CA2578711C - Agencement pour une chambre de combustion de turboreacteur - Google Patents
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
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Abstract
Agencement pour une chambre de combustion de turbo réacteur La chambre de combustion comporte un fond de chambre (16) percé d'au moins un trou de passage (62). Un système d'injection eSt monté coulissant diamétralement par rapport au trou de passage (62). Un déflecteur (50) est monté sur le fond de. chambre. Le déflecteur comporte un anneau d'emboîtement (64) portant de premiers. tenons (66). Un fourreau (48) coaxial à l'anneau d'emboîtement (64) porte de seconds tenons (72). Les premiers et les seconds tenons permettent le passage des premiers tenons entre les seconds tenons puis l'engagement des premiers tenons derrière les seconds tenons. Le système d'injection est monté coulissant dans le fourreau (48). Des moyens anti rotatifs sont prévus pour empêcher une rotation du système d'injection par rapport au fourreau.
Description
-AeENCEMENT POUR UNE =AMBRE DE COMBUSTION DE
TURBORÉACTEUR
DESCRIPTION
DOMINE TECENIQUE
L'invention concerne un agencement pour une chambre de combustion -de turboréacteur, ladite Chambre comportant un fond de chambre perce au moins d'un trou de passage dirculeire, l'agencement comprenant un système d'injection associé audit au moins un trou de passage et monté coulissant diamétralement par rapport au trou de passage circulaire du fond de chambre et un déflecteur monté fixement sur un fond de chambre à
l'intétieur de la chambre de combustion.
Les chambres de combustion des turbos réacteurs comprennent une paroi intérieure et une paroi extérieure reliées à leurs extrémités amont par un fond annulaire pour définir un fond de chambre de combustion annulaire. Des systèmes d'injection régulièrement ! , =
répartis sur la périphérie du fond de la chambre de ( ) combustion délivrent un mélange d'air et de Carburant = qui est enflammé pour fournir des gaz de combustion. -= 20 Le: carburant est fourni au système d'injection par un injecteur monté sur une paroi de carter extérieur et dont la, tête est centrée sur le système d'injection, Én Outre, un déflecteur protège le fond de chambre des flammes de' le chambre de combustion- Cependant, il y a des dilatations différentielles entre la chambre de combustion et le carter. Il est donc nécessaire de prévoir- un rattrapage .de cette dilatation différeptielle :=
=
TURBORÉACTEUR
DESCRIPTION
DOMINE TECENIQUE
L'invention concerne un agencement pour une chambre de combustion -de turboréacteur, ladite Chambre comportant un fond de chambre perce au moins d'un trou de passage dirculeire, l'agencement comprenant un système d'injection associé audit au moins un trou de passage et monté coulissant diamétralement par rapport au trou de passage circulaire du fond de chambre et un déflecteur monté fixement sur un fond de chambre à
l'intétieur de la chambre de combustion.
Les chambres de combustion des turbos réacteurs comprennent une paroi intérieure et une paroi extérieure reliées à leurs extrémités amont par un fond annulaire pour définir un fond de chambre de combustion annulaire. Des systèmes d'injection régulièrement ! , =
répartis sur la périphérie du fond de la chambre de ( ) combustion délivrent un mélange d'air et de Carburant = qui est enflammé pour fournir des gaz de combustion. -= 20 Le: carburant est fourni au système d'injection par un injecteur monté sur une paroi de carter extérieur et dont la, tête est centrée sur le système d'injection, Én Outre, un déflecteur protège le fond de chambre des flammes de' le chambre de combustion- Cependant, il y a des dilatations différentielles entre la chambre de combustion et le carter. Il est donc nécessaire de prévoir- un rattrapage .de cette dilatation différeptielle :=
=
2 Dans un premier type d'agencement (Voir par exemple le document EP 290 3378) la téte de l'injecteur est centrée sur une traversée coulissante qui peut se déplacer radialement par rapport au système d'injection de manière à rattraper la dilatation différentielle de la chambre de combustion par rapport au carter.
Toutefois, il existe des têtes d'injecteur qui comportent, outre un gicleur central, des gicleurs périphériques qui crachent dans une vrille secondaire ou vrille externe du système d'injection. Dans ce cas Li il n'est pas admisSible d'autoriser un débattement de la tête d'injecteur par rapport au système d'injection car la tète d'injecteur doit être en permanence centrée par rapport au système d'injection. Le rattrapage des dilatations différentielles doit donc se faire par un coulissement du système d'injection par rapport au fond de chambre. L'invention concerne un agencement de ce type.
, ' D'autre- part, conformément à un autre impératif, il est nécessaire qu'en cas de rupture d'une Ç) des brasures par lesquelles les pièces constitutives de l'agencement sont assemblées, aucune pièce ne puisse se détacher et venir percuter la chambre de combustion et la partie aval du moteur, notamment la turbine HP, ce qui pourrait conduire à une explosion du moteur.
L'invention a précisément pour objet un agencement pour une chambre de combustion de turboréacteur qui permet d'atteindre ces objectifs.
D'une part cet agencement doit permettre un coulissement du système d'injection par rapport au fond
Toutefois, il existe des têtes d'injecteur qui comportent, outre un gicleur central, des gicleurs périphériques qui crachent dans une vrille secondaire ou vrille externe du système d'injection. Dans ce cas Li il n'est pas admisSible d'autoriser un débattement de la tête d'injecteur par rapport au système d'injection car la tète d'injecteur doit être en permanence centrée par rapport au système d'injection. Le rattrapage des dilatations différentielles doit donc se faire par un coulissement du système d'injection par rapport au fond de chambre. L'invention concerne un agencement de ce type.
