EP4731932A1 - Système d'injection pour chambre de combustion de turbomachine ayant des trous de purge optimisés - Google Patents

Abstract

Un système d'injection pour chambre de combustion de turbomachine comprend une douille (52), un bol (60), et une vrille d'admission d'air (56) délimitée par une surface interne amont (62B) d'une paroi d'extrémité aval (62) de la douille. La paroi d'extrémité aval comporte des trous de purge (64) présentant chacun une entrée (64A) débouchant au travers d'une surface externe amont (62A) de la paroi d'extrémité aval (62), et une sortie (64B) débouchant au travers de la surface interne amont (62B). L'entrée (64A) présente un axe d'entrée (A1) orienté selon une direction d'entrée (D1), et la sortie (64B) présente un axe de sortie (A2) orienté selon une direction de sortie (D2). La direction de sortie (D2) présente une inclinaison circonférentielle (θ2), définie par référence à un repère de coordonnées cylindriques centré sur un axe d'injection (44), et de même sens que la vrille d'admission d'air (56). Chaque trou de purge (64) est de forme incurvée, de sorte que la direction d'entrée (D1) présente une inclinaison circonférentielle (θ1) inférieure à l'inclinaison circonférentielle (θ2) de la direction de sortie (D2).

Description

Description

Titre : Système d'injection pour chambre de combustion de turbomachine ayant des trous de purge optimisés

Domaine technique

La présente invention se rapporte au domaine des systèmes d'injection destinés à l'injection de mélanges d'air et de carburant dans les chambres de combustion des turbomachines, notamment les turboréacteurs destinés à la propulsion d'aéronefs.

État de la technique antérieure

Une turbomachine, tel qu'un turboréacteur, comprend un ou plusieurs compresseur(s) délivrant de l'air sous pression à une chambre de combustion où l'air mélangé à du carburant est enflammé afin de générer des gaz de combustion chauds. Ces gaz s'écoulent vers l'aval de la chambre vers une ou plusieurs turbine(s) qui transforme(nt) l'énergie ainsi reçue afin d'entraîner en rotation le ou les compresseur(s) et fournir le travail nécessaire, par exemple, à la propulsion d'un avion. Typiquement, une chambre de combustion annulaire comprend une paroi annulaire interne et une paroi annulaire externe, reliées entre elles à leur extrémité amont par une paroi annulaire de fond de chambre. La paroi de fond de chambre présente, espacées circonférentiellement, une pluralité de passages recevant chacun un système d'injection au milieu duquel se positionne un nez d'injecteur de carburant, l'ensemble permettant l'amenée d'un mélange d'air et de carburant dans la chambre de combustion.

Le carburant, initialement sous forme liquide, est amené jusqu'à la chambre par chaque injecteur, dont le nez provoque la pulvérisation du carburant en fines gouttelettes. Le processus de pulvérisation puis d'évaporation du carburant est initié au niveau du nez de l'injecteur et se poursuit au sein du système d'injection, notamment au niveau d'une paroi interne convergente-divergente, ou venturi, et d'une paroi de sortie divergente, ou bol, par un effet d'entraînement par l'air sous pression provenant du compresseur. Cet air sous pression traverse, d'une part, une ou plusieurs vrilles du système d'injection, par exemple de type radial ou axial-radial, pour mettre en rotation le carburant pulvérisé par l'injecteur, et, d'autre part, des orifices ménagés dans différentes parties du système d'injection.

De tels orifices, dénommés trous de purge, sont parfois formés dans une paroi définissant, d'un côté amont, une surface externe amont du système d'injection, et délimitant, d'un côté aval, une telle vrille. De tels trous de purge sont prévus pour éviter ou limiter les risques de remontée de flamme au sein de la vrille et les risques de cokéfaction le long des parois délimitant la vrille.

