des puits radiaux constituant les réserves de brasure de chacune de ces trois pièces ; puis ces pièces sont assemblées entre elles et l'ensemble ainsi constitué est monté sur les tubes d'alimentation en 20 combustibles primaires et secondaire puis sur la paroi externe de l'injecteur; et le tout est enfin placé dans une enceinte où il sera chauffé
pour permettre une fusion du métal d'apport avec les pièces ainsi assemblées.
Le brasage peut être effectué au four ou au gaz par exemple. Dans 25 le cas du brasage au gaz les pièces à assembler sont chauffées jusqu'à la température de mouillage . Dès que celle-ci est atteinte, le métal d'apport en fusion coule, remonte dans le jeu de 0.05 à 0.25 mm (l'espace capillaire) existant entre les pièces, et réalise ainsi l'assemblage. Le mouillage du métal d'apport est favorisé par une circulation du gaz. Dans 30 le cas d'un brasage au four, celui-ci est réalisé à une température comprise entre 600 et 1100 C et fonction de la nature des pièces à
assembler et du métal d'apport utilisé. Ce métal d'apport est de préférence constitué à base d'or ou de nickel.

La simplicité de ce procédé d'assemblage entièrement par brasure permet de fiabiliser notablement la fabrication des injecteurs qui n'est dès lors plus dépendant de la qualité des soudures résultant antérieurement d'un processus manuel ou de l'assemblage de multiples pièces comme du montage de joints d'étanchéité.

Claims (6)

REVENDICATIONS
1. Procédé d'assemblage de la partie terminale d'un injecteur (12, 14, 16) d'une chambre de combustion (20) de turbomachine comportant des moyens de délivrance d'un combustible primaire comprenant un premier tube d'alimentation (170) auquel est raccordée une pièce annulaire d'injection (152) comportant des premiers orifices d'injection (188) pour décharger le combustible primaire dans ladite chambre de combustion et des moyens de délivrance d'un combustible secondaire comprenant un second tube d'alimentation (176) entourant ledit premier tube et auquel est raccordé
un embout cylindrique (158) entourant ladite pièce annulaire d'injection et comportant des seconds orifices d'injection (190) pour décharger le combustible secondaire dans ladite chambre de combustion, procédé
caractérisé en ce que, ledit embout cylindrique et ladite pièce annulaire d'injection étant pourvus de puits radiaux (159, 175) pour recevoir un métal d'apport, il est procédé tout d'abord à un remplissage desdits puits par ledit métal d'apport; puis ladite pièce annulaire d'injection est montée dans ledit embout cylindrique et ces deux éléments sont à leur tour montées sur lesdits premier et second tubes d'alimentation en combustibles primaires et secondaire et sur une paroi externe de l'injecteur (160); et enfin la partie terminale de l'injecteur ainsi assemblée est placée dans une enceinte où elle sera chauffée pour permettre une fusion du métal d'apport avec lesdits deux éléments.
2. Procédé d'assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le montage de ladite pièce annulaire d'injection sur ledit premier tube d'alimentation est effectué via une pièce cylindrique de liaison (166) comportant des puits radiaux (165) pour la réception du métal d'apport.
3. Procédé d'assemblage selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que préalablement au montage de ladite paroi externe de l'injecteur, il est procédé au montage d'une paroi de séparation (192) dans ledit embout cylindrique, une extrémité aval de cette paroi étant fixée sur un troisième tube (200) de délivrance d'un fluide de refroidissement entourant lesdits premier et second tubes d'alimentation.
4. Procédé d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit métal d'apport est constitué

à base d'or ou de nickel.
5. Procédé d'assemblage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite enceinte est portée à une température déterminée comprise entre 600 et 1100°C et fonction de la nature des pièces à assembler et du métal d'apport utilisé.
6. Partie terminale d'un injecteur de combustible d'une chambre de combustion de turbomachine, comprenant :
un embout cylindrique (158) pourvu de premiers puits radiaux (159);
une pièce annulaire d'injection (152), montée dans ledit embout cylindrique, et pourvue de seconds puits radiaux (175);
ledit embout cylindrique (158) et ladite pièce annulaire d'injection (152) étant fixés à l'injecteur (160) par brasure à partir d'un métal d'apport disposé dans lesdits puits.
CA2363305A 2000-11-21 2001-11-19 Procede d'assemblage d'un injecteur de combustible pour chambre de combustion de turbomachine Expired - Lifetime CA2363305C (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0015003 2000-11-21
FR0015003A FR2817016B1 (fr) 2000-11-21 2000-11-21 Procede d'assemblage d'un injecteur de combustible pour chambre de combustion de turbomachine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CA2363305A1 CA2363305A1 (fr) 2002-05-21
CA2363305C true CA2363305C (fr) 2011-02-08