, ' D'autre- part, conformément à un autre impératif, il est nécessaire qu'en cas de rupture d'une Ç) des brasures par lesquelles les pièces constitutives de l'agencement sont assemblées, aucune pièce ne puisse se détacher et venir percuter la chambre de combustion et la partie aval du moteur, notamment la turbine HP, ce qui pourrait conduire à une explosion du moteur.
L'invention a précisément pour objet un agencement pour une chambre de combustion de turboréacteur qui permet d'atteindre ces objectifs.
D'une part cet agencement doit permettre un coulissement du système d'injection par rapport au fond
3 de chambre. D'autre part il doit être conçu de telle manière qu'aucune pièce ne puisse partir vers l'aval en cas de rupture d'une brasure.
Ces buts sont atteints, conformément à
l'invention, par le fait que le déflecteur comporte un anneau d'emboîtement portent de premiers tenons espacés circonférenciellement et faisant saillie radialement et que l'agencement comporte un fourreau coaxial à
l'anneau d'emboîtement du déflecteur et portant de seconds tenons espacés circonférentiellement et faisant saillie radialement, les premiers et seconds tenOns étant suffiaamment espacés pour permettre le massage des premiers tenons entre les seconds tenons puis, par une rotation, l'engagement des premiers tenons derrière les seconds tenons de Manière à interdire un écartement du déflecteur et du fourreau selon une direction axiale, le système d'injection étant monté coulissant dans le fourreau, des moyens anti rotatifs étant prévus pour empêcher une rotation du système d'injection par rapport au fourreau.' Grâce à ces caractéristiques., le rattrapage des dilatations différentielles du carter par rapport à
la chambre de combustion se fait au niveau de fond de chambre et aucune pièce ne peut venir percuter la chambre de combustion ou la turbine én cas de rupture d'une brasure.
Dans une réalisation particulière, le Système d'injection comporte une bague flottante montée coulissante dans le fourreau.
Dans une autre réalisation particulière, le fourreau présente la forme d'une 'coupelle possédant un SÉ 28195 LW
Ces buts sont atteints, conformément à
l'invention, par le fait que le déflecteur comporte un anneau d'emboîtement portent de premiers tenons espacés circonférenciellement et faisant saillie radialement et que l'agencement comporte un fourreau coaxial à
l'anneau d'emboîtement du déflecteur et portant de seconds tenons espacés circonférentiellement et faisant saillie radialement, les premiers et seconds tenOns étant suffiaamment espacés pour permettre le massage des premiers tenons entre les seconds tenons puis, par une rotation, l'engagement des premiers tenons derrière les seconds tenons de Manière à interdire un écartement du déflecteur et du fourreau selon une direction axiale, le système d'injection étant monté coulissant dans le fourreau, des moyens anti rotatifs étant prévus pour empêcher une rotation du système d'injection par rapport au fourreau.' Grâce à ces caractéristiques., le rattrapage des dilatations différentielles du carter par rapport à
la chambre de combustion se fait au niveau de fond de chambre et aucune pièce ne peut venir percuter la chambre de combustion ou la turbine én cas de rupture d'une brasure.
Dans une réalisation particulière, le Système d'injection comporte une bague flottante montée coulissante dans le fourreau.
Dans une autre réalisation particulière, le fourreau présente la forme d'une 'coupelle possédant un SÉ 28195 LW
4 fond sur lequel la bague flottante peut glisser et un rebord, la bague coulissante étant retenue par une bague de fermeture soudée sur le rebord-.
Avantageusement, l'anneau d'emboîtement traverse le trou de passage du fond de chambre.
De préférence, les premiers tenons sont dirigés radialement vers l'extérieur et les seconds tenons sont dirigés tadialement vers l'intérieur.
Avantageusement, les moyens anti rotatifs qui interdissent une rotation du système d'injection par rapport au fourreau sont constitués par une languette d'orientation de la bague flottante et par une encoche formée dans le rebord du fourreau, la =
languette d'orientation étant introduite dans l'encoche.
Dans une réalisation préférée, l'agencement comporte un doigt d'orientation qui traverse le fond de chambre et qui .s'engage, à une extrémité, dans une encoche d'orientation. .du déflecteur et, à une autre extrémité., dans une encoche d'orientation du fourreau, ce doigt d'orientation imposant une orientation ) angulaire déterminée du déflecteur et du fourreau par rapport au fond de. .chambre et, par suite, une orientation angulaire déterminée du fourreau et du déflecteur l'un par rapport à l'autre.
De préférence, la. bague flottante est pourvue d'une multitude de trous de ventilation le traversant, De préférence =encore, les trous de ventilation de /a bague flottante sont disposés de telle manière qu'ils sont. en regard du. déflecteur dans une zone où il existe un jeu entre le système d'injection et le déflecteur inférieur à une valeur limite et dégagés du déflecteur dans une zone où le jeu entre le système d'injection et le déflecteur est
Avantageusement, l'anneau d'emboîtement traverse le trou de passage du fond de chambre.
De préférence, les premiers tenons sont dirigés radialement vers l'extérieur et les seconds tenons sont dirigés tadialement vers l'intérieur.