La présence ou l'absence de tels trous de purge sur un système d'injection donné, et, le cas échéant, le dimensionnement des trous de purge, sont des paramètres clés de dimensionnement du plafond de rallumage d'une chambre de combustion. Le choix des dimensions de tels trous de purge apparaît en outre comme un compromis entre les performances en matière de rallumage et de stabilité de combustion d'une part, et un risque de stagnation de carburant dans les systèmes d'injection d'autre part.

Dans des conditions d'allumage difficiles telles que les conditions d'un rallumage en vol, il peut arriver que le noyau de flamme initié devant la bougie peine à atteindre la région de recirculation définie en sortie d'un système d'injection relativement proche de la bougie. Il se peut en outre que la flamme stagne devant un tel système d'injection sans se propager aux systèmes d'injection voisins, conduisant à un échec de l'allumage de la chambre de combustion et obligeant à procéder à une nouvelle tentative d'allumage.

Exposé de l'invention

La présente invention vise à optimiser les trous de purge afin de réduire l'influence de ces derniers sur les performances d'allumage, notamment en conditions difficiles.

L'invention propose à cet effet un système d'injection pour injecter un mélange d'air et de carburant dans une chambre de combustion de turbomachine, comprenant une douille pour recevoir un nez d'injecteur de carburant, un bol, et au moins une vrille d'admission d'air agencée axialement entre la douille et le bol pour injecter dans le système d'injection de l'air présentant un mouvement giratoire dans une direction circonférentielle de vrille, autour d'un axe d'injection du système d'injection.

La douille comporte une paroi d'extrémité aval définissant, d'un côté amont du système d'injection, une surface externe amont de ce dernier, et d'un côté opposé, une surface interne amont délimitant en amont ladite vrille d'admission d'air.

La paroi d'extrémité aval comporte des trous de purge présentant chacun une entrée débouchant au travers de ladite surface externe amont et une sortie débouchant au travers de ladite surface interne amont.

L'entrée présente un axe d'entrée orienté selon une direction d'entrée, et la sortie présente un axe de sortie orienté selon une direction de sortie.

De plus, au moins la direction de sortie présente une inclinaison circonférentielle, définie par référence à un repère de coordonnées cylindriques centré sur l'axe d'injection, et de même sens que la direction circonférentielle de vrille.

Les trous de purge sont ainsi configurés pour une injection d'air corotative avec l'air issu de la vrille d'admission d'air adjacente à la paroi d'extrémité aval de la douille. L'impact de l'air issu des trous de purge vis-à-vis de l'écoulement tourbillonnaire issu de la vrille précitée est ainsi réduit. De cette manière, la fonction de purge, c'est-à-dire de protection contre la cokéfaction et les remontées de flamme, peut être conservée sans que cela ne soit au détriment de la stabilité de la flamme et des performances d'allumage de la chambre de combustion.

Il est à noter que, du fait que la vrille d'admission d'air est délimitée en amont par la paroi d'extrémité aval de la douille, cette vrille n'est pas d'un type purement axial mais peut être de type radial ou de type axia l-radia I, c'est-à-dire que la vrille présente une orientation radiale pure ou avec une inclinaison en direction de l'aval.

Dans des modes de réalisation, la direction de sortie présente une inclinaison radiale en direction de l'axe d'injection.

Dans d'autres modes de réalisation, la direction de sortie est orthogonale à la direction radiale dudit repère de coordonnées cylindriques.

Par ailleurs, selon l'invention, chaque trou de purge est de forme incurvée, de sorte que la direction d'entrée présente une inclinaison circonférentielle, définie par référence audit repère de coordonnées cylindriques, inférieure à l'inclinaison circonférentielle de la direction de sortie, pour chaque trou de purge.

Une telle propriété géométrique des trous de purge permet de maximiser la pression de l'air ingéré par les trous de purge en tirant au mieux profit de la pression dynamique du flux d'air qui circule vers l'aval et alimente les trous de purge, et de minimiser corollairement les pertes de charge.

Dans certains modes de réalisation, l'inclinaison circonférentielle de la direction d'entrée peut être nulle.