Family

ID=8856701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CA2363305A Expired - Lifetime CA2363305C (fr) 2000-11-21 2001-11-19 Procede d'assemblage d'un injecteur de combustible pour chambre de combustion de turbomachine

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6595000B2 (fr)
CA (1) CA2363305C (fr)
FR (1) FR2817016B1 (fr)
GB (1) GB2372474B (fr)
RU (1) RU2278331C2 (fr)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6698207B1 (en) * 2002-09-11 2004-03-02 Siemens Westinghouse Power Corporation Flame-holding, single-mode nozzle assembly with tip cooling
US6918255B2 (en) * 2002-12-03 2005-07-19 General Electric Company Cooling of liquid fuel components to eliminate coking
US7117675B2 (en) * 2002-12-03 2006-10-10 General Electric Company Cooling of liquid fuel components to eliminate coking
US7325402B2 (en) * 2004-08-04 2008-02-05 Siemens Power Generation, Inc. Pilot nozzle heat shield having connected tangs
KR100611060B1 (ko) * 2004-12-07 2006-08-09 삼성전자주식회사 기판 상으로 용액을 공급하기 위한 장치
FR2891314B1 (fr) * 2005-09-28 2015-04-24 Snecma Bras d'injecteur anti-cokefaction.
US8166763B2 (en) * 2006-09-14 2012-05-01 Solar Turbines Inc. Gas turbine fuel injector with a removable pilot assembly
US8286433B2 (en) * 2007-10-26 2012-10-16 Solar Turbines Inc. Gas turbine fuel injector with removable pilot liquid tube
US8393155B2 (en) * 2007-11-28 2013-03-12 Solar Turbines Incorporated Gas turbine fuel injector with insulating air shroud
US8443608B2 (en) * 2008-02-26 2013-05-21 Delavan Inc Feed arm for a multiple circuit fuel injector
EP2196734A1 (fr) 2008-12-12 2010-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Lance de combustible pour un brûleur
US20100263382A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-21 Alfred Albert Mancini Dual orifice pilot fuel injector
CN103562641B (zh) * 2011-05-17 2015-11-25 斯奈克玛 用于涡轮机的环形燃烧室
US20130036740A1 (en) * 2011-08-09 2013-02-14 Ulrich Woerz Multi-fuel injection nozzle
WO2015023863A1 (fr) * 2013-08-16 2015-02-19 United Technologies Corporation Système d'injecteur de carburant refroidi pour moteur à turbine à gaz
US9797313B2 (en) * 2014-01-16 2017-10-24 Pratt & Whitney Canada Corp. Internal manifold with fuel inlet
US10934890B2 (en) * 2014-05-09 2021-03-02 Raytheon Technologies Corporation Shrouded conduit for arranging a fluid flowpath
US9915480B2 (en) 2014-07-03 2018-03-13 United Technologies Corporation Tube assembly
US9989257B2 (en) 2015-06-24 2018-06-05 Delavan Inc Cooling in staged fuel systems
US10054093B2 (en) 2016-01-05 2018-08-21 Solar Turbines Incorporated Fuel injector with a center body assembly for liquid prefilm injection
CA2955613A1 (fr) 2016-01-28 2017-07-28 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Echangeur thermique integre comportant une buse de carburant
US10830150B2 (en) 2016-01-28 2020-11-10 Rolls-Royce Corporation Fuel heat exchanger with leak management
US11118784B2 (en) 2016-01-28 2021-09-14 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Heat exchanger integrated with fuel nozzle
CA3000372A1 (fr) * 2017-05-11 2018-11-11 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Echangeur thermique integre comportant une buse de carburant
CA3000460A1 (fr) * 2017-05-23 2018-11-23 Rolls-Royce Corporation Echangeur thermique a carburant dote de gestion de fuite
FR3088969B1 (fr) * 2018-11-27 2021-02-19 Ifp Energies Now Injecteur de carburant avec moyens de refroidissement
US11519332B1 (en) 2021-05-11 2022-12-06 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Fuel injector with integrated heat exchanger for use in gas turbine engines