Avantageusement, les moyens anti rotatifs qui interdissent une rotation du système d'injection par rapport au fourreau sont constitués par une languette d'orientation de la bague flottante et par une encoche formée dans le rebord du fourreau, la =
languette d'orientation étant introduite dans l'encoche.
Dans une réalisation préférée, l'agencement comporte un doigt d'orientation qui traverse le fond de chambre et qui .s'engage, à une extrémité, dans une encoche d'orientation. .du déflecteur et, à une autre extrémité., dans une encoche d'orientation du fourreau, ce doigt d'orientation imposant une orientation ) angulaire déterminée du déflecteur et du fourreau par rapport au fond de. .chambre et, par suite, une orientation angulaire déterminée du fourreau et du déflecteur l'un par rapport à l'autre.
De préférence, la. bague flottante est pourvue d'une multitude de trous de ventilation le traversant, De préférence =encore, les trous de ventilation de /a bague flottante sont disposés de telle manière qu'ils sont. en regard du. déflecteur dans une zone où il existe un jeu entre le système d'injection et le déflecteur inférieur à une valeur limite et dégagés du déflecteur dans une zone où le jeu entre le système d'injection et le déflecteur est
5 supérieur à cette valeur limite.
D'autre part, l'invention concerne un turboréacteur comportant un agencement conforme à
l'invention, ainsi qu'un fourreau, un système d'injection et un déflecteur faisant partie de l'agencement.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à
titre illustratif en référence aux figures annexées.
Sur ces figures - la figure 1 est une vue générale d'une chambre de_ combustion comportant un agencement conforme_ à l'invention - la figure 2 est une vue de détail du système d'injection faisant partie de l'agencement de la figure 1 ;
) - la figure 3 est une Vue en coupe de la tete d'injecteur. montée Sur le système d'injection de l'invention ;
25- - la figure -4 est une vue éclatée montrant le montage du fourreau sur le déflecteur ;
- la figure 5 est une vue de détail d'un doigt d'orientation du fourreau et du déflecteur par rapport au fond de chambre ;-- le figure 6 est une vue éclatée _en.
perspective de l'Agencement de l'invention ;
õ . . =
SE' 28195 LW
É
- la figure 7 est une vue assemblée en perspective de l'agencement de l'invention ;
-. les figures 8 à 10 sont trois vues de détail qui montrent le fonctionnement des trous de ventilation de la bague flottant?.
On a représenté sur la figure 1 une vue schématique partielle en coupe d'une chambre de combustion de turboréacteur désignée par la référence générale 2 comportant un agencement conforme à ) à
présente invention. La chambre de combustion 2 présente une forme de symétrie longitudinale dé révolution par rapport à un axe général de la turbine (non représenté). Elle comporte une paroi de carter intérieure 4 et une paroi de carter extérieure .6. une paroi de chambre intérieure 8- délimite un passage 10 avec la paroi de carter intérieure 4 et une paroi de chambre extérieure 12 délimite un passage 14 avec la paroi de carter extérieure 6.
Les parois des chambres intérieure 8 et extérieure 12 sont réunies par un fond de chambre. 16 à
leurs extrémités amont. Une pluralité de système ) 'd'injection 18, par exemple de 14 à 22, régulièrement espacés angulairement (un seul système = d'injection a été représenté sur la figure 1) sont prévus sur le fond de chambre. 16. Four chaque système d'injection la un injecteur 2.0 est monté sur la paroi. de carter extérieure 6. L'injecteur comporte 'une tête d'injecteur 22 centrée sur le système d'injection 18 d'ara XX.
Le- fonctionnement du module de chambre de combustion est le suivant. L'air soue pression en provenance du compresseur pénètre dans la chambre de _ e 28195 LW
combustion par le passage 26, comme schématisé par la.
flèche 28. Une partie de l'air passe par l'ouverture centrale du carénage 30 tandis que le reste du flux d'air dirigé par l'extérieur du carénage vers- les passages 10 et 14 comme schématisé par les flèches 34 et 36. Des ouvertures (non. représentées) sont prévues dans les parois intérieure et extérieure .8 et 12 de la chambre de combustion afin de peLffiettre l'entrée d'air à partir des passages 10 et 14.
L'air qui pénètre dans le carénage 30 est ( ) mis en rotation dans- la vrille primaire 38 de la tête d'injecteur 22 et dans la vrille secondaire 40 du système d'injection 18. Il se mélange au carburant délivré par la tête 'd'injecteur 22. Le mélange. gazeux pénètre dans la chambre de cOmbustidn dans laquelle il est enflammé.
On a représenté sur la figure 2 une vue de détail du. système d'injection 18. Il est constitué d'un bol 42, de la. vrille secondaire ou vrille externe 40, déjà mentionnée et de la bague de centrage 44. Cette dernière -est ainsi désignée parce qu'elle permet le centrage de la tète d'injecteur 22 par rapport au système d'injection 18-. Le système d'injection 18 est.
monté coulissant par rapport au fond de chambre 16 par l'intermédiaire d'une bague flottante 46 formée d'une seule- pièce avec le bol 42 et gui coulisse dans un fourreau 48 solidaire du fond de chambre 16.
Le déflecteur 50 protège le fond de chambre 16 des flammes de la chambre de combustion.