De plus, la direction d'entrée peut présenter une inclinaison radiale, définie par référence audit repère de coordonnées cylindriques, inférieure ou égale à l'inclinaison radiale de la direction de sortie, pour chaque trou de purge.

En variante, l'inclinaison radiale de la direction d'entrée peut être nulle.

L'invention concerne également une turbomachine pour aéronef, comprenant une chambre de combustion et au moins un système d'injection du type défini ci-dessus pour alimenter la chambre de combustion en un mélange d'air et de carburant.

Brève description des dessins

L'invention sera mieux comprise, et d'autres détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :

[Fig. 1] est une vue schématique en coupe axiale d'une turbomachine destinée à la propulsion d'aéronefs ;

[Fig. 2] est une demi-vue schématique en coupe axiale d'une chambre de combustion au sein de la turbomachine de la figure 1 ;

[Fig. 3] est une vue schématique en coupe axiale d'un système d'injection d'un type connu, apte à équiper la chambre de combustion de la figure 2 ;

[Fig. 3A] est une vue schématique à plus grande échelle d'une partie de la figure 3 ;

[Fig. 4] est une vue schématique en perspective, sensiblement depuis l'amont, d'un système d'injection selon un premier exemple non couvert par l'invention, également apte à équiper la chambre de combustion de la figure 2 ; [Fig. 5] est une vue schématique en perspective, sensiblement depuis l'aval, d'une partie amont du système d'injection de la figure 4 ;

[Fig. 6] est une vue schématique en perspective d'une section d'entrée d'un trou de purge appartenant au système d'injection de la figure 4 ;

[Fig. 6A] est une vue de la section d'entrée du trou de purge en projection dans un plan (R'C') ;

[Fig. 6B] est une vue de la section d'entrée du trou de purge en projection dans un plan (R'X') ;

[Fig. 6C] est une vue de la section d'entrée du trou de purge en projection dans un plan (X'C') ;

[Fig. 7] est une vue schématique en perspective d'une section de sortie du trou de purge ;

[Fig. 7A] est une vue de la section de sortie du trou de purge en projection dans un plan (R'C') ;

[Fig. 7B] est une vue de la section de sortie du trou de purge en projection dans un plan (R'X') ;

[Fig. 7C] est une vue de la section de sortie du trou de purge en projection dans un plan (X'C') ;

[Fig. 8] est une vue semblable à la figure 4, d'un système d'injection selon un deuxième exemple non couvert par l'invention, également apte à équiper la chambre de combustion de la figure 2 ;

[Fig. 9] est une vue semblable à la figure 5, du système d'injection de la figure 8 ;

[Fig. 10] est une vue schématique en perspective d'une section d'entrée d'un trou de purge appartenant au système d'injection de la figure 8 ;

[Fig. 10A] est une vue de la section d'entrée du trou de purge en projection dans un plan (R'C') ;

[Fig. 10B] est une vue de la section d'entrée du trou de purge en projection dans un plan (R'X') ;

[Fig. 10C] est une vue de la section d'entrée du trou de purge en projection dans un plan (X'C') ;

[Fig. 11] est une vue schématique en perspective d'une section de sortie du trou de purge ; [Fig. 11A] est une vue de la section de sortie du trou de purge en projection dans un plan (R'C') ;

[Fig. 11B] est une vue de la section de sortie du trou de purge en projection dans un plan (R'X') ;

[Fig. 11C] est une vue de la section de sortie du trou de purge en projection dans un plan (X'C') ;

[Fig. 12] est une vue semblable à la figure 4, d'un système d'injection selon un mode de réalisation de l'invention, également apte à équiper la chambre de combustion de la figure 2 ;

[Fig. 13] est une vue semblable à la figure 5, du système d'injection de la figure 12 ;

[Fig. 14] est une vue schématique en perspective d'une section d'entrée d'un trou de purge d'une variante du système d'injection de la figure 12 ;

[Fig. 14A] est une vue de la section d'entrée du trou de purge en projection dans un plan (R'C') ;

[Fig. 14B] est une vue de la section d'entrée du trou de purge en projection dans un plan (R'X') ;

[Fig. 14C] est une vue de la section d'entrée du trou de purge en projection dans un plan (X'C') ;

[Fig. 15] est une vue schématique en perspective d'une section de sortie du trou de purge ; [Fig. 15A] est une vue de la section de sortie du trou de purge en projection dans un plan (R'C') ;

[Fig. 15B] est une vue de la section de sortie du trou de purge en projection dans un plan (R'X') ;

[Fig. 15C] est une vue de la section de sortie du trou de purge en projection dans un plan (X'C').

Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues. Exposé détaillé de modes de réalisation préférés

La figure 1 illustre une turbomachine 10, par exemple un turboréacteur à double flux et à double corps pour aéronef, comportant de manière générale une soufflante 12 destinée à l'aspiration d'un flux d'air Fl se divisant en aval de la soufflante en un flux primaire F2 circulant dans un canal d'écoulement de flux primaire, ci-après dénommé veine primaire PV, et un flux secondaire F3 circulant dans un canal d'écoulement de flux secondaire, ci-après dénommé veine secondaire SV, disposé autour de la veine primaire PV.

À titre illustratif, la turbomachine comporte, de manière générale, un compresseur basse pression 14, un compresseur haute pression 16, une chambre de combustion 18, une turbine haute pression 20 et une turbine basse pression 22 qui définissent conjointement la veine primaire PV. Les rotors respectifs du compresseur haute pression et de la turbine haute pression sont reliés par un arbre dit « arbre haute pression », tandis que les rotors respectifs du compresseur basse pression et de la turbine basse pression sont reliés par un arbre dit « arbre basse pression », d'une manière bien connue. Ces rotors sont montés rotatifs autour d'un axe 28 de la turbomachine.

Dans l'ensemble de cette description, la direction axiale X est la direction de l'axe 28. On considère en outre un premier repère de coordonnées cylindriques centré sur l'axe 28, dans lequel une direction radiale R est en tout point orthogonale à l'axe 28 et passe parce dernier, tandis qu'une direction ortho-radiale ou circonférentielle C est en tout point orthogonale à la direction radiale R et à l'axe 28. Un plan transversal est un plan orthogonal à l'axe 28. Les termes « interne » et « externe » font respectivement référence à une relative proximité, et un relatif éloignement, d'un élément par rapport à l'axe 28. Enfin, les directions « amont » et « aval » sont définies par référence à la direction générale FD de l'écoulement des gaz dans les veines primaire PV et secondaire SV de la turbomachine, selon la direction axiale X.

La figure 2 illustre la chambre de combustion 18 et son environnement proche, dans une configuration connue. De manière classique, cette chambre de combustion, qui est de type annulaire, comprend deux parois annulaires coaxiales, respectivement radialement interne 32 et radialement externe 34, qui s'étendent de l'amont vers l'aval, selon la direction FD précitée, autour de l'axe de la chambre de combustion qui se confond avec l'axe longitudinal 28 de la turbomachine. Ces parois annulaires radialement interne 32 et radialement externe 34 sont reliées entre elles à leur extrémité amont par une paroi annulaire de fond de chambre 40, de sorte que ces parois délimitent extérieurement un volume intérieur V de la chambre de combustion 18.

La paroi annulaire de fond de chambre 40 comporte des passages répartis autour de l'axe longitudinal 28 et au travers desquels sont respectivement montés des systèmes d'injection 42 configurés pour délivrer chacun une nappe d'un mélange d'air et de carburant centrée selon un axe d'injection 44 respectif.

De plus, la chambre de combustion est en général équipée d'une ou plusieurs bougies d'allumage 45 montées au travers de la paroi annulaire externe 34.

En fonctionnement, une partie 46 d'un flux d'air 48 provenant d'un compresseur tel que le compresseur haute pression 16 alimente les systèmes d'injection 42 tandis qu'une autre partie 50 de ce flux d'air contourne la chambre de combustion en s'écoulant vers l'aval le long des parois coaxiales 32 et 34 de cette chambre et permet, dans certains cas, l'alimentation d'orifices d'entrée d'air prévus au sein de ces parois 32 et 34.