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5423178A (en) 1992-09-28 1995-06-13 Parker-Hannifin Corporation Multiple passage cooling circuit method and device for gas turbine engine fuel nozzle
FR2721693B1 (fr) * 1994-06-22 1996-07-19 Snecma Procédé et dispositif pour alimenter en carburant et refroidir l'injecteur de décollage d'une chambre de combustion à deux têtes.
US5988531A (en) * 1997-11-25 1999-11-23 Solar Turbines Method of making a fuel injector
US6098407A (en) * 1998-06-08 2000-08-08 United Technologies Corporation Premixing fuel injector with improved secondary fuel-air injection
US6256995B1 (en) * 1999-11-29 2001-07-10 Pratt & Whitney Canada Corp. Simple low cost fuel nozzle support
US6351948B1 (en) * 1999-12-02 2002-03-05 Woodward Fst, Inc. Gas turbine engine fuel injector
US6665726B1 (en) * 2000-01-06 2003-12-16 Akamai Technologies, Inc. Method and system for fault tolerant media streaming over the internet

Also Published As

Publication number Publication date
RU2278331C2 (ru) 2006-06-20
GB0127823D0 (en) 2002-01-09
US6595000B2 (en) 2003-07-22
FR2817016A1 (fr) 2002-05-24
US20020073708A1 (en) 2002-06-20
FR2817016B1 (fr) 2003-02-21
CA2363305A1 (fr) 2002-05-21
GB2372474B (en) 2004-03-31
GB2372474A (en) 2002-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2363305C (fr) Procede d'assemblage d'un injecteur de combustible pour chambre de combustion de turbomachine
FR2817017A1 (fr) Refroidissement integral des injecteurs de decollage d'une chambre de combustion a deux tetes
CA2638814C (fr) Injecteur multipoint pour turbomachine
CA2466215C (fr) Stator pour turbomachine
CA2592788C (fr) Agencement a liaison par crabot pour chambre de combustion de turbomachine
CA2647145C (fr) Dispositif de guidage d'un element dans un orifice d'une paroi de chambre de combustion de turbomachine
EP0604279B1 (fr) Injecteur avec paroi poreuse pour chambre de combustion d'une fusée
CA2864629C (fr) Injecteur de carburant pour une turbomachine
EP0359662B1 (fr) Dispositif de prélèvement de gaz chauds dans une chambre de combustion et tête d'injection équipée d'un dispositif de prélèvement
WO2015097355A1 (fr) Ensemble de fixation d'un bougie de turbomachine
CA2899508A1 (fr) Ensemble de combustion de turbomachine comprenant un circuit d'alimentation de carburant ameliore
EP1489359B1 (fr) Chambre de combustion annulaire de turbomachine
FR3003013A1 (fr) Dispositif de dosage compact pour injecteur a deux circuits de carburant, de preference pour turbomachine d'aeronef
CA2776848C (fr) Dispositif d'injection multi-point pour une chambre de combustion de turbomachine
FR3042543B1 (fr) Torche d'allumage pour moteur fusee
WO2001078470A1 (fr) Torche a plasma comportant des electrodes separees par un entrefer et allumeur incorporant une telle torche
FR3098247A1 (fr) Trompe a jet pour turbomachine
CA2958025C (fr) Dispositif de raccordement comportant plusieurs tubes concentriques cintres
EP0676024B1 (fr) Buse de chalumeau a gaz
FR3019210A1 (fr) Partie de turbomachine comportant une bride avec un dispositif de drainage
FR3068079B1 (fr) Dispositif de joint hydraulique a amorcage ameliore
FR2497286A1 (fr) Bruleur destine au rechauffage de l'air d'admission d'un moteur a combustion interne
FR3096401A1 (fr) Secteur d’un distributeur et distributeur d’une turbine d’une turbomachine d’aéronef
FR3033598A1 (fr) Bougie de prechauffage pour un systeme d'alimentation de carburant flex
CA3223831A1 (fr) Bruleur a gaz a combustion de surface antideflagrant et antidetonant

Legal Events

Date Code Title Description
EEER Examination request
MKEX Expiry

Effective date: 20211119