La figure 3 est une vue à échelle agrandie de .1a tête d'injecteur 22 montée sur le. système d'injection 18. Comme expliqué précédemment, la tête d'injecteur 22 comporte un gicleur central 52 et dee points d'injection périphériques 54 qui crachent dans la vrille secondaire 40. 11 est donc nécessaire que la tête d'injecteur 22 soit en permanence centrée de manière parfaite par rapport au système d'injection 18.
C'est la raison pour laquelle elle ne peut pas être montée coulissante par rapport- au système d'injection, comme cela se pratique dans certains agencements. La tête d'injecteur est donc centrée sur la bague de centrage 44 du système d'injection 18 et c'est l'ensemble de la tête d'injecteur et du -système d'injection qui est. monté coulissant par rapport au fond de chambre 16 dans le fourreau_ 48, A cet effet la bague flottante 46 solidaire du bol 42 est montée coulissante dans le fourreau 48 fermé_ par la bague de.
fermeture 56. Des moyens anti rotatifs sont prévus pour empêcher une rotation du système d'injection par rapport au fourreau 48 Dans l'exemple', de réalisation décrit ces Moyens sont constitués par une languette 5.8 qui fait. partie de.. la bague flottante 46 et qui est.
(_) insérée dans une encoche 60 formée dans un rebOrd du fourreau.
De la sorte, le système d'injection peut se déplacer radialement par rapport au déflecteur 50 et au fond dé chambre 16. Sur la figure 3, le système d'injection a été reptAsente. en position centrée, toutefois il est entendu que le système d'injection peut se déplacer entre une première position excentrée dans laquelle le jeu à l'une des extrémité, par exemple l'extrémité Intérieure, est nul et une seconde. position excentrée. dans laquelle le jeu â l'autre extrémité est nul.
Le déflecteur 50 est monté fixement sur le fond de chambre 16 à l'intérieur de la chambre de combustion. On a représenté Sur la. figure 4 un mode préféré de réalisation dé la fixation du déflecteur sur le fond de chambre.. Le fond de chambre 16 comporte un trou de passage circulaire 62. Le déflecteur 50 comporte un anneau d'emboîtement 64 qui s'engage -dans le trou de passage 62. L'anneau d'emboîtement comPorte des tenons 66 régulièrement répartis, par exemple six dans l'exemple de réalisation -représenté. Le fourreau 48 présente la forme d'une coupelle possédant un fond sur lequel la bague flottante peut glisser- et un rebord 25 68 dans lequel est formée .une encoche 60 pour la réception de_ la languette 58 de la bague flottante 46.
Les_ tenons 66 alternent avec des encoches 67. Dans l'exemple représenté, la longueur des tenons 66 est égale à celle des. encoches 67. en d'autres termes, compte tenu du fait qu'il y a six tenons et six encoches dans l'exemple, chaque tenon et chaque encoche s'étendent sur Un angle au centre de le enfin, la déflecteur 50 comporte une encoche d'orientation 69.
De manière similaire a ce gui e été décrit pour l'anneau d'emboîtement 64, le fourreau 48 comporte six tenons 72 régulièrement répartis angulairement alternant avec six encoches 74 dont la-. longueur est égale à celle des tenons dalla l'exemple représenté. En d'autres termes, comme pour Panneau d'emboîtement 64, chacun des. tenons 72 et chacune des encoches 74 s'étend sur un angle au centre de 15 Le. fourreau 48 comporte par ailleurs une encoche d'orientation 76. D'autre- part une encoche d'orientation 78 est formée dans le trou de passage circulaire 62 du fond de chambre 16.
Le .montage du déflecteur 50 sur le fond de 5 chambre 16 s'effectue de la manière suivante. On introduit tout d'abord l'anneau d'embolteMent 64 du déflecteur 50 dans le trou de passage circulaire 62 de manière que les tenons 66 dépassent par rapport au fond de chatbre 16. Ensuite, à partir de la position 10 représenté sur la figure 4 dans laquelle les encoches d'orientation 69 du déflecteur 50, 76 du fourreau 48 et 78 du fond de chambre 16 sont alignés, on tourne le fourreau 48 dans un Sens ou dans l'autre d'une fraction de tour de telle maniere oue les tenons 72 du fourreau 48 se trouvent en regard- des encoches 67 de l'anneau -d'emboîtement 64. Dans l'exemple décrit, il faut donc tourner le fourreau 4.8 d'un angle de 15* dans le = sens des aiguilles d'une montre ou dans- le sens contraire à.
celui des aiguilles d'une montre. On engage arors le fourreau =sur l'anneau d'emboîtement du déflecteur, les tenons 72. du fourreau 48 passant entre les tenons 66 de ) l'anneau d'emboitemett 64. Le fourreau ayant été engagé
à fond, on le tourne d'une fraction dé tour dans le sens inverse du sens précédent de maniere à ce- que- les trois encoches d'orientation se trouvent à nouveau alignées. On enfonce alors un doigt d'orientation 78 dans les trois encoches. 76, 78 et 69 de manière à
immobiliser ces trois pièces. en pOsition relative l'une par -rapport à l'autre. Une orientation angulaire correcte étant garantie par l'insertion- du doigt d'orientation O, on procède au brasage dé. l'ensemble.
=
11 =
On comprend que même en cas- de rupture du brasage- le déflecteur 50 sera retenu par Ces tenons 66 engagés dernière les tenons- 72 du fourreau. 48. Ainsi, même en cas de brasure défectueuse, le déflecteur ne peut pas être aspiré dans la chambre de combustion, conformément à l'une des caractéristiques essentielles de l'invention.