Comme le montre la figure 3, chaque système d'injection 42 comporte de manière générale, de l'amont vers l'aval, une douille 52, parfois dénommée « traversée coulissante », destinée à recevoir un nez 54 d'injecteur de carburant (visible sur la figure 2 mais pas sur la figure 3), ainsi qu'une ou plusieurs vrilles d'admission d'air 56, 58 (parfois dénommées « swirler »), éventuellement séparées l'une de l'autre par une paroi 59 à extrémité radialement interne de forme convergente-divergente, couramment dénommée « venturi », pour injecter dans le système d'injection de l'air présentant un mouvement giratoire dans une direction circonférentielle de vrille SCI autour de l'axe d'injection 44, et enfin un bol 60, parfois dénommé « bol mélangeur », qui prend essentiellement la forme d'une paroi de révolution ayant une forme qui diverge vers l'aval. Ces éléments sont centrés par rapport à l'axe d'injection 44.

La présente description fait référence à un deuxième repère de coordonnées cylindriques dans lequel une direction axiale X' est parallèle à l'axe d'injection 44 d'un système d'injection considéré, une direction radiale R' est en tout point orthogonale à l'axe d'injection 44 et passe par ce dernier, tandis qu'une direction orthoradiale ou circonférentielle C' est en tout point orthogonale à la direction radiale R' et à l'axe d'injection 44. Dans ce contexte, un plan transversal est un plan orthogonal à l'axe d'injection 44, et les termes « interne » et « externe » font respectivement référence à une relative proximité, et un relatif éloignement, d'un élément par rapport à l'axe d'injection 44.

Chacune des vrilles 56, 58 comporte, de manière bien connue, des ailettes 56A, 58A qui délimitent entre elles des canaux d'air, d'axes respectifs orientés selon des directions présentant chacune une composante radiale et une composante circonférentielle de manière à conférer un caractère tourbillonnant au flux d'air traversant la vrille.

Le système d'injection illustré sur la figure 3 comporte deux vrilles successives 56 et 58, toutes deux de type radial, c'est-à-dire orientées transversalement à l'axe d'injection 44. Autrement dit, les axes respectifs des canaux d'air définis entre les ailettes de telles vrilles sont compris dans un plan transversal à l'axe d'injection 44. La présente divulgation est toutefois également applicable à des systèmes d'injection comportant une ou plusieurs vrilles de type axia l-radia I, c'est-à-dire dans lesquelles les axes respectifs des canaux d'air s'étendent selon des directions respectives présentant une composante axiale et une composante radiale. Des systèmes d'injection comportant à la fois une vrille de type axial-radial et une vrille de type radial sont également possibles, de même que des systèmes d'injection ne comportant qu'une seule vrille de type radial ou axial-radial.

D'une manière connue en soi, la douille 52 comporte une paroi d'extrémité aval 62 définissant, d'un côté amont du système d'injection, une surface externe amont 62A de ce dernier, et d'un côté opposé, une surface interne amont 62B délimitant en amont la vrille d'admission d'air 56 (au moins une portion radialement interne de celle-ci). De plus, la paroi d'extrémité aval 62 de la douille comporte des trous de purge 64 présentant chacun une entrée 64A débouchant au travers de la surface externe amont 62A et une sortie 64B débouchant au travers de la surface interne amont 62B. De tels trous de purge 64 sont prévus, de manière connue, pour éviter ou limiter les risques de remontée de flamme au sein de la vrille 56 et les risques de cokéfaction le long des parois délimitant la vrille.

Comme expliqué ci-dessus, la présente invention vise à optimiser les trous de purge afin de réduire l'influence de ces derniers sur les performances d'allumage, notamment en conditions difficiles.

Pour décrire un tel trou de purge 64, la présente description fait référence à un axe d'entrée Al du trou de purge comme étant un axe passant par un centre CA de l'entrée 64A du trou de purge, et ayant pour direction une direction tangente à la surface interne du trou de purge au niveau de l'entrée 64A, moyennée sur la circonférence de l'entrée 64A. De manière analogue, un axe de sortie A2 du trou de purge est un axe passant par un centre CB de la sortie 64B du trou de purge, et ayant pour direction une direction tangente à la surface interne du trou de purge au niveau de la sortie 64B, moyennée sur la circonférence de la sortie 64B. De plus, pour les besoins de la présente description, la direction d'entrée DI d'un tel trou de purge est un vecteur euclidien orienté de l'amont vers l'aval ayant pour direction la direction de l'axe d'entrée Al du trou de purge et ayant une norme choisie arbitrairement. De manière analogue, la direction de sortie D2 d'un tel trou de purge est un vecteur euclidien orienté de l'amont vers l'aval ayant pour direction la direction de l'axe de sortie A2 du trou de purge et ayant une norme choisie arbitrairement.

De manière générale, les composantes axiale, circonférentielle et radiale de la direction d'entrée DI sont définies par référence au deuxième repère de coordonnées cylindriques pris au centre CA de l'entrée 64A d'un trou de purge considéré. De manière analogue, les composantes axiale, circonférentielle et radiale de la direction de sortie D2 sont définies par référence au deuxième repère de coordonnées cylindriques, pris au centre CB de la sortie 64B du trou de purge considéré.

De plus, l'inclinaison circonférentielle éventuelle de la direction d'entrée DI est l'angle 0 ou 01 entre la direction axiale X', définie au centre CA de l'entrée 64A du trou de purge considéré, et la projection orthogonale de la direction d'entrée DI dans un plan local (X',C') passant par le centre CA, comme illustré sur les figures 6 et 6C, 10 et 10C, 14 et 14C. De manière analogue, l'inclinaison circonférentielle de la direction de sortie D2 est l'angle 0 ou 02 entre la direction axiale X', définie au centre CB de la sortie 64B du trou de purge considéré, et la projection orthogonale de la direction de sortie D2 dans un plan local (X',C') passant par le centre CB, comme illustré sur les figures 7 et 7C, 11 et 11C, 15 et 15C. Une inclinaison circonférentielle 0 comprise entre 0 et 90 degrés se traduit ainsi par une direction inclinée circonférentiellement dans le même sens que la direction circonférentielle de vrille SCI.

Enfin, l'inclinaison radiale éventuelle de la direction d'entrée DI est l'angle P ou pi entre la direction axiale X', définie au centre CA de l'entrée 64A du trou de purge considéré, et la projection orthogonale de la direction d'entrée DI dans un plan local (R',X') passant par le centre CA, comme illustré sur les figures 10 et 10B, 14 et 14B. De manière analogue, l'inclinaison radiale éventuelle de la direction de sortie D2 est l'angle P ou P2 entre la direction axiale X', définie au centre CB de la sortie 64B du trou de purge considéré, et la projection orthogonale de la direction de sortie D2 dans un plan local (R',X') passant par le centre CB, comme illustré sur les figures 11 et 11B, 15 et 15B. Une inclinaison radiale P comprise entre 0 et 90 degrés se traduit ainsi par une orientation inclinée radialement en direction de l'intérieur, c'est-à-dire en direction de l'axe d'injection 44.

Dans l'art antérieur correspondant au système d'injection visible sur la figure 3, de tels trous de purge 64 sont orientés purement axialement dans le deuxième repère de coordonnées cylindriques. De tels trous de purge connus de l'art antérieur sont ainsi de forme cylindrique et présentent des axes d'entrée Al et de sortie A2 confondus, parallèles à l'axe d'injection 44.