On a représenté sur la figure 5 une vue de détail qui montre l'insertion du doigt d'orientation 80 dans les encoches d'orientation respectivement du ( ) fourreau 48, du fond de chambre 16 et du déflecteur 50.
On a -représenté sur la- figure 6 une vue éclatée en perspective du déflecteur, du fend de chambre 16 dg fourreau 48 du système d'injection 18, de la bague de fermeture 56 et de l'injecteur 20 avec sa tête d'injection 22. SUr la figure 7, ces différentes pièces- ont été représentées en position assemblée.
Le montage s'effectue de la manière suivante Le déflecteur ayant été monté fixement sur le 20- feànd de chambre (16), et brasé dans cette position comme on l'a expliqué précédemment, on introduit la ( ) bague flottante 46 du système d'injection 18 dans le fourreau 48õ la languette d'orientation 5.8 étant introduite dans l'encoche 60 du fourreau 48. On introduit alors la bague de fermeture dans le fourreau et on la soude dans cette position par trois ou quatre cordons de soudure. circonférentielleffient répartis. -De la sorte il est. facile de- remplacer le système d'injection si nécessaire. pour cela 1.l suffit dé
meuler les cordons de soudure, de retire la bague de fermeture puis le système. d'injection.
Le système d'injection étant retenu par la bague de fermeture il peut coulisser librement selon une direction radiale dans la limite du jeu entre le bol et le fourreau 48. On introduit alors la tète 22 de l'injecteur dans la bague de centrage du système d'injection.
On remarque sur les figures 6 et 7 la languette 58 introduite dans l'encoche 60 du fourreau 48. On note également la présence de trous de ventilation 82 formés dans la bague flottante 4.6. Comme on peut l'observer sur les figures 8, 9 et 10 la fonction des trous de ventilation 82 est de refroidir le déflecteur 50. Sur la figure 8 le système d'injection a été représenté en position nominale centrée par rapport au déflecteur ; sur la figure 9 on a représenté une zone dans laquelle le jeu entre le déflecteur et le systèMe d'injection (plus précisément le bol) est minimal et sur la. figure 10 une position.
excentrée du système d'injection par rapport au déflecteur 50 dans lequel le: jeu entre ces deux pièces est maximal. Dans la position des :figures 8 et 9, c'est-à-dire- en .position centrée et en 'position de jeu minimal, le déflecteur 50 est suffisamment refroidi par un flux d'air en provenance' des trous de ventilation e4 qui vient, le lécher. C'est la raison pour = laquelle sur les figures 8 et .9, les- trous de. ventilation 82 de la bague flottante 46 sont obturés parce qu'ils sont en regard du déflecteur 50. Par conséquent, dans ces positions, aucun courant d'air de ventilation ne circule à travers, les trous de VentilatiOn 82. En revanche, dans là positi.on représentée sur la figure = _ 10, les trous de ventilation 82 aont dégagée du déflecteur 50. Par conséquent,- un courant d'air circule au travers de ces trous afin de refroidir le déflecteur 50.
D'autre part, l'invention concerne un turboréacteur comportant un agencement conforme à
l'invention, ainsi qu'un fourreau, un système d'injection et un déflecteur faisant partie de l'agencement.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation donnés à
titre illustratif en référence aux figures annexées.
Sur ces figures - la figure 1 est une vue générale d'une chambre de_ combustion comportant un agencement conforme_ à l'invention - la figure 2 est une vue de détail du système d'injection faisant partie de l'agencement de la figure 1 ;
) - la figure 3 est une Vue en coupe de la tete d'injecteur. montée Sur le système d'injection de l'invention ;
25- - la figure -4 est une vue éclatée montrant le montage du fourreau sur le déflecteur ;
- la figure 5 est une vue de détail d'un doigt d'orientation du fourreau et du déflecteur par rapport au fond de chambre ;-- le figure 6 est une vue éclatée _en.
perspective de l'Agencement de l'invention ;
õ . . =
SE' 28195 LW
É
- la figure 7 est une vue assemblée en perspective de l'agencement de l'invention ;
-. les figures 8 à 10 sont trois vues de détail qui montrent le fonctionnement des trous de ventilation de la bague flottant?.
On a représenté sur la figure 1 une vue schématique partielle en coupe d'une chambre de combustion de turboréacteur désignée par la référence générale 2 comportant un agencement conforme à ) à
présente invention. La chambre de combustion 2 présente une forme de symétrie longitudinale dé révolution par rapport à un axe général de la turbine (non représenté). Elle comporte une paroi de carter intérieure 4 et une paroi de carter extérieure .6. une paroi de chambre intérieure 8- délimite un passage 10 avec la paroi de carter intérieure 4 et une paroi de chambre extérieure 12 délimite un passage 14 avec la paroi de carter extérieure 6.
Les parois des chambres intérieure 8 et extérieure 12 sont réunies par un fond de chambre. 16 à
leurs extrémités amont. Une pluralité de système ) 'd'injection 18, par exemple de 14 à 22, régulièrement espacés angulairement (un seul système = d'injection a été représenté sur la figure 1) sont prévus sur le fond de chambre. 16. Four chaque système d'injection la un injecteur 2.0 est monté sur la paroi. de carter extérieure 6. L'injecteur comporte 'une tête d'injecteur 22 centrée sur le système d'injection 18 d'ara XX.
Le- fonctionnement du module de chambre de combustion est le suivant. L'air soue pression en provenance du compresseur pénètre dans la chambre de _ e 28195 LW
combustion par le passage 26, comme schématisé par la.
flèche 28. Une partie de l'air passe par l'ouverture centrale du carénage 30 tandis que le reste du flux d'air dirigé par l'extérieur du carénage vers- les passages 10 et 14 comme schématisé par les flèches 34 et 36. Des ouvertures (non. représentées) sont prévues dans les parois intérieure et extérieure .8 et 12 de la chambre de combustion afin de peLffiettre l'entrée d'air à partir des passages 10 et 14.
L'air qui pénètre dans le carénage 30 est ( ) mis en rotation dans- la vrille primaire 38 de la tête d'injecteur 22 et dans la vrille secondaire 40 du système d'injection 18. Il se mélange au carburant délivré par la tête 'd'injecteur 22. Le mélange. gazeux pénètre dans la chambre de cOmbustidn dans laquelle il est enflammé.
On a représenté sur la figure 2 une vue de détail du. système d'injection 18. Il est constitué d'un bol 42, de la. vrille secondaire ou vrille externe 40, déjà mentionnée et de la bague de centrage 44. Cette dernière -est ainsi désignée parce qu'elle permet le centrage de la tète d'injecteur 22 par rapport au système d'injection 18-. Le système d'injection 18 est.
monté coulissant par rapport au fond de chambre 16 par l'intermédiaire d'une bague flottante 46 formée d'une seule- pièce avec le bol 42 et gui coulisse dans un fourreau 48 solidaire du fond de chambre 16.
Le déflecteur 50 protège le fond de chambre 16 des flammes de la chambre de combustion.
La figure 3 est une vue à échelle agrandie de .1a tête d'injecteur 22 montée sur le. système d'injection 18. Comme expliqué précédemment, la tête d'injecteur 22 comporte un gicleur central 52 et dee points d'injection périphériques 54 qui crachent dans la vrille secondaire 40. 11 est donc nécessaire que la tête d'injecteur 22 soit en permanence centrée de manière parfaite par rapport au système d'injection 18.
C'est la raison pour laquelle elle ne peut pas être montée coulissante par rapport- au système d'injection, comme cela se pratique dans certains agencements. La tête d'injecteur est donc centrée sur la bague de centrage 44 du système d'injection 18 et c'est l'ensemble de la tête d'injecteur et du -système d'injection qui est. monté coulissant par rapport au fond de chambre 16 dans le fourreau_ 48, A cet effet la bague flottante 46 solidaire du bol 42 est montée coulissante dans le fourreau 48 fermé_ par la bague de.
fermeture 56. Des moyens anti rotatifs sont prévus pour empêcher une rotation du système d'injection par rapport au fourreau 48 Dans l'exemple', de réalisation décrit ces Moyens sont constitués par une languette 5.8 qui fait. partie de.. la bague flottante 46 et qui est.
(_) insérée dans une encoche 60 formée dans un rebOrd du fourreau.
De la sorte, le système d'injection peut se déplacer radialement par rapport au déflecteur 50 et au fond dé chambre 16. Sur la figure 3, le système d'injection a été reptAsente. en position centrée, toutefois il est entendu que le système d'injection peut se déplacer entre une première position excentrée dans laquelle le jeu à l'une des extrémité, par exemple l'extrémité Intérieure, est nul et une seconde. position excentrée. dans laquelle le jeu â l'autre extrémité est nul.
Le déflecteur 50 est monté fixement sur le fond de chambre 16 à l'intérieur de la chambre de combustion. On a représenté Sur la. figure 4 un mode préféré de réalisation dé la fixation du déflecteur sur le fond de chambre.. Le fond de chambre 16 comporte un trou de passage circulaire 62. Le déflecteur 50 comporte un anneau d'emboîtement 64 qui s'engage -dans le trou de passage 62. L'anneau d'emboîtement comPorte des tenons 66 régulièrement répartis, par exemple six dans l'exemple de réalisation -représenté. Le fourreau 48 présente la forme d'une coupelle possédant un fond sur lequel la bague flottante peut glisser- et un rebord 25 68 dans lequel est formée .une encoche 60 pour la réception de_ la languette 58 de la bague flottante 46.
Les_ tenons 66 alternent avec des encoches 67. Dans l'exemple représenté, la longueur des tenons 66 est égale à celle des. encoches 67. en d'autres termes, compte tenu du fait qu'il y a six tenons et six encoches dans l'exemple, chaque tenon et chaque encoche s'étendent sur Un angle au centre de le enfin, la déflecteur 50 comporte une encoche d'orientation 69.
De manière similaire a ce gui e été décrit pour l'anneau d'emboîtement 64, le fourreau 48 comporte six tenons 72 régulièrement répartis angulairement alternant avec six encoches 74 dont la-. longueur est égale à celle des tenons dalla l'exemple représenté. En d'autres termes, comme pour Panneau d'emboîtement 64, chacun des. tenons 72 et chacune des encoches 74 s'étend sur un angle au centre de 15 Le. fourreau 48 comporte par ailleurs une encoche d'orientation 76. D'autre- part une encoche d'orientation 78 est formée dans le trou de passage circulaire 62 du fond de chambre 16.