L'invention prévoit, de manière générale, qu'au moins la direction de sortie D2 des trous de purge 64 présente une inclinaison circonférentielle de même sens que la direction circonférentielle de vrille SCI. Les trous de purge 64 sont ainsi configurés pour une injection d'air co-rotative avec l'air issu de la vrille d'admission d'air 56 adjacente à la paroi d'extrémité aval 62 de la douille 52. Les trous de purge contribuent ainsi au « nombre de Swirl » au sein du système d'injection, le « nombre de Swirl » étant, comme le sait une personne du métier, un paramètre représentatif du rapport des quantités de mouvement de l'air, respectivement dans la direction circonférentielle C', et dans la direction X' de l'axe d'injection 44. La réduction du nombre de Swirl du fait de l'air issu des trous de purge 64 est ainsi limitée. De cette manière, la fonction de purge, c'est-à-dire de protection contre la cokéfaction et les remontées de flamme, peut être obtenue sans que cela ne soit au détriment de la stabilité de la flamme et des performances d'allumage de la chambre de combustion.

Bien entendu, les trous de purge 64 étant définis au travers de la paroi d'extrémité aval 62, leurs directions d'entrée DI et de sortie D2 présentent nécessairement une composante axiale non nulle.

Des éléments communs avec l'invention vont d'abord être décrits en référence à deux exemples non couverts par l'invention décrits en référence aux figures 4 à 11C, dans lesquels les trous de purge 64 sont chacun de forme cylindrique, moyennant quoi l'axe d'entrée Al et l'axe de sortie A2 de chaque trou de purge sont confondus. Il en est évidement de même en ce qui concerne les directions d'entrée DI et de sortie D2.

Plus précisément, dans le premier exemple (figures 4 à 7C), la direction de sortie D2 présente une composante radiale nulle.

L'inclinaison circonférentielle 0 de la direction de sortie D2 est de préférence comprise entre 5 et 80 degrés. Autrement dit, le rapport entre la composante tangentielle et la composante axiale de la direction de sortie D2 est préférentiellement compris entre 0,1 et 6. Dans des modes de réalisation préférés, l'inclinaison circonférentielle 0 de la direction de sortie D2 est comprise entre 5 et 60 degrés.

Le deuxième exemple (figures 8 à 11C) se distingue du premier exemple du fait que la direction de sortie D2 présente une composante radiale négative (non nulle), moyennant quoi les trous de purge 64 sont inclinés radialement vers l'intérieur en direction de l'aval.

L'inclinaison radiale P de la direction de sortie D2 est de préférence inférieure à 80 degrés. Autrement dit, le rapport entre la composante radiale et la composante axiale de la direction de sortie D2 est préférentiellement inférieur à 6.

Dans ce deuxième exemple, l'inclinaison circonférentielle de la direction de sortie D2 est de préférence encore comprise entre 5 et 80 degrés, par exemple entre 5 et 60 degrés. Comme dans le premier exemple, le rapport entre la composante tangentielle et la composante axiale de la direction de sortie D2 est ainsi également compris entre 0,1 et 6.

Enfin, selon l'invention (figures 12 à 15C), chaque trou de purge 64 est de forme incurvée, de sorte que la composante circonférentielle de la direction d'entrée DI est de valeur absolue inférieure à la valeur absolue de la composante circonférentielle de la direction de sortie D2, pour chaque trou de purge 64. Autrement dit, l'axe d'entrée Al est moins incliné dans la direction circonférentielle que ne l'est l'axe de sortie A2, et l'inclinaison circonférentielle 01 de la direction d'entrée DI est ainsi inférieure à l'inclinaison circonférentielle 02 de la direction de sortie D2.

Une telle propriété géométrique des trous de purge 64 permet de maximiser la pression de l'air ingéré par les trous de purge en tirant au mieux profit de la pression dynamique du flux d'air qui circule vers l'aval et alimente les trous de purge, et de minimiser corollairement les pertes de charge.

Ainsi, dans l'exemple illustré par les figures 12 et 13, l'inclinaison circonférentielle de la direction d'entrée DI est nulle.

Dans des modes de réalisation de l'invention, la direction d'entrée DI présente en outre une composante radiale de valeur absolue inférieure à la valeur absolue de la composante radiale de la direction de sortie D2, pour chaque trou de purge 64. Ainsi, l'axe d'entrée Al est également moins incliné radialement vers l'intérieur que ne l'est l'axe de sortie A2, et l'inclinaison radiale pi de la direction d'entrée DI est ainsi inférieure à l'inclinaison radiale 2 de la direction de sortie D2.

Ainsi, dans l'exemple illustré par les figures 12 et 13, l'inclinaison radiale de la direction d'entrée DI est nulle.

Les figures 14 à 15C concernent une variante de l'invention, dans laquelle l'inclinaison radiale pi de la direction d'entrée DI est non nulle, à des fins d'illustration.

Claims

Revendications

1. Système d'injection pour injecter un mélange d'air et de carburant dans une chambre de combustion de turbomachine, comprenant une douille (52) pour recevoir un nez d'injecteur de carburant, un bol (60), et au moins une vrille d'admission d'air (56) agencée axialement entre la douille (52) et le bol (60) pour injecter dans le système d'injection de l'air présentant un mouvement giratoire dans une direction circonférentielle de vrille (SCI) autour d'un axe d'injection (44) du système d'injection, dans lequel la douille comporte une paroi d'extrémité aval (62) définissant, d'un côté amont du système d'injection, une surface externe amont (62A) de ce dernier, et d'un côté opposé, une surface interne amont (62B) délimitant en amont ladite vrille d'admission d'air (56), et dans lequel ladite paroi d'extrémité aval (62) comporte des trous de purge (64) présentant chacun une entrée (64A) débouchant au travers de ladite surface externe amont (62A) et une sortie (64B) débouchant au travers de ladite surface interne amont (62B), dans lequel ladite entrée (64A) présente un axe d'entrée (Al) orienté selon une direction d'entrée (Dl), et ladite sortie (64B) présente un axe de sortie (A2) orienté selon une direction de sortie (D2), dans lequel au moins la direction de sortie (D2) présente une inclinaison circonférentielle (0 , 02), définie par référence à un repère de coordonnées cylindriques centré sur l'axe d'injection (44), et de même sens que ladite direction circonférentielle de vrille (SCI), caractérisé en ce que chaque trou de purge (64) est de forme incurvée, de sorte que la direction d'entrée (Dl) présente une inclinaison circonférentielle (01), définie par référence audit repère de coordonnées cylindriques, inférieure à l'inclinaison circonférentielle (02) de la direction de sortie (D2), pour chaque trou de purge (64).

2. Système d'injection selon la revendication 1, dans lequel la direction de sortie (D2) présente une inclinaison radiale (P, 2) en direction de l'axe d'injection (44).

3. Système d'injection selon la revendication 1, dans lequel la direction de sortie (D2) est orthogonale à la direction radiale (R') dudit repère de coordonnées cylindriques.

4. Système d'injection selon l'une quelconque des revendications 1 à

3, dans lequel chaque trou de purge (64) est de forme cylindrique, moyennant quoi l'axe d'entrée (Al) et l'axe de sortie (A2) de chaque trou de purge (64) sont confondus.

5. Système d'injection selon l'une quelconque des revendications 1 à

4, dans lequel l'inclinaison circonférentielle (01) de la direction d'entrée (Dl) est nulle.

6. Système d'injection selon l'une quelconque des revendications 1 à

5, dans lequel la direction d'entrée (Dl) présente une inclinaison radiale (pi), définie par référence audit repère de coordonnées cylindriques, inférieure ou égale à l'inclinaison radiale (P2) de la direction de sortie (D2), pour chaque trou de purge (64).

7. Système d'injection selon la revendication 6, dans lequel l'inclinaison radiale (pi) de la direction d'entrée (Dl) est nulle.

8. Turbomachine pour aéronef, comprenant une chambre de combustion (16) et au moins un système d'injection (42) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 pour alimenter la chambre de combustion en un mélange d'air et de carburant.