Le .montage du déflecteur 50 sur le fond de 5 chambre 16 s'effectue de la manière suivante. On introduit tout d'abord l'anneau d'embolteMent 64 du déflecteur 50 dans le trou de passage circulaire 62 de manière que les tenons 66 dépassent par rapport au fond de chatbre 16. Ensuite, à partir de la position 10 représenté sur la figure 4 dans laquelle les encoches d'orientation 69 du déflecteur 50, 76 du fourreau 48 et 78 du fond de chambre 16 sont alignés, on tourne le fourreau 48 dans un Sens ou dans l'autre d'une fraction de tour de telle maniere oue les tenons 72 du fourreau 48 se trouvent en regard- des encoches 67 de l'anneau -d'emboîtement 64. Dans l'exemple décrit, il faut donc tourner le fourreau 4.8 d'un angle de 15* dans le = sens des aiguilles d'une montre ou dans- le sens contraire à.
celui des aiguilles d'une montre. On engage arors le fourreau =sur l'anneau d'emboîtement du déflecteur, les tenons 72. du fourreau 48 passant entre les tenons 66 de ) l'anneau d'emboitemett 64. Le fourreau ayant été engagé
à fond, on le tourne d'une fraction dé tour dans le sens inverse du sens précédent de maniere à ce- que- les trois encoches d'orientation se trouvent à nouveau alignées. On enfonce alors un doigt d'orientation 78 dans les trois encoches. 76, 78 et 69 de manière à
immobiliser ces trois pièces. en pOsition relative l'une par -rapport à l'autre. Une orientation angulaire correcte étant garantie par l'insertion- du doigt d'orientation O, on procède au brasage dé. l'ensemble.
=
11 =
On comprend que même en cas- de rupture du brasage- le déflecteur 50 sera retenu par Ces tenons 66 engagés dernière les tenons- 72 du fourreau. 48. Ainsi, même en cas de brasure défectueuse, le déflecteur ne peut pas être aspiré dans la chambre de combustion, conformément à l'une des caractéristiques essentielles de l'invention.
On a représenté sur la figure 5 une vue de détail qui montre l'insertion du doigt d'orientation 80 dans les encoches d'orientation respectivement du ( ) fourreau 48, du fond de chambre 16 et du déflecteur 50.
On a -représenté sur la- figure 6 une vue éclatée en perspective du déflecteur, du fend de chambre 16 dg fourreau 48 du système d'injection 18, de la bague de fermeture 56 et de l'injecteur 20 avec sa tête d'injection 22. SUr la figure 7, ces différentes pièces- ont été représentées en position assemblée.
Le montage s'effectue de la manière suivante Le déflecteur ayant été monté fixement sur le 20- feànd de chambre (16), et brasé dans cette position comme on l'a expliqué précédemment, on introduit la ( ) bague flottante 46 du système d'injection 18 dans le fourreau 48õ la languette d'orientation 5.8 étant introduite dans l'encoche 60 du fourreau 48. On introduit alors la bague de fermeture dans le fourreau et on la soude dans cette position par trois ou quatre cordons de soudure. circonférentielleffient répartis. -De la sorte il est. facile de- remplacer le système d'injection si nécessaire. pour cela 1.l suffit dé
meuler les cordons de soudure, de retire la bague de fermeture puis le système. d'injection.
Le système d'injection étant retenu par la bague de fermeture il peut coulisser librement selon une direction radiale dans la limite du jeu entre le bol et le fourreau 48. On introduit alors la tète 22 de l'injecteur dans la bague de centrage du système d'injection.
On remarque sur les figures 6 et 7 la languette 58 introduite dans l'encoche 60 du fourreau 48. On note également la présence de trous de ventilation 82 formés dans la bague flottante 4.6. Comme on peut l'observer sur les figures 8, 9 et 10 la fonction des trous de ventilation 82 est de refroidir le déflecteur 50. Sur la figure 8 le système d'injection a été représenté en position nominale centrée par rapport au déflecteur ; sur la figure 9 on a représenté une zone dans laquelle le jeu entre le déflecteur et le systèMe d'injection (plus précisément le bol) est minimal et sur la. figure 10 une position.
excentrée du système d'injection par rapport au déflecteur 50 dans lequel le: jeu entre ces deux pièces est maximal. Dans la position des :figures 8 et 9, c'est-à-dire- en .position centrée et en 'position de jeu minimal, le déflecteur 50 est suffisamment refroidi par un flux d'air en provenance' des trous de ventilation e4 qui vient, le lécher. C'est la raison pour = laquelle sur les figures 8 et .9, les- trous de. ventilation 82 de la bague flottante 46 sont obturés parce qu'ils sont en regard du déflecteur 50. Par conséquent, dans ces positions, aucun courant d'air de ventilation ne circule à travers, les trous de VentilatiOn 82. En revanche, dans là positi.on représentée sur la figure = _ 10, les trous de ventilation 82 aont dégagée du déflecteur 50. Par conséquent,- un courant d'air circule au travers de ces trous afin de refroidir le déflecteur 50.
Claims (12)
1. Agencement pour une chambre de combustion de turbo réacteur, ladite chambre comportant un fond de chambre percé d'au moins un trou de passage circulaire, l'agencement comprenant un système d'injection associé audit trou de passage circulaire et monté coulissant diamétralement par rapport au trou de passage circulaire du fond de chambre et un déflecteur monté fixement sur le fond de chambre à
l'intérieur de la chambre de combustion, caractérisé en ce que le déflecteur comporte un anneau d'emboîtement portant de premiers tenons espacés circonférentiellement et faisant saillie radialement et en ce que l'agencement comporte un fourreau coaxial à
l'anneau d'emboîtement du déflecteur et portant de seconds tenons espacés circonférentiellement et faisant saillie radialement, les premiers et les seconds tenons étant suffisamment espacés pour permettre le passage des premiers tenons entre les seconds tenons puis, par une rotation, l'engagement des premiers tenons derrière les seconds tenons de manière à interdire un écartement du déflecteur et du fourreau selon une direction axiale, le système d'injection étant monté coulissant dans le fourreau, des moyens anti rotatifs étant prévus pour empêcher une rotation du système d'injection par rapport au fourreau.
l'intérieur de la chambre de combustion, caractérisé en ce que le déflecteur comporte un anneau d'emboîtement portant de premiers tenons espacés circonférentiellement et faisant saillie radialement et en ce que l'agencement comporte un fourreau coaxial à
l'anneau d'emboîtement du déflecteur et portant de seconds tenons espacés circonférentiellement et faisant saillie radialement, les premiers et les seconds tenons étant suffisamment espacés pour permettre le passage des premiers tenons entre les seconds tenons puis, par une rotation, l'engagement des premiers tenons derrière les seconds tenons de manière à interdire un écartement du déflecteur et du fourreau selon une direction axiale, le système d'injection étant monté coulissant dans le fourreau, des moyens anti rotatifs étant prévus pour empêcher une rotation du système d'injection par rapport au fourreau.
2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'injection comporte une bague flottante montée coulissante dans le fourreau.
3. Agencement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fourreau présente la forme d'une coupelle possédant un fond sur lequel la bague flottante peut glisser et un rebord, la bague flottante étant retenue par une bague de fermeture soudée sur le rebord.
4. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'anneau d'emboîtement traverse le trou de passage du fond de chambre.
5. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les premiers tenons sont dirigés radialement vers l'extérieur et en ce que les seconds tenons sont dirigés radialement vers l'intérieur.
6. Agencement selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les moyens anti rotatifs qui interdissent une rotation du système d'injection par rapport au fourreau sont constitué par une languette d'orientation de la bague flottante et par une encoche formée dans le rebord du fourreau, la languette d'orientation étant introduite dans l'encoche.
7. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un doigt d'orientation qui traverse le fond de chambre et qui s'engage à une extrémité dans une encoche d'orientation du déflecteur et à
une autre extrémité dans une encoche d'orientation du fourreau, ce doigt d'orientation imposant une orientation angulaire déterminée du déflecteur et du fourreau par rapport au fond de chambre et, par suite, une orientation angulaire déterminée du fourreau et du déflecteur l'un par rapport à l'autre.
une autre extrémité dans une encoche d'orientation du fourreau, ce doigt d'orientation imposant une orientation angulaire déterminée du déflecteur et du fourreau par rapport au fond de chambre et, par suite, une orientation angulaire déterminée du fourreau et du déflecteur l'un par rapport à l'autre.
8. Agencement selon la revendication 2 ou l'une quelconque des revendications 3 à 7 lorsqu'elle se rattache à la revendication 2, caractérisé
en ce que la bague flottante est pourvue d'une multitude de trous de ventilation la traversant.
en ce que la bague flottante est pourvue d'une multitude de trous de ventilation la traversant.
9. Agencement selon la revendication 8, caractérisé en ce que les trous de ventilation de la bague flottante sont disposés de telle manière qu'ils sont en regard du déflecteur dans une zone où il existe un jeu entre le système d'injection et le déflecteur inférieur à une valeur limite et dégagés du déflecteur dans une zone où le jeu entre le système d'injection et le déflecteur est supérieur à cette valeur limite.
10. Turboréacteur caractérisé en ce qu'il comporte un agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
11. Fourreau pour un agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le fourreau est configuré pour être coaxial à un anneau d'emboîtement d'un déflecteur de l'agencement, l'anneau d'emboîtement portant des premiers tenons espacés circonférentiellement et faisant saillie radialement, le fourreau portant des seconds tenons espacés circonférentiellement et faisant saillie radialement, les seconds tenons étant suffisamment espacés des premiers tenons pour permettre le passage des premiers tenons entre les seconds tenons puis, par une rotation, l'engagement des premiers tenons derrière les seconds tenons de manière à
interdire un écartement du déflecteur et du fourreau selon une direction axiale, le fourreau étant configuré pour permettre un montage coulissant d'un système d'injection de l'agencement dans le fourreau, le fourreau comprenant des moyens anti rotatifs prévus pour empêcher une rotation du système d'injection par rapport au fourreau.
interdire un écartement du déflecteur et du fourreau selon une direction axiale, le fourreau étant configuré pour permettre un montage coulissant d'un système d'injection de l'agencement dans le fourreau, le fourreau comprenant des moyens anti rotatifs prévus pour empêcher une rotation du système d'injection par rapport au fourreau.
12. Déflecteur pour un agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le déflecteur comporte un anneau d'emboîtement portant des premiers tenons espacés circonférentiellement et faisant saillie radialement, les premiers tenons étant suffisamment espacés de seconds tenons d'un fourreau de l'agencement pour permettre le passage des premiers tenons entre les seconds tenons puis, par une rotation, l'engagement des premiers tenons derrière les seconds tenons de manière à interdire un écartement du déflecteur et du fourreau selon la direction axiale, les seconds tenons étant espacés circonférentiellement et faisant saillie radialement.
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